EP0308519A1 - Machine tool for abrasive machining of flat surfaces - Google Patents

Machine tool for abrasive machining of flat surfaces Download PDF

Info

Publication number
EP0308519A1
EP0308519A1 EP88903469A EP88903469A EP0308519A1 EP 0308519 A1 EP0308519 A1 EP 0308519A1 EP 88903469 A EP88903469 A EP 88903469A EP 88903469 A EP88903469 A EP 88903469A EP 0308519 A1 EP0308519 A1 EP 0308519A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive shaft
face plate
machine tool
ring support
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88903469A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0308519A4 (en
Inventor
Teimuraz Nikolaevich Loladze
Boris Iosifovich Batiashvili
David Semenovich Butskhrikidze
Gennady Levanovich Mamulashvili
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gruzinsky Politekhnichesky Institut Imeni Vi Lenina
Original Assignee
Gruzinsky Politekhnichesky Institut Imeni Vi Lenina
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gruzinsky Politekhnichesky Institut Imeni Vi Lenina filed Critical Gruzinsky Politekhnichesky Institut Imeni Vi Lenina
Publication of EP0308519A1 publication Critical patent/EP0308519A1/en
Publication of EP0308519A4 publication Critical patent/EP0308519A4/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces

Definitions

  • the present invention relates to mechanical engineering and relates in particular to machine tools for grinding flat surfaces.
  • a grinding machine tool (US, A, 2963830) which contains a bed, a grinding wheel attached to a face plate, the face plate in turn being mounted on a drive shaft.
  • the drive shaft is mounted in a housing attached to the bed by means of radial angular bearings.
  • the grinding wheel is driven in rotation by a drive via the drive shaft and the face plate.
  • a workpiece headstock is attached to the bed, which generates contact forces for pressing the workpieces onto the end face of the grinding wheel.
  • a device for grinding workpieces (GB, A, 2124114) is also known, which contains a bed with a ring support, on which, by means of an axial bearing, a face slide for clamping workpieces is mounted, to which a drive shaft is fixed coaxially rigid, which is mounted in a radial bearing arranged in the ring support of the bed.
  • the plan disc receives the rotary movement from a drive via a gear transmission and the drive shaft.
  • the driven pinion gear of the drive shaft is rigidly attached at its lower end, while the forces of the power cylinders evenly distributed on the circumference of the gearwheel are transmitted via its piston rods to its upper end face, so that a preload in the axial bearing is ensured.
  • a device for grinding flat surfaces which has a bed on which a workpiece headstock is mounted and an annular support is fastened, is free from the major part of the disadvantages mentioned.
  • a flat washer is rotatably driven by a rigidly mounted coaxial drive shaft, the upper end of the drive shaft being supported in a roller bearing arranged in the ring support and the lower end of the drive shaft is connected by a coupling with a roller of the driven member of a drive, which is .gelagert in rolling bearings, which is located in a housing mounted on the bed d.
  • the device in question also contains an adjustable pressure device for pressing the face plate against the ring support, which pressure device is designed in the form of a pneumatic diaphragm with a hollow shaft.
  • the body of the diaphragm is attached to the bed, while the drive shaft passes through the hollow shaft with play and interacts with it by means of an axial roller bearing.
  • the known device allows the load on the axial bearing to be distributed more evenly, as a result of which the tilting moments in the axial planes disappear.
  • the accuracy of the mounting of the face plate on the ring support ie the uniformity of the pressure of the contact surface of the face plate on the shells of the axial bearing, depends to a large extent on the accuracy of manufacture of the face plate and the shaft in the assembled state, because they are rigidly connected to one another.
  • the axis of rotation of the drive shaft is not perpendicular to the bearing surface of the face plate, which can have various causes, such as the non-parallelism of the face plate plane and the face receiving face of the drive shaft, the face stroke of the face of the drive shaft, the positional deviation from the coaxiality of the cylindrical bearings assigned Surfaces of the drive shaft, the installation error of the pneumatic diaphragm, insufficient accuracy of the lower axial bearing and the like.
  • the invention has for its object to provide a machine tool of this type for grinding flat surfaces, the structural design of which enables a high level of machining accuracy by uniformly pressing the face plate against the ring support in order to achieve uniform wear of the axial bearing shells and the contact surfaces of the face plate and at the same time by reducing the Accuracy demands simplify the manufacture of the face plate and the drive shaft, and the dimensions of the machine assemblies housed in the bed are reduced, thus reducing the amount of metal involved.
  • a face plate with a grinding tool accommodated thereon which is rotatably supported by an axial bearing on a ring support fastened to the bed and is supported by a roller bearing coaxial drive shaft is set in rotation, as well as an adjustable pressure device for pressing the face plate the ring support, the pressure device being in the form of a pneumatic diaphragm with a hollow shaft in which the drive shaft is passed
  • the ring support according to the invention has a coaxial bushing in which the hollow shaft is arranged to be axially displaceable and to which the housing of the pneumatic diaphragm is fastened, and the roller bearings of the drive shaft are accommodated in the hollow shaft, the drive shaft being connected to the face plate by means of an elastic element.
  • the attachment of the pneumatic diaphragm to the coaxial bushing of the ring support makes it possible to reduce the length of the drive shaft significantly, which simplifies its manufacture, and to reduce the dimensions of the assembly of the pneumatic diaphragm, which leads to reduced metal expenditure.
  • roller bearings of the drive shaft in the hollow shaft reduces the seating surfaces of the drive shaft, which also simplifies their manufacture due to reduced accuracy requirements.
  • connection of the drive shaft to the face plate by means of the elastic element compensates for the residual tilting moments which occur due to manufacturing and assembly errors of the above-mentioned assemblies and parts, as a result of which the face plate is pressed evenly onto the ring support and consequently, uniform wear of the axial bearing shells and the contact surface of the face plate is ensured.
  • the elastic element can expediently be in the form of a disc with at least one concentric bead and can be attached coaxially to the drive shaft.
  • the formation of the elastic element in the form of a disc coaxially attached to the drive shaft enables the face plate to be centered with the grinding tool in relation to the drive shaft.
  • the presence of at least one concentric bead on the elastic disk enables a more even distribution of the forces on the axial bearing due to a higher elasticity at a given torque.
  • the machine tool according to the invention for the grinding of flat surfaces thus ensures a fairly high precision of the grinding and a significant increase in the service life of the main assemblies of this machine while at the same time reducing the metal expenditure.
  • the machine tool according to the present invention for grinding machining of planes.
  • Surfaces such as substrates for integrated circuits, quartz and ceramic elements, non-regrindable polygonal hard metal and ceramic plates, among others, which of For the sake of brevity, hereinafter referred to as the machine tool according to the invention, has a bed 1 to which a drive 2 is attached, which represents an electric motor in any configuration suitable for this purpose.
  • Bie machine tool contains a shaft 3, at the lower end of which a disk 4 is attached, which transmits the torque from the drive 2 and a belt 6 to the shaft 3 by means of a wedge 5.
  • a disk 4 At the upper (according to the figure) end of the shaft 3, an elastic element 8 is rigidly fastened coaxially to the latter with the aid of screw bolts 7 distributed uniformly over the circumference.
  • the elastic element 8, which is made of a metal that is capable of absorbing elastic deformations, is a disk which is designed in the form of a flat spring or with at least one of a concentric bead 8a.
  • the elastic element 8 is fastened on its periphery to the face plate 9 with the aid of screw bolts 10 which are arranged on the circumference coaxially to the face plate 9 in a uniformly distributed manner in a concentric rotation.
  • the machine tool according to the invention also contains a grinding tool II, which represents a crown grinding wheel, the outside and inside diameters of which are selected on the basis of the required size of their working surface as a function of the type and dimension of the workpieces.
  • a grinding tool II represents a crown grinding wheel, the outside and inside diameters of which are selected on the basis of the required size of their working surface as a function of the type and dimension of the workpieces.
  • the grinding tool II is fixed coaxially on the face plate 9 with the aid of screw bolts (not shown).
  • the machine tool according to the invention has an annular support 12 which is rigidly fastened on the bed I with the aid of screw bolts (not shown) which are uniformly distributed over the circumference.
  • the axial bearing 13 represents shells with a sliding coating, which faces the face plate 9.
  • a lubricating water is supplied to the thrust bearing 13 via a lubrication system (not shown).
  • the axial bearing 13 can also be designed in the form of a hydrodynamic, hydrostatic or aerodynamic axial bearing.
  • the ring support 12 has a coaxial bush 14, in which a hollow shaft 15 is arranged to be axially displaceable.
  • the counter surfaces of the bushing 14 and the hollow shaft 15 are manufactured with a high degree of accuracy in order to avoid their mutual rotation due to the bending moment arising due to the tension of the belt 6.
  • the socket 14 is made in one piece with the ring support 12, but it can be manufactured as an individual part and attached to the ring support 12.
  • the hollow shaft 15 is designed in the form of a sleeve, in the opening of which radial angular contact bearings 16 are accommodated, which can have any construction known per se, which gives them the possibility of absorbing radial and axial loads.
  • the preload in the bearings 16 is carried out with the aid of a nut 17.
  • the shaft 3 is supported in the inner rings of the radial angular contact bearings 16.
  • a membrane 20 of a pneumatic diaphragm 21 is fastened with the aid of a ring 19, the housing 22 of which is arranged on the lower part (according to the drawing) of the bush 14.
  • the outer part of the membrane 20 is fastened to the housing 22 of the pneumatic diaphragm 21 with the aid of a cover 23, so that two cavities 24 and 25 are formed.
  • stubs 26 are provided, through which different pressures of compressed air enter the cavities 24 and 25 in order to regulate the contact pressure of the face plate 9 against the ring support 12.
  • Ring seals 27 are also provided on the pneumatic diaphragm 21 in order to prevent the air from escaping from the cavities 24 and 25 of the pneumatic diaphragm 21.
  • the machine tool according to the invention also has a workpiece headstock 28 which is set up on the bed 1 with the aid of supports 29.
  • the workhead 28 includes a workholding assembly.
  • there are two workpiece holder assemblies (three or more workpiece holder assemblies may be used), each of which contains a cartridge 30, on the surface of which faces the grinding tool 11, notches (not shown) are machined to accommodate these workpieces (not shown).
  • the cassettes 30 are fastened to spindles 31, which run parallel to the axis of the shaft 3 at the same distance from it.
  • the spindles 31 are kinematically connected to a drive 32, the function of which an electric motor of any type known and suitable for this purpose can take over, with the aid of a belt 33 and disks (not shown in the drawing) which are connected to the shaft (not shown) of the drive 32 and on the spindles 31 are arranged.
  • the workpiece headstock 28 also contains a pressure device 34 for pressing the workpieces against the grinding machine tool 11.
  • a pressure device 34 for pressing the workpieces against the grinding machine tool 11.
  • there are two pressure devices 34 which are arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft 3.
  • Each pressing device 34 has a chamber 35, in which a membrane 36 is accommodated, which divides the chamber 35 into two cavities 37 and 38, which are connected via a nozzle 39 with a pressure (not shown) air source and connected to an air outlet pipe (not shown).
  • Each membrane 36 is clamped at the edge in the wall of the chamber 35, while its central region is attached to the upper (according to the drawing) end of a quill 40, the lower end of which is rigidly connected to a plate 41 common to the pressure device 34.
  • the plate 41 is used to transmit the force to the workpiece holder assemblies and also to the grinding tool 11.
  • the quills 40 run parallel to the axis of the shaft 3 symmetrically with respect to them via guides 42 which are made in one piece with the body 43 of the workpiece headstock 28.
  • adjustment inserts 44 which are arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft 3 in three places.
  • the adjusting inserts 44 are manufactured with high accuracy with regard to their height and are selected depending on the height of the workpieces.
  • the machine tool according to the invention for grinding flat surfaces works as follows.
  • the compressed air is also supplied to the cavity 24 of the pneumatic diaphragm 21.
  • the membrane 20 With help the membrane 20, the force is transmitted to the hollow shaft 15, which moves downward (according to the drawing) in the opening of the bush 14.
  • the radial angular bearings 16 and the shaft 3 mounted therein also move with the disk 4, as a result of which the beaded part of the elastic element 8 is deformed and the face plate 9 is pressed against the axial bearing 13.
  • the pressure of the compressed air in the chamber 24 depends on the pressure with which the face plate 9 acts on the thrust bearing 13, which is set so that the favorable conditions for the operation of the thrust bearing 13 in question can be selected.
  • the grinding tool II is given a rotation by the drive 2 via the belt 6, the pulley 4, the shaft 3, the elastic element 8 and the face plate 9.
  • the drive 32 also sets the spindles 31 in rotation via the belt 33 and the disks (not indicated).
  • the cassettes 30 with the workpieces (not shown) are inserted into the space between the grinding tool II and the spindles 31, for example with the aid of any manipulator known per se.
  • the compressed air is supplied to the cavities 37 of the chambers 35 of the pressure device 34 under a certain pressure.
  • the membranes 36 transmit the force to the sleeves 40, which move in the guides 42 of the body 43 in the direction of the grinding tool II together with the spindles 31.
  • the compressed air enters the cavity 25 of the pneumatic diaphragm 21 under a certain pressure, and by means of the membrane 20, the radial inclined bearing 16, the shaft 3 and the elastic element are formed on the face plate 9 via the hollow shaft 15 8 a compensating force which is approximately equal to the forces which are generated by the pressure device for pressing the workpieces onto the grinding tool II.
  • the thrust bearing 13 is therefore loaded with a favorable force at all times.
  • the loads on the thrust bearing 13 are uniformly distributed on the circumference, except for the load difference, which arises due to the inadequate manufacturing accuracy of the workpieces and is compensated for with the aid of the elastic element 8.
  • the forces originating from the belt tension are absorbed by the bush 14 of the ring support 12.
  • the present invention can be used with the greatest benefit for the precision grinding, polishing and lapping of flat surfaces of workpieces, in particular of quartz resonators, substrates for integrated circuits, non-regrindable plates made of hard metal, mineral ceramics and other composite materials, jewelery, etc. be used.
  • the machine tool designed according to the present invention for grinding flat surfaces is also suitable as a precision spindle or table for carrying out other cutting operations with axial loads.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Dans une machine-outil pour l'usinage abrasif de surfaces planes, comportant une poupée porte-pièce (28) montée sur un cadre (1), un mandrin de serrage (9), qui porte l'instrument abrasif (11), monté de manière rotative au moyen d'une butée (13) sur un support annulaire (12) fixé au cadre (1) et qui est mise en rotation au moyen d'un arbre co-axial d'entraînement (3) monté sur palier (16), et comportant également un mécanisme réglable pour appuyer le mandrin de serrage (9) contre le support annulaire (12), composé d'une membrane pneumatique (21) équipée d'une tige creuse (15) à travers laquelle passe l'arbre d'entraînement (3), le support annulaire (12) est muni d'un manchon co-axial (14), dans lequel la tige creuse (15) est montée de manière mobile dans le sens axial, et sur lequel est fixée une membrane pneumatique (21), alors que les paliers (16) de l'arbre d'entraînement (3) sont montés à l'intérieur de la tige creuse (15), l'arbre d'entraînement (3) étant relié au mandrin de serrage (9) au moyen d'un élément élastique (8).In a machine tool for the abrasive machining of flat surfaces, comprising a workpiece headstock (28) mounted on a frame (1), a clamping mandrel (9), which carries the abrasive instrument (11), mounted rotatably by means of a stop (13) on an annular support (12) fixed to the frame (1) and which is rotated by means of a co-axial drive shaft (3) mounted on a bearing ( 16), and also comprising an adjustable mechanism for pressing the clamping mandrel (9) against the annular support (12), composed of a pneumatic membrane (21) equipped with a hollow rod (15) through which the drive shaft (3), the annular support (12) is provided with a co-axial sleeve (14), in which the hollow rod (15) is movably mounted in the axial direction, and on which is fixed a pneumatic diaphragm (21), while the bearings (16) of the drive shaft (3) are mounted inside the hollow rod (15), the drive shaft (3) being connected to the serra chuck ge (9) by means of an elastic element (8).

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau und betrifft insbesondere Werkzeugmaschinen zur Schlaifbearbeitung von ebenen Flächen.The present invention relates to mechanical engineering and relates in particular to machine tools for grinding flat surfaces.

Zugrundeliegender Stand der TechnikUnderlying state of the art

Es ist eine Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung (US, A,2963830) bekannt, die ein Bett, eine an einer Planscheibe angebrachte Schleifscheibe enthält, wobei die planscheibe ihrerseits an einer Antriebswelle montiert ist. Die Antriebswelle ist in einem am Bett befestigten Gehäuse mittels Radial-Schräglager gelagert. Die Schleifscheibe wird von einem Antrieb über die Antriebswelle und die Planscheibe rotierend angetrieben. Auf dem Bett ist ein Werkstückspindelstock angebracht, der Anpreßkräfte zum Andrücken der Werkstücke an die Stirnfläche der Schleifscheibe erzeugt.A grinding machine tool (US, A, 2963830) is known which contains a bed, a grinding wheel attached to a face plate, the face plate in turn being mounted on a drive shaft. The drive shaft is mounted in a housing attached to the bed by means of radial angular bearings. The grinding wheel is driven in rotation by a drive via the drive shaft and the face plate. A workpiece headstock is attached to the bed, which generates contact forces for pressing the workpieces onto the end face of the grinding wheel.

Diese Anpreßkräfte, die senkrecht auf die Stirn- . fläche der Schleifscheibe gerichtet sind, erzeugen ein Moment in bezug auf die Lagerungen und rufen die Verformung der Antriebswelle, der Planscheibe und der Schleifscheibe hervor, weshalb eine hohe Genauigkeit der geometrischen Form der Werkzeugarbeitsfläche und folglich eine hohe Rearbeitungsgenanigkeit nicht erzielbar sind. Zum anderen ist der Einbau der Antriebswelle in den Radial-Schräglagern wegen ihrer begrenzten Genauigkeit und Vorhandensein von Lüften in diesen die Ursache von Schleifscheibenschwingungen, die wiederum die Bearbeitungsgenauigkeit herabsetzen.These contact forces, which are perpendicular to the forehead. face of the grinding wheel, generate a moment in relation to the bearings and cause the deformation of the drive shaft, the face plate and the grinding wheel, which is why a high accuracy of the geometric shape of the tool work surface and consequently a high machining accuracy cannot be achieved. On the other hand, the installation of the drive shaft in the radial angular contact bearings due to their limited accuracy and the presence of air in them is the cause of grinding wheel vibrations, which in turn reduce the machining accuracy.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Schleifen von Werkstücken (GB, A, 2124114), bekannt, die ein Bett mit einer Ringstütze enthält, auf der mittels eines Axiallagers eine Planschiebe zum Einspannen von Werkstüecken montiert ist, an der eine Antriebswelle koaxial starr befestigt ist, welche in einem in der Ringstütze des Bettes angeordneten Radiallager gelagert ist. Die Planscheibe erhält die Drehbewegung von einem Antrieb über ein Zahnradgetriebe und die Antriebswelle. Das angetriebene Zannrad der Antriebswelle ist an ihrem unteren Ende starr befestigt, während auf seine obere Stirnseite die Kräfte der am Umfang des Zahnrades gleichmäßig verteilten Kraftzylinder über ihre Kolbenstangen übertragen werden, so daß eine Vorspannung im Axiallager sichergestellt wird.A device for grinding workpieces (GB, A, 2124114) is also known, which contains a bed with a ring support, on which, by means of an axial bearing, a face slide for clamping workpieces is mounted, to which a drive shaft is fixed coaxially rigid, which is mounted in a radial bearing arranged in the ring support of the bed. The plan disc receives the rotary movement from a drive via a gear transmission and the drive shaft. The driven pinion gear of the drive shaft is rigidly attached at its lower end, while the forces of the power cylinders evenly distributed on the circumference of the gearwheel are transmitted via its piston rods to its upper end face, so that a preload in the axial bearing is ensured.

Bei der in Betracht stehenden Werkzeugmaschine entstehen im Eingriffsbereich der Zahnräder Radial- und Axialkräfte, die ein Kippmoment auftreten lassen, das im Axialschnitt der Antriebswelle wirkt und unter dessen Wirkung sich die Antriebswelle verformt und die Planscheibe vom Axiallager anzuheben strebt, wodurch die gleichmäßige Verteilung der Vorspannkraft im Axiallager gestört und dessen ungleichmäßiger Verschleiß hervorgerufen wird. Das hat eine gestörte Drehungszügigkeit und den Auftritt von Schwingungen zur Folge, was mit der Zeit zur Verminderung der Bearbeitungsgenauigkeit führt. Außerdem entstehen selbst bei einer geringsten Ungleichheit der von den Zylindern hervorzubringenden Kräfte zusätzliche Momente, die in verschiedenen Axialschnitten der Antriebswelle wirken und somit das auf die Planscheibe einwirkende. Kippmoment und folglich die negativen Erscheinungen desselben verstärken, weshalb es unmöglich wird, die Bearbeitung von Werkstücken mit erhöhten GeschwindigKeiten durchzuführen.In the machine tool in question, radial and axial forces arise in the meshing area of the gearwheels, which cause a tilting moment to occur, which acts in the axial section of the drive shaft and under whose effect the drive shaft deforms and tends to lift the face plate from the axial bearing, thereby uniformly distributing the preload force disturbed in the thrust bearing and its uneven wear is caused. This results in a disturbed rotation and the occurrence of vibrations, which leads to a reduction in machining accuracy over time. In addition, even with the slightest inequality of the forces to be produced by the cylinders, additional moments arise which act in different axial sections of the drive shaft and thus that which acts on the face plate. Increase the tilting moment and consequently the negative phenomena of the same, which makes it impossible to carry out the machining of workpieces at high speeds.

Frei von größerem Teil der erwähnten Nachteile ist eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen (SU, A, 1104762), die ein Bett aufweist, auf dem ein Warkstückspindelstock montiert und eine Ringstütze befestigt ist. Auf der Ringstütze ist mittels eines Axial= lagers eine Planscaeibe gelagert, die von einer starr befestigten koaxialen Antriebswelle drehbar angetrieben wird, wobei das obere Ende der Antriebswelle in einem in der Ringstütze angeordneten Wälzlager gelagert ist und das untere Ende der Antriebswelle mittels einer Kupplung mit einer Walze des angetriebenen Gliedes eines Antriebs verbunden ist, die in Wälzlagern .gelagert ist, die sich in einem am Bett angebrachten Gehäuse befinded.A device for grinding flat surfaces (SU, A, 1104762), which has a bed on which a workpiece headstock is mounted and an annular support is fastened, is free from the major part of the disadvantages mentioned. On the ring support by means of an axial bearing, a flat washer is rotatably driven by a rigidly mounted coaxial drive shaft, the upper end of the drive shaft being supported in a roller bearing arranged in the ring support and the lower end of the drive shaft is connected by a coupling with a roller of the driven member of a drive, which is .gelagert in rolling bearings, which is located in a housing mounted on the bed d.

Die in Betracht stehende Vorrichtung enthält auch eine einstellbare Andruckeinrichtung zum Andrücken der Planscheibe an die Ringstütze, welche Andruckeinrichtung in Form eines pneumatischen Diaphragmas mit einem Hohlschaft ausgebildet ist. Der Körper des Diaphragmas ist am Bett befestigt, während die Antriebswelle durch den Hohlschaft mit einem Spiel hindurchgeht und mit diesem mittels eines Axialwälzlagers in Wechselwirkung steht.The device in question also contains an adjustable pressure device for pressing the face plate against the ring support, which pressure device is designed in the form of a pneumatic diaphragm with a hollow shaft. The body of the diaphragm is attached to the bed, while the drive shaft passes through the hollow shaft with play and interacts with it by means of an axial roller bearing.

Durch Beseitigung der Einwirkung von im Antrieb entstehenden Radialkräften auf die Antriebswelle sowie durch die koaxiale Anordnung des pneumatischen Diaphragmas an der Antriebswelle, erlaubt es die bekannte Vorrichtung, die Belastung auf das Axiallager gleichmäßiger zu verteilen, wodurch die Kippmomente in den Axialebenen verschwinden. Die Genauigkeit der Aufnahme der Planscheibe auf der Ringstütze, d.h. die Gleichmäßigkeit des Andrucks der Auflagefläche der Planscheibe an die Schalen des Axiallagers hängt jedoch in bedeutendem Maße von der Anfertigungsgenauigkeit der Planscheibe und der Welle im zusammengebauten Zustand ab, weil sie starr miteinander verbunden sind. In der Praxis verläuft die Drehachse der Antriebswelle nicht senkrecht zu der Auflagefläche der Planscheibe, was verschiedene Ursachen haben kann wie beispielsweise die Unparallelität der Planscheibenebene und der Stirnaufnahmefläche der Antriebswelle, der Stirnschlag der Aufnahmefläche der Antriebswelle, die Lageabweichung von der Koaxialität der den Lagern zugeordneten zylindrischen Flächen der Antriebswelle, der Einbaufehler des pneumatischen Diaphragmas, eine nicht genügend hohe Genauigkeit des unteren Axiallagers und dgl. Da die Planscheibe an die Ringstütze über die Scnalen des Axiallagers mit einer bestimmten Kraft angedrücket wird, so tritt bei erheblicher Länge der Antriebswelle ein erhöhter Radialschlag ihres unteren Endes auf, wodurch beim Umlauf auf die Scnalen eine ungleichmäßige Belastung einwirken wird, die einen ungleichmäßigen Verschleiß sowohl bei den Axiallagerschalen, als auch bei der Auflageflächen der Planscneibe verursacht und letzten Endes zur Verminderung der Bearbeitungsgenauigkeit führt. Außerdem ist als Nachteil hervorzubeben, daß das pneumatische Diaphragma und die Einheit des angetriebenen Gliedes, die am Bett befestigt und darin untergebracht sind, erhebliche Abmessungen haben und den Metallaufwand der Verrichtung zur Schleifbearbeitung erhöhen.By eliminating the action of radial forces occurring in the drive on the drive shaft and by the coaxial arrangement of the pneumatic diaphragm on the drive shaft, the known device allows the load on the axial bearing to be distributed more evenly, as a result of which the tilting moments in the axial planes disappear. However, the accuracy of the mounting of the face plate on the ring support, ie the uniformity of the pressure of the contact surface of the face plate on the shells of the axial bearing, depends to a large extent on the accuracy of manufacture of the face plate and the shaft in the assembled state, because they are rigidly connected to one another. In practice, the axis of rotation of the drive shaft is not perpendicular to the bearing surface of the face plate, which can have various causes, such as the non-parallelism of the face plate plane and the face receiving face of the drive shaft, the face stroke of the face of the drive shaft, the positional deviation from the coaxiality of the cylindrical bearings assigned Surfaces of the drive shaft, the installation error of the pneumatic diaphragm, insufficient accuracy of the lower axial bearing and the like. Since the face plate on the Ring support is pressed with a certain force over the scales of the thrust bearing, so with a considerable length of the drive shaft there is an increased radial stroke of its lower end, as a result of which an uneven load will act on the scales during rotation, causing uneven wear on both the thrust bearing shells and also caused by the contact surface of the face plate and ultimately leads to a reduction in machining accuracy. Another disadvantage is that the pneumatic diaphragm and the unit of the driven member, which are attached to the bed and housed therein, have considerable dimensions and increase the amount of metal required for grinding work.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen zu schaffen, deren bauliche Gestaltung durch gleichmäßiges Andrücken der Planscheibe an die Ringstütze zwecks Erzielung eines gleichmäßigen Verschleißes der Axiallagerschalen und der Auflageflächen der Planscheibe eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit ermöglicht und gleichzeitig durch Herabsetzung der Genauigkeitsansprüche die Anfertigung der Planscheibe und der Antriebswelle vereinfachen läßt sowie die Abmessungen der im Bett untergebrachten Maschinenbaugruppen una - teile und somit den Metallaufwand vermindert.The invention has for its object to provide a machine tool of this type for grinding flat surfaces, the structural design of which enables a high level of machining accuracy by uniformly pressing the face plate against the ring support in order to achieve uniform wear of the axial bearing shells and the contact surfaces of the face plate and at the same time by reducing the Accuracy demands simplify the manufacture of the face plate and the drive shaft, and the dimensions of the machine assemblies housed in the bed are reduced, thus reducing the amount of metal involved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen, enthaltend einen auf einem Bett angebrachten Werkstückspindelstock, aine Planscheibe mit einem darauf aufgenommenen SchleifwerKzeug, die über ein Axiallager auf einer am Bett befestigten Ringstütze drehbar gelagertist und durch eine in Wälzlagern gelagerte koaxiale Antriebswelle in Drehung versetzt wird, sowie eine einstellbare Andruckeinrichtung zum Andrücken der Planscheibe an die Ringstütze, wobei die Andruckeinrichtung in Form eines pneumatischen Diaphragmas mit einem Hohlschaft, in dem die Antriebswelle hindurchgeführt wird, ausgebildet ist, erfindungsgemäß die Ringstütze eine koaxiale Buchse aufweist, in der der Hohlschaft achsverschiebbar angeordnet und an der das Gehäuse des pneumatischen Diaphragmas befestigt ist, und die Wälzlager der Antriebswelle im Hohlschaft untergebracht sind, wobei die Antriebswelle mit der Planscheibe mittels eines elastischen Elementes verbunden ist.This object is achieved in that in a machine tool for grinding flat surfaces, containing a workpiece headstock mounted on a bed, a face plate with a grinding tool accommodated thereon, which is rotatably supported by an axial bearing on a ring support fastened to the bed and is supported by a roller bearing coaxial drive shaft is set in rotation, as well as an adjustable pressure device for pressing the face plate the ring support, the pressure device being in the form of a pneumatic diaphragm with a hollow shaft in which the drive shaft is passed, the ring support according to the invention has a coaxial bushing in which the hollow shaft is arranged to be axially displaceable and to which the housing of the pneumatic diaphragm is fastened, and the roller bearings of the drive shaft are accommodated in the hollow shaft, the drive shaft being connected to the face plate by means of an elastic element.

Die Befestigung des pneumatischen Diaphragmas an der koaxialen Buchse der Ringstütze gestattet es, die Länge der Antriebswelle wesentlich zu verringern, was ihre Anfertigung vereinfacht, sowie die Abmessungen der Baugruppe des pneumatischen Diaphragmas zu vermindern, was zum verringerten Metallaufwand führt.The attachment of the pneumatic diaphragm to the coaxial bushing of the ring support makes it possible to reduce the length of the drive shaft significantly, which simplifies its manufacture, and to reduce the dimensions of the assembly of the pneumatic diaphragm, which leads to reduced metal expenditure.

Die Anordnung der Wälzlager der Antriebswelle im Hohlschaft vermindert die Sitzflächen der Antriebswelle, wodurch aufgrund von herabgesetzten Genauigkeitsansprüchen ihre Anfertigung ebenso vereinfacht wird.The arrangement of the roller bearings of the drive shaft in the hollow shaft reduces the seating surfaces of the drive shaft, which also simplifies their manufacture due to reduced accuracy requirements.

Mit der Unterbringung des Hohlschaftes in der koaxialen Buchse der Ringstütze werden die auf die Antriebswelle einwirkenden Radialkräfte über die Radiallager völlig von der Buchse der am Bett befestigten Ringstütze aufgenommen, wodurch es möglich ist, das angetriebene Glied des Antriebes unmittelbar am unteren Ende der Antriebswelle anzubringen und die Baugruppe der Walzlager des angetriebenen Gliedes des Antriebes entfallen zu lassen, was auch den MetallaufWand vermindert.With the housing of the hollow shaft in the coaxial bushing of the ring support, the radial forces acting on the drive shaft are completely absorbed by the bushing of the ring support fastened to the bed via the radial bearings, which makes it possible to attach the driven member of the drive directly to the lower end of the drive shaft and the assembly of the roller bearings of the driven member of the drive to be omitted, which also reduces the metal work.

Durch die Verbindung der Antriebswelle mit der Planscheibe mittels des elastischen Elementes werden die Restkippmomente ausgeglichen, die wegen Anfertigungs-und Zusammenbaufehler der genannten Baugruppen und -teile auftreten, wodurch ein gleichmäßiger Andruck der Planscheibe an die Ringstütze erreicht wird und folglich ein gleichmäßiger Verschleiß der Axiallagerschalen und der Auflagefläche der Planscheibe sichergestellt wird.The connection of the drive shaft to the face plate by means of the elastic element compensates for the residual tilting moments which occur due to manufacturing and assembly errors of the above-mentioned assemblies and parts, as a result of which the face plate is pressed evenly onto the ring support and consequently, uniform wear of the axial bearing shells and the contact surface of the face plate is ensured.

Das elastische Element kann zweckmäßigerweise in Form einer Scneibe mit mindestens einer konzentrischen Sicke ausgebildet und an der Antriebswelle koaxial angebracht werden.The elastic element can expediently be in the form of a disc with at least one concentric bead and can be attached coaxially to the drive shaft.

Die Ausbildung des elastischen Elementes in Form einer an der Antriebswelle koaxial angebrachten Scheibe ermöglicht die Zentrierung der Planscheibe mit dem Schleifwerkzeug in bezug auf die Antriebswelle.The formation of the elastic element in the form of a disc coaxially attached to the drive shaft enables the face plate to be centered with the grinding tool in relation to the drive shaft.

Durch Vorhandensein minaestens einer konzentrischen Sicke an der elastischen Scheibe wird aufgrund einer höhere Elastizität bei vorgegebenen Drehmoment eine gleichmäßigere Verteilung der Kräfte am Axiallager ermöglicht.The presence of at least one concentric bead on the elastic disk enables a more even distribution of the forces on the axial bearing due to a higher elasticity at a given torque.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen gewährleistet also eine ziemlich hohe Genauigkeit der Schleifbearbeitung und einen bedeutenden Anstieg in der Lebensdauer der Hauptbaugruppen dieser Maschine bei gleichzeitiger Herabsetzung des Metallaufwandes.The machine tool according to the invention for the grinding of flat surfaces thus ensures a fairly high precision of the grinding and a significant increase in the service life of the main assemblies of this machine while at the same time reducing the metal expenditure.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Die erwähnten und weiteren Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung treten aus der nachstehenden Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispieles derselben mit Hinweisen auf die beigefügte Zeichnung hervor. In der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen schematisch in Längsschnitt gezeigt.The mentioned and other special features and advantages of the present invention emerge from the following description of a specific exemplary embodiment thereof with reference to the attached drawing. In the drawing, the machine tool according to the invention for grinding flat surfaces is shown schematically in longitudinal section.

Bevorzugte Ausführungsvarianten der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen. Flächen wie Substrate für integrierte Schaltungen, Schwingquarz-und Keramikelemente, nicht nachschleifbara Mehrkant-Hartmetall- und keramische Platten u.a., welche der Kürze halber im nachfolgenden als erfindungsgemäße Werkzeugmaschine bezeichnet wird, weist ein Bett 1 auf, an dem ein Antrieb 2 angebracht ist, der einen Elektromotor in beliebiger für diesen Zweck geeigneten Ausführung darstellt.The machine tool according to the present invention for grinding machining of planes. Surfaces such as substrates for integrated circuits, quartz and ceramic elements, non-regrindable polygonal hard metal and ceramic plates, among others, which of For the sake of brevity, hereinafter referred to as the machine tool according to the invention, has a bed 1 to which a drive 2 is attached, which represents an electric motor in any configuration suitable for this purpose.

Bie erfindungsgemäße Werkzeugmaschine enthält eine Welle 3, an deren unterem Ende eine Scheibe 4 befestigt ist, die das Drehmoment vom Antrieb 2 und einem Riemen 6 mittels eines Keiles 5 auf die Welle 3 überträgt. Am oberen (nach der Figur ) Ende der Welle 3 ist koaxial zu dieser mit Hilfe von am Umfang gleichmäßig verteilten Schraubenbolzen 7 ein elastisches Element 8 starr befestigt. Das elastische Element 8, das aus einem Metall hergestellt ist, das elastische Verformungen aufzunehmen fähig ist, stellt eine Scheibe dar, die in Form einer Flachfeder oder mit mindestens einer einer konzentrischen Sicke 8a ausgebildet ist.Bie machine tool according to the invention contains a shaft 3, at the lower end of which a disk 4 is attached, which transmits the torque from the drive 2 and a belt 6 to the shaft 3 by means of a wedge 5. At the upper (according to the figure) end of the shaft 3, an elastic element 8 is rigidly fastened coaxially to the latter with the aid of screw bolts 7 distributed uniformly over the circumference. The elastic element 8, which is made of a metal that is capable of absorbing elastic deformations, is a disk which is designed in the form of a flat spring or with at least one of a concentric bead 8a.

Das elastische Element 8 ist an seiner Peripherie auf der Planscheibe 9 mit Hilfe von Schraubenbolzen 10 befestigt, die am Umfang koaxial zu der Planscheibe 9 in einer konzentrischen Ausdrehung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.The elastic element 8 is fastened on its periphery to the face plate 9 with the aid of screw bolts 10 which are arranged on the circumference coaxially to the face plate 9 in a uniformly distributed manner in a concentric rotation.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine enthält ferner ein Schleifwerkzeug II, das eine Kronenschleifscheibe darstellt, deren Außen- und Innendurchmesser ausgehend von der erforderlichen Größe ihrer Arbeitsfläche in Abhängigkeit von der Art und dem Maß der Werkstücke gewählt sind.The machine tool according to the invention also contains a grinding tool II, which represents a crown grinding wheel, the outside and inside diameters of which are selected on the basis of the required size of their working surface as a function of the type and dimension of the workpieces.

Das Schleifwerkzeug II ist auf der Planscheibe 9 mit Hilfe von (nicht gezeigten) Schraubenbolzen koaxial befestigt.The grinding tool II is fixed coaxially on the face plate 9 with the aid of screw bolts (not shown).

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist eine Ringstütze 12 auf, die auf dem Bett I mit Hilfe von (nicht gezeigten) am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Schraubenbolzen starr befestigt ist.The machine tool according to the invention has an annular support 12 which is rigidly fastened on the bed I with the aid of screw bolts (not shown) which are uniformly distributed over the circumference.

Auf der Ringstütze 12 ist konzentrisch an ihrem Umfang ein Axiallager 13 angebracht, auf das sich die Planscheibe 9 stützt.On the ring support 12 is concentric on it Extent of a thrust bearing 13 is mounted on which the face plate 9 is supported.

Das Axiallager 13 stellt Schalen mit einem Gleit- überzug dar, der der Planscheibe 9 zugewandt ist. Um die Reibungszahl zu verringern, wird dem Axiallager 13 über ein (nicht gezeigtes) Schmiersystem eine Schmierwasser zugeführt.The axial bearing 13 represents shells with a sliding coating, which faces the face plate 9. In order to reduce the coefficient of friction, a lubricating water is supplied to the thrust bearing 13 via a lubrication system (not shown).

Das Axiallager 13 kann auch in Form eines hydrodynamischen, hydrostatischen oner aerodynamischen Axiallagers ausgebildet sein.The axial bearing 13 can also be designed in the form of a hydrodynamic, hydrostatic or aerodynamic axial bearing.

Die Ringstütze 12 weist eine koaxiale Buchse 14 auf, in der ein Hohlschaft 15 achsverschiebbar angeordnet ist. Die Gegenfläcaen der Buchse 14 und des Hohlschaftens 15 sind mit einem hohen Genauigkeitsgrad hergestellt, um ihre gegenseitige Drehung durch das wegen der Spannung des Riemens 6 entstehende Biegemoment zu vermeiden. Gegebenenfalls ist die Buchse 14 einstückig mit der Ringstütze 12 ausgeführt, sie kann aber als Einzelteil hergestellt und an der Ringstütze 12 befestigt werden.The ring support 12 has a coaxial bush 14, in which a hollow shaft 15 is arranged to be axially displaceable. The counter surfaces of the bushing 14 and the hollow shaft 15 are manufactured with a high degree of accuracy in order to avoid their mutual rotation due to the bending moment arising due to the tension of the belt 6. Optionally, the socket 14 is made in one piece with the ring support 12, but it can be manufactured as an individual part and attached to the ring support 12.

Der Hohlschaft 15 ist in Form einer Hülse ausgebildet, in deren Öffnung Radial-Schräglager 16 untergebracht sind, welche eine beliebige an sich bekannte Konstruktion haben können, die ihnen die Möglichkeit gibt, radiale und axiale Belastungen aufzunehmen. Die Vorspannung in den Lagern 16 erfolgt mit Hilfe einer Mutter 17.The hollow shaft 15 is designed in the form of a sleeve, in the opening of which radial angular contact bearings 16 are accommodated, which can have any construction known per se, which gives them the possibility of absorbing radial and axial loads. The preload in the bearings 16 is carried out with the aid of a nut 17.

In den Innenringen der Radial-Schräglager 16 ist die Welle 3 gelagert.The shaft 3 is supported in the inner rings of the radial angular contact bearings 16.

Am Flansch 18 des Hohlschaftens 15 ist mit Hilfe eines Ringes 19 der Innenteil einer Membran 20 eines pneumatischen Diaphragmas 21 befestigt, dessen Gehäuse 22 am unteren Teil (gemäß der Zeicnnung) der Buchse 14 angeordnet ist. Am Gehäuse 22 des pneumatischen Diaphragmas 21 ist mit Hilfe eines Deckels 23 der AUßenteil der Membran 20 befestigt, so daß zwei Hohlräume 24 und 25 gebildet werden. Im Gehäuse 22 des pneumatischen Diaphragmas 21 sind Stutzen 26 vorgesehen, über die in die Hohlräume 24 und 25 Preßluft verschiedenen Druckes eintritt, um den Anpreßdruck der Planscheibe 9 an die Ringstütze 12 zu regulieren. Am pneumatischen Diaphragma 21 sind ferner Ringdichtungen 27 vorgesehen, um das Entweichen der Luft aus den Hohlräumen 24 und 25 des pneumatischen Diaphragmas 21 zu verhindern.On the flange 18 of the hollow shaft 15, the inner part of a membrane 20 of a pneumatic diaphragm 21 is fastened with the aid of a ring 19, the housing 22 of which is arranged on the lower part (according to the drawing) of the bush 14. The outer part of the membrane 20 is fastened to the housing 22 of the pneumatic diaphragm 21 with the aid of a cover 23, so that two cavities 24 and 25 are formed. In the housing 22 of the pneumatic diaphragm mas 21 stubs 26 are provided, through which different pressures of compressed air enter the cavities 24 and 25 in order to regulate the contact pressure of the face plate 9 against the ring support 12. Ring seals 27 are also provided on the pneumatic diaphragm 21 in order to prevent the air from escaping from the cavities 24 and 25 of the pneumatic diaphragm 21.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist auch einen Werkstückspindelstock 28 auf, der mit Hilfe von Stützen 29 auf dem Bett 1 aufgestellt ist.The machine tool according to the invention also has a workpiece headstock 28 which is set up on the bed 1 with the aid of supports 29.

Der Werkstückspindelstock 28 enthält eine Werkstückaufnahmebaugruppe. In diesem Fall sind es zwei Werkstückaufnahmebaugruppen (möglicherweise können drei und mehr Werkstückaufnahmebaugruppen verwendet werden), deren jede eine Kassette 30 enthält, auf deren dem Schleifwerkzeug 11 zugewandten Oberfläche (nicht gezeigte) Einsenkungen eingearbeitet sind, um in diesen Werkstücke (nicht abgebildet) unterzubringen. Die Kassetten 30 sind an Spindeln 31 befestigt, die parallel zur Achse der Welle 3 gleich entfernt von ihr verlaufen.The workhead 28 includes a workholding assembly. In this case, there are two workpiece holder assemblies (three or more workpiece holder assemblies may be used), each of which contains a cartridge 30, on the surface of which faces the grinding tool 11, notches (not shown) are machined to accommodate these workpieces (not shown). The cassettes 30 are fastened to spindles 31, which run parallel to the axis of the shaft 3 at the same distance from it.

Die Spindeln 31 sind mit einem Antrieb 32, dessen Funktion ein Elektromotor einer beliebigen an sich bekannten und dafür geeignete Ausführung übernehmen kann, kinematisch mit Hilfe eines Riemens 33 und Scheiben (in der Zeichnung nicht abgebildet) verbunden, welche an der (nicht abgebildeten) Welle des Antriebs 32 und an den Spindeln 31 angeordnet sind.The spindles 31 are kinematically connected to a drive 32, the function of which an electric motor of any type known and suitable for this purpose can take over, with the aid of a belt 33 and disks (not shown in the drawing) which are connected to the shaft (not shown) of the drive 32 and on the spindles 31 are arranged.

Der Werkstückspindelstock 28 enthält ferner eine Andruckeinrichtung 34 zum Andrücken der Werkstücke an das Schleifwerkwerkzeug 11. In diesem konkreten Fall sind es zwei Andruckeinrichtungen 34, die symmetrisch in bezug auf die Achse der Welle 3 angeordnet sind.The workpiece headstock 28 also contains a pressure device 34 for pressing the workpieces against the grinding machine tool 11. In this specific case, there are two pressure devices 34 which are arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft 3.

Jede Andrückeinrichtung 34 weist eine Kammer 35 auf, in der eine Membran 36 untergebracht ist, welche die Kammer 35 in zwei Hohlräume 37 und 38 teilt, die über Stutzen 39 mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle und mit einer (nicht gezeigten) Luftauslaßleitung in Verbindung stehen. Jede Membran 36 ist am Rand in der Wand der Kammer 35 eingespannt, während ihr mittlerer Bereich am oberen (nach der Zeichnung) Ende einer Pinole 40 befestigt ist, deren unteres Ende mit einer für die Andruckeinrichtung 34 gemeinsamen Platte 41 starr verbunden ist. Die Platte 41 dient zur Übertragung der Kraft auf die Werkstückaufnahmebaugruppen und weiterhin auf das Schleifwerkzeug 11. Die Pinolen 40 verlaufen parallel zur Achse der Welle 3 symmetrisch in bezug auf sie über Führungen 42, welche einstückig mit dem Körper 43 des Werkstückspindelstockes 28 hergestellt sind.Each pressing device 34 has a chamber 35, in which a membrane 36 is accommodated, which divides the chamber 35 into two cavities 37 and 38, which are connected via a nozzle 39 with a pressure (not shown) air source and connected to an air outlet pipe (not shown). Each membrane 36 is clamped at the edge in the wall of the chamber 35, while its central region is attached to the upper (according to the drawing) end of a quill 40, the lower end of which is rigidly connected to a plate 41 common to the pressure device 34. The plate 41 is used to transmit the force to the workpiece holder assemblies and also to the grinding tool 11. The quills 40 run parallel to the axis of the shaft 3 symmetrically with respect to them via guides 42 which are made in one piece with the body 43 of the workpiece headstock 28.

Auf dem Bett I sind auch Einstelleinlagen 44 vorhanden, die symmetrisch in bezug auf die Achse der Welle 3 an drei Stellen angeordnet sind. Die Einstelleinlagen 44 sind mit hoher Genauigkeit hinsichtlich ihrer Höhe hergestellt und werden in Abhängigkeit von der Höhe der Werkstücke ausgewählt.On the bed I there are also adjustment inserts 44, which are arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft 3 in three places. The adjusting inserts 44 are manufactured with high accuracy with regard to their height and are selected depending on the height of the workpieces.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen arbeitet wie folgt.The machine tool according to the invention for grinding flat surfaces works as follows.

Um die Kassetten 30 mit den Werkstücken anzubringen wird den unteren Hohlraumen 38 der Kammer 35 der Andruckeinrichtung 34 Preßluft zugeführt. Die Membranen 36,indem sie sich biegen, übertragen die Kraft auf die Pinolen 40, welche sich in den Führungen 42 des Körpers 43 in entgegengesetzter Richtung vom Schleifwerkzeug 11 hin zusammen mit der Platte 41 und den Spindeln 31 bewegen. In diesem Zustand ist der Abstand zwischen den (nicht gezeigten) Aufnahmeflächen der Spindeln 31 und der (nicht angedeuteten) Arbeitsfläche des Schleifwerkzeuges 11 größer als die Dicke der Kassetten 30 mit den daran eingespannten Werkstücken, und dieser Abstand wird festgelegt, indem man den Körper 43 des Werkstückspindelstockes 28 gegenüber dem Bett I mit Hilfe der Einstelleinlagen 44 einstellt.In order to attach the cassettes 30 with the workpieces, compressed air is supplied to the lower cavities 38 of the chamber 35 of the pressure device 34. The diaphragms 36, as they bend, transmit the force to the quills 40 which move in the guides 42 of the body 43 in the opposite direction from the grinding tool 11 together with the plate 41 and the spindles 31. In this state, the distance between the receiving surfaces (not shown) of the spindles 31 and the working surface (not shown) of the grinding tool 11 is greater than the thickness of the cassettes 30 with the workpieces clamped thereon, and this distance is determined by moving the body 43 of the workpiece headstock 28 with respect to the bed I with the aid of the adjusting inserts 44.

Gleichzeitig wird die Preßluft auch dem Hohlraum 24 des pneumatischen Diaphragmas 21 zugeführt. Mit Hilfe der Membran 20 wird die Kraft auf den Hohlschaft 15 übertragen, der sich nach unten (gemäß der Zeichnung) in der Öffnung der Buchse 14 bewegt. Zusammen mit dem Hohlschaft 15 bewegen sich auch die Radial-Schräglager 16 und die in diesen gelagerte Welle 3 mit der Scheibe 4, wodurch sich der gesickte Teil des elastischen Elementes 8 verformt und die Planscheibe 9 an das Axiallager 13 angedrückt wird. Der Druck der Preßluft in der Kammer 24 hängt von dem Druck ab, mit dem die Planscheibe 9 auf das Axiallager 13 einwirkt, das so eingestellt wird, damit die günstigen Bedingungen für den Betrieb des betreffenden Axiallagers 13 gewählreistet werden können.At the same time, the compressed air is also supplied to the cavity 24 of the pneumatic diaphragm 21. With help the membrane 20, the force is transmitted to the hollow shaft 15, which moves downward (according to the drawing) in the opening of the bush 14. Together with the hollow shaft 15, the radial angular bearings 16 and the shaft 3 mounted therein also move with the disk 4, as a result of which the beaded part of the elastic element 8 is deformed and the face plate 9 is pressed against the axial bearing 13. The pressure of the compressed air in the chamber 24 depends on the pressure with which the face plate 9 acts on the thrust bearing 13, which is set so that the favorable conditions for the operation of the thrust bearing 13 in question can be selected.

Dem Schleifwerkzeug II wird vom Antrieb 2 über den Riemen 6, die Scheibe 4, die Welle 3, das elastische Element 8 und die Planscheibe 9 eine Drehung erteilt. Gleichzeitig werden vom Antrieb 32 über den Riemen 33 und die (nicht angedeuteten) Scheiben auch die Spindeln 31 in Drehung versetzt. Die Kassetten 30 mit den Werkstücken (nicht gezeigt) werden in den Raum zwischen dem Schleifwerkzeug II und den Spindeln 31, beispielsweise mit Hilfe eines beliebigen an sich bekannten Manipulators eingeführt. Den Hohlräumen 37 der Kammern 35 der Andruckeinrichtung 34 wird die Preßluft unter einem bestimmten Druck zugeführt. Die Membranen 36 übertragen die Kraft auf die Pinolen 40, die sich in den Führungen 42 des Körpers 43 in Richtung des Schleifwerkzeuges II zusammen mit den Spindeln 31 verschieben. Indem sich die Spindeln 31 den Kassetten 30 nähern, kommen die letzteren unter gleichzeitiger Zentrierung der Achsen (nicht gezeigt) mit den Spindeln 31 und die an den Kassetten 30 eingespannten Werkstücke (nicht gezeigt) mit der Arbeitsfläche (nicht angedeutet) des Schleifwerkzeuges II in Berührung, wodurch eine Anpreßkraft in der Spahnungszone entsteht. Die Drehung wird auf die Kassetten 30 durch Reibungskräfte übertragen, welche zwischen den Aufnahmeflächen (nicht angedeutet) der Spinaeln 31 und den mit ihnen in Berührung kommenden Oberflächen (nicht gezeigt) der Kassetten 30 auftreten. Um die gleiche Zeit tritt in den Hohlraum 25 des pneumatischen Diaphragmas 21 die Preßluft unter einem bestimmten Druck ein, und mittels der Membran 20 entsteht an der Planscheibe 9 über den Hohlschaft 15, die Radial-Schräglager 16, die Welle 3 und das elastisch-Element 8 eine Ausgleichskraft, die den Kräften ungefähr gleich ist, welche von der Andruckeinrichtung zum Andrücken der Werkstücke an das Schleifwerkzeug II erzeugt sind.The grinding tool II is given a rotation by the drive 2 via the belt 6, the pulley 4, the shaft 3, the elastic element 8 and the face plate 9. At the same time, the drive 32 also sets the spindles 31 in rotation via the belt 33 and the disks (not indicated). The cassettes 30 with the workpieces (not shown) are inserted into the space between the grinding tool II and the spindles 31, for example with the aid of any manipulator known per se. The compressed air is supplied to the cavities 37 of the chambers 35 of the pressure device 34 under a certain pressure. The membranes 36 transmit the force to the sleeves 40, which move in the guides 42 of the body 43 in the direction of the grinding tool II together with the spindles 31. As the spindles 31 approach the cassettes 30, the latter come into contact with the spindles 31 while the axes (not shown) are centered, and the workpieces (not shown) clamped on the cassettes 30 come into contact with the working surface (not indicated) of the grinding tool II , which creates a contact pressure in the chipping zone. The rotation is transmitted to the cassettes 30 by frictional forces which are between the receiving surfaces (not indicated) Spins 31 and the surfaces (not shown) of the cassettes 30 that come into contact with them occur. At the same time, the compressed air enters the cavity 25 of the pneumatic diaphragm 21 under a certain pressure, and by means of the membrane 20, the radial inclined bearing 16, the shaft 3 and the elastic element are formed on the face plate 9 via the hollow shaft 15 8 a compensating force which is approximately equal to the forces which are generated by the pressure device for pressing the workpieces onto the grinding tool II.

Das Axiallager 13 ist also zu jeder Zeit mit einer günstigen Kraft belastet. Auf das Axiallager 13 wirken die am Umfang gleichmäßig verteilten Belastungen, ausgenommen die Belastungsdifferenz, welche wegen der nicht hinreichenden Anfertigungsgenauigkeit der Werkstücke aufkommt und mit Hilfe des elastischen Elementes 8 ausgeglichen wird. Die von der Riemenspannung stammenden Kräfte werden von der Buchse 14 der Ringstütze 12 aufgenommen.The thrust bearing 13 is therefore loaded with a favorable force at all times. The loads on the thrust bearing 13 are uniformly distributed on the circumference, except for the load difference, which arises due to the inadequate manufacturing accuracy of the workpieces and is compensated for with the aid of the elastic element 8. The forces originating from the belt tension are absorbed by the bush 14 of the ring support 12.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Erfindung kann mit dem größten Nutzeffekt für das Präzisionsschleifen, Polieren und Läppen ebener Flächen von Werkstücken, insbesondere von Schwingquarzresonatoren, Substraten für integrierte Schaltungen nicht nachschleifbaren Platten aus Hartmetall, Mineralkeramik und anderen Verbundwerkstoffen, Juwelierwaren u.a. verwendet werden.The present invention can be used with the greatest benefit for the precision grinding, polishing and lapping of flat surfaces of workpieces, in particular of quartz resonators, substrates for integrated circuits, non-regrindable plates made of hard metal, mineral ceramics and other composite materials, jewelery, etc. be used.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen eignet sich ebenso als Präzisionsspindel odertisch zur Durchführung anderer Schnittvorgänge mit Axialbelastungen.The machine tool designed according to the present invention for grinding flat surfaces is also suitable as a precision spindle or table for carrying out other cutting operations with axial loads.

Claims (2)

1. Werkzeugmaschine zur Schleifbearbeitung von ebenen Flächen, enthaltend einen auf einem Bett (I) angebrachten Werkstückspindelstock (28), eine Planscheibe (9) mit einem darauf aufgenommenen Schleifwerkzeug (II), die über ein Axiallager (13) auf einer am Bett (I) befestigten Ringstütze (12) drehbar gelagert ist und durch eine in Wälzlagern (16) gelagerte koaxiale Antriebswelle (3) in Drenung versetzt wird sowie eine einstellbare Andrückeinrichtung zum Andrücken der Planscheibe (9) an die Ringstütze (12) , wobei die Andrückeinrichtung in Form eines pneumatischen Diaphragmas (21) mit einem Hohlschaft (15), in dem die Antriebswelle (3) hindurchgeführt wird, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringstütze (12) eine koaxiale Buchse (14) aufweist, in der der Hohlschaft (15) achsverschiebbar angeordnet ist und an der das Gehäuse (22) des pneumatischen Diaphragmas (21) befestigt ist und daß die Wälzlager (16) der Antriebswelle (3) im Hohlschaft (15) untergebracht sind, wobei die Antriebswelle (3) mit der Planscheibe (9) mittels eines elastischen Elementes (8) verbunden ist.1. Machine tool for grinding flat surfaces, containing a workpiece headstock (28) attached to a bed (I), a face plate (9) with a grinding tool (II) accommodated thereon, which is supported by an axial bearing (13) on a bed (I ) attached ring support (12) is rotatably mounted and is driven by a coaxial drive shaft (3) mounted in roller bearings (16) and an adjustable pressure device for pressing the face plate (9) against the ring support (12), the pressure device being in shape of a pneumatic diaphragm (21) with a hollow shaft (15) in which the drive shaft (3) is passed, characterized in that the ring support (12) has a coaxial bushing (14) in which the hollow shaft (15) is axially displaceable and on which the housing (22) of the pneumatic diaphragm (21) is attached and that the roller bearings (16) of the drive shaft (3) are accommodated in the hollow shaft (15), the Drive shaft (3) is connected to the face plate (9) by means of an elastic element (8). 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Element (8) in Form einer an der Antriebswelle (3) koaxial angebrachten Scheibe mit mindestens einer konzentrischen Sicke (8a) ausgebildet ist.2. Machine tool according to claim I, characterized in that the elastic element (8) in the form of a on the drive shaft (3) coaxially attached disc with at least one concentric bead (8a) is formed.
EP19880903469 1987-03-10 1988-03-03 Machine tool for abrasive machining of flat surfaces Withdrawn EP0308519A4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4201396 1987-03-10
SU874201396A SU1562109A1 (en) 1987-03-10 1987-03-10 Arrangement for abrasive working of flat surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0308519A1 true EP0308519A1 (en) 1989-03-29
EP0308519A4 EP0308519A4 (en) 1991-04-17

Family

ID=21288197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19880903469 Withdrawn EP0308519A4 (en) 1987-03-10 1988-03-03 Machine tool for abrasive machining of flat surfaces

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4894957A (en)
EP (1) EP0308519A4 (en)
JP (1) JPH02500350A (en)
BG (1) BG49424A1 (en)
SU (1) SU1562109A1 (en)
WO (1) WO1988006951A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016014918A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium der Verteidigung, dieses vertreten durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Apparatus and method for polishing CFRP specimens

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6165057A (en) * 1998-05-15 2000-12-26 Gill, Jr.; Gerald L. Apparatus for localized planarization of semiconductor wafer surface
KR20020023503A (en) * 2000-09-22 2002-03-29 박호군 Polishing apparatus for wafer of high hardness
JP4414449B2 (en) * 2007-06-11 2010-02-10 光洋機械工業株式会社 Surface grinding machine, spindle device, and surface grinding method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2963830A (en) * 1958-06-04 1960-12-13 Norton Co Lapping machine
US3968598A (en) * 1972-01-20 1976-07-13 Canon Kabushiki Kaisha Workpiece lapping device
SU471186A1 (en) * 1973-11-15 1975-05-25 Межзаводское Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро Киевского Опытно-Экспериментального Завода Стеклоизделий Объединения "Укрстекло" A device for grinding and polishing glass
SU1104762A1 (en) * 1979-04-23 1988-03-07 Грузинский политехнический институт им.В.И.Ленина Arrangement for abrasive machining of flat surfaces
SU965740A1 (en) * 1980-12-26 1982-10-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Компрессорного И Холодильного Машиностроения Method of finishing working of planar surfaces
NL8301700A (en) * 1982-05-18 1983-12-16 Mueller Georg Nuernberg GRINDING METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE METHOD AND PROCESSING OF WORKPIECES FROM BROS-CRUCKY MATERIALS
SU1364448A2 (en) * 1986-06-27 1988-01-07 Специальное Проектное Конструкторско-Технологическое Бюро Средств Автоматизации Arrangement for polishing flat surfaces

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
No further relevant documents have been disclosed. *
See also references of WO8806951A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016014918A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium der Verteidigung, dieses vertreten durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Apparatus and method for polishing CFRP specimens

Also Published As

Publication number Publication date
US4894957A (en) 1990-01-23
BG49424A1 (en) 1991-11-15
EP0308519A4 (en) 1991-04-17
WO1988006951A1 (en) 1988-09-22
SU1562109A1 (en) 1990-05-07
JPH02500350A (en) 1990-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007000560B4 (en) Tool head, machine tool and drilling method for drilling a cylinder block using the machine tool
EP2277662B1 (en) Method for honing bores and honing tool therefor
EP1742762B1 (en) Device for the production of microstructures
DE3407615C2 (en)
DE4214266A1 (en) DEVICE FOR GUIDING A WORKPIECE OR TOOL IN THE PROCESSING OF TORICAL OR SPHERICAL SURFACES OF OPTICAL LENSES ON GRINDING OR POLISHING MACHINES
WO2005044491A1 (en) Expansion chuck
DE4315839C2 (en) Workpiece clamping device for multi-sided machining
EP1137505A1 (en) Method and device for grinding workpieces with centers which comprise form variations
EP3837073B1 (en) Mounting system for a grinding machine
DE2738400A1 (en) MACHINE TOOL WITH HYDROSTATICALLY MOUNTED FINE TURNING SPINDLE
EP0308519A1 (en) Machine tool for abrasive machining of flat surfaces
DE3118141A1 (en) SUB-APPARATUS FOR A PROGRAM-CONTROLLED MACHINE
EP0356846B1 (en) Tool holder for machine tools
DE2903162A1 (en) Internal or external honing tool - has honing strips on thin walled sleeve expanded by hydraulic pressure
EP3357636B1 (en) Tool module for finishing
DE10040952B4 (en) Device for tailstock centering and clamping a workpiece with a circular cylindrical end
DE3239720C2 (en)
DE3108994C2 (en)
EP0322579B1 (en) Device for centering optical lenses for mechanical clamping, especially during bevelling and facetting
EP0316451A1 (en) Device for abrasive machining
DE10245071A1 (en) Roughing and finishing machine for bearings in crankshafts has direct driven spindle stock which chuck for crankshaft and with opposing spindle sleeve with centre punch tip and with support for rotary milling tool
DE4431374A1 (en) Tool holder assembly for machine tools
EP0268104A1 (en) Grinding wheel arrangement for high-speed grinding machine
DE3447162A1 (en) DEVICE FOR STORING THREAD SPINDLES
DE3441305A1 (en) Device for grinding machining planar workpiece surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19881104

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT SE

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT SE

A4 Supplementary search report drawn up and despatched

Effective date: 19910301

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A4

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Withdrawal date: 19911107