EP0625083B1 - Vorrichtung zum schleifen von werkstücken - Google Patents

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EP0625083B1
EP0625083B1 EP93903917A EP93903917A EP0625083B1 EP 0625083 B1 EP0625083 B1 EP 0625083B1 EP 93903917 A EP93903917 A EP 93903917A EP 93903917 A EP93903917 A EP 93903917A EP 0625083 B1 EP0625083 B1 EP 0625083B1
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EP
European Patent Office
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workpiece
sonotrode
ultrasonic
grinding
ultrasonic transducer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93903917A
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English (en)
French (fr)
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EP0625083A1 (de
Inventor
Günter Pöschl
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PPV Verwaltungs AG
Original Assignee
PPV Verwaltungs AG
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Publication of EP0625083B1 publication Critical patent/EP0625083B1/de
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    • 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
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • the grinding of workpieces serves to achieve the desired shape and dimensional accuracy as well as a special surface quality of the resulting workpieces, depending on the geometric design and application of the respective workpiece, external cylindrical grinding, internal cylindrical grinding, circumferential grinding, face grinding and the like can be considered.
  • the cutting speed is relatively high. Even when using a diamond grinding wheel, however, the grinding wheel wears out quickly, which significantly increases the machining time required for the workpieces. In particular, the increasing technical use of Ceramic materials places increased demands on devices for grinding these workpieces, since their desired dimensional and dimensional accuracy and their surface quality are usually particularly high.
  • a machine tool is known in which the workpiece is set in high-frequency vibration during machining by a piezoelectric or magnetostrictive ultrasonic transducer, which can also lie transversely to the machining direction. This additional vibration movement of the workpiece increases the service life of the tools, reduces the machining time of the workpieces and increases the surface quality of the workpieces machined in this way.
  • JP abstract 63-312 051 A It is known from JP abstract 63-312 051 A to set the workpiece in high-frequency vibrations in the feed direction when grinding ceramic materials.
  • JP-Abstract 61-61 759 A shows a device for grinding magnetic heads for video recorders, in which the workpiece is set in motion transversely to the machining direction by a piezoelectric ultrasound transducer. The movement of the piezoelectric vibrator is transmitted to the workpiece via an actuating rod.
  • the disadvantage of this known device is that the amplitude of the oscillatory movement of the workpiece is essentially the amplitude of the oscillatory movement of the corresponds to piezoelectric vibrator and is correspondingly low.
  • a device according to the preamble of claim 1 is known from the article "Grinding of magnetic alloys with the aid of ultrasonic vibrations" in "Workshop technology magazine for industrial production” 60 (1970), already cited above. Magnetic alloys in particular are ground using ultrasonic vibrations. The direction of vibration of the workpiece is transverse to the machining direction. The workpiece is clamped between a fixed part and a mandrel, the mandrel being connected to a magnetostrictive ultrasound transducer and transmitting the vibrations to the workpiece.
  • This device also has the disadvantage that the amplitude of the oscillatory movement of the workpiece essentially corresponds to the amplitude of the oscillatory movement of the magnetostrictive ultrasound transducer, i.e. is relatively small.
  • the object of the invention is to improve a device according to the preamble of claim 1 so that the device provides an improved grinding performance and a higher, reproducible surface quality of workpieces to be ground.
  • an amplitude transformation of the vibrations takes place, which are generated by the ultrasound transducer and passed on to the oscillation transducer via the ultrasound resonance chamber.
  • the Vibration transmitter is additionally designed as a sonotrode, an additional amplitude transformation results.
  • a sonotrode is able, on the one hand, to increase the amplitude of an ultrasonic vibration and, on the other hand, to precisely define the direction of the vibration.
  • Previously known vibration transmitters, which are hit by ultrasonic vibrations do not vibrate in a defined direction, but in several directions, which is not desirable during grinding, since the workpiece is only intended to be vibrated transversely to the machining direction.
  • the workpiece is set to oscillate with a high amplitude in only one precisely defined direction, which significantly increases the grinding performance of the device.
  • Such an oscillating movement of the workpiece to be ground for example during external cylindrical grinding perpendicular to the tangential speed component of the rotating grinding wheel, which can also be rotated, for example, either in the same direction or in the opposite direction to the grinding wheel rotation, ensures that the resulting trajectory curve of the individual center of the abrasive grain has a sinusoidal shape Trajectory is.
  • This causes adjacent grain grinding tracks to overlap, so that no pronounced, parallel grooves form on the workpiece surface and the surface quality of the ground workpiece surface thus increases to an extent not achievable with conventional grinding methods.
  • the direction of loading of the individual abrasive grain is no longer constant in the cutting direction, but varies in the course of an oscillation period by a predetermined loading angle.
  • the plain bearing surfaces resulting from machining with the device according to the invention have substantially fewer "friction surface elements" which are distributed as it were “island-like" on the slide bearing surfaces.
  • the oscillation frequency to be generated in a particular case depends in particular on the desired profile structure of the workpiece surface, the special material characteristics, the cutting speed of the grinding wheel and the like. The like. More, wherein the oscillating movement of a rotational movement of the workpiece can be superimposed relative to the grinding wheel.
  • the amplitude of the oscillating movement of the workpiece is generally dependent on the cutting speed of the grinding wheel selected in the individual case, the general relationship being that the amplitude is approximately equal to half a grinding wheel feed.
  • the excitation energy is coupled in the axial direction into the workpiece to be ground, which is accordingly axially movably supported.
  • the excitation energy is advantageously coupled in at least one end face of the workpiece.
  • the device for generating an oscillating workpiece movement has two ultrasonic resonance chambers which connect to the at least one ultrasound transducer, a first resonance chamber being liquid-filled and a second resonance room being gas-filled and a membrane separating the first resonance chamber from the second resonance chamber.
  • an outer housing can be provided according to claim 4 for the device for generating an oscillating workpiece movement, in which the at least one ultrasound transducer, the at least two ultrasound resonance chambers, the membrane and the sonotrode are accommodated, the outer housing on its the end facing away from the sonotrode has a connecting member for connection to the grinding device.
  • this connecting link can be designed in such a way that a fixed attachment to a tailstock or a headstock of the grinding device is possible.
  • the at least one ultrasound transducer can be a piezoceramic transducer.
  • the first resonance chamber which follows the ultrasonic transducer (s) essentially immediately is filled with a liquid; in a particularly advantageous manner, this is a prepolymeric liquid.
  • a prepolymeric liquid is generally understood to mean a liquid with a macromolecular structure which has a very specific, predetermined surface tension.
  • This prepolymeric liquid contained in the first resonance chamber primarily serves as it were for an amplitude transformation in the selected ultrasound frequency range, which is generated by the ultrasonic transducer or transducers.
  • the geometric configuration of the ultrasound transducer or transducers basically determines the ultrasound frequency selected in the individual case, which, depending on the application, can be in particular in the frequency range from approximately 50 Hz to 40 MHz.
  • the ultrasonic resonance rooms i.e.
  • the first liquid-filled resonance chamber and the adjoining, second air-filled or gas-filled resonance chamber can be designed together in the manner of a paraboloid of revolution in order to achieve the required amplification of the amplitude of the ultrasound waves generated, the focal point of the resulting parabolic space preferably being between the ultrasound Membrane separating resonance spaces and the arrangement level of the at least one ultrasonic transducer comes to rest.
  • the parabolic conversion of the liquid-filled, first resonance space can be formed by a predetermined inner housing section of an inner housing arranged inside the outer housing, while the parabolic conversion of the air or gas-filled, second resonance space that follows the membrane is formed by an end face Surface of the sonotrode is formed.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is that within a further inner housing section of the inner housing arranged inside the outer housing, two successive bearings in the axial direction are provided for a rotatable and play-free mounting of the sonotrode.
  • This sonotrode can moreover preferably have an end section protruding from the device for generating the oscillating workpiece movement, which serves for a preferably releasable coupling with an associated end section of the receiving device for a workpiece to be ground.
  • generation of the oscillating movement of the workpiece thus uses at least one ultrasound source, the ultrasound energy of which is used as excitation energy for the workpiece.
  • the ultrasound waves are preferably arranged in a predetermined frequency of, for example, two piezoceramic ultrasound transducers arranged one behind the other. 1 MHz is generated in the prepolymer liquid with which the first resonance chamber following the ultrasonic transducers is filled. These ultrasonic waves are then transmitted through the membrane, which is set into corresponding vibrations, to the air-filled second resonance chamber that follows.
  • the air cushion of the second resonance chamber transmits the ultrasonic energy to the sonotrode directly adjoining the second resonance chamber, which is essentially a rod-shaped element made of a material with high sound conductivity, for example made of a ceramic material or hardened steel.
  • the sonotrode Due to the two associated bearings, which are arranged one after the other in the axial direction, the sonotrode is rotatably and free of play, in particular the first bearing by means of a union nut inner housing arranged inside the outer housing is pressed, while the second bearing is fixed against the union nut by means of a lock nut which can be screwed onto the sonotrode, or more precisely, the end section of the sonotrode which projects from the device for producing an oscillating workpiece movement. Since, as already mentioned above, the end section of the sonotrode is coupled to an assigned end section of the receiving device for the workpiece to be ground, the ultrasound energy transmitted by the sonotrode is converted at the given frequency into corresponding oscillatory movements of the subsequent workpiece.
  • the device for generating an oscillating workpiece movement is further combined with at least one cooling device and associated cooling channels in order to circulate and cool the prepolymeric liquid contained in the first ultrasonic resonance chamber so that a constant temperature is ensured.
  • a grinding wheel 24 is shown schematically and partially, which is arranged rotatably about a horizontal axis of rotation A1 in the direction of rotation according to the arrow Pf1.
  • the grinding wheel 24 is in particular a diamond grinding wheel.
  • the workpiece 23, which is arranged directly below the grinding wheel 24 in turn is also arranged rotatably about an axis A2 parallel to the axis A1, the direction of rotation being indicated by an arrow Pf2.
  • the grinding wheel 24 and the workpiece 23 rotate in opposite directions to one another about their respectively assigned axes of rotation A 1 and A 2 during the grinding of the workpiece surface.
  • its geometrically undetermined cutting edges move at a relatively high cutting speed relative to the workpiece 23.
  • the grinding wheel 24 continues to perform a pendulum movement in the usual way, which is indicated in FIG. 1 by arrows arrows 4 and 5.
  • the rotating grinding wheel 24 is simultaneously given a type of reciprocating feed along the opposite surface of the workpiece 23 to be ground.
  • the device 20 provides virtually an excitation energy, as indicated in Figure 1 by the arrow E A, which is coupled into the workpiece 23, and thus this causes, according to the direction of a double arrow Pf3 during grinding in the axial direction back and herzuschwingen.
  • Such an oscillating movement of the workpiece 23, which preferably takes place at a high frequency is practically superimposed on its rotational movement relative to the grinding wheel 24.
  • the frequency of the oscillating workpiece movement is preferably selected from a frequency range between 50 Hz and 40 MHz.
  • the amplitude of this oscillating workpiece movement is set so that it is due to approximately half the advance of the grinding wheel 24 whose pendulum movement corresponds to during the grinding process.
  • the device 20 for generating an oscillating workpiece movement is preferably an ultrasound source whose ultrasound energy is used as excitation energy E A for the workpiece 23, as will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 shows a preferred exemplary embodiment of the device designated overall by reference numeral 20 for generating an oscillating movement of the workpiece 23 according to FIG. 1 relative to the cutting edges of the grinding wheel 24 according to FIG. 1.
  • the device 20 according to FIG. 2 thus practically corresponds to the device 20 according to FIG. 1, this device 20 being arranged in practice in the area of a clamping of the workpiece 23 within a grinding machine (cf. also FIG. 2).
  • the device 20 shown in FIG. 2 for generating an oscillating workpiece movement essentially has a cylindrical outer housing 11, in which the following components are contained:
  • Two ultrasound transducers 1 arranged directly in succession, preferably in the form of piezoceramic ultrasound transducers, followed by a first ultrasound resonance room 2, consisting of two partial resonance rooms 2 'and 2'', one adjoining the partial resonance room 2'' subsequent second ultrasonic resonance chamber 4, a membrane 3, which separates the first resonance chamber 2 from the second resonance chamber 4, and a sonotrode 5, which directly adjoins the second resonance chamber 4 at one end and another end with one shown in FIG. 3
  • Pick-up device 22 for the workpiece 23 can be coupled.
  • the outer housing 11 In an area facing away from the sonotrode 5, the outer housing 11 continues in a substantially rod-shaped connecting member 12, which serves to connect the device 20 to a tailstock or a headstock of a grinding machine, as will be described in more detail below with reference to FIG. 2 becomes.
  • An inner housing 8 with two inner housing sections 8a and 8b is slidably arranged in the interior of the outer housing 11.
  • the membrane 3 is practically clamped between these two inner housing sections 8a and 8b and glued to the inner housing section 8b.
  • the first resonance chamber 3 immediately following the two piezoceramic ultrasound transducers 1 with its partial resonance chambers 2 'and 2' ' is filled with a prepolymer liquid, whereas the second resonance chamber 4 following the membrane 3 contains only air.
  • the prepolymer liquid contained in the first resonance chamber 2 is a liquid with a macromolecular structure, which primarily serves for an amplitude transformation in the ultrasound frequency range generated by the two piezoceramic ultrasound transducers 1.
  • a special, geometric configuration of the two piezoceramic ultrasound transducers 1 predetermines the ultrasound frequency required in individual cases in practical use, for example a frequency of 1 MHz.
  • the two piezoceramic ultrasound transducers 1 are each connected to an electrical voltage source 42 via lines 40 and 41, e.g. the voltage applied is 2000 volts.
  • the piezoceramic ultrasound transducers 1 are excited to vibrate in the ultrasound range, the amplitude height per transducer being 0.023 mm.
  • the two successive first and second ultrasonic resonance rooms are 2 and 4 are formed essentially together in the form of a paraboloid of revolution, a focal point 45 of the resulting parabolic resonance space preferably being between the membrane 3 and the piezoceramic ultrasound transducers 1.
  • the required amplification of the amplitude of the ultrasonic waves generated by the piezoceramic ultrasonic transducers 1 is achieved by this parabolic spatial design. While the parabolic wall of the first resonance chamber 2, more precisely the parabolic partial wall of the partial resonance chamber 2 ′′, is formed by the inner housing section 8b, the adjoining parabolic wall 4 ′ of the second resonance chamber 4 is formed by the adjacent, front-side surface the sonotrode 5 is formed.
  • the essentially rod-shaped and rotationally symmetrical sonotrode 5 is mounted inside the inner housing 8 of the device 20 in a manner that is on the one hand rotatable and on the other hand free of play.
  • two consecutive bearings in the axial direction are provided within the inner housing section 8a, specifically in the direction from right to left in FIG. 2, a first bearing 6b and a second bearing 6a, which are separated by a spacing or Sealing ring 44 are separated from each other.
  • the first bearing 6b is pressed against this inner housing section 8a by means of a union nut 7 which can be screwed onto the inner housing section 8a from the outside, whereas the second bearing 6a is pressed against the sonotrode 5 and in particular the end section 5 'of the sonotrode projecting to the left from the device 20 5 screwable lock nut 9 is fixed against the union nut 7.
  • the end section 5 'of the sonotrode 5 is, as can be seen more clearly from FIG. 3, coupled with an associated end section 22a of a receiving device 22 for the workpiece 23 to be machined, for example in a detachable manner.
  • the ultrasound energy transmitted through the sonotrode 5 is converted at the given frequency into corresponding oscillatory movements of the workpiece 23 in accordance with the double arrow Pf3.
  • the excess ultrasound energy which is not converted into corresponding mechanical vibrations via the sonotrode 5 and transmitted to the workpiece 23, is due to the parabolic design of the two resonance spaces 2 and 4, in particular due to the paraboloid shape of the air-filled directly upstream of the sonotrode 5
  • Resonance chamber 4 is not converted into thermal energy, but is reflected in a focal point, for example in focal point 45 within the prepolymer liquid in the first resonance chamber 2, and then absorbed by this liquid, as a result of which it heats up.
  • FIG. 3 A complete grinding machine is shown schematically in FIG. 3, which is used for external cylindrical grinding of the workpiece 23 made of ceramic material already mentioned above, the workpiece surface being designated by 23 '.
  • the rotatably mounted diamond grinding wheel 24 is used, which can be set in rotation about its axis A 1 in the direction of rotation according to the arrow Pf 1.
  • the geometrically undefined cutting edges 25 of the diamond grinding wheel 24 move with a predetermined, high cutting speed of, for example, 30 m per second relative to the workpiece 23.
  • the workpiece 23 is set into an oscillating movement according to the double arrow Pf 3 during the grinding process.
  • a tailstock 21 of the grinding machine according to FIG. 3 is connected to a first device 20 for generating the oscillating movement of the workpiece 23, and in addition the workpiece holding device 22 is connected on the one hand to the first device 20 and on the other hand to the second device 30 coupled.
  • the structure of the two aforementioned devices 20 and 30 for generating the oscillating movement of the workpiece 23 corresponds completely to the device 20 already illustrated and explained in FIG. 2. Therefore, all the matching components in the two devices 20 and 30 are designated by the same reference numbers.
  • the two devices 20 and 30 are arranged in the grinding device according to FIG.
  • a recess 31 is provided in the end section 22b of the workpiece holding device 22 such that both the rotation with respect to the end section 5 'of the sonotrode 5 and certain axial displacements of the workpiece holding device 22 including the workpiece 23 in the direction the axis A2 are possible.
  • the excitation of the piezoceramic ultrasound transducers 1 contained in the two devices 20 and 30 takes place in each case via correspondingly assigned electrical voltage sources, which are not shown in FIG. 3 for the sake of simplicity, with appropriate circuit measures ensuring that the mutual control is phase-shifted by ⁇ peo-ceramic ultrasound transducer 1 in the respective devices 20 and 30.
  • the respective ultrasound excitation energy with a corresponding phase shift is transmitted to the two-sided sonotrodes 5 in the devices 20 and 30, so that the directions of oscillation of the ultrasound energy in the mutually opposing, identical devices 20 and 30 match each other.
  • Figure 3 is also shown schematically that the headstock 26 of the grinding device is coupled to a drive unit 43 so that the headstock 26 can be set in rotation according to the direction of rotation indicated by the arrow Pf2.
  • the outer housing 11 of the second device 30 on the left-hand side in FIG. 3 is in turn provided with a connecting element 12 ′, which serves to couple the device 30 to the headstock 26 in a rotationally fixed manner.
  • the outer housing 11 of the first device 20 is firmly connected to the tailstock 21 via the connecting member 12 assigned to it.
  • a torque drive not shown
  • a “turning heart” not shown in FIG. 3
  • the liquid contained in the first resonance chamber 2 of the first device 20 is cooled externally, for this purpose via inlet and outlet channels 10 provided in the housing 11 and correspondingly assigned connecting lines 28 and 28 ′, which lead to the cooling device 27 lead, the required liquid circulation can be carried out.
  • a grinding device can also be provided such that the second device 30 arranged on the left-hand side for generating the oscillating movement of the workpiece 23 does not have any ultrasonic transducers 1, instead a connecting line 29 between the respective liquid-filled resonance chambers 2 the first device 20 and the second device 30 is provided.
  • the resonance liquids in the mutual devices 20 and 30 are permanently connected to one another, so that the ultrasound excitation energies generated by the ultrasound transducers 1 in the first device 20 via the liquid contained in the line 29 to the resonance chamber 2 in the second device 30 can be transferred.
  • the connecting line 29 is dimensioned in such a way that a relative ultrasound phase shift of ⁇ results from the transit time delay, such that the first device 20 and the second device 30 can be controlled in a phase-shifted manner, analogously to the embodiment already described above.
  • a further modification can also be provided in that an electromagnetic plunger coil is provided instead of the second device 30 for generating an oscillating movement of the workpiece 23, which is on the one hand connected to the workpiece holding device 22 and on the other hand is coupled to the headstock 26.
  • the first device 20 and / or the second device 30 for generating the oscillating movement of the workpiece 23 are each replaced by a magnetostrictive oscillator.
  • the tailstock 21 can be connected to a first magnetostrictive vibrator and the headstock 26 to a second similar vibrator.
  • the workpiece holding device 22 is then coupled on the one hand to the first magnetostrictive vibrator and on the other hand to the second vibrator such that the workpiece 23 contained in the holding device 22 can in turn be set to vibrate in the area between the tailstock 21 and the headstock 26 in in an analogous manner, as has already been explained above with reference to FIGS. 1 and 3.
  • the present invention can also be applied not only to external cylindrical grinding, but also, for example, to surface grinding or linear grinding, in particular of workpieces made of ceramic materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Schleifen mittels Schleifscheibe (24) oder dergleichen, insbesondere Werkstücken aus keramischen Werkstoffen, wird das Werkstück (23) während des Schleifens zusätzlich in eine oszillierende Bewegung quer zur Bearbeitungsrichtung versetzt. Als Einrichtung (20) zum Erzeugen der oszillierenden Bewegung des Werkstücks (23) ist wenigstens ein Ultraschall-Wandler (1) vorgesehen, dessen Ultraschall-Energie als Anregungsenergie für das Werkstück (23) genutzt wird. Zwischen Ultraschall-Wandler (1) und einer Sonotrode (5), die die Schwingung an das Werkstück (23) weiterleitet, ist ein Ultraschall-Resonanzraum (2, 4) zur Amplitudentransformation vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Eine derartige Vorrichtung ist bereits in der Zeitschrift "Werkstattechnik-Zeitschrift für industrielle Fertigung" 60 (1970) Nr. 10, S. 621 in dem darin enthaltenen Aufsatz "Schleifen von Magnetlegierungen mit Hilfe von Ultraschallschwingungen" beschrieben, auf den weiter unten noch näher eingegangen wird.
  • Das Schleifen von Werkstücken dient bekanntlich zur Erzielung gewünschter Form- und Maßgenauigkeiten sowie einer speziellen Oberflächengüte der resultierenden Werkstücke, wobei je nach geometrischer Gestaltung und Anwendungszweck des jeweiligen Werkstücks ein Außenrundschleifen, ein Innenrundschleifen, ein Umfangsschleifen, ein Stirnflachschleifen und dergleichen in Frage kommen.
  • Um die gewünschte Oberflächengüte zu erhalten, wird mit relativ hoher Schnittgeschwindigkeit gearbeitet. Selbst bei Benutzung einer Diamantschleifscheibe ergibt sich jedoch eine schnelle Abnutzung der Schleifscheibe, wodurch sich die nötige Bearbeitungszeit der Werkstücke deutlich erhöht. Insbesondere der zunehmende technische Einsatz von keramischen Werkstoffen stellt erhöhte Anforderungen an Vorrichtungen zum Schleifen dieser Werkstücke, da deren erwünschte Form- und Maßgenauigkeit sowie deren Oberflächengüte meist besonders hoch sind.
  • Derartige spezielle Anforderungen treten beispielsweise bei der Oberflächenbearbeitung von Keramik-Gleitlagern, insbesondere für mediumgeschmierte Kompressorkolben auf. Hierbei ist es erforderlich, durch eine entsprechende Schleifbearbeitung eine Oberflächengüte zu erzielen, welche bei der praktischen Anwendung der Gleitlager die Bildung von Gleitflächen mit einer außerordentlich geringen Flächenreibung gewährleistet.
  • Aus der DE-PS 915 769 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der das Werkstück während der Bearbeitung durch einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Ultraschall-Wandler in hochfrequente Schwingung versetzt wird, die auch quer zur Bearbeitungsrichtung liegen kann. Durch diese zusätzliche Schwingungsbewegung des Werkstücks erhöht sich die Standzeit der Werkzeuge, erniedrigt sich die Bearbeitungszeit der Werkstücke und erhöht sich die Oberflächengüte der so bearbeiteten Werkstücke.
  • Aus dem JP-Abstract 63-312 051 A ist es bekannt, beim Schleifen von keramischen Werkstoffen das Werkstück in Vorschubrichtung in hochfrequente Schwingungen zu versetzen.
  • In dem JP-Abstract 61-61 759 A ist eine Vorrichtung zum Schleifen von Magnetköpfen für Videorecorder gezeigt, in der durch einen piezoelektrischen Ultraschall-Wandler das Werkstück quer zur Bearbeitungsrichtung in Schwingung versetzt wird. Die Bewegung des piezoelektrischen Schwingers wird dabei über eine Betätigungsstange auf das Werkstück übertragen. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, daß die Amplitude der Schwingungsbewegung des Werkstücks im wesentlichen der Amplitude der Schwingungsbewegung des piezoelektrischen Schwingers entspricht und entsprechend gering ist.
  • Aus dem oben bereits zitierten Aufsatz "Schleifen von Magnetlegierungen mit Hilfe von Ultraschallschwingungen" in "Werkstattechnik-Zeitschrift für industrielle Fertigung" 60 (1970) ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dabei werden insbesondere Magnetlegierungen mit Hilfe von Ultraschallschwingungen geschliffen. Die Schwingungsrichtung des Werkstücks ist dabei quer zur Bearbeitungsrichtung. Das Werkstück wird zwischen einem feststehenden Teil und einem Dorn eingespannt, wobei der Dorn mit einem magnetostriktiven Ultraschall-Wandler in Verbindung ist und die Schwingungen auf das Werkstück überträgt. Auch bei dieser Vorrichtung ist nachteilig, daß die Amplitude der Schwingungsbewegung des Werkstücks im wesentlichen der Amplitude der Schwingungsbewegung des magnetostriktiven Ultraschall-Wandlers entspricht, d.h. relativ gering ist.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß die Vorrichtung eine verbesserte Schleifleistung und eine höhere, reproduzierbare Oberflächenqualität von zu schleifenden Werkstücken erbringt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • In dem erfindungsgemäß zwischen einem Schwingungsübertrager und einem Ultraschall-Wandler vorgesehenen Ultraschall-Resonanzraum erfolgt eine Amplitudentransformation der Schwingungen, die durch den Ultraschall-Wandler erzeugt und über den Ultraschall-Resonanzraum zu dem Schwingungsübertrager weitergeleitet werden. Dadurch, daß der Schwingungsübertrager zusätzlich als Sonotrode ausgebildet ist ergibt sich eine zusätzliche Amplitudentransformation. Eine Sonotrode ist in der Lage, einerseits die Amplitude einer Ultraschallschwingung zu erhöhen und andererseits die Richtung der Schwingung exakt festzulegen. Bisher bekannte Schwingungsübertrager, auf die Ultraschallschwingungen auftreffen, schwingen nämlich nicht in einer definierten Richtung, sondern in mehreren Richtungen, was beim Schleifen nicht erwünscht ist, da das Werkstück lediglich quer zur Bearbeitungsrichtung in Schwingung versetzt werden soll. Erfindungsgemäß wird damit das Werkstück in lediglich einer exakt definierten Richtung in Schwingung mit hoher Amplitude versetzt, was die Schleifleistung der Vorrichtung deutlich erhöht.
  • Durch eine derartige, beispielsweise beim Außenrundschleifen senkrecht zur tangentialen Geschwindigkeitskomponente der rotierenden Schleifscheibe erfolgende, oszillierende Bewegung des zu schleifenden Werkstücks, welches beispielsweise entweder gleichsinnig oder gegensinnig zur Schleifscheibenrotation ebenfalls in Umdrehung versetzt werden kann, wird erreicht, daß die resultierende Bahnkurve des einzelnen Schleifkornmittelpunktes eine sinusförmige Bahnkurve ist. Hierdurch kommt es zur Überlagerung benachbarter Kornschleifspuren, so daß sich keine ausgprägten, parallelen Riefen auf der Werkstückoberfläche ausbilden und somit die Oberflächenqualität der geschliffenen Werkstückoberfläche in einem mit konventionellen Schleifmethoden nicht erreichbaren Maß ansteigt.
  • Die Belastungsrichtung des einzelnen Schleifkorns liegt nicht mehr konstant in der Schnittrichtung, sondern variiert im Verlauf einer Schwingungsperiode um einen vorgegebenen Belastungswinkel. Infolgedessen ergibt sich beispielsweise bei der Herstellung von Keramik-Gleitlagern, daß die durch die Bearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung resultierenden Gleitlager-Oberflächen wesentlich weniger "reibende Flächenelemente" aufweisen, welche gleichsam "inselartig" auf den Gleitlager-Oberflächen verteilt sind.
  • Beim praktischen Einsatz der Keramik-Gleitlager bilden sich zwischen den einzelnen, reibenden Oberflächen Flächenbereiche in der Art von "Gaspolstern", wodurch die resultierende gesamte Oberflächenreibung wesentlich reduziert ist.
  • Die im Einzelfall zu erzeugende Oszillations-Frequenz ist insbesondere abhängig von der erwünschten Profilstruktur der Werkstückoberfläche, den speziellen Werkstoffcharakteristika, der Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe u. dgl. mehr, wobei die oszillierende Bewegung einer Rotationsbewegung des Werkstücks relativ zur Schleifscheibe überlagert werden kann.
  • Die Amplitude der oszillierenden Bewegung des Werkstücks ist in der Regel abhängig von der im Einzelfall gewählten Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe, wobei allgemein die Beziehung gilt, daß die Amplitude in etwa gleich einem halben Schleifscheibenvorschub ist.
  • Insbesondere im Falle des Außenrundschleifens erfolgt die Einkopplung der Anregungsenergie in axialer Richtung in das zu schleifende Werkstück, welches entsprechend axial beweglich gelagert wird.
  • Hierbei erfolgt vorteilhafterweise die Einkopplung der Anregungsenergie im Bereich wenigstens einer Stirnseite des Werkstücks.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
  • In der vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 3 weist die Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung zwei Ultraschall-Resonanzräume auf, welche sich an den wenigstens einen Ultraschall-Wandler anschließen, wobei ein erster Resonanzraum flüssigkeitsgefüllt und ein zweiter Resonanzraum gasgefüllt ist und eine Membrane den ersten Resonanzraum von dem zweiten Resonanzraum trennt.
  • Mit besonderem Vorteil kann hierbei nach Anspruch 4 für die Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung ein Außengehäuse vorgesehen sein, in welchem der wenigstens eine Ultraschall-Wandler, die wenigstens zwei Ultraschall-Resonanzräume, die Membrane sowie die Sonotrode untergebracht sind, wobei das Außengehäuse an seinem der Sonotrode abgewandten Ende ein Verbindungsglied zum Verbinden mit der Schleifvorrichtung aufweist. Insbesondere kann dieses Verbindungsglied in der Weise ausgebildet sein, daß ein feststehendes Anbringen an einem Reitstock oder einem Spindelstock der Schleifvorrichtung möglich ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der wenigstens eine Ultraschall-Wandler ein piezokeramischer Wandler sein. In bestimmten Anwendungsfällen kann es günstig sein, wenn zwei Ultraschall-Wandler aufeinanderfolgend innerhalb des Außengehäuses der Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung angeordnet sind.
  • Wie bereits weiter oben erwähnt, ist der erste, auf den oder die Ultraschall-Wandler im wesentlichen unmittelbar folgende Resonanzraum mit einer Flüssigkeit gefüllt, in besonders vorteilhafter Weise handelt es sich hierbei um eine prepolymere Flüssigkeit. Unter einer derartigen prepolymeren Flüssigkeit ist ganz allgemein eine Flüssigkeit mit makromolekularer Struktur zu verstehen, welche eine ganz bestimmte, vorgegebene Oberflächenspannung besitzt. Diese in dem ersten Resonanzraum enthaltene, prepolymere Flüssigkeit dient in erster Linie gleichsam zu einer Amplitudentransformation in dem ausgewählten Ultraschall-Frequenzbereich, welcher durch den bzw. die Ultraschall-Wandler erzeugt wird.
  • Wie bereits oben erwähnt, ist es unter Umständen empfehlenswert, zwei gleichartige, insbesondere piezokeramische oder magnetostriktive Wandler hintereinanderzuschalten, da durch eine derartige Maßnahme in einfacher Weise die gewünschte Grundamplitude der Ultraschallenergie erhalten werden kann. Im übrigen wird durch die geometrische Ausgestaltung des oder der Ultraschall-Wandler grundsätzlich die im Einzelfalle ausgewählte Ultraschall-Frequenz vorbestimmt, welche je nach Anwendungsfall insbesondere im Frequenzbereich von ca. 50 Hz bis 40 MHz liegen kann.
  • Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Ultraschall-Resonanzräume, d.h. also insbesondere der erste flüssigkeitsgefüllte Resonanzraum und der sich daran schließende, zweite luft- oder gasgefüllte Resonanzraum gemeinsam in der Art eines Rotationsparaboloids ausgebildet sein, um die erforderliche Amplitudenverstärkung der erzeugten Ultraschallwellen zu erzielen, wobei der Brennpunkt des resultierenden parabolischen Raumes vorzugsweise zwischen der die Ultraschall-Resonanzräume trennenden Membrane und der Anordnungsebene des wenigstens einen Ultraschall-Wandlers zu liegen kommt.
  • Im Falle eines derartigen parabolischen Raumes kann insbesondere die parabolische Wandlung des flüssigkeitsgefüllten, ersten Resonanzraumes durch einen vorgegebenen Innengehäuseabschnitt eines innerhalb des Außengehäuses angeordenten Innengehäuses gebildet sein, während die parabolische Wandlung des nach der Membrane folgenden, luft- bzw. gasgefüllten, zweiten Resonanzraumes durch eine stirnseitige Oberfläche der Sonotrode gebildet ist.
  • Darüber hinaus besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung darin, daß innerhalb eines weiteren Innengehäuseabschnitts des innerhalb des Außengehäuses angeordneten Innengehäuses zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgende Lager für eine drehbare und spielfreie Lagerung der Sonotrode vorgesehen sind.
  • Diese Sonotrode kann im übrigen bevorzugterweise einen aus der Einrichtung zur Erzeugung der oszillierenden Werkstückbewegung herausragenden Endabschnitt aufweisen, der für eine vorzugsweise lösbare Kupplung mit einem zugeordneten Endabschnitt der Aufnahmevorrichtung für ein zu schleifendes Werkstück dient.
  • Bei der wie oben erläuterten, gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Schleifen von Werkstücken wird somit eine Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Werkstücks wenigstens eine Ultraschallquelle verwendet, deren Ultraschallenergie als Anregungsenergie für das Werkstück genutzt wird. Hierbei werden in bevorzugter Weise durch zwei hintereinander angeordnete, piezokeramische Ultraschall-Wandler die Ultraschallwellen in einer vorgegebenen Frequenz von z.B. 1 MHz in der prepolymeren Flüssigkeit erzeugt, mit welcher der auf die Ultraschall-Wandler folgende, erste Resonanzraum gefüllt ist. Diese Ultraschall-Wellen werden dann durch die Membrane, welche in entsprechende Schwingungen versetzt wird, auf den nachfolgenden luftgefüllten, zweiten Resonanzraum übertragen. Das Luftpolster des zeiten Resonanzraumes überträgt seinerseits die Ultraschallenergie auf die sich unmittelbar an den zweiten Resonanzraum anschließende Sonotrode, bei welcher es sich im wesentlichen um ein stabförmiges Element aus einem Material mit hoher Schalleitfähigkeit, beispielsweise aus einem keramischen Material oder aus einem gehärteten Stahl, handelt.
  • Durch die beiden zugehörigen, in Axialrichtung aufeinanderanderfolgend angeordneten Lager ist die Sonotrode drehbar und spielfrei gehalten, wobei insbesondere das erste Lager mittels eines Überwurfes (Überwurfmutter) gegen das innerhalb des Außengehäuses angeordnete Innengehäuse gepreßt wird, während das zweite Lager mit Hilfe einer auf die Sonotrode, oder genauer gesagt, auf den aus der Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung herausragenden Endabschnitt der Sonotrode aufschraubbaren Kontermutter gegen den Überwurf fixiert wird. Da, wie bereits oben erwähnt, der Endabschnitt der Sonotrode mit einem zugeordneten Endabschnitt der Aufnahmevorrichtung für das zu schleifende Werkstück gekuppelt ist, wird die durch die Sonotrode übertragene Ultraschall-Energie bei der gegebenen Frequenz in entsprechende Oszillationsbewegungen des nachfolgenden Werkstücks umgesetzt.
  • Infolge der im wesentlichen parabolischen Gestaltung der beiden Resonanzräume ist gewährleistet, daß die Amplitude der erzeugten Ultraschall-Energie in der erforderlichen Weise verstärkt wird.
  • Überschüssige Ultraschall-Energie, welche über die Sonotrode nicht in entsprechende mechanische Schwingungen umgewandelt und auf das Werkstück übertragen wird, wird in Folge der Paraboloid-Form des unmittelbar der Sonotrode vorgeschalteten, zweiten Resonanzraumes, welcher praktisch wie ein Parabolspiegel wirkt, nicht in Wärmeenergie umgesetzt, sondern in einen Brennpunkt innerhalb der prepolymeren Flüssigkeit in dem ersten Resonanzraum reflektiert und von dieser dann absorbiert, wodurch sich diese prepolymere Flüssigkeit erwärmt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nun die Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung weiterhin mit wenigstens einer Kühleinrichtung und zugehörigen Kühlkanälen kombiniert, um die in dem ersten Ultraschall-Resonanzraum enthaltene, prepolymere Flüssigkeit umzuwälzen und zu kühlen, damit eine Temperaturkonstanz gewährleistet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend im Rahmen von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Dabei zeigt:
    • Figur 1 schematisch eine Anordnung zum Außenrundschleifen eines Werkstücks in Übereinstimmung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    • Figur 2 schematisch eine Schnittansicht einer Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung eines zu schleifenden Werkstücks;
    • Figur 3 eine schematische Teil-Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Außenrundschleifen, bei der zu beiden Seiten eines zwischen Reitstock und Spindelstock eingespannten Werkstücks jeweils eine Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung entsprechend der Einrichtung nach Figur 2 angeordnet ist.
    Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Anhand von Figur 1 wird zunächst das Prinzip eines Außenrundschleifens eines Werkstücks 23 aus einem keramischen Werkstoff mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Hierbei ist schematisch und teilweise eine Schleifscheibe 24 dargestellt, welche um eine horizontale Rotationsachse A₁ in der Drehrichtung gemäß dem Pfeil Pf₁ rotierbar angeordnet ist.
  • Bei der Schleifscheibe 24 handelt es sich insbesondere um eine Diamantschleifscheibe. Unmittelbar unterhalb der Schleifscheibe 24 ist das Werkstück 23 angeordnet, welches seinerseits um eine zur Achse A₁ parallele Achse A₂ ebenfalls rotierbar angeordnet ist, wobei die Rotationsrichtung durch einen Pfeil Pf₂ angedeutet ist.
  • Wie ersichtlich, rotieren die Schleifscheibe 24 und das Werkstück 23 während der Schleifbearbeitung der Werkstückoberfläche gegensinnig zueinander um ihre jeweils zugeordneten Rotationsachsen A₁ und A₂. Während der Rotation der Schleifscheibe 24 bewegen sich deren geometrisch unbestimmte Schneiden mit einer verhältnismäßig hohen Schnittgeschwindigkeit relativ zu dem Werkstück 23. Hierbei führt weiterhin die Schleifscheibe 24 in üblicher Weise eine Pendelbewegung aus, die in Figur 1 durch Pfeile Pf₄ und Pf₅ angedeutet ist. Durch diese Schleifscheiben-Pendelbewegung wird der rotierenden Schleifscheibe 24 gleichzeitig eine Art von hin- und hergehendem Vorschub entlang der gegenüberleigenden Oberfläche des zu schleifenden Werkstückes 23 verliehen.
  • Einer der Stirnseiten des Werkstücks 23 gegenüberliegend ist nun weiterhin eine Einrichtung 20 angeordnet, bei welcher es sich praktisch um einen Schwingungserzeuger handelt und die dazu dient, eine oszillierende Bewegung des zu schleifenden Werkstückes 23 relativ zu den Schneiden der Schleifscheibe 24 zu erzeugen. Die Einrichtung 20 liefert praktisch eine Anregungsenergie, wie in Figur 1 durch den Pfeil EA angedeutet ist, welche in das Werkstück 23 eingekoppelt wird und dieses somit veranlaßt, entsprechend der Richtung eines Doppelpfeiles Pf₃ während der Schleifbearbeitung in Axialrichtung hin- und herzuschwingen. Eine derartige, vorzugsweise mit hoher Frequenz erfolgende, oszillierende Bewegung des Werkstückes 23 wird praktisch seiner Rotationsbewegung relativ zu der Schleifscheibe 24 überlagert. Die Frequenz der oszillierenden Werkstückbewegung wird vorzugsweise aus einem Frequenzbereich zwischen 50 Hz und 40 MHz ausgewählt. Die Amplitude dieser oszillierenden Werkstückbewegung wird so eingestellt, daß sie in etwa dem halben Vorschub der Schleifscheibe 24 aufgrund deren Pendelbewegung während des Schleifvorganges entspricht.
  • Bei der Einrichtung 20 zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung handelt es sich vorzugsweise um eine Ultraschall-Quelle, deren Ultraschall-Energie als Anregungsenergie EA für das Werkstück 23 genutzt wird, wie weiter unten anhand der Figuren 2 und 3 noch näher erläutert wird.
  • Figur 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der insgesamt mit der Bezugsziffer 20 bezeichneten Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierendne Bewegung des Werkstückes 23 gemäß Figur 1 relativ zu den Schneiden der Schleifscheibe 24 gemäß Figur 1.
  • Somit entspricht die Einrichtung 20 gemäß Figur 2 praktisch der Einrichtung 20 gemäß Figur 1, wobei diese Einrichtung 20 in der Praxis im Bereich einer Einspannung des Werkstückes 23 innerhalb einer Schleifmaschine angeordnet wird (vgl. auch Figur 2).
  • Die in Figur 2 dargestellte Einrichtung 20 zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung weist im wesentlichen ein zylindrisches Außengehäuse 11 auf, in welchem die folgenden Komponenten enthalten sind:
  • Zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnete Ultraschall-Wandler 1, vorzugsweise in Form von piezokeramischen Ultraschall-Wandlern, daran anschließend ein erster Ultraschall-Resonanzraum 2, bestehend aus zwei Teil-Resonanzräumen 2' und 2'', ein sich an den Teil-Resonanzraum 2'' anschließender zweiter Ultraschall-Resonanzraum 4, eine Membrane 3, die den ersten Resonanzraum 2 von dem zweiten Resonanzraum 4 trennt, sowie eine Sonotrode 5, welche sich an einem Ende unmittelbar an den zweiten Resonanzraum 4 anschließt und einem anderen Ende mit einer in Figur 3 dargestellten Aufnahmevorrichtung 22 für das Werkstück 23 kuppelbar ist. In einem der Sonotrode 5 abgewendeten Bereich setzt sich das Außengehäuse 11 in einem im wesentlichen stabförmig ausgebildeten Verbindungsglied 12 fort, welches zum Verbinden der Einrichtung 20 mit einem Reitstock oder einem Spindelstock einer Schleifmaschine dient, wie dies weiter unten anhand der Figur 2 noch im einzelnen beschrieben wird.
  • Im Inneren des Außengehäuses 11 ist verschiebbar ein Innengehäuse 8 mit zwei Innengehäuseabschnitten 8a und 8b angeordnet. Die Membrane 3 ist praktisch zwischen diesen beiden Innengehäuseabschnitten 8a und 8b eingespannt und mit dem Innengehäuseabschnitt 8b verklebt. Der auf die beiden piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 unmittelbar folgende, erste Resonanzraum 3 mit seinen Teil-Resonanzräumen 2' und 2'' ist mit einer prepolymeren Flüssigkeit gefüllt, wogegen der hinter der Membrane 3 folgende, zweite Resonanzraum 4 lediglich Luft enthält. Bei der in dem ersten Resonanzraum 2 enthaltenen prepolymeren Flüssigkeit handelt es sich um eine Flüssigkeit mit makromolekularer Struktur, welche in erster Linie zu einer Amplitudentransfomation in dem durch die beiden piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 erzeugten Ultraschall-Frequenzbereich dient. Durch eine spezielle, geometrische Ausgestaltung der beiden piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 wird die im Einzelfalle bei der praktischen Anwendung benötigte Ultraschall-Frequenz vorbestimmt, beispielsweise eine Frequenz von 1MHz. Die beiden piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 sind, wie in Figur 2 schematisch dargestellt, jeweils über Leitungen 40 und 41 mit einer elektrischen Spannungsquelle 42 verbunden, wobei z.B. die jeweils angelegte Spannung 2000 Volt beträgt. Hierdurch werden die piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 zu Schwingungen im Ultraschallbereich angeregt, wobei die Amplitudenhöhe pro Wandler 0,023 mm beträgt.
  • Wie weiterhin aus Figur 2 ersichtlich, sind die beiden aufeinanderfolgenden ersten und zweiten Ultraschall-Resonanzräume 2 und 4 im wesentlichen gemeinsam in Form eines Rotationsparaboloids ausgebildet, wobei ein Brennpunkt 45 des resultierenden parabolischen Resonanzraumes vorzugsweise zwischen der Membrane 3 und den piezokeramischen Ultraschall-Wandlern 1 liegt. Durch diese parabolische Raumgestaltung wird die erforderliche Amplitudenverstärkung der von den piezokeramischen Ultraschall-Wandlern 1 erzeugten Ultraschallwellen erzielt. Während die parabolische Wandung des ersten Resonanzraumes 2, genauer gesagt die parabolische Teil-Wandung des Teil-Resonanzraumes 2'', durch den Innengehäuseabschnitt 8b gebildet wird, ist die sich daran anschließende parabolische Wandung 4' des zweiten Resonanzraumes 4 durch die angrenzende, stirnseitige Oberfläche der Sonotrode 5 gebildet.
  • Die im wesentlichen stabförmig und rotationssymmetrisch ausgebildete Sonotrode 5 ist innerhalb des Innengehäuses 8 der Einrichtung 20 in einer einerseits drehbaren und andererseits spielfreien Weise gelagert. Zu diesem Zweck sind innerhalb des Innengehäuseabschnittes 8a zwei in Axialrichtung aufeinanderfolgende Lager vorgesehen, und zwar in der Richtung von rechts nach links in Figur 2 gesehen ein erstes Lager 6b sowie ein zweites Lager 6a, welche durch einen innerhalb des Innengehäuseabschnitts 8a eingesetzten Distanz- bzw. Dichtungsring 44 voneinander getrennt sind. Das erste Lager 6b wird mittels einer von außen auf den Innengehäuseabschnitt 8a aufschraubbaren Überwurfmutter 7 gegen diesen Innengehäuseabschnitt 8a gepreßt, wogegen das zweite Lager 6a mit Hilfe einer auf die Sonotrode 5 und insbesondere auf den aus der Einrichtung 20 nach links herausragenden Endabschnitt 5' der Sonotrode 5 aufschraubbaren Kontermutter 9 gegen die Überwurfmutter 7 fixiert wird.
  • Der Endabschnitt 5' der Sonotrode 5 wird, wie dies genauer aus Figur 3 zu ersehen ist, mit einem zugeordneten Endabschnitt 22a einer Aufnahmevorrichtung 22 für das zu bearbeitende Werkstück 23 beispielsweise in lösbarer Weise gekuppelt.
  • Infolge dieser Kupplung wird die durch die Sonotrode 5 übertragene Ultraschall-Energie bei der gegebenen Frequenz in entsprechende Oszillationsbewegungen des Werkstücks 23 nach Maßgabe des Doppelpfeiles Pf₃ umgesetzt. Andererseits wird die überschüssige Ultraschall-Energie, welche über die Sonotrode 5 nicht in entsprechende mechanische Schwingungen umgewandelt und auf das Werkstück 23 übertragen wird, infolge der parabolischen Gestaltung der beiden Resonanzräume 2 und 4, insbesondere aufgrund der Paraboloidform des unmittelbar der Sonotrode 5 vorgeschalteten, luftgefüllten Resonanzraumes 4 nicht in Wärmeenergie umgesetzt, sondern in einen Brennpunkt reflektiert, beispielsweise in den Brennpunkt 45 innerhalb der prepolymeren Flüssigkeit in dem ersten Resonanzraum 2, und von dieser Flüssigkeit dann absorbiert, wodurch sich diese erwärmt. Damit jedoch eine Temperaturkonstanz dieser Flüssigkeit gewährleistet werden kann, sind besondere Kühlungsmaßnahmen vorgesehen. Diese bestehen insbesondere darin, daß die Einrichtung 20, wie ebenfalls aus Figur 3 zu ersehen ist, über Ein- und Auslaßkanäle 10 sowie über Verbindungsleitungen 28 u. 28' mit einer Kühleinrichtung 27 verbunden ist, so daß die in dem ersten Ultraschall-Resonanzraum 2 enthaltene, prepolymere Flüssigkeit laufend umgewälzt und gekühlt werden kann (Flüssigkeitsstrom z.B. 4 l/min).
  • In Figur 3 ist im übrigen eine komplette Schleifmaschine schematisch dargestellt, welche zum Außenrundschleifen des bereits oben erwähnten Werkstücks 23 aus keramischem Material dient, wobei die Werkstückoberfläche mit 23' bezeichnet ist. Zum Werkstoffabtrag dient die rotierbar gelagerte Diamantschleifscheibe 24, welche um ihre Achse A₁ in der Drehrichtung gemäß dem Pfeil Pf₁ in Rotation versetzt werden kann.
  • Infolgedessen bewegen sich die geometrisch unbestimmten Schneiden 25 der Diamantschleifscheibe 24 mit einer vorgegebenen, hohen Schnittgeschwindigkeit von beispielsweise 30 m pro Sekunde relativ zu dem Werkstück 23. Gleichzeitig wird, wie bereits anhand von Figur 1 erläutert, das Werkstück 23 während des Schleifvorgangs in eine oszillierende Bewegung gemäß dem Doppelpfeil Pf₃ versetzt. Um dies zu ermöglichen, ist ein Reitstock 21 der Schleifmaschine gemäß Figur 3 mit einer ersten Einrichtung 20 zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23 verbunden, und außerdem ist die Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 einerseits mit der ersten Einrichtung 20 und andererseits mit der zweiten Einrichtung 30 gekoppelt.
  • Die beiden vorgenannten Einrichtungen 20 und 30 zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23 entsprechen im Aufbau vollständig der bereits in Figur 2 dargestellten und erläuterten Einrichtung 20. Daher sind sämtliche übereinstimmenden Komponenten in den beiden Einrichtungen 20 und 30 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die beiden Einrichtungen 20 und 30 sind in der Schleifvorrichtung gemäß Figur 3 in der Weise angeordnet, daß einerseits der nach links weisende Endabschnitt 5' der Sonotrode 5 der ersten Einrichtung 20 mit einem zugeordneten Abschnitt 22a der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 fest verbunden ist, während andererseits auf der gegenüberliegenden Seite der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 der nach rechts weisende Endabschnitt 5' der Sonotrode 5 der zweiten Einrichtung 30 in den ihm dort zugeordneten Endabschnitt 22b der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 mit Spiel eingesetzt ist, um Relativbewegungen zu erlauben.
  • Zu diesem Zweck ist im Endabschnitt 22b der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 eine so bemessene Aussparung 31 vorgesehen, daß sowohl die Rotation in bezug auf den Endabschnitt 5' der Sonotrode 5, als auch gewisse axiale Verschiebungen der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 einschließlich des Werkstücks 23 in Richtung der Achse A₂ möglich sind.
  • Die Erregung der in den beiden Einrichtungen 20 und 30 enthaltenen piezokeramischen Ultraschall-Wandler 1 erfolgt jeweils über entsprechend zugeordnete, der Einfachheit halber in Figur 3 nicht dargestellte elektrische Spannungsquellen, wobei durch entsprechende Schaltungsmaßnahmen dafür Sorge getragen ist, daß eine um π phasenversetzte Ansteuerung der beiderseitigen peizokeramischen Ultraschall-Wandler 1 in den jeweiligen Einrichtungen 20 und 30 erfolgt.
  • Somit wird die jeweilige Ultraschall-Anregungsenergie mit entsprechender Phasenverschiebung auf die beiderseitigen Sonotroden 5 in den Einrichtungen 20 und 30 übertragen, so daß die Schwingungsrichtungen der Ultraschallenergie in den beiderseitigen, einander gegenüberliegend angeordneten identischen Einrichtungen 20 und 30 miteinander übereinstimmen.
  • In der Figur 3 ist ferner schematisch dargestellt, daß der Spindelstock 26 der Schleifvorrichtung mit einem Antriebsaggregat 43 gekuppelt ist, so daß der Spindelstock 26 in Rotation gemäß der durch den Pfeil Pf₂ angedeuteten Drehrichtung versetzt werden kann. Das Außengehäuse 11 der zweiten Einrichtung 30 auf der linken Seite in Figur 3 ist wiederum mit einem Verbindungsorgan 12' versehen, welches dazu dient, die Einrichtung 30 drehfest mit dem Spindelstock 26 zu kuppeln.
  • Analog ist auf der gegenüberliegenden Seite das Außengehäuse 11 der ersten Einrichtung 20 über das ihm zugeordnete Verbindungsorgan 12 fest mit dem Reitstock 21 verbunden.
  • Auf der linken Seite der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 ist der dortige Endabschnitt 22b über eine (nicht dargestellte) Drehmomentmitnahme mit der dortigen zweiten Einrichtung 30 gekuppelt, wobei zu diesem Zweck insbesondere ein (in Figur 3 nicht dargestelltes) "Drehherz" vorgesehen ist, derart, daß sich die Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 gemeinsam mit dem Außengehäuse 11 der zweiten Einrichtung 30 drehen kann, wenn der Spindelstock 26 entsprechend in Rotation versetzt wird. Über den Rotationsantrieb des Spindelstocks 26 werden somit die folgenden Drehbewegungen in der Schleifvorrichtung gemäß Figur 3 realisiert:
  • Rotation des Außengehäuses 11 auf der linken Seite dargestellten zweiten Einrichtung 30, und zwar relativ zu der in ihrem Inneren drehbar gelagerten Sonotrode 5; Rotation der mit der Einrichtung 30 über das "Drehherz" verbundenen Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 inklusive Werkstück 23; Rotation der mit dem rechten Endabschnitt 22a der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 fest verbundenen Sonotrode 5 der ersten Einrichtung 20, wobei diese Sonotrode 5 sich in bezug auf das zugeordnete Außengehäuse 11 der ersten Einrichtung 20 frei drehen kann, wie bereits anhand von Figur 2 im einzelnen erläutert.
  • Da das Außengehäuse 11 der ersten Einrichtung 20 auf der rechten Seite in Figur 3 fest mit dem feststehenden Reitstock 21 der Schleifvorrichtung verbunden ist, lassen sich an diesem Außengehäuse 11 die Versorgungsanschlüsse u. dgl. leicht herausführen.
  • Insbesondere ist vorgesehen, daß die in dem ersten Resonanzraum 2 der ersten Einrichtung 20 enthaltene Flüssigkeit extern gekühlt wird, wobei zu diesem Zweck über in dem Gehäuse 11 vorgesehene Ein- und Auslaßkanäle 10 und entsprechend zugeordnete Verbindungsleitungen 28 und 28', welche zu der Kühleinrichtung 27 führen, die erforderlichen Flüssigkeits-Umwälzungen durchgeführt werden können.
  • Entsprechende Flüssigkeitsein- und -auslaßkanäle 10' sind auch bei der auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten, zweiten Einrichtung 30 vorgesehen.
  • Gegenüber der in der Figur 3 dargestellten Ausführung der Schleifvorrichtung kann aber auch noch eine Abwandlung dahingehend vorgesehen sein, daß die auf der linken Seite angeordnete, zweite Einrichtung 30 zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23 keine Ultraschall-Wandler 1 aufweist, wobei statt dessen eine Verbindungsleitung 29 zwischen den jeweiligen, flüssigkeitsgefüllten Resonanzräumen 2 der ersten Einrichtung 20 und der zweiten Einrichtung 30 vorgesehen ist. Somit stehen die Resonanzflüssigkeiten in den beiderseitigen Einrichtungen 20 und 30 permanent miteinander in Verbindung, so daß die von den Ultraschall-Wandlern 1 in der ersten Einrichtung 20 erzeugten Ultraschall-Anregungsenergien über die in der Leitung 29 enthaltene Flüssigkeit zu dem Resonanzraum 2 in der zweiten Einrichtung 30 übertragen werden kann.
  • Mit Rücksicht auf eine λ/2-Phasenverschiebung, die durch die Dämpfung innerhalb der Flüssigkeit bedingt ist, wird die Verbindungsleitung 29 in der Weise bemessen, daß sich durch die Laufzeitverzögerung eine relative Ultraschall-Phasenverschiebung von π ergibt, derart, daß die erste Einrichtung 20 und die zweite Einrichtung 30 entsprechend phasenversetzt ansteuerbar sind, analog zu der bereits weiter oben beschriebenen Ausführung.
  • Gegenüber den im Vorangehenden beschriebenen Ausführungen der Vorrichtung gemäß Figur 3 kann eine weitere Abwandlung auch dahingehend vorgesehen sein, daß anstelle der zweiten Einrichtung 30 zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23 eine elektromagnetische Tauchspule vorgesehen ist, welche einerseits mit der Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 und andererseits mit dem Spindelstock 26 gekuppelt ist.
  • Im Falle einer derartigen Abwandlung befindet sich lediglich auf der rechten Seite in Figur 3 eine Einrichtung 20 zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23, wie anhand der Figur 2 erläutert.
  • Im übrigen besteht noch die Möglichkeit, daß in der Schleifvorrichtung gemäß Figur 3 die erste Einrichtung 20 und/oder die zweite Einrichtung 30 zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Werkstücks 23 jeweils durch einen magnetostriktiven Schwinger ersetzt sind. Im Falle einer solchen Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 3 kann dann z.B. der Reitstock 21 mit einem ersten magnetostriktiven Schwinger und der Spindelstock 26 mit einem zweiten gleichartigen Schwinger verbunden sein. Weiterhin ist dann die Werkstück-Aufnahmevorrichtung 22 einerseits mit dem ersten magnetostriktiven Schwinger und andererseits mit dem zweiten Schwinger derart gekoppelt, daß das in der Aufnahmevorrichtung 22 enthaltene Werkstück 23 wiederum in Schwingungen im Bereich zwischen dem Reitstock 21 und dem Spindelstock 26 versetzt werden kann, in analoger Weise, wie dies bereits weiter oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 3 erläutert worden ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann im übrigen nicht nur auf das Außenrundschleifen angewendet werden, sondern beispielsweise auch auf ein Planschleifen oder ein lineares Schleifen, insbesondere von aus keramischen Werkstoffen bestehenden Werkstücken.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstücks (23), mit wenigstens einer Einrichtung (20) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks (23) relativ zu einer Schleifscheibe (24), wobei die wenigstens eine Einrichtung (20) wenigstens einen Ultraschall-Wandler (1) und einen zwischen Ultraschall-Wandler (1) und Werkstück (23) angeordneten Schwingungsübertrager (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsübertrager (5) eine Sonotrode ist und daß wenigstens ein Ultraschall-Resonanzraum (2, 4) zwischen dem wenigstens einen Ultraschall-Wandler (1) und der Sonotrode (5) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Ultraschall-Wandler (1) ein piezokeramischer oder magnetostriktiver Wandler ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Ultraschall-Resonanzraum (2, 4) zwischen dem wenigstens einen Ultraschall-Wandler (1) und der Sonotrode (5) angeordnet sind, daß eine Membrane (3) den ersten und zweiten Resonanzraum (2, 4) voneinander trennt und daß der erste Resonanzraum (2) flüssigkeits- und der zweite Resonanzraum (4) luft- oder gasgefüllt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Außengehäuse (11), in welchem der wenigstens eine Ultraschall-Wandler (1), die Ultraschall-Resonanzräume (2, 4), die Membrane (3) sowie die Sonotrode (5) untergebracht sind, wobei das Außengehäuse (11) an seinem von der Sonotrode (5) abgewandten Ende ein Verbindungsglied (12, 12') zum Verbinden mit der Schleifvorrichtung aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ultraschall-Wandler (1) aufeinanderfolgend innerhalb des Außengehäuses (11) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Resonanzraum (2) mit einer prepolymeren Flüssigkeit gefüllt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Resonanzräume (2, 4) gemeinsam zumindest teilweise in der Art eines Rotationsparaboloids ausgebildet sind, um eine Amplitudenverstärkung der erzeugten Ultraschallwellen zu erzielen, wobei der Brennpunkt des Rotationsparaboloids zwischen der Membrane (3) und dem wenigstens einen Ultraschall-Wandler (1) liegt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine parabolische Wand des ersten Resonanzraumes (2) durch einen ersten Innengehäuseabschnitt (8b) eines innerhalb des Außengehäuses (11) angeordneten Innengehäuses (8) gebildet ist und daß eine parabolische Wand (4') des zweiten Resonanzraumes (4) durch eine stirnseitige Oberfläche der Sonotrode (5) gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines zweiten Innengehäuseabschnitts (8a) des innerhalb des Außengehäuses (11) angeordneten Innengehäuses (8) in Axialrichtung aufeinanderfolgende Lager (6a, 6b) für eine drehbare und spielfreie Lagerung der Sonotrode (5) vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Einrichtung (20) mit wenigstens einer Kühleinrichtung (27) und zugehörigen Kühlkanälen (10, 28, 28') zum Umwälzen und Kühlen von im Ultraschall-Resonanzraum (2, 4) enthaltener Flüssigkeit kombiniert ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (5) einen aus der wenigstens einen Einrichtung (20) herausragenden Endabschnitt (5') aufweist, der für eine vorzugsweise lösbare Kupplung mit einem zugeordneten Endabschnitt (22a, 22b) einer Aufnahmevorrichtung (22) für das Werkstück (23) dient.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere Außenrund-Schleifvorrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    a) ein Reitstock (21), welcher mit einer ersten Einrichtung (20) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks (23) verbunden ist, die wenigstens einen Ultraschall-Wandler (1) und einen zwischen Ultraschall-Wandler (1) und Werkstück (23) angeordneten Schwingungsübertrager (5) aufweist,
    b) ein Spindelstock (26), welcher mit einer zweiten Einrichtung (30) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks (23) verbunden ist, die den gleichen Aufbau wie die erste Einrichtung (20) hat; und
    c) eine Werkstückaufnahmevorrichtung (22), welche einerseits mit der ersten Einrichtung (20) und andererseits mit der zweiten Einrichtung (30) kuppelbar ist, wodurch das in der Aufnahmevorrichtung (22) enthaltene Werkstück (23) im Bereich zwischen dem Reitstock (21) und dem Spindelstock (26) in Schwingungen versetzbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Einrichtung (30) zur Erzeugung einer oszillierenden Werkstückbewegung eine den Ultraschall-Wandler (1) ersetzende Verbindungsleitung (29) zwischen flüssigkeitsgefüllten Resonanzräumen (2) der ersten Einrichtung (20) und der zweiten Einrichtung (30) vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (29) in der Weise bemessen ist, daß sich durch sie eine Laufzeitverzögerung entsprechend einer relativen Ultraschall-Phasenverschiebung von π ergibt, so daß die erste Einrichtung (20) und die zweite Einrichtung (30) entsprechend phasenversetzt ansteuerbar sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß statt der zweiten Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Werkstücks (23) eine elektromagnetische Tauchspule vorgesehen ist, welche einerseits mit der Aufnahmevorrichtung (22) und andererseits mit dem Spindelstock (26) gekuppelt ist.
EP93903917A 1992-02-06 1993-02-05 Vorrichtung zum schleifen von werkstücken Expired - Lifetime EP0625083B1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011104840A1 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 PP-Tech GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Ultraschallstanzen

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4439470C2 (de) * 1994-11-08 1999-05-20 Herrmann Ultraschalltechnik Vorrichtung zum Ultraschallbearbeiten eines Werkstücks
DE10041925A1 (de) * 2000-08-25 2002-03-21 Adrian Riegel Schleifverfahren und Vorrichtung zur Durchführung
JP2006062017A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Honda Motor Co Ltd 加振装置
DE102005014108A1 (de) * 2005-03-22 2006-09-28 Schott Ag Schleifverfahren und Schleifmaschine
DE102005041031A1 (de) * 2005-08-24 2007-03-01 Blohm Maschinenbau Gmbh Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken mit gekrümmten Oberflächen, insbesondere zum Schleifen von Turbinenschaufeln, Werkzeugmaschine und Programmiersystem
US8142261B1 (en) * 2006-11-27 2012-03-27 Chien-Min Sung Methods for enhancing chemical mechanical polishing pad processes
US20100173567A1 (en) * 2006-02-06 2010-07-08 Chien-Min Sung Methods and Devices for Enhancing Chemical Mechanical Polishing Processes
US7316600B1 (en) * 2007-03-30 2008-01-08 Rolls-Royce Corporation Metal working method to reduce thermal damage
EP2389273B1 (de) * 2009-01-26 2013-07-17 Elpro Oy Ultraschallbehandlungsvorrichtung
FR2949204B1 (fr) * 2009-08-21 2011-10-14 Snecma Machine d'usinage pour cmc par fraisage et abrasion par ultrasons
EP2650081B1 (de) * 2012-04-13 2013-11-27 Supfina Grieshaber GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Finishbearbeitung einer Werkstückoberfläche
RU2543025C2 (ru) * 2013-07-09 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ плоского шлифования с наложением ультразвуковых колебаний
RU2542209C1 (ru) * 2013-07-19 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ плоского шлифования с наложением ультразвуковых колебаний
RU2569865C1 (ru) * 2014-08-22 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ круглого наружного шлифования с наложением ультразвуковых колебаний
RU2660535C1 (ru) * 2017-05-30 2018-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ шлифования периферией круга с продольной подачей за несколько ходов и наложением ультразвуковых колебаний на заготовку
RU2685323C1 (ru) * 2017-11-22 2019-04-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ шлифования периферией круга с продольной подачей за несколько ходов с выхаживанием и наложением ультразвуковых колебаний на заготовку
EP3530603B1 (de) 2018-02-27 2022-08-10 Otis Elevator Company Aufzugskabine mit einer arbeitsbühne und verfahren zum bewegen einer arbeitsbühne
CN108788974B (zh) * 2018-05-31 2023-01-03 中国地质大学（武汉） 一种水平超声振动辅助磨削加工装置
DE102018132771A1 (de) * 2018-12-19 2020-06-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Oberflächenbehandlung, Wälzlagerbauteil und Vorrichtung
CN110153849A (zh) * 2019-06-17 2019-08-23 深圳磨霸智能科技有限公司 一种多工位曲面高速数控磨床
CN111569749B (zh) * 2020-05-19 2020-12-22 中国石油大学(北京) 一种非常规气藏压裂用纳米颗粒强化泡沫发生装置及其应用
WO2022095456A1 (zh) * 2020-11-06 2022-05-12 华侨大学 一种金刚石衬底的研磨方法
CN112892809B (zh) * 2021-02-05 2023-01-24 惠州大唐伟业电子有限公司 一种光学玻璃的超声加工装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE915769C (de) * 1938-07-10 1954-07-29 Siemens Ag Werkzeugmaschine oder Geraet mit einem spanabhebenden Werkzeug
US3699719A (en) * 1971-01-25 1972-10-24 Nicholas Rozdilsky Ultrasonic machining
US4369603A (en) * 1978-11-30 1983-01-25 Gebel Iosif D Method of positioning and rotating workpiece and arrangement implementing same
DD200721A1 (de) * 1981-07-31 1983-06-08 Lothar Urban Verfahren num behandeln von sproedharten oberflaechen
JPS6161759A (ja) * 1984-08-31 1986-03-29 Nec Kansai Ltd 棒材の曲面研磨装置
CH665784A5 (de) * 1985-03-21 1988-06-15 Hansen Dieter Ag Ultraschallbearbeitungswerkzeug.
FR2613651B1 (fr) * 1987-04-10 1994-07-22 Onera (Off Nat Aerospatiale) Machine d'usinage par abrasion ultrasonore
JPS63312051A (ja) * 1987-06-15 1988-12-20 Seiko Instr & Electronics Ltd 硬脆材研削加工方法
JPH0722876B2 (ja) * 1987-06-24 1995-03-15 新技術事業団 研削用ワークテーブル装置
AU2607188A (en) * 1987-10-13 1989-05-02 Extrude Hone Corporation Ultrasonic tool support
JPH0639052B2 (ja) * 1988-06-08 1994-05-25 常磐精機工業株式会社 超精密研削装置
JPH05253817A (ja) * 1992-03-13 1993-10-05 Nikon Corp 超音波研削加工用カップ砥石

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011104840A1 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 PP-Tech GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Ultraschallstanzen

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