EP0904176B1 - Verfahren und vorrichtung zum unrundschleifen von nockenformen mit konkaven flanken - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum unrundschleifen von nockenformen mit konkaven flanken Download PDFInfo
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- EP0904176B1 EP0904176B1 EP97923019A EP97923019A EP0904176B1 EP 0904176 B1 EP0904176 B1 EP 0904176B1 EP 97923019 A EP97923019 A EP 97923019A EP 97923019 A EP97923019 A EP 97923019A EP 0904176 B1 EP0904176 B1 EP 0904176B1
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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
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
Definitions
- the invention relates to a method with the preamble of claim 1 Features specified and a device with the in the preamble of Claim 2 specified features.
- Cam shapes with concave flanks in the start and drain area of the cam are increasingly wanted by automobile manufacturers, for example, because thus a reduction in fuel consumption and the use of roller lever valve train technology are reachable.
- GB-A-2 208 275 describes an apparatus and a method for grinding Waves explained. There among other things worked with a grinding wheel, the axis of which is at an angle of is aligned about 10 ° to 30 ° to the wavelength axis. A movement the grinding wheel along the perpendicular to the infeed axis However, the feed axis is not provided.
- cams are ground using a belt grinding method become.
- a disadvantage of such a system is that the grinding belts often need to be replaced, and the cam tread just ground can be.
- the fact that the abrasive belt changes frequently means that this system compared to grinding with ceramic bonded CBN is uneconomical.
- the entire grinding unit must be used to grind inclined cams be pivoted.
- the accuracy values can be the same as for Loops cannot be achieved.
- the invention is based on the object of a method or a device of the type presumed to be known so that a distortion of the Cam surface is avoided (the distortion is caused by that the parallelism between the machining area of the cam surface and the Grinding wheel is not observed during the cam rotation) and that especially with high accuracy of the finished camshaft with a very short and accordingly stiff grinding spindle version worked can be.
- the invention is achieved by the inclination of the grinding spindle that with a small grinding wheel diameter and still very short and stiff grinding spindle can be worked.
- the accuracy of the finished machined camshaft results from the coordination of the movements of the Grinding spindle in relation to three different CNC axes.
- Through the Tilting the grinding spindle simplifies the situation in the machine very strong due to the interfering edges. This makes it e.g. possible, also concave Grind cam shapes with a small concave radius on long camshafts.
- the system is also much more flexible than with a parallel to the Camshaft center axis arranged grinding spindle for the small Grinding wheel would be the case.
- the advantages are that very small Concave radii can be realized and that by appropriate dressing the grinding wheel also crowned and sloping cam tracks with or without Chamfer can be produced.
- the cam contour can be finished with a single grinding wheel
- Fig. 1 it is shown that the grinding spindle 1 for grinding cams with a cam surface 17 parallel to the camshaft longitudinal axis 2 below is arranged at an angle ⁇ to the longitudinal axis 2 of the camshaft.
- the grinding wheel 3 is tapered at the same angle, so that the grinding zone 4 of Grinding wheel 3 is again arranged parallel to the longitudinal axis 2 of the camshaft.
- the oblique arrangement of the grinding spindle 1 ensures that this can be made much shorter and stiffer. as if parallel to Camshaft longitudinal axis 2 would be arranged.
- the angle ⁇ is freely selectable and preferably has a value between 10 ° and 30 °, the angular size of the camshaft geometry is dependent.
- the camshaft 13 is between a workpiece headstock 9, on the a chuck 10 is mounted, which extends about its longitudinal axis the workpiece axis of rotation 2 is rotatably supported, and a tailstock 11 added.
- the workpiece headstock 9 and the tailstock 11 are on the grinding table 12 permanently mounted.
- bezels 5 and 7 are mounted on the grinding table, the one Prevent bending of the camshaft 13 during the grinding process.
- the steadies 5 and 7 support the camshaft 13 at their bearings 6 or 8 in exact alignment between the longitudinal axis of the workpiece headstock 9 and the tailstock 11.
- the grinding spindle drive for grinding spindle 1 with the small grinding wheel 3 can be belt driven or as a high frequency grinding spindle unit be executed.
- Fig. 1 the feed axis X and the longitudinal positioning axis Z are shown.
- the vertical feed axis is perpendicular to the drawing plane Y think.
- the workpiece rotates around the workpiece axis of rotation C.
- the cam contour can only be done with the grinding wheel 3 can be produced. But it is also possible that for pre-grinding a separate grinding wheel of larger diameter is used.
- FIG. 1A A partial section from FIG. 1 is shown in FIG. 1A.
- ⁇ helix angle
- the grinding zone 4 migrates during cam shape grinding Because of the non-circular contour of the cam 15 above or below the theoretical Camshaft longitudinal axis 2, so that the during a cam revolution Grinding zone on the grinding wheel moves between points 4A and 4B. This would normally result in an inclined grinding wheel Lead distortion of the cam surface 17.
- the Cam surface 17 the flat cam in the direction of the workpiece axis of rotation 2 should be parallel to this, in the area where the grinding does not take place in the grinding zone 4, becomes oblique.
- the grinding wheel 3 with the entire grinding spindle 1 along the vertical feed axis Y so that the grinding always takes place exactly in the grinding zone 4 shown in FIG. 2.
- the grinding zone 4 must be on the grinding wheel circumference on the grinding wheel 3 lie on the center line 20, which in turn is arranged parallel to the X axis is.
- This tracking of the grinding wheel 3 during the cam shape grinding is shown in Fig. 2 by the two dimensions A and B.
- Fig. 3 are the vertical feed axis Y and the longitudinal positioning axis Z shown.
- the workpiece axis of rotation C is also shown here.
- the infeed axis X is perpendicular to the plane of the drawing to introduce.
- All axes are designed as CNC axes.
- the feed axis Y serves to ensure that the grinding zone 4 on the grinding wheel 3 is always on the same Position is held.
- the infeed axis X and the workpiece axis of rotation C are used to generate the cam shape and must therefore be coordinated Operation work.
- the vertical feed axis Y in Dependence on the position of the infeed axis X and the workpiece axis of rotation C be tracked. It can be seen that the three axes X, Y and C must work in a direct relationship to each other and therefore be operated in a coordinated manner.
- the first Grinding spindle 1a for pre-grinding an intermediate contour on the cam shape is equipped with a first large grinding wheel 3a, for example has a diameter of 400 mm.
- the first grinding spindle 1a needs in To be arranged so as not to be movable in the direction of the Y axis.
- the second swiveling grinding spindle 1 which is used for finish grinding the Serves cam contour and receives at least one grinding wheel 3, has the 1 to 3 construction shown.
Landscapes
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Description
- Fig. 1
- die Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung;
- Fig. 1A
- einen Teilausschnitt aus der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;
- Fig. 2
- einen Schnitt durch Nockenwelle und Schleifscheibe entsprechend der Schnittlinie S-S in Fig. 1;
- Fig. 3
- die Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Richtung des Pfeils V;
- Fig. 4
- die Draufsicht auf eine abgeänderte Verrichtung, bei der mit einer eigenen Vorschleifscheibe gearbeitet wird.
Claims (9)
- Verfahren zum Schleifen von konkave Flanken aufweisenden Nocken einer Nockenwelle unter Verwendung einer Schleifscheibe kleineren Durchmessers mit an der Mantelfläche angeordneter Schleifzone zum Fertigschleifen des Nockens,
dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Schleifscheibe (3) gearbeitet wird, deren Achse unter einem Winkel (α) von etwa 10° bis 30° zur Nockenwellenlängsachse (2) ausgerichtet ist, und daß die gesamte Schleifspindel (1) mit der unter dem gleichen Winkel (α) abgerichteten Schleifscheibe (3) in Richtung einer senkrecht zur Zustellachse (X) verlaufenden vertikalen Vorschubachse (Y) derart nachgeführt wird, daß die Schleifzone (4) der Schleifscheibe (3) immer auf der gleichen Position auf der Mantellinie der Schleifscheibe (3) gehalten wird. - Vorrichtung zum Schleifen von konkave Flanken aufweisenden Nocken einer Nockenwelle unter Verwendung einer Schleifscheibe kleineren Durchmessers mit an der Mantelfläche angeordneter Schleifzone zum Fertigschleifen des Nockens, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel für die zum Fertigschleifen eines Nockens (15) bestimmte Schleifscheibe (3) unter einem Winkel (α) von etwa 10° bis 30° zur Werkstückdrehachse (C) angeordnet ist, daß die Schleifscheibe (3) unter dem gleichen Winkel (α) konisch abgerichtet ist und daß Mittel für die koordinierte Bewegung der Schleifscheibe (3) längs der Zustellachse (X) und der senkrecht dazu verlaufenden Vorschubachse (Y) in bezug auf die Werkstückdrehachse (C) vorgesehen sind, wobei die Schleifscheibe (3) derart nachgeführt wird, daß die Schleifzone (4) der Schleifscheibe (3) immer auf der gleichen Position auf der Mantellinie der Schleifscheibe (3) gehalten wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückdrehachse (C), die Zustellachse (X) und die Vorschubachse (Y) als CNC-Achsen ausgerührt sind und die Vorschubachse (Y) in Abhängigkeit von der Stellung der Werkstückdrehachse (C) und der Zustellachse (X) nachgeführt wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellachse (X) unabhängig vom Winkel (α) unter 90° zur Werkstückdrehachse (C) verläuft.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen von Nocken mit schräger Lauffläche, statt daß die konisch abgerichtete Schleifscheibe unter dem gleichen winkel (α) abgerichtet ist, der Winkel (∝) unverändert bleibt und die Schleifscheibe (3) um den Neigungswinkel (β) schräg abgerichtet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen von Nocken mit schräger Lauffläche, statt daß die konisch abgerichtete Schleifscheibe unter dem gleichen winkel (α) abgerichtet ist, der Winkel (α) in der einen oder anderen Richtung abänderbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Schleifzone (4) immer auf der gleichen Position auf der Mantellinie der Schleifscheibe (3) zu halten, die Nockenwelle (13) vertikal verfahrbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vorschleifen eine Schleifspindel (1a) mit einer großen Schleifscheibe (3a) zum Einsatz kommt und die Nockenform einschließ-lich der konkaven Flanken mit der kleinen Schleifscheibe (3) fertiggeschliffen wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spindelstock (18), auf dem beide Schleifspindeln (1, la) gelagert sind, um eine quer zur Nockenwelle (13) verlaufende Achse (19) schwenkbar ist und daß durch das Verschwenken die große Schleifscheibe (3a) oder die kleinere Schleifscheibe (3) in die Arbeitsposition gelangt.
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