EP1525073B1 - Verfahren und vorrichtung zum schleifen eines rotationssymmetrischen maschinenbauteils - Google Patents

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EP1525073B1
EP1525073B1 EP03766346A EP03766346A EP1525073B1 EP 1525073 B1 EP1525073 B1 EP 1525073B1 EP 03766346 A EP03766346 A EP 03766346A EP 03766346 A EP03766346 A EP 03766346A EP 1525073 B1 EP1525073 B1 EP 1525073B1
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EP
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grinding
machine part
spindle
clamping
disk
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Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
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    • B24B41/062Work supports, e.g. adjustable steadies axially supporting turning workpieces, e.g. magnetically, pneumatically between centres; Dogs

Definitions

  • the invention relates to a method for grinding a rotationally symmetrical machine component with two axle parts and an intermediate therewith, enlarged in diameter central part, on which an active surface in the form of a particular flat truncated cone with a rectilinear or curved contour in cross section is formed.
  • Machine components of this type are, for example, in transmissions with continuously variable ratio, as required in motor vehicles.
  • two machine components face each other with facing active surfaces.
  • the active surfaces thus form a Ringraurn with approximately wedge-shaped cross-section, in which a tension member such as a chain or a belt depending on the distance of the active surfaces of each other back and forth between different radii. Since such a transmission must work very accurately and transmit large torques, high demands are placed on the dimensional accuracy and the surface quality of the machine components. This also applies to the associated grinding operations, especially when grinding the active surface.
  • the active surface is ground by means of corundum grinding wheels in Schräginstechmaschine.
  • the cylindrical outer surfaces of the associated axle parts are also ground, which are generally graduated in diameter.
  • a universal grinding station for tool grinding is known, which allows a variety of possible combinations in the mutual position assignment of grinding heads and tool carriers. Also known is a grinding head with two different grinding wheels (DE 37 24 698 A1), with the various grinding operations can be performed in a workpiece clamping. There is already a proposal (DE 199 21 785 A1) to grind relevant machine components in one clamping, with two separate grinding spindles are used.
  • the machine component to be ground thus remains in a single set-up in which all grinding operations are carried out.
  • the grinding spindle is pivoted about two mutually perpendicular pivot axes and in addition to the machine component parallel to its longitudinal axis and perpendicular to it (X-axis) is moved.
  • the grinding spindle can thus be brought into any desired position relative to the machine component, so that it is possible to grind both the active surface and further, located on the machine component cylindrical outer surfaces with grinding wheels of basically cylindrical contour.
  • the first grinding wheel of cylindrical basic shape will also have an outer contour that is rectilinear in cross-section in the case of an effective surface with a contour that is rectilinear in cross-section. If the effective surface is curved, the grinding wheel must have a slightly curved, adapted contour in cross-section in cylindrical basic shape. The bulges occurring in practice are very small.
  • the possibility of movement of the grinding spindle relative to the machine component parallel to its longitudinal axis opens up the possibility of grinding the active surface with the cylindrical peripheral surface of the grinding wheel in a perpendicular grinding process, said relative displacement effecting the feed. Since in the machine components of the type in question here the effective surface has the shape of a flat truncated cone, it is sufficient to make the feed during grinding of the active surface by the grinding spindle and the machine component parallel to its longitudinal axis and perpendicular thereto (X-axis ) is moved. Of this movement is attributable to the grinding point on the active surface only an obliquely directed component, but deviates only by a small amount from the direction of the longitudinal axis, so that there is almost a vertical grinding in the usual sense.
  • the advantage is a constant cutting speed over the entire width of the grinding wheel. This ensures an increased surface quality and surface structure.
  • optimized dressing parameters are obtained when dressing the grinding wheel, because during dressing the same parameters, namely a identical dressing speed as during grinding and the same speed ratios and feed values are achieved. Because the cutting speed of the grinding wheel remains the same over the effective surface, the achievable surface roughness is consistent. Due to the same cutting speed of the grinding wheel over the complete “conical surface", optimal values for the cutting volume per unit time can be achieved.
  • the outer diameter of the conical disk is assumed to have a diameter of, for example, 190 mm and a diameter of 40 mm adjoining the conical surface, the workpiece speed changes by a factor of 4.75 due to the rotation of the workpiece during grinding.
  • the height of the conical surface is thus about 75 mm.
  • the cutting speed at the outside diameter of the conical surface is then about 80% of the cutting speed of the grinding wheel at the small diameter of the conical surface. This is opposite to the cutting volume, since this is highest at the large diameter at the conical surface.
  • the cutting speed ratio to the cutting volume, which must be removed via the conical surface is substantially improved by the grinding wheel set perpendicular to the conical surface.
  • the grinding process according to the invention can therefore be carried out optimally with ceramic-bonded CBN grinding wheels. Overall, a significantly reduced number of cycles on modern processing machines at the same time considerably improved grinding result.
  • the active surface of the machine component is ground by a grinding wheel located on the first grinding wheel of cylindrical shape and rectilinear or adapted curved peripheral contour is made perpendicular to the active surface, wherein the axial extent of the grinding wheel covers the radial oblique stretch of the active surface and the delivery takes place by the grinding wheel and the machine component are moved in the direction of its longitudinal axis relative to each other.
  • the first grinding wheel has a greater axial extent, so that the entire active surface can be finished in a process of vertical grinding.
  • the effective surface of the machine component is a truncated cone shell with a contour which is rectilinear in cross-section
  • the first grinding wheel can have a cylindrical shape.
  • a curved cross-section contour of the active surface and a suitably curved peripheral contour of the first grinding wheel is required.
  • a second grinding wheel is used with which the said cylindrical outer surfaces are ground by longitudinal grinding;
  • the second grinding wheel is coaxially with the first grinding wheel on the grinding spindle and the second grinding wheel preferably has a significantly smaller width than the first grinding wheel, so that a longitudinal grinding of cylindrical outer contours can be made easily.
  • the longitudinal grinding of the cylindrical outer surfaces located on the machine component takes place by means of peeling grinding, in which grinding is carried out in a known manner in one pass down to the final dimension. Since all the prerequisites for a high-quality grinding process are present as a result of the constant clamping, it is possible here to work in the peeling method, whereby the cycle time is further reduced with high grinding quality.
  • the cylindrical outer surfaces to be ground can ggs. also be edited by plunge grinding.
  • the machine component is advantageously clamped between tips and driven from at least one of the tips for rotation.
  • the exact centering is least disturbed despite the rotary drive. This also results in a high quality of the grinding result.
  • the invention also relates to a device for grinding a rotationally symmetrical machine component of the type mentioned at the outset already mentioned in connection with the method. It consists in a device according to the features of claim 7.
  • the device according to the invention comprises a flying arrangement of both grinding wheels on one and the same side of the grinding spindle. This results in a structurally simple design of the grinding spindle, which is readily achievable by grading the diameter of both grinding wheels, that the two grinding wheels do not interfere with each other in the different processing operations.
  • the clamping and drive members are formed for clamping the machine component by attached to a workpiece headstock and tailstock quills centering with them at the tips engage in frontal bores of the machine component, and if at least located on the workpiece headstock with a coupling is provided, which communicates with the frontal bore of the machine component via radially acting from inside to outside tendons for the purpose of the rotary driving in operative connection.
  • the rotary drive of the machine component from the inside of a centering this machine component tip means that the centering is not disturbed by the rotary drive.
  • the radially outwardly acting tendons do not apply axial forces to the machine component and the tips.
  • stresses and deflections of the machine component remain despite a reliable rotational drive. It is thus a reliable rotary drive connected to a centering of high consistent accuracy.
  • such a coupling can be realized in that it is designed as Sp Dr Druskupplung whose outwardly to be spread tenders are designed as clamping jaws and are arranged in the region of the tip of a longitudinal bore of the workpiece headstock shaft, and that the actuation of the Tensioning members by a tie rod, which is passed through the longitudinal bore and provided in the clamping jaws with a Betäf Trentskonus.
  • the required mutual longitudinal displacement of the machine component and the grinding spindle slide can advantageously be realized in that the clamping and drive members for clamping and for rotary drive of the machine component are located on a grinding table which is movable relative to the grinding spindle slide in the longitudinal direction of the machine component.
  • a grinding headstock is arranged on the grinding spindle slide via a first pivot axis perpendicular to its displacement plane, on which the grinding spindle is pivotable about a second pivot axis, which is perpendicular to the first pivot axis runs.
  • the grinding spindle can be brought particularly advantageous in the various processing positions on the machine component, wherein the two grinding wheels do not interfere with each other.
  • the device according to the invention is to be equipped with ceramic-bonded CBN grinding wheels, because they have a particularly long service life and lead to a particularly good grinding result in the device according to the invention. This applies in particular to the first grinding wheel for grinding the effective surface.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for grinding, with which in particular the method according to the invention is to be carried out.
  • the device according to Figure 1 consists of a machine bed 1, on which a workpiece headstock 2 and a tailstock 3 are mounted.
  • Workpiece headstock 2 and tailstock 3 have the usual (not designated) sleeves with the shafts 4, 5 located at tips 6 and 7, between which the machine component 17 to be ground is clamped.
  • the workpiece headstock 2 and the tailstock 3 are arranged on a grinding table 8, which is movable in the longitudinal direction of the machine component 17. After clamping, the machine component 17, the workpiece headstock 2 and the tailstock 3 have a common longitudinal axis 23, which can be regarded as a reference line for the arrangement of the remaining parts.
  • a grinding spindle slide 9 is further shown schematically, which can be moved by means of an adjusting motor 10 in a direction perpendicular to the longitudinal axis 23.
  • a wheel spindle 11 is mounted, which can be pivoted about a first pivot axis 12.
  • the first pivot axis 12 is perpendicular to the displacement plane of the grinding spindle slide 9 and is thus usually aligned vertically.
  • a grinding spindle 14 is attached; it is connected via a second pivot axis 13 pivotally connected to the wheel spindle 11.
  • the position of the second pivot axis 13 can be imagined from FIG.
  • the second pivot axis 13 is perpendicular to the first pivot axis 12 and cuts at the usual occurring positions the common longitudinal axis 23 of the workpiece headstock 2, machine component 17 and tailstock 3rd
  • the machine component 17 to be ground consists of a first axle part 18, a second axle part 19 and a central part 20 located therebetween, whose outside diameter D is significantly greater than that of the axle parts located therefrom.
  • Essential for the central part 20 is an area in the basic shape of a truncated cone 21.
  • the truncated cone jacket can have a rectilinear, but also a convex or concave curved contour in cross section.
  • Such machine components form, for example in automatic transmissions, an active surface 22 on which a chain or a belt can travel along changing radii. In this case, two such active surfaces are then placed against each other, and the chain or belt is in between.
  • the machine component but also has cylindrical outer surfaces 24, which must also be ground; these surfaces are all designated in FIG. With the line 28 in Figure 4, the action or contact line between the first grinding wheel 15 and the active surface 22 is designated; in this contact line 28 is the Cutting speed of the grinding wheel, that is their speed on the outer circumference, of great importance.
  • bezels 26 and 27 which can support the tips 6 and 7 of the workpiece headstock and the tailstock.
  • an increased space requirement between the workpiece headstock 2 and the tailstock 3 arises, as shown in FIG. 4, by the temporary tilting of the grinding spindle 14.
  • the shanks 4 and 5 of the tips 6 and 7 must therefore be made relatively long; Therefore, with very high demands on the grinding accuracy, they are supported by the steady rests 26 and 27, so that they do not bend under the action of the grinding wheels.
  • the tip 6 is extended in a cylindrical extension 29 of small diameter.
  • the tip 6 and its shaft 4 are penetrated over their entire length by a longitudinal bore 30 in which a pull rod 31 is guided.
  • This has at its one end a threaded portion 32 which serves to move the pull rod back and forth via suitable actuating mechanisms.
  • an actuating cone 33 is formed, which in turn cooperates with tendons located on it.
  • the tendons are formed by clamping jaws 36.
  • a first clamping ring 34 and a second clamping ring 35 are present, which may for example consist of slotted metal rings or of a rubber-like material.
  • the clamping rings 34 and 35 hold the jaws 36 in place in the tip 6 and prevent horizontal displacement of the jaws; the clamping jaws are displaceable only in one direction perpendicular to the pull rod.
  • the axially directed force component coming through the first clamping ring 34 is small and can be neglected.
  • the said parts form within the cylindrical Fortwaldes 29 a Sp Schwarzkonus coupling.
  • three clamping jaws 36 may be present at intervals of 120 degrees. If the pull rod 31 is now pulled to the left in FIG. 7, the actuating cone 33 pushes the clamping jaws 36 outwards, as a result of which the first clamping ring 34 is compressed axially and the second clamping ring 35 is pressed radially outward.
  • the grinding spindle 14 In the first processing phase, in which the active surface 22 is ground, the grinding spindle 14 is located by pivoting about the first pivot axis 12 in the apparent from Figures 1 and 4 position. Corresponding to the cone angle of the active surface 22 and the grinding spindle 14 is slightly inclined, so that the first grinding wheel 15 is employed with its circumference substantially perpendicular to the effective surface to be ground 22 to be ground.
  • the outer contour of the first grinding wheel 15 will also be rectilinear.
  • the effective surface 22 is concavely or convexly curved, the first grinding wheel 15 must have an oppositely-adapted curvature. The occurring in practice curvatures on the active surfaces of such machine components are relatively low.
  • the advantage that the cutting speed of the grinding wheel over the entire axial extension of the grinding wheel 15 is substantially the same. This is a decisive advantage over the usual Schrägeinstechschleifen.
  • the grinding allowance 25 can be removed in a single vertical grinding process and the desired high-grade grinding state of the active surface 22 can be achieved.
  • the feed movement takes place by the grinding table 8 is moved in the direction of the longitudinal axis 23.
  • On the contact line 28 on the active surface 22 eliminates a corresponding oblique component.
  • the grinding table could also be fixed and the grinding spindle slide 9 moved.
  • the grinding spindle slide 9 is driven a short distance away from the machine component 17, and the grinding headstock 11 is rotated about the first pivot axis 12, which is perpendicular to the displacement plane of the grinding spindle slide.
  • the grinding spindle 14 is then moved to the position shown in FIGS. 2 and 5. In this position, a longitudinal grinding of all cylindrical outer surfaces 24, which are located on the central part 20 and the second axle 19, take place by means of the second grinding wheel 16.
  • peeling grinding is preferred in which grinding is performed immediately in an axial passage up to the finished diameter.
  • the longitudinal feed also takes place here by moving the grinding table 8.
  • the grinding spindle 14 is pivoted about the second, horizontally extending pivot axis 13 - as it were "overhead" - so that the two grinding wheels 15 and 16 now the apparent from Figures 3 and 6 position relative to the sanding Assume machine component 17.
  • the remaining outer surfaces 24 can be ground longitudinally in the area of the first axle part, for which purpose again the second grinding wheel 16 is used.

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen eines Maschinenbauteils 17 vorgeschlagen, das aus zwei Achsteilen 18, 19 und einem Mittelteil 20 von deutlich vergrössertem Durchmesser D besteht. An dem Mittelteil 20 befindet sich eine Wirkfläche 22, die an einem Teil in Form eines flachen Kegelstumpfes 21 ausgebildet ist. Zum Abschleifen des Schleifaufinasses 25 an der Wirkfläche 22 wird das Maschinenbauteil 17 zwischen Spitzen 6, 7 eingespannt, die Schäfte 4, 5 aufweisen; hierbei wird der an dem Reitstock 3 befindliche Schaft 5 durch eine Lünette 27 unterstützt. Das Maschinenbauteil 17 ist in Richtung seiner Längsachse 23 verfahrbar und kann mit seiner Wirkfläche 22 an der Berührungslinie 28 gegen die Schleifscheibe 15 zugestellt werden. Es erfolgt hierbei ein Senkrechtschleifen mit zylindrischer Aussenkontur der ersten Schleifscheibe 15, wodurch die Schnittgeschwindigkeit über die gesamte axiale Erstreckung der ersten Schleifscheibe 15 konstant ist und ein sehr gutes Schleifergebnis erzielt wird. Die erste Schleifscheibe 15 befindet sich zusammen mit einer zweiten, schmäleren Schleifscheibe 16 fliegend gelagert an einer Schleifspindel 14. Durch Verschwenken der Spindel 14 um zwei zueinander senkrecht stehende Schwenkachsen sowie durch ein Verfahren der Schleifspindel 14 senkrecht zur Längsachse 23 kann die zweite Schleifscheibe 16 in eine Arbeitsstellung gebracht werden, in der die zylindrischen Aussenbereiche des Maschinenbauteils durch Längsschleifen zu bearbeiten sind. Das Maschinenbauteil 17 bleibt dabei unverändert in derselben Rufspannung. Die vorgeschlagene Arbeitsweise führt zu verkürzten Taktzeiten bei gleichzeitig sehr gutem Schleifergebnis.

Description

  • Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Schleifen eines rotationssymmetrischen Maschinenbauteils mit zwei Achsteilen und einem dazwischen befindlichen, im Durchmesser vergrößerten Mittelteil, an dem eine Wirkfläche in der Form eines insbesondere flachen Kegelstumpfmantels mit im Querschnitt geradliniger oder gewölbter Kontur ausgebildet ist.
  • Maschinenbauteile dieser Art liegen beispielsweise in Getrieben mit stufenlos veränderlicher Übersetzung vor, wie sie in Kraftfahrzeugen benötigt werden. Dabei stehen sich zwei Maschinenbauteile mit einander zugewandten Wirkflächen gegenüber. Die Wirkflächen bilden somit einen Ringraurn mit annähernd keilförmigem Querschnitt, in dem ein Zugglied wie beispielsweise eine Kette oder ein Riemen je nach der Entfernung der Wirkflächen voneinander zwischen unterschiedlichen Radien hin- und herwandert. Da ein derartiges Getriebe sehr exakt arbeiten und große Drehmomente übertragen muß, werden an die Maßhaltigkeit und die Oberflächenqualität der Maschinenbauteile hohe Anforderungen gestellt. Das gilt auch für die zugehörigen Schleifvorgänge, insbesondere beim Schleifen der Wirkfläche.
  • Das eingangs genannte Verfahren wird in der betrieblichen Praxis bisher in Einzeloperationen, das heißt in mehreren Aufspannungen, durchgeführt. Hierbei wird die Wirkfläche mittels Korundschleifscheiben im Schrägeinstechverfahren geschliffen. Nach demselben Verfahren werden auch die zylindrischen Außenflächen der zugehörigen Achsteile geschliffen, die in der Regel im Durchmesser abgestuft sind.
  • Dieses Verfahren weist verschiedene Nachteile auf. Zunächst sind Schleifscheiben von Kegelform oder mit stark abgestuften Durchmessern erforderlich, die schwierig herzustellen und abzurichten sind. Bei derartigen Schleifscheiben mit Umfangsbereichen von stark unterschiedlichem Durchmesser sind auch die Umfangsgeschwindigkeiten der zu schleifenden Bereiche unterschiedlich. Das bedeutet, dass die entscheidende Schnittgeschwindigkeit an der Schleifstelle unterschiedlich sein muß und daher nicht überall optimal sein kann. Das führt im Ergebnis zu Bereichen von unterschiedlicher Rauhigkeit, die sich besonders bei der am kegelförmig geformten Mittelteil vorliegenden Wirkfläche sehr nachteilig auswirkt. Schließlich ergeben sich auch Probleme bei der Kühlung mittels der üblichen Emulsionen und Schleiföle. Beim Schrägeinstechschleifen entsteht nämlich an der Schleifstelle ein sich verengender Keil, dem der Kühlschmierstoff nicht optimal zugeführt werden kann. Das Ergebnis ist somit eine ungleichmäßige Kühlung der Schleifstelle. Auf alle diese Schwierigkeiten ist es zurückzuführen, dass man das eingangs genannte bekannte Verfahren bisher mit Korundschleifscheiben durchgeführt hat, die eine wesentlich geringere Standzeit haben und öfter abgerichtet werden müssen als die inzwischen weit verbreiteten CBN-Schleifscheiben.
  • Aus der DE 43 26 595 C2 ist eine Universal-Schleifstation zum Werkzeugschleifen bekannt, die eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten bei der gegenseitigen Lagezuordnung von Schleifköpfen und Werkzeugträgern ermöglicht. Bekannt ist ferner ein Schleifkopf mit zwei verschiedenen Schleifscheiben (DE 37 24 698 A1), mit dem verschiedene Schleifoperationen in einer Werkstücksaufspannung vorgenommen werden können. Es gibt auch bereits einen Vorschlag (DE 199 21 785 A1), einschlägige Maschinenbauteile in einer Aufspannung zu schleifen, wobei zwei getrennte Schleifspindeln zum Einsatz kommen.
  • Gegenüber dem nächstkommenden Stand der Technik DE 199 21 785 11 soll mit der Erfindung die Bearbeitungszeit verkürzt und dennoch ein verbessertes Schleifergebnis erreicht werden. Dies gelingt in einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verbleibt somit das zu schleifende Maschinenbauteil in einer einzigen Aufspannung, in der sämtliche Schleifvorgänge vorgenommen werden. Das wird ermöglicht, indem die Schleifspindel um zwei senkrecht zueinander stehende Schwenkachsen verschwenkt wird und zusätzlich zu dem Maschinenbauteil parallel zu dessen Längsachse und senkrecht dazu (X-Achse) verschoben wird. Die Schleifspindel lässt sich somit in jede gewünschte Stellung gegenüber dem Maschinenbauteil bringen, so dass es möglich wird, sowohl die Wirkfläche als auch weitere, an dem Maschinenbauteil befindliche zylindrische Außenflächen mit Schleifscheiben von grundsätzlich zylindrischer Kontur zu schleifen.
  • Die erste Schleifscheibe von zylindrischer Grundform wird bei einer Wirkfläche mit im Querschnitt geradliniger Kontur ebenfalls eine im Querschnitt geradlinige Außenkontur haben. Wenn die Wirkfläche gewölbt ist, muss auch die Schleifscheibe bei zylindrischer Grundform im Querschnitt eine leicht gewölbte, angepasste Kontur haben. Die in der Praxis vorkommenden Wölbungen sind sehr gering.
  • Die Bewegungsmöglichkeit der Schleifspindel relativ zu dem Maschinenbauteil parallel zu dessen Längsachse eröffnet die Möglichkeit, die Wirkfläche mit der zylindrischen Umfangsfläche der Schleifscheibe im Senkrecht-Schleifverfahren zu schleifen, wobei die genannte Relativverschiebung die Zustellung bewirkt. Da bei den Maschinenbauteilen der hier in Rede stehenden Art die Wirkfläche die Form eines nur flachen Kegelstumpfmantels hat, reicht es nämlich aus, beim Schleifen der Wirkfläche die Zustellbewegung vorzunehmen, indem die Schleifspindel und das Maschinenbauteil parallel zu dessen Längsachse und senkrecht dazu (X-Achse) verschoben wird. Von dieser Bewegung entfällt auf die Schleifstelle an der Wirkfläche nur eine schräg gerichtete Komponente, die aber nur um einen geringen Betrag von der Richtung der Längsachse abweicht, so dass fast noch ein Senkrechtschleifen im üblichen Sinne vorliegt.
  • Als Vorteil ergibt sich eine gleichbleibende Schnittgeschwindigkeit über die gesamte Breite der Schleifscheibe. Damit ist eine erhöhte Oberflächengüte und Oberflächenstruktur gewährleistet. Hinzu kommt, dass optimierte Abrichtparameter beim Abrichten der Schleifscheibe erhalten werden, weil beim Abrichten dieselben Parameter, nämlich eine identische Abrichtgeschwindigkeit wie beim Schleifen sowie gleiche Drehzahlverhältnisse und Vorschubwerte erreicht werden. Weil die Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe über der Wirkfläche gleich bleibt, ist auch die erzielbare Oberflächenrauigkeit gleichbleibend. Durch die gleiche Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe über die komplette "Kegelfläche" können auch optimale Werte für das Zerspannvolumen pro Zeiteinheit erreicht werden.
  • Beim Schrägeinstechschleifen dagegen ist dies nicht der Fall. Geht man beim Außendurchmesser der Kegelscheibe von einem Durchmesser von beispielsweise 190 mm aus und einem an die Kegelfläche anschließenden Durchmesser von 40 mm, so ändert sich die Werkstückgeschwindigkeit durch die Rotation des Werkstückes während dem Schleifen um den Faktor 4,75. Die Höhe der Kegelfläche beträgt somit ca. 75 mm.
  • Bei einem angenommenen Durchmesser der Korundschleifscheibe von 750 mm beträgt dann die Schnittgeschwindigkeit am Außendurchmesser der Kegelfläche ca. 80 % der Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe am kleinen Durchmesser der Kegelfläche. Dies ist gegenläufig zum Zerspannvolumen, da dieses am großen Durchmesser an der Kegelfläche am höchsten ist. Dadurch wird durch die senkrecht angestellte Schleifscheibe auf die Kegelfläche das Schnittgeschwindigkeitsverhältnis zum Zerspannvolumen, das über die Kegelfläche abgetragen werden muss, wesentlich verbessert.
  • Es ergeben sich weiterhin deutlich verbesserte Verhältnisse beim Kühlen der Schleifzone, weil auch beim Schleifen der Wirkfläche praktisch dieselben Verhältnisse wie beim Senkrechtschleifen vorliegen, so dass eine gleichbleibende schmale Kühlzone vorliegt, der der Kühlschmierstoff gut zugeführt werden kann und die er auch schnell wieder verlässt.
  • Wie schon erwähnt, wirkt beim Zustellen nur eine schräg gerichtete Komponente auf die Schleifstelle zwischen der Schleifscheibe und der Wirkfläche ein. Da die Wirkfläche aber nur gering gegenüber der Radialebene geneigt ist, wird eben doch der weitaus größte Anteil der Anstellkraft senkrecht auf die Wirkfläche aufgebracht. Es ergibt sich eine geringere Kraftkomponente in radialer Richtung der Wirkfläche, so dass mit optimierten Vorschüben beim Schleifen der Lauffläche gearbeitet werden kann. Auch dadurch wird die Schleifzeit verringert, und es ergeben sich dennoch verbesserte Genauigkeiten im Schleifzustand der Wirkfläche. Für die an dem Maschinenbauteil weiterhin befindlichen zylindrischen Außenflächen gelten vergleichbare Vorteile.
  • Das erfindungsgemäße Schleifverfahren kann daher bestens mit keramisch gebundenen CBN-Schleifscheiben durchgeführt werden. Insgesamt kommt eine deutlich verkürzte Taktzahl auf modernen Bearbeitungsmaschinen bei gleichzeitig erheblich verbessertem Schleifergebnis zustande.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wirkfläche des Maschinenbauteils geschliffen, indem eine an der Schleifspindel befindliche erste Schleifscheibe von zylindrischer Form und geradliniger oder angepasst gewölbter Umfangskontur senkrecht gegen die Wirkfläche angestellt wird, wobei die axiale Erstreckung der Schleifscheibe die radiale Schrägerstreckung der Wirkfläche überdeckt und die Zustellung erfolgt, indem die Schleifscheibe und das Maschinenbauteil in Richtung von dessen Längsachse relativ zueinander bewegt werden.
  • Hierbei hat die erste Schleifscheibe eine größere axiale Erstreckung, so dass die gesamte Wirkfläche in einem Vorgang des Senkrechtschleifens fertiggeschliffen werden kann. Wenn die Wirkfläche des Maschinenbauteils ein Kegelstumpfmantel mit im Querschnitt geradliniger Kontur ist, kann die erste Schleifscheibe eine zylindrische Form haben. Bei einer im Querschnitt gewölbten Kontur der Wirkfläche ist auch eine angepasst gewölbte Umfangskontur der ersten Schleifscheibe erforderlich. Damit ergeben sich zwar über die Axialerstreckung der ersten Schleifscheibe Unterschiede in der Schnittgeschwindigkeit, die indessen gering bleiben; denn die Wirkflächen der hier zu schleifenden Maschinenbauteile sind nur in einem geringeren Umfang konkav oder konvex gewölbt. Der nunmehr noch vorhandene und in der Axialrichtung der ersten Schleifscheibe vorliegende Unterschied in der Schnittgeschwindigkeit ist jedenfalls sehr viel geringer als beim Schrägeinstechschleifen nach dem Stand der Technik.
  • Zum Schleifen der weiterhin vorhandenen an dem Maschinenbauteil befindlichen zylindrischen Außenflächen wird eine zweite Schleifscheibe eingesetzt, mit der die genannten zylindrischen Außenflächen durch Längsschleifen geschliffen werden; hierbei bleiben alle Vorteile der beweglichen Schleifspindel erhalten, indem sich die zweite Schleifscheibe gleichachsig mit der ersten Schleifscheibe an der Schleifspindel befindet und die zweite Schleifscheibe vorzugsweise eine deutlich geringere Breite hat als die erste Schleifscheibe, sodaß ein Längsschleifen von zylindrischen Außenkonturen problemlos vorgenommen werden kann.
  • Vorteilhaft erfolgt das Längsschleifen der an dem Maschinenbauteil befindlichen zylindrischen Außenflächen durch ein Schälschleifen, bei dem in bekannter Weise in einem Durchgang bis auf das Fertigmaß geschliffen wird. Da infolge der gleichbleibenden Aufspannung alle Voraussetzungen für einen qualitativ hochwertigen Schleifvorgang vorliegen, kann hier im Schälverfahren gearbeitet werden, wodurch sich bei hoher Schleifqualität die Taktzeit weiter verringert.
  • Die zu schleifenden zylindrischen Außenflächen können ggs. auch durch Einstechschleifen bearbeitet werden.
  • Bei allen bisher genannten Variationsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schleifverfahrens wird das Maschinenbauteil vorteilhaft zwischen Spitzen eingespannt und aus mindestens einer der Spitzen zur Drehung angetrieben. Beim Innenantrieb aus einer der Spitzen wird nämlich die genaue Zentrierung trotz des Drehantriebs am wenigsten gestört. Dadurch ergibt sich ebenfalls eine hohe Qualität des Schleifergebnisses.
  • Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderliche Schwenkbarkeit der Schleifspindel um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen wird dadurch verwirklicht, dass bei waagerecht gehaltertem Maschinenbauteil die Schleifspindel um eine lotrecht verlaufende erste Schwenkachse und um eine zweite Schwenkachse verschwenkt wird, die waagerecht verläuft. Diese Ausgestaltung des Verfahrens erlaubt den Rückgriff auf bekannte Ausbildungen von Schleifmaschinen, womit auch die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ökonomische Weise möglich bleibt.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schleifen eines rotationssymmetrischen Maschinenbauteils der eingangs schon im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten bekannten Art. Sie besteht in einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7.
  • Nach der schon erfolgten eingehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind besondere Erläuterungen der vorstehend zitierten erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr erforderlich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine fliegende Anordnung beider Schleifscheiben an ein und derselben Seite der Schleifspindel. Hiermit ergibt sich eine konstruktiv einfache Ausführung der Schleifspindel, wobei durch Abstufung der Durchmesser beider Schleifscheiben ohne weiteres erreichbar ist, dass sich die beiden Schleifscheiben bei den unterschiedlichen Bearbeitungsvorgängen gegenseitig nicht stören.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Spann- und Antriebsglieder zum Einspannen des Maschinenbauteils durch an einem Werkstückspindelstock und Reitstock angebrachte Pinolen gebildet sind, die mit an ihnen befindlichen Spitzen zentrierend in stirnseitige Bohrungen des Maschinenbauteils eingreifen, und wenn zumindest die an dem Werkstückspindelstock befindliche Spitze mit einer Kupplung versehen ist, die mit der stirnseitigen Bohrung des Maschinenbauteils über radial von innen nach außen wirkende Spannglieder zum Zwecke von dessen Drehmitnahme in Wirkverbindung steht.
  • Der Drehantrieb des Maschinenbauteils aus dem Inneren einer dieses Maschinenbauteil zentrierenden Spitze bedeutet, dass durch den Drehantrieb die Zentrierung nicht gestört wird. Die radial von innen nach außen wirkenden Spannglieder bringen keine Axialkräfte auf das Maschinenbauteil und die Spitzen auf. Damit bleiben Spannungen und Durchbiegungen des Maschinenbauteils trotz einer zuverlässigen Drehmitnahme aus. Es wird somit ein zuverlässiger Drehantrieb mit einer Zentrierung von hoher gleichbleibender Genauigkeit verbunden.
  • Konstruktiv kann eine derartige Kupplung dadurch verwirklicht werden, dass sie als Spreizkonuskupplung ausgebildet ist, deren nach außen zu spreizende Spannglieder als Spannbacken ausgebildet sind und im Bereich der Spitze einer Längsbohrung des an dem Werkstückspindelstock befindlichen Schaftes angeordnet sind, und dass die Betätigung der Spannglieder durch eine Zugstange erfolgt, die durch die Längsbohrung hindurchgeführt und im Bereich der Spannbacken mit einem Betäfigungskonus versehen ist.
  • Als Spannglieder kommen somit in erster Linie Spannbacken in Frage, die unter dem Einfluß des Betätigungskonus verstellt werden. Aber auch eine Beeinflussung von als Spannglied dienenden Kugeln durch den Betätigungskonus ist möglich. Zu noch weiteren Einzelheiten einer derartigen aus dem Innern einer Zentrierspitze wirkenden Spreizkonuskupplung kann auf die EP 0 714 338 B1 der Patentinhaberin verwiesen werden. Die hier genannte Weiterbildung kann noch dadurch ergänzt werden, dass auch in der Spitze des Reitstocks eine derartige Spreizkonuskupplung angeordnet sein kann.
  • Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklichte große Beweglichkeit der einzigen Schleifspindel bringt es mit sich, dass genügend Platz zwischen dem Werkstückspindelstock und dem Reitstock vorhanden sein muß. Hinzu kommt noch, dass Maschinenbauteile der hier zu schleifenden Art oft mit beidseitigen Achsteilen von erheblicher Länge ausgestattet sind. Bei besonders hohen Anforderungen an das Schleifergebnis ist es daher vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die an dem Werkstückspindelstock und/oder dem Reitstock befindliche Spitze an ihrem Schaft durch eine oder mehrere Lünetten abgestützt ist. Eine Durchbiegung der Spitzen und damit auch des Maschinenbauteils wird damit weitgehend verhindert, ohne dass sich direkt an dem Maschinenbauteil befindliche Lünetten störend bemerkbar machen würden.
  • Die erforderliche gegenseitige Längsverschiebung des Maschinenbauteils und des Schleifspindelschlittens kann vorteilhaft dadurch verwirklicht werden, dass die Spann- und Antriebsglieder zum Einspannen und zum Drehantrieb des Maschinenbauteils sich auf einem Schleiftisch befinden, der gegenüber dem Schleifspindelschlitten in Längsrichtung des Maschinenbauteils verfahrbar ist.
  • Es ist aber ohne Weiteres auch möglich, die Spann- und Antriebsglieder unmittelbar an dem Maschinenbett fest anzubringen und dafür dem Schleifspindelschlitten eine zusätzliche Beweglichkeit parallel zur Längsrichtung des Maschinenbauteils zu geben.
  • Für die Ausbildung der ersten und der zweiten Schwenkachse der Schleifspindel wird vorgesehen, dass an dem Schleifspindelschlitten über eine senkrecht zu dessen Verschiebungsebene verlaufende erste Schwenkachse ein Schleifspindelstock angeordnet ist, an dem sich die Schleifspindel über eine zweite Schwenkachse verschwenkbar befindet, die senkrecht zu der ersten Schwenkachse verläuft.
  • Durch eine derartige Anordnung kann die Schleifspindel besonders vorteilhaft in die verschiedenen Bearbeitungspositionen an dem Maschinenbauteil gebracht werden, wobei die beiden Schleifscheiben sich gegenseitig nicht stören.
  • Die erfindungsgemäßen Vorrichtung soll mit keramisch gebundenen CBN-Schleifscheiben ausgestattet werden, weil diese eine besonders hohe Standzeit haben und in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem besonders guten Schleifergebnis führen. Das gilt insbesondere für die erste Schleifscheibe zum Schleifen der Wirkfläche.
  • Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, noch näher erläutert. Die Figuren zeigen das Folgende:
    • Figur 1 zeigt eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Bearbeitungsphase.
    • Figur 2 stellt eine der Figur 1 entsprechende Ansicht in der darauf folgenden Bearbeitungsphase dar.
    • Figur 3 hat die dritte Bearbeitungsphase bei sonst übereinstimmender Darstellung zum Gegenstand.
    • Figur 4 ist eine vergrößerte Darstellung von Einzelheiten der Figur 1.
    • Figur 5 veranschaulicht ebenfalls in vergrößerter Darstellung Einzelheiten des Zusammenwirkens von Maschinenbauteil und Schleifscheibe entsprechend der in Figur 2 dargestellten Bearbeitungsphase.
    • Figur 6 zeigt die vergrößerte Darstellung von Einzelheiten der Figur 3.
    • Figur 7 hat eine Einzelheit zum Aufspannen, Zentrieren und Antreiben des zu schleifenden Maschinenbauteils zum Inhalt.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schleifen, mit der insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden soll. Die Vorrichtung gemäß Figur 1 besteht aus einem Maschinenbett 1, auf dem ein Werkstückspindelstock 2 und ein Reitstock 3 angebracht sind. Werkstückspindelstock 2 und Reitstock 3 weisen die üblichen (nicht bezeichneten) Pinolen mit den an Schäften 4, 5 befindlichen Spitzen 6 und 7 auf, zwischen denen das zu schleifende Maschinenbauteil 17 eingespannt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Werkstückspindelstock 2 und der Reitstock 3 auf einem Schleiftisch 8 angeordnet, der in der Längsrichtung des Maschinenbauteils 17 verfahrbar ist. Nach dem Einspannen haben das Maschinenbauteil 17, der Werkstückspindelstock 2 und der Reitstock 3 eine gemeinsame Längsachse 23, die als Bezugslinie für die Anordnung der übrigen Teile angesehen werden kann.
  • In Figur 1 ist weiter ein Schleifspindelschlitten 9 schematisch dargestellt, der mittels eines Verstellmotors 10 in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse 23 verfahren werden kann. Auf dem Schleifspindelschlitten 9 ist ein Schleifspindelstock 11 angebracht, der um eine erste Schwenkachse 12 verschwenkt werden kann. Die erste Schwenkachse 12 steht senkrecht auf der Verschiebungsebene des Schleifspindelschlittens 9 und ist damit üblicherweise lotrecht ausgerichtet.
  • An dem Schleifspindelstock 11 ist eine Schleifspindel 14 angebracht; sie ist über eine zweite Schwenkachse 13 schwenkbar mit dem Schleifspindelstock 11 verbunden. Die Lage der zweiten Schwenkachse 13 wird aus Figur 2 vorstellbar. Die zweite Schwenkachse 13 verläuft senkrecht zur ersten Schwenkachse 12 und schneidet bei den üblicherweise vorkommenden Stellungen die gemeinsame Längsachse 23 von Werkstückspindelstock 2, Maschinenbauteil 17 und Reitstock 3.
  • Die sich aus der ersten Schwenkachse 12 ergebende Drehmöglichkeit des Schleifspindelstocks 11 ist in Figur 1 mit dem gekrümmten Doppelpfeil B bezeichnet. Die sich aus der zweiten Schwenkachse 13 ergebende Schwenkmöglichkeit der Schleifspindel 14 gegenüber dem Schleifspindelstock 11 ist in Figur 2 mit dem gekrümmten Doppelpfeil A angedeutet, den man sich als räumliche Darstellung denken muß.
  • An der einen Seite der Schleifspiridel 14 sind zwei Schleifscheiben 15 und 16 eng nebeneinander fliegend gelagert.
  • Die vergrößerten Darstellungen der Figuren 4 bis 6 lassen die Eigenart des zu schleifenden Maschinenbauteils und den Ablauf der einzelnen Bearbeitungsphasen besonders deutlich erkennen.
  • Das zu schleifende Maschinenbauteil 17 besteht aus einem ersten Achsteil 18, einem zweiten Achsteil 19 und einem dazwischen befindlichen Mittelteil 20, dessen Außendurchmesser D deutlich größer ist als der der beidseitig davon befindlichen Achsteile. Wesentlich für das Mittelteil 20 ist ein Bereich in der Grundform eines Kegelstumpfes 21. Der Kegelstumpfmantel kann im Querschnitt eine geradlinige, aber auch eine konvex oder konkav gekrümmte Kontur haben. Derartige Maschinenbauteile bilden beispielsweise in automatischen Getrieben eine Wirkfläche 22, an der eine Kette oder ein Riemen auf sich ändernden Radien entlang wandern kann. Hierbei sind dann zwei derartige Wirkflächen gegeneinander gestellt, und die Kette oder der Riemen befindet sich dazwischen.
  • Das Maschinenbauteil weist aber auch zylindrische Außenflächen 24 auf, die gleichfalls geschliffen werden müssen; diese Flächen sind sämtlich in Figur 5 bezeichnet. Mit der Linie 28 in Figur 4 ist die Einwirkungs- oder Berührungslinie zwischen der ersten Schleifscheibe 15 und der Wirkfläche 22 bezeichnet; in dieser Berührungslinie 28 ist die Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe, das heißt deren Geschwindigkeit am Außenumfang, von großer Bedeutung.
  • In den Figuren 4 bis 6 sind außerdem Lünetten 26 und 27 eingezeichnet, welche die Spitzen 6 und 7 des Werkstückspindelstocks und des Reitstocks unterstützen können. Bei dem erfindungsgemäß durchzuführenden Verfahren entsteht nämlich durch das zeitweise Schrägstellen der Schleifspindel 14 ein vergrößerter Raumbedarf zwischen dem Werkstückspindelstock 2 und dem Reitstock 3, vergleiche Figur 4. Die Schäfte 4 und 5 der Spitzen 6 und 7 müssen damit verhältnismäßig lang ausgebildet werden; bei besonders hohen Anforderungen an die Schleifgenauigkeit werden sie daher durch die Lünetten 26 und 27 unterstützt, damit sie sich unter der Einwirkung der Schleifscheiben nicht durchbiegen.
  • In Figur 7 ist eine Möglichkeit dargestellt, wie das zu schleifende Maschinenbauteil an den Spitzen 6, 7 zuverlässig eingespannt und genau zentriert werden kann und dabei dennoch wirksam zur Drehung angetrieben wird.
  • Zu diesem Zweck ist die Spitze 6 in einem zylindrischen Fortsatz 29 von kleinem Durchmesser verlängert. Die Spitze 6 und ihr Schaft 4 sind auf ihrer gesamten Länge von einer Längsbohrung 30 durchsetzt, in der eine Zugstange 31 geführt ist. Diese hat an ihrem einen Ende einen Gewindeabschnitt 32, der dazu dient, über geeignete Betätigungsmechanismen die Zugstange hin und her zu bewegen. An dem entgegengesetzten Ende ist an der Zugstange 31 ein Betätigungskonus 33 ausgebildet, der seinerseits mit auf ihm befindlichen Spanngliedern zusammenwirkt. Die Spannglieder werden durch Spannbacken 36 gebildet. Dazu sind ein erster Spannring 34 und ein zweiter Spannring 35 vorhanden, die beispielsweise aus geschlitzten Metallringen oder aus einem gummiähnlichen Werkstoff bestehen können. Die Spannringe 34 und 35 halten die Spannbacken 36 an ihrer Stelle in der Spitze 6 und verhindern eine horizontale Verschiebung der Spannbacken; die Spannbacken sind lediglich in einer Richtung senkrecht zur Zugstange verschiebbar. Die durch den ersten Spannring 34 zustande kommende axial gerichtete Kraftkomponente ist geringfügig und kann vernachlässigt werden. Die genannten Teile bilden innerhalb des zylindrischen Fortsatzes 29 eine Spreizkonuskupplung aus. Beispielsweise können drei Spannbacken 36 im Abstand von je 120 Grad vorhanden sein. Wird nun in Figur 7 die Zugstange 31 nach links gezogen, so drückt der Betätigungskonus 33 die Spannbacken 36 nach außen, wodurch der erste Spannring 34 axial zusammengedrückt und der zweite Spannring 35 radial nach außen gedrückt wird. Da der zylindrische Fortsatz 29 in die stirnseitige Bohrung 37 des ersten Achsteils hineinragt, das sich an dem Maschinenbauteil 17 befindet, werden im Ergebnis die Spitze 6 und das Achsteil 18 fest miteinander verspannt, wodurch eine sichere Drehmitnahme gewährleistet ist, ohne dass die Präzision der Zentrierung dadurch beeinträchtigt wird.
  • Die aus Figur 7 ersichtliche Spreizkonuskupplung kann konstruktiv noch abgewandelt werden. Beispielsweise ist es möglich, anstelle der Spannbacken und des zweiten Spannrings 35 auch eine oder mehrere Kugeln zu verwenden. Einzelheiten hierzu können der EP 0 714 338 B1 der Anmelderin entnommen werden.
  • Im Folgenden wird der Ablauf des Schleifverfahrens beschrieben, wie er auf einer Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 7 erfolgt.
  • An dem Maschinenbauteil 17 müssen in den stirnseitigen Enden, also an den beiden Achsteilen 18 und 19, Bohrungen 37 angebracht werden, wodurch das Maschinenbauteil 17 zwischen den Spitzen 6, 7 von Werkstückspindelstock 2 und Reitstock 3 eingespannt und angetrieben werden kann. Durch Betätigen der aus Figur 7 ersichtlichen Spreizkonuskupplung wird das Maschinenbauteil 17 sodann bei präziser Zentrierung in Drehung versetzt.
  • In der ersten Bearbeitungsphase, in der die Wirkfläche 22 geschliffen wird, befindet sich die Schleifspindel 14 durch Verschwenken um die erste Schwenkachse 12 in der aus den Figuren 1 und 4 ersichtlichen Stellung. Entsprechend dem Kegelwinkel der Wirkfläche 22 wird auch die Schleifspindel 14 leicht schräg gestellt, so dass die erste Schleifscheibe 15 mit ihrem Umfang im Wesentlichen senkrecht gegen die zu schleifende Wirkfläche 22 angestellt ist.
  • Wenn die Wirkfläche 22 eine im Querschnitt geradlinige Kontur hat, wird die Außenkontur der ersten Schleifscheibe 15 ebenfalls geradlinig sein. Falls die Wirkfläche 22 jedoch konkav oder konvex gekrümmt ist, muß die erste Schleifscheibe 15 eine entgegengesetzt angepasste Krümmung aufweisen. Die in der Praxis vorkommenden Krümmungen an den Wirkflächen derartiger Maschinenbauteile sind verhältnismäßig gering. Bei dem hier erfolgenden Senkrechtschleifen der Wirkfläche besteht somit in jedem Fall der Vorteil, dass die Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe über die gesamte axiale Erstreckung der Schleifscheibe 15 im Wesentlichen gleich ist. Das ist ein entscheidender Vorteil gegenüber dem bisher üblichen Schrägeinstechschleifen. Da die axiale Erstreckung der ersten Schleifscheibe 15 die radiale Schrägerstreckung der Wirkfläche 22 vollständig überdeckt, kann in einem einzigen Vorgang des Senkrechtschleifens das Schleifaufmaß 25 abgetragen und der angestrebte hochwertige Schleifzustand der Wirkfläche 22 erreicht werden. Die Zustellbewegung erfolgt, indem der Schleiftisch 8 in Richtung der Längsachse 23 verfahren wird. Auf die Berührungslinie 28 an der Wirkfläche 22 entfällt eine entsprechende schräge Komponente. Grundsätzlich könnte auch der Schleiftisch feststehen und der Schleifspindelschlitten 9 verfahren werden.
  • Wenn die Wirkfläche 22 vollständig bearbeitet ist, wird der Schleifspindelschlitten 9 ein geringes Stück von dem Maschinenbauteil 17 weg nach außen gefahren, und es wird der Schleifspindelstock 11 um die erste Schwenkachse 12 gedreht, die senkrecht zur Verschiebungsebene des Schleifspindelschlittens verläuft. Die Schleifspindel 14 wird sodann in die aus den Figuren 2 und 5 ersichtliche Stellung gefahren. In dieser Stellung kann ein Längsschleifen aller zylindrischer Außenflächen 24, die sich an dem Mittelteil 20 und dem zweiten Achsteil 19 befinden, mittels der zweiten Schleifscheibe 16 erfolgen. In dieser zweiten Bearbeitungsphase wird das Schälschleifen bevorzugt, bei dem in einem axialen Durchgang sofort bis auf den Fertigdurchmesser geschliffen wird. Der Längsvorschub erfolgt auch hier durch Verfahren des Schleiftisches 8.
  • Wenn die zweite Bearbeitungsphase beendet ist, wird die Schleifspindel 14 um die zweite, waagerecht verlaufende Schwenkachse 13 - gewissermaßen "über Kopf" - geschwenkt, so dass die beiden Schleifscheiben 15 und 16 nunmehr die aus den Figuren 3 und 6 ersichtliche Stellung gegenüber dem zu schleifenden Maschinenbauteil 17 annehmen.
  • Ersichtlich können in der nunmehr erfolgenden dritten Bearbeitungsphase die noch verbliebenen Außenflächen 24 im Bereich des ersten Achsteils längsgeschliffen werden, wozu wieder die zweite Schleifscheibe 16 herangezogen wird.
  • Das Schleifen in einer einzigen Aufspannung, bei dem die Schleifspindel mit den beiden Schleifscheiben gewissermaßen um das gesamte zu schleifende Maschinenbauteil "herumfährt" verbindet ein hervorragendes Schleifergebnis mit stark verkürzten Taktzeiten.
  • Bezugsziffernliste
  • 1
    Maschinenbett
    2
    Werkstückspindelstock
    3
    Reitstock
    4
    Schaft
    5
    Schaft
    6
    Spitze
    7
    Spitze
    8
    Schleiftisch
    9
    Schleifspindelschlitten
    10
    Verstellmotor
    11
    Schleifspindelstock
    12
    erste Schwenkachse
    13
    zweite Schwenkachse
    14
    Schleifspindel
    15
    erste Schleifscheibe
    16
    zweite Schleifscheibe
    17
    Maschinenbauteil
    18
    erstes Achsteil
    19
    zweites Achsteil
    20
    Mittelteil
    21
    Kegelstumpf
    22
    Kegelstumpfmantel, Wirkfläche
    23
    Längsachse
    24
    zylindrische Außenfläche
    25
    Schleifaufmass
    26
    Lünette
    27
    Lünette
    28
    Berührungslinie
    29
    zylindrischer Fortsatz
    30
    Längsbohrung
    31
    Zugstange
    32
    Gewindeabschnitt
    33
    Betätigungskonus
    34
    erster Spannring
    35
    zweiter Spannring
    36
    Spaambacken
    37
    stirnseitige Bohrung

Claims (12)

  1. Verfahren zum Schleifen eines rotationssymmetrischen Maschinenbauteils (17) mit zwei Achsteilen (18, 19) und einem dazwischen befindlichen, im Durchmesser vergrößerten Mittelteil (20), an dem eine Wirkfläche (22) in der Form eines Kegelstumpfmantels mit im Querschnitt geradliniger oder gewölbter Kontur ausgebildet ist, wobei das an seinen Enden gehalterte und zur Drehung angetriebene Maschinenbauteil (17) in einer einzigen Aufspannung geschliffen wird,
    indem eine Schleifspindel (14) mit einer ersten Schleifscheibe (15) von zylindrischer Grundform und angepaßt geradliniger oder angepaßt gewölbter Umfangskontur senkrecht gegen die Wirkfläche (22) angestellt wird, wobei die axiale Erstreckung der ersten Schleifscheibe (15) die radiale Schrägerstreckung der Wirkfläche (22) überdeckt und die Zustellung erfolgt, indem die erste Schleifscheibe (15) und das Maschinenbauteil (17) in Richtung von dessen Längsachse (23) relativ zueinander bewegt werden,
    und indem am Maschinenbauteil (17) befindliche zylindrische Außenflächen (24) durch Längsschleifen mit einer zweiten Schleifscheibe (16) geschliffen werden,
    wobei die Schleifspindel (14) nacheinander mit der ersten Schleifscheibe an der Wirkfläche (22) und mit der zweiten Schleifscheibe an den zylindrischen Außenflächen (24) zur Wirkung kommt, wobei sie um zwei senkrecht zueinander stehende Schwenkachsen (12, 13) verschwenkt und relativ zum Maschinenbauteil (17) in Richtung von dessen Längsachse (23) und senkrecht dazu, X-Achse, verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite schleifscheibe (16) gleichachsig mit der ersten Schleifscheibe (15) an der Schleifspindel (14) befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der zweiten Schleifscheibe (16) geringer ist als die der ersten Schleifscheibe (15).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Maschinenbauteil (17) befindliche zylindrische Außenflächen (24) durch Schälschleifen geschliffen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Maschinenbauteil (17) befindliche zylindrische Außenflächen (24) durch Einsstechschleifen geschliffen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenbauteil (17) zwischen Spitzen (6, 7) eingespannt und aus mindestens einer der Spitzen (6) zur Drehung angetrieben ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei waagerecht gehaltertem Maschinenbauteil (17) die Schleifspindel (14) um eine lotrecht verlaufende erste Schwenkachse (12) und um eine zweite Schwenkachse (13) verschwenkt wird, die waagerecht verläuft.
  7. Vorrichtung zum Schleifen eines rotationssymmetrischen Maschinenbauteils (17) mit zwei Achsteilen (18, 19) und einem dazwischen befindlichen, im Durchmesser vergrößerten Mittelteil (20), an dem eine Wirkfläche (22) in der Form eines Kegelstumpfmantels mit im Querschnitt geradliniger oder gewölbter Kontur ausgebildet ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    - mit Spann- und Antriebsgliedern zum Einspannen des Maschinenbauteils (17) an seinen stirnseitigen Enden und zu seinem Drehantrieb,
    - mit einem Schleifspindelschlitten (9), der in einer quer zur Längsachse (23) des Maschinenbauteils (17) verlaufenden Richtung verfahrbar ist,
    - mit einer Einrichtung zur gegenseitigen Längsverschiebung des Maschinenbauteils (17) und des Schleifspindelschlittens (9) in einer Richtung parallel zur Längsachse (23) des Maschinenbauteils 17,
    - mit einer Schleifspindel (14), die über zwei zueinander senkrecht verlaufende Schwenkachsen (12, 13) an dem Schleifspindelschlitten (9) angeordnet ist,
    - und mit zwei zur Drehung angetriebenen Schleifscheiben (15, 16),
    - von denen die zum Schleifen der an dem Maschinenbauteil (17) befindlichen Wirkfläche (22) bestimmte erste Schleifscheibe (15) eine Breite aufweist, die mindestens der radialen Schrägerstreckung der Wirkfläche (22) entspricht,
    - während die zum Schleifen zylindrischer Umfangsflächen (24) bestimmte zweite Schleifscheibe (16) eine geringere Breite hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (15, 16) gleichachsig an ein und derselben Seite der Schleifspindel (14) fliegend angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann- und Antriebsglieder zum Einspannen des Maschinenbauteils (17) durch an einem Werkstückspindelstock (2) und einem Reitstock (3) angebrachte Pinolen (4, 5) gebildet sind, die mit an ihnen befindlichen Spitzen (6, 7) zentrierend in stirnseitigen Bohrungen (37) des Maschinenbauteils (17) eingreifen, und dass zumindest die an dem Werkstückspindelstock (2) befindlichen Spitze (6) mit einer Kupplung versehen ist, die mit der stirnseitigen Bohrung (37) des Maschinenbauteils (17) über radial von innen nach außen wirkende Spannglieder zum Zwecke von dessen Drehmitnahme in Wirkverbindung steht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als Spreizkonuskupplung ausgebildet ist, deren nach außen zu spreizende Spannglieder als Spannbacken (36) ausgebildet sind und im Bereich der Spitze einer Längsbohrung (30) des an dem Werkstückspindelstock (2) befindlichen Schaftes (5) angeordnet sind, und dass die Betätigung der Spannbacken (36) durch eine Zugstange (31) erfolgt, die durch die Längsbohrung (30) hindurchgeführt und im Bereich der Spannbacken (36) mit einem Betätigungskonus (33) versehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Werkstückspindelstock (2) und/oder dem Reitstock (3) befindliche Spitze (6, 7) an ihrem Schaft (4, 5) durch eine oder mehrere Lünetten (26, 27) abgestützt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann- und Antriebsglieder zum Einspannen und zum Drehantrieb des Maschinenbauteils (17) sich auf einem Schleiftisch (8) befinden, der gegenüber dem Schleifspindelschlitten (9) in Längsrichtung des Maschinenbauteils (17) verfahrbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schleifspindelschlitten über eine senkrecht zu dessen Verschiebungsebene verlaufende erste Schwenkachse (12) ein Schleifspindelstock (11) angeordnet ist, an dem sich die Schleifspindel (14) über eine zweite Schwenkachse (13) verschwenkbar befindet, die senkrecht zu der ersten Schwenkachse (12) verläuft.
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