EP2007548B1 - Procédé de rectification d'un composant de machine et rectifieuse pour la mise en oeuvre dudit procédé - Google Patents

Procédé de rectification d'un composant de machine et rectifieuse pour la mise en oeuvre dudit procédé Download PDF

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EP2007548B1
EP2007548B1 EP08717199A EP08717199A EP2007548B1 EP 2007548 B1 EP2007548 B1 EP 2007548B1 EP 08717199 A EP08717199 A EP 08717199A EP 08717199 A EP08717199 A EP 08717199A EP 2007548 B1 EP2007548 B1 EP 2007548B1
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grinding
machine component
tailstock
machine
grinding wheel
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Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
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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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/12—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces both externally and internally with several grinding wheels

Definitions

  • the invention relates to a method for grinding a driven about its longitudinal axis for rotation machine component having at its one axial end a journal and an inner recess at its opposite end, with a first grinding wheel outer surfaces and a second grinding wheel, the peripheral surface of the inner recess are ground and for clamping the machine component during grinding, a workpiece headstock, a tailstock and at least one steady rest are provided and a grinding machine makes kind of a universal, circular and non-circular grinding machine for performing the method.
  • the machine component to be ground according to the invention has at its one end a bearing journal, which in comparison to the other areas of the machine component has a reduced diameter. Also, this journal must be centered with high precision and then be ground around its outer circumference. In addition, there is the grinding of the outer areas and the inner recess. This can no longer be ground with the known methods, because with the usual methods for clamping certain areas of the machine component are no longer accessible. In particular, if the machine component in question here is a gear shaft, the highest demands are made on the accuracy with regard to dimensional accuracy and centering. Even the smallest changes, such as those that could result from inaccuracies in the grinding, in some cases lead to extremely adverse effects.
  • the clamping state a all external areas of the machine component can be processed with the exception of the journal. Round and non-circular grinding is possible. It is not only the peripheral areas, but also faces and conical transition surfaces are ground on the outer contour of the machine component.
  • a can also be sanded at least one steady seat. The grinding of the steady seat can be done together with the grinding of the outer contours or in a separate operation. Particularly desirable is a hiring of the bezel as a first sequence after the outer grinding and before grinding the inner recess. Even punctures can be incorporated easily in the clamping state a.
  • the machine component In the clamping state b, the machine component is already centered by the center point of the workpiece headstock and the salaried bezel. In this clamping state, the circumference of the inner recess can be ground with great accuracy. Also, both a cylindrical grinding and a non-circular grinding is possible, the X, Z and at least C-axes are driven interpolating. Also prismatic contours of the inner recess are readily possible, as is a tapered longitudinal course of the inner recess.
  • the grinding allowance of the internal recess can be determined by determining the distance between a shoulder of the machine component and the quill of the tailstock with an electronic positioning head.
  • the inner recess of the machine component may be conical or cylindrical or - as already mentioned - of any contour. However, it needs a centering hole of preferably 60 ° may be required. If a correspondingly conical inner recess is provided anyway, this can of course serve directly for centering.
  • the machine component in question can be finished with particularly high quality in one and the same grinding machine.
  • significantly improved dimensional, form and position accuracies can be produced on the machine component.
  • no intermediate storage of semi-finished parts is required because the workpiece undergoes the complete fine machining in one and the same machine. This means that expensive intermediate warehouses for semi-finished parts can be omitted.
  • the grinding machine is basically based on the typical structure of a universal round and non-circular grinding machine.
  • a machine bed 1 On which the grinding table 3 in the direction of the so-called Z2 axis is longitudinally displaceable.
  • On the grinding table 3 of the work stick headstock 4 is mounted with its drive motor 5 and a chuck 6.
  • the chuck 6 serves for clamping the machine component 31, for which purpose a centering tip 26 and releasable clamping jaws 27 are provided (cf. FIGS. 2 to 4 ).
  • the tailstock 7 Coaxially with the workpiece headstock 4, the tailstock 7 is arranged at an axial distance therefrom. This has the usual tailstock quill 8, which ends in an adapted Pinolenspitze 9 ( FIG. 3 ).
  • the tailstock 7 is longitudinally movable on the grinding table 3, wherein the machine component 31 is clamped as usual between the workpiece headstock 4 and the tailstock 7 with a common axis of rotation 10 (see. FIGS. 2 to 4 ).
  • movable support part 29 extends and partially surrounds the circumference of the machine component 31, as is particularly well-suited Figures 3 and 9 is recognizable.
  • a dressing device 12 serves for dressing the grinding wheels present on the grinding machine.
  • the grinding machine is equipped with three grinding spindles 19, 22 and 25, all of which are located on a common wheelhead 17.
  • the wheelhead 17 is pivotally mounted about a vertical pivot axis 18 on a carriage 16, which in turn is displaceable perpendicular to the common axis of rotation 10, ie in the direction of the usual X-axis.
  • the pivoting movement is indicated by the curved arrow B and the sliding movement of the carriage by the straight double arrow X.
  • Z or Z2 the displacement movements in the longitudinal direction of the workpiece and parallel to it are indicated, while C illustrates the rotation of the machine component 31 about the common axis of rotation 10.
  • the first grinding spindle 19 carries the first grinding wheel 20, which rotates about the first axis of rotation 21.
  • the first grinding wheel 20 serves to grind the outer contour of the machine component 31.
  • the first grinding wheel 20 carries two grinding pads 20a and 20b arranged perpendicular to one another; Therefore, the first grinding wheel 20 can grind both rotationally symmetrical peripheral surfaces and end surfaces, which are at the top in the illustrated embodiment, cf. especially for this FIG. 4 ,
  • the second grinding spindle 22 carries the second grinding wheel 23 rotating about the second rotation axis 24, which has a small diameter and serves to grind the rotationally symmetrical inner recess 36 of the machine component 31, as shown in FIG FIG. 3 is shown
  • a third grinding spindle is referred to, which can be used for further processing operations, such as in further grinding peripheral and end faces or punctures.
  • FIG. 6 illustrates an example of a rotationally symmetrical machine component 31, which is to be ground by the method according to the invention.
  • the machine component 31 is of cylindrical basic shape and has a journal 32 at its one end.
  • an elongated shaft portion 33 connects, which merges via a transition part 34 in a flange 35.
  • the transition piece may have a stepped or tapered contour or both. Also turnings 38 are possible.
  • the machine component 31 has a rotationally symmetrical inner recess 36. This is in the illustrated embodiment according to FIG. 6 of partly stepped cylindrical, partly conical contour and merges into an undercut area 37.
  • FIG. 7 Another example of a machine component that is to be ground by the method according to the invention is in FIG. 7 shown.
  • the transition region 34 has a larger recess 38 than in the embodiment of FIG. 6 , Furthermore, the rotationally symmetrical inner recess 36 here exclusively of stepped cylindrical contour.
  • FIG. 2 shows the workpiece, ie the machine component 31, in its first clamping state.
  • the chuck 6 of the workpiece headstock 4 engages with its centering tip 26 in the bearing pin 32 of the machine component 31 centering.
  • the end face of the journal 32 must have a corresponding recess for this purpose.
  • the releasable clamping jaws 27 surround the bearing pin 32 at its periphery. The clamping jaws 27 clamp the machine component 31 on the outer circumference of the bearing pin 32 and are mounted with respect to the centering tip 26 of the chuck 6 in the radial direction compensating
  • clamping jaws 27 are designed in their technical design such that the machine component 31 is pressed in the axial direction on the centric circumferential centering tip 26 of the chuck 6.
  • the tailstock quill 8 is retracted with a conically adapted engaging pin 9 in the conically shaped inner recess 36.
  • the bezel 11 is in its retracted position; her movable support member 29 has moved back.
  • the first grinding wheel 20 is delivered against the transition region 34 of the machine component 31, and there is a steady seat 39 ground.
  • the grinding point is indicated by a double short line. The grinding takes place in the peel-grinding process, with the grinding direction in FIG. 2 from right to left, ie in the direction of the workpiece spindle head 4 out.
  • the common axis of rotation 10 and the first axis of rotation 21 are not in a common plane, but are also slightly inclined in the vertical direction against each other, so that at the grinding point substantially only one point contact takes place
  • the next processing phase is in FIG. 3 shown.
  • the first grinding spindle 19 is moved back to its rest position, and the movable support member 29 of the bezel 11 partially surrounds the ground steady seat 39, see also FIG. 9 ,
  • the tailstock 7 has been removed from the machine component 31 in the axial direction, so that the second grinding spindle 22 can be brought into operative position in front of the rotationally symmetrical inner recess 36 of the workpiece 31 by pivoting the grinding headstock 17 around the pivot axis 18.
  • the tailstock 7 must be retracted here by a length L, which is not available in conventional universal round and non-circular grinding machines and has such a size that the second grinding spindle 22 retracted for carrying out the inner grinding in the space between tailstock 7 and machine component 31 can be.
  • the length L exceeds usual quill strokes by about three times five times.
  • the subsequent third phase of the grinding process shows the FIG. 4 ,
  • the second grinding spindle 24 is moved back to its rest position, and the Pinolenspitze 9 of the tailstock quill 8 is again clamping and centering on the inner recess 36 of the machine component 31 at.
  • the bezel 11 is now ineffective after her movable support member 29 is moved back into the steady base 28.
  • the overall state of tension is again as in FIG. 2 in front.
  • the first grinding wheel 20 is again delivered against the outer contour of the machine component 31.
  • the areas to be ground are characterized by additional parallel lines of the outer contour in FIG. 4 specially marked; They are located above all in the transition region 34. Again, it is achieved by slightly tilting the common axis of rotation 10 relative to the first axis of rotation 21 that in external cylindrical grinding in the form of a peel grinding substantially only a point contact between the abrasive coating and the machine component 31 is present.
  • the external cylindrical grinding of the trunnion 32 is also in FIG. 5 again highlighted by a parallel double line to the outer contour.
  • the machine component can now be unloaded after finish grinding.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Claims (11)

  1. Procédé de meulage d'un composant de machine (31) entraîné en rotation autour de son axe longitudinal et qui présente un tourillon de montage (32) à une de ses extrémités axiales et un évidement intérieur (36) à son extrémité opposée,
    des surfaces extérieures étant meulées au moyen d'un premier disque de meulage (20) et la surface périphérique de l'évidement intérieur étant meulée à l'aide d'un deuxième disque de meulage (23), une poupée porte-pièce (4), une contre-poupée (7) et au moins une lunette (11) étant prévues pour serrer le composant de machine (31) lors du meulage,
    le procédé présentant les étapes de traitement suivantes :
    a) on établit un premier état de serrage dans lequel le mandrin de serrage (6) de la poupée porte-pièce (4) chevauche par des mâchoires de serrage libérables (27) le tourillon de montage (32) du composant de machine (31) et s'engage en même temps par une pointe de centrage (26) dans le côté frontal du tourillon de montage (32), pendant que le fourreau (8) de la contre-poupée s'engage par un tourillon d'engagement (9) adapté dans l'évidement intérieur (36) du composant de machine (31),
    b) dans le premier état de serrage, on meule avec le premier disque de meulage (20) un siège de lunette (38) à la périphérie extérieure du composant de machine (31),
    c) on établit un deuxième état de serrage, dans lequel le composant de machine (31) est soutenu par la lunette (11) plutôt que par le siège de lunette (38) et la contre-poupée (7) est éloignée dans la direction axiale du composant de machine (31), suffisamment loin pour que le deuxième disque de meulage (23) puisse pénétrer dans l'évidement intérieur (36) du composant de machine (31),
    d) dans le deuxième état de serrage, la surface périphérique symétrique en rotation de l'évidement intérieur (36) est meulée à l'aide du deuxième disque de meulage (23),
    e) le deuxième disque de meulage (23) est reculé dans sa position de repos, la lunette (11) est désactivée et on établit de nouveau le premier état de serrage,
    f) dans le premier état de serrage de nouveau établi, les parties nécessaires du contour extérieur du composant de machine (31) à l'exception du tourillon de montage (32) sont meulées à l'aide du premier disque de meulage (20),
    g) on établit un troisième état de serrage, dans lequel les mâchoires de serrage libérables (27) du mandrin de serrage (6) de la poupée porte-pièce (4) sont libérées du tourillon de montage (32) et sont rétractées axialement dans le mandrin de serrage (6) de telle sorte que le composant de machine (31) n'est plus serré qu'entre la pointe de centrage (26) de la poupée porte-pièce (4) et le fourreau (8) de la contre-poupée et
    h) dans le troisième état de serrage, la périphérie du tourillon de montage (32) est meulée à l'aide du premier disque de meulage (20).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le deuxième disque de meulage (20, 23) sont amenés à s'engager et à se dégager du composant de machine (31) par pivotement d'une poupée porte-broche de meulage (17) commune, la poupée porte-broche de meulage (17) pouvant grâce à un agencement pivotant sur un chariot (16) être déplacée linéairement dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal (10) du composant de machine (31).
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier et le deuxième disque de meulage (20, 23) peuvent être ajustés sous différents angles par rapport aux parties à meuler du composant de machine (31) par pivotement progressif de leurs poupées porte-broche de meulage (17).
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le meulage du siège de lunette (39) s'effectue par rectification d'écroûtage avec avancement longitudinal en direction de la poupée porte-pièce (4).
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lors du meulage, le contour extérieur du composant de machine (31), l'axe de rotation (21) du premier disque de meulage (20) et l'axe de rotation commun (10) de la poupée porte-pièce (4), du composant de machine (31) et de la contre-poupée (7) s'étendent obliquement les uns par rapport aux autres de telle sorte que l'on obtienne essentiellement un contact uniquement ponctuel entre le premier disque de meulage (20) et le contour extérieur du composant de machine (31), le déplacement longitudinal ayant lieu en direction de la poupée porte-pièce (4).
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'avec le premier disque de meulage (20), on meule à la fois les zones périphériques et les surfaces frontales du composant de machine (31).
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lors du meulage, l'entraînement en rotation du composant de machine (31) s'effectue sélectivement séparément ou conjointement par la pointe de centrage (26) et/ou par les mâchoires de serrage libérables (27) de la poupée porte-pièce (4).
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est conduit sous commande CNC.
  9. Machine de meulage du type machine de meulage universel, circulaire et non circulaire, en vue de l'exécution du procédé selon les revendications 1 à 8, et qui présente les caractéristiques suivantes :
    a) sur une table de meulage (3) qui peut être déplacée dans le sens de sa longueur sont disposées une poupée porte-pièce (4) et une contre-poupée (7) entre lesquelles est placé le composant de machine (31) à meuler, l'axe longitudinal commun (10) de la poupée porte-pièce (4), du composant de machine (10) et de la contre-poupée (7) s'étendant dans le sens de la longueur de la table de meulage (3),
    b) le mandrin de serrage (6) de la poupée porte-pièce (4) présente une pointe de centrage (26) ainsi qu'une mâchoire de serrage (27) libérable qui sont toutes deux configurées pour coopérer avec un tourillon de montage (32) situé à une extrémité du composant de machine (31),
    c) la contre-poupée (7) présente un fourreau (8) de contre-poupée sur lequel est situé un tourillon d'engagement (9) qui est adapté pour engager de manière centrée un évidement intérieur (36) symétrique en rotation situé à l'autre extrémité du composant de machine (31),
    d) au moins une lunette (11) dotée d'un socle (28) et d'une pièce mobile de soutien (29) est prévue,
    e) sur un chariot (16) qui peut être déplacé de manière contrôlée perpendiculairement au sens de la longueur de la table de meulage (3) est disposée une poupée porte-broche de meulage (17) apte à pivoter autour d'un axe vertical de pivotement (18) et sur lequel deux disques de meulage (20, 23) entraînés en rotation sont montés avec leur axe de rotation (21, 24) horizontal,
    f) par déplacement et pivotement de la poupée porte-broche de meulage (17), on obtient sélectivement deux positions de base des deux disques de meulage (20, 23), le premier disque de meulage (20) étant associé au contour extérieur du composant de machine (31) dans la première position de base et le deuxième disque de meulage (23) étant associé à la surface périphérique de l'évidement intérieur (36) dans la deuxième position de base,
    g) dans la première position de base, le composant de machine (31) est serré entre la poupée porte-pièce (4) et la contre-poupée (7), tandis que dans la deuxième position de base, la contre-poupée (7) est éloignée du composant de machine (31), et
    h) la trajectoire de déplacement de la contre-poupée (7) sur la table de meulage (3) dans le sens de sa longueur est prolongée au-delà de la mesure connue sur les machines de meulage universel de telle sorte que lors de la transition entre la première et la deuxième position de base, le deuxième disque de meulage (23) puisse passer dans l'interstice présent entre le composant de machine (31) situé dans sa position de serrage et la contre-poupée (7) extraite.
  10. Machine de meulage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le premier disque de meulage (20) est monté sur une première broche de meulage (19) et le deuxième disque de meulage (23) sur une deuxième broche de meulage (22), les deux broches de meulage (19, 22) étant situées sur la poupée porte-broche de meulage (17), les axes de rotation des deux disques de meulage (20, 23) se croisant sous un angle obtus, de préférence de 120 degrés.
  11. Machine de meulage selon les revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le premier disque de meulage (20) est doté d'une garniture de meulage (20a, 20b) à la fois sur sa périphérie et sur sa surface frontale.
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