DE10126796C5

DE10126796C5 - Verfahren und Vorrichtung zum spitzenlosen Rundschleifen

Info

Publication number: DE10126796C5
Application number: DE10126796A
Authority: DE
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Grinding Technology AS
Current assignee: Erwin Junker Grinding Technology AS
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2021-06-02
Also published as: DE10126796C2; DE10126796A1

Abstract

Verfahren zum spitzenlosen Rundschleifen eines Werkstückes (3), das bei zylindrischer Grundform Bereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist, mit den folgenden Merkmalen:
a) das Werkstück (3) befindet sich zwischen einer Regelscheibe (2) und einer Schleifscheibe (1) und wird von der Regelscheibe (2) zur Drehung angetrieben und von der Schleifscheibe (1) geschliffen;
b) dabei entsprechen die Konturen der Regelscheibe (2) und der Schleifscheibe (1) der Umfangskontur der an dem Werkstück befindlichen unterschiedlichen Durchmesserbereiche;
c) die Rotationsachsen (7, 9, 8) des Werkstücks (3), der Regelscheibe (2) und der Schleifscheibe (1) sind im Wesentlichen parallel verlaufend angeordnet;
d) die Schleifscheibe (1) ist in Querrichtung in zwei oder mehr auf einer gemeinsamen Welle befindliche und einzeln oder gemeinsam zur Rotation antreibbare Teilscheiben (1a, 1b, 1c) unterteilt;
e) das Verfahren wird derart durchgeführt, dass zunächst die gesamte ungeteilte Schleifscheibe (1) in radialer Richtung zum Schleifen der Umfangsflächen des Werkstückes (3) zugestellt wird;...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spitzenlosen Rundschleifen, bei dem sich ein Werkstück von zylindrischer Grundform zwischen einer Regelscheibe und einer Schleifscheibe befindet, von der Regelscheibe zur Drehung angetrieben und von der Schleifscheibe geschliffen wird, wobei die Konturen der Regelscheibe und der Schleifscheibe im Wesentlichen der Kontur des Werkstücks entsprechen und die Rotationsachsen des Werkstücks, der Regelscheibe und der Schleifscheibe im Wesentlichen parallel verlaufend angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum spitzenlosen Rundschleifen, zur Durchführung des Verfahrens.
Verfahren und Vorrichtungen zum spitzenlosen Rundschleifen, auch Centerless-Schleifen genannt, gehören zum Stand der Technik. Sie werden mit besonders hohem Automatisierungsgrad in der Massenfertigung eingesetzt. Die Werkstücke liegen längs auf einer Auflage zwischen Schleif- und Regelscheibe. Das Verfahren ist nicht nur für Werkstücke mit durchgehender zylindrischer Oberfläche geeignet, sondern kann auch zum Schleifen von Werkstücken verwendet werden, die zwar eine zylindrische Grundstruktur aufweisen, dabei aber in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Durchmesser haben. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Werkstück ist die Düsennadel einer Einspritzpumpe. Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern, d. h. mit Absätzen oder Konturen, werden mit Schleifscheiben bearbeitet, deren Kontur im Wesentlichen der des Werkstückes entspricht. Dasselbe gilt für die zugehörige Regelscheibe. Das Bearbeiten derartiger Konturen erfolgt durch spitzenloses Einstechschleifen, während bei Werkstücken mit durchgehend unverändertem Durchmesser vom Durchlaufschleifen gesprochen wird.
Mit den bekannten Verfahren ist es aber nicht möglich, an den Enden der Werkstücke vorgesehene Spitzen- oder Planflächen zu schleifen. Dasselbe gilt für Übergangsflächen, die sich zwischen Werkstückbereichen von unterschiedlichem Durchmesser befinden und z. B. kegelförmig ausgebildet sein können. Hier müssen andere Schleifverfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise das Schleifen zwischen den Spitzen, wodurch beim Schräg-Einstechschleifen das Schleifen von Planflächen an Werkstücken grundsätzlich möglich ist. Der ständige Zwang zur Rationalisierung und kostengünstigen Fertigung verlangt aber nach Möglichkeiten, den vollständigen Schleifvorgang in einem einzigen Verfahren durchzuführen.
Aus der DE 199 40 685 A1 ist auch schon ein Verfahren zum spitzenlosen Schräg-Einstechschleifen bekannt geworden, mit dem sich Werkstücke von zylindrischer Grundform, aber mit Bereichen von unterschiedlichen Durchmessern schleifen lassen. Dabei wird das auf dem Stützlineal befindliche Werkstück nicht nur an seinen zylindrischen Umfangsbereichen, sondern auch an den Übergangsflächen geschliffen, die sich zwischen den Werkstückbereichen mit unterschiedlichen Durchmessern befinden. Dieses bekannte Verfahren des spitzenlosen Schräg-Einstechschleifen besteht darin, dass in einem ersten Schritt im Wesentlichen in radialer Richtung und in einem zweiten Schritt im Wesentlichen in axialer Richtung zugestellt wird, derart, dass im ersten Schritt im Wesentlichen das Aufmaß im Bereich der zylindrischen Abschnitte und im zweiten Schritt im Wesentlichen das Aufmaß der Schulter abgetragen wird. Die Zustellbewegung wird durch Überlagerung von Schlittenbewegungen erzeugt, wobei alle denkbaren kombinatorischen Vertauschungen von Achsrichtungen möglich sind. Die Aufteilung der Zustellbewegung in zwei zueinander senkrecht verlaufende Schritte hat den Vorteil, dass die Lage und Bewegung des Werkstücks relativ zur Schleifscheibe, zum Stützlineal und zur Regelscheibe stets definiert ist; zudem kann der Abtrag im Bereich der zylindrischen Abschnitte unabhängig von dem Abtrag im Bereich der Übergangsflächen eingestellt werden, da die beiden Abträge in zeitlich aufeinander folgenden Schritten bewirkt werden. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch an eine wesentliche Schrägstellung der Schleifscheibe gegenüber dem Werkstück gebunden: bevorzugt wird ein Winkel von 10° bis 30° zwischen den Achsen der Schleifscheibe und des Werkstücks. Die Schleifscheibe muss hierbei grundsätzlich eine Kontur aus Kegelflächen haben, und an die Steuerung des die Schleifscheibe aufnehmenden Hauptspindelstocks werden wegen der schräg zum Werkstück erfolgenden Zustellbewegung der Schleifscheibe erhebliche Anforderungen gestellt.
Aus der EP 0 548 957 A1 ist eine Vorrichtung zum spitzenlosen Rundschleifen eines Werkstücks mit zylindrischer Grundform, aber abgestuften Durchmesserbereichen bekannt. Die Vorrichtung arbeitet mit zwei vollständig getrennten Schleifscheiben, von denen jede durch einen eigenen Antriebsmotor angetrieben wird. Es liegen somit zwei getrennte Schleifspindeln bzw. Schleifstöcke vor. Die beiden Schleifscheiben können eng benachbart radial an das Werkstück zugestellt werden, wodurch ein spitzenloses Rundschleifen mit angepasster Schleifgeschwindigkeit möglich wird. Die Schleifscheiben können aber auch in axialer Richtung verfahren werden, womit ein Schleifen von stirnseitigen Endflächen und/oder Übergangsflächen durchführbar ist, die sich zwischen Werkstützbereichen mit unterschiedlichen Durchmessern befinden.
Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass die Antriebswellen der Schleifscheiben nur fliegend gelagert sein können. Anders lässt es sich nicht erreichen, dass die unabhängig voneinander getriebenen Schleifscheiben zum Außenrundschleifen auch eng benachbart betrieben werden können. Die fliegende Lagerung der Schleifscheibe bedeutet aber, dass die Antriebswelle sich beim Schleifen stärker ausbiegt und somit die Schleifscheibe an ihrem Außenumfang nicht mit dem gewünschten Außendurchmesser und der gewünschten Parallelität an das Werkstück anliegt. Die Schleifgenauigkeit ist damit herabgesetzt.
Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem die Rotationsachsen des Werkstücks, der Regelscheibe und der Schleifscheibe im Wesentlichen parallel verlaufend angeordnet sind, derart auszugestalten, dass auch an dem Werkstück befindliche endseitige Spitzen, endseitige Planflächen und/oder Übergangsflächen zwischen Werkstückbereichen von unterschiedlichem Durchmesser auf einfache Weise im Zuge des üblichen Rundschleifens geschliffen werden können, wobei zugleich eine hohe Schleifgenauigkeit erzielt werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei wird das eingangs zuerst genannte bekannte Verfahren derart geführt, dass zunächst die gesamte Schleifscheibe in radialer Richtung zum Schleifen der Umfangsflächen des Werkstücks zugestellt wird und dass sodann mindestens ein Teilbereich der in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe zum Schleifen von an dem Werkstück befindlichen stirnseitigen Endflächen und/oder Übergangsflächen, die sich zwischen Werkstückbereichen mit unterschiedlichem Durchmesser befinden, in axialer Richtung zugestellt wird.
Im Vergleich zu gattungsgemäßen bekannten Verfahren wird damit eine vollständige Trennung der Zustellbewegungen erreicht. Während mit der gesamten, ungeteilten Schleifscheibe das Schleifen der Umfangsflächen erfolgt, wird das Schleifen von stirnseitigen Endflächen oder Übergangsflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Durchmesser mit Teilbereichen der in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe bei axialer Zustellung vorgenommen. Die Schleifflächen der Schleifscheibe bzw. ihrer Teilbereiche sowie auch die jeweilige Zustellbewegung können damit optimal an den jeweiligen einzelnen Schleifvorgang angepasst werden. Ferner führt das erfindungsgemäße Verfahren dazu, dass bei dem große Genauigkeit erfordernden Teilvorgang des Schleifens an Endflächen und Übergangsflächen nur geringere Massen angetrieben und axial verschoben werden müssen. Die Schleifscheiben behalten ihre zylindrische Grundkontur und sind daher einfacher herzustellen und abzurichten. Insgesamt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine größere Wirtschaftlichkeit des Schleifvorganges und zugleich eine Steigerung der Schleifgenauigkeit erzielen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass nur der zum Schleifen der stirnseitigen Endflächen und/oder der Übergangsflächen wirksame Bereich einer in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe axial verfahren wird. Dank dieser Ausgestaltung sind die zu bewegenden Massen geringer, wodurch die Umsteuervorgänge schneller ablaufen und das Verfahren wirtschaftlicher wird.
Je nach den an dem Werkstück vorhandenen Abstufungen der Durchmesser und damit auch der vorhandenen Übergangsflächen zwischen den Werkstückbereichen unterschiedlichen Durchmessers kann das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise ablaufen, dass nacheinander zwei oder mehr Teilbereiche der in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe in axialer Richtung zugestellt werden. Die einzelnen Teilbereiche können dabei alle in derselben Richtung, aber teilweise auch in entgegengesetzter Richtung axial zugestellt werden; das hängt von der Ausbildung der Übergangsflächen an dem Werkstück ab.
Grundsätzlich kann beim axialen Verfahren der Schleifscheibe in Bezug auf das Werkstück dieses dadurch in seiner axialen Lage gehalten werden, dass es sich an der angepassten Regelscheibe abstützt. Eine höhere Schleifgenauigkeit wird jedoch dadurch erreicht, dass nach einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung während der axialen Relativbewegung der Schleifscheiben-Teilbereiche und Regelscheibe das Werkstück gegen axiales Verschieben gesichert ist.
Das kann z. B. in der Weise erfolgen, dass das Werkstück mit einer freien Stirnfläche entgegen der Kräftewirkung der Schleifscheiben-Teilbereiche abgestützt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, alle Vorteile der heute üblichen Schleiftechnik beizubehalten. So können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach wie vor CBN-Schleifscheiben oder Korund-Schleifscheiben verwendet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können den stirnseitigen Endflächen und/oder Übergangsflächen zwischen den Werkstückbereichen unterschiedlichen Durchmessers beliebige Konturen gegeben werden. Hierzu ist in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die stirnseitigen Endflächen und/oder Übergangsflächen, die sich zwischen Werkstückbereichen von unterschiedlichen Durchmessern befinden, als in Querrichtung verlaufende Planflächen oder als Kegelflächen fertig geschliffen werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum spitzenlosen Rundschleifen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem die Schleifscheibe aufnehmenden Hauptspindelstock, mit einem die Regelscheibe aufnehmenden Regelscheiben-Spindelstock und mit einem das Werkstück haltenden Stützlineal.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schleifscheibe in mindestens zwei Teilscheiben unterteilt ist, die sich auf einer gemeinsamen Welle befinden und einzeln oder gemeinsam zur Rotation antreibbar sind und von denen mindestens eine eine besondere Schleiffläche zum Schleifen von an dem Werkstück befindlichen endseitigen Konturen, endseitigen Planflächen und/oder Übergangsflächen, die sich zwischen Werkstückbereichen von unterschiedlichem Durchmesser befinden, aufweist und dass eine Einrichtung zum Verfahren dieser Teilscheibe im angetriebenen Zustand in ihrer Axialrichtung vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich die Teilscheiben somit auf einer gemeinsamen Welle und lassen sich einzeln oder gemeinsam zur Rotation antreiben. Darüber hinaus kann grundsätzlich auch jede der Teilscheiben für sich in axialer Richtung zugestellt werden. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung ist ohne besondere Schwierigkeiten zu verwirklichen, weil sämtliche Verstell- und Steuerbewegungen im Wesentlichen nur in den beiden Hauptrichtungen, nämlich der radialen und der axialen Richtung vorgenommen werden, die dem Fachmann auf dem Gebiet des Schleifens als X- und Z-Richtung geläufig sind.
Das axiale Verfahren von zwei oder mehr Teilbereichen einer Schleifscheibe auf einer gemeinsamen Welle mit wahlweise einzelnem oder gemeinsamen Antrieb ist konstruktiv ohne Schwierigkeiten zu beherrschen und bringt den großen Vorteil mit sich, dass die Schleifscheibe mit allen ihren Teilbereichen an beiden Enden gelagert werden kann. Im Gegensatz zu einer fliegenden Lagerung ist eine Lagerung an beiden Enden wesentlich steifer und bedeutet im Schleifbetrieb eine geringere Ausbiegung der gemeinsamen Antriebswelle. Eine derart gelagerte Schleifscheibe wird somit weitgehend mit dem gewünschten Außendurchmesser am zu schleifenden Werkstück anliegen. Dadurch ist die Schleifgenauigkeit wesentlich erhöht.
Bei einer häufig vorkommenden Werkstück-Form, wie sie z. B. von Düsennadeln für Einspritzpumpen bekannt ist, kann das Verfahren in der Weise ausgestaltet werden, dass zwei Teilscheiben vorgesehen sind, von denen die erste Teilscheibe eine besondere Schleiffläche zum Schleifen einer Übergangsfläche zwischen zwei Bereichen des Werkstücks von unterschiedlichem Durchmesser aufweist, während an der zweiten Teilscheibe eine besondere Schleiffläche zum Schleifen einer Stirnfläche des Werkstücks vorgesehen ist.
Bei Werkstücken mit zylindrischer Grundform, aber einer größeren Zahl von Durchmesser-Abstufungen lässt sich die Zahl der Teilscheiben mit den daran befindlichen besonderen Schleifflächen für einzelne Übergangsflächen an dem Werkstück weiter erhöhen.
Wenn nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die besonderen Schleifflächen an den Teilscheiben als im Wesentlichen quer zur Längsachse der Schleifscheibe verlaufende Planflächen, schräg verlaufend oder gewölbt ausgebildet sind, lassen sich ohne weiteres an dem Werkstück beliebige Konturen der stirnseitigen Endfläche und/oder der Übergangsflächen zwischen den Bereichen unterschiedlichen Durchmessers erzielen.
Zur axialen Sicherung des Werkstücks während der axialen Zustellbewegung kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung ein axialer Festanschlag für die beim Schleifen freiliegende Stirnfläche des Werkstücks vorgesehen sein.
Das Stützlineal, das durch zwei zueinander senkrecht erfolgende Zustellbewegungen stark belastet ist, wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung höhenverstellbar ausgebildet und mit einem verschleißfesten Belag versehen. Der Belag kann z. B. aus Hartmetall oder polykristallinem Diamanten bestehen.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, noch näher erläutert.
1 veranschaulicht grundsätzlich den Vorgang des spitzenlosen Rundschleifens, wobei nur die Schleifscheibe, das Stützlineal, die Regelscheibe und das Werkstück dargestellt sind.
2 zeigt eine Ansicht von oben auf den aus 1 ersichtlichen Schleifvorgang, wobei gemäß der Erfindung die gesamte Schleifscheibe in axialer Richtung unterteilt ist.
In den 3a bis 3c sind die verschiedenen Bewegungsphasen der in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe beim Schleifen eines Werkstücks mit zylindrischer Grundform, aber mit abgestufter Kontur, d. h. Bereichen mit unterschiedlichen Durchmessern, dargestellt.
4 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren in einer weiteren Variante, wobei an der Stirnseite des Werkstücks eine Planfläche angeschliffen wird.
In 1 ist der Vorgang des spitzenlosen Rundschleifens, auch Centerless-Schleifen genannt, schematisch dargestellt. Dabei sind eine Schleifscheibe 1 und eine Regelscheibe 2 im wesentlichen achsparallel nebeneinander angeordnet. Das Werkstück 3 befindet sich auf einem Stützlineal 4, das mit einem verschleißfesten Belag 5 versehen ist. Dieser kann aus Hartmetall oder polykristallinem Diamanten bestehen. Das Stützlineal ist Höhen verstellbar, wie das durch den Doppelpfeil 6 angedeutet ist. Mit 7, 8 und 9 sind die Mittelachsen und damit auch Rotationsachsen des Werkstücks 3, der Schleifscheibe 1 und der Regelscheibe 2 angedeutet.
Damit das Werkstück 3 in Rotation versetzt wird, muss die Regelscheibe 2 rotatorisch angetrieben werden, d. h. sie rotiert um ihre Mittelachse 9. Durch Kontakt mit dem Werkstück 3 an seinem Außendurchmesser kommt dessen Rotation zustande. Zum Schleifen der Werkstückoberfläche wird die Schleifscheibe 1 ebenfalls in Rotation um ihre Mittelachse 8 versetzt. Die Drehrichtungen der Schleifscheibe 1 und der Regelscheibe 2 sind durch die gekrümmten Richtungspfeile 11 und 12 verdeutlicht. Bei den üblichen und bekannten Maschinen zum spitzenlosen Rundschleifen sind die Schleifscheibe 1 in einem Hauptspindelstock und die Regelscheibe 2 in einem Regelscheiben-Spindelstock aufgenommen. Einer oder beide Spindelstöcke können in X-Richtung verschiebbar auf einem gemeinsamen Maschinenständer montiert sein. Die Ausführung derartiger Spindelstöcke und der Antrieb der Scheiben ist fachüblich und daher nicht weiter dargestellt.
2 zeigt wieder das zwischen der Schleifscheibe 1 und der Regelscheibe 2 befindliche Werkstück 3. Dieses hat eine abgestufte Kontur, weil drei axiale Bereiche mit unterschiedlichem Durchmesser vorgesehen sind. Das Werkstück hat schon im ungeschliffenen Zustand drei Bereiche 3a, 3b, 3c mit unterschiedlichen Durchmessern; zwischen den Durchmesserbereichen 3b und 3c befindet sich eine kegelige Übergangsfläche 3d. An der Stirnfläche 3e soll im fertigen Zustand eine Spitze ausgebildet werden. Bei dem Werkstück 3 kann es sich z. B. um die Düsennadel einer Einspritzpumpe handeln.
Die Schleifscheibe 1 ist in der radialen Querebene 10 geteilt. Dadurch werden zwei Teilscheiben 1a und 1b gebildet, die gleichachsig zur Drehung angetrieben werden, aber auch einzeln im angetriebenen Zustand axial verschoben werden können.
Der zylindrische Umfang der unterschiedlichen Durchmesserbereiche an dem Werkstück 3 kann mit dem üblichen Vorgang des Einstechschleifens bearbeitet werden, indem die gesamte Schleifscheibe 1 in X-Richtung an das Werkstück 3 zugestellt wird. Das Werkstück 3 wird dabei gegen die Regelscheibe 2 gepresst, welche somit Schleifkräfte aufnimmt und zugleich das Werkstück in Drehung versetzt.
In der dargestellten Weise wird zunächst der zylindrische Rohling des Werkstücks 3 vorgeschliffen.
Bei diesem Vorschleifen ist es aber nicht möglich, eine endseitige Spitze an der Stirnfläche 3e des Rohlings anzuschleifen. Dasselbe gilt für die kegelige Übergangsfläche 3d zwischen den Durchmesserbereichen 3b und 3c von kleinem und großem Durchmesser. Das gilt besonders dann, wenn es nicht nur auf eine bestimmte Kontur der Stirnfläche 3e im fertigen Zustand ankommt, sondern auch auf das genaue Maß des Längsabstandes zwischen der kegeligen Übergangsfläche 3d und der fertigen Kontur der Stirnfläche 3e. In diesen Bereichen bleibt daher ein Aufmaß bestehen, das schraffiert dargestellt und mit den Bezugsziffern 13 und 14 bezeichnet ist.
Die Fortsetzung des Schleifvorganges ist in 3a dargestellt. Hierbei werden die beiden Teilscheiben 1a und 1b in axialer Richtung voneinander entkoppelt, und es wird die Teilscheibe 1a für sich in Z-Richtung verfahren, was durch den Pfeil Za angedeutet ist. Die angepasste Korrektur der Teilscheibe 1 umfasst die besondere Schleiffläche 15, die an die kegelige Übergangsfläche 3d angepasst, d. h. schräg zur Umfangsfläche der Teilscheibe 1a ausgebildet ist. Indem die Teilscheibe 1a im angetriebenen Zustand und im Wesentlichen achsparallel zur Regelscheibe 2 verfahren wird, kommt an dem Werkstück 3 die kegelige Übergangsfläche 3d zustande, und das in 2 schraffiert dargestellte Aufmaß 13 wird vollständig abgeschliffen. Da dieser Vorgang unabhängig von dem des Rundschleifens abläuft, kann allein durch genaues Steuern der Axialbewegung der Teilscheibe 1a der gewünschte Abstand der kegeligen Übergangsfläche 3d von einer radialen Bezugsfläche auf dem Werkstück 3 genau eingestellt werden, und zwar auch unabhängig von einer Abnutzung der Teilscheibe 1a.
Anschließend wird auch die zweite Teilscheibe 1b im angetriebenen Zustand axial verfahren; die verschiedenen Phasen dieses Bewegungsablaufs sind in den 3b und 3c dargestellt. Die Bewegung der zweiten Teilscheibe 1b ist durch den Pfeil Zb angedeutet. Auch an der zweiten Teilscheibe 1b befindet sich eine besondere schräggerichtete Schleiffläche 17, die beim axialen Zustellen der zweiten Teilscheibe 1b schließlich die Spitze 3f am vorderen Ende des Werkstücks 3 erzeugt. Hierbei wird wieder das in 2 schraffiert dargestellte Aufmaß 14 vollständig abgeschliffen. Die 3c zeigt die Stellung der beiden Teilscheiben 1a und 1b nach dem Abschluss des Schleifvorganges. Allein durch genaues Steuern der axialen Zustellbewegung der zweiten Teilscheibe 1b kann somit der gewünschte axiale Abstand zwischen der kegeligen Übergangsfläche 3d und der Spitze 3f exakt eingestellt werden.
Das Werkstück 3 ist während aller dieser Vorgänge mit der freiliegenden Stirnfläche 3h an dem Festanschlag 16 abgestützt, der es entgegen der Mitnahmewirkung der Schleifscheibe 1 axial unverrückbar festhält. Dadurch wird die Genauigkeit des Schleifvorganges noch weiter gesteigert.
Wie die 3a bis 3c ohne weiteres verdeutlichen, übernimmt die erste Teilscheibe 1a den Vorgang des Einstechschleifens, so dass das Werkstück 3 in seinem Außendurchmesser auf Fertigmaß geschliffen wird. Erst nach Abschluss dieses Vorganges werden die beiden Teilscheiben 1a und 1b, die sich auf derselben Schleifspindel befinden, nacheinander oder zumindest teilweise zeitgleich axial in Richtung der Z-Achse mittels einer CNC-Achse zugestellt. Dabei werden die stirnseitigen Bereiche des Werkstücks 3, also die kegelige Übergangsfläche 3d und die Spitze 3f nacheinander und einzeln fertig geschliffen, so dass optimale Oberflächengüte und Maßhaltigkeit gegeben ist.
In 4 ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der an der endseitigen Stirnfläche des Werkstücks 3 eine Planfläche 3g angeschliffen wird. Auch hierbei wird mit einer geteilten Schleifscheibe, also mit einer ersten Schleifscheibe 1a und einer zweiten Schleifscheibe 1c gearbeitet. Die zweite Schleifscheibe 1c weist eine besondere Schleiffläche 18 auf, mit der beim axialen Zustellen der zweiten Schleifscheibe 1c die plane Stirnfläche 3g des Werkstücks 3 geschliffen wird.
Das Schleifen dieser Teile kann sowohl mit Korund- als auch mit CBN-Schleifscheiben erfolgen. Die Schleifspindel ist hier in ihrer Ausführung nicht näher erläutert, vielmehr werden nur die zur Darstellung der Erfindung erforderlichen Funktionen dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Schleifscheibe
1a: erste Teilscheibe
1b, 1c: zweite Teilscheibe
2: Regelscheibe
3: Werkstück
3a, 3b, 3c: Bereiche mit unterschiedlichem Durchmesser
3d: kegelige Übergangsfläche
3e: Stirnfläche
3f: Spitze
3g: Planfläche
3h: freie Stirnfläche
4: Stützlineal
5: verschleißfester Belag
6: Doppelpfeil
7: Mittelachse des Werkstücks 3
8: Mittelachse der Schleifscheibe 1
9: Mittelachse der Regelscheibe 2
10: radiale Querebene
11: gekrümmter Richtungspfeil
12: gekrümmter Richtungspfeil
13: Aufmaß im Bereich von 3d
14: Aufmaß im Bereich von 3e
15: Schleiffläche an der Teilscheibe 1a
16: Festanschlag
17: Schleiffläche an der Teilscheibe 1b
18: Schleiffläche an der Teilscheibe 1c

Claims

Verfahren zum spitzenlosen Rundschleifen eines Werkstückes (3), das bei zylindrischer Grundform Bereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist, mit den folgenden Merkmalen: a) das Werkstück (3) befindet sich zwischen einer Regelscheibe (2) und einer Schleifscheibe (1) und wird von der Regelscheibe (2) zur Drehung angetrieben und von der Schleifscheibe (1) geschliffen; b) dabei entsprechen die Konturen der Regelscheibe (2) und der Schleifscheibe (1) der Umfangskontur der an dem Werkstück befindlichen unterschiedlichen Durchmesserbereiche; c) die Rotationsachsen (7, 9, 8) des Werkstücks (3), der Regelscheibe (2) und der Schleifscheibe (1) sind im Wesentlichen parallel verlaufend angeordnet; d) die Schleifscheibe (1) ist in Querrichtung in zwei oder mehr auf einer gemeinsamen Welle befindliche und einzeln oder gemeinsam zur Rotation antreibbare Teilscheiben (1a, 1b, 1c) unterteilt; e) das Verfahren wird derart durchgeführt, dass zunächst die gesamte ungeteilte Schleifscheibe (1) in radialer Richtung zum Schleifen der Umfangsflächen des Werkstückes (3) zugestellt wird; f) sodann wird eine der Teilscheiben zum Schleifen von an dem Werkstück (3) befindlichen stirnseitigen Endflächen (3e) und/oder Übergangsflächen (3d), die sich zwischen Werkstückbereichen (3a, 3b, 3c) mit unterschiedlichen Durchmessern befinden, im angetriebenen Zustand für sich in axialer Richtung zugestellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur der zum Schleifen der stirnseitigen Endflächen (3e) und/oder der Übergangsflächen (3d) wirksame Bereich einer in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe (1) axial verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Teilbereiche der in Querrichtung unterteilten Schleifscheibe (1) in axialer Richtung zugestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der axialen Relativbewegung der Schleifscheiben-Teilbereiche und der Regelscheibe (2) das Werkstück (3) gegen axiales Verschieben gesichert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (3) mit einer freien Stirnfläche (3h) entgegen der Kräftewirkung der Schleifscheiben-Teilbereiche abgestützt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von CBN-Schleifscheiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Korund-Schleifscheiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitigen Endflächen (3e) und/oder Übergangsflächen (3d), die sich zwischen Werkstückbereichen (3a, 3b, 3c) von unterschiedlichen Durchmessern befinden, als in Querrichtung verlaufende Planflächen (3g) oder als Kegelflächen (3d, 3f) fertig geschliffen werden.
Vorrichtung zum spitzenlosen Rundschleifen eines Werkstücks, das bei zylindrischer Grundform Bereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die folgenden Merkmale vorgesehen sind: a) eine Schleifscheibe (1), die in mindestens einer radialen Querebene (10) in Teilscheiben (1a, 1b, 1c) unterteilt ist; b) ein diese Schleifscheibe (1) aufnehmender Hauptspindelstock, ein die Regelscheibe (2) aufnehmender Regelscheiben-Spindelstock und ein das Werkstück (3) haltendes Stützlineal (4); c) die Konturen der Regelscheibe (2) und der Schleifscheibe (1) entsprechen der Umfangskontur der an dem Werkstück befindlichen unterschiedlichen Durchmesserbereiche; d) die Teilscheiben (1a, 1b, 1c) befinden sich auf einer gemeinsamen Welle und sind gleichachsig gemeinsam oder einzeln zur Rotation antreibbar; e) mindestens eine der Teilscheiben (1a, 1b, 1c) weist eine besondere Schleiffläche (15, 17, 18) zum Schleifen von an dem Werkstück (3) befindlichen endseitigen Konturen (3f), endseitigen Planflächen (3g) und/oder Übergangsflächen (3d) auf, die sich zwischen Werkstückbereichen (3a, 3b, 3c) von unterschiedlichem Durchmesser befinden; f) es ist eine Einrichtung zum Verfahren dieser Teilscheibe (1a, 1b, 1c) für sich im angetriebenen Zustand in ihrer Axialrichtung vorgesehen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teilscheiben (1a, 1b) vorgesehen sind, von denen die erste Teilscheibe (1a) eine besondere Schleiffläche (15) zum Schleifen einer Übergangsfläche (3d) zwischen zwei Bereichen (3b, 3c) des Werkstücks von unterschiedlichem Durchmesser aufweist, während an der zweiten Teilscheibe (1b, 1c) eine besondere Schleiffläche (17, 18) zum Schleifen einer Stirnfläche (3e) des Werkstücks (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die besonderen Schleifflächen (15, 17, 18) an den Teilscheiben (1a, 1b, 1c) als im Wesentlichen quer zur Längsachse (8) der Schleifscheibe (1) verlaufende Planflächen (18), schräg verlaufend oder gewölbt ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch einen axialen Festanschlag (16) für die beim Schleifen freiliegende Stirnfläche (3h) des Werkstücks (3).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlineal (4) Höhen verstellbar ausgebildet und mit einem verschleißfesten Belag (5) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (5) aus Hartmetall oder polykristallinem Diamant besteht.