DE102004052342A1

DE102004052342A1 - Verfahren zum Synchronstützschleifen und Synchronschleifmaschine

Info

Publication number: DE102004052342A1
Application number: DE200410052342
Authority: DE
Inventors: Norbert HESSBRÜGGEN
Original assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-05-04
Also published as: DE202004021661U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen eines wellenförmigen, an beiden Enden eingespannten Werkstücks mit einem Werkstückspindelstock und einem Reitstock, zwischen denen das Werkstück einspannbar ist, mit mindestens zwei Schleifeinheiten, wobei an der zu schleifenden Werkstückoberfläche zumindest teilweise die Schleifeinheiten (14, 14') und ein Stützelement (20) gleichzeitig in Eingriff sind. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') ein Stützelement (20) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen eines wellenförmigen, an beiden Enden eingespannten Werkstücks, mit einem Werkstückspindelstock und einem Reitstock, zwischen denen das Werkstück einspannbar ist, mit mindestens zwei Schleifeinheiten.

Eine derartige Schleifmaschine ist aus der DE 4 29 989 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Schleifmaschine sind zwei Schleifeinheiten zum Grob- und Feinschleifen vorgesehen. Aus der GB 5 44 213 ist eine Außenrundschleifmaschine mit vertikaler Hauptspindel zur Fertigbearbeitung wellenförmiger Werkstücke bekannt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schleifverfahren mit verkürzter Bearbeitungszeit für die Werkstücke anzugeben und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 7.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin das Werkstück zwischen zwei gegenüberliegenden Schleifeinheiten anzuordnen und gleichzeitig durch ein Stützelement abzustützen. Bei dieser Anordnung heben sich die Normalkomponenten der Zerspankräfte gegenseitig auf und die tangential auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte werden vom Stützelement aufgenommen. Lediglich die in Richtung der Werkstücklängsachse wirkenden Kräfte werden durch Werkstückspindel- und Reitstock kompensiert. Durch die symmetrische Anordnung und das gleichförmige Zustellen der Schleifeinheiten und des Stützelements kann die Werkstückdurchbiegung vernachlässigt werden. Auf diese Weise sind hohe Zustellgeschwindigkeiten möglich und die Bearbeitungszeit für die Werkstücke kann deutlich verkürzt werden. Bei einer vorteilhaften Ausführung werden vor dem Schleifvorgang die Durchmesser der Schleifscheiben und des zu bearbeitenden Werkstücks bestimmt und der erforderliche Zustellweg zur Erzielung eines vorgegebenen Werkstückdurchmessers berechnet. Anschließend werden die Schleifscheiben und das Stützelement entsprechend zugestellt. Bei Bedarf können zur Erzielung eines gewünschten Schleifergebnisses zusätzliche Relativbewegungen zwischen Werkstück und Schleifeinheiten in Richtung der Werkstücklängsachse ausgeführt werden.

1 zeigt eine Schleifmaschine mit zwei Schleifeinheiten in einer schematischen Vorderansicht

2 zeigt ausschnittsweise die Schleifeinheiten mit dem Stützelement von oben gesehen
1 zeigt eine Schleifmaschine mit einem am Maschinengestell 1 ortsfest hängend angeordneten Werkstückspindelstock 2. Der Reitstock 5 kann zum Spannen unterschiedlich langer Werkstücke 4 entlang von Führunesbahnen 9 bewegt werden. Der Reitstock 5 kann aber auch hängend und die Werkstückspindel 2 stehend angeordnet sein. Das Werkstück 4 ist an seinem oberen Ende im Spannfutter 3 des Werkstückspindelstocks 2 eingespannt und wird am unteren Ende durch den Reitstock 5 abgestützt. Die beiden Schleifeinheiten 14, 14' sind auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks 4 angeordnet. Sie sind jeweils über Schlitten horizontal und vertikal verfahrbar. Die Schleifscheiben 13, 13', werden von den Werkzeugspindeln 12, 12' angetrieben. Die Kreuzschlitten bestehen aus jeweils über vertikale Führungsbahnen 7, 7' verschiebbar geführten und motorisch verfahrbaren Vertikalschlitten 6, 6' sowie motorisch verfahrbaren Horizontalschlitten 8, 8', die über horizontale Führungsbahnen 19, 19' beweglich sind. Das Stützelement 20 ist ebenfalls auf einem Vertikalschlitten 18 auf Führungen 9 beweglich geführt und kann zusammen mit den Schleifeinheiten 14, 14' am Werkstück 4 positioniert werden. Links von der Schleifmaschine befindet sich die als Magazin ausgebildete Werkstückzuführung 22 mit unbearbeiteten Werkstücken 4. Analog dazu befindet sich auf der rechten Maschinenseite die Werkstückablage 23 zur Aufnahme der fertig bearbeiteten Werkstücke.
2 zeigt einen Ausschnitt der Schleifmaschine von oben gesehen. Auf beiden Seiten des Werkstücks 4 sind die Schleifscheiben 13, 13' symmetrisch zur Werkstückmitte angeordnet. Der Drehsinn der Schleifscheiben 13, 13' ist so gerichtet, dass das Werkstück 4 durch die beim Zerspanen auftretenden Kräfte gegen den Stößel 21 am Stützelement 20 gepresst wird. Der Vertikalschlitten 13 nimmt das Stützelement 20 auf. Im Stützelement 20 kann der Stößel 21 in einer Richtung orthogonal zur Längsachse des Werkstücks 4 bewegt werden. Vor dem Schleifvorgang werden die Durchmesser der Schleifscheiben 13, 13' und des unbearbeiteten Werkstücks 4 bestimmt. Anhand dieser Daten wird der erforderliche Zustellweg zur Erzielung des gewünschten Werkstückdurchmessers berechnet. Anschließend werden die Schleifscheiben 13, 13' und das Stützelement 20 mit dem Stößel 21 derart zugestellt, dass sie während des Schleifvorgangs gleichzeitig auf das Werkstück 4 einwirken. Durch die Symmetrie der Schleifscheiben 13, 13' zur Längsachse 15 heben sich die Normalkomponenten der Zerspankräfte gegenseitig auf und durch die Positionierung des Stößels 21 auf einer Symmetrielinie des Werkstücks 4 werden die in tangentialer Richtung auf das Werkstück 4 einwirkenden Kräfte aufgehoben. Daraus resultiert eine vernachlässigbare Durchbiegung des Werkstücks und durch die deutlich höheren Zustellgeschwindigkeiten sind bei verbesserter Fertigungsqualität erheblich verkürzte Bearbeitungszeiten für die Werkstücke möglich.

1: Maschinengestell
2: Werkstückspindelstock
3: Spannfutter
4: Werkstück
5: Reitstock
6, 6': Vertikalschlitten
7, 7': Führungsbahnen
8, 8': Horizontalschlitten
9: Führungsbahnen
10, 10': Führungsbahnen
11, 11': Schwenklager
12, 12': Spindel
13, 13': Schleifscheibe
14, 14': Schleifeinheit
15: Längsachse
18: Vertikalschlitten
19, 19': Führungsbahnen
20: Stützelement
21: Stößel
22: Werkstückzuführung
23: Werkstückablage

Claims

Verfahren zum Schleifen von wellenförmigen Werkstücken (4), bei welchem das Werkstück (4) an den Enden eingespannt wird und während des Schleifens um seine Längsachse (15) in Rotation versetzt wird, mit mindestens zwei Schleifeinheiten (14, 14'), dadurch gekennzeichnet, dass an der zu schleifenden Werkstückoberfläche zumindest teilweise die Schleifeinheiten (14, 14') und ein Stützelement (20) gleichzeitig in Eingriff sind.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheiten (14, 14') und das Stützelement (20) jeweils in einer Richtung orthogonal zur Längsachse (15) des Werkstücks (4) zugestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheiten (14, 14'), das Stützelement (20) und/oder das Werkstück (4) eine Relativbewegung in Richtung der Längsachse (15) des Werkstücks (4) durchführen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheiten (14, 14') und das Stützelement (20) auf an einer Umfangslinie des Werkstücks (4) liegende Flächen einwirken.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Schleifscheiben (13, 13') so gerichtet ist, dass das Werkstück (4) durch die Zerspankräfte gegen das Stützelement (20) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schleifvorgang die Durchmesser der Schleifscheiben (13, 13') und des unbearbeiteten Werkstücks (4) bestimmt, der erforderliche Zustellweg zur Erzielung eines vorgegebenen Werkstückdurchmessers berechnet und die Schleifscheiben (13, 13') und das Stützelement (20) entsprechend zugestellt werden.
Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, zum Schleifen von wellenförmigen Werkstücken (4), welche einen Werkstückspindelstock (2) und einen Reitstock (5) zum Einspannen des Werkstückes (4) sowie mindestens zwei Schleifeinheiten (14, 14') mit je einer eine Schleifscheibe (13, 13') tragenden Spindel (12, 12') zum Schleifen der Werkstücke (4') aufweist, wobei der Werkstückspindelstock (2) und der Reitstock (5) und/oder die Schleifeinheiten (14, 14') zur Erzielung einer die gewünschte Werkstückgeometrie erzeugenden Schleifrelativbewegung zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') und dem Werkstück (4) gesteuert beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') ein Stützelement (20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheiten (14, 14') im wesentlichen einander gegenüberliegend mit dem Werkstück (4) dazwischen angeordnet und zusammen mit dem Stützelement (20) jeweils in einer Richtung im wesentlichen orthogonal zur Längsachse (15) des Werkstücks (4) zustellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reitstock (5) am Maschinengestell (1) beweglich geführt und der Werkstückspindelstock (2) ortsfest angeordnet ist oder umgekehrt, und dass die Schleifeinheiten (14, 14') und das Stützelement (20) jeweils in zwei zueinander orthogonalen Richtungen beweglich am Maschinengestell (1) geführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückspindelstock (2) und der Reitstock (5) derart angeordnet sind, dass die Spindelachse vertikal verläuft.