DE102005026296C5

DE102005026296C5 - Vorrichtung zum Superfinishen mit einem externen Antrieb

Info

Publication number: DE102005026296C5
Application number: DE200510026296
Authority: DE
Inventors: Uwe Friedrich
Original assignee: Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Current assignee: Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: EP1731263A1; DE102005026296A1; DE102005026296B4

Abstract

Vorrichtung (3) zum Superfinishen eines Werkstücks (1) mit einem Werkzeug (5), mit Mitteln zum Antrieb des Werkzeuges (5) und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Vorrichtung (3) an einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) einen angetriebenen Werkzeughalter (13) und keinen in die Vorrichtung zum Superfinishen (3) integrierten Antrieb, sondern einen externen Antrieb aufweist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Superfinishen mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie sie bspw. an Drehmaschinen oder Schleifmaschinen eingesetzt werden. Superfinishen entspricht nach DIN 8589 dem Kurzhub-Außenhonen.
Diese Vorrichtungen zum Superfinishen weisen ein Werkzeug auf, entsprechend der DIN 8589-3.3 (geometrisch unbestimmte Schneide), das mit Hilfe eines Antriebs in eine oszillierende Bewegung versetzt werden kann. Außerdem weisen sie Befestigungsmittel auf, mit deren Hilfe die Vorrichtung an einer Bearbeitungsmaschine befestigt werden kann.
Aus der DE 86 84 10 C ist eine solche Vorrichtung bekannt, die als Zusatzgerät an einer normalen Drehmaschine oder Rundschleifmaschine einsetzbar ist. Das Gehäuse dieser Vorrichtung hat bereichsweise einen quadratischen Querschnitt und kann mit diesem Bereich des Gehäuses wie ein Drehmeißel auf dem Support einer Drehmaschine eingespannt werden. Um die erforderliche Oszillationsbewegung des Werkzeugs relativ zu einer Drehachse des Werkstücks zu erzeugen, weist diese Vorrichtung einen Flanschmotor auf, der fest mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden ist.
Wegen ihrer Mobilität und Flexibilität sind diese mobilen Vorrichtungen zum Superfinishen vielseitig einsetzbar und erlauben in vielen Anwendungsfällen den Verzicht auf die Anschaffung einer gesonderten Maschine. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobile Vorrichtung zum Superfinishen weiter zu optimieren, insbesondere im Hinblick auf die Herstellungskosten und den Bauraumbedarf. Außerdem soll der Anwendungsbereich der Vorrichtung zum Superfinishen erweitert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Superfinishen eines Werkstücks mit einem Werkzeug, mit Mitteln zum Antrieb des Werkzeuges und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Vorrichtung auf einer Werkzeugmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen angetriebenen Werkzeughalter aufweist.
Durch den erfindungsgemäß beanspruchten angetriebenen Werkzeughalter kann auf einen internen Antrieb bei der Vorrichtung zum Superfinishen verzichtet werden. Dadurch ergeben sich naturgemäß erhebliche Kosteneinsparungen und der Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Superfinishen wird deutlich reduziert. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung überall dort problemlos eingesetzt werden, wo ein Werkzeughalter, bevorzugt ein genormter Werkzeughalter, vorhanden ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Werkzeughalter über zwei parallel zueinander angeordnete Blattfedern mit dem Werkzeug gekoppelt. Durch diese Art der Kopplung wird eine ausreichend präzise und spielfreie Parallelführung des Werkzeuges ermöglicht bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der angetriebene Werkzeughalter z. B. der DIN 69881, DIN 6499B, DIN 69880, DIN 6358 und/oder DIN 1835 entspricht. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung an allen Werkzeugmaschinen einzusetzen, die einen Antrieb aufweisen, der mit einem angetriebenen Werkzeughalter kompatibel ist. Dies können bspw. Werkzeugrevolver von Drehmaschinen sein, bei denen mindestens eine Aufnahme des Werkzeugrevolvers einen Antrieb aufweist. Selbstverständlich können auch andere Antriebe, die bevorzugt mit einem Werkzeughalter nach einer der oben genannten Normen kompatibel sind, eingesetzt werden.
Die Kompatibilität zu bestehenden Werkzeugaufnahmesystemen, insbesondere von Werkzeugaufnahmesystemen mit Antrieb, erlaubt auch den Verzicht auf eine zusätzliche numerische Achse für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Superfinishen, da in der Regel die angetriebenen Werkzeuge einer NC-Bearbeitungsmaschine auch eine oder mehrere NC-Achsen haben mit deren Hilfe sie steuerbar sind.
Um den Antrieb des Werkzeughalters zu ermöglichen, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung an dem angetriebenen Werkzeughalter eine drehbar gelagerte Spindel mit verschiedenen Kupplungen z. B. nach DIN 5481 und/oder DIN 5482 vorhanden.
Diese drehbar gelagerte Spindel treibt beispielsweise einen Exzenter an, der wiederum die Werkzeugaufnahme mindestens mittelbar in eine oszillierende Bewegung versetzt. Durch diese einfache Konstruktion kann die Drehbewegung, die der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Bearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt wird, auf einfache Weise in die erforderliche oszillierende Bewegung des Werkzeuges umgesetzt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf Exzenterantriebe beschränkt, sondern es sind auch andere konstruktive Lösungen, vom Erfindungsgedanken umfasst.
Die Umsetzung der Bewegung des Exzenters in eine oszillierende Bewegung des Werkzeuges kann auf einfache Weise beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Werkzeugaufnahme eine Aufnahme für den Exzenter aufweist. Dadurch ist es möglich, das Werkzeug in einer Richtung, die bevorzugt parallel zur Längsachse des zu bearbeitenden Werkstücks verläuft, oszillieren zu lassen.
Es versteht sich von selbst, dass bei Bedarf zwischen der Spindel des angetriebenen Werkzeughalters und dem Exzenter ein Winkelgetriebe vorgesehen sein kann. Damit kann die Bearbeitung von verschiedensten Werkstücken, unabhängig von der Lage des angetriebene Werkzeughalters an der Bearbeitungsmaschine befestigt ist, vorgenommen werden.
Das Werkzeug kann sowohl als z. B. keramisch gebundener Stein als auch z. B. auf flexibler Unterlage als Band ausgebildet sein. Wenn das Werkzeug als Band ausgebildet ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Werkzeug kontinuierlich oder getaktet weiter bewegt wird, so dass der Verschleiß des Werkzeuges ausgeglichen werden kann und immer wieder unverbrauchte Schleifkörner zum Einsatz kommen. Dadurch wird die Prozesssicherheit und die Leistungsfähigkeit der Finish-Bearbeitung erhöht.
Des Weiteren ist es in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft, wenn das Band von einem Formkörper in die gewünschte Form gebracht wird, so dass die Genauigkeit des gefinishten Werkstücks bezüglich Zylindrizität, Rundheit und Welligkeit weiter verbessert wird.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer Drehmaschine, insbesondere einer Hartdrehmaschine und/oder einer Schleifmaschine. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer Hartdrehmaschine eingesetzt wird, kann in vielen Fällen auf das Schleifen verzichtet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Es zeigen:
1 eine Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Superfinishen in radialer Bauform und
2 eine Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Superfinishen in axialer Bauform
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Superfinishen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein zylindrisches Werkstück bezeichnet, das um seine Längsachse 1a von einer nicht dargestellten Drehmaschine oder einer anderen Bearbeitungsmaschine in Drehung versetzt wird. Auch die Einspannung des Werkstücks 1 ist nicht dargestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Superfinishen ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 3 versehen. In Anlage an dem Werkstück 1 befindet sich ein Werkzeug 5, welches das zylindrische Werkstück 1 über einen Teil seines Umfangs umschließt. Das Werkzeug 5 ist in einer Werkzeugaufnahme 5a aufgenommen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umschließt das Werkzeug 5 das Werkstück 1 über einen größeren Winkelbereich, von beispielsweise bis zu 120°. Während der Bearbeitung wird das Werkzeug 5 in eine oszillierende Bewegung versetzt, die durch einen Doppelpfeil 7 angedeutet ist.
Die Werkzeugaufnahme 5a ist an parallel zueinander angeordneten Blattfedern 9 spielfrei befestigt. An dem der Werkzeugaufnahme 5a abgewandten Enden der Blattfedern 9 sind diese an einem angetriebenen Werkzeughalter 13 befestigt. Der Werkzeughalter 13 besteht im Wesentlichen aus einem Zapfen 15, der z. B. in Übereinstimmung mit der DIN 69880, auf die hiermit Bezug genommen wird, ausgestaltet ist.
An dem Zapfen 15 ist eine Abflachung 17 mit mehreren Nuten 19 ausgebildet. Im Zapfen 15 ist eine Spindel 21 drehbar gelagert. Der Zapfen 15 in Verbindung mit der Spindel 21 und verschiedenen Kupplungsstücken 21a nach z. B. DIN 5481 oder DIN 5482 können beispielsweise die Schnittstelle zu einem Werkzeugrevolver einer nicht dargestellten Drehmaschine darstellen.
Mit Hilfe des Zapfens 15 kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Superfinishen 3 in dem Revolver einer Bearbeitungsmaschine befestigt werden. Mit Hilfe der Spindel 21 und der Kupplung 21a kann die erforderliche Antriebsleistung für die oszillierende Bewegung des Werkzeuges 5 von der Bearbeitungsmaschine (nicht dargestellt) auf die Vorrichtung zum Superfinishen 3 übertragen werden.
Eine Drehachse der Spindel 21 ist in 1 und 2 mit dem Bezugszeichen 23 versehen. Über ein nicht dargestelltes Winkelgetriebe wird ein Exzenter 25, der wiederum in der Werkzeugaufnahme 5a aufgenommen ist, angetrieben. Dabei wird die Bewegung des Exzenters 25 über z. B. Passleisten 27 auf die Werkzeugaufnahme 5a übertragen.
Somit ist es möglich, die für das Superfinishen erforderliche Relativbewegung (siehe Bezugszeichen 7) zwischen Werkstück 1 und Werkzeug 5 auf einfachste Weise bereitzustellen. Dabei benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Superfinishen 3 keinen in die Vorrichtung zum Superfinishen 3 integrierten Antrieb
Wegen der genormten Schnittstelle zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 und der nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine, sind der Anschluss und die Einbindung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 an viele Bearbeitungsmaschinen ohne nennenswerten Aufwand möglich.
2 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Superfinishen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Werkstück mit einer Planfläche bezeichnet, das um eine Drehachse 1a gedreht wird. Daran soll veranschaulicht werden, dass sowohl zylindrische als auch ebene Werkstückoberflächen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitet werden können.
Auch in dieser Darstellung sind weder die Aufnahme des Werkstücks 1 in einer Spannzange oder einem anderen Spannmittel der Bearbeitungsmaschine noch der Revolver der Bearbeitungsmaschine in der die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 aufgenommen wird, dargestellt. Gleiche Bauteile haben das gleiche Bezugszeichen wie in 1 und es gilt das bezüglich 1 Gesagte entsprechend.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Winkelgetriebe nicht unbedingt erforderlich.

Claims

Vorrichtung (3) zum Superfinishen eines Werkstücks (1) mit einem Werkzeug (5), mit Mitteln zum Antrieb des Werkzeuges (5) und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Vorrichtung (3) an einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) einen angetriebenen Werkzeughalter (13) und keinen in die Vorrichtung zum Superfinishen (3) integrierten Antrieb, sondern einen externen Antrieb aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (5) in einer Werkzeugaufnahme (5a) gehalten wird, und dass die Werkzeugaufnahme (5a) über zwei parallel zueinander angeordnete Blattfedern (9) mit dem Werkzeughalter (13) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der angetriebene Werkzeughalter (13) z. B. der DIN 69 880, DIN 69 881, DIN 6499B, DIN 69880, DIN 6358 und/oder DIN 1835 entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der angetriebene Werkzeughalter (13) einen Zapfen (15) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (15) mehrere Nuten (19) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (15) eine Abflachung (17) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der angetriebene Werkzeughalter (13) eine drehbar gelagerten Spindel (21) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (21) einen Exzenter (25) antreibt, und dass der Exzenter (25) die Werkzeugaufnahme (5a) mindestens mittelbar in eine oszillierende Bewegung (7) versetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (5a) eine Aufnahme für den Exzenter (25) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spindel (21) und dem Exzenter (25) ein Winkelgetriebe und/oder ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spindel (21) und dem Exzenter (25) ein Getriebe vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (5) der DIN 85893.3 mit geometrisch unbestimmter Schneide entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) auf einer Drehmaschine, insbesondere einer Hartdrehmaschine, und/oder einer Schleifmaschine eingesetzt wird.