DE102009036799B3 - Verfahren zum Schleifen von unrunden stabförmigen Werkstücken - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Außenschleifen eines Werkstückes (1) mit mindestens zwei Schleifwerkzeugen (5, 5'), wobei das Werkstück (1) mindestens ein Paar zu bearbeitende und einander gegenüberliegende Längsseiten (3, 3') aufweist, wobei das Werkstück (1) an seinen Stirnseiten kraftschlüssig in einer Spannvorrichtung fixiert wird, wobei die Schleifbearbeitung durch Vor- und Fertigschleifen erfolgt, wobei beim Vorschleifen die Längsseiten (3, 3') zumindest teilweise gleichzeitig bearbeitet werden, das Vorschleifen als Einstechschleifen durchgeführt wird und wobei das Werkstück (1) dabei drehfest gehalten wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von unrunden stabförmigen Werkstücken mit parallelen Stirnseiten. Derartige Werkstücke werden häufig als mechanische Stellglieder wie z. B. Piezo Aktuatoren verwendet und in großen Stückzahlen hergestellt.
• Aus der DE 10 2006 007 055 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Komplettbearbeitung derartiger Werkstücke bekannt. Danach werden zuerst die Stirnseiten der Werkstücke geschliffen. Die Längsseiten werden durch Umfangsschleifen vor- und fertiggeschliffen. Beim Umfangsschleifen nach dem Prinzip der Achseninterpolation verursachen die Schleifnormalkräfte – abhängig vom Werkstückquerschnitt – wechselnde Drehmomente. Durch die kraftschlüssige Fixierung des Werkstücks an den Stirnseiten dürfen die auf das Werkstück einwirkenden Momente jedoch bestimmte Grenzen nicht überschreiten. Die DE 10 2008 010 245 A1 betrifft ein Verfahren zum Schleifen wellenförmiger Werkstücke mit in Längsrichtung veränderlichem Querschnitt. Dabei werden ein Schleifspindelstock und ein Stützelement gleichzeitig zum Werkstück zugestellt und eine Vorschubbewegung in Werkstücklängsrichtung durchgeführt, wobei der Kontur des Werkstücks folgend eine Zustellbewegung senkrecht zur Werkstückachse überlagert wird. Ein Verfahren zum simultanen Vor- und Fertigschleifen zeigt die US 5,484,327 A . Die beiden Schleifscheiben sind einander gegenüberliegend zum Werkstück angeordnet. Da sich die radial auf das Werkstück einwirkenden Schleifkräfte gegenseitig aufheben, werden Verformungen des Werkstücks vermieden. Die Verfahren nach DE 10 2008 010 245 A1 und US 5,484,327 A sind beide ausschließlich für die Bearbeitung runder Werkstücke geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein optimiertes Verfahren mit verkürzter Bearbeitungszeit zum Schleifen stabförmiger Werkstücke anzugeben.
• Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, das Vorschleifen bei stehendem Werkstück durchzuführen. Im Gegensatz zum Umfangsschleifen nach dem Prinzip der Achseninterpolation heben sich die Schleifnormalkräfte bei stehendem Werkstück gegenseitig auf. Dadurch sind deutlich höhere Abtragsraten möglich.
• Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• 1a bis 1c zeigen schematisch das Vorschleifen
• 2 zeigt das Fertigschleifen
• In den 1a bis 1c sind die Verfahrensschritte beim Vorschleifen schematisch dargestellt. Das Werkstück 1 ist in 1a an den Stirnseiten in einer nicht dargestellten Spannvorrichtung gehalten und mit seinen Längsseiten 3, 3' im Wirkbereich der Umfangsschleifscheiben 5, 5' angeordnet.
• Zum Vorschleifen gemäß 1b werden die Umfangsschleifscheiben 5, 5' bei drehfest gehaltenem Werkstück zur Längsachse 2 hin zugestellt. Bei diesem Einstechschleifen erhalten die Längsseiten 3, 3' eine der Krümmung der Umfangsschleifscheiben 5, 5' entsprechend nach innen gewölbte Oberfläche. Zur Bearbeitung der Längsseiten 4, 4' wurde das Werkstück 1, wie in 1c dargestellt, um seine Längsachse 2 um einen Winkel von 90° gedreht. Mit dem zweiten Einstechschleifen ist die Vorschleifbearbeitung beendet. Durch die symmetrische Anordnung der Umfangsschleifscheiben 5, 5' zum Werkstück 1 schneiden die Normalkraftkomponenten 6, 6' der Schleifkräfte die Längsachse 2 des Werkstücks 1 und heben sich gegenseitig auf. Dadurch kann das Vorschleifen mit deutlich erhöhter Abtragsrate durchgeführt werden. 2 zeigt das Werkstück beim Fertigschleifen. Dieses erfolgt durch Umfangsschleifen nach dem Prinzip der Achseninterpolation, wobei das vom Vorschleifen noch vorhandene Schleifaufmaß abgetragen und die gewünschte Oberflächengüte hergestellt wird. Dabei rotiert das Werkstück 1 um seine Längsachse 2 und der Abstand 7 der Umfangsschleifscheibe 5 zur Längsachse 2 wird gekoppelt an die Drehung des Werkstücks 1 verändert.

1

Werkstück

2

Längsachse

3, 3'

Längsseiten

4, 4'

Längsseiten

5, 5'

Umfangsschleifscheibe

6, 6

Normalkomponente der Schleifkraft

7

Abstand

Claims (4)

1. Verfahren zum Außenschleifen eines unrunden stabförmigen Werkstückes (1), das mindestens ein Paar zu bearbeitende und einander gegenüberliegende Längsseiten (3, 3') aufweist, mit mindestens zwei Umfangsschleifscheiben (5, 5'), die einander gegenüberliegend zum Werkstück (1) angeordnet sind, wobei das Werkstück (1) an seinen Stirnseiten kraftschlüssig in einer Spannvorrichtung fixiert wird, wobei die Schleifbearbeitung durch Vor- und Fertigschleifen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorschleifen die gegenüberliegenden Längsseiten (3, 3') durch Einstechschleifen der Umfangschleifscheiben (5, 5') gleichzeitig bearbeitet und dass das Werkstück (1) dabei drehfest gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres paar einander gegenüberliegender Längsseiten (4, 4') durch Einstechschleifen vorgeschliffen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigschleifen durch Umfangsschleifen am um seine Längsachse (2) rotierenden Werkstück (1) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsschleifen nach dem Prinzip der Achseninterpolation erfolgt, wobei abhängig von der Drehung des Werkstücks (1) der Abstand (7) der Umfangsschleifscheiben (5, 5') zur Längsachse (2) verändert wird.