DE10322991A1 - Work-piece grinding method e.g. using rotary grinding disc, involves angularly displacing spraying medium to contact point on grinding surface relative to axis of rotation of grinding disc - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstück mit einer das Werkstück berührenden, rotierenden Schleifscheibe, wobei in Bezug auf die Rotationsachse der Schleifscheibe winkelversetzt zu der Berührungsstelle ein Freispülmedium auf die schleifwirksame Oberfläche der Schleifscheibe gesprüht wird.The The invention relates to a method and an apparatus for grinding of a workpiece with one the workpiece touching, rotating grinding wheel, being in relation to the axis of rotation a flushing medium offset from the grinding wheel at an angle to the point of contact on the grinding surface sprayed on the grinding wheel becomes.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus der betrieblichen Praxis bekannt. Allgemein geläufig ist es, dass für den Schleifprozeß selbst, also an der Berührungsstelle von Werkstück und Schleifscheibe, ein Kühlschmierstoff zugeführt werden muß. Als Kühlschmierstoffe kommen üblicherweise Schleiföl und Emulsionen in Frage. Mit dem Kühlen der Schleifstelle ist es aber nicht getan. Beim Schleifen setzen sich nämlich die Spankammern der Schleifscheiben allmählich zu. Das gilt für CBN- und Diamantschleifscheiben. Um das dadurch bedingte Nachlassen der Schleifwirkung zu verhindern, wird die Schleifscheibe zeitparallel zu ihrem Eingriff am Werkstoff üblicherweise freigespült. Hierzu sind Flachstrahldüsen vorgesehen, die auf den Schleifbelag der Schleifscheibe gerichtet sind. Aufgrund der Platzverhältnisse im Schleifraum der Schleifmaschinen muss die Schleifspüleinrichtung in Bezug auf die Rotationsachse der Schleifscheibe winkelversetzt zu der Berührungs- oder Eingriffsstelle von Werkstück und Schleifscheibe angeordnet werden. Eine übliche Anordnungsstelle befindet sich am Schleifscheibenumfang, und zwar an der entgegengesetzten Seite zur Eingriffs- oder Berührungsstelle.such Methods and devices are known from operational practice. Commonly known is that for the grinding process itself, so at the point of contact of workpiece and grinding wheel, a cooling lubricant supplied must become. As coolants usually come grinding oil and emulsions in question. With the cooling of the grinding point is but it didn't. When grinding, they sit down Chip chambers of the grinding wheels gradually close. That applies to CBN and Diamond grinding wheels. The resulting decrease in the grinding effect To prevent the grinding wheel from being parallel to its engagement usually on the material flushed. There are flat jet nozzles for this provided that directed to the grinding surface of the grinding wheel are. Because of the space The grinding rinsing device must be in the grinding room of the grinding machines angularly offset with respect to the axis of rotation of the grinding wheel to the point of contact or intervention of workpiece and Grinding wheel can be arranged. There is a usual ordering office on the circumference of the grinding wheel, on the opposite Side to the point of contact or contact.
Als Freispülmedium dienen üblicherweise wieder Schleiföl oder Emulsionen.As Freispülmedium usually serve again grinding oil or emulsions.
Der Begriff "Schleifscheibe" dient hier lediglich als Sammelbezeichnung und muss nicht beinhalten, dass es sich dabei um eine verhältnismäßig dünne, kreiszylindrische Scheibe handelt. Schleifscheiben im Sinne dieser Erfindung können auch eine walzenförmige Form haben oder zusammengesetzte Konturen aufweisen, indem z. B. an einen zylindrischen Abschnitt eine oder mehrere kegelige Abschnitte anschließen. Die Schleifscheibe kann aber auch eine andere Form aufweisen, die der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe angepasst ist.The The term "grinding wheel" is only used here as a collective name and does not have to include that it is a relatively thin, circular cylindrical Disc acts. Grinding wheels in the sense of this invention can also a roller-shaped Have shape or have composite contours by z. B. one or more conical sections on a cylindrical section connect. The grinding wheel can also have a different shape, however is adapted to the respective processing task.
Ferner sind auch Schleifscheiben mit konkav oder konvex gekrümmter Kontur üblich, wobei diese wieder mit anderen Konturen kombiniert sein kann.Further grinding wheels with a concave or convex curved contour are also common, whereby this can be combined with other contours.
Die für das Freispülen geeigneten Freispüldüsen sind im allgemeinen Flachstrahldüsen. Auch bei sehr hohen Drücken des Freispülmediums bleibt die erzielbare Strahlbreite derartiger Flachstrahldüsen verhältnismäßig gering. Damit die in Frage kommenden Schleifscheiben über ihre gesamte wirksame Breite freigespült werden können, ist es daher erforderlich, eine größere Anzahl von Freispüldüsen nebeneinander oder versetzt zueinander anzuordnen. Es sind somit erhebliche Mengen von Freispülmedium auf einen hohen Druck zu bringen, zu reinigen und ggfs. zu kühlen. Das erfolgt im allgemeinen zusammen mit dem Kühlschmierstoff an der Schleifstelle. Für den Kühlschmierstoff ist aber ein Förderdruck erforderlich.The for the flushing suitable flushing nozzles generally flat fan nozzles. Even at very high pressures of the flushing medium the achievable jet width of such flat jet nozzles remains relatively small. So that the grinding wheels in question over their entire effective width flushed can be it is therefore necessary to have a large number of flushing nozzles side by side or staggered. So there are significant amounts of flushing medium bring to a high pressure, clean and cool if necessary. The generally takes place together with the cooling lubricant at the grinding point. For the coolant but is a delivery pressure required.
Das aufgezeigte Vorgehen nach dem Stand der Technik bedeutet somit, dass erhebliche Mengen an Kühlschmierstoff zu fördern und aufzubereiten sind, wodurch sehr leistungsstarke Druckerhöhungspumpen erforderlich werden und der Energiebedarf der Schleifmaschine wesentlich erhöht wird.The The state-of-the-art procedure thus means that significant amounts of cooling lubricant to promote and are processed, which makes very powerful booster pumps become necessary and the energy requirement of the grinding machine is essential elevated becomes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren in der Weise abzuwandeln, dass die benötigte Menge an Freispülmedium verringert wird, wodurch der Bau- und Energieaufwand sowie die Kosten für die Aufbereitung des Freispülmediums und damit des Kühlschmierstoffs insgesamt wesentlich verringert werden.The The invention is therefore based on the object of the prior art Technique known to modify in such a way that the required amount of flushing medium is reduced, thereby reducing the construction and energy expenditure as well as the costs for the Preparation of the flushing medium and with it the cooling lubricant be significantly reduced overall.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit einer das Werkstück berührenden, rotierenden Schleifscheibe, wobei in Bezug auf die Rotationsachse der Schleifscheibe winkelversetzt zu der Berührungsstelle ein Freispülmedium in der Weise auf die schleifwirksame Oberfläche der Schleifscheibe gesprüht wird, dass mindestens eine das Freispülmedium versprühende Sprühdüse sich im Wesentlichen quer zur Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe bewegend periodisch deren gesamte schleifwirksame Oberfläche überstreicht.Regarding of the method, the stated object is achieved with a method for Grinding a workpiece with one the workpiece touching, rotating grinding wheel, being in relation to the axis of rotation a flushing medium offset from the grinding wheel at an angle to the point of contact is sprayed onto the grinding surface of the grinding wheel, that at least one is the flushing medium sprayed Spray nozzle itself in the Essentially transverse to the direction of the peripheral speed of the grinding wheel periodically moving over their entire grinding surface.
Indem im äußersten Fall nur eine einzige Sprühdüse, in jedem Fall nur eine sehr viel geringere Zahl als beim Stand der Technik eingesetzt werden, wird die Menge des ständig zur Verfügung stehenden und zu versprühenden Freispülmediums erheblich verringert. Dafür wird diese Düse im Wesentlichen quer zur Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe über die gesamte schleifwirksame Oberfläche der Schleifscheibe bewegt. Auf diese Weise wird dennoch der gesamte schleifwirksame Bereich der Schleifscheibe erfasst und freigespült. Wegen der heute üblichen Ausführungen der Schleifscheiben reicht es nämlich aus, wenn nicht ständig und gleichzeitig auf allen Umfangsbereichen der Schleifscheibe das Freispülmedium aufgebracht wird. Infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Versorgungspumpe für das Freispülmedium kleiner ausgelegt werden; sie wird dann kostengünstiger, und auch die Anlage zur Aufbereitung des Kühlschmierstoffs kann kleiner ausgelegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren führt damit letztendlich auch zu einer Verringerung der Bearbeitungskosten für das einzelne Werkstück. Der genannte Vorteil wirkt sich um so stärker aus, wenn in einer Fertigungslinie für einen Bearbeitungsprozeß eine größere Anzahl von Maschinen gleichzeitig zum Einsatz kommt, damit die erforderliche Anzahl von geschliffenen Werkstücken pro Zeiteinheit erreicht werden kann.By using only a single spray nozzle in the extreme case, in any case only a much smaller number than in the prior art, the amount of the flushing medium that is constantly available and to be sprayed is considerably reduced. For this purpose, this nozzle is moved essentially across the direction of the peripheral speed of the grinding wheel over the entire grinding surface of the grinding wheel. In this way, the entire grinding area of the grinding wheel is captured and flushed away. Because of the designs of the grinding wheels that are common today, it is sufficient if the flushing medium is not applied continuously and simultaneously to all peripheral areas of the grinding wheel. As a result of the method according to the invention the supply pump for the flushing medium can be made smaller; it then becomes less expensive, and the system for processing the cooling lubricant can also be designed to be smaller. The method according to the invention thus ultimately also leads to a reduction in the processing costs for the individual workpiece. The advantage mentioned is even more pronounced if a larger number of machines are used simultaneously in a production line for a machining process, so that the required number of ground workpieces can be achieved per unit of time.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft in der Weise ausgestaltet, dass eine Gruppe oder mehrere sich unabhängig voneinander bewegende Gruppen von Sprühdüsen vorgesehen sind, wobei jede Gruppe eine oder mehrere Sprühdüsen enthalten kann. So können z. B. für sehr lange walzenförmige Schleifkörper zwei Gruppen mit je zwei Sprühdüsen vorgesehen sein, von denen jede Gruppe nur etwa die halbe Wirkungsbreite des Schleifkörpers überstreicht.The inventive method is advantageously designed in such a way that a group or several independently groups of spray nozzles moving from one another are provided, wherein each group can contain one or more spray nozzles. So z. B. for very long cylindrical abrasives two groups with two spray nozzles each be, of which each group only about half the scope of the Brushes over the grinding wheel.
Im Einzelnen wird damit vorgesehen, dass jede Gruppe der Sprühdüsen einem bestimmten Umfangsbereich der Schleifscheibe zugeordnet ist.in the Individuals are thus provided with one group of spray nozzles certain peripheral area of the grinding wheel is assigned.
Vielfach wird heute das sogenannte Formschleifen angewandt, bei dem die Schleifscheiben unterschiedlich gerichtete und/oder geformte Konturbereiche aufweisen. So können Schleifscheiben verwendet werden, die neben zylindrischen auch kegelige oder gewölbte Umfangskonturen aufweisen. Ferner werden Schleifverfahren angewandt, bei denen auch mit den ebenen Seitenflächen der Schleifscheiben geschliffen wird. In allen diesen Fällen wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Bewegungsbahn einer jeden Gruppe von Sprühdüsen in einem annähernd gleichbleibenden Abstand zur Oberfläche des zugehörigen Konturbereichs verläuft.frequently So-called shape grinding is used today, in which the grinding wheels are different have directed and / or shaped contour areas. So grinding wheels can can be used which, in addition to cylindrical, also conical or curved circumferential contours exhibit. Grinding processes are also used, in which also with the flat side surfaces the grinding wheels are ground. In all of these cases according to one a further embodiment of the method according to the invention is provided, that the trajectory of each group of spray nozzles in one nearly constant distance to the surface of the associated contour area runs.
Beispielsweise kann eine erste Bewegungsbahn vorgesehen sein, die im gleichbleibenden Abstand zu einem konvex gewölbten Umfangsbereich der Schleifscheibe verläuft, während eine zweite Bewegungsbahn im Abstand parallel zu der kreiszylindrisch ebenen Schleiffläche gerichtet ist, die senkrecht zur Rotationsachse der Schleifscheibe verläuft.For example can be provided a first trajectory that is constant Distance to a convex Circumferential area of the grinding wheel runs during a second trajectory at a distance parallel to the circular cylindrical flat grinding surface which is perpendicular to the axis of rotation of the grinding wheel.
Dabei wird man im allgemeinen so vorgehen, dass die Bewegungsbahnen der einzelnen Gruppen in Ebenen verlaufen, die durch die Rotationsachse der Schleifscheibe gehen. Eine leichte Neigung der Bewegungsbahnen gegenüber dieser Ebene, die aus baulichen Zwängen im Einzelfall nicht auszuschließen ist, kommt aber gleichfalls in Frage.there one will generally proceed in such a way that the trajectories of the individual groups run in planes through the axis of rotation of the Go grinding wheel. A slight inclination of the trajectories in relation to this Level resulting from structural constraints cannot be excluded in individual cases is, but is also an option.
Die Ebenen, in denen die Bewegungsbahnen der einzelnen Gruppen liegen, können dabei teilweise oder insgesamt identisch sein. Auch das richtet sich nach den baulichen Gegebenheiten der Schleifmaschine, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden soll.The Levels in which the movement paths of the individual groups lie, can be partially or totally identical. That is also correct according to the structural conditions of the grinding machine, where the inventive method should be applied.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstücks mit einer rotierenden Schleifscheibe, mit einer Freispüleinrichtung, die in Bezug auf die Rotationsachse der Schleifscheibe winkelversetzt zur Berührungsstelle von Werkstück und Schleifscheibe angeordnet ist und durch ein Freispülmedium auf die schleifwirksame Oberfläche der Schleifscheibe aufgesprüht wird, und mit einem gesteuert beweglichen Träger, der mindestens eine Sprühdüse zum Versprühen des Freispülmediums aufweist, und dessen Bewegungsbahn im Wesentlichen quer zur Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe verläuft, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Regarding the device becomes the object on which the invention is based solved by a device for grinding a workpiece with a rotating grinding wheel, with a flushing device that is related angularly offset on the axis of rotation of the grinding wheel from the point of contact of workpiece and grinding wheel is arranged and by a flushing medium on the grinding surface sprayed onto the grinding wheel is, and with a controlled movable carrier, the at least one spray nozzle for spraying the flushing medium has, and its trajectory substantially transverse to the direction the peripheral speed of the grinding wheel runs, in particular to carry out of the method according to the invention.
Der bauliche Aufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist verhältnismäßig gering, weil es nur darauf ankommt, eine oder einige wenige Düsen auf einem gesteuert beweglichen Träger anzuordnen, der im Wesentlichen quer zur Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe gesteuert verfahrbar sein muss. Der dadurch bedingte bauliche Aufwand ist im Vergleich zu den Einsparungen, die baulich und in energetischer Hinsicht gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden, nicht sehr erheblich.The construction effort for the device according to the invention is relatively small, because it just depends on one or a few nozzles a controlled movable carrier to be arranged, which is essentially transverse to the direction of the peripheral speed the grinding wheel must be able to be moved in a controlled manner. The resulting Construction effort is compared to the savings that are construction and achieved in terms of energy compared to the prior art not very significant.
Dabei können aus den bereits schon geschilderten Gründen auch mehrere Träger vorgesehen sein, von denen jeder eine oder mehrere Sprühdüsen enthält, wobei die Bewegungsbahn einer jeden Gruppe einem bestimmten Umfangsbereich der Schleifscheibe zugeordnet ist.there can for the reasons already described, several carriers can also be provided, each of which contains one or more spray nozzles, the movement path of each group a certain peripheral area of the grinding wheel assigned.
Diese Weiterbildung dient zunächst dazu, bei größeren Schleifscheiben oder – körpern den einzelnen Düsen verschiedene Arbeitsbereiche zuzuweisen, die insgesamt nicht zu groß werden.This Further training serves initially for larger grinding wheels or - embody the individual nozzles assign different work areas, all of which are not grow up.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es jedoch entscheidend, dass die Bewegungsbahnen der Träger in annähernd gleichbleibendem Abstand zur Oberfläche unterschiedlich geformter und/oder gerichteter Konturbereiche der Schleifscheibe verlaufen und in Ebenen liegen, die durch die Rotationsachse der Schleifscheibe gehen und teilweise oder vollständig identisch sein können.To In a further embodiment, however, it is crucial that the Paths of movement of the carrier in approximately constant distance to the surface of different shapes and / or directed contour areas of the grinding wheel and lie in planes through the axis of rotation of the grinding wheel go and partially or completely can be identical.
Bei dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine sehr gute Anpassung an Schleifscheiben mit unterschiedlich geformten oder bemessenen Konturbereichen möglich, womit eine beachtliche Verfahrensoptimierung erzielt wird.In this embodiment of the device according to the invention, very good adaptation to grinding wheels with different shapes or dimensioned contour areas possible, which achieves considerable process optimization.
Dabei wird in weiterer Ausbildung vorgesehen, dass der oder die Träger in Form eines CNC-gesteuerten, an der Vorrichtung geführten Schlittens ausgeführt sind.there it is provided in further training that the carrier or carriers in the form a CNC-controlled carriage guided on the device.
Durch diese Weiterbildung kann auf bewährte Bauelemente und Einrichtungen von Schleifmaschinen zurückgegriffen werden.By this training can be proven Components and equipment used by grinding machines become.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine Steuerung vorgesehen wird, durch die die Verfahrensgeschwindigkeit des oder der Trägers) programmierbar ist. Auf diese Weise können die Maschinen nicht nur an unterschiedliche Schleifaufgaben in weiten Grenzen angepasst werden, sondern es wird möglich, an ein und demselben Werkstück mit unterschiedlich intensiver Freispülung der Spankammer zu arbeiten.Finally is it is advantageous if according to a In a further embodiment, a control is provided by which the speed of the carrier (s) is programmable. On this way the machines are not only suitable for different grinding tasks Limits are adjusted, but it becomes possible to work on the same workpiece to work with different intensive flushing of the chip chamber.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen, die zeichnerisch dargestellt sind, noch näher erläutert.The Invention is then based on exemplary embodiments, which are shown in the drawing, explained in more detail.
Die Zeichnungen zeigen das Folgende:The Drawings show the following:
Die
So
zeigt die
Dennoch bleibt die Wirkungsbreite eines derartigen Sprühstrahls verhältnismäßig gering, wenn auf der Auftreffstelle noch eine genügende Spülwirkung erfolgen soll. Deswegen ist man nach dem Stand der Technik gezwungen, eine größere Anzahl von Sprühdüsen nebeneinander anzuordnen.Yet the range of action of such a spray jet remains relatively small, if there is still a sufficient rinsing effect at the point of impact. therefore according to the state of the art, one is forced to produce a larger number of Spray nozzles side by side to arrange.
Das
ist in
Zur
Verdeutlichung des sich dabei ergebenden Problems sollen einige
Zahlen aus der Praxis genannt werden. Ein wirksames Freispülen erfordert
einen Druck des Freispülmediums
von 40 bis 80 bar. Pro Düse
waren etwa 8 l/min als Durchflussvolumen erforderlich. Bei einem
Strahlwinkel von 30° wurde bei
einem Abstand von der Oberfläche
der Schleifscheibe von 20 mm nur eine Breite von 14 mm bestrichen.
Es mussten somit alle 14 mm der Schleifscheibenbreite entsprechende
Freispüldüsen angeordnet werden.
Bei einer Schleifscheibenbreite von 140 mm ergaben sich auf diese
Weise
Die gemeinsame Berücksichtigung der unterschiedlichen Anforderungen an die beiden Aufgaben – Kühlen des Schleifprozesses einerseits und Freispülen der Spankammern andererseits – erforderte zwei Druckerhöhungspumpen.The common consideration the different requirements for the two tasks - cooling the Grinding process on the one hand and flushing the chip chambers on the other - required two booster pumps.
Alle
diese Probleme werden mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen vermieden, wie
das aus
In
Bei
der Ausgestaltung gemäß
Weitere
Gestaltungsmöglichkeiten
sind in
Es ist aber auch möglich, nur einen einzigen Träger mit einer einzigen Sprühdüse vorzusehen und diesen eine abgewinkelte Bewegungsbahn durchlaufen zu lassen.It is also possible just a single carrier to be provided with a single spray nozzle and let it go through an angled trajectory.
Die
Bewegungsbahn muss nicht in jedem Fall geradlinig verlaufen. Bei
gewölbten
Schleifscheiben kann auch eine im Abstand zur Oberfläche der Schleifscheibe
verlaufenden gewölbte
Bewegungsbahn in Betracht gezogen werden. Eine gekrümmte Bewegungsbahn
kommt im Fall der
In Anpassung an die Bauweise bestehender Schleifmaschinen, insbesondere von Universal-Schleifmaschinen, wird man den Träger im allgemeinen in Form eines verfahrbaren Schlittens ausbilden, der CNC-gesteuert zu verfahren ist.In Adaptation to the design of existing grinding machines, in particular of universal grinders, the carrier is generally in shape of a movable carriage, to move the CNC-controlled is.
- 11
- Schleifscheibegrinding wheel
- 22
- Rotationsachseaxis of rotation
- 33
- Schleifbelag/schleifwirksame OberflächeAbrasive coating / abrasive effective surface
- 44
- stationäre Verteilerleitungstationary distribution line
- 55
- Sprühdüsespray nozzle
- 66
- Sprühstrahlspray
- 77
- beweglicher TrägerPortable carrier
- 88th
- Bewegungsbahntrajectory
- 9, 109 10
- Bewegungsrichtungmovement direction
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE2003122991 DE10322991A1 (en) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | Work-piece grinding method e.g. using rotary grinding disc, involves angularly displacing spraying medium to contact point on grinding surface relative to axis of rotation of grinding disc |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=33441100
Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal | ||
8165 | Unexamined publication of following application revoked |