DE1502752B2 - Verfahren zur herstellung eines werkstueckes mittels feilartigem werkstoffabtrages - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Werkstücken, die aus einer Richtung von einer Gegenform abdeck- oder ausfüllbar sind. Dabei wird ein feilartiger Werkstoffabtrag vorgenommen, wobei das Werkzeug eine der Gegenform annähernd entsprechende Arbeitsfläche besitzt, wie sie beim Feilbearbeiten an sich bekannt ist (deutsche Patentschrift 857 725).

Aus »Werkstatt und Betrieb«, Heft 8, 1950, S. 359 und 360 und aus der deutschen Patentschrift 664 805 ist es bekannt, zum Bohren von vielkantigen Löchern eine Werkzeugbearbeitung mit Relativdrehung zwischen Werkstück und Werkzeug anzuwenden. Mit rotierendem Werkstück oder Werkzeug können nur rotationssymmetrische regelmäßige vielkantige Löcher erzeugt werden, es ist nicht möglich, beliebig gestaltete Formen zu erzeugen.

Aus dem Industrieanzeiger, Heft 35, 1961, S. 591 bis 598, ist eine Ultraschallbearbeitung harter Materialien bekannt, bei der ein Schnittstempel oder ein Prägestempel an das Werkstück angepreßt und gleichzeitig mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt wird. Damit können aber nur kleine Werkstücke bearbeitet werden, da es praktisch unmöglich ist, große Werkzeuge in die für die Ultraschallbearbeitung erforderlichen Schwingungen zu versetzen. Auch ist bei dieser Bearbeitung, bei der das Werkzeug über Schallkonusse mit dem Schwingungserreger verbunden ist, praktisch nur die Erzeugung von Schwingungen in Vorschubrichtung möglich, wodurch sich der Bearbeitungsvorgang auf die Stirnfläche beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit von einer Gegenform abdeck- oder ausfüllbaren Oberfläche auf dem bekannten Wege des feilartigen Abtragens mittels eines Werkzeugs, dessen Arbeitsfläche annähernd der Gegenform entspricht zu schaffen, das bei hoher Arbeitsproduktivität die Herstellung von Werkstücken auch unregelmäßiger Gestalt und mit großen Oberflächen gestattet.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Arbeitsbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück aus einer mit der Abdeckrichtung übereinstimmenden Längsbewegung und einer Querschwingung entlang einer geschlossenen Bahn unter Parallelhaltung des Werkzeugs zu sich selbst gebildet wird. Auf diese Weise erfolgt ein Abtragen entlang einer Bahn, die der gewünschten Form des Werkstücks entspricht; dabei entsteht ein geringer, sich aus der Querschwingung ergebender Spalt.

Der Vorzug der Erfindung besteht darin, vollmechanisch Werkstücke beliebiger geometrischer Ausmaße sehr exakt herstellen zu können.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, die Größe der Bearbeitungsquerschnitte bei gleichbleibenden Ausmaßen des Werkzeugs während des Betriebs der Vorrichtung verändern zu können.

Je nach der Form des herzustellenden Werkstücks ist es vorteilhaft, daß der feilartige Werkstoffabtrag fortschreitend entlang einer stetig gekrümmten oder schraubenlinienförmigen oder auch quadratischen Bahn erfolgt.

Besonders exakte Formen erzielt man dann, wenn der feilartige Werkstoffabtrag auf geschlossenen, den Profilen der Oberflächen des Werkstücks in der Schnittebene entsprechende Bahnen erfolgt.

Je nach der Form des herzustellenden Werkstücks kann es vorteilhaft sein, die Amplitude der Querschwingungen im Laufe der Bearbeitung zu ändern.

Vorzugsweise wird, um das feilartige Abtragen zu erleichtern und zu beschleunigen, zusätzlich ein elektrolytisches Abtragen oder ein Abtragen durch Schleifmittelsuspensionen vorgesehen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist vorteilhafterweise einen Längsvorschub- und einen Schwingungsantrieb für das Werkzeug bzw. Werkstück sowie eine die Rotation des schwingungsgetriebenen Werkstücks bzw. Werkzeugs verhindernde Führung auf.

Vorzugsweise weist der Schwingungserzeuger zwei Nocken oder ein Exzenterpaar auf, die einem Halter des Werkstücks bzw. Werkzeugs gleichzeitig Schwingungen in zueinander senkrechten Richtungen in einer Ebene vermitteln.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung besteht darin, daß eine Verstellvorrichtung zur Änderung der Schwingungsamplitude des Halters in Form eines Planetengetriebes vorgesehen ist, dessen zwei Glieder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1: 1 mit dem Exzenterpaar verbunden sind und daß ein drittes Glied als Einstellvorrichtung der beiden ersten Glieder zueinander ausgebildet ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Verbindung des Halters mit dem Gehäuse gegen zwei parallele Scheiben abgestützte radial bewegbare Kugeln aufweist.

Vorzugsweise wird die die Rotation verhindernde Führung als Kreuzklauenführung oder als Parallelhebelsystem ausgebildet.

Es ist vorteilhaft, daß die der Oberfläche des Werkstücks entsprechende Arbeitsfläche des Werkzeugs durch. Elektroerosion erzeugte Schneiden aufweist.

Die Anwendung der Erfindung zur Herstellung von Elektroden aus Graphit ermöglicht es, den Arbeitsprozeß vollständig zu mechanisieren, die Produktivität auf das 10- bis 25fache zu steigern und die Genauigkeit der Bearbeitung um das 3- bis 5fache zu erhöhen.

Nachstehend wird das Verfahren an Hand von Ausführungsbeispielen der Vorrichtung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema der Kinematik einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

F i g. 2 bis 4 Ausführungsvarianten der die Rotation des Werkstücks bzw. Werkzeugs verhindernden Führung,

F i g. 5 den Querschnitt des Werkstücks und des Werkzeugs in einer Schnittfläche, die mit den Kreisbewegungsbahnen des Werkzeugs bezüglich des Werkstücks zusammenfällt.

F i g. 6 verschiedene Lagen des Werkzeugs bezüglich des Werkstücks bei einer Bewegung des Werkzeugs entlang einer quadratischen Bahn,

F i g. 7 ein Schema der Kinematik der Vorrichtung zur Gewinnung einer krummlinigen Bewegung des Werkzeugs oder Werkstücks mit Hilfe von Nocken, F i g. 8 ein Werkzeug zur Behandlung von Oberflächen,

F i g. 9 ein mit Hilfe des in F i g. 8 dargestellten Werkzeugs erhaltenes Werkstück,
ίο Fig. 10 ein Werkzeug zur Bearbeitung einer Oberfläche und dessen Halter auf einer Drehbank montiert,

Fig. 11 einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 10, F i g. 12 eine Vorrichtung in Vorderansicht zur Bearbeitung von Oberflächen,

Fig. 13 einen Schnitt nach Linie B-B der Fig. 12, Fig. 14 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeils »C« in F i g. 12.

Fig. 15 einen Schnitt nach Linie D-D der Fig. 14. Ein Werkstück 1 (Fig. 1) wird von einem Werkzeug 2 mit einer Angriffsfläche 3 bearbeitet, die eine dem herzustellenden Werkstück 1 ähnliche Form aufweist.

Zur Bearbeitung wird ein Rohling in Richtung des Pfeils d durch eine Vorschubeinrichtung 4 verschoben. Das Werkzeug 2 ist an einem Halter 5 befestigt und erhält Querschwingungen von einem Motor 6 über ein Wechselgetriebe 7, eine Welle 8 und einen Exzenter 9. Der Halter 5 steht mit einer Führung 10 in Wirkverbindung, die eine Rotation des Werkzeugs 2 verhindert.

Durch den gegeneinandergerichteten Vorschub von Rohling und Werkzeug 2 erfolgt das Eindringen des Rohlings in die Hohlform des Werkzeugs 2 unter feilartiger Werkstoffabtragung.

Die eine Rotation des Werkzeugs 2 verhindernde Führung 10 kann in Abhängigkeit von der Gestalt der zu bearbeitenden Oberfläche verschieden ausgeführt sein. Die in F i g. 2 dargestellte Führung 10 ist als Parallelhebelsystem 11,12,13,14 ausgebildet, die Hebelarme 11 und 14 sind am Gestell der Vorrichtung und die Hebelarme 12 und 13 an einem Pleuel 15 gelenkig befestigt. Der Pleuel 15 ist entweder mit dem Halter 5 oder mit der Werkstückhalterung gekoppelt. Die Bewegung des Halters durch den Pleuel 15 wird durch die Länge der Hebelarme 11, 12, 13, 14 bestimmt.

Die in F i g. 3 dargestellte Führung 10 besteht aus zwei gelenkig verbundenen Hebelarmen 16 und 17, die gleichzeitig mit der Vorschubbewegung des am Hebelarm 17 befestigten Halters des Werkstücks 1 oder des Werkzeugs 2 kleine Winkelverschiebungen ermöglichen.

In F i g. 4 ist in zwei Ansichten die Führung 10 als Kreuzklauenführung ausgebildet dargestellt. Ein Teil 18 der Kreuzklauenführung ist fest mit einem Halter verbunden und gleitet in einer Führung 19 eines zweiten Teils 20, der wiederum in einer senkrecht zur Führung 19 angeordneten Führung 21 am Rahmen der Vorrichtung gleitet.

F i g. 5 veranschaulicht die Profilbildung an einem Werkstück 21 in einem seiner Querschnitte durch die Fläche, in der die Führungsbahnen der sich bewegenden Werkzeugpunkte liegen, die äquidistant zum Profil eines abtragenden Werkzeugs 24 verlaufen. Das Profil am Werkstück 21 bildet sich längs der Umbiegungslinie 22 der Führungsbahn 23, die durch Punktbewegungen der Arbeitsoberfläche des abtragenden

Werkzeugs 24 entstehen. Die Ausmaße und Radien der Kurvenabschnitte des vom Werkzeug 24 während der Bearbeitung umfaßten Werkstücks 21 sind geringer, die entsprechenden Ausmaße und Radien des umfassenden Werkzeugs 24 um die Amplitude der Querschwingungen größer. Die Schwingungsamplitude kann während der Bearbeitung geregelt und verändert werden, wie dies weiter unten beschrieben ist. Die feilartige Abtragung wird bei der Bearbeitung der Oberflächen, die mit den Führungsbahnen 29 des Werkzeugs 24 nicht zusammenfallen, nacheinander durch alle Abtragungselemente des Werkzeugs 24 im Augenblick seiner Berührung mit dem Werkstück 21 vorgenommen. Im Laufe der übrigen Zeit entstehen zwischen Werkstück 31 und Werkzeug 21 Spielräume, welche die Entfernung der abgetragenen Späne erleichtern.

Bei der Bearbeitung von Oberflächen, die mit jenen Oberflächen zusammenfallen, in denen die Führungsbahnen liegen, trägt das Werkzeug die ganze Zeit hindurch vom Werkstück 21 ab. In diesem Fall werden dem Werkstück 21 oder dem Werkzeug 24 zur besseren Entfernung der Späne eine zusätzliche Bewegung verliehen in senkrechter Richtung zu den Oberflächen, in denen die Führungsbahnen liegen, welche das Abtragen und die Formbildung gewährleisten.

Die die Formbildung sichernden Führungsbahnen werden so gewählt, daß sie den erforderlichen Oberflächenprofilen ähneln, was die Gewinnung einer Oberfläche mit minimalen Verzerrungen ermöglicht. So ist es z. B. bei der Bearbeitung von Werkstückaushöhlungen mit rechtwinkligen Profilen zweckmäßig, dem Werkstück oder Werkzeug Bewegungen auf quadratischen Führungsbahnen zu geben, wie dies in F i g. 6 dargestellt ist. Dies gestattet, eine Abrundung der Ecken bei einer Aushöhlung sogar in den Fällen zu vermeiden, wo ihre Oberflächen vom Werkzeug umfaßt werden.

Beliebige erforderliche Führungsbahnen für Bewegungen eines Werkstücks oder Werkzeugs können mit Hilfe von Nocken erzielt werden. Das Schema der Kinematik einer Längs-Vorschub- und Querschwingungserzeugung eines Werkstück- oder Werkzeughalters längs verschiedener Führungsbahnen ist in F i g. 7 dargestellt. Ein Halter 25 bewegt sich längs der Achse y auf Führungen 26 und 27 unter Einwirkung der Nocken 28 nach oben und unter Einwirkung von Federn 29 und 30 nach unten. Die Führungen 26 und 27 bewegen sich zusammen mit dem Halter 25 längs· der Achse χ auf Führungen 31 und 32 unter Einwirkung von Nocken 33 nach rechts und unter Einwirkung von Federn 34 und 35 nach links.

Die Nocken 28 und 33 sind an einer Welle 36 befestigt und werden durch einen Motor 37 über ein Getriebe 38 in Bewegung gesetzt. Die Profilform der Nocken 28 und 33 bestimmt die den Bewegungsablauf des Halters 25 in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen. Die resultierende Bewegung ist aus den Profilen der verwendeten Nocken 28 und 33. So ist z.B. in einem Sonderfall, wenn der Bewegungsablauf des Halters 25 unter Einwirkung der Nocken 28 und 33 durch die Gleichungen χ = r sin-ω ί und y = r cos ω t ausgedrückt werden kann (wobei ω die Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Welle 8, t — die Zeit ist), die Führungsbahn der summarischen Bewegung ein Kreis mit dem Radius r.

Zur Erzielung von Bewegungen auf quadratischen Führungsbahnen müssen die Nocken 28 und 33 abwechselnd im Laufe einer Vierteldrehung der Welle 36 wirken. In diesem Fall erfolgt die Bewegung des Halters 25 mit dem Werkzeug 39 (F i g. 6) im ersten Viertel (F i g. 6 a) nur in Richtung χ unter Einwirkung der Nocken 33. Im zweiten Viertel (F i g. 6 b) bleibt die Bewegung in Richtung χ aus, und mit Hilfe der Nocken 28 wird das Versetzen des Halters in

ίο Richtung y bewerkstelligt. Weiterhin folgt die Rückverlagerung des Halters in Richtung χ (F i g. 6 c), danach in Richtung y (F i g. 6 d) usw.

Um den Bearbeitungsvorgang bei Gestaltung komplizierter Oberflächen zu intensivieren, ist es zweckmäßig, zwischen einem Werkstück und Werkzeug einen Elektrolyten durchzupumpen und elektrischen Strom durchzuleiten. Dadurch erfolgt gleichzeitig eine mechanische und elektrochemische Einwirkung auf die Oberfläche des Werkstückes, d. h. es kommt zu einer Anodenauflösung des Werkstoffes des Werkstücks und es erfolgt die mechanische Entfernung von Häutchen von dessen Oberfläche, die sich bei der Durchleitung des elektrischen Stroms bilden. Für die elektromechanische Behandlung der Oberflächen wird das Werkstück aus stromleitendem Stoff gefertigt.

Die Arbeitsoberflächen des Werkzeugs können glatt geriffelt oder mit einem Schleifmittel belegt ausgeführt werden. Schleifmittel können auch zur Gewinnung einer Schleifsuspension in den Elektrolyt eingeführt werden. Die Verwendung von. elektrischem Strom und das Durchpumpen eines Elektrolyten steigern die Arbeitsproduktivität gegenüber der rein mechanischen Bearbeitung um das 3- bis 4fache.

In F i g. 8 ist eines der Werkzeuge abgebildet, welches für die Bearbeitung komplizierter Oberflächen, unter anderem bei der Herstellung einer in F i g. 9 dargestellten Elektrode für die Elektroerosionsbearbeirung, verwendet werden können. Die Arbeitsoberfläche des Werkzeugs weist Schneidelemente auf. An der Stirnseite 39 des Werkzeugs sind die Schneidelemente in Form von Kerben ausgeführt und dienen zur Bearbeitung einer Oberfläche 40 (Fig. 9). Der profilierte Innenteil 41 des Werkzeugs weist durch Elektroerosion erzeugte Schneiden auf, die zur Behandlung der Oberflächen 42 dienen. Die Schneidelemente an den Arbeitsoberflächen des Werkzeugs können auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden, durch Belegen des Werkzeuges mit Schleifmitteln, durch Bildung von Rillen oder Kerben oder durch die Einführung einer Suspension mit Schleifmitteln in die Bearbeitungszone zwischen Werkzeug und Werkstück.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist teilweise in Fig. 10 und 11 dargestellt. Ein Werkzeug 43 ist durch Schrauben 44 an einem Halter 45 und am Gehäuse 46 der Vorrichtung befestigt, in die Lager 47 gebaut, welche ihrerseits mit einem Exzenterpaar zusammenwirken. Das Exzenterpaar besteht aus einer Exzenterbuchse 48 und einem Ansatz 49 einer Welle 50, die im Drehfutter 51 einer Drehbank eingespannt ist. Der Ansatz 49 liegt exzentrisch bezüglich der Achse 50. Die Hülse 48 wird am Ansatz 49 durch Schrauben 52 befestigt. Durch fixierte Dreheinstellung der Hülse 48 um den Ansatz 49 wird die Größe der Exzentrizität geregelt. Der Halter 45 ist am Gehäuse 46 durch die Schrauben 44 befestigt.

Die Querschwingung des Halters 45 mit dem Werkzeug 43 und des Gehäuses 46 bezüglich eines Gestells 53 der Vorrichtung wird durch eine Führung begrenzt, die aus gelenkig verbundenen Hebelarmen besteht. Der Arm 54 der Führung ist mit dem Halter 45 verbunden, und ein anderer Arm 55 ist durch Schrauben 56 am Gestell 53 der Vorrichtung befestigt. Weil der Arm 55 unbeweglich ist, bleibt der Arm 54 immer parallel zu seiner ursprünglichen Lage mit der Möglichkeit der Bewegung in Richtung der Abbildungsebene. Im Ergebnis der gemeinsamen Wirkung der Exzentervorrichtung und der Führung des Halters 45 wird dem Werkzeug 43 eine kreisförmige Schwingung verliehen.

Der zu bearbeitende Rohling wird auf dem Support (nicht gezeigt) der Vorrichtung befestigt und beim Längsvorschub gegen das Werkzeug 43 gedrückt. Das Werkzeug 43 enthält Löcher 57, die mit einem Kanal 58 in Verbindung stehen, der seinerseits mit einem Rohransatz 59 verbunden ist, durch den das Durchpumpen einer Flüssigkeit oder das Absaugen der Späne erfolgt.

Bei der Bearbeitung eines plastisch verformbaren Werkstücks preßt das Werkzeug die entsprechende Form am Werkstück ohne Spanabhebung aus.

Ein vollständiges Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstücks mittels feilartigem Werkstoffabtrag ist in F i g. 12 bis 15 dargestellt.

Wie aus F i g. 12 ersichtlich, besteht die Vorrichtung auf folgenden Baugruppen: dem Gestell, das aus einem Untergestell 60 und einem Tisch 61 besteht, einem Arbeitskopf 62, einem Vorschubmechanismus 63, einem Werkstückhalter 64, einem Elektroschrank 65, einer Schalttafel für die Hydraulik 66 und einer Staubabsaugvorrichtung (nicht gezeigt).

Der Arbeitskopf 62 ist bestimmt, einem Werkzeug Schwingungen zu verleihen und ist mit einer Vorrichtung versehen, welche die Schwingungsamplitude des Werkzeugs während des Betriebs zu regeln gestattet. Die Vibrationen, die im Arbeitskopf 62 entstehen, werden auf den Tisch 61 übertragen. Damit diese Vibrationen nicht auch auf den umgebenden Raum übertragen werden, wird der Tisch 61 und das Untergestell 60 durch Gummizwischenlagen 66' (F i g. 13) und Bolzen 67 mit Gummihülsen 68 verbunden.

Die Veränderung der Vorschubrichtung des Werkstückhalters 64 wird durch einen Umschalter 69, die Geschwindigkeitsveränderung der krummlinigen Schwingbewegung des Werkzeugs durch einen Umschalter 70 erzielt.

In der Vorrichtung ist die Vorschubvorrichtung 63 hydraulisch ausgeführt. Der Druck im hydraulischen System wird durch Manometer 71 kontrolliert. Die Reinigung der Flüssigkeit erfolgt durch ein Filter 72. Die Vorschubkraft der Vorschubvorrichtung 63 wird durch eine Drossel 73 geregelt.

Die Bewegung des Werkstückhalters 64 entlang von Führungen 74 erfolgt durch Endumschalter 75 und 76. Die Vorrichtung weist ein Steuerpult 77 (Fig. 12) auf. Ein Relais 78 gestattet, das Werkzeug bestimmte Male selbsttätig zurückzuführen, um die Späne, die während der Arbeit der Vorrichtung zwischen der Stirnseite des Werkzeugs und der zu bearbeitenden Oberfläche abgehoben werden, zu entfernen.

Der Arbeitskopf 62, in dem das Werkzeug an einem Halter 79 befestigt ist, ist folgenderweise gebaut. Im Gehäuse 80 ist eine Spindel 81 mit einer frei darauf sitzenden Hülse 82, mit einem Zahnkranz 83 gelagert. Die Spindel 81 ist in vier Kugellagern drehbar gelagert: in zwei Radialdrucklagern 84, die im Gehäuse 80 sitzen und in zwei Radiallagern 85, die in einer Pufferhülse 86 angeordnet sind, die mit dem Gehäuse 80 durch Schrauben 87 verbunden ist. Auf die Spindel 81 ist mit Hilfe eines Längskeiles 90, 88 eine Antriebsscheibe 89 und mit Hilfe eines Längskeiles ein Zahnrad 91 aufgesetzt. Außerdem sitzt auf der Spindel 81 frei drehbar ein Schneckenrad 92, in dem sich eine Achse 93 mit Zahnrädern 94 und 95 drehen kann. Das Zahnrad 95 ist mit dem Zahnrad 96 verzahnt, das seinerseits mit einem auf einer Achse 98 befindlichen Zahnrad 97 im Eingriff steht. Auf dem anderen Ende der Achse 98 ist ein Zahnrad 99 aufgesetzt, das mit dem Zahnkranz 83 zusammenwirkt. Die Achse 98 mit den Wälzlagern ist in einem Vorsprung 100 des Gehäuses 80 untergebracht.
Auf der rechten Seite (der Zeichnung nach) hat die Spindel 81 eine exzentrische Ausdrehung 101, auf der frei eine Exzenterhülse 102 sitzt, die mit einer Scheibe 103 durch ein Kugellager 104 verbunden ist. In die Exzenterhülse 102 ist ein Zapfen 105 eingepreßt, der in ein entsprechendes Zapfenloch 106 der Hülse 82 eingreift. Der Halter 79, der Radialnuten zur Befestigung des Werkstücks hat, wird an der Scheibe 103 durch Schrauben 107 und Stifte 108 befestigt. Eine Zentralbohrung 109 im Halter 79 ist über einen biegsamen Schlauch 110 mit einer staubabsaugenden Einrichtung verbunden (nicht gezeigt). An der Scheibe 103 ist an der dem Halter entgegengesetzten Seite mit versenkten Schrauben 111 eine trogartige Scheibe 112 befestigt, in welche eine flache Scheibe 113 gesetzt ist und in die Kugeln 114 untergebracht sind, die sich in Radialrichtung um die Hälfte des Halterganges bewegen können. Die Kugeln 114 werden in der trogartigen Scheibe 112 durch eine flache Scheibe 115 festgehalten, die an der Pufferhülse 86 befestigt ist. Die Kugeln 114 und die flachen Scheiben 113 und 115 sind dazu bestimmt, die axiale Vorschubbelastung während der Schwingbewegung des Halters 79 aufzunehmen.

Am unteren Teil des Halters 79 sind zwei Stützen 116 und 117 (F i g. 14) befestigt, die durch ein Parallelhebelsystem, das aus vier gelenkig gelagerten Hebeln 118, 119, 120 und 121, aus einem Querstück 122 und Verbindungsbolzen 123 besteht, den Halter 79 mit dem unbeweglichen Tisch 61 der Vorrichtung mit Hilfe von Schrauben 124 verbinden.

Das Schneckenrad 92 ist mit einer Schnecke 125 verzahnt, die durch einen Planetenreduktor (ist nicht gezeigt) mit einem Schwungrad verbunden ist. Der Planetenreduktor ist zur. Synchronisierung der Abschnittsdrehungen des Schwungrades und der Exzenterhülse 102 vorgesehen.

Der Arbeitskopf arbeitet folgenderweise: Beim Rotieren der Antriebsscheibe 89 wird ihre Bewegung einerseits unmittelbar auf die Spindel 81, andererseits auf die Exzenterhülse. 102 über die Zahnräder 91, 94, 95, 96, 97 und 99, die Hülse 82 und den Zapfen 105 übertragen. Die Zahl der Zähne an den Zahnrädern ist so gewählt, daß das Übersetzungsverhältnis gleich eins ist. Dadurch haben die Spindel 81 und die darauf sitzende Exzenterhülse 102 die gleichen Winkelgeschwindigkeiten und drehen sich als ein Teil. Auf diese Weise vollzieht im Ergebnis der Spindeldrehung 81 jeder Punkt des Halters 79, der mit dem Tisch 61

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durch das Parallelhebelsystem verbunden ist, Kreisbewegungen mit einem Radius, der der Summe der Exzentrizitäten der Exzenterhülse 102 und der exzentaschen Ausdrehung 101 der Spindel 81 entspricht. Eine Veränderung der Exzentrizitätssumme wird durch eine Drehung der Exzenterhülse 102 bezüglich der exzentrischen Ausdrehung 101 der Spindel 81 vorgenommen, und zwar durch eine Drehung des Schwungrades 126 mit dem Radabschnitt, der mit der Schnecke 125 verbunden ist. Bei einer Drehung der Schnecke 125 erfährt das Schneckenrad 92 und die darin sitzende Achse 93 mit den zwei drehbaren Zahnrädern 94 und 95 eine zusätzliche Drehung. Diese zusätzliche Drehung summiert sich mit der Hauptdrehung der Zahnräder 94 und 95 und wird über die Zahnräder 96, 97, 99 den Zahnring 83, die Hülse 82 und den Zapfen 105 auf die Exzenterhülse 102 übertragen, die sich bezüglich der exzentrischen Ausdrehung 101 der Spindel 81 dreht, wobei sie die Exzentrizitätssumme und entsprechend die Radiusgröße der Kreisbewegungen der Punkte des Halters 79 verändert. Somit ist eine Veränderung der summarischen Exzentrizität während des Arbeitsvorganges möglich. Eine Veränderung der Drehzahl der Spindel 81 erfolgt durch eine Geschwindigkeitsveränderung des Motors.

Beim Drehen der Spindel 81 gerät der Halter 79 und das daran befestigte Werkzeug in Schwingungen. Dabei vollführt jeder Punkt des Halters 79 (des Werkzeugs) eine Bewegung längs einer Führungsbahn, deren Radius der Exzentrizitätssumme der exzentrischen Ausdrehung 101 der Spindel 81 und der Exzenterhülse 102 gleich ist. Der am Halter 64 befestigte Rohling (F i g. 12) wird gegen das Werkzeug durch einen Druckzylinder (nicht gezeigt) des Vorschubmechanismus 63 mit einer bestimmten Kraft angedrückt.

Im Ergebnis der Schwingbewegungen des an den Rohling durch die Vorschubkraft gedrückten Werkzeugs bildet sich am Rohling ein Werkstück mit einer Form, die dem geometrischen Umriß der Arbeitsoberfläche des Werkzeugs entspricht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Werkstükkes mit aus einer Richtung von einer Gegenform abdeck- oder ausfüllbarer Oberfläche mittels feilartigen Werkstoffabtrages, durch ein Werkzeug, dessert Arbeitsfläche annähernd der Gegenform entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbewegung des Werkzeuges relativ zum Werkstück aus einem mit der Abdeckrichtung übereinstimmenden Längs-Vorschub und einer Querschwingung entlang einer geschlossenen Bahn, unter Parallelhaltung des Werkzeuges zu sich selbst gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feilartige Werkstoffabtragung entlang einer stetig gekrümmten Bahn erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feilartige Werkstoffabtragung fortschreitend entlang einer schraubenlinienförmigen Bahn erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Bahn der feilartigen Werkstoffabtragung quadratisch ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Querschwingungen im Lauf der Bearbeitung geändert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das feilartige Abtragen mit einem gleichzeitigen elektrolytischen Abtragen verbunden ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feilartige Abtragen mit einem gleichzeitigen Abtragen durch Schleifmittelsuspensionen verbunden ist.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Längsvorschub und einen Schwingungsantrieb für das Werkzeug bzw. das Werkstück sowie durch eine die Rotation des schwingungsgetriebenen Werkstücks (1, 21) bzw. -zeugs (2, 24, 39, 43) verhindernde Führung (10).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger zwei Nocken (28, 33) oder ein Exzenterpaar (48, 49) aufweist, die einem Halter (25, 45) des Werkstücks (1, 21) bzw. -zeugs (2, 24, 39, 43) gleichzeitig Schwingungen in zueinander senkrechten Richtungen in einer Ebene vermitteln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellvorrichtung zur Änderung der Schwingungsamplitude des Halters (79) in Form eines Planetengetriebes vorgesehen ist, dessen zwei Glieder (81,102) mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 mit dem Exzenterpaar verbunden sind und daß ein drittes Glied (125) als Einstellvorrichtung der beiden ersten Glieder (81,102) zueinander ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Halters (79) mit dem Gehäuse (80) gegen zwei parallele Scheiben (113, 115) abgestützte radial bewegbare Kugeln (114) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rotation verhindernde Führung (10) als Kreuzklauenführung (18,19, 20, 21) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rotation verhindernde Führung (10) als Parallelhebelsystem (11, 12, 13, 14, 118 119, 120, 121) ausgebildet ist.

14. Werkzeug für die Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Oberfläche des Werkstücks entsprechende Arbeitsfläche des Werkzeugs (2,24, 39, 43) durch Elektroerosion erzeugte Schneiden aufweist.