DE1946749A1

DE1946749A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen mit hoher Schleifgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE1946749A1
Application number: DE19691946749
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kusakabe; Kenji Suzuki
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1968-09-19
Filing date: 1969-09-16
Publication date: 1970-05-06

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen mit hoher Schleifgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen mit hoher Schleifgeschwindigkeit.
Zur Erhöhung der Schleifwirkung werden iJochgeschwindig keitsschleifmaschinen benutzt, bei denen die Vorschubgeschwindigkeit für das Vorschleifen ebenso anwächst, wie die Schleifscheibengeschwindigkeit. Bei solchen Hochgeschwindigkeitsschleifmaschinen steigt jedoch die Oberflächentemperatur des Werkstückes stark an.
Da sich üblicherweise ein Nachschleifen und Ausfunken direkt an das Vorschleifen anschließt, dehnen sich das Werkstück und die Fühler der Vorrichtung zur Größenbestimmung durch Hitzeeinfluß aus, so daß die endgültige Größe des Werkstückes kleiner als beabsichtigt wird.
Auf der anderen Seite braucht es lange Zeit, bis die Oberflächentemperatur des Werkstückes, die durch das Vorschleifen erhitzt ist, während des anschließenden Nachschleifens oder Ausfunkez auf eine Temperatur abgefallen ist, die ohne Einfluß auf die genaue endgültige Größe wäre. Obwohl beim Schleifen mit hoher Geschwindigkeit die Schärfe der Körner nicht abstumpft, wird die peripherale Oberfläche der Schleifscheibe beim Vorschleifen rauh, wenn die Geschwindigkeit der Schleifscheibe gegen das Werkstück beträchtlich zunimmt, da bei einem solchen Vorschleifen die Körner der Schleifscheibe zerbrechen und von der Schleifscheibe abfallen.
Daher wird beim folgenden Nachschleifen die gewirlscllte endgültige Oberfläche des Werkstückes nicht erhalten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtungen-zum Schleifen mit hoher Schleifgeschwin digkeit zu schaffen, durch die ein fertig geschliffenes Werkstück von genauer gewünschter Größe erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Schleifen von werkstücken auf einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Schleifmaschine vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schleifscheibe mit hoher Vorschubgeschwindigkeit an das Werkstück herangeführt wird, kurz vor Berührung des Werkstückes die Vorschubgeshwindigkeit verringert wird, mit verringerter Geschwindigkeit vorgeschliffen wird, anschließend die Schleifscheibe vom Werkstück zurückgenommen wird, für eine vorbestimmte Zeit in z.urückgenommener Stellung verbleibt, dann mit hoher Geschwindigkeit wieder gegen das Werkstück gebracht wird, bei verringerter Geschwindigkeit der verbliebene Betrag entsprechend der Abweichung des werkstückes durch Temperatureinwirkung abgeschliffen wird, mit noch geringerer «eschwindigkeit nachgeschliffen und ausgefunkt wird und daß endlich die Schleifscheibe mit hoher Ge schwindigkeit in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wobei während dieses Vorganges das Werkstück zusätzlich gekühlt wird.
Vorteilhaft wird während der vorbestimmten Zeit, in der die Schleifscheibe zwischen Vorschleifen und Nach~ schleifen zurückgenommen ist, die Schleifscheibe abgezogen und die Stellung der Schleifscheibe entsprechend dem Betrag,um den sich die Schleifscheibe verkleinert hat, ausgeglichen.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Schleifmaschine mit einem Bett, einem Schleifscheibenträger, der auf dem Bett angeordnet ist, einer Schleifscheibe, die auf dem Schleifscheibenträger drehbar gelagert ist, einem Aufspanntisch, der auf dem Bett angeordnet ist und der ein Werkstück trägt, einem Kühlorgan mit einem Kühler zum Kühlen einer Kühlflüssigkeit, die das Werkstück während des Schleifvorganges kontinuierlich kühltsvorgeschlagen, die durch Vorschuborgane zum Bewegen der Scheifscheibe zu und von dem Werkstück weg, durch Schleifscheibenrückzugsorgane, die die Vorschuborgane bewegen, um die Schleifscheibe für eine vorbestimmte Zeit von der Schleifstellung am Werkstück zu einer vorbestimmten Stellung nach dem Vorschleifen zurückzuziehen, und durch Mittel zum Erzeugen eines Signales nach der vorbestimmten Zeit, um die Schleifscheibe zum Nachschleifen wieder gegen das Werkstück vorzubewegen, gekennzeichnet ist.
Vorteilhaft sind Organe vorgesehen, um die Schleifscheibe mit hoher oder verringerter Geschwindigkeit zu bewegen.
Ferner ist ein Meßorgan zum Messen der Oberflächentemperatur des Werkstückes an der Schleifmaschine angebracht, das ein Signal erzeugt, um die Schleifscheibe zum Nachschleifen wieder gegen das Werkstück vorzubewegen, wenn die Oberfläche des Werkstückes auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlt ist.
Zusätzlich können eine Schleifscheibenabziehvorrichtung zum Abziehen der peripheralen Oberfläche der Schleifscheibe während einer vorbestinimton Zeit und Schleifscheibenausgleichsorgane zum Ausgleichen der Stellung der Schleifscheibe im Bezug auf das Werkstück in der gleichen Relation wie vor dem Abziehen während der vorbestimmten Zeit vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, Schleifscheibenanhalteorgane zum Betätigen der Vorschuborgane vorzusehen, um die Schleifscheibe nach dem Vorschleifen für eine vorbestimmte Zeit in Schleifstellung am Werkstück anzuhalten, um sie in dieser Stellung abziehen zu können.
Die Erfindung wird in einigen Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 zeigt Versuchsergebnisse, die die Oberflächentemperaturen eines Werkstückes beiverschiedeneu Schleifzeiten und Vorschubgeschwindigkeiten der Schleifscheibe wiedergeben.
Fig. 2 zeigt Versuchsergebnisse, die die Abnahme des Werkstückdurchmossers bei verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und Ruckzugsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe vom Werkstück wiedergeben.
Fig. 3 ist ein hydraulisches Diagramm einer Hochge schwindigkeitsschleifmaschine nach der Erfindung.
Fig. 4 zeigt einen Schleifzyklus der Hochgeschwindig keitsschleifmaschine nach den Fig. 3 und 7 in Diagrammform.
Fig. 5 zeigt Versuchsergebnisse, die einen Vergleich der Änderungen der Oberflächentemperatur des Werkstückes für den Fall darstellen, daß die Schleifscheibe vom Werkstück zurückgeht, um das werkstück nach dem Vor schleifen zu kühlen, und für den Fall, daß das Ausfunken fortgesetzt wird, ohne daß die Schleifscheibe nach dem Vorschleifen zurückgenommen wird.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung zur Signalerzeugung zeigt.
Fig. 7 ist ein hydraulisches Diagramm der Hochgeschwindigkeitsschleifmaschine nach der Erfindung mit zusätzlichen Anordnungen.
Nach Fig. 1 nimmt die Oberflächentemperatur eines Werkstückes, die mit einem Wert abzüglich der Lufttemperatur angegeben ist, in dem Maße zu, wie die Geschwindigkeit der Schleifscheibe von 1 mm je Minute über 5 mm je Minute bis 15 mm je Minute zunimmt. Beispielsweise erhöht sich die Oberflächentemperatur des Werkstückes bei einer Geschwindigkeit von 15 mm je Minute auf etwa 1150 c nach 3 Sekunden vom Beginn des Schleifvorganges an; Da das Werkstück selbst und die Organe für die gewünschte Größenbstim«ng durch Einfluß der Hitze sich ausdehnen, muß die Oberflächentemperatur des Werkstückes, das sich während des Vorschleifens erhitzt, gerade ehe- das Nachschleifen oder Ausfunken einsetzt auf eine Temperatur heruntergebracht werden, die ohne Einfluß auf die endgültige Größe ist.
Nach Fig. 2 liegt der Betrag, um den der Werkstück durchmesser geringer wird, um etwa 90 höher als vorbestimmt, wenn die Schleifscheibe gegen das Werkstück mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 15 mm je Minute angedrückt wird und dann mit einer schnellen Rückzugs geschwindigkeit von 15 mm je Minute sofort zurückgenommen wird. Auf der anderen Seite liegt der Betrag um etwa 200 » höher als vorbestimmt, wenn die Schleifscheibe mit einer hohen Geschwindigkeit von 15 mm je Minute gegen das Werkstück gedrückt wird und dann mit einer Hückzugsgeschwindigkeit von 2 mm je Minute zurückgenommen wird. Wenn die Vorschubgeschwindig keit für das Vorschleifen zur Steigerung der Schleif wirkung berächtlich erhöht wird, wird ein noch größerer Betrag des Werkstückes als vorbestimmt abgeschlif-' fen. Nach der Erfindung jedoch wird dieser Betrag, um den das Werkstück mehr als vorbestimmt abgeschliffen wird, weniger, da die Rückzugsgeschwindigkeit der Schleifscheibe beträchtlich wächst.
Nach Fig. 3, die die Anfangsbedingungen des Schleifvorganges zeigt, ist auf einem Bett 1 ein Schleifscheibenträger 2 gleitbar angeordnet, der eine drehende Schleifscheibe 3 trägt. Auf dem Bett 1 sitzt ferner eine hydraulische Antriebsvorrichtung 4 für eine hohe Geschwindigkeit, die aus einem Zylinder 4as einem Kolben 5 und einer Kolbenstange 5a besteht. Mit dem Kolben 5 ist eine Vorschubspindel 6 verbunden, die mit einer auf dem Schleifscheibenträger 2 sitzenden Mutter 7 zusammenwirkt. Zwischen der Mutter 7 und einer Mutter 8 ist eine Feder 9 angeordnet, um den toten Gang zwischen der Spindel 6 und der Mutter 7 aufzuheben. Das Stangenende und das Kopfende des Zylinders 4a sind durch entsprechende Leitungen 13 und 14 mit einem Umschaltventil 15 verbunden. Rechts von der Spindel 6 ist ein Zahnrad 10 angeordnet, das über ein Zwischenzahnrad 11 mit einem Zahnrad 16 zusammenwirkt, das am rechten Ende eins Antriebswelle 12 sitzt. Rechts vom Zahnrad 10 ist eine Stange 6a angeordnet, die einen Anschlagnocken lOa trägt, der mit einem Begrenzungsschalter LS 4 zusammenwirkt, der sichert, daß der Schleifscheibenträger 2 in der Stellung steht, die gezeigt ist. Ein von Hand betätigbares Stellrad 17 ist am linken Ende der Antriebswelle 12 zum Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit der 3 von Hand angeordnet. Die Antriebswelle 12 ist auch mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 20 für eine geringe Geschwindigkeit verbunden, die aus einem Zylinder ZOa, einem Kolben 19 und einer Kolbenstange 21 besteht. Die Antriebswelle 12 wirkt dazu über eine Kupplung 18, die entweder zur Bewegung des Schleifscheibenträgers 2 von Hand oder automatisch betätigbar ist, mit einer Zahnstange zusammen, die an der Kolbenstange 21 sitzt. Das Stangenende und das Kopfende des Zylinders 20a sind durch entsprechende Leitungen 22 und 23 mit einem Umschaltventil 24 verhunden. ln der Leitung 22 ist ein den Flüssigkeitsstrom steuerndes Umschaltventil 25 vorgesehen und ein das Ausfunken steuerndes Umschaltventil 48. Die Kolbenstange 21 trägt einen Anschlagnocken 26, der bei Aufwärtsbewegung der Stange 21 einen Begrenzungsschalter LS 1 betätigt.
Zum Andern der Stellung der Schleifscheibe sind Organe vorgesehen, die aus einem Anschlag 27, der hin-und herbewegbar aber nicht drehbar im Bett 1 durch einen Keil 28 befestigt ist und am anderen Ende der Spindel 6 sitzt, einer Schraube 29, die drehbar aber in axialer Richtung nicht bewegbar im Bett 1 angeordnet ist und mit dem Anschlag 27 zusammenwirkt, und einem Zahnrad 30, das mit der Schraube 29 zusammenwirkt, bestehen. Es ist ferner eine die Bewegung des Anschlages steuernde hydraulische Antriebsvorrichtung 31 vorgesehen, die aus einem Zylinder 31a, einem Kolben 33 und einer Kolbenstange 32, auf der eine Zahnstange sitzt, die mit dem Zahnrad 30 zusammenwirkt, besteht. Das Stangenende und das Kopfende des Zylinders 31a sind durch entsprechende Leitungen 34, 35 mit einem Umschaltventil 36 verbunden. Die Kolbenstange 32 trägt einen Anschlagnocken 37, der bei Aufwärtsbewegung der Stange 32 einen Begrenzungsschalter LS 2 und auf der anderen Seite bei Abwärtsbewegung der Stange 32 einen Begrenzungsschalter LS 3 betätigt.
Eine Auslaßöffnung einer Pumpe 38 ist über eine Leitung 39 mit den Ventilen 15, 24 und 26 verbunden.
Auf dem Bett 1 ist auch ein Aufspanntisch 40 gleit bar angeordnet, auf dem eine Aufspannvorrichtung 41 zum Halten eines Werkstückes W befestigt ist. Eine Vorrichtung zum Dimensionieren 4, die mit dem Werkstück W zusammenwirkt, ist auf dem Tisch 40 angebracht.
Die Vorrichtung 42 gibt ein erstes Größensignal G 1 und ein zweiten Größensignal G 2 durch einen St euerschalter 43 entsprechend der Größe des Werkstückes W.
Eine Kühldüse 44, die gegen das Werkstück W gerichtet ist, ist durch einen Haltearm 44a an dem Bett befestigt.
Eine Auslaßöffnung einer Kühlpumpe 45 ist über ein Umschaltventil 46 und einen Kühler 47 für das Kühlen einer Kühlflüssigkeit mit der Kühldüse 44 verbunden.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung wird an Hand der Fig. 4 beschrieben, die den Schleifzyklus zeigt.
Durch Drücken eines Startschalters beginnt die Schleifscheibe 3 sich zu drehen und zur gleichen Zeit liefern die Pumpe 38 und die Kühlmittelpumpe 45 Druckflüssig keit und Kühlflüssigkeit. Danach werden durch Drücken eines Umlaufstartschalters Magnetspulen SOL 1 und SOL 2 erregt und die Ventile 15 und 24 in die entsprechenden Stellungen, die bei II (Fig. 3) angegeben sind, umgeschaltet, so daß die Druckflüssigkeit von der Pumpe 38 zu den entsprechenden Kopfenden der Zylinder 4a und 20a über entsprechende Leitungen 14 und 23 zugeS führt wird. Zur gleichen Zeit wird auch eine Magnetspule SOL 6 erregt und das Ventil 46 zu der Stellung, die bei II (Fig. 3) angegeben ist, umgeschaltet, so daß das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe 45 durch den Kühler 47 zu der-Kühlmitteldüse 44 geleitet wird. Dabei bewegen sich der Schleifscheibenträger 2 und die Schleifscheibe-3 mit einer hohen Geschwindigkeit V 1 von einem Punkt A 1 zu einem Punkt A 2 gegen das Werkstück W entsprechend der Bewegung der Kolben 5 und 19. Bei Berührung des einen Endes der Vorschubspindel 6 mit dem Anschlag 27 des die Schleifscheibenstellung ändernden Organes beim Punkt A 2 bewegt sich die Schleifscheibe 3 mit einer verringerten Geschwindigkeit V 2 zum Vorschleifen entsprechend der Bewegung des Kolbens 19. Die verringerte Geschwindigkeit V 2 wird durch einen Widerstand R 1 des Flüssigkeitsteuerventils 25 vorbestimmt und beträgt etwa 15 mm je Minute, wenn die Schleifwirkung zunimmt. Die Schleifscheibe, die eine Geschwindigkeit V 2 hat, trifft die Werkstückoberfläche B an einem Punkt A 37 um sie vorsuschleifen. An einem Punkt A 4 betätigt der Anschlagnocken 26, der auf der Kolbenstange 21 sitzt, den Gegen zungsschalter LS 1 um die Magnetspulen SOL t und SOL 2 auszuschalten und die Ventile 15 und 24 in die Stellungen, die bei 1 (Fig. 3) gezeigt sind, umzuschatten.
Dadurch werden die Kolben 5 und 19 zu ihren entsprechenden Stellungen, die in Fig. 3 gezeigt sind, zurückkehren und die Schleifscheibe 3 von dem Punkt A 4 zu dem punkt A 5 mit einer schnellen Rückzugsgeschwindigkeit V 1 zurückgenommen. Da bei der Trennung der Scllleifscheibe 3 vom Werkstück W die Hitzeerzeugung des werkstückes W, die beim Vorschleifen auftritt, angehalten wird und das Kühlmittel, das durch den Kühler 47 gekühlt wird, kontinuierlich dem Werkstück zugeführt wird, wird das Werkstück, das während des Vorschleifens heiß wurde, wirksam gekühlt. Ferner werden durch Betätigung des Begrenzungsschalters LS 1 ein Zeitmesser TR 1 eingeschaltet, gleichzeitig eine Magnetspule SOL 3 erregt und das Ventil 36 in die Stellung geschaltet, die bei II (Fig. 3) angegeben ist, so daß die Druckflüssigkeivt durch die Leitung 35 von der Pumpe 38 in das Kopfende des Zylinders 31a fließt.
So wird der Kolben 33 aufwärts bewegt, so daß der Anschlag 27 durch die Schraube 29 über eine vorbestimmte Länge nach links bewegt wird. Wenn der Zeitmesser TS 1 abgelaufen ist und ein Signal G 3 bei dem Punkt A 6 gibt, werden die Magnetspulen SOL 1 und SOL 2 erregt unidie Ventile 15 und 24 in die entsprechenden Stellungen, die bei II ( Fig. 3 ) angegeben sind, umgesdialtet, so daß die Schleifscheibe 3 wieder von dem Punkt A 6 zu dem Punkt A 7 mit einer hohen Geschwindigkeit V 1 gegen das Werkstück w gebracht wird. Bei der Berührung des Endes der Vorschubspindel 6 mit dem Anschlag 27 beim Punkt A 7 wird die Schleifscheibe 3 von dem Punkt A 7 zum Punkt A 8 mit einer verringerten Geschwindigkeit V 2 bewegt. Da die Bewegung der Schleifscheibe vom Punkt A 7 zum Punkt A 8 durchgeführt wird, um nur den verbliebenen Betrag entsprechend der Abweichung deE Werkstückes beim Vorschleifen abzuschleifen, wird das Werkstück, das während des Zurückgehens der Schleifscheibe durch das Kühlmittel gekühlt wurde, nur bis zu einem Wert erhitzt, der ohne Einfluß auf das folgende Nachschleifen ist' Wenn die Vorrichtung zur Größenbestimmung 42 das erste Größensignal G 1 bei Punkt A 8 gibt,wird eine Magnet- Spule SOL 4 erregt und das Ventil 25 umgeschaltet, so daß die verringerte Geschwindigkeit V 2 zu einer weiter reduzierten Geschwindigkeit V 3 geändert wird, die für das Nachschleifen geeignet und durch einen Widerstand R 2 des Flüssigkeitssteuerventils 25 vorbestimmt ist. Die weiter reduzierte Geschwindig keit V 3 beträgt gewöhnlich etwa 0,2 mm je Minute.
So wird das werkstück nachgeschliffen. Wenn die Vorrichtung zur Größenbestimmung 42 das zweite Größensignal G 2 bei einem Punkt A 9 gibt, wird eine Magnetspule SOL 5 erregt, das Ventil 48 zu der Stellung umgeschaltet, die bei II (Fig. 3) angegeben ist und ein Zeitmesser TR 2 für das Ausfunken eingeschaltet, wodurch die Bewegung des Kolbens 19 angehalten wird.
So wird ein Ausfunken vom Punkt A 9 zum Punkt A 10 durchgeführt. Wenn der Zeitmesser Tli 2 abgelaufen ist, werden die Magnetspulen SOL 1 SOL 2, SOL 3, SOL 4 und SOL 5 die entsprechenden Ventile 15, 24, 36, 25 und 48 alle abgeschaltet, um die Schleifscheibe 3 und die Kolben 5, 19 und 33 zu ihren entsprechenden Stellungen, die in Fig. 3 gezeigt sind, zurückzubringen. Wenn der Anschlagnocken lOa den Begrenzungsschalter LS 4 betätigt, wird eine Magnetspule SOL 6 abgeschaltet und das Ventil 46 zu der Stellung, die bei I (Fig. 3) angegeben ist, umgeschaltet, so daß die Kühlflüssigkeit nicht zu der Kühlmitteldüse 4k fließt. Nun ist der Schleifzyklus des Werkstückes W abgeschlossen.
Nach Fig. 5 ist die Oberflächentemperatur des Werkstückes, die als ein Wert abzüglich der Lufttemperatur angegeben ist, durch die ausgezogene Linie für den Fall dargestellts daß die Schleifscheibe für 10 Sekunden nach dem Vorschleifen von dem Werkstück zurückgenommen wird, uni durch die unterbrochene Linie für den Fall, daß das Ausfunken für 10 Sekunden nach dem Vorschleifen fortgesetzt wird. Die Überlegung der oben angegebenen Bedingungen ist die, daß die Oberflächentemperatur des Werkstückes nach 3 Sekunden vom Beginn des Vorschleifens des Werkstückes und bei einer Geschwindigkeit von 3 mm je Minute sich auf etwa 500 erhöht und nach weiteren 10 Sekunden auf etwa 30 C abfällt, wenn die Schleifscheibe von dem werkstück zurückgenommen wird, um das werkstück zu kühlen während die Oberflächentemperatur nur auf etwa 120 C fällt, wenn das Ausfunken fortgesetzt wird. Ebenso wird die Oberflächentemperatur nach 3 Sekunden vom Beginn des Vorschleifens des Werkstückes und einerGeschwindigkeit von 15 mm je Minute auf etwa 1150 c erhöht und fällt nach weiteren 10 Sekunden auf etwa 60 c, wenn die Schleifscheibe von dem Werkstück zurückgenommen wird1 während die Oberflächentemperatur nur auf etwa 200 C fällt, wenn daS Aus funken fortgesetzt wird. Benn das Ausfunken nach dem Vorschleifen fortgesetzt wird, wird somit das Nachschleifen bei einer geringeren Kühlung durchgeführt und das Ergebnis ist eine Verschlechterung der endgültigen Größengenauigkeit. Auf der anderen Seite ist offensichtlich, daß wenn die Schleifscheibe von dem Werkstück zurückgenommen Wird, die Oberflächentemperatur des Werkstückes, die während des Vorschleifens ansteigt, zu einem Wert abfällt, der ohne Einfluß auf das folgende Schleifen ist.
Nach Fig. 6 wird die Schleifscheibe vom Werkstück zurückgenommen, bis die Oberflächentemperatur des Werkstückes zu einer vorbestimmten Temperatur, die durch Messen der Temperaturänderung ermittelt wird, abfällt, während in Fig. 3 die Schleifscheibe zurückgenommen wird, bis der Zeitmesser TR 1 abgelaufen ist und das Signal G 3 gibt.
An einem festen Finger 42a der Vorrichtung zum Dimensionieren, die von dem gleichen Typ ist, wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Meßelement 51a zum Messen der Oberflächentemperatur des werkstückes angebracht. Eine Blattfeder 52a drückt das Meßi Zement 51a gegen die peripherale Oberfläche des Werkstückes W. Als Meßelement kann eine thermoelektrische Verbindung, wie die Kobination von Eisen und Konstantan, die eine elektromotorische Kraft proportional der Änderung der Temperautr erzeugt, benutzt werden. Das Meßelement52 ist durch Leitungsdrähte 53a mit einem Steuerschal ter 54a verbunden, der ein Signal G 4 erzeugt, wenn die Oberflächentemperatur des Werkstückes auf die vorbestimmte Temperatur abgefallen ist.
Die Schleifscheibe wird infolge des Signales G 4 wieder vom Punkt A 6 gegen das Werkstück gebracht.
Nach der oben beschriebenen Vorrichtung können die hühlbedingungen sicher erkannt werden, da die Oberflächenteinperatur des zlerkstückes direkt durch das Meßelement gemessen wird.
ivie oben ausgeführt, kann nach der Erfindung das herkstück, das während des Vorschleifens erhitzt ist, wirksam gekühlt werden, da die Schleifscheibe für eine ausgewählte Zeit nach dem Vorschleifen vom Werkstück surückgenommen und die Kühlflüssigkeit, die durch den Kühler gekühlt ist, kontinuierlich zugeführt wird.
So können Fehler in der endgültigen Größe des Werkstückes vermieden werden, die durch Hitzeeinfluß wähw rend des Yorschleifens beim folgenden Nachschleifen des Werkstückes auftreten. Insbesondere ist die Erfindung bei Hochgeschwindigkeitsschleifmaschinen wirkungsvoll, bei denen ein großer Betrag des Werkstückes plangeschliffen wird, da hierbei das Werkstück während des Vorschleifens hoch erhitzt wird. Darüber hinaus ergibt die Erfindung eine sehr feine und genaue Endform, da die Schleifscheibe nach dem Vorschleifen schnell von dem Werkstück zurückgeht und eine Bewegung des Werkstückes, das plangeschliffen werden soll, mehr als die vorbestimmte Abweichung vermieden wird.
Obwohl bei der oben beschriebenen Vorrichtung die Shleifscheibe nach dem Vorschleifen zu ihrer wusgangsstellung zurückkehrt, ist dies nicht unbedingt notwendig Obgleich die Schleifscheibe vom Punkt A 4 zum Punkt A 5 mit einer Rückzugsgeschwindigkeit von V 1 zurückgeht1 kann die Schleifscheibe auch mit einer Geschwindigkeit von V 2 zurückgenommen werden. Darüber hinaus kann die Kühlmitteldüse statt am Bett (Fig. 3) auch am Schleifscheibenträger befestigt sein, wenn die Schleifscheibe von dem Werkstück nur ein wenig getrennt werden soll.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung ähnlich der nach Fig. 3 mit zusätzlichen, vorteilhaften Ergänzungen. Eine solche Zusatzeinrichtung ist eine Schleifscheiben~ abziehvorrichtung, die allgemein mit 50 bezeichnet ist0 Sie besteht aus einem Sockel 51, der fest auf dem Schleifscheibenträger 2 sitzt, einem Abziehge häuse 52, das auf dem Sockel 51 gleitbar angebracht ist, einer Spindel 53, die nicht drehbar aber im Geläuse 52 hin- und herbewegbar angebracht ist, einem drehbaren Abziehwerkzeug 54, das an einem Ende der Spindel 53 gehalten ist, und einer Schraube 55, die mit dem anderen Ende der Spindel 53 zusammenwirkt. Am oberen Ende der Schraube 55 sitzt ein von Hand betätig bares Rad 56 für eine manuelle Ausrichtung der Vorschubbewegung der Spindel 53. Auf der Schraube 55 ist ein ad 57 mit Sperrklinke angebracht und daneben ist ein drehbares Glied 58 angeordnet, das mit einer Sperrt klinke 59 ausgerüstet ist und mit dem Sperrklinkenrad 57 zusammenwirkt. Das Sperrklinkenrad 57 und die Schraube 55 sind automatisch nur drehbar, um das Abziehwerkzeug 54 gegen die Schleifscheibe 3 zu bewegen.
Im Sockel 51 ist eine hydraulische Antriebsvorrichtung 60 angeordnet, die einen Zylinder 61, einen Kolben 62 und eine Kolbenstange 63, die mit dem verlängerten Teil des Abziehgehäuses 52 verbunden ist, hat. Das Stangenende und das Kopfende des Zylinders 61 sind durch entsprechende Leitungen 65 und 66 mit einem Umschaltventil 64 verbunden. in der Leitung 65 ist eine Drosselklappe 67 vorgesehen.
Zur Drehung der Schraube 55 ist eine hydraulische Antriebsvorrichtung 68 angeordnet, um das Abziehwerkzeug 54 gegen die Schleifscheibe 3 um einen gewissen Betrag zu bewegen. Die hydraulische Antriebsvorrichtung 68 besteht aus einem Zylinder 69, einem Kolben 70 und einer Kolbenstange 71, die mit dem drehbaren Glied 58 zusammenwirkt. Das Stangenende und das Kopfende des Zylinders sind durch entsprechende Leitungen 73 und 74 mit einem Umschaltventil 72 verbunden.
2 Am Abziehgehäuse v ist ein Motor 75 angebracht, der das drehbare Abziehwerkzeug 54 antreibt. Ferner trägt das Abziehgehäuse 52 einen Anschlagnocken 56, der einen Begrenzungsschaler LS 5 betätigt, wenn das Abziehgehäuse durch Tätigkeit der Antriebsvorrichtung 60 gegen die Schleifscheibe 3 kommt.
Am rechten Ende der Antriebswelle 12 sitzt ein drehbares Teil 80, das mit einer Sperrklinke 81 ausgerüstet ist. Neben dem drehbaren Teil 80 sitzt ein Rad 82 mit Sperrklinke fest auf der Antriebswelle 12 und wirkt mit der Sperrklinke 81 zusammen, um die Stellung der Schleifscheibe 3 auszugleichen. Das Rad 82 mit Sperrklinke ist nur drehbar, um die Schleifscheibe 3 durch die Antriebswelle 12, die Zahnräder 16, il und 1o, die Schraube 6 und die Mutter 7 um einen Ausgleichsbetrag gegen das Werkstück zu bringen.
Der Ausgleichsbetrag ist der gleiche, wie der Abziehbetrag. Zum Ausgleichen der Stellung der Schleifscheibe 3 ist eine hydraulische Antriebsvorrichtung 33 vorgesehen, die aus einem Zylinder 84, einem Kolben 85 und einer Kolbenstange 86, die mit dem dreh -baren Teil 80 zusammenwiflt, besteht. Das Stangenende und Kopfende des Zylinders 84 sind durch entsprechende Leitungen 88 und 89 mit einem Umschaltventil 87 verbunden. Am linken Ende der Antriebswelle 12 sitzt ein Zahnrad 90 das über ein Zwischenzahnrad 93 mit einem Zahnrad 91 zusammenwirkt, das auf einer Welle 92 befestigt ist. Rechts auf der Welle 92 ist ein Zahnrad 94 angeordnet, das mit der Zahnstange zusammenwirkt1 die mit der Kolbenstange 21 verbunden ist. In der Mitte der Welle 92 ist eine hydraulisch arbeitende Kupplung 95 für eine manuelle oder automatische Bewegung des Schleifscheibenträgers 2 vorgesehen. Die Kupplung 95 steht gewöhnlich in Eingriff und kann automatisch ausgekuppelt werden, wenn die Antriebsvorrichtung 83 tätig ist.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist im wesentlichen ähnlich derjenigen der Vorrichtung nach Fig. 3 mit Ausnahme des Vorganges vom Punkt A 5 zum Punkt A 7 in Fig. 4. Daher wird der Vorgang der Vorrichtung nach Fig. 7 vom Punkt A 5 zum Punkt A 7 in Fig. 4 nachstehend beschrieben.
Beim Punkt A 5 betätigt der Anschlagnocken 10a, der auf der Stange 6a sitzt, den Begrenzungsschalter LS 4, so daß eine Magntspule SOL 7 erregt und das Ventil 72 zu der Stellung umgeschaltet wird, die bei II (Fig.7) gezeigt ist. Die Kupplung 95 ist hydraulisch entkuppelt und die Zeitmesser TR 3 und TR 4 sind eingeschaltet.
Wenn der Zeitmesser TR 3 abgelaufen ist, wird nach Entkuppin der Kupplung 95 eine Magnetspule SOL 9 erregt, das Ventil 87 zu der Stellung, die bei II (Fig. 7) angegeben ist, umgeschaltet und ein Zeitmesser T1? 5 eingeschaltet. Durch Umschalten des Ventils 87 zu der Stellung II (Fig. 7) wird Druckflüssigkeit durch die Leitung 89 von der Pumpe 38 in das Kopfende des Zylinders 84 gebracht, um die Stellung der Schleifscheibe 3 im Bezug auf das Werkstück W auszugleichen. Nach Abschluß der Ausgleichbewegung ist der Zeitmesser TR 5 abgelaufen, die Magnetspule SOL 9 wird abgeschaltet, das Ventil 87 in die Stellung 1 (Fig. 7) gebracht und die Kupplung 95 wieder eingekuppelt. So wird die Kolbenstange 86 der Antriebsvorrichtung 83 zu der Stellung zurückgebracht, die in Fig. 7 gezeigt ist.
Durch Umschalten des Ventils 72 zu der Stellung II (Fig. 7) wird Druckflüssigkeit durch die Leitung 74 von der Pumpe 38 in das Kopfende des Zylinders 69 gebracht, um das Schleifscheibenabziehwerkzeug 54 gegen die Schleifscheibe 3 zu bringen. Nach Beendigung der Bewegung des Abziehwerkzeuges 54 ist der Zeitmesser TR 4 abgelaufen, eine Magnetspule SOL 8 wird erregt und das Ventil 64 in die Stellung II (Fig. 7) geschaltet. So wird Druckflüssigkeit durch die Leitung 66 von der Pumpe 38 in das Kopfende des Zylinders 61 gebracht und die ausfließende Flüssigkeit durch die Drosselklappe 67 in der Leitung 65 zurückgehalten. Daher wird das Abziehgehäuse 52 mit einer Geschwindigkeit, die durch die Drosselklappe 67 vorbestimmt ist, bewegt, um die peripherale Oberfläche der Schleifscheibe abzuziehen. Hierdurch wird der Durch messer der Schleifscheibe um einen gewissen Betrag verringert. Da die Stellung der Schleifscheibe 3 um den gleichen Betrag ausgeglichen wird, ist die Stellung der Schleifscheibe 3 im Bezug auf das Werkstück W die gleiche, wie vor dem Abziehen. Nach dem Abziehen betätigt der Anschlagnocken 76, der auf dem Behandlungs gehäuse 52 sitzt, den Begrenzungsschalter LS 5, um einen Zeitmesser TK 6 einzuschalten.
Nachdem die Kolbenstange'86 zu der Stellung, die in Fig. 7 gezeet ist, zurückgekehrt ist und die Kupplung 95 wieder eingekuppelt ist, ist der Zeitmesser TR 6 abgelaufen, die Magnetspulen SOL 7 und SOL 8 werden erregt und die Ventile 72 und 64 zur Stellung 1 umgeschaltet, so daß die Kolbenstangen 71 und 63 zu ihren entsprechenden Stellungens die in Fig. 7 gezeigt sind, zurückkehren. Durch Trennung des Anschlagnockens 76 von dem Begrenzungsschalter LS 5 wird die Magnetspule SOL 3 erregt und das Ventil 36 zu der Stellung ii umgeschaltet, so daß die Druckflüssigkeit von der Pumpe 38 in das Kopfende des Lylinders 31a geleitet wird. So wird der Kolben 33 aufwärtsbewegt, so daß der Anschlag 27 durch die Schraube 29 über eine vorbestimmte Länge nach links bewegt wird. wenn der Anschlagnocken 37, der auf der Kolbenstange 32 sitzt, den Begrenzungsschalter LS 2 betätigt,werden die Magnetspulen SOL 1 und SOL 2 wieder erregt und die Ventile 15 und 24 zu ihren entsprechenden Stellungen Il umgeschaltet, so daß die Schleifscheibe 3 wieder vom Punkt A 6 zum Punkt A 7 mit einer hohen Geschwindigkeit V 1 gegen das werkstück W bewegt wird.
Da, wie oben ausgeführt, das Werkstück, das während des Vorschleifens erhitzt ist, durch die Kühlflüssig keit, die kontinuierlich zugeführt und durch den Kühler während des Zurückgehens der Schleifscheibe wirkungsvoll gekühlt wird, abgekühlt wird, und da ferner die peripherale Oberfläche der Schleifscheibe, die entsprechend der Fraktur der Körner während des Vorschleifens aufgerauht wurde, durch die Schleifscheibenabziehvoriichtung nach dem Vorschleifen abgezogen und die Schleifscheibenstellung im Bezug auf das Werkstück in der gleichen Relation, wie sie vor der Behandlung war, ausgeglichen wurde, wird bei dem folgenden Nachschleifen ein feiner Schliff möglich und eine genaue Größe gewährleistet. Dies ist insbesondere bei hoher Schleifgeschwindigkeit möglich.
Obwohl bei der oben erwähnten Vorrichtung die Schleif scheibe nach dem Vor schleifen zu ihrer Ausgangsstellung zurückkehrt, ist die Trennung der Schleifscheibe von dem Werkstück nicht unbedingt notwendig, jedoch vorteilhaft. Bei einer anderen Ausführungsform, die anschließend beschrieben wird, wird die Schleifscheibe nicht vom Werkstück zurUckgenosmen sondern nur angehalten.
Wenn die Sehleifscheibe gegen das Werkstück zum Punkt A 4 nach Fig. 4 geführt ist, betätigt der Anschlagnocken 26, der auf der Kolbenstange 21 sitzt, den Begrenzungsschalter LS 1, um die Magnetspulen SOL 5 und SOL 7 zu erregen. Durch Erregung der Magnetspule SOL 5 wird das Ventil 48 zur Stellung 1I umgeschaltet und die Bewegung der Schleifscheibe 3 angehalten. Durch Erregen der Magnetspule SOL 7 wird das Ventil 72 zur Stellung Il umge schaltet und das Werkzeug 54 um einen gewissen Betrag gegen die Schleifscheibe 3 gebracht. Nach Vorwärtsbewegen des Werkzeuges 54 werden die Magnetspule SOL 8 erregt, das Ventil 64 zu der Stellung II umgeschaltet und die Schleifscheibe 3 abgezogen. So wird der Durchmesser der Schleifscheibe um einen gewissen Betrag reduziert. Da zu dieser Zeit die Magnetspule SOL 9 nicht erregt ist, um das Ventil 87 zur Stellung I1 zu bringen, ist die Schleifscheibenstellung im Bezug auf das Werkstück nicht ausgeglichen.
Daher steht die Schleifscheibe außer Berührung mit dem werkstück, wobei das Werkstück mit der kontinuierlich zçführten Kühlflüssigkeit genügend gekühlt wird. Nach dem Abziehen werden die Magnetspule SOL 5 abgeschaltet, das Ventil 48 zur Stellung I umgeschaltet und die Schleifscheibe zum Nachschleifen wieder gegen das Werkstück gebracht. Nachdem die Schleift scheibe in ihre Ausgangsstellung, wie sie in Fig.7 gezeigt ist, zurückgekehrt ist, wird die Kupplung 95 entkuppelt und dann die Magnetspule SOL 9 erregt und das Ventil 87 zur Stellung II umgeschaltet, so daß die Schleifscheibenstellung um einen Ausgleichsbetrag ausgeglichen wird, der gleich dem Abziehbetrag ist.

Claims

Patentansprüche

1.Verfahren zum Schleifen von Werkstücken auf einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (3)mit hoher Vorschubgeschwindigkeit(V 1)an das Werkstück (w) herangeführt wird, kurz vor Berührung des Werkstückes die Vorschubgeschwindigkeit verringert wird, mit verringerter Vorschubgeschwindigkeit (V 2) vorgeschliffen wird, anschließend die Schleifscheibe vom Werkstück zurückgenommen wird, für eine vorbestimmte Zeit in zurückgenonimener Stellung verbleibt, dann wieder gegen das Werkstück gebracht wird, bei verringerter Vorschubgeschwindigkeit(V 2) der verbliebene Betrag entsprechend der Abweichung des Werkstückes durch Temperatureinwirkung abgeschliffen wird, mit noch geringerer Geuchwindigkeit (V 3) nachgeschliffen und ausgefunkt wird und daß endlich die Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit (V 1) in ihre AusgangSstellung zurückgeführt wird, wobei während dieses Vorganges das Werkstück laufend durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der vorbestimmten Zeit, in der die Schleifscheibe (3) zwischen dem Vorschleifen und Nachschleifen zurückgenommen ist, die Schleifscheibe abgezogen und die Stellung der Schleifscheibe entsprechend dem Betrags um den sich die Schleifscheibe verkleinert haut, ausgeglichen wird.

3. Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Bett, einem Schleifscheibenträger, der auf dem Bett angeordnet ist, einer Schleifscheibe, die auf dem Schleifscbabenträger drehbar gelagert ist einem Aufspanntisch' der auf dem Bett angeordnet ist und der ein Werkstück trägt, einem Kühlorgan mit einem Kühler zum Kühlen einer Kühlflüssigkeit, die das Werkstück während des Schleifvorganges kontinuierlich kühlt, gekennzeichnet durch Vorschuborgane (4 20) zum Bewegen der Schleifscheibe (3) zu und von dem werkstück (W) weg, durch Schleifscheibenrückzugsorgane (26, LS 1 15, 24), die die Vorschuborgane bewegen, um die Schleifscheibe für eine vorbestimmte Zeit von der Schleifstellung am Werkstück zu einer vorbestimmten Stellung nach dem Vorschleifen zurückzuziehen1 und durch Mittel (TR 1) zum Erzeugen eines Signales (G 3) nach der vorbestimmten Zeit, um die Schleifscheibe zum Nachschleifen wieder gegen das werkstück vorzubewegen.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Vorschuborgane (4) zum Bewegen der Schleifscheibe (3) mit hoher ueschwindigkeit zum und vom Werkstück (W) weg, durch Vorschuborgane(20)zum Bewegen der Schleifsiebe gegen das Werkstück mit verringerter Geschwindigkeit, um es vorzuschleifen, durch Schleifscheibenrückzugsorgane (15) zum Betätigen der Organe für die hohe Geschwindigkeit, um die Schleifscheibe nach dem Vojschleifen mit hoher Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeit von der Schleifstellung am Werkstück zu einer vorbestimmten Stellung zurückzunehmen.

5.

pruch 39 gekennzeichnet durch Schleifscheibenrückzugsorgane (24) zum Betätigen der Organe (20) für die verringerte Geschwindigkeit, um die Schleifscheibe (3) nach dem Vorschleifen mit verringerter Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeit von der Schleifstellung am Werkstück (W) zu einer vorbestimmten Stellung zurückzunehmen.

6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch Organe (27, 29, 30, 31) zum Verändern der Schleifscheibenstellung nach dem Vorschleifen, wobei die Vorschubgeschwindigkeit der Schleifscheibe (3) von einer hohen Geschwindigkeit (V 1 ) zu einer verringerten Geschwindigkeit (V 2 ) geändert wird, und durch Mittel zum Wiedervorbewegen der Schleifscheibe gegen das Werkstück (W) zum Nachschleifen nach einer vorbestimmten Zeit.

7.

h einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch ein Meßorgan (t) zum Messen der Oberflächentemperatur des Werkstückes (W), das ein Sig, na; (G 4 ) erzeugt, um die Schleifscheibe zum Nach~ schleifen wieder gegen das Werkstück vorzubewegen, wenn die Oberfläche des Werkstückes auf eine vorbestimmte Temperatur wkühlt ist.

8.

ch einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Schleifscheibenabziehvorrichtung (50) zum Abziehen der peripheralen Oberfläche der Schleifscheibe (3) während einer vorbestimmten Zeit, durch Schleifscheibenausgleichsorgane (83) zum Ausgleichen der Stellung der Schleifscheibe im Bezug auf das Werkstück (W) in der gleichen Relation wie vor dem Abziehen während der vorbestimmten Zeit und durch Organe (20) zum Wiedervorbewegen der Schleifscheibe nach der vorbestimmten Zeit gegen das Werkstück zum Nachschleifen.

9. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch Schleifscheibenanhalteorgane (48) zum Betätigen der Vorschuborgane (20), um die Schleifscheibe (3) nach dem Vorschleifen für ins vorbestimmte Zeit in Schleifstollung am Werkstück (W)anzuhalten.

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