DE2030851B2

DE2030851B2 - Maschine zum Schleifen von mit einer Planschulter versehenen zylindrischen Werkstückbohrungen

Info

Publication number: DE2030851B2
Application number: DE2030851A
Authority: DE
Inventors: Frederich Andrew Holden Hohler; Herbert Rudolf Worcester Untenwoldt
Original assignee: Heald Machine Co Worcester Mass (vsta)
Current assignee: Heald Machine Co Worcester Mass (vsta)
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1980-12-18
Also published as: SE384335B; US3634978A; GB1302114A; FR2047919A1; DE2030851A1; CH517560A; FR2047919B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schleifen von mit einer Planschulter versehenen zylindrischen Werkstuckbohningwi mit einer Impulssteuerung für den Antrieb der Radialzustellvorrichtung eines Schleifspindelträgers sowie mit einer Längsvorschubvorrichtung eines Werkstückträgers, wobei die Achse der Werkstuckbohrung zur Schleifscheibenachse parallel ausgericrnet ist

Bekannte Maschinen dieser AU (US-PS 35 03 158) und »Industrie-Anzeiger«, Nr. 73 vom 12.09.1967, Seiten 1627 bis 1630) sind in etv.er Linie für das Schleifen von zylindrischen oder konischen Umfangsflächen geeignet und verwenden für das Schleifen von Nuten und Planschultern zusätzliche Schleifscheiben oder Schleifvorgänge. Soweit eine aus zylindrischen und radialen Flächen zusammengesetzte Kontur mit einer einzigen, die Kontur aufweisenden Schleifscheibe hergestellt werden sollen, erfordert das Schleifen ein ständiges Nachrichten der Schleifscheibe mit der Abziehvorrichtung, weil infolge der unvermeidlichen Durchbiegung der die Schleifscheibe tragenden Spindel insbesondere die radial verlaufenden Flächen der Schleifscheibenkontur winklig aufeinander treffen, so daß die Umfangskante der Schleifscheibe dabei in die zu schleifende Räche einschneidet, was zu einem außerordentlich hohen Verschleiß der Scheibe führt Die Qualität der Schleiffläche wird dabei zusätzlich durch die Reibung zwischen Schleifscheibe und Schleiffläche beeinträchtigt In extremen Fällen können Scheibe und Werkstück partiell Ausglüherscheinungen aufweisen.

Es ist zwar bekannt, zylindrische Flächen von Werkstücken mit an diesen sich anschließenden radialverlaufenden Tragflächen durch Schrägeinstechschleifen in einem Arbeitsgang zu bearbeiten (»Fertigungstechnik und Betrieb«, Heft 5 vom Mai 1959, Seiten 279 bis 286, sowie Heft 7 vom Juli 1963, Seiten 408 bis 410 und »Das Industrieblatt«, vom August 1958, Seiten 327 bis 332 sowie DE-OS 14 27 514 und US-PS 26 00 548). Diese Schrägeinstechschleiftechnik, mit zur Rotationsachse des Werkstücks schräg angeordneter Schleifspindelachse ist aber nur durchführbar, so lange der Innendurchmesser des Werkstücks so groß ist, daß sich die schrägstehende Spindel der Schleifscheibe in die Innenausnehmung des Werkstücks hinein und aus dieser wieder herausbringen läßt Problematisch und aufwendig wird diese Technik, wenn mit der gleichen Schleifmaschine auch normale Schleifvorgänge mit parallel zur Rotationsachse des Werkstücks liegender Schleifspindel durchgeführt werden sollen. Ferner ist es für das Erzielen optimaler Oberflächenqualitäten notwendig, daß alle Abschnitte der mit dem Werkstück in Berührung kommenden Flächenteile der Schleifscheibe die gleiche oder zumindest annähernd die gleiche Umlaufgeschwindigkeit aufweisen.

Eine solche Gleichheit der Umlaufgeschwindigkeiten ist aber nur gewährleistet wenn die Schleifscheibe im wesentlichen zylindrische Schleifflächen aufweist Bei Schleifscheiben mit schräg zur Rotationsachse des Werkstücks verlaufender Spindelachse liegen aber die mit der zylindrischen Werkstückoberfläche in Berührung kommenden Außenflächen der Schleifscheibe schräg zu dieser, mit der Folge, daß je nach dsm Grad der Schräge erhebliche Unterschiede in den Umlaufgeschwindigkeiten der einzelnen Abschnitte der Schleifscheibe zu verzeichnen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Innenrundschleifmaschinen, wie sie insbesondere in der schon genannten US-PS 35 03 158 beschrieben sind, so zu verbessern, daß beim Bearbeiten zylindrischer Flächen von Werkstücken mit an diesen sich anschließenden radialverlaufenden flächen, die Schrägeinstechschleiftechnik durchgeführt werden kann, und zwar ohne eine umfassende konstruktive Umgestaltung der Maschine, wie dies bei Anwendung einer schräggestellten Werkzeugwelle notwendig wäre und dabei die erwähnten Schwierigkeiten hinsichtlich dieser Winkelbildung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum gleichzeitigen Schleifen der zylindrischen Werkstückbohrung und der Planschulter des Werkstücks die Längsvorschubvorrichtung des Werkstückträgers mit einem impulssteuerbaren Antrieb versehen ist und nach Einbringen der Schleifscheibe in die Bohrung des Werkstücks, durch Steuerung beider Antriebe mit einer Impulsfolge eine der Schrägstellung beim Schrägeinstechschleifen entsprechende Relativbewegung zwischen Schleifspindelträger und Werkstückträger bewirkt wird.

Es werden auf diese Weise die Vorteile des Schrägcinstechschleifens erreicht ohne daß es dazu einer Schrägstellü/ig der Achse der Schleifspindel bedarf. Dia geschilderten Nachteile werden vermieden.

so Da keine SchrägsttJlung der Schleifspindelachse notwendig ist, lassen sich auch die Innenflächen von Bohrungen bearbeiten, bei denen der Bohrungsdurchmesser und der Außendurchmesser der Schleifscheibe nur geringe Unterschiede aufweisen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Schleifmaschine in der Draufsicht,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 durch Fig. 1, Fig.3—5 die Teilansichten von Schnitten durch ein Werkstück vor dem Schleifen, während des Schleifens und nach Beendigung des Schleifvorgangs und
F i g. 6 ein Arbeitsablauf-Diagramm des Schleifens.
Die Schleifmaschine weist eine Grundplatte 10 auf.

fi5 Auf dieser ist dei Werkstückträger 13 mit der Werkstückhalterung 12 auf Gleitbahnen 14 parallel zur Achse der Bohrung 15 des zu bearbeitenden Werkstücks 16 bewegbar angeordnet. Auf dem Werkstück-

trager 13 ist ferner die Abziehvorrichtung 17 montiert Durch die Werkstückhalterung 12 hindurch ist in bekannter Weise eine pneumatisch betltigbare Lehre 18 in die Bohrung 15 des Werkstücks 16 bewegbar. Diese Lehre ist mit pneumatischen Schaltern 19,21 und 22 verbunden, die jeweils eine Anzeigt herbeiführen, wenn die Abmessung der Werkstückbohrung 15 einen Wert erreicht hat, bei dem ein Abziehen der Schleifscheibe 35 erforderlich wird, wenn die Bohrung 15 ein Zwiscbnnmaß erreicht hat, bei dem das ι ο Fertigschleifen beendet ist bzw. wenn das Endabmaß der Bohrung 15 erreicht ist

Auf die Grundplatte 10 ist weiterhin der Schleifspindelträger 25 montiert der quer zur Achse der Bohrung 15 des Werkstücks 16 auf den Gleitbahnen 23 und 24 verschiebbar ist Die Bewegungen sowohl des Werkstückträgers 13, als auch des Schleifspindelträgers 25 werden durch hydraulische Linearantriebe bewirkt nämlich die Kolbenzylinderaggregate 57, 58 bzw. 32. Auf der Grundplatte 10 ist ferner ein {Compensationsschlitten 26 gleitend bewegbar angeordnet Am Schleüspindelträger 25 ist ein Finger 2? angeordnet der die Bewegungsbahn des Kompensationssch.'_;Hens 26 begrenzt und an einen auf dessen vorderer Seite angeordneten Zustellbewegungsanschlag 28 anlegbar ist Der Finger 27 sowie der Zustellbewegungsanschlag 28 sind auf nicht dargestellte Weise als elektrische Schalter ausgebildet die den pneumatischen Schalter 18 einschalten.

Am Schleifspindelträger 25 ist ferner ein weiterer, nach unten gerichteter Finger 29 angeordnet der die Bewegungsbahn des Kompensationsschlittens 26 in der anderen Richtung begrenzt und an einen Abziehanschlag 31 anlegbar ist Der Abstand zwischen den Fingern 27 und 29 ist erheblich größer, als der Abstand zwischen dem Zustellbewegungsanschlag 28 und dem Abziehanschlag 31. Der Schleifspindelträger 25 führt angetrieben durch das hydraulische Kolbenzylinderaggregat 32 zwischen beiden Fingern 27 und 29 die Arbeitsbewegungen aus. Eine nicht dargestellte Steuervorrichtung s'suert in bekannter Weise die Bewegungen des Schleifspindelträgers 25 aus einer ersten Position, bei der der Finger 27 den Zustellbewegungsanschlag 28 berührt in eine zweite Position, bei der der Finger 29 den Abziehanschlag 31 berührt Auf dem Schleifspindelträger 25 ist der Spindelkopf 33 mit der die Schleifscheibe 35 tragenden Spind;,¹! 34 montiert An seinem, dem Anschlag 28 abgewandten Ende weist der Kompensationsschlitten 26 ein Gewinde auf, in das eine Gewindespindel 36 eingreift die über ein Getriebe vom so Schrittschaltmotor 37 angetrieben wird; dieser, die Gewindespindel 36 und der Kompensationsschlitten 26 arbeiten während des Ablaufs des Abziehvorgangs in bekannter Weise zusammen.

Der Finger 27 ist mittels einer Schraube 38 längsverstellbar. Zum Einstellen dient eine, auf das vordere Ende der Schraube 38 aufgesetzte Ratsche 39, die in den einander entgegengesetzten Richtungen über Sperrklinken 40 und 41 von den Kolbenzylinderaggregaten 42 und 43 drehangetrieben ist. Mit einem Handrad w 44 kann die Gewindespindel 36 über eine Welle 45 von Hand betätigt werden. Die Steuereinrichtung 46 ist über eine Leitung 47 mit dem Schrittschaltmotor 37 verbunden.

Auf der Grundplatte 10 ist ferner in einem Gehäuse 48 ein weiterer Schrittschaltmotor 49 angeordnet (vgl. auch F i g. 2), der über eine Schnecke 51, die mit einem auf einer Welle 53 sitzenr^n Schneckenrad 52 kämmt.

Die Welle 53 ist über ein Kugelgelenk 54 und ein Differentialgelenk 55 mit einer Antriebwelle 56 untersetzend verbunden. Die Abtriebswells 56 steht mit der Kolbenstange 57 des Kolbenzylinderaggregates 57, 58 in Verbindung. Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Schrittschaltmotor 49 und der Abtriebswelle 56 entspricht dem Untersetzungsverhältnis zwischen dem Schrittschaltmotor 37 und dem Kompensationsschlitten 26. Ein Schritt der Schrittschaltmotoren 37 bzw. 49 ruft deshalb jeweils die gleiche Linearbewegung des diesen zugeordneten Schleifspindelträgers 25 bzw. Werkstückträgers 13 hervor, natürlich mit Ausnahme der Querbewegung in dem einen und der Längsbewegung in dem anderen FaIL Auf dem Werkstückträger 13 ist eine Stangenführung 59 mit einstellbaren Schiebeanschlägen 61 und 62 angeordnet die einen Endschalter 63 beaufschlagen.

Das in Fig. 3,4 und 5 wiedergegeb;ne Werkstück 16 ist der Außenkäfig sines Rollenlagers. Dieser ist mit einer bereits vorgefertigten Innennut 64 versehen, die zur Schaffung einer Ringfläche 65 -.?on zylindrischer Form und einer radialen Planscnulter 66 weiter ausgeschliffen werden solL Darüber hinaus soll am Schnittpunkt der erwähnten beiden Flächen 65,66 eine kleine vertiefte Nut 67 geschaffen werden. Die Schleifscheibe 35 ist deshalb mit einer radial gerichteten Fläche 08, mit einer zylindrischen Umfangsfläche 69 sowie mit einer Kante 71 versehen. Diese Flächen erzeugen beim fertigen Werkstück 16 die Flächen 65,66 und die Nut 67.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
die Schleifscheibe 35 wird in Richtung der in Fig.4 wiedergegebenen Pfeile in einem Winkel von 45° zugestellt Zur Herbeiführung einer kombinierten Bewegung der Schleifscheibe 35 wird das Kolbenzylinderaggregat 57,58 so betätigt daß die Schleifscheibe 35 in die Bohrung 15 des Werkstücks 16 einfährt Nach Beendigung dieser Bewegung werden beide Schrittschaltmotoren 37 und 49 über die Steuereinrichtung 46 eingeschaltet und beiden die gleichen Impulse aufgeschaltet

Drr Schrittschaltmotor 37 bewegt den Kompensationsschlitten 26 nach hinten; dieser drückt dann gegen den Finger 29 des Schleifspindelträgers 25 end bewegt diesen mit dem Spindelkopf 33 und der Schleifscheibe 35 nach hinten. Gleichzeitig werden die von Jer Steuereinrichtung 46 ausgehenden Impulse über eine Leitung 50 auch dem Schrittschaltmotor 49 aufgeschaltet der die Bewegung des Werkstückträgers 13 und damit eine entsprechende Bewegung des Werkstücks 16 auf die Schleifscheibe 35 hin veranlaßt also eine Längsbewegung. Daraus ergibt sich, daß die Schleifscheibe 35 und das Werkstück sich relativ zueinander längs einer 45' Linie so bewegen, daß die Kante der Schleifscheibe 35 mittelbar in die Kante der gewünschten fertigen Form des Werkstücks 16 eingeführt wird. Die radia' gerichtete Fläche der Schleifscheibe 35 erzeugt dabei die Planschulter 66. Die Umfangsfläche 69 der Schleifscheibe 35 schleift in radialer Richtung und erzeugt dabei die fertige Zylinderfläche 65. Die Kante 71 erzeugt im Werkstück 16 die Nut 67.

Mit der Abziehvorrichtung 17 werden mittels einer Kontur-Abziehvorrichtung die Flächen 68, 69 und die Kante 71 abgezogen.

Die Antriebsimpulse für die Kompensationsbewegung werden in gleid.T We^;se auch dem Schrittschaltmotor 49 aufgeschaltet und damit eine permanente Veränderung der Position der Kolbenstange 57 des

Kolbenzylinderaggregates 57/58 bewirkt, das den Werkstückträger 13 bewegt, so daß sich am Ende jeder Abziehbewegung die Spindel 34 nach hinten bewegt und der Werkstückträger 13 vorrückt und damit zwischen der kleiner werdenden Schleifscheibe 35 und dem Werkstück 16 kein Abstand entsteht.

Das Abziehen der Schleifscheibe 35 wird während des Abnehmens und Aufspannens eines neuen Werkstücks 16 vorgenommen, nicht während des Schleifvorganges selbst. Die Schleifscheibe 35 (vgl. F i g. 6) befindet sich am Punkt A in einer Position außerhalb der Bohrung 15 des Werkstückes 16. Vom Kolbenzylinderaggregat 57, 58 wird der Werkstückträger 13 nach rechts in die Position B gefahren, in der sich die Schleifscheibe 35 in der Bohrung 15 des Werkstücks 16 befindet. Vom Kolbenzylinderaggregat 32 wird der Schleifspindelträger 25 nach hinten, in die Position Cgefahren, in der sich die Schleifscheibe 35 nahe der Innennut 64 des Werkstücks iö befindet. Vom Koibenzyiinderaggregat 32 wird die Schleifscheibe 35 bei Punkt D soweit gefahren, daß sie das Werkstück 16 berührt. Das Rohschleifen beginnt. An dieser Stelle beginnt auch, veranlaßt vom Schrittschaltmotor 49 die Längsbewegung des Werkstücks 16 in Richtung auf die Schleifscheibe 35 hin. Der Finger 27 berührt den Zustellbewegungsanschlag 28 und begrenzt dadurch die Bewegung des Schleifspindelträgers 25 auf den durch das Aufschalten der Impulse auf den Schrittschaltmotor 49 hervorgerufenen Bewegungsablauf. Der Kompensationsschlitten 26 wird dabei nach hinten bewegt und nimmt den Schleifspindelträger 25 mit. Dies ist der bis zum Punkt E dauernde Fertigschleifanteil des Schleif-Vorgangs. Der letzte Teili der Zustellbewegung wird dabei unter Ausfunkbedingungen vorgenommen, um die Durchbiegung der Schleifscheibenspindel 34 auszugleichen. Nachdem bei Punkt E die Endabmessung erreicht worden ist, wird der Schleifspindelträger 25 unter der

ίο Wirkung des Kolbenzylinderaggregates 32 bis zum Punkt F zurückgefahren und der Werkstückträger 13 fährt unter der Wirkung des Kolbenzylinderaggregates 57/58 auf den Punkt C zurück.

Die Flächen 68 und 69, sowie die Kante 71 werden

während des Sehleifens einem gleichmäßig verteilten Verschleiß unterworfen, so daß die Grundkontur der Schleifscheibe 35 im wesentlichen, bis zum Ende des Sehleifens bestehen bleibt und damit die Flächen 65, 66 und die Nut 67 in der gewünschten Form bearbeitet werden, d. h. in der Form, wie sie beim Abziehen hervorgerufen wurde. Dies deshalb, weil die Umfangsfläche der Schleifscheibe 35, d. h. die Fläche 69 und die Kante 71 nicht unmittelbar in das Metall neben der Fläche 66 eindringen und damit der Verschleiß begrenzt wird. Die Schleifscheibe 35 verliert infolgedessen beim Abziehen nicht so viel Material, so daß sich auch die Standzeit der Scheibe verlängert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Maschine zum Schleifen von mit einer Planschulter versehenen zylindrischen Werkstuckbohrungen mit einer Impulssteuerung für den Antrieb der Radialzustellvorrichtung eines Sch!eifspindelträgers sowie mit einer Längsvorschubvorrichtung eines Werkstückträgers, wobei die Achse der Werkstückbohrung zur Schleifscheibenachse parallel ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Schleifen der zylindrischen Werkstückbohrung (64) und der Planschulter (66) des Werkstücks (16) die Längsvorschubvorrichtung des Werkstückträgers (13) mit einem impulssteuerbaren Antrieb (49) versehen ist und nach Einbringen der Schleifscheibe (35) in die Bohrung (15) des Werkstücks (16) durch Steuerung beider Antriebe (37; 49) mit einer Impulsfolge eine der Schrägstellung beim Schrägeinstechschleifen entsprechende Relativbewegung zwischen Schleifspindelträger (25) und Werkstückträger (13) bewirkt wird.