DE2760477C2 - Verfahren zum Schleifen einer Planfläche und einer daran anschließenden zylindrischen Längsfläche eines Werkstückes - Google Patents
Verfahren zum Schleifen einer Planfläche und einer daran anschließenden zylindrischen Längsfläche eines WerkstückesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen
einer Planfläche und einer daran anschließenden
zylindrischen Längsfläche eines Werkstückes, nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist z. B. aus der US-PS 36 34 978
bekannt und dient zum Schleifen von Innenlängsflächen
und Innenplanflächen. Der Bewegungsablauf bei diesem
bekannten Verfahren ist derart gewählt, daß das Zustellen
der Schleifscheibe so lange erfolgt, bis das gewünschte
radiale Maß der Planfläche in einem einzigen Arbeitshub
erreicht ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren
anzugeben, mit dem ein maßgenaues Schleifen von
Planflächen und Zylinderlangflächen mit hoher
Oberflächengüte erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugt wird das Verfahren
zum Schleifen von Werkstücken
eingesetzt, bei dem der Vorschub der Schleifscheibe in
einem spitzen Winkel zur Umlaufachse des Werkstücks
erfolgt.
In den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht sind, zeigt
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Schleifmaschine,
Fig. 2 einen in kleinerem Maßstab dargestellten Grundriß
der Maschine betrachtet in Richtung der Pfeile 2
der Fig. 1,
Fig. 3 den Grundriß in schematischer Darstellung zur
Erläuterung der gegenseitigen Lage von Schleifscheibe
und Werkstück und zur Erläuterung der
Steueranlage,
Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 3 in größerem Maßstabe
unter Darstellung eines Meßwerts für den Abstand
zwischen einer Bezugsfläche des Werkstücks und
einer Bezugsebene der Maschine,
Fig. 5-18 schematische Darstellungen der gegenseitigen
Lage zwischen Schleifscheibe und Werkstück beim
Schleifen verschiedener Planflächen und Längsflächen
des Werkstücks,
Fig. 19 eine Teildarstellung von Werkstück
und Schleifscheibe in größerem Maßstab zur Erläuterung
der axialen Verschiebung des Werkstücks
beim Schleifen einer radialen Planfläche und einer
verhältnismäßig kurzen zylindrischen Seitenfläche
des Werkstücks,
Fig. 20 eine der Fig. 19 entsprechende Darstellung der
Art und Weise, in der ein Werkstück in Achsenrichtung
verschoben wird, um die Bewegung der
Schleifscheibe auf einer Bahn auszugleichen, die
in einem spitzen Winkel zur Umlaufachse des Werkstücks
verläuft,
Fig. 21 eine schematische Darstellung der in Fig. 20 gezeigten
Anordnung zur Erläuterung der Art und Weise
in der die Schleifscheibe auf einer Bahn verschoben
wird, die sich in einem spitzen Winkel zur Umlaufachse
des Werkstücks erstreckt,
Fig. 22 ein Schaltschema der beiden Register zum Speichern
der Angaben.
Auf dem Bett 32 (Fig. 1) der Schleifmaschine 30 befindet
sich eine zur Spindelachse parallele Gleitbahn für den
das Werkstück tragenden Längsschlitten 34. Diese Gleitbahn
besteht aus parallelen Gleisen 40 und 42, und der Schlitten
34 ist darauf durch eine Gewinde- oder Leitspindel 38 verschiebbar, die
mit einem Antriebsmotor 36 (Fig. 3) gekuppelt ist. Dieser
Motor wird vom Bett 32 getragen. Die Gleitbahn ist durch
eine teleskopartig ausgeführte Abdeckung 46 geschützt,
welche die Verschiebung des Längsschlittens 34 auf dem
Bett 32 gestattet.
Der Längsschlitten 34 trägt einen Spindelstock 52 und einen
Reitstock 54, mit deren Hilfe das Werkstück 50 (Fig. 1)
um seine waagerechte Längsachse 56 drehbar gelagert ist.
Diese Achse fällt mit der Z-Achse der Maschine zusammen
und verläuft parallel zur Leitspindel 38 und zu den Gleisen
40 und 42. Wird die Leitspindel 38 durch ihren Motor 36
in Umlauf versetzt, dann verschiebt sich der Längsschlitten
34 auf den beiden Gleisen 40 und 42 und nimmt dabei das
Werkstück 50 längs seiner Umlaufachse mit.
Die im Spindelstock 52 gelagerte Werkstückspindel wird durch
einen Motor 60 angetrieben und versetzt das Werkstück 50
um die Spindelachse 56 in Umlauf. Der den Spindelstock 52,
den Reitstock 54 und den Motor 60 tragende Bettschlitten
34 wird also auf der Gleitbahn 40, 42 des Bettes durch
die Leitspindel 38 in Bewegung versetzt, wenn diese durch
ihren Motor 36 angetrieben wird. Denn die Leitspindel 38
steht mit dem Bettschlitten 34 durch eine Mutter in Verbindung,
die auf die Leitspindel aufgeschraubt ist.
Die Schleifscheibe 62 (Fig. 1 und 3), die mit einer Abdeckung
64 versehen ist, läuft um eine Achse 66 um, die sich in
einem spitzen Winkel zur Werkstückspindelachse 56 erstreckt
(Fig. 3) und vorzugsweise in einer waagerechten Ebene liegt.
Beim in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt
der spitze Winkel 30°, und die Achse 66 liegt in
derselben waagerechten Ebene wie die Werkstückspindelachse
56. Unter Umständen kann es aber erwünscht sein, die Umlaufachse
66 der Schleifscheibe gegenüber der Werkstückspindelachse
versetzt anzuordnen und den spitzen Winkel abweichend
von 30° zu bemessen.
Die Lager für die Welle der Schleifscheibe sind auf einem
Vorschubschlitten 70 angeordnet, der auf einer auf dem
Bett 32 befindlichen waagerechten Führungsbahn gleitet.
Diese wird von parallelen Gleisen 72 und 74 gebildet und
erstreckt sich in einem spitzen Winkel zur Achse 56 der
Werkstückspindel. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel
beläuft sich dieser spitze Winkel auf 60°. Die
Verschiebung des Schlittens 70 mit der Schleifscheibe 62
in Richtung auf das Werkstück 50 zu und von ihm fort erfolgt
durch eine am Bett 32 unverschiebbar gelagerte Schraubspindel
84, die durch einen Motor 82 antreibbar und durch
eine Mutter mit dem Schlitten 70 verbunden ist und sich
parallel zu den Gleisen 72 und 74, also parallel zur
Verschiebungsrichtung der Schleifscheibe 62, erstreckt.
Auf dem Schlitten 70 ist der Motor 88 angeordnet, der die
Schleifscheibe 62 in Umlauf versetzt.
Der Lauf der Schleifmaschine 30 wird durch eine Steueranlage
gesteuert, zu der ein Rechenwerk 92, Fig. 3, gehört, das
durch ein Kabel 96 (Fig. 1 und 3) mit einer Schalttafel 94
verbunden ist, auf der die verschiedenen Steuergrößen einstellbar
sind. Von dieser Schalttafel 94 aus werden die
verschiedenen dort eingestellten Angaben auf Speicherwerke
übertragen, die in dem Rechenwerk 92 angeordnet sind. Diese
Angaben dienen der Auswahl des Registers, der Übermittlung
der auszuführenden Befehle und verschiedener Zahlengrößen.
Die Auswahl des Registers erfolgt durch besondere Tasten.
Die Zahlenangaben, die sich auf den auszuführenden Schleifvorgang
beziehen, werden auf der Schalttafel durch Zahlentasten
eingestellt, die einer von Hand zu bedienenden
Tastatur angehören. Sind die Angaben, die sich auf das
Schleifen eines besonderen Werkstücks beziehen, in das
Rechenwerk 92 eingeführt, dann wird an der Schalttafel 94
die Maschine zur Ausführung eines einzigen Arbeitszyklus
in Gang gesetzt. Das bietet die Möglichkeit, die Einstellung
nachzuprüfen und die Zeitdauer des Arbeitszyklus auf
ihren Bestwert zu bringen. Ist dieser einzige Arbeitszyklus
beendet, dann wird die Maschine auf selbsttätigen Betrieb
umgeschaltet und schleift nacheinander die gewünschte
Anzahl von Werkstücken genau nach dem gleichen Maß.
Die Schalttafel 94 hat Tasten zum Einstellen von zehn Gruppen
von Angaben, wobei jede Gruppe einundzwanzig Einstellgrößen
umfaßt. Von diesen einundzwanzig Einstellgrößen sind zehn
Stellungen der beiden Schlitten 34 und 70, neun sind Geschwindigkeiten
und zwei geben Betriebsgrößen an. Zu
diesen Betriebsgrößen gehört eine Zahl, die den Durchmesser
des Werkstücks angibt. Durch diese Angabe wird die
Anzahl der Längsschliffe identifiziert. Die zweite Betriebsgröße
gibt den Werkstückdurchmesser beim vorhergehenden
Arbeitszyklus der Maschine wieder und stellt die Rechenlage
entsprechend ein, wenn noch weitere Längsschliffe folgen
müssen.
Alle Einstellungen, die sich auf die Stellungen
des die Schleifscheibe tragenden Vorschubschlittens 70
beziehen, sind positiv, weil sich die Schleifscheibe 62
stets auf der einen Seite der Werkstückachse befindet,
nämlich mit Bezug auf Fig. 3 darüber. Alle Angaben über
Stellungen des Werkstückschlittens 34 haben ein Vorzeichen.
Das ist deshalb erforderlich, weil sich bei manchen
Werkstücken die Nullstellung längs der Z-Achse, nämlich
die Lage des Schnittpunktes der Z-Achse und der X-Achse,
an einer anderen Stelle befinden können, als am äußersten
linken Ende des Werkstücks. Stellungen links von dem Schnittpunkt
der Achsen 100 und 56 haben ein negatives Vorzeichen
und Stellungen rechts von diesem Schnittpunkt ein positives.
Die Lage der x-Achse 100 gegenüber dem Werkstückschlitten
34 steht fest. Mithin wandert der Schnittpunkt der Achsen
100 und 56 gegenüber dem Bett 32 der Maschine zusammen mit
dem Schlitten 34 längs der Führungsbahn 40, 42. Mit diesem
Schnittpunkt wandert auch der Schnittpunkt der Mittelachse
78 der Bewegungsbahn der Schleifscheibe 62 (Fig. 3) mit der
Z-Achse Y, wenn sich der Schlitten 34 längs seiner Bahn 40,
42 verschiebt.
Weiter sind auf der Schalttafel 94 von Hand bedienbare
Tasten vorgesehen, die zum Eintragen und zum Anzeigen der
gespeicherten Größen dienen. Die Eintragungstaste drückt
man, wenn man Zahlenangaben in das Speicherwerk des Rechenwerks
92 einführen will, um dadurch bereits darin gespeicherte
Angaben zu ersetzen. Die Anzeigetaste bewirkt, daß die
Zahlenangaben in einem Fenster 104 der Schalttafel 94 erscheinen,
vergleiche Fig. 1 und 3.
Vor Beginn eines Schleifvorgangs ist es erforderlich,
die Stellung des Werkstücks 50 in Achsenrichtung, also längs
der X-Achse 100 zu bestimmen. Bisher wurde zu diesem Zweck
das Werkstück längs der Z-Achse 56 so weit verschoben, bis
eine bestimmte Bezugsfläche des Werkstücks genau in einer
Bezugsebene der Maschine lag. Ist das nicht der Fall, dann
nimmt das Werkstück nicht die richtige Lage gegenüber der
X-Achse 100 ein, und das kann beim Schleifvorgang zu
Irrtümern führen.
Um nun die Lage des Werkstücks genau zu bestimmen, entfällt
bei dem hier beschriebenen Verfahren die Notwendigkeit,
die Bezugsfläche des Werkstücks genau in die Bezugsebene der
Maschine zu bringen. Vielmehr braucht die Bezugsfläche
des Werkstücks nur dicht in der Nähe der Bezugsebene
der Maschine zu liegen. Es ist nämlich ein Meßwerk 108,
Fig. 4, vorgesehen, das den Abstand mißt, den die Bezugsfläche
110 des Werkstücks 50 von der Bezugsebene 112 der
Maschine einhält, und ein dem Meßergebnis entsprechendes
Ausgangssignal liefert. Die Bezugsebene 112 der Maschine
erstreckt sich parallel zur X-Achse 100 und liegt bei dem
in Fig. 4 gezeigten Beispiel rechts von der X-Achse 100.
Diese Bezugsebene 110 könnte aber auch links von der Achse
100 liegen oder mit ihr zusammenfallen.
Das Meßwerk 108 hat einen Fühler 116, der schwenkbar
durch ein Gelenk 118 am Werkstückschlitten 34 angebracht
ist und mit seinem Ende 120 an der ringförmigen Bezugsfläche
110 des Werkstücks anliegt. Das andere Ende 122 des Fühlers
116 stellt auf einem spulenförmigen Widerstand 124 eines
Potentiometers eine bestimmte Spannung ein. Man kann
gewünschtenfalls auch andere Arten von Signalgebern
verwenden.
Fallen die Bezugsfläche 110 das Werkstücks und die
Bezugsebene 112 der Maschine zusammen, dann beläuft sich die
Spannung des Ausgangssignals auf Null. Diese Spannung wird
über eine Leitung 128 in einen Umwandler 126 eingeführt,
der den Analogwert in einen Digitalwert umwandelt. Für
dieses Signal, das der Stellung entspricht, bei welcher die
Bezugsfläche 110 des Werkstücks genau mit der Bezugsebene
112 der Maschine zusammenfällt, liefert der Umwandler 126
ein entsprechendes Ausgangssignal von Null. Positiv fällt
das Ausgangssignal des Umwandlers 126 aus, wenn die Werkstückfläche
110 gegenüber der Bezugsebene 112 in der in
Fig. 4 gezeigten Weise versetzt liegt. Die positive Ausgangsgröße
entspricht dann dem Abstand der Fläche 110 von der
Ebene 112. Die Ausgangsgröße des Umwandlers 126 stellt eine
binäre Zahl dar, die aus mehreren Bits besteht. Negativ
ist das binäre Ausgangssignal des Umwandlers 126, wenn sich
die Werkstückfläche 110 links von der Bezugsebene 112 der
Maschine befindet. Auch in diesem Falle gibt die Zahl
den Abstand der Fläche 110 von der Bezugsebene 112 an.
Die digitalen Ausgangssignale des Umwandlers 126 werden
in einem Register gespeichert, das die Stellung der ringförmigen
Planschleif- oder Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62 (Fig. 3
und 4) mit Bezug auf die X-Achse 100 angibt. Liegt die
Werkstücksfläche 110 rechts von der Bezugsebene 112, dann
bewirkt das Ausgangssignal des Umwandlers 120 eine entsprechende
Verringerung der in diesem Stellungsregister gespeicherten
Größe, wodurch angezeigt wird, daß der Abstand der ringförmigen
Kantenfläche 130 der Schleifscheibe von der X-Achse
100 den Sollwert unterschreitet, weil das Werkstück 50 gegenüber
der Bezugslage nach rechts versetzt ist. Ist hingegen
die Werkstückfläche 110 mit Bezug auf Fig. 4 auf die linke
Seite der Bezugsebene 112 versetzt, dann bewirkt die Ausgangsgröße
des Umwandlers 126, daß die im Register gespeicherte
Zahl einen größeren Abstand der Schleifscheibenfläche 130
von der Achse 100 anzeigt. Dadurch wird ein Ausgleich dafür
geschaffen, daß die Werkstückfläche 110 gegenüber der
Bezugsebene 112 der Maschine versetzt zu liegen kommt.
Zwar gelangt im vorliegenden Fall das Meßwerk 108
zur Verwendung an einer Schleifmaschine, deren Schleifscheibe
62 sich auf einer Bahn verschiebt, die mit der X-Achse einen
spitzen Winkel einschließt, doch kann auch bei einer Schleifmaschine,
bei der diese Bahn rechtwinklig zur Z-Achse 56,
also parallel zur X-Achse 100 verläuft, die Bezugsfläche
des Werkstücks entsprechend gelegen sein. Wenn auch das
Meßwerk 108 besondere Vorteile bietet, könnten andere Meßwerke
bei der hier beschriebenen Schleifmaschine 30 verwendet
werden, um die Lage des Werkstücks zu messen. Ferner könnte
das Werkstück derart gelegen sein, daß seine Bezugsfläche von
der X-Achse abgewandt ist, statt ihr gemäß Fig. 4 zugewandt
zu sein.
Wie nun die Planflächen und die verschiedene Durchmesser
aufweisenden Längsflächen mit der Maschine 30 geschliffen
werden, ist in den Fig. 5-10 dargestellt.
Zu Beginn des Schleifvorgangs ist die Schleifscheibe 62
eine erhebliche Strecke vom Werkstück 50 fort zurückgezogen.
Mittels des Meßwerks 108 ist in der beschriebenen Weise die
Stellung registriert, die das Werkstück 50 längs seiner
Umlaufachse 56 einnimmt.
Um den Schleifvorgang einzuleiten, erfährt die Schleifscheibe
62 zunächst durch den Motor 82 längs der sich
in einem spitzen Winkel zur Werkstückspindelachse erstreckenden
Bahn einen einwärts gerichteten Eilvorschub, durch den die
Schleifscheibe in eine Stellung gelangt, die unmittelbar
vor dem Punkt liegt, an dem das Programm die hohe Vorschubgeschwindigkeit
vorsieht. Dann wird die Schleifscheibe mit
dieser Vorschubgeschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück
beigestellt. Diese Vorschubgeschwindigkeit ist geringer als
die Eilgeschwindigkeit. Erreicht die Schleifscheibe dann
die Stelle, an der das Programm eine mittlere Vorschubgeschwindigkeit
vorsieht, dann wird der Vorschub der Schleifscheibe
wiederum bis auf diesen Wert herabgesetzt.
Der Einwärtsvorschub der Schleifscheibe 62 in Richtung
auf das Werkstück dauert dann mit dieser verringerten Geschwindigkeit
an, und dabei schleift die ringförmige Kantenfläche
130 der Schleifscheibe die radiale ringförmige Planfläche
134 des Werkstücks in der in Fig. 6 gezeigten Weise.
Die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe 62 kommt zur Anlage
an einer zylindrischen Längsfläche 140 des Werkstücks.
Beim Einwärtsvorschub der Schleifscheibe ausgehend von
der Stellung der Fig. 5 bis in die Stellung der Fig. 6
werden die Schleifscheibe und das Werkstück ständig durch
ihre Motoren 88 bzw. 60 in Umlauf versetzt, vergleiche
Fig. 3.
Ist die Schleifscheibe zur Anlage an der Planfläche
134 und der Längsfläche 140 des Werkstücks gelangt, dann
wird sie um eine bestimmte Strecke einwärts vorgeschoben,
um die Planfläche 134 so abzuschleifen, daß sie zur Längsfläche
radial verläuft und dabei in eine bestimmte Stellung
mit Bezug auf die Z-Achse 56 gelangt. Gleichzeitig mit
dem Abschleifen der Planfläche 134 durch die Kantenfläche
130 der Schleifscheibe 62 schleift die Vorderfläche 138
der Schleifscheibe 62 die Längsfläche 140 des Werkstücks
50 bis auf den gewünschten Durchmesser ab. Da sich die
Längsfläche 140 rechtwinklig zur Planfläche 134 erstreckt,
können die zueinander rechtwinklig verlaufenden Flächen 138
und 130 der Schleifscheibe 62 gleichzeitig die Planfläche
und die Längsfläche des Werkstücks abschleifen.
Nach erfolgtem Abschleifen der Planfläche 134 und der
Längsfläche 140 des Werkstücks zieht der Antriebsmotor 82
die Schleifscheibe 62 vom Werkstück 50 bis zu einer durch
das Programm festgelegten Frei-Stellung zurück, die in
Fig. 7 gezeigt ist. Ist diese Frei-Stellung erreicht, dann
nimmt die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe 62 einen
größeren Abstand von der Werkzeugspindelachse ein als die
Längsfläche 144 des Werkstücks, die danach geschliffen
werden soll, vergleiche Fig. 7. Die Fläche 144 liegt also
der Z-Achse 56 näher als irgendein Punkt der Schleifscheiben-
Stirnfläche 138.
Ist die stetig umlaufende Schleifscheibe bis in die
erste Frei-Stellung zurückgezogen worden, dann wandert
das stetig umlaufende Werkstück 50 mit Bezug auf Fig. 8
längs der Werkzeugspindelachse 56 nach rechts, bis dadurch
die Planfläche 146 in eine ganz bestimmte Stellung gegenüber
der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62 gelangt
ist. Dann erfolgt ein Vorschub der Schleifscheibe 62 zum
Einstechen in das Werkstück ausgehend von der Frei-Stellung
der Fig. 8 bis in die in Fig. 9 gezeigte Lage. Bei diesem
Einstechen schleift die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe
die zylindrische Längsfläche 144 des Werkstücks, während
die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe die Planfläche 146
schleift. Mithin erfolgt das Abschleifen der beiden Werkstückflächen
144 und 146 bei einem einzigen Einstechvorgang.
Der Grund hierfür liegt darin, daß das umlaufende Werkstück
50 zunächst längs seiner Umlaufachse 56 genau in die Stellung
gebracht wird, an der die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe
62 gegenüber der Planfläche 146 in der in Fig. 8 schematisch
veranschaulichten Weise nach rechts versetzt ist. Dann wird
die Schleifscheibe 62 in Richtung auf das Werkstück längs
seiner zur Z-Achse in einem spitzen Winkel verlaufenden Bahn
derart vorgeschoben, daß die Kantenfläche 130, die sich
rechtwinklig zur Vorderfläche 138 erstreckt, die Planfläche
146 schleift. In entsprechender Weise kommt dann die Vorderfläche
138, die parallel zur Z-Achse 56 verläuft, zur Einwirkung
auf die Längsfläche 144 des Werkstücks.
Ist die Schleifscheibe 62 beim Längsschliff in der in
Fig. 9 gezeigten Lage am Ende der Längsfläche des Werkstücks
angelangt, dann wird sie von der Z-Achse 56 zurück bis
in eine zweite durch das Programm festgelegte Frei-Stellung
zurückgezogen, die in Fig. 10 gezeigt ist. In dieser Stellung
hat die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe von der Z-Achse
einen größeren Abstand als die sich an die Planfläche 146
anschließende Längsfläche 154. Die Schleifscheibe befindet sich
also in einem größeren Abstand von der Z-Achse als es
der Fall in der ersten Frei-Stellung der Fig. 8 war.
Denn die Planfläche 146 hat einen größeren Außendurchmesser
als die Planfläche 134.
Es gilt also für beide Frei-Stellungen, daß sie von
der Z-Achse einen etwas größeren Abstand haben als der
Außendurchmesser der nächsten danach zu schleifenden Fläche.
Dadurch werden übermäßig lange Vorschübe und Rückzüge
der Schleifscheibe 62 vermieden. Nimmt die Schleifscheibe
62 also die Frei-Stellung nach der Fig. 7 ein, so ist
ihr Abstand von der Z-Achse kleiner als der Abstand, den
die Schleifscheibe von der Z-Achse einhält, wenn sie sich
in der zweiten Frei-Stellung der Fig. 10 befindet. Diese
verschiedenen Frei-Stellungen der Schleifscheibe sind
programmgemäß auf der Schalttafel 94 von Hand eingestellt.
Nun kann es aber vorkommen, daß man es absichtlich oder
unabsichtlich unterläßt die nächste Frei-Stellung zu
programmieren. Dann bestimmt das Rechenwerk 92 durch
Abtasten seiner Speicher die Abmessung des nächsten Werkstückdurchmessers
und bewirkt selbsttätig die Verschiebung
der Schleifscheibe 62 bis in eine Stellung, die weit genug
nach außen von dem Höchstmaß des Durchmessers entfernt ist,
welches der nächste zu bearbeitende Werkstückabschnitt aufweist.
Dadurch ist verhindert, daß die Schleifscheibe 67
bei der axialen Verschiebung des Werkstücks 50 gemäß
Fig. 8 an dieses anstößt.
Damit die Längsflächen 140 und 144 des Werkstücks sehr
gut geschlichtet werden, kann das umlaufende Werkstück 50
nach Einstechen des Werkzeugs längs seiner Umlaufachse
hin- und herverschoben werden. Wie dies beim Schlichten
der Längsfläche 140 geschieht, ist in Fig. 19 gezeigt.
Während sich also die umlaufende Schleifscheibe 62 auf der
sich in einem spitzen Winkel zur Z-Achse 56 erstreckenden
Bahn einwärts verschiebt, wird das Werkstück 50 längs seiner
Umlaufachse in Richtung des Pfeiles 150, Fig. 19, hin- und
herbewegt. Kommt dabei das Werkstück am Ende der Bewegung
nach rechts zum Stillstand in der in Fig. 19 gezeigten Lage,
dann befindet sich das Werkstück 50 stets in derselben
Stellung gegenüber der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe
und gegenüber dem Bett 32 der Maschine. Nimmt das Werkstück
50 diese Endstellung ein, dann liegt die Ebene, in der
sich die geschlichtete Planfläche 134 des Werkstücks befinden
soll, an einer Ebene an, in der die Kantenfläche 130 der
Schleifscheibe 62 am Ende des Schleifscheibenvorschubes gelegen
ist.
Durch Hin- und Herverschieben des Werkstücks 50 längs seiner
Umlaufachse bei dem Vorschub der Schleifscheibe 62 wird
die Längsfläche 140 des Werkstücks in Achsenrichtung an der
Vorderseite 138 der Schleifscheibe verschoben, wodurch die
Längsfläche 140 außerordentlich fein geschlichtet wird.
Wollte man versuchen, die Schleifscheibe 62 längs ihrer
Umlaufachse 66 hin- und herzuverschieben, dann würde dadurch
die Längsfläche 140 des Werkstücks nicht auf den gewünschten
Durchmesser geschlichtet werden. Denn die Umlaufachse 66
der Schleifachse erstreckt sich ja in einem spitzen Winkel
zur Z-Achse 56. Zwar ist in Fig. 19 die Hin- und Herbewegung
des Werkstücks 50 durch den Doppelpfeil 150 auf der Seitenfläche
140 dargestellt, doch gilt dies genauso für die Seitenfläche
144, die ebenso durch Hin- und Herverschieben gegenüber
der Schleifscheibe 62 geschlichtet werden kann.
Dem Hin- und Herverschieben des Werkstücks 50 beim Einstechvorgang
dient vorzugsweise dieselbe Antriebsanordnung, die
auch dazu benutzt wird, das Werkstück 50 längs seiner Umlaufachse
in seine Anfangsstellung zu bringen. Der Motor 36 verschiebt
daher zunächst mittels der Leitspindel 38 das Werkstück
50 und den Werkstückschlitten 34 mit Bezug auf Fig. 3
nach links. Dann wird der Antrieb des Motors 36 gewendet
und läßt das Werkstück nach rechts um dieselbe Strecke
zurücklaufen, die zuvor beim Lauf nach links zurückgelegt
wurde. Durch Verwendung desselben Motors 36 für die beiden
Zwecke, das Werkstück gegenüber der Schleifscheibe einzustellen
und das Werkstück hin- und herzuverschieben, vereinfacht
sich die Bauart der Schleifmaschine 30.
Sind die Planflächen 134 und 146 und die Längsflächen 140 und
144 des Werkstücks 50 in der in den Fig. 5-9 schematisch
dargestellten Weise geschliffen, dann wird das Werkstück 62
in die zweite Frei-Stellung nach der Fig. 10 gebracht, also
auf einen größeren Abstand von der Achse 56 als ihn die
Außenkante der Planfläche 146 aufweist. Dann wandert das
umlaufende Werkstück 40 längs seiner Umlaufachse in der
in Fig. 11 gezeigten Weise nach rechts. Dieser Längslauf des
Werkstücks 50 wird unterbrochen, wenn die Planfläche 146 neben
die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe 62 zu liegen kommt.
Die Schleifscheibe 62 wird dann einwärts beigestellt, so
daß ihre Vorderfläche 138 sich an die zylindrische Längsfläche
154 des Werkstücks 50 in der in Fig. 11 gezeigten
Weise anlegt. Dann wandert das umlaufende Werkstück 50
nach rechts mit Bezug auf die Schleifscheibe 62 ausgehend
von der in Fig. 11 gezeigten bis in die in Fig. 12 gezeigte
Lage. Bei diesem Längsvorschub des Werkstücks 50 längs
seiner Umlaufachse überfährt die Vorderfläche der Schleifscheibe
62 die zylindrische Längsfläche 154 des umlaufenden
Werkstücks.
Am Ende des Längsvorschubes des Werkstücks 50 gelangt die
Schleifscheibe 62 mit ihrer Kantenfläche 130 zur Anlage an
die Planfläche 158 des Werkstücks 50. Bei Beendigung der
Verschiebung des Werkstücks 50 nach rechts schleift dann
die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62 die äußere
radiale Zone 162 der Planfläche 158 bis auf die gewünschte
axiale Stellung ab. Während die Zone 162 der Planfläche
158 in dieser Weise durch die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe
bis zum Schlichtschliff bearbeitet wird, zerspant
die Schleifscheibe mit ihrer Vorderfläche 138 den Werkstoff
bis an die Planfläche 158 heran.
Um nun die Längsfläche 154 des Werkstücks 50 bis auf die
gewünschte Tiefe abzuschleifen, muß man die Schleifscheibe 62
nach innen in Richtung auf die Z-Achse 56 ausgehend von
der in den Fig. 12 und 20 gezeigten Lage einwärts beistellen.
Soll die Längsfläche 154 des Werkstücks 50 bis auf eine
Tiefe abgeschliffen werden, die in Fig. 20 durch die gestrichelte
Linie 166 wiedergegeben ist, dann muß die Schleifscheibe
62 längs der sich in einem spitzen Winkel zur
Z-Achse erstreckenden Bahn um eine Strecke vorgeschoben werden,
die in Fig. 20 bei 168 gezeigt ist. Die Größe dieser Strecke
162 ist in Fig. 20 der Klarheit halber übertrieben.
Der Vorschub der Schleifscheibe 62 über die Strecke 168,
Fig. 20, in Richtung auf die Z-Achse hat zur Folge, daß
die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe einwärts und nach
links von der in Fig. 20 gezeigten Stellung aus um eine
Strecke 170, Fig. 20 verstellt wird. Würde das Werkstück
dabei die in Fig. 20 gezeigte Stellung beibehalten, dann
würde die Schulter 158 aus ihrer in Fig. 20 gezeigten Sollstellung
durch den von der Schleifscheibe mit ihrer Fläche
130 bewirkten Abschliff nach links verlagert werden. Diese
unerwünschte Verlagerung der Planfläche 158 rührt daher,
daß die Vorschubbahn der Schleifscheibe in einem spitzen
Winkel zur Z-Achse 56 verläuft.
Damit diese unerwünschte Verlagerung der Planfläche 158 zu vermeiden
ist, wird das Werkstück 50 um den Betrag nach links
verschoben, zum den sich die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe
mit Bezug auf Fig. 20 beim Vorschub der Schleifscheibe 62
bis zur gestrichelten Linie 166 nach links verschiebt.
Das geschieht, bevor die Schleifscheibe 62 ihren Vorschub
in Richtung auf die Z-Achse erfährt.
Diese Verschiebung des Werkstücks nach links hat zur Folge,
daß zwischen der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62
und der Planfläche 158 ein Abstand geschaffen wird, der
der Strecke 170 entspricht. Erst dann erfolgt der Vorschub
der Schleifscheibe 62 um die Strecke 168 der Fig. 20 und 21.
Beim Vorschub der Schleifscheibe 62 um die Länge der Strecke
168 wandert dann die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe in
dieselbe Ebene zurück, in der sie in Fig. 20 gezeigt ist,
wobei sie jedoch in radialer Richtung gegenüber der Längsfläche
154 einwärts versetzt wird. Beim Vorschub der
Schleifscheibe 62 über die Strecke 168 wird eine innere
Zone 174 der Planfläche 158 des Werkstücks abgeschliffen,
so daß sie die zuvor abgeschliffene Zone 162 der Planfläche
158 verlängert. Die Strecke 174 dieser Verlängerung
stellt das Produkt der Vorschubstrecke 168 der Schleifscheibe
mit dem Sinus des Winkels A nach der Fig. 21 dar. Es ist dies
der Winkel zwischen der Vorschubbahn der Schleifscheibe
und der Z-Achse. In Fig. 21 ist die Strecke 174 in größerem
Maßstabe als in Fig. 20 dargestellt. Gleichzeitig verschiebt
sich die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe in Richtung auf
die X-Achse um die Strecke 170. Diese stellt das Produkt der
Vorschubstrecke 168 mit dem Kosinus des Winkels A dar. Da
das Werkstück 50 zunächst um die Strecke 170 nach links
zurückgezogen wird, bevor der Vorschub der Schleifscheibe
erfolgt, unterbleibt eine Verlagerung der Planfläche 158
in Achsenrichtung während des Vorschubes der Schleifscheibe.
Ohne diese Verschiebung des Werkstücks nach links würde
nämlich die Planfläche 158 durch Abschleifen um die Strecke
170 verschoben werden.
Nach dem Vorschub der Schleifscheibe 62 bis zur gestrichelten
Linie 166 der Fig. 20 und nach dem Anliegen
der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe an der inneren
radialen Zone 174 und der äußeren radialen Zone 162
der Planfläche 158 wandert das Werkstück 50 aus der
Lage der Fig. 12 nach links in die Lage der Fig. 13.
Dabei überfährt die Schleifscheibe die Längsfläche 154
des Werkstücks ein zweites Mal. Die Strecke 174 ist der
Deutlichkeit halber in der Zeichnung übertrieben lang
dargestellt. Nach dem Überfahren der Längsfläche wird die
Schleifscheibe 62 wiederum in Richtung auf die Z-Achse
56 beigestellt, und dann wandert das umlaufende Werkstück
50 in der in Fig. 14 gezeigten Weise an der Schleifscheibe
62 ein drittes Mal entlang. Diese Längsschliffe werden so
oft wiederholt, bis die Längsfläche 154 des Werkstücks und
die Planfläche 158 bis auf die gewünschten Abmessungen und
die gewünschte Oberflächengüte abgeschliffen ist. Dann wird
die Schleifscheibe 62 von der Z-Achse 56 fort bis in eine
im Programm vorgesehene Frei-Stellung zurückgezogen, die
in Fig. 15 gezeigt ist. In dieser Frei-Stellung hat die
Schleifscheibe von der Z-Achse einen größeren Abstand als
die nächste zu schleifende Längsfläche 180 des Werkstücks
50.
Während dann die Schleifscheibe 62 in der Frei-Stellung der
Fig. 15 verbleibt, wandert das Werkstück 50 nach rechts,
um die Schleifscheibe der Längsfläche 180 gegenüberzustellen.
Dann wird die Schleifscheibe 62 wieder einwärts vorgeschoben
und sticht in das Werkstück in der zuvor beschriebenen Weise
ein, wobei dann gleichzeitig die zylindrische Fläche 180
und die Planfläche 184 des Werkstücks geschliffen wird.
Bei diesem Einstichvorgang kann das Werkstück 50 längs
seiner Umlaufachse hin- und hervorschoben werden, um dadurch
die Oberflächengüte der zylindrischen Fläche 180 zu verbessern.
Nach dem Schlichten der Werkzeugflächen 180 und 184 wird
die Schleifscheibe bis zu einer Frei-Stellung zurückgezogen,
und die zylindrische Längsfläche 186 des Werkstücks wird
dann in der schematisch in Fig. 7 dargestellten Weise geschliffen.
Die Schleifscheibe 62 wird dann bis in die Lage
der Fig. 18 zurückgezogen, und der Werkstückschlitten 34
läuft zurück bis in die erste Schleifstellung, damit das
fertige Werkstück 50 aus der Maschine 30 ausgespannt werden
kann.
Das Rechenwerk 92, Fig. 3, beruht auf einem
Mikrocomputer-Steuersystem. Diese Mikro-Rechenanlage
enthält als zentrales Schaltelement einen Chip-Baustein.
Dieser nimmt
die Angaben auf, die durch die Tastatur auf dem Schaltbrett
94 von Hand eingeführt werden. Zu diesem Chip-Baustein gehören
weitere Schnittstellenmodule. Das zentrale Schaltelement
verarbeitet die Angaben entsprechend den gegebenen Befehlen
und sorgt für die Zeiteinteilung und das Zählen und übermittelt
die Angaben über die Wirkung der Maschine zu den
Ausgangsschnittstellenmodulen.
Ein in dem Rechenwerk 92 vorgesehener Speicher mit willkürlichem
Zugriff beruht auf der Wirkung eines Chip-Bausteins,
der durch Verwendung einer Stützbatterie
von 30 Tagen Lebensdauer löschsicher gemacht ist.
Dieser löschsichere Speicher mit willkürlichem Zugriff
speichert die Angaben des Programms für das zentrale Schaltelement.
Ein weiterer Speicher mit willkürlichem Zugriff,
dient der vorübergehenden Speicherung der Angaben. Löschfähige
programmierbare Festwertspeicher, die eine
durch ultraviolettes Licht löschbaren Chip enthalten,
gelangen bei einem Programm zur Verwendung,
das Weisungen für das zentrale Schaltelement vorsieht.
Dadurch werden Angaben behandelt, die von den Schnittstellenmodulen
und den Speichern mit willkürlichem Zugriff geliefert
werden.
Um das Rechenwerk 92 mit Angaben zu beliefern, welche die
Lage der X-Achse 100 gegenüber der Kantenfläche 130 der
Schleifscheibe 62 betreffen, wird ein Impulsgenerator 190,
Fig. 3, durch den Motor 36 gleichzeitig mit der Leitspindel
38 angetrieben. Das Ausgangssignal wird von diesem Impulsgenerator
190 über eine Leitung 192 dem Rechenwerk 92
geliefert. Dieses steuert den Motor 36 über eine Leitung 194.
In entsprechender Weise ist mit dem Motor 82 in Impulsgenerator
198, Fig. 3 gekuppelt, der die Antriebsspindel 84
für den Schleifscheibenschlitten antreibt. Die von diesem
Impulsgenerator gelieferten Impulse geben die Strecke
an, um die die Schleifscheibe in Richtung auf die Z-Achse
56 vorgeschoben oder zurückgezogen wird. Diese Impulse
werden dem Rechenwerk 92 über eine Leitung 200 zugeführt.
Gesteuert wird die Wirkung des Motors 82 durch Signale,
die über eine Leitung 202, Fig. 3, zugeführt werden.
Beim Schleifvorgang liefert das Rechenwerk 92 über eine
Leitung 204, Fig. 3 dem Motor 60 ein Signal, durch das
dieser stetig in Umlauf versetzt wird. Dieser Motor treibt
die Werkstückspindel um die Z-Achse 56 derart an, daß die
Umfangsgeschwindigkeiten des Werkstücks den im Programm
vorgesehenen Größen entsprechen. Ferner bewirkt das Rechenwerk
92, daß der Motor 88 stetig die Schleifscheibe 62
antreibt. Die Laufgeschwindigkeit des Motors 88 ändert sich
entsprechend den programmierten Befehlen unter Steuerung
durch Signale, die über eine Leitung 206 geliefert werden.
Weil die Vorschubbahn der Schleifscheibe mit der Z-Achse
56 einen spitzen Winkel einschließt, ändern sich beim
Vorschub der Schleifscheibe 62 auf das Werkstück 50 zu
und beim Rückzug vom Werkstück 50 fort sowohl die Lage
der Kantenfläche 130 gegenüber der X-Achse 100 als auch
die Lage der Außenrundschleif- oder Vorderfläche 138 der Schleifscheibe gegenüber
der Z-Achse 56. Die Lage der X-Achse 100 gegenüber der
Kantenfläche 130 ändert sich auch, wenn der Werkstückschlitten
34 längs der Werkstückspindelachse verschoben
wird.
Damit das Rechenwerk 92 die jeweilige Stellung der Schleifscheibenkantenfläche
130 gegenüber der X-Achse 100 ständig
überwachen kann, enthält es ein der Z-Achse zugeordnetes
Register 210, das ein voreinstellbares Zählwerk darstellt.
Dieses Zählwerk kann vorwärts und rückwärts zählen. Gewünschtenfalls
kann das Register 210 auch durch andere Schaltwerke
ersetzt werden. Es speichert die Angaben, welche sich auf
die Lage der Kantenfläche 130 gegenüber der X-Achse 100
in Richtung der Z-Achse 56 beziehen.
In dem Rechenwerk 92 ist noch ein zweites Register 214 vorgesehen,
das der X-Achse zugeordnet ist und ebenfalls ein
vorwärts und rückwärts zählendes Zählwerk darstellt und
gewünschtenfalls durch ein anderes Schaltwerk ersetzt werden
kann. Dieses der X-Achse zugeordnete Register 214 speichert
die Angaben, die sich auf die Lage der Vorderfläche 138
gegenüber der Z-Achse 56 in Richtung der X-Achse 100 beziehen.
Die in den beiden Registern 210 und 214 gespeicherten Angaben
können nacheinander abgelesen werden. Diesem Zweck dient
ein in der Schalttafel vorgesehenes Anzeigewerk 104, Fig. 1
und 22. Soll diese die im Register 210 der Z-Achse gespeicherten
Werte anzeigen, dann schließt das Rechenwerk 92 einen
Schalter 218, Fig. 22, der an eine UND-Verknüpfung 220
angeschlossen ist. Dank dieser Verknüpfung können die
im Register der Z-Achse gespeicherten Angaben zum Anzeigegerät
104 übertragen werden. Sollen die im X-Register
gespeicherten Angaben auf das Anzeigegerät 104 übertragen
werden, dann wird durch das Rechenwerk 92 ein
Schalter 222, Fig. 22, umgeschaltet, so daß die UND-
Verknüpfung 224 die Angaben dem Anzeigewerk 104 übermittelt.
Diese Übermittlung erfolgt über eine Leitung 228. Eine
entsprechende Stromkreisschaltung gelangt zur Verwendung,
um jedes gewünschte Programm wahlweise anzuzeigen.
Es sei nun angenommen, daß bei einer anfänglichen Einstellung
des Werkstücks 50 gegenüber der X-Achse dessen Bezugsfläche
110 versetzt ist gegenüber einer Bezugsebene 112 der Maschine,
wie es zuvor mit Bezug auf das Meßwerk 108 in Fig. 4 erläutert
wurde. In diesem Falle wird von dem Analog-Digital-Umsetzer
126 ein mehrstelliges binäres Signal zum Register 210, Fig. 22,
über eine Leitung 232 übertragen. Wenn das Werkstück
50 vor Beginn seiner Bearbeitung gegenüber der X-Achse
100 eingestellt wird, ist ein Schalter 234, Fig. 22, geschlossen.
Dadurch wird bewirkt, daß das von dem Analog-
Digital-Umsetzer 126 dem Register 210 übermittelte Signal
im Register entsprechend dem Abstand eingestellt wird,
um welchen die Bezugsfläche 110 des Werkstücks von der
Bezugsebene 112 der Maschine entfernt ist. Durch diese
Voreinstellung des der Z-Achse zugeordneten Registers 210
wird ein Ausgleich für diesen Abstand geschaffen.
Bei der Verschiebung des Werkstückschlittens 34 durch den
Motor 36 mit Bezug auf Fig. 3 nach rechts nimmt der Abstand
der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62 von der X-Achse
stetig ab, so daß die im Register 210 der Z-Achse gespeicherte
Größe kleiner wird. Dabei schließt das Rechenwerk 92
einen Schalter 238. Das hat zur Folge, daß die vom Impulsgenerator
190 erzeugten Impulse über die UND-Verknüpfung
240 und die Leitung 192 dem Z-Register 210 zugeführt
werden. Auch schließt das Rechenwerk 92 einen
Schalter 242, wodurch die vom Impulsgenerator 190
gelieferten Impulse dem Register 210 zugeführt werden
und diesen rückwärts zählend verstellen. Da aber der
Impulsgenerator 190 vom Motor 36 synchron mit der Leitspindel
38 des Werkzeugschlittens angetrieben wird,
geben die vom Impulsgenerator 190 gelieferten Impulse
an, um welche Strecke sich der Schlitten 34 mit dem Werkstück
50 gegenüber dem Bett 32 und der Schleifscheibe 62 verschiebt.
Mithin werden im Register 210 die vom Impulsgenerator 190
gelieferten Impulse rückwärts gezählt und verringern
daher den gespeicherten Betrag um ein Maß, das der Verringerung
des Abstandes der Schleifscheibenfläche 130 von der X-Achse
100 entspricht.
Verschiebt der Motor 36 den Werkstückschlitten 34 nach links
mit Bezug auf Fig. 3, so daß der Abstand der Kantenfläche
130 der Schleifscheibe 62 von der X-Achse 100 zunimmt, dann
ist ein Schalter 246 geschlossen, was zur Folge hat, daß
die vom Impulsgenerator 190 gelieferten Impulse, die
über die UND-Verknüpfung 240 dem Register 210 geliefert
werden, dieses vorwärts zählend verstellen. Die im Register
210 gespeicherte Größe nimmt also um einen Betrag zu,
welcher der Zunahme des Abstandes der Kantenfläche 130 der
Schleifscheibe von der X-Achse entspricht, die bei der
Verschiebung des Werkstückschlittens 34 von der Schleifscheibe
fort stattfindet. Beim Vorschub der Schleifscheibe 62 durch
den Motor 82 auf das Werkstück zu, also bei einer Verringerung
der Entfernung der Kantenfläche 130 von der X-Achse 100
entsprechend einer Kosinus-Funktion des Winkels, den die
Bewegungsbahn der Schleifscheibe 62 mit der Z-Achse 56 einschließt,
werden die vom Impulsgenerator 198 gelieferten
Impulse vor ihrer Zuführung zum Register 210 der Z-Achse
durch einen Multiplikator 250, Fig. 22 geschickt. Dieser
verringert die Zahl der Impulse, welche alsdann über die
UND-Verknüpfung 252 gesandt werden. Denn zu dieser Zeit
hat das Rechenwerk 92 diese Verknüpfung durch Schließen
eines Schalters 254 geöffnet. Da sich der Winkel zwischen
der Bahn der Schleifscheibe 62 und der Z-Achse 56 beim
beschriebenen Ausführungsbeispiel auf 60° beläuft, erhält
daher das Register 210 vom Multiplikator 250 eine Anzahl
von Impulsen, die der vom Impulsgenerator 198 gelieferten
Zahl multipliziert mit dem Kosinus 60° entspricht. Da sich
die Schleifscheibe 62 in Richtung auf das Werkstück bewegt
und der Rückwärtszählschalter 242 geschlossen ist, werden
die Impulse während der Bewegung der Schleifscheibenkantenfläche
130 auf die X-Achse 100 zu im Register 210
rückwärts gezählt.
Der Vorwärtszählschalter 246 ist dann geschlossen, wenn die
Schleifscheibe 62 von der Z-Achse 56 fort verschoben wird
und den Abstand ihrer Kantenfläche 130 von der X-Achse 100
vergrößert.
Daher werden die vom Impulsgenerator 198 gelieferten
Impulse über den Multiplikator 250 und die UND-Verknüpfung
252 im Register 210 vorwärts gezählt. Gleichgültig,
ob sich die Schleifscheibe dem Werkstück nähert oder sich
von ihm zurückzieht, ändert sich also der im Register 210
gespeicherte Betrag entsprechend einer Kosinusfunktion
des Winkels, den die Bewegungsbahn der Schleifscheibe
mit der Z-Achse einschließt.
Der in Richtung der X-Achse 100 gemessene Abstand
zwischen der Vorderfläche 138 der Schleifscheibe und der
Z-Achse ändert sich nur dann, wenn die Schleifscheibe 62 in
Richtung auf die Z-Achse 56 vorgeschoben oder zurückgezogen
wird, während die Verschiebung des Werkstückschlittens
34 längs der Werkstückspindelachse keinen Einfluß auf
diesen Abstand hat. Aus diesem Grunde bewirkt der Lauf
des Werkstückschlittens 34 längs der Z-Achse keine Änderung
der im Register 214 der X-Achse gespeicherten Angaben.
Bei Vorschub oder Rückzug der Schleifscheibe 62 in
Richtung auf das Werkstück 50 zu oder von ihm fort ändert
sich der Abstand der Vorderfläche 138 der Schleifscheibe
von der Z-Achse 56. Aus diesem Grunde werden die von dem
Impulsgenerator 198 gelieferten Impulse über eine
Leitung 260 (Fig. 22) und einen Multiplikator 262 einer
UND-Verknüpfung 254 zugeführt, die das Rechenwerk durch
Schließen eines Schalters 268 immer dann öffnet, wenn
der Vorschub oder Rückzug der Schleifscheibe 62 mit Bezug
auf das Werkstück stattfindet. Der Multiplikator 262
multipliziert die vom Impulsgenerator 198 gelieferten
Impulse mit dem Sinus des Winkels, den die Vorschubbahn
der Schleifscheibe 62 mit der Z-Achse 56 einschließt.
Da sich dieser Winkel beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf 60° beläuft, multipliziert der Multiplikator 262 die
Anzahl der vom Impulsgenerator 198 gelieferten Impulse
mit dem Sinus von 60°. Die über die UND-Verknüpfung 264 gelieferten
Impulse werden dann im Register 214 der
X-Achse gespeichert. Beim Vorschub der Schleifscheibe
62 in Richtung auf das Werkstück 50 wird ein Rückwärtsschalter
272 geschlossen, der bewirkt, daß die dem
Register 214 zugeführten Impulse rückwärts gezählt
werden und daher die gespeicherte Größe abnimmt. Bei
Rückzug der Schleifscheibe 62 vom Werkstück 50 fort
wird ein Vorwärtszählschalter 274 geschlossen und bewirkt,
daß die von der UND-Verknüpfung 264 gelieferten Impulse
den im Register 214 gespeicherten Wert vergrößern.
Die in den Fig. 4 und 22 gezeigte Schaltung soll
die Wirkungsweise verständlich machen. Gewünschtenfalls
können andere und auch verwickeltere Schaltungen verwendet
werden.
Zur Korrektur von Abrichtmaßen wird ein Schalter 304, Fig. 22, geschlossen,
und eine bestimmte Anzahl von Impulsen wird
vom Impulsgenerator 306 durch den Multiplikator 308 zu der
UND-Verknüpfung 310 geschickt. Die Anzahl dieser Impulse
entspricht einem Abstand, um den die Flächen der Schleifscheibe
durch das Abrichten versetzt worden sind. Der
Multiplikator 308 multipliziert die Anzahl der Impulse
mit einem Faktor, der dem Kosinus des Winkels entspricht,
den die Vorschubbahn der Schleifscheibe 62 mit der Z-Achse
56 einschließt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt
es sich dabei um den Kosinus von 60°. Dabei wird der
Vorwärtszählschalter 246 durch das Rechenwerk 92 geschlossen.
Die durch die UND-Verknüpfung 310 zum Z-Achsenregister 210
übermittelten Impulse vergrößern daher den im Register
gespeicherten Betrag.
Ferner werden die Impulse vom Impulsgenerator
306 über eine Leitung 314, Fig. 22, und einen Multiplikator
316 zur UND-Verknüpfung 318 geschickt, wobei das Rechenwerk
einen Schalter 320 geschlossen und dadurch die UND-
Verknüpfung 318 geöffnet hat. Diese übermittelt die Impulse
zum X-Achsenregister 214. Dabei multipliziert der
Multiplikator 316 die Zahl der Impulse, die an die
Leitung 314 abgegeben werden, mit einem Faktor, der dem
Sinus des Winkels entspricht, den die Vorschubbahn der Schleifscheibe
62 mit der Z-Achse 56 einschließt. Beim vorliegenden
Falle handelt es sich also um den Sinus von 60°. Bei Übermittlung
der Impulse von der UND-Verknüpfung 318 ist der Vorwärtszählschalter
274 geschlossen. Daher werden die Impulse
im Register 214 zu der darin gespeicherten Zahl gezählt.
Dadurch wird die Verschiebung der Vorderfläche 138 der Schleifscheibe von der
Z-Achse 56 fort ausgeglichen.
Die Schleifmaschine 30 wird also derart betrieben, daß sie
mit ihrer Schleifscheibe 62, die ein Winkelprofil aufweist,
beim wiederholten Überfahren einer Längsfläche des Werkstücks
gemäß den Fig. 10 bis 15 eine radial verlaufende Planfläche
158 und die in Achsrichtung verlaufende zylindrische
Fläche 154 des Werkstücks 150 schleift. Kommt sie beim Überfahren
der Längsfläche an deren Ende zum Stillstand gemäß
Fig. 12, dann legt sich die Kantenfläche 130 der Schleifscheibe
62 an die Planfläche 158 des Werkstücks an, während
die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe an der Längsfläche
154 des Werkstücks anliegt. Zum Ausgleich der Verschiebung der
Schleifscheibe 62 in Richtung auf das Werkstück 50 zu längs
der schrägen Bahn wird das Werkstück 50 verschoben, wenn die
Schleifscheibe die Längsfläche des Werkstücks überfahren hat.
Durch diese Verschiebung des Werkstücks wird dessen Planfläche
von der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe 62 zurückgezogen.
Erst dann erfolgt der Vorschub der Schleifscheibe in Richtung
auf die Achse des Werkstücks.
Wenn auch die Vorschubbahn der Schleifscheibe 62 mit
der Werkstückspindelachse einen spitzen Winkel einschließt,
so verläuft doch die Vorderfläche 138 der Schleifscheibe 62
parallel zur Werkstückspindelachse und ihre Kantenfläche 130
lotrecht zur Werkstückspindelachse. Dank dieser Winkellage
der Schleifscheibenflächen zum Werkstück ist es erwünscht,
die Stellungen der Schleifscheibenflächen gegenüber dem
Werkstück in einem rechtwinkligen Koordinatensystem anzugeben
und nicht etwa in einem anderen Koordinatensystem, wenn auch
die Schleifscheibe 62 längs einer Bahn verschoben wird,
die in einem spitzen Winkel zur Werkstückspindelachse verläuft.
Dementsprechend dient ein Register oder Speicher 210,
welcher der Z-Achse zugeordnet ist, zum Speichern der Angaben
über die Lage der Kantenfläche 130 der Schleifscheibe längs
der Werkstückspindelachse. Um die Angaben zu speichern, welche
die Stellung der Vorderfläche 138 der Schleifscheibe längs
einer Achse angeben, die sich lotrecht zur Werkstückspindelachse
erstreckt, ist ein der X-Achse zugeordnetes Register
214 vorgesehen. Da sich die Stellungen der beiden Flächen
130 und 138 der Schleifscheibe 62 mit Bezug auf die beiden
rechtwinklig zueinander verlaufenden Achsen ändern, wenn sich
die Schleifscheibe 62 längs ihrer Bewegungsbahn verschiebt,
die sich in spitzen Winkeln zu den Achsen erstreckt,
werden die in den beiden Registern 210 und 214 gespeicherten
Angaben laufend geändert, wenn sich die Schleifscheibe 62
längs ihrer schräg verlaufenden Bahn verschiebt. Diese Änderung
stellt für das Register 210 eine Kosinusfunktion und
für das Register 214 eine Sinusfunktion des spitzen
Winkels dar, den die Schleifscheibenbahn mit der Werkstückspindelachse
einschließt. Verschiebt sich der Werkstückschlitten
längs der Werkstückspindelachse so ändert sich
der Abstand der Vorderfläche 138 von der Umlaufachse
des Werkstücks 50 nicht. Es ändern sich dabei nur die
in dem Z-Achsenregister 210 gespeicherten Angaben.
Claims (2)
1. Verfahren zum Schleifen einer Planfläche und einer
daran anschließenden zylindrischen Längsfläche
eines Werkstückes auf einer Schleifmaschine unter Verwendung einer
Schleifscheibe mit einer Planschleif- und einer
Zylinderschleiffläche, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst ein radial äußerer Bereich der Planfläche
(158) durch die Planschleiffläche (130)
geschliffen wird und dieser Schleifvorgang
dann unterbrochen wird, wenn die Planschleiffläche
(130) eine vorgegebene, quer zur
Werkstücklängsachse (Umlaufachse 56) stehende Ebene des Werkstückes (50)
erreicht hat, daß sodann die Längsfläche (154)
durch die Zylinderschleiffläche (138) der
Schleifscheibe (62) durch Längsverschieben des
Werkstückes in einer ersten Richtung, bei der sich
die Planschleiffläche (130) von der Planfläche
(158) entfernt, geschliffen wird, daß sodann die
Schleifscheibe (62) zugestellt wird, daß sodann
das Werkstück entgegen der ersten Richtung
zurückverschoben wird, wobei die Planschleiffläche
(130) zur Anlage an den radial inneren Bereich der
Planfläche (158) kommt, und daß die
Zurückverschiebung dann unterbrochen wird, wenn die
Planschleiffläche (130) die vorgegebene Ebene des
Werkstückes (50) wieder erreicht hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der
Vorschub (die Zustellung) der Schleifscheibe (62) in einem spitzen
Winkel A zur Umlaufachse (56) des Werkstücks (50)
erfolgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/769,945 US4115958A (en) | 1977-02-18 | 1977-02-18 | Method of cylindrical and shoulder grinding |
Publications (1)
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DE2760476A Expired - Lifetime DE2760476C2 (de) | 1977-02-18 | 1977-12-27 | Verfahren zum Schleifen eines um seine Längsachse umlaufenden Werkstücks |
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Family Applications Before (3)
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