DE29714386U1

DE29714386U1 - Milling / grinding tool

Info

Publication number: DE29714386U1
Application number: DE29714386U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2007-08-13

Description

Fräs-ZSchleifwerkzeugMilling-Grinding tool

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Fräs- oder Schleifbearbeitung von doppeltgekrümmten Flächen auf metallischen, keramischen oder aus Glas bestehenden Werkstücken. Es dient zur Erzeugung von beliebigen Rillenprofilen auf dem Werkstück, insbesondere ais Mikrostrukturen, d.h. mit Rillenbreiten kleiner 0,1 mm.
Die besonderen Merkmale des Werkzeugs sind:The invention relates to a tool for milling or grinding double-curved surfaces on metallic, ceramic or glass workpieces. It is used to produce any desired groove profile on the workpiece, in particular as microstructures, ie with groove widths of less than 0.1 mm.
The special features of the tool are:

• Es werden auf der Werkstückoberfläche in Verfahrrichtung des Werkzeugs, die immer normal zur Rotationsachse des Werkzeugs verläuft, Rillen erzeugt.• Grooves are created on the workpiece surface in the direction of travel of the tool, which is always normal to the rotation axis of the tool.

• Gemäß Fig. 1 ist am Schneidwerkzeug 1 die Werkzeug-Hüllkontur 2 im Längsschnitt stetig, aber ungleichmäßig gekrümmt. Ihr ist die erzeugende Riilung 3 überlagert.• According to Fig. 1, the tool envelope contour 2 on the cutting tool 1 is continuously but unevenly curved in longitudinal section. The generating groove 3 is superimposed on it.

• Das Werkzeug schmiegt sich seitwärts zur Verfahrrichtung bestmöglich der jeweils vorliegenden Oberflächenkrümmung in der Normaiprofilschnittebene im Eingriffspunkt zwischen Werkzeug und Werkstück an. Dies wird durch einen seitlichen Anstellwinkel &bgr; zur Fiächennormale im Eingriffspunkt P realisiert (Fig. 2). Zur Berechnung von Eingriffspunkt und Anstellwinkel am Werkzeug wird entsprechende Software eingesetzt.• The tool adapts itself sideways to the direction of travel to the existing surface curvature in the standard profile section plane at the point of contact between the tool and the workpiece as best as possible. This is achieved by a lateral angle of attack β to the surface normal at the point of contact P (Fig. 2). Appropriate software is used to calculate the point of contact and angle of attack on the tool.

• Das Werkzeug enthält eine Federung mit Dämpfungselementen zur Unterdrückung von Eigenschwingungen. Durch entsprechende Einstellung der Federung wird das Werkzeug primär von der vorliegenden Oberfläche geführt, die Führungsbahn des Werkzeugs wirkt sich nur sekundär auf die gefertigte Oberfläche aus. Das Rillenprofii wird mit der durch die Federvorspannung definierten, in erster Näherung gleich bleibenden Normaikraft erzeugt, der Rillenverlauf durch die Bahnbewegung des Werkzeugs.• The tool contains a spring with damping elements to suppress natural vibrations. By adjusting the spring accordingly, the tool is primarily guided by the existing surface, the guide path of the tool only has a secondary effect on the finished surface. The groove profile is generated with the standard force defined by the spring preload, which remains constant to a first approximation, the groove course by the path movement of the tool.

• Um bei der Herstellung der Mikrostrukturen auch einer komplizierten Geometrie folgen zu können, sind besondere Anforderungen an die Kinematik der Fertigungseinrichtung gestellt. Deshalb ist das Werkzeug für die Anwendung auf 6-/8-Achsen-lndustrierobotern oder 5-/6-Achsen-Werkzeugmaschinen vorgesehen.• In order to be able to follow a complicated geometry when producing microstructures, special requirements are placed on the kinematics of the production facility. Therefore, the tool is intended for use on 6-/8-axis industrial robots or 5-/6-axis machine tools.

Über entsprechende Werkzeuge und Programmiertechniken für die Bewegungsabläufe zwischen Werkzeug und Werkstück zur Erzeugung von Mikrostrukturen an doppelt gekrümmten Oberflächen sind bisher keine Publikationen bekannt.There are currently no publications available on corresponding tools and programming techniques for the movement sequences between the tool and the workpiece for the creation of microstructures on doubly curved surfaces.

Gemäß Fig. 3 sind die Hauptbestandteile das Schneidwerkzeug 1, das in einem Lagerbock 2 beidseitig gelagert ist und über Treibräder und Riemen 3 von einem Motor 4 angetrieben wird. Der Lagerbock enthält die Festlager für Führungssäulen mit Spiralfedern 5. An den anderen Enden der Führungssäulen ist die Grundplatte 7 zum Anflanschen an die Roboter-Handwurzel oder an eine Werkzeugmaschinen-Vorschubeinheit in Säulenachsrichtung verschiebbar aufgesetzt. Über Feststeilmuttem 8 kann eine Federvorspannung eingestellt werden, um mit annähernd konstanter Normalkraft auf die Werkstückoberfläche fertigen zu können. Die Dämpfungselemente 6 dienen zur Unterdrückung von Eigenschwingungen während des Bearbeitungsvorgangs.According to Fig. 3, the main components are the cutting tool 1, which is mounted on both sides in a bearing block 2 and is driven by a motor 4 via drive wheels and belts 3. The bearing block contains the fixed bearings for guide columns with spiral springs 5. The base plate 7 is attached to the other ends of the guide columns so that it can be moved in the direction of the column axis for flange mounting to the robot wrist or to a machine tool feed unit. A spring preload can be set using locking nuts 8 in order to be able to produce with an almost constant normal force on the workpiece surface. The damping elements 6 serve to suppress natural vibrations during the machining process.

Eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung kann die Verbesserung der Strömungseigenschaften an Komponenten von Wasserkraftanlagen, an Kfz-Karosserien und -Zubehör mit Einfluß auf den Strömungswiderstand, sowie an luftfahrttechnischen Bauteilen sein.An advantageous effect of the invention can be the improvement of the flow properties of components of hydroelectric power plants, of vehicle bodies and accessories with an influence on the flow resistance, as well as of aeronautical components.

Claims

SchutzansprücheProtection claims

1. Das Fräs-ZSchleifwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende doppelt gelagerte Walze 1, die eine veränderliche Krümmung entlang ihrer Hüllkontur im Längsschnitt (durch die Rotationsachse) aufweist, auf der Werkstückoberfläche und dabei normal zur Rotationsachse verfahren wird.1. The milling-grinding tool is characterized in that a rotating double-bearing roller 1, which has a variable curvature along its envelope contour in longitudinal section (through the axis of rotation), is moved on the workpiece surface and thereby normal to the axis of rotation.

2. Das Fräs-ZSchleifwerkzeug gem. Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffspunkt am Werkzeug 1 so eingestellt wird, daß Werkzeugkrümmung und Werkstückkrümmung im Normalprofilschnitt senkrecht zur Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück bestmöglich übereinstimmen.2. The milling-grinding tool according to claim 1 is characterized in that the point of engagement on the tool 1 is set so that the tool curvature and the workpiece curvature in the normal profile section perpendicular to the movement between the tool and the workpiece match as best as possible.

3. Das FraS'/Schieifwerkzeug gem. Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock 2 für die doppelt gelagerte Walze 1 gegenüber dem Werkzeugträger 7 über Führungen mit Federelementen 5 verschiebbar ist.3. The milling/grinding tool according to claim 1 is characterized in that the bearing block 2 for the double-mounted roller 1 can be moved relative to the tool carrier 7 via guides with spring elements 5.