DE3043261C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindeschleifmaschine mit Einrichtung zum Hinterschleifen des Gewindes eines im Gebrauch als Werkzeug dienenden Werkstückes, welches auf einem Hinter­ schleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlittens aufgespannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huberzeugende Vorrichtung mit einer auf einem Kurvenkörper abrollenden Abtastrolle den Hinterschleifkörper in oszillierende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird, wobei nach Patent 29 52 610 die Abtastrolle am Hinterschleifkörper drehbar gelagert ist, der Kurvenkörper als eine im Schlitten gelagerte Kurvenwalze ausgebildet ist, deren Oberfläche längs der Walzenachse unterschiedliche Profiltiefen aufweist, und zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinter­ schleifkörpers die Kurvenwalze axial verschiebbar und feststellbar ist.

Aus der DE-PS 24 42 384 ist eine Gewindeschleifmaschine mit einer Einrichtung für das Hinterschleifen des Gewindes an Gewindebohrern und Innengewindeformern bekannt. Der Gewindebohrer oder der Innengewindeformer ist in üblicher Art parallel zur Werkstückspindel drehbar auf einem oberen Teil des Werkstückschlittens aufgespannt, wobei dieser Oberteil über Blattfedern mit dem Schlittenunterteil elastisch verbunden ist. Ein im Unterteil gelagerter Schwenkhebel steht mit dem Oberteil in Wirkverbindung. Der Schwenkhebel liegt über eine Rolle an einer rotierenden Kurvenscheibe an, deren Nocken den Schwenkhebel in oszillierende Schwenkbewegungen versetzen. Der Schwenkhebel bewirkt seinerseits die zum Hinterschleifen notwendigen oszillierenden Schwingungen des Schlittenoberteils relativ zum Schlittenunterteil, wobei die Schwingungsbewegungen quer zur Werkstückachse erfolgen.

Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent überträgt die Abtastrolle die Hübe der Kurvenwalze direkt auf den Hinterschleifkörper, unter Vermeidung von Fehlern, wie sie bei komplizierteren Übertragungssystemen auftreten können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einrichtung nach dem Hauptpatent noch weiter zu verbessern und zu vereinfachen. Bestimmte Gewindebohrer (z. B. Muttergewindebohrer) und besonders Gewindeformer weisen über ihre Gewindelänge eine unterschiedliche Größe des Hinterschleifbetrages auf. Aus diesem Grunde müssen die konischen Abschnittspartien der Werkstücke mit größerem Hinterschliff gefertigt werden als die nachfolgenden zylindrischen Führungsteile. Mit der Hinterschleifeinrichtung soll es möglich sein, den Hinterschleifbetrag während des Schleifens kontinuierlich nach Bedarf zu verstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abtastrolle als Abtastkugel ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung ergibt sich eine problemlose Verstell­ möglichkeit, weil die Kugeln auf der Kurvenoberfläche unabhängig von der Bewegung derselben - radial oder axial - immer einwandfrei abrollen.

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf den werkstückseitigen Teil einer Gewindeschleif­ maschine,

Fig. 2 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 5 durch einen Teil der Kurven­ walze,

Fig. 5 eine Stirnansicht auf die Kurvenwalze gemäß Fig. 4,

Fig. 6 + 7 schematisch die Schablone und die Hebelanordnung in größerem Maßstab,

Fig. 8 + 9 schematisch die Abhebevorrichtung zum Auswechseln der Kurvenwalze, und

Fig. 10 schematisch eine Draufsicht auf zwei weitere Abtastorgane.

Bereits einleitend ist auf die DE-PS 24 42 384 hingewiesen worden, die eine Gewindeschleifmaschine der gattungsgemäßen Art offenbart. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird in der nachfolgenden Beschreibung auf die bekannten Merkmale nur kurz hingewiesen, ohne diese nochmals ausführlich zu erläutern.

Der Werkstückschlitten 1 der Gewindeschleifmaschine ist längsverschiebbar auf Führungen 2 des Werkstückständers 3 gelagert und wird in bekannter Weise durch die Leitspindel 4 in Längsrichtung hin- und herbewegt. Der Werkstückständer 3 ist fest mit dem Maschinenständer verbunden.

Oben auf dem Werkstückschlitten 1 ist ein Hinter­ schleifkörper 5 angeordnet, der über Blattfedern 6 mit dem Schlitten so verbunden ist, daß eine Art Gelenkviereck gebildet wird, wodurch der Hinterschleifkörper 5 unter der Einwirkung von später noch zu beschreibenden Mitteln in oszillierende Verschiebebewegungen quer zur Werkstückachse versetzt werden kann. Die Blattfedern 6 dienen dabei als verschleißfreie Führung für den Hinterschleifkörper 5. Auf dem Hinterschleifkörper sind folgende Teile montiert: Der Reitstock 7, der zur Anpassung an die Werkstücklänge verschiebbar montiert ist; die Werkstückspindel 8 mit einer beweglichen Gegenspitze zum Reitstock 7; das Spannfutter 9 zur Drehmomentübertragung von der Werkstückspindel auf das Werkstück. Das Werkstück selber - ein Gewindebohrer oder ein Innengewindeformer - ist mit 10 bezeichnet und die quer zustellbare Einprofil- oder Mehrprofilschleifscheibe mit 11.

Die Gewindeschleifmaschine weist ferner einen Wechselradkasten 12 auf, der die Steckräder für die verschiedenen Kehlenzahlen der Werkstücke enthält. Neben dem Wechselradkasten 12 befindet sich der Getriebekasten 13 mit dem Getriebe. Die Übertragung der Drehbewegung vom nichtoszillierenden Werkstückgetriebekasten 13 auf die Werkstückspindel im Spitzenbock, welcher zusammen mit dem Hinterschleifkörper 5 oszilliert, erfolgt über eine handelsübliche Kupplung 14, die eine Querverschiebung (Parallelversetzung) der Achsen im Ausmaß des Hinterschleifhubes zuläßt.

Die Erzeugung der oszillierenden Bewegungen wird mit einer auswechselbaren Kurvenwalze 15 bewerkstelligt. Die Kurvenwalze 15 ist im Werkstückschlitten 1 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Ihre Drehbewegung erhält sie über eine Kupplung 16 vom Getriebekasten 13 aus. Das erforderliche Drehzahlenverhältnis zwischen der Kurvenwalze 15 und dem Werkstück 10 ist von der Spannutenzahl bzw. Walz­ kantenzahl am zu schleifenden Werkstück und der Nockenzahl an der Kurvenwalze abhängig. Die Abstimmung erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe von Wechselrädern, welche im Wechselradkasten 12 untergebracht sind.

Zwecks einer möglichst stabilen Bauweise und Funktion der Hinterschleifeinrichtung wird die Hinterschleifbewegung direkt von der Kurvenwalze abgenommen, unter Verzicht auf komplizierte Übertragungssyteme. Eine im Hinterschleifkörper 5 gelagerte Abtastrolle 17 liegt auf der Oberfläche der Kurvenwalze 15 auf und überträgt die Hubbewegungen der Walze direkt auf den Hinterschleifkörper 5. Je nach axialer Stellung der Kurvenwalze kann der Hinter­ schleifbetrag variiert werden von 0 bis zum einen vorgegebenen Maximum.

Die Kurvenwalze muß den jeweils geforderten Hinterschleifformen, wie sie besonders bei Innengewindeformern üblich sind, angepaßt sein, d. h. auf leichte Art gegen andere Walzen ausgewechselt werden können. Das Auswechseln der Kurvenwalze 15 ist besonders einfach, da nur der Hebel 18 ausgeklinkt und die Abhebevorrichtung 34 ausgeschwenkt werden muß, damit die Walze von Hand aus ihrer Lagerung genommen werden kann.

Das flache Ende 46 der Abhebevorrichtung 34 ragt zwischen zwei Stangen 47, 48 hinein, die mit dem Hinter­ schleifkörper 5 bzw. mit dem Kompensationsblock 29 verbunden sind (Fig. 8 und 9). Beim Drehen der Abhebevorrichtung 34 umd 90° werden diese Teile von der Kurvenwalze 15 weggedrückt, so daß die Walze ausgewechselt werden kann.

Die Mitnahme der Kurvenwalze bei der Drehbewegung erfolgt über einen Zahnkranz 20, welcher an dem einen Ende der Kurvenwalze 15 angebracht ist und mit einem Antriebsritzel 21 vom Getriebekasten 13 über die Kupplung 16 und eine Zwischenwelle 22 im Eingriff steht.

Die Längsverschiebung bzw. axiale Verschiebung der Kurvenwalze 15 relativ zum Werkstückschlitten 1, welche während des Schleifvorganges erfolgen kann, wird von einer Formschablone 23 aus gesteuert. Die Formschablone ist am unbeweglichen Werkstückständer 3 der Maschine auswechselbar und in Längsrichtung und in der Höhe verschiebbar und feststellbar montiert. Die Schablone 23 dient als "Datenträger" für die Hinterschleifgröße. Ein Kopiertaster 24 überträgt den Schablonenhub auf eine Hebelanordnung 25, die ihrerseits die Bewegung in eine axiale Bewegung zur Verstellung der Kurvenwalze umwandelt. Der Kopiertaster 24 wirkt auf den Schwenkarm 35 ein, der am Ende einer Achse 37 befestigt ist, die mit einer Torsionsfeder 36 versehen ist. An dieser Achse 37 ist auch ein Schwenkhebel 38 montiert, dessen Ende auf die Stange 39 mit Druckfeder 40 einwirkt. Der an der letzteren angeordnete Hebel 18 dringt in eine umlaufende Nute 41 der Kurvenwalze 15 ein, um diese zu transportieren. Der Kopiertaster 24, der federnd gegen die Schablone 23 gepreß ist, läuft während der Schlittenzustellung auf dieser ab. Die Bewegungen der Hebelanordnung 25 werden auf das freie Ende der Kurvenwalze übertragen.

Statt der automatischen Hubkorrektur mittels der Schablone 23 ist es auch möglich, eine gewünschte Axialverstellung der Kurvenwalze 15 mittels der Stellschraube 26 zu erzielen. Diese ist im Hebel 18 eingeschraubt und stützt sich am Spindelgehäuse ab. Je nach Einschraublänge der Stellschraube kann mit der ganzen Schablone, nur mit einem Teil derselben oder ohne Schablone gearbeitet werden. Die Stellschraube wirkt in diesem Sinne als Anschlag.

Zur Erzielung der Höhen- und Längsverstellung ist die Schablone 23 mittels Schrauben 42 und Vertikalschlitzen 43 auf einem Träger 44 befestigt, der seinerseits über Schrauben 42 und einen Längsschlitz 45 am Werkstückständer 3 angeordnet ist. Die Verstellung dient dazu, den Anfangspunkt der Walzenabtastung durch die Abtastrolle genau fest­ zulegen.

Wesentlich für die Hubgröße und die Artr der oszillierenden Bewegung des Hinterschleifkörpers 5 ist die Form der Kurvenwalze 15. Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, weist die Kurvenwalze in axialer Richtung, ausgehend von einem kurzen, zylindrischen Abschnitt 27 (für die Hin­ terschleifbewegung 0), eine sich längserstreckende Erhöhung 28 auf, die aus dem zylindrischen Abschnitt herauswächst. Der Abstand dieser Erhöhung von der Walzenachse nimmt, ausgehend vom Zylinderradius r₁, stetig zu bis zu einem Maximalwert r₂ für den größten Hub. Die Erhöhung hat die Funktion eines über die Länge variablen Nockens.

Die Kurvenwalze weist demzufolge innerhalb des Nockenabschnittes in jedem zur Walzenachse normalen Schnitt eine andere Profiltiefe auf. Sie vermittelt also in jedem der erwähnten Schnitte einen anderen Hinterschleifhub. Da die Kurvenwalze während des Schleifvorganges axial verschoben werden kann, ist es möglich, den Hinterschleifhub und in einem gewissen Maße auch die Hinterschleifform in axialer Richtung auf dem zu hinterschleifenden Werkzeug fortlaufend zu ändern.

Um möglichst genaue Hinterschleifbewegungen zu erhalten, ohne unerwünschte Fremdschwingungen, ist ein Kompensationsblock 29 vorgesehen, der ebenfalls auf Blattfedern 6 abgestützt ist und oberhalb des Werkstückschlittens 1, benachbart zum Hinterschleifkörper 5, angeordnet ist. Die Masse des Kompensationsblockes 29 entspricht etwa der Masse des Hinterschleifkörpers 5.

Der Kompensationsblock 29 befindet sich bezüglich der Kurvenwalze 15 auf der dem Hinterschleifkörper 5 gegen­ überliegenden Seite. Er ist ebenfalls über eine Abtastrolle 30 auf der Kurvenwalze 15 abgestützt und erhält von dieser gleichzeitig die selben Bewegungen, jedoch in entgegengesetzter Richtung zum Hinterschleifkörper. Mit Hilfe dieses Kompensationsblockes, welcher die Wirkungen der Massenkräfte des die Hinterschleifbewegungen ausführenden Hinterschleif­ körpers auf den Werkstückschlitten 1 aufhebt, können die schädlichen, das Oberflächenbild der zu schleifenden Werkstücke beeinflussenden Schwingungen verhütet werden. Die Kurvenwalze muß zu diesem Zweck in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet sein, d. h. sie besitzt immer eine gerade Anzahl von identischen Nocken. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist im vorliegenden Fall dem Nocken 28 ein weiterer Nocken 31 zugeordnet.

Da die Federcharakteristik der Blattfedern 6 im Arbeitsbereich etwa proportional verläuft, und die die Hubbewegung des Hinterschleifkörpers und des Kompensationsblockes relativ kurz sind, benützt man sie im vorliegenden Fall in erster Linie als reibungsarme Führungen für die Bewegungen des Hinterschleifkörpers und des Kompensationsblockes. Zur Unterstützung der absichtlich unterbelasteten Blattfedern 6 dienen zusätzliche Druckfedern 32, welche über eine geeignete Halterung gleichzeitig den Hinterschleifkörper 5 und den Kompensationsblock 29 gegen die Kurvenwalze 15 drücken. Sie müssen so bemessen werden, daß sie beim Rückwärtshub, auch bei der größten Beschleunigung des Hinterschleifkörpers bzw. des Kompensationsblockes die Berührung der beiden letzteren mit der Kurvenwalze gewähr­ leisten. Zur Übertragung der Vorspannkräfte der Federn 32 zwischen dem Hinterschleifkörper und dem Kompensationsblock dienen die Zugbolzen 33.

Wie aus der Fig. 10 hervorgeht, kann anstatt der bombierten Rollen 17, 30 die Abtastung der Kurvenwalze 15 durch zwei Kugeln 49 erfolgen, die in Kugelhaltern 50 gelagert sind. Eine der Kugelhalterungen 50 ist mit dem Hinterschliffkörper 5 verbunden, währenddem die andere am Kompensationsblock 29 angeordnet ist. Die Kugeln 49 sind zweckmäßigerweise hydrostatisch gelagert. Dazu sind in den Halterungen 50 merhere Tragtaschen 51 ausgespart, die mit Hydraulikleitungen 52 verbunden sind, wobei für jede Tasche 51 eine Leitung 52 vorgesehen ist.

In jeder Leitung 52 ist ein Drosselventil 53 angeordnet, damit der Hydraulikdruck in jeder Tasche individuell eingestellt werden kann. Die Leitungen 52 sind mit einer Stammleitung 54 verbunden, die mittels einer Pumpe 56 mit Hydrauliköl versorgt wird. Das Reservoir für das Hydrauliköl ist mit 55 bezeichnet. Jede Tasche ist ferner mit einer Rückflußöffnung 57 versehen.

Infolge der hydrostatischen Lagerung ist die Reibung auf ein Minimum reduziert. Die Kurvenwalze 15 kann auch im Stillstand der Maschine problemlos verstellt werden, weil die Kugeln auf der Kurvenoberfläche unabhängig von der Bewegung derselben - radial oder axial - immer einwandfrei abrollen.

Statt der hydrostatischen Lagerung der Kugeln könnten diese auch in Lagermetall oder auf andere Weise geführt sein. Allerdings muß dann mit einer etwas höheren Reibung gerechnet werden als bei hydrostatischen Lagerung.

Anstelle der Drosselventile 53 könnten je Leitung 52 separate Pumpen verwendet werden.

Claims (4)

1. Gewindeschleifmaschine mit Einrichtung zum Hinterschleifen des Gewindes eines im Gebrauch als Werkzeug dienenden Werkstückes, welches auf einem Hinterschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlittens aufgespannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huberzeugende Vorrichtung mit einer auf einem Kurvenkörper abrollenden Abtastrolle den Hinterschleifkörper in oszillierende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird, wobei nach Patent 29 52 610 die Abtastrolle am Hinterschleifkörper drehbar gelagert ist, der Kurvenkörper als eine im Schlitten gelagerte Kurvenwalze ausgebildet ist, deren Oberfläche längs der Walzenachse unterschiedliche Profiltiefen aufweist und zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinterschleifkörpers die Kurvenwalze axial verschiebbar und feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle als Abtastkugel (49) ausgebildet ist.

2. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastkugel (49) in einer Kugelhalterung (50) hydrostatisch gelagert ist.

3. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kugelhalterung (50) Taschen (51) ausgespart sind, und daß in jede Tasche eine Leitung (52) für eine Hydraulikflüssigkeit mündet.

4. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (52) Drosselventile (53) angeordnet sind.