DE3511631A1 - Guideway for a machine and method of manufacturing it - Google Patents

Guideway for a machine and method of manufacturing it

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Abstract

The sliding and lubricating properties of a guideway for guiding a machine part, the surface (12) of which has small waves (22) with essentially straight peaks and valleys, are improved by the waves (22) forming an angle differing from 90 DEG with the longitudinal direction (24) of the guideway. During the manufacture of such a guideway by peripheral grinding with a rotating grinding wheel, the grinding is effected with an angle differing from 90 DEG between the rotational axis of the grinding wheel and the direction of the relative movement between grinding wheel and guideway. <IMAGE>

Description

Führungsbahn für eine Maschine Guideway for a machine

und Verfahren zu deren Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsbahn für eine Maschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, sowie ein Verfahren zum Herstellen solcher Führungsbahnen. and processes for their preparation. The present invention relates to a guideway for a machine, in particular for a machine tool, as well as a method for making such guideways.

Zur Herstellung hochpräziser Führungen in Präzisionsmaschinen, ist es bei weichem Grundmaterial (z.B.For the production of high-precision guides in precision machines, is in the case of a soft base material (e.g.

Grauguß) üblich, die Führungsbahn z. B. zu fräsen und dann durch Schaben die gefrästen Flächen von Hand feinzubearbeiten.Gray cast iron) common, the guideway z. B. to mill and then by scraping Finishing the milled surfaces by hand.

Zur Bearbeitung gehärteter Führungsbahnen hat sich das Schleifen eingeführt und bewährt. Man kennt hier den Topfschliff und den Umfangsschliff. Beim Topfschliff wird eine topfartige Schleifscheibe mit stirnseitiger Arbeitsfläche verwendet, beim Umfangsschliff eine kreisscheibenförmige Schleifscheibe mit zylindrischer Arbeitsfläche.Grinding has been used to machine hardened guideways and proven. The cup grinding and the peripheral grinding are known here. With cup grinding a cup-shaped grinding wheel with a front work surface is used when Circumferential grinding of a circular disk-shaped grinding wheel with a cylindrical working surface.

Beide Methoden haben ihre Vor- und Nachteile. Der Umfangsschliff liefert bessere Oberflächengüten und die erzeugte Oberfläche sieht auch optisch besser aus und macht einen glatteren Eindruck.Both methods have their advantages and disadvantages. The peripheral grinding delivers better surface quality and the surface produced also looks better optically and makes a smoother impression.

Nachteilig am Umfangsschliff ist jedoch, daß in Abhängigkeit von der Schleifscheibendrehzahl, dem Schleifscheibendurchmesser, dem Zustand der Auswuchtung, des Gefüges und der Verschmutzung der Schleifscheibe, sowie der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes eine sehr unterschiedliche, nicht definierte und nicht reproduzierbare Welligkeit auftritt. Bei den bekannten Führungen verlaufen die Berge und Täler der Wellen senkrecht zur Längsrichtung der Führung und wenn sich zwei solchermaßen geschliffene, etwas wellige Flächen gegenüberstehen, ergeben sich ungünstige Gleit- und Schmierverhältnisse, in ungünstigen Fällen sogar ein im Mikrobereich nicht geradliniges und holpriges Bewegen des geführten Maschinenteils.The disadvantage of the circumferential cut, however, is that, depending on the Grinding wheel speed, the grinding wheel diameter, the state of balancing, the structure and the contamination of the grinding wheel, as well as the feed speed of the workpiece is very different, not defined and not reproducible Ripple occurs. The well-known tours run through the mountains and valleys of the Shafts perpendicular to the longitudinal direction of the guide and if two ground in this way, Opposite slightly wavy surfaces, this results in unfavorable sliding and lubrication conditions, in unfavorable cases, even in the micro range, it is not straight and bumpy Moving the guided machine part.

Beim Schleifen von Führungsbahnen mit Topfscheiben sind die Verhältnisse in dieser Hinsicht etwas günstiger, insbesondere wenn ein Kreuzschliff erzeugt wird. Ein wesentlicher Nachteil des Topfschliffes besteht jedoch erfahrungsgemäß darin, daß man meistens Schleifscheiben relativ kleinen Durchmessers verwenden muß, die stärker abnutzen und leichter verstopfen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß am Anfang und Ende der zu schleifenden Führung (sofern dort nicht eine abnehmbare Verlängerung angebracht wird), in der Ein- und Auslaufphase andere Schnittbedingungen vorliegen, die zur Folge haben, daß der spezifische Anpreßdruck der Schleifscheibe steigt und die Spanabnahme größer wird. Die mit Topfscheiben geschliffenen Führungen sind daher nicht bis zum Ende der Führung ganz geradlinig und eben, sodaß man daher im allgemeinen trotz der oben erwähnten Nachteile den Umfangsschliff bevorzugt.When grinding guideways with cup wheels, the conditions are In this respect a little cheaper, especially if a cross-cut is produced. However, experience has shown that a major disadvantage of the cup joint is that that you mostly have to use grinding wheels of relatively small diameter, the wear out more and clog more easily. Another disadvantage is that at the beginning and end of the guide to be ground (unless there is a detachable Extension is attached), other cutting conditions in the run-in and run-out phase present, which have the consequence that the specific contact pressure of the grinding wheel increases and the chip removal increases. The guides ground with cup wheels are therefore not completely straight and even until the end of the tour, so that one therefore in general, despite the disadvantages mentioned above, the peripheral grinding is preferred.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsbahn und ein Verfahren zu deren Herstellung durch Umfangsschliff anzugeben, das die oben geschilderten Nachteile vermeidet.The present invention is based on the object of a guideway and to specify a method for their production by peripheral grinding that includes the above avoids the disadvantages described.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Führungsbahn gelöst.This object is achieved by the guideway characterized in claim 1 solved.

Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 ein vorteilhaftes Verfahren zu seiner Herstellung sowie eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.Developments of the subject matter of claim 1 an advantageous Process for its production and an advantageous device for carrying it out this method is the subject of claims 2 to 6.

Das vorliegende Verfahren ergibt durch eine gezielt erzeugte Welligkeit ein Tragbild mit einer großen Anzahl gleichmäßig verteilter Schmierkeile. Dadurch kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wie sie heute nur durch manuelles Schaben der Gegenführungen erreichbar ist.The present method results in a deliberately generated waviness a contact pattern with a large number of evenly distributed lubricating wedges. Through this the same effect can be achieved as can only be achieved today by manual scraping the counter guides can be reached.

Im folgenden wird der Erfindungsgedanke unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1a und Fig. 1b eine Seitenansicht bzw. Draufsicht einer bekannten Führungsbahn während des Schleifens, und Fig. 2a und Fig. 2b eine Seitenansicht bzw. Draufsicht einer Führungsbahn gemäß der Erfindung während des Schleifens ihrer Oberfläche.In the following the inventive idea with reference to the drawings explained in more detail. 1 a and 1b show a side view and top view, respectively a known guideway during grinding, and FIGS. 2a and 2b show a Side view or top view of a guide track according to the invention during the Grinding their surface.

In Fig. 1a ist eine bekannte Führungsbahn 10 z. B. aus Stahl dargestellt, die z. B. an der Oberfläche 12 gehärtet sein kann. Die Bahn wird durch eine Schleifscheibe 14 mit zylindrischer Arbeitsfläche 16 geschliffen. Bei diesem Umfangsschliff verläuft die Rotationsachse 18 der Schleifscheibe 14 in einem Winkel von 900 bezüglich der Vorschubrichtung 20. In der Praxis entstehen beim Umfangsschliff in der geschliffenen Oberfläche Wellen 22, deren Berge und Täler senkrecht zur Längsrichtung der Führungsbahn 10 verlaufen. Wenn ein Maschinenteil, wie ein Support, durch zwei parallele Führungsbahnen geführt wird, die in der oben beschriebenen Weise geschliffen worden sind, kann sich eine im Mikrobereich holprige und nicht geradlinige Bewegung des geführten Maschinenteils bezüglich der Führungsbahnen ergeben.In Fig. 1a a known guide track 10 is z. B. shown made of steel, the z. B. can be hardened at the surface 12. The web is made by a grinding wheel 14 ground with a cylindrical working surface 16. With this circumferential grind the axis of rotation 18 of the grinding wheel 14 extends at an angle of 900 with respect to the feed direction 20. In practice, circumferential grinding occurs in the ground Surface waves 22, the peaks and valleys of which are perpendicular to the longitudinal direction of the guideway 10 run. When a machine part, such as a support, is supported by two parallel guideways is performed, which have been ground in the manner described above, can a bumpy and non-rectilinear movement of the guided one in the micro range Machine part result with respect to the guideways.

Diese Mängel werden, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt ist, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Achse 18 der Schleifscheibe 14 beim Schleifen der Oberfläche 12 der Führungsbahn 10 nicht senkrecht zur Vorschubrichtung 20 verläuft, sondern mit dieser einen von 900 verschiedenen Winkel bildet. Wie groß die Abweichung ("Schrägung") an der Praxis gewählt wird, hängt bis zu einem gewissen Grad von den Abmessungen der Führungsbahn ab, bei breiten Führungsbahnen kann der Schrägungswinkel im allgemeinen kleiner gewählt werden, als bei schmalen Führungsbahnen.These deficiencies are, as shown in Figures 2a and 2b, according to the invention thereby avoided that the axis 18 of the grinding wheel 14 when grinding the surface 12 of the guide track 10 does not run perpendicular to the feed direction 20, but rather forms with this one of 900 different angles. How big the deviation ("skew") chosen in practice depends to some extent on the dimensions of the guideway; in the case of wide guideways, the helix angle can generally be be chosen smaller than with narrow guideways.

Die Schrägung soll jedoch zweckmäßigerweise mindestens so groß sein, daß sich benachbarte Wellen, senkrecht zur Längsrichtung der Führungsbahn betrachtet, um mindestens eine Wellenbreite überlappen.However, the bevel should expediently be at least as large as that adjacent shafts, viewed perpendicular to the longitudinal direction of the guideway, overlap by at least one wave width.

Die Abweichung des Winkels zwischen Schleifsc#eibendrehachse 18 und Vorschubrichtung 20 kann mindestens 30 betragen, sie kann jedoch auch kleiner sein. Die maximale Abweichung ist vorzugsweise höchstens 200, sie kann in speziellen Fällen jedoch auch größer sein. Im allgemeinen wird man aus fertigungstechnischen Gründen möglichst kleine Schrägungswinkel vorziehen.The deviation of the angle between the grinding wheel axis of rotation 18 and Feed direction 20 can be at least 30, but it can also be smaller. The maximum deviation is preferably at most 200; it can be in special cases however, it can also be larger. In general, you will for manufacturing reasons Prefer the smallest possible helix angles.

Durch die beschriebene Schrägstellung ergibt sich eine Mikrounebenheit in Form von Wellen 22, deren gerade Wellenberge und Wellentäler nicht wie bisher senkrecht, sondern in dem betreffenden Winkel schräg zur Längsrichtung 24 der Führungsbahn verlaufen. Hierdurch werden Unregelmäßigkeiten bei der Führung eines Supports oder dergleichen durch zwei parallele Führungsbahnen dieser Art vermieden und außerdem werden die Gleit- und Schmierverhältnisse erheblich verbessert, da die Wellentäler eine große Anzahl gleichmäßig verteilter Schmierkeile bilden. Auch etwaige Unregelmäßigkeiten der Arbeitsfläche 16 der Schleifscheibe 14 wirken sich nicht so gravierend aus wie im bekannten Falle.The described inclination results in a micro-unevenness in the form of waves 22, whose straight crests and troughs are not as before perpendicular, but at the relevant angle obliquely to the longitudinal direction 24 of the guideway get lost. As a result, irregularities in the management of a support or the like avoided by two parallel guideways of this type and also the sliding and lubrication conditions are significantly improved because the wave troughs form a large number of evenly spaced lubricating wedges. Also any irregularities the working surface 16 of the grinding wheel 14 do not have as serious an effect as in the known case.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen 1,Schräg-Umfangsschliffes" wird eine Flach- oder Führungsbahnenschleifmaschine 26 verwendet, bei der die Schleifspindelachse 18 des Spindelkopfes 28 in einem von 900 verschiedenen Winkel zur Vorschubrichtung 20 des Schleiftisches 30 verläuft, auf den die zu schleifende langgestreckte, gerade Führungsbahn 10 aufgespannt wird.To produce the 1 "inclined circumferential grinding" according to the invention a flat or guideway grinding machine 26 is used, in which the grinding spindle axis 18 of the spindle head 28 at an angle different from 900 to the feed direction 20 of the grinding table 30 runs on which the elongated, straight to be ground Guide track 10 is spanned.

Die oben geschilderten Vorteil werden auch schon dann erreicht, wenn bei zwei Führungen nur die eine nach dem oben geschilderten Verfahren hergestellt worden ist und schräg zu ihrer Längsrichtung verlaufende Mikrowellen aufweist.The advantages outlined above are already achieved if in the case of two guides, only one is produced according to the method described above and has microwaves running obliquely to its longitudinal direction.

Wenn zwei parallele Führungen der hier beschriebenen Art verwendet werden, verlaufen die Wellungen in den beiden Führungen vorzugsweise spiegelbildlich zueinander, sie bilden also eine Art Fischgrätmuster.When using two parallel guides of the type described here are, the corrugations in the two guides are preferably mirror images to each other, so they form a kind of herringbone pattern.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims (6)

Führungsbahn für eine Maschine und Verfahren zu deren Herstellung Patentansprüche 1. Führungsbahn zur Führung eines Maschinenteiles, deren Oberfläche (12) kleine Wellen (22) mit im wesentlichen geraden Wellenbergen und Wellentälern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (22) einen von 900 verschiedenen Winkel mit der Längsrichtung (24) der Führungsbahn bilden. Guide track for a machine and method for its manufacture Claims 1. Guide track for guiding a machine part, the surface of which (12) small waves (22) with essentially straight wave crests and wave troughs having, characterized in that the shafts (22) one of 900 different Form an angle with the longitudinal direction (24) of the guideway. 2. Führungsbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung des besagten Winkels von 90 Grad mindestens so groß ist, daß sich die Wellen, senkrecht zur Längsrichtung der Führungsbahn gesehen, um mindestens eine Wellenbreite überlappen.2. Guide track according to claim 1, characterized in that the deviation of said angle of 90 degrees is at least so large that the waves are perpendicular seen to the longitudinal direction of the guideway, overlap by at least one wave width. 3. Führungsbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung des besagten Winkels von 90 Grad mindestens 3 Grad beträgt.3. Guide track according to claim 1, characterized in that the deviation of said angle of 90 degrees is at least 3 degrees. 4. Führungsbahn nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung des besagten Winkels von 90 Grad höchstens 20 Grad beträgt.4. Guide track according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the deviation of said angle from 90 degrees does not exceed 20 degrees. 5. Verfahren zum Herstellen einer Führungsbahn nach Anspruch 1, bei welchem die Oberfläche der Führungsbahn durch Umfangsschliff mit einer rotierenden Schleifscheibe geschliffen wird, während ein Vorschub der Führungsbahn relativ zur Schleifscheibe stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen mit von 900 verschiedenem Winkel zwischen der Rotationsachse der Schleifscheibe und der Richtung der Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Führungsbahn erfolgt.5. A method for producing a guideway according to claim 1, at which the surface of the guideway by circumferential grinding with a rotating Grinding wheel is ground while a feed of the guide track relative to the Grinding wheel takes place, characterized in that the grinding with from 900 different angle between the axis of rotation of the grinding wheel and the direction the relative movement between the grinding wheel and the guideway takes place. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, mit einem Schleiftisch (30) zum Aufspannen einer zu schleifenden Führungsbahn (10) und einem Spindelkopf (28), der eine um eine Achse (18) drehbare Arbeitsspindel für eine Umfangsschleifscheibe (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18) der Schleifscheibenspindel einen von 900 verschiedenen Winkel mit der Vorschubrichtung (24) bildet.6. Device for performing the method according to claim 5, with a grinding table (30) for clamping a guide track (10) to be ground and a spindle head (28) which has a work spindle rotatable about an axis (18) for has a peripheral grinding wheel (14), characterized in that the axis (18) the grinding wheel spindle has an angle different from 900 with the feed direction (24) forms.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010045075A1 (en) 2009-09-09 2011-05-05 Niles-Simmons Industrieanlagen Gmbh Frame components machining method, involves machining hardened guide rails by purifying milling using front milling tools and/or peripheral milling tools with geometrically determined cuts, after preprocessing of frame components
CN108608319A (en) * 2016-12-12 2018-10-02 广东科达洁能股份有限公司 One kind pushing away brick device and its edge polisher

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