DE4034146A1 - Belt grinder for cam surfaces - has accurate line contact surface generation by substituting roller supported abrasive belt for follower roller - Google Patents
Belt grinder for cam surfaces - has accurate line contact surface generation by substituting roller supported abrasive belt for follower rollerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, die eine gekrümmte Oberfläche erhalten sollen, durch Schleifen, insbesondere zur Bearbeitung von zum Zusammenwirken mit Rollen bestimmter Größe bestimmten Wälzflächen von in Mechanismen einzubauenden Formstücken, unter Gewährleistung der zwischen dem Werkstück und dem Schleifwerkzeug erforderlichen relativen Bewegungen.The invention relates to a method and an apparatus for Machining workpieces that have a curved surface should be obtained by grinding, especially for processing of intended to work with certain size roles Rolling surfaces of fittings to be installed in mechanisms, under Ensuring the between the workpiece and the Grinding tool required relative movements.
Unter Formstücken sind solche Werkstücke spezieller geometrischer Form zu verstehen, die in verschiedenen Mechanismen, z. B. Werkzeugmaschinen, als Steuerelement mit Rollen genau bestimmter Größe zusammenwirken. Unter Wälzfläche der Formstücke ist hingegen eine solche Kurvenfläche zu verstehen, die durch ein Werkzeug mit einfacher, erzeugenden Fläche und durch bestimmte relative Bewegungen des Werkstücks und des Werkzeugs hergestellt wird.Such workpieces are more special among fittings to understand geometric shape in different Mechanisms, e.g. B. machine tools, as a control element Interacting roles of precisely defined size. Under rolling surface on the other hand, the shaped parts have such a curved surface understand that through a tool with simple, generating area and by certain relative movements of the Workpiece and the tool is made.
Oberflächen solcher Art sind z. B. die Verzahnungen der Scheiben von Zykloidgetrieben, die Kurvenflächen von Steuerscheiben, Steuertrommeln, Steuerglocken usw. Diese Profile werden herkömmlich so hergestellt, daß z. B. die Rollenzapfen eines Zykloidgetriebes durch zylindrische Werkzeuge (Fräser, Zapfenschleifwerkzeug) ersetzt werden. Bei der Bearbeitung unterliegen diese zylindrischen Werkzeuge einem hohen Verschleiß, ihr Durchmesser verändert sich, was für die Wälzfläche (Werkstückfläche) einen Profilfehler verursacht, der ständig korrigiert werden muß.Surfaces of this type are e.g. B. the toothing of the discs of cycloid gears, the cam surfaces of control disks, Control drums, control bells etc. These profiles are conventionally made so that, for. B. the roller pin one Cycloidal gear through cylindrical tools (milling cutters, Tenon grinding tool). When editing these cylindrical tools are subject to a high Wear, their diameter changes, what for Rolling surface (workpiece surface) causes a profile error that must be constantly corrected.
Zur Vermeidung der durch die während des Bearbeitens und Abrichtens auftretende Durchmesserverringerung der zylindrischen Werkzeuge verursachten Profilfehler ist z. B. die Bearbeitung mit abgerundeten Schleifscheiben großen Durchmessers bekannt, wodurch die Profilfehler innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen gehalten werden können; jedoch ist dieses Verfahren mit einer bedeutenden Verringerung der Produktivität verbunden, weil hierbei die Berührung zwischen Werkstück und Werkzeug punktförmig ist, im Gegensatz zur linienförmigen Berührung bei einem zylindrischen Werkzeug.To avoid the by while editing and Dressing occurring diameter reduction of the cylindrical tools caused profile error is z. B. the Machining with rounded large grinding wheels Known diameter, which causes the profile errors within the permissible tolerance limits can be kept; however is this process with a significant reduction in Productivity connected because this is the touch between Workpiece and tool is punctiform, in contrast to linear contact with a cylindrical tool.
Vom Durchmesser der Schleifscheibe abhängige Flächen werden auch bei anderen Abwälzbearbeitungsverfahren erhalten, z. B. beim Schleifen von Wellen und Zapfen mit zykloidparallelen Vieleckprofilen.Areas depending on the diameter of the grinding wheel also obtained in other hobbing processes, e.g. B. when grinding shafts and tenons with cycloid parallels Polygonal profiles.
Es ist bekannt, Wellen und Zapfen mit Poygonprofil gemäß den Normen DIN 32 711 und 32 712 in einer vom Durchmesser der Schleifscheibe unabhängigen Weise auf Polygonschleifmaschinen herzustellen, wobei die Erzeugung des Polygonprofils mittels einer ebenen Fläche mit einem komplizierten Mechanismus oder mit einer teuren CNC-Steuerung verwirklicht wird.It is known to design shafts and journals with a polygonal profile Standards DIN 32 711 and 32 712 in one of the diameter of the Grinding wheel independently on polygon grinding machines produce, the generation of the polygon profile by means of a flat surface with a complicated mechanism or is realized with an expensive CNC control.
Die Herstellungsprobleme der aus gehärtetem Stahl gefertigten Zahnräder mit epizykloider Verzahnung tragen wesentlich dazu bei, daß die sonst sehr vorteilhaften Zykloidgetriebe nach der Erfindung von Lorenz Braren keine breitere Anwendung finden.The manufacturing problems of the made from hardened steel Gears with epicycloid teeth make a significant contribution in that the otherwise very advantageous cycloid gear after Invention by Lorenz Braren no broader application.
Die zur Bearbeitung von Zahnrädern mit epizykloider Verzahnung bisher verwendeten Verfahren und die nach dem Abwälzprinzip arbeitenden Vorrichtungen sind zum größten Teil nur zur Bearbeitung von nicht wärmebehandelten Werkstücken geeignet. Hierzu gehört z. B. die von V.H. Sannikow in der Fachzeitschrift Masgiz (1948) erläuterte Ausführungsform, wonach die Bearbeitung mit einer periodischen Abwälzbewegung, mit Hilfe eines tassenförmiges Stoßstahls erfolgt.For machining gear wheels with epicycloid toothing previously used methods and those based on the transmission principle working devices are for the most part only Suitable for processing non-heat-treated workpieces. This includes e.g. B. by V.H. Sannikow in the trade magazine Masgiz (1948) explained embodiment according to which the Machining with a periodic rolling motion, with the help a cup-shaped impact steel.
Die SU-PS 5 54 953 (Lobastow) erläutert ein Verfahren zur Bearbeitung von Zahnrädern mit hypotrochoider (hypozykloider) Verzahnung, welches mit einer geringeren Umgestaltung auch zur Bearbeitung von Zahnrädern mit epitrochoider (epizykloider) Verzahnung geeignet ist. Hier kommt eine kontinuierliche Planetenbewegung des nicht wärmebehandelten Werkstückes als Ergebnis von zwei Rotationsbewegungen zustande, wobei die Antriebseinheit des Werkstückes auf den Tisch einer Fräsmaschine mit vertikaler Hauptspindel angebracht wird und die Bearbeitung mit Hilfe eines Schaftfräsers erfolgt. Bei dieser Ausführungsform ist die Bewegungseinheit des Werkstückes durch große, unausgeglichene (unwuchtige) Massen gekennzeichnet.SU-PS 5 54 953 (Lobastow) explains a method for Machining gears with hypotrochoid (hypocycloid) Gearing, which with a smaller redesign also for Machining gears with epitrochoid (epicycloid) Gearing is suitable. Here comes a continuous one Planetary movement of the non-heat-treated workpiece as Result of two rotational movements, the Drive unit of the workpiece on a table Milling machine with vertical main spindle is attached and machining with the help of an end mill. At this embodiment is the movement unit of the workpiece through large, unbalanced (unbalanced) masses featured.
Aus der Praxis ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Zylinderflächen mit einer zykloiden Leitkurve bekannt, wobei nicht wärmebehandelte Werkstücke durch ein kontinuierliches Abwälzverfahren mit Hilfe eines Schaftfräsers gefertigt werden. Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie nur zur Bearbeitung von bestimmten Oberflächentypen eingesetzt werden kann.A device for processing is in practice Cylinder surfaces with a cycloid curve known workpieces not heat treated by a continuous Gear hobbing processes are manufactured using an end mill. A disadvantage of this device is that it is only for Processing of certain surface types can be used can.
In der Fachzeitschrift Machine Design (28.06.1956) wird von D.W. Botsiber und L. Kingston ein Verfahren zur Bearbeitung einer epizykloiden Verzahnung durch Schleifen erläutert, wonach die Bearbeitung mit Hilfe einer dem Radius der Rollenzapfen des Zykloidgetriebes entsprechend abgerichteten Schleifscheibe erfolgt, jedoch mit einer niedrigen Produktivität.In the trade magazine Machine Design (June 28, 1956) from D.W. Botsiber and L. Kingston created a process for editing an epicycloid toothing by grinding, after which machining with the aid of a radius of the roller journal of the Cycloidal gear correspondingly dressed grinding wheel takes place, but with low productivity.
Vorrichtungen zur Herstellung von Vieleckflächen mit epi- und hypozykloidem Profil beschreiben die DE-PS′en 58 184 und 9 04 696, die SU-PS 54 488 sowie die HU-PS′en 1 83 356 und 1 56 607, welche Vorrichtungen alle zur Drehbearbeitung von nicht wärmebehandelten Werkstücken dienen.Devices for the production of polygonal surfaces with epi and hypocycloid profile describe DE-PS'en 58 184 and 9 04 696, SU-PS 54 488 and HU-PS′en 1 83 356 and 1 56 607, which devices all for turning do not serve heat-treated workpieces.
Die Schleifbearbeitung von Wellen und Zapfen mit Polygonprofil betreffen z. B. die DE-PS′en 6 80 311, 7 10 067 und 7 08 743, die FR-PS 9 33 254 sowie die GB-PS 4 53 111. Als Weiterentwicklung dieser Ausführungsformen sind die Polygonschleifmaschinen der Firma Fortuna zu erwähnen, die mit Hilfe von komplizierten Mechanismen die Unabhängigkeit der geschliffenen Profile von dem Durchmesser der Schleifscheibe erzielen.The grinding of shafts and tenons with a polygon profile concern z. B. DE-PS'en 6 80 311, 7 10 067 and 7 08 743, the FR-PS 9 33 254 and GB-PS 4 53 111. As a further development of these embodiments are the polygon grinders of FIG Fortuna company to mention, with the help of complicated Mechanisms the independence of the ground profiles from the diameter of the grinding wheel.
Zur Schleifbearbeitung von Werkstücken sind außer der mit zylindrischem Schleifwerkzeug (Schleifscheibe) ausgerüsteten Schleifmaschinen auch die Bandschleifmaschinen bekannt, die ein angetriebenes, endloses und auf einer sogenannten Kontaktrolle umgelenktes Schleifband enthalten. Die Qualität der Schleifbänder hat sich in der letzten Zeit sehr entwickelt, wodurch auch ihr Anwendungsgebiet wesentlich breiter wurde. Unter anderem trug vermutlich der frühere Entwicklungsstand der Bandschleifmaschinen dazu bei, daß zur Bearbeitung von solchen Wälzflächen, die in Mechanismen mit Rollen genau bestimmter Größe zusammenwirken, bisher noch nie Bandschleifmaschinen eingesetzt wurden.For the grinding of workpieces are also with cylindrical grinding tool (grinding wheel) equipped Grinders also known as the belt grinders, the one driven, endless and on a so-called contact roller deflected sanding belt included. The quality of the Sanding belts have developed a lot lately which also made their area of application much wider. Among other things, the previous state of development probably bore the Belt grinders help to process such Rolling surfaces that are more precisely defined in mechanisms with rollers Working together in size, never before belt grinders were used.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die die Bearbeitung von aus Zylinder und Ebene erzeugten Wälzflächen mit einfacheren Mitteln, größerer Produktivität und Genauigkeit erzielen als die bekannten Verfahren und Vorrichtungen, sowohl bei nicht wärmebehandelten als auch bei wärmebehandelten Werkstücken.The aim of the invention is to create a Method and an apparatus that the processing of Cylinder and plane generated rolling surfaces with simpler ones Average, achieve greater productivity and accuracy than the known methods and devices, both at not heat-treated as well as heat-treated workpieces.
Das gesetzte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schleifbearbeitung der obenerwähnten Oberflächen durch Bandschleifen durchgeführt wird. Diese Methode ermöglicht durch entsprechende Wahl der Länge des Schleifbandes bzw. durch dessen Austausch, daß die aus dem Werkzeugverschleiß resultierenden Profilfehler auch ohne Korrektur innerhalb der zulässigen Toleranzen gehalten werden können.The goal set is achieved according to the invention in that by grinding the above-mentioned surfaces Belt grinding is performed. This method enables through appropriate choice of the length of the sanding belt or by its replacement that that from tool wear resulting profile errors even without correction within the permissible tolerances can be kept.
Je nach den zu bearbeitenden Oberflächen wird die Schleifarbeit entweder mit dem auf einer Kontaktrolle laufenden Teil oder einem geradlinig laufenden, abgestützten Abschnitt eines Schleifbandes durchgeführt.Depending on the surfaces to be processed, the grinding work either with the part running on a contact roller or a straight, supported section of a Grinding belt performed.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem die zwischen dem Werkstück und dem Schleifwerkzeug erforderlichen relativen Bewegungen erzeugenden Mechanismus und einer Schleifbearbeitungseinheit, welche Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schleifbearbeitungseinheit als Bandschleifeinheit mit einer Kontaktrolle und einem angetriebenen, endlosen Schleifband ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Kontaktrolle dem um die zweifache Banddicke verringerten Durchmesser eines die gegebene zu erzeugende Oberfläche aufweisenden und durch die Bandschleifeinheit ersetzten zylindrischen Schleifwerkzeuges entspricht.The device for performing the invention The process consists of a between the workpiece and the Grinding tool required relative movements generating Mechanism and a grinding processing unit, which Device according to the invention is characterized in that the Grinding processing unit as a belt grinding unit with one Contact roller and a driven, endless grinding belt is formed, the diameter of the contact roller around twice the tape thickness reduced the diameter of a die given given surface to be generated and by the Belt grinding unit replaced cylindrical grinding tool corresponds.
Zur gleichzeitigen Bearbeitung von epi- oder hypozykloiden Verzahnungen ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung mehrere, aber wenigstens zwei, der Anordnung der einzelnen Rollenzapfen des gegebenen Zykloidgetriebes entsprechend um das zu verzahnende Werkstück angeordnete Bandschleifeinheiten aufweist.For simultaneous processing of epi- or hypocycloids It is expedient if the device has several, but at least two, the arrangement of the individual roller journals of the given cycloid gearbox accordingly interlocking workpiece arranged belt grinding units having.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung von epi- oder hypozykloiden Verzahnungen, wobei der die zwischen dem Werkstück und dem Schleifwerkzeug erforderlichen relativen Bewegungen erzeugende Mechanismus eine Kurbelwelle, einen auf dieser ausgebildeten Kurbelarm und einen auf dem Kurbelärm befindlichen Kurbelzapfen enthält, ist die Anordnung so getroffen, daß dieser Mechanismus ein auf den Kurbelzapfen aufgekeiltes Zahnrad sowie eine den Antrieb von diesem Zahnrad auf eine Werkstückspindel übertragende kinematische Kette aufweist, wobei die Werkstückspindel in einem an seiner Drehung gehinderten, eine kreisende Bewegung ausführenden Kulissenstein gelagert ist.In an advantageous embodiment of the invention Device for processing epi- or hypocycloids Toothings, the between the workpiece and the Grinding tool required relative movements generating Mechanism a crankshaft, one formed on it Crank arm and a crank pin located on the crank arm contains, the arrangement is such that this mechanism a gear wheel wedged on the crank pin and a Drive from this gear on a workpiece spindle has transmitting kinematic chain, the Workpiece spindle in one that is prevented from rotating, one circular motion executing sliding block is mounted.
Es ist hierbei möglich, daß die herkömmliche kinematische Kette durch eine elektronische kinematische Kette ersetzt ist.It is possible that the conventional kinematic chain is replaced by an electronic kinematic chain.
Schließlich ist auch eine solche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, bei welcher die Schleifbearbeitungseinheit als eine ein angetriebenes, endloses Schleifband aufweisende Bandschleifeinheit ausgebildet ist, die zur Bearbeitung der Oberflächen von Wellen oder Zapfen mit Polygonprofil eine von einer Kreuzschubkurbel betätigte oder NC-gesteuerte Bewegungseinheit aufweist.Finally, such an embodiment variant is also the device according to the invention possible, in which the Grinding processing unit as a one driven, endless Abrasive belt having belt grinding unit is formed, the for machining the surfaces of shafts or tenons with Polygon profile one operated by a cross slide crank or Has NC-controlled movement unit.
Die Erfindung wird ausführlicher anhand von Ausführungsbeispielen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to Embodiments, with reference to the drawing explained. The drawing shows:
Fig. 1 das Bearbeitungsschema von epi- und hypozykloiden Verzahnungen mit einer das zylindrische Schleifwerkzeug ersetzenden Bandschleifeinheit; Fig. 1, the processing scheme of epi- and hypocycloidal gears replaced with a cylindrical grinding tool belt grinding unit;
Fig. 2 das Bearbeitungschema von epi- und hypozykloiden Verzahnungen mit einem herkömmlichen zylindrischen Schleifwerkzeug; Fig. 2, the processing scheme of epi- and hypocycloidal gears with a conventional cylindrical grinding tool;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line AA in Fig. 1;
Fig. 4 den schematischen Aufbau eines die zur Bearbeitung von epi- und hypozykloiden Verzahnungen erforderliche Planetenbewegung des Werkstückes erzeugenden Mechanismus, mit einer Bandschleifeinheit zusammengebaut; Fig. 4 shows the schematic structure of the required for the processing of epi- and hypocycloidal gears planetary movement of the workpiece generating mechanism assembled with a belt grinding unit;
Fig. 5 das Prinzipschema einer Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung eines Zahnrades mit epizykloider Verzahnung, mit mehreren Bandschleifeinheiten; Figure 5 shows the basic diagram of a device for the simultaneous machining of a gear toothing with epizykloider, multiple belt grinding units.
Fig. 6 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Wellen und Zapfen mit Vieleckprofil, wobei die Bandschleifeinheit mit einem eine kreisende Bewegung ausführenden Bewegungsmechanismus verbunden ist; Figure 6 shows the schematic structure of an apparatus for the machining of shafts and cones with polygonal profile, wherein the belt grinding unit is connected to a a circular movement performing moving mechanism.
Fig. 7 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Bearbeitung Wellen und Zapfen mit Polygonprofil, mit einer Bandschleifeinheit, deren Achse gegenüber der Achse des Werkstückes geneigt ist; Fig. 7 shows the schematic construction of an apparatus for machining shafts and cones with polygonal profile, with a band sanding unit, whose axis is inclined relative to the axis of the workpiece;
Fig. 8 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Wellen und Zapfen mit Polygonprofil, von einem Kreuzschubkurbel-Mechanismus angetrieben; Fig driven 8 the schematic structure of an apparatus for the machining of shafts and cones with polygonal profile, of a scotch yoke mechanism.
Fig. 9 eine Bandschleifeinheit zur Bearbeitung von Steuerscheiben und Fig. 9 is a belt grinding unit for processing control discs and
Fig. 10 eine Bandschleifeinheit zur Bearbeitung einer Steuertrommel veränderlicher Steigung. Fig. 10 is a band sanding unit for processing a variable pitch control drum.
In Fig. 2 ist die herkömmliche Bearbeitung (vorzugsweise Schleifbearbeitung) der Scheibe eines Zykloidgetriebes dargestellt, wobei das Werkstück 3 eine aus einer Rotationsbewegung mit einer Winkelgeschwindigkeit w1 um eine Achse 1 und einer kreisenden Bewegung mit einer der zu bearbeitenden Zähnezahl entsprechend höheren Winkelgeschwindigkeit w2 und einer Exzentrizität e um ein Achse 2 zusammengesetzte Planetenbewegung ausführt, wobei das Werkstück 3 mit einem zylindrischen Werkzeug 4 bearbeitet wird, dessen Durchmesser D dem Durchmesser der Rollenzapfen des Zykloidgetriebes entspricht.In FIG. 2, the conventional machining (preferably grinding) is shown the disk of a Zykloidgetriebes, wherein the workpiece 3 is a from a rotational movement at an angular velocity w 1 around an axis 1 and a circular motion with one of the to be processed number of teeth correspondingly higher angular velocity w 2 and performs an eccentricity e about an axis 2 of compound planetary movement, the workpiece 3 being machined with a cylindrical tool 4 , the diameter D of which corresponds to the diameter of the roller journals of the cycloidal gear.
In Fig. 1 ist das Prinzipschema der die oben beschriebene herkömmliche Bearbeitungsweise ersetzenden erfindungsgemäßen Bearbeitung durch Bandschleifen dargestellt. Hier ist das zylindrische Werkzeug 4 mit dem Durchmesser D aus Fig. 1 durch ein auf einer Kontaktrolle 5 mit dem Durchmesser d umgelenktes endloses Schleifband 6 mit der Dicke h ersetzt, wobei die Breite des Schleifbandes 6 die Breite der herzustellenden Verzahnung übersteigt und dieses Schleifband 6 über eine Scheibe 7 angetrieben wird. Bei der so ausgebildeten Bandschleifeinheit I gilt für die geometrisch richtige Gestaltung der folgende Zusammenhang:In Fig. 1 shows the principle scheme of the above-described conventional manner of processing replacing processing according to the invention is represented by belt sanding. Here, the cylindrical tool 4 with the diameter D from FIG. 1 is replaced by an endless grinding belt 6 with the thickness h deflected on a contact roller 5 with the diameter d, the width of the grinding belt 6 exceeding the width of the toothing to be produced and this grinding belt 6 is driven by a disc 7 . With the belt grinding unit I designed in this way, the following relationship applies to the geometrically correct design:
d = D-2hd = D-2h
also der Durchmesser d der Kontakrolle 5 entspricht dem um die zweifache Banddicke h verringerten Durchmesser D des zylindrischen Werkzeuges 4.thus the diameter d of the contact roller 5 corresponds to the diameter D of the cylindrical tool 4 which is reduced by twice the strip thickness h.
In Fig. 3 ist die gegenseitige Anordnung der Bandschleifeinheit I und des Werkstückes 3 im Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1 dargestellt. Aus der Figur ist es ersichtlich, daß die in einer Spindeleinheit 8 gelagerte Kontaktrolle 5 von dem von der Scheibe 7 angetriebene Schleifband 6 mit großer Geschwindigkeit gedreht wird. Die Bearbeitung des Werkstückes 3 erfolgt mit dem auf der Kontaktrolle 5 laufenden Teil des Schleifbandes 6. Die Spindeleinheit 8 und der die Scheibe 7 antreibende Motor 9 sind auf einer Aufspannplatte 10 befestigt.In Fig. 3, the mutual arrangement of the belt grinding unit I and the workpiece 3 is shown in section along the line AA of FIG. 1. From the figure it can be seen that the contact roller 5 mounted in a spindle unit 8 is rotated at high speed by the grinding belt 6 driven by the disk 7 . The workpiece 3 is machined with the part of the grinding belt 6 running on the contact roller 5 . The spindle unit 8 and the motor 9 driving the disk 7 are fastened on a clamping plate 10 .
In Fig. 4 ist der schematische Aufbau einer zur Bearbeitung von epi- und hypozykloiden Verzahnungen dienenden Vorrichtung dargestellt, deren einer Hauptteil ein die zur Bearbeitung erforderlichen relativen Bewegungen (Planetenbewegung) erzeugender Mechanismus und der andere Hauptteil eine Bandschleifeinheit bilden. Der werkstückbewegende Mechanismus enthält ein auf einem Traggestell 11 befestigtes Getriebe 12, das über eine kinematische Kette 13 mit einer gleichmäßigen schnellen Winkelgeschwindigkeit w2 eine Kurbelwelle 14 dreht, an deren verstellbarem Kurbelarm 15 sich ein Kurbelzapfen 16 befindet, der in einem Kulissenstein 17 gelagert ist. Der Kurbelarm 15 ist mit einer Exzentrizität e eingestellt, deren Wert der halben Zahnhöhe entspricht. Der Kulissenstein 17 ist an einem Rahmen 18 geradgeführt, der seinerseits an dem Traggestell 11 geradgeführt ist, wobei die Geradführungen des Kulissensteins 17 und des Rahmens 18 senkrecht zueinander verlaufen, so daß der Kulissenstein 17 zusammen mit den auf ihm angeordneten Bauteilen eine kreisende Bewgung ausführt. Die im Kulissenstein 17 gelagerte Werkstückspindel 21 mit der Achse 1 und zusammen mit der Werkstückspindel 21 auch das Werkstück 3 werden von einem aufgekeilten Zahnrad 19 über eine der Zähnezahl des zu verzahnenden Werkstückes 3 entsprechende Übersetzung aufweisende kinematische Kette 20 mit einer Winkelgeschwindigkeit w1 angetrieben. Die kinematischen Ketten 13 und 20 werden über eine kinematische Kette 23 von einer auf dem Kulissenstein 17 angebrachten Bremse 22 spielfrei gemacht. Die adäquate Verspannung des Schleifbandes 6 der Bandschleifeinheit I kann durch Kippen des Motors 9 um die Schwenkachse 24 erzielt werden, wobei die Spannkraft durch eine Feder 25 eingestellt werden kann. FIG. 4 shows the schematic structure of a device for machining epi- and hypocycloid gears, the main part of which forms a mechanism which produces the relative movements required for machining (planetary movement) and the other main part forms a belt grinding unit. The workpiece-moving mechanism contains a transmission 12 fastened to a support frame 11 , which rotates a crankshaft 14 via a kinematic chain 13 with a uniform, rapid angular velocity w 2 , on the adjustable crank arm 15 of which there is a crank pin 16 which is mounted in a sliding block 17 . The crank arm 15 is set with an eccentricity e, the value of which corresponds to half the tooth height. The sliding block 17 is guided rectilinearly on a frame 18, which in turn is guided rectilinearly on the support frame 11, wherein extending the straight guides of the sliding block 17 and the frame 18 perpendicular to each other, so that the sliding block 17 executes, together with the mounted on it components a circular Bewgung. The mounted in the sliding block 17 work spindle 21 with the axis 1 and together with the workpiece spindle 21 and the workpiece 3 are driven by a splined gear 19 via one of the number of teeth corresponding to interlocking workpiece 3 translation having kinematic chain 20 with an angular velocity w. 1 The kinematic chains 13 and 20 are made free of play via a kinematic chain 23 by a brake 22 mounted on the sliding block 17 . The adequate tensioning of the grinding belt 6 of the belt grinding unit I can be achieved by tilting the motor 9 about the pivot axis 24 , wherein the tensioning force can be adjusted by a spring 25 .
Die Aufspannplatte 10 der Bandschleifeinheit I ist auf einem Schlitten 26 befestigt. Der zum Schleifen erforderliche radiale Vorschub und die adäquate Kraft werden durch einen auf einem Gestell 27 angeordneten pneumatischen Arbeitszylinder 28 sichergestellt. Der Schlitten 26 kann auf der Führung des Gestells 27 bewegt werden. Die Bearbeitung erfolgt bis zum Anstoßen des Schlittens 26 an einem verstellbaren Anschlag 29.The platen 10 of the belt grinding unit I is attached to a carriage 26 . The radial feed required for grinding and the adequate force are ensured by a pneumatic working cylinder 28 arranged on a frame 27 . The carriage 26 can be moved on the guide of the frame 27 . The machining takes place until the carriage 26 abuts against an adjustable stop 29 .
Fig. 5 zeigt das Prinzipschema der gleichzeitigen Anwendungsmöglichkeit von mehreren Bandschleifeinheiten zur Bearbeitung eines Zahnrades mit epizykloider Verzahnung. Die einzelnen Bandschleifeinheiten I/1-I/6 sind den Positionen der einzelnen Rollenzapfen eines Zykloidgetriebes entsprechend umrings des Werkstücks 3 angeordnet. In Abhängigkeit von der Art der Bearbeitung können die einzelnen Bandschleifeinheiten mit Schleifbändern gleicher oder unterschiedlicher Qualität versehen werden. Fig. 5 shows the schematic diagram of the simultaneous application of several belt grinding units for machining a gear with epicycloid toothing. The individual belt grinding units I / 1- I / 6 are arranged according to the positions of the individual roller journals of a cycloidal gear according to the circumference of the workpiece 3 . Depending on the type of processing, the individual belt sanding units can be provided with sanding belts of the same or different quality.
Fig. 6 zeigt die Bearbeitung von momentübertragenden Vieleckflächen zykloidparallelen Profils von Wellen und Zapfen. Hier führt das Werkstück 3 eine Rotationsbewegung mit einer gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit w1 aus. Gleichzeitig werden die Kurbelwelle 14 und über eine mechanische Übersetzung 30 mit dem Verhältnis 1:1 auch die Kurbelwelle 14-1 von einem an sich bekannten Antrieb mit einer gegenüber dem Wert w1 größeren und der Vieleckzahl entsprechenden gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit w2 gedreht. Die Kurbelarme 15 und 15-1 können gleichzeitig und auf den gleichen Wert eingestellt werden. Der am Kurbelarm 15 befindliche Kurbelzapfen 16 ist unmittelbar und der am Kurbelarm 15-1 befindliche Kurbelzapfen 16-1 über den Kulissenstein 17 und eine Kulissenführung an ein Gehäuse 31 angeschlossen. Fig. 6 shows the processing of torque-transmitting Vieleckflächen zykloidparallelen profile of shafts and pins. Here, the workpiece 3 executes a rotational movement with a uniform angular velocity w 1 . At the same time, the crankshaft 14 and, via a mechanical transmission 30 with the ratio 1: 1, the crankshaft 14-1 are rotated by a drive known per se with a uniform angular velocity w 2 which is larger than the value w 1 and corresponds to the polygon number. The crank arms 15 and 15-1 can be adjusted simultaneously and to the same value. The crank pin 16 located on the crank arm 15 is connected directly and the crank pin 16-1 located on the crank arm 15-1 is connected to a housing 31 via the sliding block 17 and a sliding block guide.
Durch die Ausbildung eines paralellogrammförmigen Viergelenk-Mechanismus kann die Überbestimmtheit, die Verdrehung des Gehäuses 31 verhindert werden, und das letztere wird zu einer solchen geraden Bewegung gezwungen, daß das Gehäuse 31 zusammen mit der daran angebrachten Bandschleifeinheit I eine kreisende Bewegung mit einer Winkelgeschwindigkeit w2 ausführt.By designing a four-link mechanism in the form of a parallelogram, the indeterminacy, the rotation of the housing 31 can be prevented, and the latter is forced to move in a straight line in such a way that the housing 31 together with the belt grinding unit I attached there is a circular movement with an angular velocity w 2 executes.
In Fig. 7 ist eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung von Wellen und Zapfen mit Polygonprofil dargestellt, wobei die Bandschleifeinheit I gegenüber der Achse des Werkstückes 3 um einen Winkel α geneigt ist. FIG. 7 shows a device for grinding shafts and journals with a polygon profile, the belt grinding unit I being inclined at an angle α with respect to the axis of the workpiece 3 .
Ohne diese Neigung der Bandschleifeinheit I würde das Schleifwerkzeug linienförmig mit dem Werkstück 3 in Berührung stehen. Infolge der Neigung erzeugt diese Berührungslinie des Schleifwerkzeuges eine Ebene, wodurch auch das Profil des geschliffenen Werkstückes 3 aus einer Ebene heraus erzeugt wird, also vom Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs unabhängig wird.Without this inclination of the belt grinding unit I, the grinding tool would be in linear contact with the workpiece 3 . As a result of the inclination, this contact line of the grinding tool creates a plane, as a result of which the profile of the ground workpiece 3 is also generated from a plane, that is to say it is independent of the diameter of the processing tool.
Fig. 8 zeigt eine andere Variante der Erzeugung der Polygonprofile aus einer Ebene heraus bei Anwendung eines Bandschleifwerkzeuges. Hier wird das Werkstück 3 mit einer Winkelgeschwindigkeit w1 um seine Achse gedreht, wobei eine Bandschleifeinheit 32 senkrecht zu der Achse des Werkstückes 3 eine harmonische Schwingbewegung ausführt, die von einer Bewegungseinheit 34 mit Kreuzschubkurbel erzeugt wird. Die Ebene ist diesmal durch eine geradlinig laufende Strecke des Schleifbandes 6 gegeben, die in einer bei anderen Bearbeitungsverfahren schon bekannten Weise ebenfalls von einer Stützplatte 33 abgestützt wird. Fig. 8 shows another variant of the generation of the polygon profiles from a plane using a belt grinding tool. Here, the workpiece 3 is rotated about its axis at an angular velocity w 1 , a belt grinding unit 32 executing a harmonic oscillating movement perpendicular to the axis of the workpiece 3 , which is generated by a movement unit 34 with a cross-slide crank. This time, the level is given by a straight line of the grinding belt 6 , which is also supported by a support plate 33 in a manner already known in other processing methods.
Fig. 9 zeigt die Bearbeitung eines als Steuerscheibe auszubildenden Werkstückes 3 durch Bandschleifen mit Hilfe einer Bandschleifeinheit I. Fig. 9 shows one of the processing to be formed as control disk workpiece 3 by belt sanding using a belt sanding unit I.
Fig. 10 zeigt die Schleifbearbeitung der Steuerkurven eines als Steuertrommel veränderlicher Steigung ausgebildeten Werkstückes 3 mit Hilfe einer Bandschleifeinheit II. Infolge der veränderlichen Steigung der Steuertrommel ändern sich die Normalen des Profils und die in dem Mechanismus, in den sie eingebaut werden soll, wirkt eine Rolle auf einem Kreisbogenabschnitt mit der Steuerkurve zusammen. Das Schleifband umläuft hier eine Umlenkrolle derart, daß der erwähnte Kreisbogenabschnitt von dem Schleifband ausgearbeitet wird. Fig. 10 shows the grinding of the control curves of a workpiece 3 designed as a control drum with variable pitch with the aid of a belt grinding unit II. As a result of the variable pitch of the control drum, the normals of the profile change and the one in the mechanism in which it is to be installed has a role on a section of a circular arc together with the control curve. The grinding belt runs around a deflection roller in such a way that the above-mentioned circular arc section is worked out by the grinding belt.
Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der Durchmesser der das zylindrische Werkzeug ersetzenden Bandschleifwerkzeuges durch Wahl der entsprechenden Schleifbandlänge und durch Schleifbandwechsel innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen gehalten werden kann, was sich daraus ergibt, daß das Bandschleifwerkzeug (die Bandschleifeinheit) eigentlich eine Verlängerung, Ausdehnung des Mantels eines zylindrischen Werkzeuges darstellt.There is an important advantage of the solution according to the invention in that the diameter of the cylindrical tool replacing belt grinding tool by choosing the appropriate one Sanding belt length and by changing the sanding belt within the permissible tolerance limits can be kept, which is this means that the belt grinding tool (the Belt grinding unit) actually an extension represents the shell of a cylindrical tool.
Ein weiterer wichtiger Vorteil ergibt sich aus der erreichbaren hohen Produktivität und Zerspanleistung, die durch die linienartige Berührung des Werkstückes und des Werkzeuges, die hohe Schleifgeschwindigkeit und die gleichzeitige Anwendung von mehreren Bandschleifeinheiten ermöglicht werden.Another important advantage results from the achievable high productivity and cutting performance due to the line-like contact of the workpiece and the tool high grinding speed and the simultaneous application of several belt grinding units are made possible.
Neben den hohen Zerspanleistungen sind die erreichbaren Genauigkeiten und Oberflächenqualitäten gleich wie bei der Bearbeitung mit Schleifscheiben. Demzufolge ist es auch von Vorteil, daß durch Bandschleifen sowohl das Schruppen von nicht wärmebehandelten Werkstücken als auch die Schlichtbearbeitung von wärmebehandelten Werkstücken durchgeführt werden können.In addition to the high cutting performance, the achievable Accuracies and surface qualities are the same as for the Machining with grinding wheels. Therefore it is also from Advantage that by grinding both the roughing of not heat-treated workpieces as well as finishing of heat-treated workpieces.
Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung gehört noch die werkzeugsparende (werkzeugschonende) Bearbeitung, die einfache Art und Weise der Werkzeuggestaltung und des Werkzeugwechsels sowie die gegenüber der Bearbeitung mit Schleifscheibe ungefährliche Bearbeitung.The advantages of the solution according to the invention also include tool-saving (tool-friendly) processing, the simple Type of tool design and tool change as well as the processing with grinding wheel safe processing.
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