DE4407148A1

DE4407148A1 - Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren

Info

Publication number: DE4407148A1
Application number: DE19944407148
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Lehmann
Original assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2014-03-05
Also published as: DE4407148C2

Description

Die Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionsflächen ist ein während des Arbeitsprozesses verstellbares Werkzeug. Die einfache Verstellmöglichkeit der Werkzeugwirkfläche und die damit erreichbaren hohen Formgenauigkeiten ermöglichen einen erweiterten Einsatz der Läpp- und Polierwerkzeuge mit synthetischen Poliermittelträgern (PMT).

Die Läpp- und Polierwerkzeuge mit aufgeklebten synthetischen PMT werden vorwiegend durch spanende Formgebung abgerichtet. Die damit erreichten Formgenauigkeiten sind für die Herstellung von Präzisionsflächen nicht ausreichend. Zusätzliche Fehler entstehen durch unerwünschten Verschleiß der Werkzeuge, der bisher nicht korrigiert werden konnte. Bisher bekannte Lösungen ermöglichten nur bedingt eine Korrektur der Werkzeugform für die Präzisionsbearbeitung während der Bearbeitungszeit.

In Lehmann, W.: Dissertation "Untersuchungen zum Polieren optischer Funktionsflächen mit Pech und Folienwerkzeugen", FSU Jena; 1991, Seiten 95 bis 100, ist ein verstellbares Polierwerkzeug beschrieben, das thermisch verstellbar ist. Die Einbringung einer Wärmequelle in den Bearbeitungsprozeß hochgenauer Teile ist problematisch.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Formgenauigkeiten und Standzeit der Läpp- und Polierwerkzeuge zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Werkzeuge zum Läppen und Polieren eine nachträgliche Formkorrektur während des Bearbeitungsprozesses zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionsflächen erfindungsgemäß dadurch, daß zur Erzeugung der Formkorrektur der Werkzeugwirkfläche Mittel zur Verspannung dieser Fläche vorgesehen sind, die während des Bearbeitungsprozesses der Werkstücke verstellbar sind.

Die Erzeugung der Verspannung des Werkzeuggrundkörpers wird innerhalb des Werkzeuges auf Grundlage des reziproken piezoelektrischen Effekten durch ein piezoelektrisches Stellglied realisiert. Die Längenänderung des piezoelektrischen Stellgliedes verändert die Form der Werkstückwirkfläche.

Die Erzeugung der Verspannung wird durch eine im Maschinensystem wirkende Stellkraft realisiert, die die Werkzeugwirkfläche mit einer Stellkraft beaufschlagt. Mit der Anordnung eines Zwischenlagers wird die Verformung des rotierenden Werkzeuggrundkörpers durch eine nicht rotierende Kraftübertragung realisiert.

Das Werkzeug besteht aus einem Aufnahmeteil und einem Werkzeuggrundkörper. Zwischen diesen Elementen ist eine Verformungsmöglichkeit vorgesehen, die eine Untersetzung der Bewegung des Stellgliedes zum im Aufnahmeteil gelagerten Werkzeuggrundkörper bewirkt.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 Läpp- und Polierwerkzeug mit piezoelektrischem Stellglied,

Fig. 2 Läpp- und Polierwerkzeug mit Zug-Druckstange.

Fig. 1 zeigt ein Werkzeug zum Läppen und Polieren, bei dem die Einstellung der Form und die Korrektur der Form der Werkzeugwirkfläche 9 durch ein piezoelektrisches Stellglied 1 erfolgt. Mit einer Änderung der Spannung an den Anschlußdrähten 6 des piezoelektrischen Stellgliedes 1 ergeben sich in Achsrichtung des Werkzeuges Änderungen der Lage des Stempels 7, des Druckkörpers 16, des Werkzeuggrundkörpers 8 und letzlich zu einer Veränderung der Form der Werkzeugwirkfläche 9. Das piezoelektrische Stellglied 1 ist mit dem Rohr 2 verbunden, das die Anschlußdrähte 6 wegführt.

Das piezoelektrische Stellglied 1 und das Rohr 2 sind über die Drucklager 3 und 4 und das Lager 10 vom Aufnahmeteil 5 und vom Werkzeuggrundkörper 8 entkoppelt. Das piezoelektrische Stellglied 1 steht fest, während das Werkzeug rotiert. Das Drucklager 3 ist im Aufnahmeteil 5 als Festlager, das Drucklager 4 als Loslager ausgebildet. Das piezoelektrische Stellglied 1 und die Lager 3, 4, und 10 sind mit einer Dichtung 11 gegenüber dem Aufnahmeteil 5 abgedichtet. Mit dem im Werkzeug integrierten Lagersystem ergibt sich eine einfache Energiezufuhr, die auch während des Bearbeitungsprozesses gesteuert werden kann.

In der Ausführung nach Fig. 2 ist der Werkzeuggrundkörper 8 mit der Zug- Druckstange 14 verbunden. Über den Zwischenring 12, das Lager 10 und die Lagerschale 15 erfolgt eine Entkopplung der Drehbewegung und der Bewegung der Zug-Druckstange 13 in axialer Richtung. Durch unterschiedliche Verformung des Werkzeuggrundkörpers 8, die durch Zug-Druckstangen 13 und 14 eingeleitet werden, erfolgt die Korrektur der Werkzeugwirkfläche 9. Die Zug-Druckstange 13 dreht sich nicht mit und eine nicht rotierende Kraft F kann eingeleitet werden. Mit Hilfe der Lagerstelle wird bei rotierendem Werkzeug eine nichtrotierende Stellkraft zur Formänderung des Werkzeuggrundkörpers 8 eingeleitet.

Bezugszeichenliste

1 piezoelektrisches Stellglied
2 Rohr
3 Drucklager
4 Drucklager
5 Aufnahmeteil
6 Anschlußdrähte
7 Stempel
8 Werkzeuggrundkörper
9 Werkzeugwirkfläche
10 Lager
11 Dichtung
12 Zwischenring
13 Zug-Druckstange
14 Zug-Druckstange
15 Lagerschale
16 Druckkörper

Claims

1. Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionselementen, bei der zur Erzeugung der Form und/oder der Korrektur der Form einer Werkzeugwirkfläche Mittel zur definierten Verspannung dieser Werkzeugwirkfläche vorgesehen sind, die zur feinfühligen Formkorrektur dem Werkzeuggrundkörpers (8) führen, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeug ein piezoelektrisches Stellglied (1) zentrisch angeordnet ist, welches

- durch Lager von der Drehbewegung des Werkzeuges entkoppelt ist,
- mit nach außen führenden Anschlußdrähten 7 versehen ist und
- bei Spannungsänderung an den Anschlußdrähten 7 eine Längenänderung auf den Werkzeuggrundkörper (8) weiterleitet.

2. Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionselementen, bei der zur Erzeugung der Form und/oder der Korrektur der Form einer Werkzeugwirkfläche Mittel zur definierten Verspannung dieser Werkzeugwirkfläche vorgesehen sind, die zur feinfühligen Formkorrektur des Werkzeuggrundkörpers (8) führen, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Werkzeuggrundkörper (8) abseitig der Werkzeugwirkfläche (9) zentrisch mit einer Zug-Druckstange (14) verbunden ist, wobei
- die Drehbewegung der Zug-Druckstange (14) durch eine Lagerstelle (10) von der Zug-Druckstange (13) entkoppelt und eine Kraft (F) in Achsrichtung auf die Werkzeugwirkfläche (9) des Werkzeuggrundkörpers einleitbar ist.