EP2559518A2 - Simultanschleifmaschine - Google Patents

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EP2559518A2
EP2559518A2 EP12005395A EP12005395A EP2559518A2 EP 2559518 A2 EP2559518 A2 EP 2559518A2 EP 12005395 A EP12005395 A EP 12005395A EP 12005395 A EP12005395 A EP 12005395A EP 2559518 A2 EP2559518 A2 EP 2559518A2
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EP
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grinding
grinding machine
machine according
shaft
individual
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EP12005395A
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Roland Schmitz
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EMAG Holding GmbH
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EMAG Holding GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
    • B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
    • B24B19/125—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts electrically controlled, e.g. numerically controlled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0076—Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental

Definitions

  • the invention relates to a simultaneous grinding machine for grinding centric surfaces of revolution of a shaft, for example bearings or pins of camshafts or crankshafts.
  • the grinding wheel set is provided opposite on the other side of the crankshaft, a single grinding wheel for grinding a support member seat.
  • a support member seat is ground.
  • the single grinding wheel is moved back and support elements are brought into abutment. Subsequently, the bearings are finished with the grinding wheel set.
  • the surfaces of revolution to be ground are divided into two sets of wheels and arranged on opposite sides of the shaft, so that the normal force components of the grinding forces acting on the shaft cancel each other out.
  • a support element can be provided, which is delivered to the workpiece during grinding together with the grinding wheel sets and receives the cutting forces acting on the workpiece in the tangential direction. It must be prewetted for the support element no seats for.
  • the simultaneous grinding machine after Fig. 1 has a workpiece spindle 1 and a tailstock 2 for centrally clamping and driving shafts 3.
  • two grinding spindle 6, 6 ' Provided. These are on Horizontalschlilten 5, 5 'and vertical slide 4, 4' on the machine frame 7 on guides 8 movable.
  • the grinding headstocks 6, 6 ' are delivered in the direction of the X-axis in the opposite direction to the shaft 3, so that the radially acting on the shaft 3 normal force components of the grinding forces cancel each other.
  • the drive of the vertical slide 4, 4 'in the Z direction via ball screws and motors 9.
  • t is also the workpiece spindle 1 via a motor 9' slidably mounted on the machine frame.
  • the first grinding wheel 1 is shown as a shaft 3, a crankshaft. This is processed simultaneously with two grinding wheel sets 10, 10 '.
  • the two grinding wheel sets 10, 10 ' are each composed of a plurality of individual grinding wheels 13. In this way, all centric rotation surfaces 12 to be ground can be finished in a single processing step. Concretely, these are in the crankshaft 7 shown here center bearing, the pin 15 and the Flanschmantel products 16.
  • the widths of the individual grinding wheels 13 and their distances from each other are adapted to the distances and dimensions of the rotation surfaces 12 on the crankshaft.
  • FIG. 2 concerns an arrangement according to claim 3. There are approximately in the middle of the shaft 3 on a rotating surface 12, two individual grinding wheels 13, 13 'simultaneously engaged.
  • the Fig. 3 shows an arrangement according to claim 4, wherein two rotational surfaces 12, two individual grinding wheels 13, 13 'are simultaneously engaged.
  • FIGS. 4 and 5 is the machining of camshafts shown.
  • FIG. 4 corresponds to the feature of claim 5, wherein on all surfaces of rotation 12 of the shaft 3, two individual grinding wheels 13, 13 'are simultaneously engaged.
  • FIG. 5 an arrangement according to claim 6.
  • Fig. 6 the arrangement of a support member 17 is shown. During grinding, this is delivered simultaneously with the individual grinding wheels 13, 13 ', whereby the cutting forces acting on the workpiece in the tangential direction are compensated. While the individual grinding wheels 13, 13 'are delivered in the opposite direction in the X direction, the support element 17 is delivered in the Y direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen (12) einer Welle (3) mit einer Werkstückspindel (1), einem Reitstock (2) und mit zwei Schleifspindelstöcken (6, 6'), wobei die Welle (3) um ihre Mittelachse (11) drehantreibbar eingespannt ist, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') radial zu den Rotationsflächen (12) zustellbar sind und wobei an den Schleifspindelstöcken (6, 6') Schleifscheibensätze (10, 10') mit mehreren Einzelschleifscheiben (13, 13') vorgesehen sind, deren Profile an die zu bearbeitenden Rotationsflächen (12) angepasst sind, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') auf gegenüberliegenden Seiten der Welle (3) angeordnet und in Richtung ihrer Spindelachsen (14, 14') gegeneinander versetzt sind, so dass alle Rotationsflächen (12) gleichzeitig bearbeitbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Simultanschleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen einer Welle, z.B. Lager oder Zapfen von Nocken- oder Kurbelwellen. Aus der DE 10 2009 024 209 A1 ist eine Schleifmaschine zum gleichzeitigen Schleifen mehrerer Lagerstellen von Kurbelwellen mit einem Schleifscheibensatz bekannt. Dabei ist dem Schleifscheibensatz gegenüberliegend auf der anderen Seite der Kurbelwelle eine Einzelschleifscheibe zum Schleifen eines Stützelementsitzes vorgesehen. Damit wird zunächst ein Stützelementsitz geschliffen. Nach dessen Fertigstellung wird die Einzelschleifscheibe zurückgefahren und es werden Stützelemente in Anlage gebracht. Anschließend werden die Lagerstellen mit dem Schleifscheibensatz fertig geschliffen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schleifmaschine der eingangs genannten Art zu entwickeln, womit die Bearbeitungszeit für die Werkstücke gegenüber dem Stand der Technik reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Schleifmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung werden die zu schleifenden Rotationsflächen auf zwei Schleifscheibensätze aufgeteilt und diese auf gegenüberliegenden Seiten der Welle angeordnet, so dass die auf die Welle einwirkenden Normalkraftkomponenten der Schleifkräfte sich gegenseitig aufheben. Ferner kann ein Stützelement vorgesehen sein, welches beim Schleifen gemeinsam mit den Schleifscheibensätzen zum Werkstück zugestellt wird und die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte aufnimmt. Dabei müssen für das Stützelement keine Sitze für vorgeschliffen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine Simultanschleifmaschine
    Figuren 2 bis 5:
    Anordnungen von Schleifscheibensätzen
    Fig. 6:
    Anordnung mit Stützelement
  • Die Simultanschleifmaschine nach Fig. 1 weist eine Werkstückspindel 1 und einen Reitstock 2 zum zentrischen Spannen und Antreiben von Wellen 3 auf. Zur Bearbeitung der Wellen 3 sind zwei Schleifspindelstöcke 6, 6' vorgesehen. Diese sind über Horizontalschlilten 5, 5' und Vertikalschlitten 4, 4' am Maschinengestell 7 auf Führungen 8 verfahrbar. Die Schleifspindelstöcke 6, 6' werden in Richtung der X-Achse in entgegengesetzter Richtung zur Welle 3 zugestellt, so dass die radial auf die Welle 3 einwirkenden Normalkraftkomponenten der Schleifkräfte sich gegenseitig aufheben. Der Antrieb der Vertikalschlitten 4, 4' in Z-Richtung erfolgt über Kugelrollspindeln und Motore 9. Ähnlich is t auch die Werkstückspindel 1 über einen Motor 9' verschiebbar am Maschinengestell angeordnet. In Fig. 1 ist als Welle 3 eine Kurbelwelle dargestellt. Diese wird gleichzeitig mit zwei Schleifscheibensätzen 10, 10' bearbeitet. Die beiden Schleifscheibensätze 10, 10' sind jeweils aus mehreren Einzelschleifscheiben 13 zusammengesetzt. Damit können alle zu schleifenden zentrischen Rotationsflächen 12 in einem einzigen Bearbeitungsschritt fertig geschliffen werden. Konkret sind das bei der hier dargestellten Kurbelwelle 7 Mittellager, der Zapfen 15 und die Flanschmantelfläche 16. Dabei sind die Breiten der Einzelschleifscheiben 13 und ihre Abstände zueinander an die Abstände und Abmessungen der Rotationsflächen 12 auf der Kurbelwelle angepasst. Trotz des Versatzes der Schleifscheibensätze 10, 10' in Richtung der Spindelachsen 14, 14' ist die Durchbiegung der Welle 3 vernachlässigbar, weil die Schleifscheibensätze 10, 10' auf gegenüberliegenden Seiten auf die Welle 3 einwirken. Der gleiche Effekt kann für extrem biegeempfindliche Wellen 3 noch dadurch verstärkt werden, dass mehr Einzelschleifscheiben 13 vorhanden sind als zu bearbeitende Rotationsflächen 12. Die Fig. 2 betrifft eine Anordnung nach Patentanspruch 3. Dort sind etwa in der Mitte der Welle 3 an einer Rotationsfläche 12 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff. Die Fig. 3 zeigt eine Anordnung nach Patentanspruch 4, wobei an zwei Rotationsflächen 12 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff sind. In den Figuren 4 und 5 ist die Bearbeitung von Nockenwellen dargestellt. Die Fig. 4 entspricht dem Merkmal des Patentanspruchs 5, wobei an allen Rotationsflächen 12 der Welle 3 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff sind. Schließlich stellt die Fig. 5 eine Anordnung nach Patentanspruch 6 dar. In Fig. 6 ist die Anordnung eines Stützelements 17 dargestellt. Dieses wird beim Schleifen gleichzeitig mit den Einzelschleifscheiben 13, 13' zugestellt, wobei die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte kompensiert werden. Während die Einzelschleifscheiben 13, 13' in entgegengesetzter Richtung in X-Richtung zugestellt werden, wird das Stützelement 17 in Y-Richtung zugestellt.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Werkstückspindel
    2
    Reitstock
    3
    Welle
    4 4'
    Vertikalschlitten
    5 5'
    Horizontalschlitten
    6 6'
    Schleifspindelstock
    7
    Maschinengestell
    8
    Führung
    9 9'
    Motor
    10 10'
    Schleifscheibensatz
    11
    Mittelachse
    12
    Rotationsfläche
    13
    Einzelschleifscheibe
    14 14'
    Spindelachse
    15
    Zapfen
    16
    Flanschmantelfläche
    17
    Stützelement

Claims (9)

  1. Schleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen (12) einer Welle (3) mit einer Werkstückspindel (1), einem Reitstock (2) und mit zwei Schleifspindelstöcken (6, 6'), wobei die Welle (3) um ihre Mittelachse (11) drehantreibbar eingespannt ist, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') radial zu den Rotationsflächen (12) zustellbar sind und wobei an den Schleifspindelstöcken (6, 6') Schleifscheibensätze (10, 10') mit mehreren Einzelschleifscheiben (13, 13') vorgesehen sind, deren Profile an die zu bearbeitenden Rotationsflächen (12) angepasst sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schleifspindelstöcke (6, 6') auf gegenüberliegenden Seiten der Welle (3) angeordnet und in Richtung ihrer Spindelachsen (14, 14') gegeneinander versetzt sind, so dass alle Rotationsflächen (12) gleichzeitig bearbeitbar sind.
  2. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rotationsflächen (12) von genau einer Einzelschleifscheibe (13, 13') bearbeitbar ist.
  3. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rotationsfläche (12) von zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar ist.
  4. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rotationsflächen (12) von zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar sind.
  5. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rotationsflächen (12) der Welle (3) von zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar sind.
  6. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Rotationsflächen (12) abwechselnd von gegenüberliegenden Einzelschleifscheiben (13, 13') bearbeitbar sind.
  7. Schleifmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 zur Bearbeitung von Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, dass Zapfen (15) und/oder Flanschmantelfläche (16) von Einzelschleitscheiben (13, 13') bearbeitbar sind.
  8. Schleifmaschine nach einem der Palentansprüche 1 bis 7 mit mindestens einem Stützelement (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (17) gemeinsam mit den Einzelschleifscheiben (13, 13') zum Werkstück (3) zustellbar ist.
  9. Schleifmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (17) in Richtung der Y-Achse zustellbar ist.
EP12005395.4A 2011-08-15 2012-07-25 Simultanschleifmaschine Withdrawn EP2559518A3 (de)

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