EP3181293A1 - Finishwerkzeug mit lokal variierender schnittigkeit - Google Patents

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EP3181293A1
EP3181293A1 EP16202745.2A EP16202745A EP3181293A1 EP 3181293 A1 EP3181293 A1 EP 3181293A1 EP 16202745 A EP16202745 A EP 16202745A EP 3181293 A1 EP3181293 A1 EP 3181293A1
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EP
European Patent Office
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tool
peripheral surface
profile shape
finishing
workpiece
Prior art date
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EP16202745.2A
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EP3181293B1 (de
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Holger Steinwender
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Thielenhaus Technologies GmbH
Original Assignee
Thielenhaus Technologies GmbH
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Publication date
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    • 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
    • B24B5/18—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work
    • B24B5/26—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work for grinding peculiarly profiled surfaces, e.g. bulged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/004—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B21/02—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding rotationally symmetrical surfaces
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/04—Zonally-graded surfaces

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for finishing a peripheral surface of a wave-shaped workpiece. Furthermore, the invention relates to a use of a tool for finishing a peripheral surface of a wave-shaped workpiece.
  • the device comprises a drive device for generating a rotational movement of the workpiece and a pressing device for pressing a tool against the peripheral surface of the rotating workpiece, wherein the tool rests with a processing surface on the peripheral surface and the peripheral surface has a first profile shape.
  • EP 0 802 017 A1 A device with the aforementioned features is made EP 0 802 017 A1 known.
  • a finishing belt is pressed as a tool by means of a pressure shoe to the peripheral surface of the rotating workpiece.
  • the peripheral surface has a cylindrical contour with a straight profile shape before and after the finishing.
  • the peripheral surface in the region of bearings has a spherical shape.
  • a crowned shape of the bearing points can already be achieved by a corresponding machining pre-processing, during the pre-machining the crowned shape is generated by a machining surface of a grinding wheel machining the bearing a the crown has corresponding transverse shape.
  • This procedure has the disadvantage that different grinding wheels also have to be used for different degrees of crowning.
  • a corresponding grinding wheel must be held and when changing the crown profile, the grinding wheel must be replaced.
  • the corresponding grinding wheels must also be dressed regularly due to wear, resulting in additional costs.
  • the object of the present invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art and, in particular, to provide a device, a method and a use with which the profile shape of the circumferential surfaces during the finishing process can be modified in a cost-effective manner, inter alia with existing machines can be.
  • the object is achieved in particular by a device having the features mentioned above, wherein the working surface has areas of different cutting and a spatial distribution of the cut defines a second finish intended after the finishing, the profile shape of the peripheral surface being different from the first profile shape.
  • the present invention thus differs in its basic idea from the previous technical teaching, according to which a change of the.
  • the invention provides that a change in the profile shape is achieved deliberately by a targeted spatial distribution of the cutting of the tool used for finishing. In the areas with which more material is to be removed from the peripheral surface of the workpiece, the tool thus has a higher cutting capacity than in the areas with which less material is to be removed.
  • Such tools can be easily used in conventional finishing equipment.
  • the invention also has the advantage that due to the desired change in the profile shape during the finishing process, a change in the profile shape during machining can be dispensed with, so that the pre-machining can always be carried out with the same grinding wheel having a straight transverse shape.
  • the tool is preferably a finishing stone, which is pressed by a pressing device to the peripheral surface of the workpiece.
  • the tool is a finishing belt, which is pressed by means of a pressure shoe to the peripheral surface and which has already been replaced regularly as a consumable material. Since the profile shape to be achieved after the finish machining depends on the distribution of the cut on the finishing stone or the finishing belt, the geometry of the working surface of the finishing stone or the pressing surfaces of the pressure belt pressing the finishing belt is preferably rectilinear in a direction parallel to the axis of rotation of the workpiece. The so-called transverse shape of the finishing stone or the pressure shoe is thus in particular straight. A conventional pressure shoe can therefore be used in combination with corresponding finishing tapes for producing different profile shapes.
  • the local section, in particular of the grains of the tool is thus distributed over the tool that during the finishing, the first (initial) profile shape is changed to the second (end) profile shape.
  • more material is removed during rotation of the workpiece at at least one axial point of the workpiece than at a further axial point offset parallel to the axis of rotation.
  • the tool does not execute any movement in the axial direction of the workpiece during the rotation of the workpiece.
  • an oscillation drive device for generating a transverse to the rotational movement of the peripheral surface directed oscillating relative movement between the peripheral surface of the workpiece and the tool is formed, wherein the tool rests with the processing surface during the relative movement of the peripheral surface of the workpiece.
  • the cutting edge of the machining surface of the tool is greatest at the edges of the processing surface and is smaller in the middle.
  • the cutting edge of the working surface of the tool is secured to edges of the tool Machining surface is lowest and in the middle is the largest.
  • the edges refer to the edges in the axial direction of the workpiece, while the center is arranged between the edges.
  • the intersection of the working surface of the tool has at least three local maxima or minima transversely to the direction of the rotational movement of the peripheral surface. At these three local maxima so most material is removed from the peripheral surface of the workpiece.
  • the machining surface of the tool resting against the peripheral surface of the workpiece has at least one first region with a first intersection and at least one second region with a second intersection which differs from the first intersection.
  • the working surface has the same local section in the entire first section and a second section which deviates therefrom in the entire second section.
  • the second cut can also be "0".
  • the second region of the processing surface then lies between two first regions of the processing surface. The desired distribution of the cut is then achieved by the local arrangement of the first area to the second area.
  • a dividing line between the first region and the second region extends in a zigzag shape along the direction of the rotational movement of the peripheral surface.
  • this dividing line could also be wavy.
  • the cut can also change with a constant gradient. It must therefore be formed no discrete areas with different local skills.
  • the tool can be kept stationary during the finishing in the axial direction of the workpiece. Alternatively it can be provided that an oscillating relative movement between the rotating workpiece and the tool is generated.
  • one of the tools described above can be used to carry out the method according to the invention.
  • the above-mentioned object is also achieved by the use of a tool for finishing a peripheral surface of a wave-shaped workpiece, wherein the peripheral surface has a first profile shape and the working surface of the tool has areas of different cutting, wherein a spatial distribution of the cut intended after finishing, second, of the first profile shape specifies different profile shape of the peripheral surface.
  • the tool is a finishing belt, which is pressed by means of a pressure shoe to the peripheral surface of the workpiece, or a finishing stone.
  • a tool may be used which has the features described above.
  • FIG. 1 shows a portion of a workpiece 1 with a cylindrical peripheral surface 2 before finishing.
  • the profile shape of the peripheral surface 2 is rectilinear.
  • a tool 4 is pressed by means of a pressing device 3 with its machining surface 5 on the peripheral surface 2 of the workpiece 1.
  • the workpiece 1 rotates about its axis of rotation and the tool 4 remains stationary.
  • the tool 4 may in particular be formed by a finishing stone, which is pressed with its working surface directly on the peripheral surface 2.
  • the tool 4 may be formed by a finishing tape, which is pressed by means of a pressure shoe to the peripheral surface 2.
  • the tool 4 oscillates with the pressing device in the axial direction parallel to the axis of rotation of the workpiece 1 while the workpiece 1 is rotating.
  • FIG. 4 Above is now a plan view of a finishing belt 10 is shown, which is pressed by means of a pressure shoe to the peripheral surface 2 of the workpiece 1.
  • the finishing belt 10 has first regions 6 with a high local section and second sections 7 with a relatively lower local section. If the finishing belt 10 is applied to the rotating workpiece 1 during finishing, the resulting material-removing cut is greater at edges 8 than at the center 9 of the finishing belt 10.
  • a pressing shoe which presses the finishing belt 10 and whose pressing surface is rectilinear can also be used History transverse to the rotational direction of the workpiece 1, a change in the profile of the workpiece 1 are produced.
  • a finished with the finishing tape 10 workpiece 1 is in FIG. 4 shown below. It It can be seen that the peripheral surface 2 of the workpiece 1 after finishing has a slightly spherical profile shape.
  • FIG. 5 Compared to the embodiment according to FIG. 4 is in the embodiment of the FIG. 5 another arrangement of the local intersections of the first regions 6 and the second regions 7 given. By such an arrangement, a greater crowning can be achieved by the finishing, as it at the portion of the workpiece 1 in FIG. 5 is indicated below.
  • FIGS. 6 and 7 Further examples of the arrangement of the first region 6 and the second region 7 are in FIGS FIGS. 6 and 7 shown. As far as the dividing line between the first regions 6 and the second regions 7 according to the embodiments of the FIGS. 4 and 5 runs zigzag, the dividing line between the first region 6 and the second region 7 according to the embodiment of the FIG. 7 wavy. In the embodiment according to FIG. 6 On the other hand, the first region 6 is continuous and in this first region 6 a plurality of uniform second regions 7 are arranged.
  • the invention thus provides that the cutting ability of the tool is distributed on the working surface in such a way that a profile shape deviating from the original profile shape is achieved by the cutting action during manufacture.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche (2) eines wellenförmigen Werkstückes (1), umfassend eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des Werkstückes (2) und eine Andrückeinrichtung (3) zum Andrücken eines Werkzeuges (4) an die Umfangsfläche (2) des rotierenden Werkstückes (2), wobei das Werkzeug (4) mit einer Bearbeitungsfläche (5) an der Umfangsfläche (2) anliegt und die Umfangsfläche (2) eine erste Profilform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsfläche (5) Bereiche (6, 7) unterschiedlicher Schnittigkeit aufweist, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit eine nach der Endbearbeitung beabsichtigte zweite, von der ersten Profilform unterschiedliche Profilform der Umfangsfläche (2) vorgibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche eines wellenförmigen Werkstückes. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Werkzeuges zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche eines wellenförmigen Werkstückes. Die Vorrichtung umfasst eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des Werkstückes und eine Andrückeinrichtung zum Andrücken eines Werkzeuges an die Umfangsfläche des rotierenden Werkstückes, wobei das Werkzeug mit einer Bearbeitungsfläche an der Umfangsfläche anliegt und die Umfangsfläche eine erste Profilform aufweist.
  • Eine Vorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus EP 0 802 017 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird ein Finishband als Werkzeug mittels eines Andrückschuhes an die Umfangsfläche des rotierenden Werkstückes angedrückt. Im einfachsten Bearbeitungsfall weist die Umfangsfläche vor und nach der Endbearbeitung eine zylinderförmige Kontur mit einer geradlinigen Profilform auf.
  • Für die Vermeidung von Kantenträger im Lager ist es jedoch wünschenswert, dass die Umfangsfläche im Bereich von Lagerstellen eine ballige Form aufweist. Eine ballige Form der Lagerstellen kann bereits durch eine entsprechende spanende Vorbearbeitung erzielt werden, wobei während der Vorbearbeitung die ballige Form dadurch erzeugt wird, dass eine Bearbeitungsfläche einer die Lagerstelle bearbeitenden Schleifscheibe eine der Balligkeit entsprechende Querform aufweist. Diese Vorgehensweise ist mit dem Nachteil verbunden, dass für unterschiedliche Grade der Balligkeit auch unterschiedliche Schleifscheiben verwendet werden müssen. So muss für jedes spezifische Balligkeitsprofil eine entsprechende Schleifscheibe vorgehalten werden und bei Änderung des Balligkeitsprofils muss die Schleifscheibe ausgetauscht werden. Die entsprechenden Schleifscheiben müssen zudem aufgrund von Verschleiß regelmäßig abgerichtet werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Probleme zu lösen und insbesondere eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung anzugeben, mit denen auf kostengünstige Weise unter anderem bei bestehenden Maschinen die Profilform der Umfangsflächen während der Endbearbeitung gezielt verändert werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung, des Verfahrens beziehungsweise der Verwendung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben, wobei einzelne Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technologisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen, wobei die Bearbeitungsfläche Bereiche unterschiedlicher Schnittigkeit aufweist und eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit eine nach der Endbearbeitung beabsichtigte zweite, von der ersten Profilform unterschiedliche Profilform der Umfangsfläche vorgibt.
  • Die vorliegende Erfindung weicht in ihrem Grundgedanken also von der bisherigen technischen Lehre ab, nach der eine Änderung der durch die Vorbearbeitung vorgegebenen Profilform während der Endbearbeitung unter allen Umständen zu vermeiden ist. Die Erfindung sieht vielmehr vor, dass eine Änderung der Profilform durch eine gezielte räumliche Verteilung der Schnittigkeit des zur Endbearbeitung verwendeten Werkzeuges bewusst erreicht wird. In den Bereichen, mit denen mehr Material von der Umfangsfläche des Werkstückes abgetragen werden soll, weist das Werkzeug also eine höhere Schnittigkeit auf als in den Bereichen, mit denen weniger Material abgetragen werden soll. Solche Werkzeuge können einfach in herkömmlichen Finishbearbeitungsvorrichtungen eingesetzt werden. Die Erfindung hat zudem den Vorteil, dass aufgrund der gewünschten Änderung der Profilform während der Endbearbeitung eine Änderung der Profilform während der spanenden Vorbearbeitung entfallen kann, so dass die Vorbearbeitung immer mit insbesondere derselben, eine geradlinige Querform aufweisenden Schleifscheibe erfolgen kann.
  • Das Werkzeug ist bevorzugt ein Finishstein, welcher von einer Andrückeinrichtung an die Umfangsfläche des Werkstückes angedrückt wird. Alternativ ist das Werkzeug ein Finishband, welches mittels eines Andrückschuhes an die Umfangsfläche angedrückt wird und welches als Verbrauchsmaterial bereits bisher regelmäßig ausgetauscht werden muss. Da die nach der Finishbearbeitung zu erzielende Profilform von der Verteilung der Schnittigkeit auf dem Finishstein oder dem Finishband abhängt, verläuft die Geometrie der Bearbeitungsfläche des Finishsteines beziehungsweise die Andrückflächen des das Finishband andrückenden Andruckschuhes bevorzugt in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse des Werkstückes geradlinig. Die sogenannte Querform des Finishsteins oder des Andrückschuhs ist also insbesondere geradlinig. Ein herkömmlicher Andrückschuh kann daher in der Kombination mit entsprechenden Finishbändern zur Herstellung unterschiedlicher Profilformen verwendet werden.
  • Die lokale Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges wird durch die Verteilung der die Schnittigkeit vorgebenden Körner erreicht, wobei die Schnittigkeit insbesondere durch zumindest einen der folgenden Parameter vorgegeben:
    • Kornart,
    • Kornwerkstoff,
    • Korngröße,
    • Korndichte und
    • Kornausrichtung.
  • Die lokale Schnittigkeit insbesondere der Körner des Werkzeuges ist also so über das Werkzeug verteilt, dass während der Endbearbeitung die erste (Ausgangs-)Profilform in die zweite (End-)Profilform verändert wird. Insofern wird erfindungsgemäß während der Rotation des Werkstückes an zumindest einer axialen Stelle des Werkstückes mehr Material abgetragen als an einer parallel zu der Rotationsachse versetzten weiteren axialen Stelle.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Werkzeug während der Rotation des Werkstückes keine Bewegung in axialer Richtung des Werkstückes ausführt. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass eine Oszillationsantriebseinrichtung zur Erzeugung einer quer zur Rotationsbewegung der Umfangsfläche gerichteten oszillierenden Relativbewegung zwischen der Umfangsfläche des Werkstückes und dem Werkzeug ausgebildet ist, wobei das Werkzeug mit der Bearbeitungsfläche während der Relativbewegung an der Umfangsfläche des Werkstückes anliegt.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zur Erzeugung einer balligen zweiten Profilform aus einer geradlinigen ersten Profilform der Umfangsfläche die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges an Rändern der Bearbeitungsfläche am größten ist und in der Mitte geringer ist.
  • Alternativ kann zur Erzeugung einer konkaven zweiten Profilform aus einer geradlinigen ersten Profilform der Umfangsfläche vorgesehen sein, dass die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges an Rändern der Bearbeitungsfläche am geringsten ist und in der Mitte am größten ist. Die Ränder beziehen sich dabei auf die Ränder in axialer Richtung des Werkstückes, während die Mitte zwischen den Rändern angeordnet ist.
  • Zur Erzeugung einer gotischen zweiten Profilform aus einer gleichmäßig runden ersten Profilform der Umfangsfläche kann hingegen vorgesehen sein, dass die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges quer zu der Richtung der Rotationsbewegung der Umfangsfläche mindestens drei lokale Maxima oder Minima aufweist. An diesen drei lokalen Maxima wird also am meisten Material von der Umfangsfläche des Werkstückes abgetragen.
  • Soweit also ein unterschiedlicher Materialabtrag entlang der Rotationsachse aufgrund der unterschiedlichen Schnittigkeit erreicht werden soll, fällt darunter auch, dass an einer Stelle des Werkzeuges eine Schnittigkeit vorliegt und an einer dazu benachbarten Stelle gar keine Schnittigkeit vorliegt. In diesem Zusammenhang liegt insbesondere keine Schnittigkeit des Werkzeuges in einem Bereich vor, der zwischen zwei Bereichen liegt, an denen jeweils eine Schnittigkeit gegeben ist. Entscheidend ist, dass nach der Endbearbeitung eine andere Profilform aufgrund der Schnittigkeitsverteilung auf dem Werkzeug vorliegt als vor der Endbearbeitung.
  • Bevorzugt weist die an der Umfangsfläche des Werkstückes anliegende Bearbeitungsfläche des Werkzeuges zumindest einen ersten Bereich mit einer ersten Schnittigkeit und mindestens einen zweiten Bereich mit einer zweiten, sich von der ersten Schnittigkeit unterscheidenden Schnittigkeit auf. Die Bearbeitungsfläche weist in diesem Fall in dem gesamten ersten Bereich die gleiche lokale Schnittigkeit auf und in dem gesamten zweiten Bereich eine davon abweichende zweite Schnittigkeit. Die zweite Schnittigkeit kann dabei aber auch "0" sein. Insbesondere liegt dann der zweite Bereich der Bearbeitungsfläche zwischen zwei ersten Bereichen der Bearbeitungsfläche. Die gewünschte Verteilung der Schnittigkeit wird dann durch die lokale Anordnung des ersten Bereiches zu dem zweiten Bereich erzielt.
  • In diesem Zusammenhang ist insbesondere bevorzugt, dass eine Trennlinie zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich entlang der Richtung der Rotationsbewegung der Umfangsfläche zickzackförmig verläuft. Alternativ könnte diese Trennlinie auch wellenförmig verlaufen.
  • Alternativ zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann sich die Schnittigkeit aber auch mit einem konstanten Gradienten ändern. Es müssen also keine diskreten Bereiche mit unterschiedlicher lokaler Schnittigkeit ausgebildet sein.
  • Gelöst wird die Aufgabe insbesondere auch durch ein Verfahren zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche eines wellenförmigen Werkstückes mittels eines eine Bearbeitungsfläche aufweisenden Werkzeuges, welches zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    • Antreiben des Werkstückes zu einer Rotationsbewegung,
    • Andrücken der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges an die eine erste Profilform aufweisende Umfangsfläche, wobei das Werkzeug in Abhängigkeit einer nach der Endbearbeitung beabsichtigten zweiten, von der ersten Profilform unterschiedlichen Profilform der Umfangsfläche ausgewählt wird, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges die beabsichtigte zweite Profilform vorgibt.
  • Das Werkzeug kann während der Endbearbeitung in axialer Richtung des Werkstückes stationär gehalten werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem rotierenden Werkstück und dem Werkzeug erzeugt wird.
  • Insbesondere kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eines der zuvor beschriebenen Werkzeuge eingesetzt werden.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch die Verwendung eines Werkzeuges zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche eines wellenförmigen Werkstückes gelöst, wobei die Umfangsfläche eine erste Profilform aufweist und die Bearbeitungsfläche des Werkzeugs Bereiche unterschiedlicher Schnittigkeit aufweist, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit eine nach der Endbearbeitung beabsichtigte zweite, von der ersten Profilform unterschiedliche Profilform der Umfangsfläche vorgibt. Insbesondere ist das Werkzeug ein Finishband, welches mittels eines Andrückschuhes an die Umfangsfläche des Werkstückes angedrückt wird, oder ein Finishstein.
  • Insbesondere kann ein Werkzeug verwendet werden, das die oben beschriebenen Merkmale aufweist.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
    • Figur 1:
    ein Werkstück vor der Endbearbeitung,
    Figur 2:
    ein Werkstück während einer ersten Ausführungsform der Endbearbeitung,
    Figur 3:
    ein Werkstück während einer zweiten Ausführungsform der Endbearbeitung,
    Figur 4:
    ein Finishband mit einer räumlichen Verteilung der Schnittigkeit und ein damit endbearbeitetes Werkstück,
    Figur 5:
    ein weiteres Finishband und ein damit bearbeitetes Werkstück,
    Figur 6:
    noch ein weiteres Finishband und
    Figur 7:
    eine weitere Ausführungsform eines Finishbandes.
  • Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Werkstückes 1 mit einer zylindrischen Umfangsfläche 2 vor der Endbearbeitung. Die Profilform der Umfangsfläche 2 verläuft geradlinig.
  • Bei der in Figur 2 dargestellten Endbearbeitung wird ein Werkzeug 4 mittels einer Andrückeinrichtung 3 mit seiner Bearbeitungsfläche 5 auf die Umfangsfläche 2 des Werkstückes 1 aufgedrückt. Hierbei rotiert das Werkstück 1 um seine Rotationsachse und das Werkzeug 4 verbleibt ortsfest. Das Werkzeug 4 kann insbesondere durch einen Finishstein gebildet sein, der mit seiner Bearbeitungsfläche unmittelbar auf die Umfangsfläche 2 aufgedrückt wird. Alternativ kann das Werkzeug 4 durch ein Finishband gebildet sein, welches mittels eines Andrückschuhs an die Umfangsfläche 2 angedrückt wird.
  • Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform oszilliert das Werkzeug 4 mit der Andrückeinrichtung in axialer Richtung parallel zu der Rotationsachse des Werkstückes 1, während das Werkstück 1 rotiert.
  • In Figur 4 oben ist nun eine Aufsicht auf ein Finishband 10 dargestellt, welches mittels eines Andrückschuhes an die Umfangsfläche 2 des Werkstückes 1 gedrückt wird. Das Finishband 10 weist erste Bereiche 6 mit einer hohen lokalen Schnittigkeit und zweite Bereiche 7 mit einer relativ geringeren lokalen Schnittigkeit auf. Wird das Finishband 10 während der Endbearbeitung an das rotierende Werkstück 1 angelegt, so ist die resultierende, materialabtragende Schnittigkeit an Rändern 8 größer als in der Mitte 9 des Finishbandes 10. Es kann somit auch mit einem das Finishband 10 andrückendem Andrückschuh, dessen Andrückfläche einen geradlinigen Verlauf quer zur Rotationsrichtung des Werkstückes 1 aufweist, eine Veränderung des Profils des Werkstückes 1 hergestellt werden. Ein mit dem Finishband 10 endbearbeitetes Werkstück 1 ist in Figur 4 unten dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Umfangsfläche 2 des Werkstückes 1 nach der Endbearbeitung eine leicht ballige Profilform aufweist.
  • Im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist bei der Ausführungsform der Figur 5 eine andere Anordnung der lokalen Schnittigkeiten der ersten Bereiche 6 und der zweiten Bereiche 7 gegeben. Durch eine solche Anordnung kann durch die Endbearbeitung eine stärkere Balligkeit erreicht werden, wie es an dem Abschnitt des Werkstückes 1 in Figur 5 unten angedeutet ist.
  • Weitere Beispiele zur Anordnung des ersten Bereichs 6 und des zweiten Bereichs 7 sind in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Soweit die Trennlinie zwischen den ersten Bereichen 6 und den zweiten Bereichen 7 gemäß der Ausführungsformen nach den Figuren 4 und 5 zickzackförmig verläuft, verläuft die Trennlinie zwischen dem ersten Bereich 6 und dem zweiten Bereich 7 gemäß der Ausführungsform der Figur 7 wellenförmig. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist der erste Bereich 6 hingegen zusammenhängend ausgebildet und in diesem ersten Bereich 6 sind eine Vielzahl von gleichförmigen zweiten Bereichen 7 angeordnet.
  • Die Erfindung sieht also vor, dass die Schnittigkeit des Werkzeuges auf der Bearbeitungsfläche so verteilt ist, dass durch die Schnittigkeit eine während der Endbearbeitung herzustellende, von der ursprünglichen Profilform abweichende Profilform erreicht wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkstück
    2
    Umfangsfläche
    3
    Andrückeinrichtung
    4
    Werkzeug
    5
    Bearbeitungsfläche
    6
    erster Bereich
    7
    zweiter Bereich
    8
    Rand
    9
    Mitte
    10
    Finishband

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche (2) eines wellenförmigen Werkstückes (1), umfassend eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des Werkstückes (2) und eine Andrückeinrichtung (3) zum Andrücken eines Werkzeuges (4) an die Umfangsfläche (2) des rotierenden Werkstückes (2), wobei das Werkzeug (4) mit einer Bearbeitungsfläche (5) an der Umfangsfläche (2) anliegt und die Umfangsfläche (2) eine erste Profilform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsfläche (5) Bereiche (6, 7) unterschiedlicher Schnittigkeit aufweist, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit eine nach der Endbearbeitung beabsichtigte zweite, von der ersten Profilform unterschiedliche Profilform der Umfangsfläche (2) vorgibt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zur Erzeugung einer balligen zweiten Profilform aus einer geradlinigen ersten Profilform der Umfangsfläche (2) die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche des Werkzeuges (4) an Rändern (8) der Bearbeitungsfläche (5) am größten ist und in der Mitte (9) geringer ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zur Erzeugung einer konkaven zweiten Profilform aus einer geradlinigen ersten Profilform der Umfangsfläche (2) die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) an Rändern (8) der Bearbeitungsfläche am geringsten ist und in der Mitte (9) am größten ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zur Erzeugung einer gotischen zweiten Profilform aus einer gleichmäßig runden ersten Profilform der Umfangsfläche (2) die Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) quer zu der Richtung der Rotationsbewegung der Umfangsfläche (2) mindestens drei lokale Maxima oder Minima aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die an der Umfangsfläche (2) des Werkstücks (1) anliegende Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) zumindest einen ersten Bereich (6) mit einer ersten Schnittigkeit und mindestens einen zweiten Bereich (7) mit einer zweiten, sich von der ersten Schnittigkeit unterscheidenden Schnittigkeit aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Trennlinie zwischen dem ersten Bereich (6) und dem zweiten Bereich (7) entlang der Richtung der Rotationsbewegung der Umfangsfläche zickzackförmig verläuft.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug ein Finishstein oder ein Finishband (10) ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lokale Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) von zumindest einem der folgenden Parameter vorgegeben wird:
    - Kornart,
    - Kornwerkstoff,
    - Korngröße,
    - Korndichte und
    - Kornausrichtung.
  9. Verfahren zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche (2) eines wellenförmigen Werkstückes (1) mittels eines eine Bearbeitungsfläche (5) aufweisenden Werkzeuges (4), umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    - Antreiben des Werkstückes (1) zu einer Rotationsbewegung,
    - Andrücken der Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) an die eine erste Profilform aufweisende Umfangsfläche (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (4) in Abhängigkeit einer nach der Endbearbeitung beabsichtigten zweiten, von der ersten Profilform unterschiedlichen Profilform der Umfangsfläche (2) ausgewählt wird, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit der Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) die beabsichtigte zweite Profilform vorgibt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9 mit einem Werkzeug mit Merkmalen einer der Ansprüche 2 bis 8.
  11. Verwendung eines Werkzeuges (4) zur Endbearbeitung einer Umfangsfläche (2) eines wellenförmigen Werkstückes (1), wobei die Umfangsfläche (2) eine erste Profilform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsfläche (5) des Werkzeuges (4) Bereiche unterschiedlicher Schnittigkeit aufweist, wobei eine räumliche Verteilung der Schnittigkeit eine nach der Endbearbeitung beabsichtigte zweite, von der ersten Profilform unterschiedliche Profilform der Umfangsfläche (2) vorgibt.
  12. Verwendung nach Anspruch 11, wobei das Werkzeug (4) mit Merkmalen einer der Ansprüche 2 bis 8 ausgebildet ist.
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