WO2002055260A1 - Spitzenlos-schleifmaschine mit ortfeste abrichteinheit und verfahren zum betreiben der maschine - Google Patents
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- B24B53/02—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of plane surfaces on abrasive tools
Definitions
- the invention relates to a method for operating a centerless grinding machine and a centerless grinding machine for continuous grinding of elongate workpieces such as bars and tubes, comprising a grinding unit with at least one against the conveyed, in the machine housing of rollers or feed discs and / or rulers or strips supported workpiece adjustable, driven grinding wheel and a dressing unit assigned to the grinding wheel.
- the machine arrangements which are mainly used for centerless through-grinding are based on the one hand on feed gears and opposite grinding wheels or on a grinding wheel with rod guide and feed drive via a regulating wheel.
- the grinding gap and the "sharpness" of the grinding machine change with the machining time due to wear of the grinding wheel, i.e. Geometry (diameter) and engagement conditions (surface) change with the machining time.
- the process must be continuously monitored and corrected. The oscillation between the intervention limits and the measurement and control deviations worsen the process reliability.
- the invention has for its object to provide a method for operating a centerless grinding machine and a centerless grinding machine that allow constant cutting conditions with simple means throughout the life of the grinding wheel.
- This object is achieved according to a method in that the grinding wheel is moved against a stationary dressing unit during the grinding and is permanently forcibly dressed. With continuous feeding of the grinding wheel, dressing takes place before each contact with the cutting edge, the contact point of the wheel and workpiece remaining stationary. No time is wasted on dressing and, in particular, no reset is required during delivery.
- the constant cutting conditions achieved support the uniformity of diameter, surface quality and the dynamic properties.
- the stationary dressing unit preferably a dressing roller, creates the conditions for fixed, unchangeable operating sizes. The only condition is that the (constant) infeed of the grinding wheel is chosen to be slightly larger than the wear of the wheel solely by the machining process.
- a preferred embodiment of the invention provides that for adjusting the diameter of the workpiece to be machined, the grinding wheel and the dressing unit are fed together and in grinding operation alone the grinding wheel is fed against the workpiece and the dressing unit.
- the feed for the thus precise diameter adjustment can be done by a drive derive via a suitable gear with constant gear ratio.
- An alternative is to connect two separate drives in position control using a suitable computing algorithm or to implement this dependency using a coupling gear. The fact that the grinding wheel is fed in alone during grinding operation enables the position of the working plane to be kept constant regardless of the infeed accuracy.
- the grinding wheel is opposite a dressing unit which is permanently stationary at least during grinding operation.
- This stationary arrangement of the dressing unit during the duration of the grinding operation creates the desired constant cutting conditions on the basis of the precisely predeterminable assignment achieved thereby. This is irrespective of whether the grinding wheel is fed continuously or at intervals, but always in such a way that the effective infeed amount is slightly larger than the wear of the grinding wheel.
- the compulsory dressing associated with each type of infeed independently according to the invention leads to a constant diameter and constant cutting conditions because of the invariable point of contact between the disk and the workpiece.
- a dressing wheel designed as a cup wheel is assigned the dressing unit with active intervention on the inactive grinding wheel end face, which is distant from the point of contact between the grinding wheel and the workpiece.
- the grinding wheel or the removal on the workpiece and the dressing unit are always in the same working position. It is within the scope of the possibilities to tilt the grinding wheel axis or to move it perpendicular to the workpiece axis in order to vary the engagement conditions, such as for setting different grinding gap geometries, e.g. for roughing or for roughing / finishing with a pronounced firing zone.
- Figure 1 as a detail of a centerless grinding machine known as such, a basic arrangement of grinding wheel, dressing device and workpiece with guide.
- FIG. 2 shows a principle arrangement corresponding to the representation according to FIG. 1, with a grinding wheel that has a wear.
- a machined workpiece or rod 1 is arranged in a suitable support in a suitable support, a grinding wheel 3, which is designed as a cup wheel and can be delivered in the feed direction 2.
- the guides receiving the workpiece 1 below the working plane consist of guide disks 4 and a ruler 5.
- the new, unused grinding disk 3 according to FIG. 1 causes the removal with its active end face 6 at the point of contact 7 with the workpiece 1.
- the inactive, i.e. A grinding wheel end face 8 currently removed from the workpiece 1 is assigned a dressing unit 9, which is set in a stationary manner during the grinding operation, in the form of a dressing roller.
- FIG. 2 shows the grinding wheel 3 with considerable wear compared to the starting position (cf. FIG. 1).
- the grinding wheel 3 was previously delivered in accordance with this wear in the infeed direction 2 against the workpiece 1 and the stationary dressing unit 9 and, along with the respective infeed path, was forcibly and permanently dressed and thus in a continuous operation.
- the position of the working level remains constant.
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken (1) wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rollen (4) bzw. Vorschubscheiben und/oder Linealen bzw. Leisten (5) gestützten Werkstück anstellbaren, angetriebenen Schleifscheibe (3) und eine der Schleifscheibe zugeorndete Abrichteinheit (9), wird während des Schleifens die Schleifscheibe (3) gegen eine ortsfeste Abrichteinheit (9) zugestellt und permanent zwangsweise abgerichtet. Der Schleifscheibe einer Spitzenlos-Schleifmaschine liegt hierzu in Zustellrichtung (2) eine zumindest während des Schleifbetriebes dauerhaft ortsfeste Abrichteinheit (9) gegenüber.
Description
SPITZENLOS-SCHLEIFMASCHINE MIT ORTFESTE ABRICHTEINHEIT UND VERFAHREN
ZUM BETREIBEN DER MASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spitzenlos-Schleifmaschine sowie eine Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rollen bzw. Vorschubscheiben und/oder Linealen bzw. Leisten gestützten Werkstück anstellbaren, angetriebenen Schleifscheibe und eine der Schleifscheibe zugeordnete Abrichteinheit.
Die zum spitzenlosen Durchgangsschleifen in der Hauptsache gebräuchlichen Maschinenanordnungen (vgl. z.B. DE 296 11 638 U1 , DE 33 08 586 C2) basieren zum einen auf Vorschubgetriebe und gegenüberliegenden Schleifscheiben bzw. auf einer Schleifscheibe mit Stabführung und Vorschubantrieb über eine Regelscheibe. In jedem Fall ändert sich der Schleifspalt und die "Schärfe" der Schleifmaschine mit der Bearbeitungszeit durch Verschleiß der Schleifscheibe, d.h. Geometrie (Durchmesser) und Eingriffsbedingungen (Oberfläche) ändern sich mit der Bearbeitungszeit. Der Prozeß muß dauernd überwacht und korrigiert werden. Das Pendeln zwischen den Eingriffsgrenzen und die Meß- und Regelabweichungen verschlechtern die Prozeßsicherheit.
Beim spitzenlosen Rundschleifen tritt weiterhin das Problem auf, daß durch die verhältnismäßig großen Schnittkräfte zwischen Schleifscheibe und Werkstück das Maschinengestell elastisch verformt wird. Um die erforderliche Maßgenauigkeit zu erreichen, wird daher nach Beendigung der Zustellbewegung der Schleifscheibe der Schleifvorgang noch so lange fortgesetzt, bis sich die Maschine entspannt hat und die Schnittkräfte weitgehend abgebaut sind. Dieser auch unter dem Begriff "Ausfeuern" bekannte Vorgang verlängert die Bearbeitungszeit erheblich, da sich mit abnehmender Schnittkraft der Materialabtrag verringert.
Durch die DE 40 02 632 C2 ist es daher bekannt geworden, beim Betrieb einer Spitzenlos-Rundschleifmaschine die Zustellbewegung in zwei oder mehr
Zustellstufen mit unterschiedlicher Zustellgeschwindigkeit zu unterteilen und zwischen den Zustellstufen Pausen vorzusehen, in denen die Zustellung ruht oder eine negative Zustellung erfolgt. Hierbei wird die Zustellbewegung in der ersten und/oder weiteren Stufe bzw. Stufen, mit Ausnahme der letzten Stufe, um das Maß der elastischen Verformung der Rundschleifmaschine und/oder des Werkstückes vergrößert. Außerdem wird während zumindest eines Teils der Zustellung ein Abrichtvorgang ausgeführt. Die Schleifscheibe wird zu diesem Zweck in einer Zustellstufe bis zu einem bestimmten Punkt zurückgesetzt und dabei gleichzeitig abgerichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Spitzenlos-Schleifmaschine und eine Spitzenlos-Schleifmaschine zu schaffen, die mit einfachen Mitteln während der gesamten Standzeit der Schleifscheibe konstante Schnittbedingungen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem Verfahren dadurch gelöst, daß während des Schleifens die Schleifscheibe gegen eine ortsfeste Abrichteinheit zugestellt und permanent zwangsweise abgerichtet wird. Beim kontinuierlichen Zustellen der Schleifscheibe findet somit vor jedem Schneidenkontakt ein Abrichten statt, wobei der Berührpunkt von Scheibe und Werkstück ortsfest bleibt. Zum Abrichten geht keinerlei Zeit verloren, und insbesondere ist auch kein Zurücksetzen während der Zustellung erforderlich. Die erzielten konstanten Schnittbedingungen unterstützen die Gleichhaltung von Durchmesser, Oberflächenbeschaffenheit und der dynamischen Eigenschaften. Die ortsfeste Abrichteinheit, vorzugsweise eine Abrichtrolle, schafft die Voraussetzung für festliegende, unveränderliche Betriebsgrößen. Die einzige Bedingung ist, daß die (konstante) Zustellung der Schleifscheibe geringfügig größer gewählt ist als der Verschleiß der Scheibe allein durch den Bearbeitungsprozeß.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß zur Einstellung auf den Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes die Schleifscheibe und die Abrichteinheit gemeinsam zugestellt werden und im Schleifbetrieb allein die Schleifscheibe gegen das Werkstück und die Abrichteinheit zugestellt wird. Der Vorschub für die somit präzise Durchmessereinstellung läßt sich von einem Antrieb
über ein geeignetes Getriebe mit konstantem Übersetzungsverhältnis ableiten. Eine Alternative besteht darin, zwei getrennte Antriebe in Lageregelung über einen geeigneten Rechenalgorithmus zu verbinden oder diese Abhängigkeit durch ein Koppelgetriebe zu verwirklichen. Das während des Schleifbetriebes alleinige Zustellen der Schleifscheibe ermöglicht es, die Lage der Arbeitsebene unabhängig von der Zustellgenauigkeit konstant zu halten.
Bei einer Spitzenlos-Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Schleifscheibe in Zustellrichtung eine zumindest während des Schleifenbetriebes dauerhaft ortsfeste Abrichteinheit gegenüberliegt. Diese während der Dauer des Schleifbetriebes ortsfeste Anordnung der Abrichteinheit schafft aufgrund der damit erreichten, exakt vorherbestimmbaren Zuordnung die angestrebten konstanten Schnittbedingungen. Dies unabhängig davon, ob die Schleifscheibe kontinuierlich oder in Intervallen, aber stets so zugestellt wird, daß der effektive Zustellbetrag etwas größer ist als der Verschleiß der Schleifscheibe. Das bei jeder Art von Zustellung erfindungsgemäß unabhängig damit einhergehende zwangsweise Abrichten führt wegen des unveränderlichen Berührungspunktes von Scheibe und Werkstück zu einem konstanten Durchmesser und konstanten Schnittbedingungen.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist einer als Topfscheibe ausgebildeten Schleifscheibe die Abrichteinheit mit Wirkeingriff an jeweils der vom Berührpunkt von Schleifscheibe und Werkstück entfernten, inaktiven Schleifscheiben-Stirnfläche zugeordnet. Die Schleifscheibe bzw. der Abtrag am Werkstück und die Abrichteinheit befinden sich stets in der gleichen Arbeitslage. Hierbei liegt es im Rahmen der Möglichkeiten, zur Variation der Eingreifbedingungen die Schleifscheibenachse schräg zu stellen bzw. senkrecht zur Werkstückachse zu verschieben, wie zum Einstellen unterschiedlicher Schleifspaltgeometrien, z.B. zum Schruppen oder zum Schruppen/Schlichten mit ausgeprägter Ausfeuerzone. Die Anpassung der Schleifspaltgeometrie durch Lageänderung der Schleifscheibe ist ein wichtiger Effekt der gewählten Anordnung der Abrichteinheit und ermöglicht es, nahezu ideale Schleifgeometrien für den Schrupp- und Schlichtbetrieb einzustellen sowie während der Bearbeitung konstant zu halten.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen sehr schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 als Einzelheit einer als solche hinlänglich bekannten Spitzenlos- Schleifmaschine eine prinzipielle Anordnung von Schleifscheibe, Abrichtvorrichtung und Werkstück mit Führung; und
Fig. 2 eine der Darstellung gemäß Fig. 1 entsprechende Prinzip-Anordnung mit demgegenüber einen Verschleiß aufweisenden Schleifscheibe.
In einem Maschinengehäuse einer nicht dargestellten Spitzenlos-Schleifmaschine ist zum Bearbeiten eine durchgeförderten Werkstückes bzw. Stabes 1 in einem geeigneten Support eine in Zustellrichtung 2 zustellbare, als Topfscheibe ausgeführte Schleifscheibe 3 angeordnet. Die das Werkstück 1 unterhalb der Arbeitsebene aufnehmenden Führungen bestehen aus Führungsscheiben 4 und einem Lineal 5. Die gemäß Fig. 1 neue, unverbrauchte Schleifscheibe 3 bewirkt mit ihrer aktiven Stirnfläche 6 an jeweils den Berührungspunkt 7 mit dem Werkstück 1 den Abtrag. Der jeweils inaktiven, d.h. momentan vom Werkstück 1 entfernten Schleifscheiben-Stirnfläche 8 ist eine während des Schleifbetriebes ortsfest eingestellte Abrichteinheit 9 in Form einer Abrichtrolle zugeordnet.
Die Betriebsposition gemäß Fig. 2 zeigt die Schleifscheibe 3 mit gegenüber der Ausgangsposition (vgl. Fig. 1) schon erheblichem Verschleiß. Die Schleifscheibe 3 wurde zuvor entsprechend diesem Verschleiß in Zustellrichtung 2 gegen das Werkstück 1 und die ortsfeste Abrichteinheit 9 zugestellt und einhergehend mit dem jeweiligen Zustellweg zwangsweise permanent und somit in einem kontinuierlichen Arbeitsgang abgerichtet. Die Lage der Arbeitsebene bleibt hierbei konstant.
Claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rollen, Vorschubscheiben und/oder Linealen oder Leisten gestützten Werkstück anstellbaren, angetriebenen Schleifscheibe und eine der Schleifscheibe zugeordnete Abrichteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schleifens die Schleifscheibe (3) gegen eine ortsfeste
Abrichteinheit (9) zugestellt und permanent zwangsweise abgerichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung auf den Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes (1) die Schleifscheibe (3) und die Abrichteinheit (9) gemeinsam zugestellt werden und im Schleifbetrieb die Schleifscheibe (3) gegen das Werkstück (1) und die Abrichteinheit (9) zugestellt wird.
3. Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rolle, Vorschubscheiben und/oder Linealen oder Leisten gestützten Werkstück anstellbaren, angetriebenen Schleifscheibe und eine der Schleifscheibe zugeordnete Abrichteinheit, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifscheibe (3) in Zustellrichtung (2) eine zumindest während des Schleifbetriebes dauerhaft ortsfeste Abrichteinheit (9) gegenüberliegt und die Abrichteinheit (9) während des Schleifens permanent in Eingriff mit der Schleifscheibe (3) steht. Schleifmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine als Topfscheibe ausgebildete Schleifscheibe (3), der die Abrichteinheit (9) mit Wirkeingriff an jeweils der vom Berührpunkt (7) von Schleifscheibe (3) und Werkstück (1) entfernten, inaktiven Schleifscheiben-Stirnfläche (8) zugeordnet ist.
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