CH671912A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Abrichten von Schleifscheiben, vorteilhafterweise mittels Diamantabrichtrad, auf Schleifmaschinen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Andererseits betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Herkömmlicherweise wird in der Mechanik, insbesondere der Präzisionsmechanik, wo massgenaue Werkstücke mit fein geschliffenen Oberflächen verlangt werden, der oder die Schleifvorgänge auf einer Schleifmaschine vorgenommen, bei der das zu schleifende Werkstück auf einem auf dem Längsschlitten befindlichen Drehtisch zwischen Spindelstock und Reitstock aufgespannt ist. Der Längsschlitten ist auf der Längsachse (Z-Achse) der Schleifmaschine verschiebbar und der Drehtisch lässt sich zusätzlich gegenüber dem Längsschlitten um eine senkrechte Achse (B-Achse) der Schleifmaschine verdrehen, derart, dass das sich auf der durch den Spindelstock und den Reitstock definierten Achse (C-Achse) eingespannte und drehbare Werkstück gegenüber der um ihre Drehachse (A-Achse) drehbaren und auf einer weiteren Achse (X-Achse) verschiebbaren Schleifscheibe dreidimensional positionierbar ist. Herkömmlicherweise wird auf einer solchen Schleifmaschine, die vorteilhafterweise NC-gesteuert ist, das Abrichtrad für die Schleifscheibe auf den Drehtisch montiert, derart, dass es vorteilhafterweise um die vorerwähnte C-Achse, um die das zu schleifende Werkstück dreht, gedreht werden kann. Da die C-Achse durch eine Verdrehung des beweglichen Schlittens und somit der C-Achse um die besagte B-Achse aus der Längsachse (Z-Achse) der Schleifmaschine heraus verdrehbar ist, kann die Schleiflinie zwischen Schleifscheibe und Abrichtrad im Raum behebig positioniert werden. Dies kann vorteilhaft sein, beinhaltet aber den Nachteil, dass die relative Lagebeziehung zwischen der vorerwähnten Schleiflinie Schleifscheibe/Abrichtrad und der Schleiflinie Schleifscheibe/Werkstück nicht oder zumindest nicht in jedem Fall direkt berechenbar ist und nach jedem Abrichtvorgang die Schleifmaschine neu auf Null gesetzt werden muss, um die neue Lage der Schleiflinie Schleifscheibe/Werkstück genau zu ermitteln. Zudem wird die Lage des Abrichtrades, das üblicherweise während dem Schleifen eines Werkstückes auf dem Drehschlitten montiert bleibt, durch jedes Verdrehen des Drehschlittens, resp. auch durch das Nullen der C-Achse, bezüglich der Schleifscheibe verdreht, was vor jedem Abrichtvorgang ein neuerliches Nullen des Abrichtrades bedingt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welchen diese Nachteile eliminiert werden können und die ein rationelleres Schleifen von Werkstücken und Abrichten von Schleifscheiben ermöglichen als bisher üblich. Zudem soll dank der Erfindung auch eine Erhöhung der Schleifpräzision und -qualität erreicht werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe einerseits durch ein Verfahren erreicht, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist. Andererseits durch eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 3.

Im Folgenden wird sowohl das erfindungsgemässe Verfahren als auch die erfindungsgemässe Vorrichtung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In letzterer zeigt

Fig. 1 schematisch die Anordnung der diversen Komponenten einer herkömmlichen Schleifmaschine mit Werkstück, Schleifscheibe und Abrichtrad, sowie deren relative Lagebeziehungen, von oben,

Fig. 2 schematisch die Anordnung der gleichen Komponenten einer Schleifmaschine die mit einer erfindungsgemäs-sen Vorrichtung bestückt ist, mit ihren relativen Lagebeziehungen, von oben,

Fig. 3 Details des Abrichtrades und seiner Aufnahmevorrichtung im teilweisen Schnitt und

Fig. 4 und 5 Schleifrad-Abrichtbeispiele, wie sie mit herkömmlichen Vorrichtungen nicht, dank der Erfindung aber problemlos realisierbar sind.

Der Fachmann erkennt in Fig. 1 einen Längsschlitten 1, der entlang der Längsachse, der sogenannten Z-Achse der Schleifmaschine, in Richtung des Doppelpfeiles z verschiebbar ist und einen Drehtisch 2 trägt, der bezüglich des Längsschlittens 1 um die senkrechte Achse der Schleifmaschine, die sogenannte B-Achse in Richtung des Doppelpfeiles b verdrehbar ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen und um die einzelnen Achsen der Schleifmaschine einzeln darstellen zu können, ist in der Zeichnung der Drehtisch 2 gegenüber dem Längsschlitten 1 seitlich versetzt dargestellt. In Tat und Wahrheit befinden sich die beiden Punkte, durch die die B-Achse hindurchtritt, senkrecht übereinander. Auf dem Drehtisch 2 sind in der Regel ein Spindelstock 3 und ein Reitstock 4 montiert, die zwischen ihren Gegenspitzen 5 und 6 die sogenannte C-Achse der Schleifmaschine definieren, um welche ein zwischen den Gegenspitzen 5 und 6 aufgespanntes Werkstück 7 in Richtung des Doppelpfeiles c gedreht werden kann. Weiter erkennt man ein auf dem Drehtisch 2 montiertes Abrichtrad 8 mit Antriebseinheit 9. Letzteres dient dazu, eine um die sogenannte A-Achse der Schleifmaschine in Richtung des Doppelpfeiles a drehbare und auf der sogenannten X-Achse in Richtung des Doppelpfeiles x verschiebbare Schleifscheibe 10 in regelmässigen Abständen während dem Schleifen des Werkstückes 7 abzuziehen, um die gewünschte Schleifqualität über möglichst lange Zeit zu garantieren. Dieses Abrichten der Schleifscheibe ist insbesondere bei profilierten Schleifscheiben von grösster Wichtigkeit um eine Veränderung durch Abnützung veränderte Profilober5

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fläche der Schleifscheibe und dadurch bedingte unpräzise Schleifformen des Werkstückes zu vermeiden.

Zwischen der Schleifscheibe 10 und dem zu schleifenden Werkstück 7 wird eine Schleiflinie SL 1 definiert, auf welcher Werkstück 7 und Schleifscheibe 10 während des Schleifvorganges miteinander in Kontakt kommen. Um ein präzise auf Mass geschliffenes Werkstück 7 garantieren zu können, ist es absolut notwendig, die genaue räumliche Lage dieser Schleiflinie SL 1 bezüglich der C-Achse und bezüglich der A-Achse, resp. der Schleifscheibenumfangslinie 10' zu kennen. Ebenso ist es unumgänglich, die Lage der Drehachse des Werkstückes, also der C-Achse bezüglich der Längsachse, also der Z-Achse und bezüglich der Schleifscheibenumfangslinie 10' zu kennen, um den Schleifvorgang richtig programmieren zu können. Auf NC-gesteuerten Schleifmaschinen können die entsprechenden Werte automatisch mittels elektronischen Messgeräten ermittelt und in das Schleifprogramm eingebaut werden. Es ist bekannt, dass auf Schleifmaschinen wie der hiervor beschriebenen mittels Verschiebung des Drehtisches 2, resp. des diesen tragenden Längsschlittens 1, entlang des Doppelpfeiles z und gleichzeitiger Verschiebung der Schleifscheibe 10 entlang des Doppelpfeiles x und gegebenenfalls durch Verdrehen der C-Achse gegenüber der Z-Achse eine Vielzahl von Werkstückformen geschliffen werden können.

Insbesondere in Fällen, wo die Drehachse des Werkstük-kes 7, also die C-Achse gegenüber der Längsachse des Längsschlittens 1, also gegenüber der Z-Achse verdreht ist, entstehen Schwierigkeiten beim Abrichten der Schleifscheibe 10 mittels des Abrichtrades 8, da die durch dessen Umfangs-linie definierte Schleiflinie SL 2 sich bezüglich der Umfangs-linie 10' der Schleifscheibe 10 je nach Lage des Drehtisches 2 verschiebt. Dies führt in der Regel dazu, dass selbst bei NC-gesteuerten Schleifmaschinen vor und nach jedem Abrichtvorgang die Schleifmaschine neu genullt werden muss, um sicherzustellen, dass die genauen räumlichen Lagen der beiden Schleiflinien SL 1 und SL 2 bekannt sind. Dieses zweimalige Nullen der Schleifmaschine ist umständlich und zeitaufwendig und kann sich zudem auf die Qualität und Präzision des Schleifvorganges als solchem negativ auswirken.

In Fig. 2 ist eine vergleichbare Schleifmaschine dargestellt, die sich dadurch von jener in Fig. 1 unterscheidet, dass das Abrichtrad 8 nicht auf dem Drehtisch 2 befestigt ist, sondern mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung fest mit dem Längsschlitten 1 verbunden ist. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung handelt es sich im wesentlichen um einen Antrieb 11 und eine Aufnahme 13 (Fig. 3) für das Abrichtrad 12, welcher Antrieb 11 eine Drehachse C' definiert, um welche das Abrichtrad 12 in Richtung des Doppelpfeiles c' drehbar ist. Ferner definiert dieser Antrieb eine zur B-Achse parallele senkrechte Achse B', um welche die besagte C'-Achse schwenkbar ist. Wenn in einer definierten Drehlage der Achse B' die Schleiflinie SL 2 zwischen Abrichtrad 12 und Schleifscheibe 10, resp. die räumliche Orientierung der Umfangslinie des Abrichtrades 12 bezüglich der Z-Achse vor einem Schleifvorgang definiert worden ist, bleibt sie unabhängig von der Verschwenkung der C-Achse der Verschiebung des Drehtisches 2 bezüglich dem Längsschlitten 1 unverändert und verschiebt sich lediglich parallel zum Längsschlitten 1 und der Z-Achse. Zudem ist es einfach, ihre neue Lage zu berechnen, wenn die C'-Achse um die B'-Achse verdreht wird, da die Lage der B'-Achse bezüglich der B-Achse immer identisch bleibt und bekannt ist. Dies bedeutet, dass die Lage der Schleiflinie SL 2, resp. der Umfangslinie des Abrichtrades 12 jederzeit nach einem einmaligen Nullen derselben unabhängig von beliebigen Verschiebungen der C-Achse des Werkstückes 7 und der Schleiflinie SL 1 zwischen Werkstück 7 und Schleifscheibe 10 definiert bleibt. Dank dieser Anordnung des Abrichtrades 12 und dessen Positionierung mittels des Antriebes 11 ist es jederzeit während eines Schleifvorganges möglich, die Schleifscheibe 10 vom Werkstück 7 zurückzuziehen und nach einem Verschieben des Längsschlittens 1 entlang der Z-Achse an das sich in bekanntem Abstand von der A-Achse, resp. der Umfangslinie 10' der Schleifscheibe befindliche Abrichtrad, resp. des Umfangslinie oder die Schleiflinie SL 2 heranzufahren, ohne dass dazu ein Eichvorgang notwendig wäre. Da die durch das Abrichten entstehende neue Umfangslinie 10' der Schleifscheibe 10 auf einer NC-gesteuerten Schleifmaschine in Abhängigkeit des Schleifscheibenvorschubes entlang der X-Achse während dem Abrichtvorgang automatisch berechnet werden kann, kann die Schleifscheibe 10 nach dem Abrichtvorgang auch wieder automatisch und ohne Eichvorgang wieder an das Werkstück 7, resp. die Schleiflinie SL 1, herangefahren werden, um den Schleifvorgang fortzusetzen. Auch nach dem Aufspannen eines neuen Werkstückes zwischen die Gegenspitzen 5 und 6 genügt ein einziger Nullungsvorgang der Schleifmaschine, um die Arbeit fortzusetzen. Es reicht nämlich ein einfaches Nullsetzen bezüglich dem neuen Werkstück, ist doch die räumliche Lage der Umfangslinie des Abrichtrades 12 durch das Aufspannen eines neuen Werkstückes unverändert, resp. ununterbrochen definiert geblieben.

In Fig. 3 ist dargestellt, dass das Abrichtrad 12 im Rahmen der Erfindung auf einen Konus 14 aufgezogen ist. Weiter ersieht man die doppelte Lagerung der den Konus 14 aufweisenden Spindel 15, die einerseits in ihrem vorderen Teil in einem ersten Spindellager 16 und in ihrem hinteren Teil in einem zweiten Spindellager 17 gelagert ist. Die konische Aufspannung des Abrichtrades 12 auf der Spindel 15 sowie die doppelte Lagerung der letzteren führen dazu, dass erfin-dungsgemäss das Abrichtrad 12 gegenüber herkömmlichen Abrichträdern 8 wesentlich präziser und stabiler geführt ist, was eine erhöhte Präzision des Abrichtens der Schleifscheiben ermöglicht. Vorteilhafterweise wird die Spindel 15 zudem über ein Schneckengetriebe 18 angetrieben, wobei dies in beiden Richtungen des Doppelpfeiles c' (Fig. 2) geschehen kann, derart, dass die Wirkrautiefe des Abrichtvorganges nach Belieben einstellbar ist. Dadurch, dass die Aufnahmevorrichtung für das Abrichtrad 12 gemäss Fig. 3 um die Achse B' (Fig. 2) schwenkbar ist, können auch profilierte Schleifscheiben abgerichtet werden, wobei dies bei Bedarf unter gleichzeitiger Verschiebung der Schleifscheiben (10) auf der X-Achse geschehen kann.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen Abrichtbeispiele, die mit keinem herkömmlichen Abricht-Verfahren und keiner herkömmlichen Vorrichtung realisiert werden können, da dazu eine dritte kontrolliert bewegliche und einstellbare Achse fehlt. Durch den motorischen Antrieb der B'-Achse der erfindungsgemässen Vorrichtung, kann das Abrichtrad 12 NC-gesteuerte Schwenkbewegungen um diese Achse ausführen, derart, dass ein 3-dimensionales Abrichten von Schleifscheiben 10 möglich wird. Fig. 4 illustriert dies einerseits an einer Schleifscheibe 10 mit 180° Aussenradius, das derart abgerichtet werden kann, dass das Abrichtrad 12 jederzeit rechtwinklig zur Schleifscheiben-Oberfläche oder -Umfangslinie 10' steht.

Auch eine beidseitig hinterzogene Schleifscheibe 10 kann mit der erfindungsgemässen Vorrichtung problemlos abgerichtet werden, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Der Fachmann erkennt leicht, dass die vorliegende Erfindung wesentliche Vorteile gegenüber den bisherigen Abrichtverfahren für Schleifscheiben bringt, beeinflusst doch das Nullen der C-Achse die Positionierung des Abrichtrades nicht mehr. Zudem ermöglicht die sehr präzise und stabile Führung des Abrichtrades 12 eine Erhöhung der Abricht-

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qualität, ohne dass dies zu Lasten der Abrichtgeschwindig-keit geht. Im Gegenteil bringt die Tatsache, dass ein neuerliches Nullen der C-Achse nach jedem Abrichtvorgang und ein praktisches Ermitteln der Lage der Schleiflinie SL 2 zwischen Abrichtrad und Schleifscheibe vor jedem Abrichtvorgang dank der Erfindung überflüssig sind, eine wesentliche

Beschleunigung der Arbeit auf der Schleifmaschine. Vorteilhaft ist ferner, dass praktisch jede moderne NC-gesteuerte Schleifmaschine derart umgebaut und umprogrammiert werden kann, dass das erfindungsgemässe Verfahren darauf einsetzbar wird.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Verfahren zum Abrichten von Schleifscheiben mittels eines Abrichtrades, insbesondere auf NC-gesteuerten Schleifmaschinen mit einem in der horizontalen Z-Achse verschiebbaren Längsschlitten (1) und darauf befindlichem, um die senkrechte B-Achse verschwenkbarem Drehtisch (2) zur Aufnahme der zu schleifenden Werkstücke (7) in der horizontalen C-Achse, sowie einer um die A-Achse drehenden und in der X-Achse verschiebbaren Schleifscheibe (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein direkt auf dem Längsschlitten (1) um eine weitere horizontale Achse (C'-Achse) drehbares und um eine zusätzliche senkrechte Achse (B'-Achse) verschwenkbares Abrichtrad (12) verwendet wird, das über einen separaten Antrieb (11) verfügt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abrichtrad (12) mit konischer Aufnahme (14) verwendet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben auf einer NC-gesteuerten Schleifmaschine mit einem in der horizontalen Z-Achse verschiebbaren Längsschlitten (1) und darauf befindlichem, um die senkrechte B-Achse verschwenkbarem Drehtisch (2) zur Aufnahme der zu schleifenden Werkstücke (7) in der horizontalen C-Achse, sowie einer um die A-Achse drehenden und in der X-Achse verschiebbaren Schleifscheibe (10), gemäss dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spindel (15) mit einem Konus (14) zur Aufnahme eines Abrichtrades (12) mit konischer Zentralbohrung aufweist, welche Spindel (15) doppelt gelagert (16; 17) ist und über ein Schneckengetriebe (18) angetrieben wird und um eine senkrecht zu ihr stehende Achse (B'-Achse) verschwenkbar ist.