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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schleifverfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und auf eine numerisch gesteuerte Schleifmaschine
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 9.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Die
JP-A-63084863 beschreibt ein bekanntes Schleifverfahren zum Schleifen
eines kreisförmigen oder
nicht kreisförmigen
Werkstücks,
das in bezug auf seine Rotationsachse exzentrisch ist, in mehreren Schleifschritten,
umfassend Bewirken einer Profilerzeugungsbewegung mittels eines
Schleifrades synchron mit der Drehung des Werkstücks und entsprechend von einer
Soll-Form des Werkstücks
abgeleiteten Profildatenwerten, Vorbewegen des Schleifrades bei
jedem Schleifschritt so, dass das Schleifrad eine Einschneidbewegung
mit einem vorbestimmten, am Werkstück definierten Einschneidwinkel
bewirkt, und Zurückbewegen des
Schleifrades über
einen vorbestimmten, am Werkstück
definierten Freiga bewinkel nach Beendigung eines letzten Feinschleifschritts.
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Die
US-A-4,885,874 beschreibt ein Verfahren zum Schleifen von zwei oder
mehr Nocken einer Nockenwelle. Anfänglich wird die Nockenwelle
in einer Befestigungsposition zwischen einem Antrieb eines Spindelstocks,
der zur Drehung um eine erste Achse eingesetzt ist, und einem Reitstock
eingespannt. Dann wird die Nockenwelle in einer definierten Drehwinkel/Zeit-Beziehung
gedreht. Ein sich drehendes Schleifrad wird in der Richtung einer
zweiten sich senkrecht zur ersten Achse erstreckenden Achse fortbewegt,
wobei die Bewegung des sich drehenden Schleifrades in Richtung eines
ersten zu schleifenden Nockens gerichtet ist. Der Drehwinkel und
die Länge
der Bewegung des Schleifrades werden in Abhängigkeit von den Polarkoordinaten einer
nominalen Kontur des Nockens, die von einer numerischen Steuerung
zugeführt
wird, eingestellt, während
das Schleifrad mit dem Nocken in Eingriff steht. Irgendeine Abweichung
von einem Normverfahrenswert wird gemessen. Die vorbestimmte Länge der
Bewegung wird durch einen Korrekturwert entsprechend der erfassten
Abweichung korrigiert. Um jeden Einfluss, der zu Fehlern führen kann,
mit den mindestmöglichen
Kosten zu kompensieren, werden die Abmessungen der Kontur des zu
schleifenden Nockens zuerst gemessen. Irgendeine Abweichung zwischen
den durch die Messung bestimmten Werten und den Normwerten der Abmessungen
der Kontur werden bestimmt, und die Bewegungslänge wird mit einem Korrekturfaktor
berichtigt. Zum Schluss werden ein zweiter und folgende Nocken bei
dem gleichen Befestigungszustand geschliffen.
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Üblicherweise
wird eine numerisch gesteuerte Schleifmaschine verwendet, um ein
nicht kreisförmiges Werkstück, wie
z.B. einen Nocken oder ein kreisförmiges Werkstück mit einem
kreisförmigen
Querschnitt, das exzentrisch zu der Drehachse liegt, zu schleifen.
Bei einer derartigen numerisch gesteuerten Schleifmaschine wird
mittels Verwendung einer numerischen Steuereinrichtung die Zuführung eines
Schleifrades senkrecht zur Achse einer Hauptspindel zur Lagerung
des Werkstücks
synchron mit der Drehung der Hauptspindel gesteuert. Um die synchronisierte
Steuerung der Zuführung
des Schleifrades zu bewirken, muss der Profildatenwert der numerischen
Steuervorrichtung zugeführt
werden. Der Profildatenwert umfasst einen Bewegungsbetrag des Schleifrades
pro Einheit des Umdrehungswinkels der Spindel, der eine Hin- und
Herbewegung definiert, d.h., eine Profilerzeugungsbewegung des Schleifrades
längs der
End- oder Soll-Form des Werkstücks.
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Zusätzlich zu
den Profildatenwerten werden ebenfalls die Bearbeitungszyklusdatenwerte
benötigt,
um das Werkstück
zu schleifen. Die Bearbeitungszyklusdatenwerte werden verwendet,
um einen Bearbeitungszyklus zu steuern, der die Zuführung, die
Einschneidzuführung
und die Rückführung des
Schleifrades umfasst. Das Werkstück
wird auf der Grundlage der Bearbeitungszyklusdatenwerte und der
Profildatenwerte geschliffen. Bei einem derartigen Schleifvorgang
ist die Beziehung zwischen einer Freigabebewegung des Schleifrades
und der Profilerzeugungsbewegung des Schleifrades nach Beendigung
des Schleifens sehr wichtig, um eine hohe Schleifgenauigkeit und
eine hohe Schleifgeschwindigkeit zu erhalten.
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Infolge
der begrenzten Funktionen der üblichen
Schleifmaschine, wenn das Schleifrad nach Beendigung des Schleifens
zurückbewegt
werden muss, muss die Schleifmaschine in dem Ablauf der Unterbrechung der
Drehung der Hauptspindel und dann der schnellen Zurückbewegung
des Schleifrades betrieben werden. Wenn jedoch die Drehung der Hauptspindel
unterbrochen wird, während
das sich drehende Schleifrad mit dem Werkstück in Berührung verbleibt, wird das Werkstück gegen
das Schleifrad aufgrund eines sogenannten Rückfedereffektes des mechanischen
Systems gedrückt,
wodurch eine mit dem Schleifrad in Berührung stehende Oberfläche des
Werkstücks
geschliffen und eine Vertiefung auf der Berührungsfläche ausgebildet wird.
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In
Anbetracht dieser Tatsache wurde eine verbesserte numerisch gesteuerte
Schleifmaschine vorgeschlagen, die das oben beschriebene Problem
löst (siehe
japanisches Patent JP 63-84863, das als der nächstkommende Stand der Technik
angesehen wird, als auch die Veröffentlichung
(Kokoku) Nr. 6-41095). Bei der verbesserten numerisch gesteuerten
Schleifmaschine werden der Freigabedatenwert für die Steuerung der Freigabebewegung
des Schleifrades nach Beendigung des Ausfunkens mit dem Profildatenwert
innerhalb eines am Werkstück
definierten vorbestimmten Winkelbereichs kombiniert, um die Freigabebewegung
mit der Profilerzeugungsbewegung zu überlagern, wodurch das Schleifrad
eine Freigabebewegung ohne Unterbrechung der Hauptspindel bewirkt.
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Das
Prinzip des Schleifverfahrens wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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1 zeigt
eine Ortskurve der Bewegung eines Schleifrades relativ zu einem
nicht kreisförmigen Werkstück, wenn
das Werkstück
unter Verwendung einer numerisch gesteuerten Schleifmaschine geschliffen wird.
Bezugszeichen O bezeichnet die Achse einer Hauptspindel; W bezeichnet
das nicht kreisförmige
Werkstück;
und G bezeichnet das Schleifrad. Da sich das Schleifrad G längs einer
X-Richtung synchron mit der Drehung des Werkstücks W in einer θ-Richtung
hin- und herbewegt,
gesehen in einem am Werkstück
W ausgerichteten Koordinatensystem, dreht sich das Schleifrad G
um das Werkstück
W in einer Richtung des Pfeils A. Während der Schritte des Rohschleifens,
des Feinschleifens und des Endschleifens werden Einschneidvorwärtsbewegungen
d1, d2 und d3 entsprechend in einem sich über einen Drehwinkel θ2 erstreckenden
Abschnitt durchgeführt.
In 1 zeigen die gestrichelten Linien den Außendurchmesser
des Werkstücks
W vor den Einschneidvorwärtsbewegungen
d1, d2 und d3. Die strichgepunkteten Linien zeigen die Positionen
des Schleifrades G vor den Einschneidvorwärtsbewegungen d1, d2 und d3.
Bezugszeichen L bezeichnet eine Ortskurve des Mittelpunkts des Schleifrades
G, wenn das Schleifrad G die Profilerzeugungsbewegung relativ zu
dem Werkstück
W durchführt
(während
des Ausfunkens).
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Bei
dem mit der oben beschriebenen Schleifmaschine durchgeführten Schleifverfahren
werden die Profiler zeugungsbewegung und die Freigabebewegung nach
Beendigung des Schleifens ohne Unterbrechung der Hauptspindel parallel
durchgeführt.
D.h. während
des Ausfunkens bewegt sich das Schleifrad G längs der Ortskurve L, um ein
Profil am Werkstück
W auszubilden, und die Profilerzeugung (Ausfunken) wird am Punkt P1
beendet.
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Darauf
wird das Schleifrad G längs
einer sich von dem Punkt P1 zum Punkt P2 erstreckenden gekrümmten Linie
geführt,
wodurch das Schleifrad in Abschnitte des Drehwinkels θ1 zurückbewegt
wird. In diesem Abschnitt wird die Profilerzeugungsbewegung und
die Freigabebewegung gleichzeitig durchgeführt. Darauf wird, wenn erforderlich,
die Hauptspindel am Punkt P2 angehalten, und das Schleifrad G zum
Punkt P3 mit hoher Geschwindigkeit zurückbewegt.
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Insbesondere
werden nach Beendigung des Schleifens Datenwerte für die Freigabebewegung
von der Dateneinstelleinrichtung zugeführt und mit vorher gelieferten
Profildatenwerten durch die Datenkombinationseinrichtung kombiniert.
Die Datenkombination wird so durchgeführt, dass die Freigabebewegung
der Profilerzeugungsbewegung überlagert
wird, d.h. so, dass sich das Schleifrad G längs der sich vom Punkt P1 zum Punkt
P2 erstreckenden gekrümmten
Linie bewegt. Die Schleifradfreigabeeinrichtung steuert die Position
des Schleifrades auf der Grundlage des kombinierten Datenwertes
und entsprechend dem Rotationswinkel der Hauptspindel.
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Obwohl
die oben beschriebene Schleifradfreigabeeinrichtung das Problem
löst, dass
eine Vertiefung auf dem Werkstück
nach Beendigung des Schleifens ausgebil det wird, hat das bekannte
Schleifverfahren den Nachteil, dass es eine lange Bearbeitungszeit
benötigt,
da es alle üblich
verwendeten Schleifschritte, einschließlich des Rohschleifens, des
Feinschleifens, des Endschleifens und des Ausfunkschleifens umfasst,
die ohne Unterbrechung durchgeführt
werden müssen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schleifverfahren
zu schaffen, das das Problem der Ausbildung einer auf dem Werkstück nach
Beendigung des Schleifens ausgebildeten Vertiefung löst, und
das die Bearbeitungszeit verkürzen
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und der numerisch gesteuerten Schleifmaschine mit den Merkmalen
des Anspruchs 9 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Da
das Schleifverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung das Ausfunkschleifen eliminiert, das üblicherweise nach dem letzten
Endschleifen durchgeführt
wurde, kann die erforderliche Bearbeitungszeit verkürzt werden.
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Vorzugsweise
ist der Einschneidwinkel während
des letzten Endschleifens nicht größer als ein Drittel des Freigabewinkels.
Vorzugsweise wird der Freigabewinkel schrittweise in Richtung des
letzten Endschleifschritts vermindert.
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Obwohl
die oben beschriebene Wirkung soweit erreicht wird, als der Einschneidwinkel
während
des letzten Endschleifschritts kleiner als der Freigabewinkel ist,
kann das Werkstück
mit hoher Genauigkeit ohne Fehler bearbeitet werden, wenn der Einschneidwinkel
während
des letzten Endschleifens nicht größer als ein Drittel des Freigabewinkels
ist, und/oder wenn der Einschneidwinkel schrittweise in Richtung
des letzten Endschleifschritts vermindert wird.
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Da
die Schleifmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung kein Ausfunkschleifen aufweist, das üblicherweise nach dem letzten
Endschleifen durchgeführt
wird, kann die erforderliche Bearbeitungszeit verkürzt werden.
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Vorzugsweise
vermindert die Steuereinheit den Einschneidwinkel schrittweise in
Richtung des letzten Endschleifschritts. In diesem Fall kann, da
das Volumen eines ungeschliffenen Abschnitts nach Beendigung des
letzten Endschleifens abnimmt, die erforderliche Bearbeitungszeit
weiter verkürzt
werden, und es wird ein genaueres Schleifen möglich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Verschiedene
andere Ziele, Merkmale und viele der Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden leicht durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verständlich.
Es zeigen:
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1 ein
Diagramm zur Darstellung der Freigabebewegung eines Schleifrades
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht einer numerisch gesteuerten Schleifmaschine
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Blockdiagramm zur Darstellung des Aufbaus der numerischen Steuereinheit
gemäß 2;
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4 ein
Diagramm zur Darstellung der Profile eines nicht kreisförmigen Werkstücks vor
und nach einem Schleifvorgang;
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5 ein
Diagramm zur Darstellung der Einschneidvorwärtsbewegungen und der Freigabebewegung des
Schleifrades der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
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6 ein
Diagramm zur Darstellung des Zustandes nach Beendigung des zweiten
Endschleifens.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die 2 bis 6 beschrieben.
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2 zeigt
schematisch eine numerisch gesteuerte Schleifmaschine gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 10 bezeichnet
ein Bett, auf dem ein Tisch 11 gleitbar angeordnet ist. Ein
Arbeitskopf 12 ist am linken Ende des Tischs 11 befestigt.
Der Arbeitskopf 12 lagert drehbar eine Hauptspindel 13,
die mit einem Servomotor 14 zur Drehung verbunden ist.
Ein Reitstock 15 ist am rechten Ende des Tischs 11 befestigt.
Ein Werkstück
W (eine Nockenwelle bei der vorliegenden Ausführungsform) wird zwischen einer
an der Hauptspindel 13 angebrachten Spitze 17 und
einer an dem Reitstock 15 angebrachten Spitze 16 gehalten.
Das linke Ende des Werkstücks
W, gesehen in 2, steht mit einem Positionierstift 18 in
Eingriff, der sich von der Hauptspindel 13 erstreckt, um
so die Rotationsphase des Werkstücks
W mit der Rotationsphase der Hauptspindel 13 zu synchronisieren.
Ein Radkopf 20 wird gleitbar an einem hinteren Abschnitt
des Betts 11 zur Bewegung in Richtung zum Werkstück W und
davon weg geführt.
Ein Schleifrad G, das von einem Motor 21 gedreht wird,
ist an dem Radkopf 20 gelagert. Der Radkopf 20 ist über eine
Zuführspindel
(nicht dargestellt) mit einem Servomotor 23 verbunden,
sodass der Radkopf 20 durch den Servomotor 23 vorwärts und rückwärts bewegt
wird.
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Antriebseinheiten 40 und 41 sind
zwischen der numerischen Steuereinrichtung 30 und den Servomotoren 23 bzw. 14 angeordnet.
Nach dem Empfang eines Befehlimpulses von der numerischen Steuereinrichtung 30 treiben
die Antriebseinheiten 40 und 41 die Servomotoren 23 bzw. 14 an.
Die numerische Steuereinheit 30 steuert hauptsächlich den
Servomotor 23 und 14 synchron an, um so das Werkstück W zu
schleifen. Eine Bandleseeinrichtung 42, eine Tastatur 43 und
eine CRT-Anzeige 44 sind mit der numerischen Steuereinrichtung 30 verbunden.
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Die
Bandleseeinrichtung 42 wird zur Eingabe von Profildatenwerten,
Bearbeitungszyklusdatenwerten usw. verwendet. Die Tastatur wird
zur Eingabe von Steuerdatenwerten usw. verwendet. Die CRT-Anzeige 44 wird
zur Anzeige von verschiedenen Informationen verwendet.
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Wie
in 3 gezeigt, umfasst die numerische Steuereinrichtung 30 eine
Hauptverarbeitungseinheit (im Folgenden als „Haupt CPU" bezeichnet) 31, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 33,
der ein Steuerprogramm speichert, einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM) 32, der Eingabedatenwerte usw. speichert
und eine Schnittstelle 34. Der RAM 32 umfasst
eine NC-Datenwertezone 321 zum Speichern von numerischen
Steuerprogrammen und eine Profildatenwertezone 322 zum
Speichern von Profildatenwerten. Der RAM 32 umfasst ebenfalls
eine Zuführarteinstellzone 323,
eine Werkstücksarteinstellzone 324 und
eine Freigabearteinstellzone 325, die zur Einstellung der
Arten verwendet werden. Die numerische Steuereinheit 30 umfasst
weiter einen Treiber CPU 35, einen RAM 35 und
einen Impulsverteilerschalterkreis 37 zur Verteilung von
Befehlsimpulsen zu den Antriebseinheiten 40 und 41.
Der RAM 35 speichert Positionierdatenwerte von der Haupt
CPU 31. Die Treiber CPU 36 führt Berechnungen zum Retadieren,
Verzögern
und zur Interpolation auf der Grundlage der Positionierdaten von
der Haupt CPU 31 über
den RAM 35 durch und gibt Bewegungsbetragswerte und Geschwindigkeitsdatenwerte
in vorbestimmten Intervallen aus. Der Impulsverteilerschaltkreis 37 verteilt
Zuführbefehlsimpulse
zu den Antriebseinheiten 40 und 41 entsprechend
den Bewegungsmengendatenwerten und den Geschwindigkeitsdatenwerten.
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NC-Datenwerte,
umfassend Bearbeitungszyklusdatenwerte sind in dem RAM 32 gespeichert.
Die CPU 31 liest und dekodiert die NC-Datenwerte entsprechend
einem Programm, um die entsprechenden Schritte eines Bearbeitungszyklus
durchzuführen.
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Im
Folgenden wird der Fall beschrieben, bei dem ein nicht kreisförmiger Nocken
(Werkstück
W) mit einem Grundkreis (B) von 30mmϕ gemäß 4 einem
Profilerzeugungsschleifen unterworfen wird. Es soll darauf hingewiesen
werden, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls wirksam bei ein
Werkstück,
z.B. eine Pleullagerstange einer Kurbelwelle, die einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist und in bezug auf die Rotationsachse exzentrisch angeordnet
ist, angewendet werden kann.
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Der
in 4 dargestellte Nocken weist eine mittels einer
zwei gepunkteten gestrichelten Linie gezeigtes Profil vor dem Schleifen
auf (gezeigt als ein Nocken W mit einem Grundkreisdurchmesser von
35,005mm) und weist ein mittels einer ausgezogenen Linie gezeigtes
Profil nach Beendigung des Schleifens auf (gezeigt als ein Nocken
W' mit einem Grundkreisdurchmesser
von 30,000mm).
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Wenn
ein derartiges Werkstück
dem Profilerzeugungsschleifen unterworfen wird, wird eine Einschneidzuführstartposition
typisch so ausgewählt,
dass sie an dem Grundkreisabschnitt (d.h. bei einem Winkel von 0°) angeordnet
ist. Wie in der unten dargestellten Tabelle gezeigt, umfasst ein
Bearbeitungszyklus insgesamt sechs Schritte, d.h. ein erstes Rohschleifen,
ein zweites Rohschleifen, ein erstes Feinschleifen, ein zweites
Feinschleifen, ein erstes Endschleifen und ein zweites Endschleifen.
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Bei
dem in der Tabelle gezeigten Beispiel beginnt in dem ersten Schritt
das erste Rohschleifen bei einer Position von 35,005mmϕ so,
dass die Einschneidzuführung
zweimal bewirkt wird (0,5mmϕ bei jeder Umdrehung), um insgesamt
einen Einschneidbetrag von 1,0mmϕ zu erhalten (d.h. die
Gesamtzahl der Umdrehungen des Werkstücks beträgt 2). Ein Einschneidwinkel,
in dem die Einschneidzuführung
von 0,5mmϕ beendet ist, wird auf 60° eingestellt, wie dies in Spalte
t1 dargestellt ist. D.h., das Schleifrad G wird kontinuierlich in X- Richtung in einem
Betrag von 0,5mmϕ synchron mit der 60°-Drehung des Werkstücks zugeführt.
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In
dem zweiten Schritt wird das zweite Rohschleifen durchgeführt. Da
das Werkstück
einen Durchmesser von 34,005mm nach Beendigung des ersten Rohschleifens
aufweist, dient diese Position (Durchmesser) als eine zweite Rohschleifstartposition
(Durchmesser). Von dieser Position wird das zweite Rohschleifen
so durchgeführt,
dass die Einschneidzuführung
viermal bewirkt wird (0,25mmϕ bei jeder Umdrehung), um
einen Gesamteinschneidbetrag von 1,0mmϕ zu erhalten (d.h.
die Gesamtanzahl der Umdrehungen des Werkstücks beträgt 4). Der Einschneidwinkel
t1 während
des zweiten Rohschleifens beträgt
ebenfalls 60°.
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In
dem dritten Schritt wird das erste Feinschleifen durchgeführt. Da
das Werkstück
einen Durchmesser von 33,005mm nach Beendigung des zweiten Rohschleifens
aufweist, dient diese Position (Durchmesser) als eine erste Feinschleifstartposition
(Durchmesser). Von dieser Position wird das erste Feinschleifen
so durchgeführt,
dass die Einschneidzuführung
viermal bewirkt wird (0,2mmϕ bei jeder Umdrehung), um einen
Gesamteinschneidbetrag von 1,0mmϕ zu erhalten (d.h. die
Gesamtanzahl der Umdrehungen des Werkstücks beträgt 5). Der Einschneidwinkel
t1 während
des ersten Feinschleifens beträgt
ebenfalls 60°.
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In
dem vierten bis sechsten Schritt wird das zweite Feinschleifen,
das erste Endschleifen und das zweite Endschleifen in ähnlicher
Weise wie bei den oben be schriebenen Schritten durchgeführt. In
diesen Schritten werden der Einschneidbetrag/pro Umdrehung und der
Einschneidwinkel (t1) allmählich
in Richtung des zweiten Endschleifens vermindert.
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Für den sechsten
Schritt, d.h. das zweite Endschleifen (letztes Endschleifen) wird
der Einschneidbetrag auf einen kleinen Wert (0,005mmϕ)
eingestellt, und der Einschneidwinkel (t1) wird auf einen kleinen
Wert (20°)
eingestellt. Das Volumen eines Restteils, das nach Beendigung des
Endschleifens verbleibt, kann vermindert werden.
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Bei
dem in der Tabelle gezeigten Bearbeitungsbeispiel wird die Einschneidzuführung mit
einem Gesamtbetrag von 5,005mmϕ während einer Periode bewirkt,
in der sich das Werkstück 37 insgesamt
dreht, wodurch ein Nocken W' (Werkstück) mit
einem gewünschten
Grundkreisdurchmesser von 30mm erhalten wird.
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Es
soll darauf hingewiesen werden, dass statt der Einschneidwinkel
in Spalte t1, Einschneidwinkel in Spalte t2, in den entsprechenden
Schleifschritten verwendet werden können. Auch für die Einschneidwinkel gemäß Spalte
t2 wird der Einschneidwinkel schrittweise auf 20° vermindert, der der Einschneidwinkel
für das letzte
Endschleifen ist. Spalte t3 zeigt üblich verwendete festgelegte
Einschneidwinkel (d.h. 60° für alle Schritte).
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Die
in der Tabelle dargestellten Schleifschritte werden im Folgenden
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Von
der Schleifstartposition (Punkt q1) des ersten Schritts werden das
Profilerzeugungsschleifen und eine Einschneidzuführung mit einem Betrag von
0,5mmϕ gleichzeitig über
einen Winkelbereich von 0 bis π/3 (60°) in Bezug
auf die Drehung des Werkstücks
durchgeführt,
und dann wird die Einschneidzuführung
unterbrochen (Punkt q2). In einem Abschnitt zwischen dem Punkt q2
und dem Punkt q3 wird das Profilerzeugungsschleifen durchgeführt, bis
sich das Werkstück
um eine Umdrehung (2π)
gedreht hat. Ähnlich
wird innerhalb des Abschnitts zwischen den Punkten q3 und dem Punkt
q4 das Profilerzeugungsschleifen und die Einschneidzuführung mit
einem Betrag von 0,5mmϕ gleichzeitig über einen Winkelbereich von
2π bis 7π/3 (60°) durchgeführt, und
in einem Abschnitt zwischen dem Punkte q4 und dem Punkt q5 wird
das Profilerzeugungsschleifen durchgeführt. Hierdurch ist der erste
Schritt beendet und das Werkstück
weist einen Durchmesser (Grundkreisdurchmesser) von 34,005mm (Punkt
q5). Darauffolgend werden die verbleibenden Schritte nacheinander
durch das Profilerzeugungsschleifen und die Einschneidzuführung durchgeführt. In
dem letzten Schritt 6, der beginnt, wenn der Durchmesser (Grundkreisdurchmesser)
des Werkstücks
30,005mm erreicht hat, werden innerhalb eines Abschnitts zwischen
dem Punkt q10 und dem Punkt q11 das Profilerzeugungsschleifen und
die Einschnittszuführung
mit einem Betrag von 0,005mmϕ gleichzeitig über einen
Einschneidwinkel (t1) von 20° durchgeführt, und
innerhalb eines Abschnitts zwischen dem Punkt q11 und dem Punkt
qe wird das Profilerzeugungsschleifen durchgeführt. Darauf ist das zweite
Endschleifen beendet (Punkt qe). Bei der vorliegenden Erfindung
ist das üblich
durchgeführte
Ausfunkschleifen nicht erforderlich.
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Nach
Beendigung des Schleifens wird zusammen mit der Profilerzeugungsbewegung
eine Freigabebewegung des Schleifrades über einen Winkel von 90° (d.h. innerhalb
eines Bereichs zwischen qe und qg) durchgeführt. Wenn die schnelle Zurückbewegung
befohlen wird, wird die Hauptspindel angehalten, und das Schleifrad
G schnell innerhalb eines Bereichs zwischen dem Punkt qg bis zum
Punkt qh zurückbewegt.
Während
der Freigabebewegung wird ein Freigabebetrag pro Winkeleinheit von
dem Profildatenwert abgezogen, die aufeinanderfolgend ausgelesen
werden, um den Bewegungsbetragdatenwert zusammenzusetzen (d.h. die Freigabebewegung
wird der Profilerzeugungsbewegung mittels der Datenkombinationseinrichtung überlagert);
und auf der Basis des zusammengesetzten Datenwerts wird das Schleifrad
G synchron mit der Drehung der Hauptspindel zurückbewegt.
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Der
Grund, warum bei der vorliegenden Erfindung auf das Ausfunkschleifen
verzichtet werden kann, das sonst nach Beendigung des letzten Endschleifens
durchgeführt
wird, wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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6 zeigt
einen Zustand nach Beendigung des sechsten Schritts (d.h. des zweiten
Endschleifens) an dem Punkt qe von 5. Das letzte
oder das zweite Endschleifen wird so durchgeführt, dass innerhalb des Abschnitts
zwischen dem Punkt q10 und dem Punkt q11 das Profilerzeugungsschleifen
und die Einschneidzuführung
mit einem Betrag von 0,005mmϕ gleichzeitig über einen Einschneidwinkel
(ti) von 20° durchgeführt werden;
und innerhalb des Abschnitts zwischen dem Punkt q11 und dem Punkt
qe wird das zweite Endprofilschleifen durchgeführt. Somit nimmt innerhalb
des Abschnitts zwischen dem Punkt q10 und dem Punkt q11 der Durchmesser
des Werkstücks
allmählich
von 30,005mm auf 30,000mm über
einen Winkel von 20° ab.
Innerhalb des Winkelbereichs von 0 bis 20° weist das Werkstück ein kleines
Volumen von einem nicht geschliffenen Teil (a) auf, gemessen in
bezug auf den Enddurchmesser von 30,000mm.
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Wenn
ein übliches
Schleifverfahren verwendet wird, verbleibt ein großes Volumen
von einem ungeschliffenen Abschnitt (a) infolge eines großen Einschneidwinkels
(z.B. 60°,
wie in Spalte t3 gezeigt). In diesem Fall muss das Ausfunkschleifen
durchgeführt
werden, bis das Werkstück
sich mindestens um eine Umdrehung gedreht hat, um den nicht geschliffenen
Abschnitt zu entfernen.
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Im
Gegensatz dazu wird der ungeschliffene Abschnitt (a) mittels der
Freigabebewegung des Schleifrades G innerhalb des Abschnitts zwischen
dem Punkt qe und dem Punkt qg in 5 geschliffen,
um das Ausfunkschleifen zu vermeiden. Um dies zu erreichen, muss
der Einschneidwinkel während
des letzten Endschleifens so klein wie 20° sein, und innerhalb des Bereichs
zwischen dem Punkt qe und dem Punkt qg muss das Schleifrad allmählich zurückbewegt
werden, während
die Profilerzeugungsbewegung entsprechend dem zusammengesetzten
Datenwert durch die Überlagerung
der Freigabebewegung mit der Profilerzeugungsbewegung über einen
Winkel von 90° bewirkt
werden, der ausreichend größer als der
Einschneidwinkel von 20° ist. Da
das Volumen des ungeschliffenen Abschnitts (a) klein und die Freigabebewegung
des Schleifrades G allmählich über 90° mit der
Profilerzeugungsbewegung durchgeführt werden, kann der ungeschliffene
Abschnitt (a) auf ein ausreichendes Maß während der Freigabebewegung
geschliffen werden. Das Auspunktschleifen kann somit entfallen,
um die Bearbeitungszeit zu verkürzen,
verglichen mit dem üblichen
Schleifverfahren.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der Freigabewinkel, über den
das Schleifrad G die Freigabebewegung bewirkt, typisch auf 90° eingestellt,
und der Einschneidwinkel, über
den das Schleifrad G die Einschneidbewegung während des letzten Endschleifens
durchführt,
wird kleiner als der Freigabewinkel eingestellt, vorzugsweise nicht
größer als
ein Drittel des Freigabewinkels.
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Wie
in den Spalten t1 und t2 der Tabelle dargestellt, nimmt der Einschneidwinkel
weiter in Richtung des letzten Endschleifens ab. Das Volumen eines
ungeschliffenen Abschnitts (a), der nach Beendigung des letzten
Endschleifens übrig
bleibt, nimmt ab, wodurch eine hohe Schleifgenauigkeit erreicht
wird.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
wird das Schleifverfahren gemäß der Erfindung
zum Schleifen eines Nockens verwendet, der ein nicht kreisförmiges Werkstück darstellt.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch ebenfalls in dem Fall verwendet
werden, indem ein Werkstück,
wie z.B. ein Pleulstangenlager einer Kurbelwelle, das einen kreisförmigen Querschnitt
auf weist, und von der Rotationsachse exzentrisch angeordnet ist,
mittels der Profilerzeugungsbewegung des Schleifrades geschliffen
wird.
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Ein
kreisförmiges
oder nicht kreisförmiges
Werkstück
wird in mehreren Schleifschritten, einschließlich eines letzten Endschleifschritts
geschliffen. Ein Schleifrad bewirkt eine Profilerzeugunhgsbewegung
synchron mit der Drehung des Werkstücks und entsprechend den von
der Soll-Form des Werkstücks
abgeleiteten Profildaten. In jedem Schleifschritt wird das Schleifrad
so vorwärts
bewegt, dass das Schleifrad eine Einschneidbewegung mit einem am
Werkstück
definierten vorbestimmten Einschneidwinkel durchführt. Nach
Beendigung des letzten Endschleifschritts wird das Schleifrad über einen
am Werkstück
definierten vorbestimmten Freigabewinkel zurückbewegt. Die Zurückbewegung
wird entsprechend einem zusammengesetzten Datenwert durchgeführt, der
durch Kombination des Profildatenwerts und des Freigabedatenwerts
erhalten wird. Der Freigabewinkel ist größer als der Einschneidwinkel
während
des letzten Endschleifschritts.
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2
- 40
- Antriebseinheit
- 41
- Antriebseinheit
- 42
- Bandleseeinrichtung
- 30
- numerische
Steuereinrichtung
-
3
- 31
- Haupt
CPU
- 34
- Eingangs/Ausgangsschnittstelle
- 36
- Treiber
CPU
- 37
- Impulsverteilerschaltkreis
- 42
- Bandleseeinrichtung
- 321
- NC-Datenwertzone
- 322
- Profildatenwertzone
- 323
- Zuführarteinstellzone
- 324
- Werkstückarteinstellzone
- 325
- Freigabearteinstellzone
-
4
- A
- 0°
- B
- 90°
- C
- 180°
- D
- 270°
-
5
- A
- Position
X
