CH647179A5

CH647179A5 - Gewindeschleifmaschine mit einrichtung zum hinterschleifen des gewindes an gewindebohrern und innengewindeformern.

Info

Publication number: CH647179A5
Application number: CH7745/80A
Authority: CH
Inventors: Emil Vogelsanger
Original assignee: Reishauer Ag
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1985-01-15
Also published as: DE2952610C2; JPS6124138B2; US4358911A; DE2952610A1; DD155495A5; GB2066119B; JPS5695551A; GB2066119A; HU180397B

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindeschleifmaschine mit Einrichtung zum Hinterschleifen des Gewindes eines Werkstückes, welches auf einem Hinterschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlittens aufgespannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huberzeugende Vorrichtung den Hinterschleifkörper in oszillierende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird.

Aus der DE-PS Nr. 2442384 ist eine Gewindeschleifmaschine mit einer Einrichtung für das Hinterschleifen des Gewindes an Gewindebohrern und Innengewindeformern bekannt. Der Gewindebohrer oder der Innengewindeformer ist in üblicher Art parallel zur Werkstückspindel drehbar auf einem oberen Teil des Werkstückschlittens aufgespannt, wobei dieser Oberteil über Blattfedern mit dem Schlittenunterteil elastisch verbunden ist. Ein im Unterteil gelagerter Schwenkhebel steht mit dem Oberteil in Wirkverbindung. Der Schwenkhebel liegt über eine Rolle an einer rotierenden Kurvenscheibe an, deren Nocken den Schwenkhebel in oszillierende Schwenkbewegungen versetzen. Der Schwenkhebel bewirkt seinerseits die zum Hinterschleifen notwendigen oszillierenden Schwingungen des Schlittenoberteils relativ zum Schlittenunterteil, wobei die Schwingungsbewegungen quer zur Werkstückachse erfolgen.

Um verschiedene Formen des Hinterschliffes wählen zu können, ist die Kurvenscheibe auswechselbar montiert. Die Verstellung des Hinterschleifhubes erfolgt mittels einer einstellbaren Schablone im Schwingungshebel, die an einer im Oberteil drehbar gelagerten Gleitrolle anliegt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einrichtung der bekannten Art zu verbessern und zu vereinfachen. Bestimmte Gewindebohrer (z.B. Muttergewindebohrer) und besonders Gewindeformer weisen über ihre Gewindelänge eine unterschiedliche Grösse des Hinterschleifbetrages auf. Aus diesem Grunde müssen die konischen Abschnittspartien der Werkstücke mit grösserem HinterschlifF gefertigt werden als die nachfolgenden zylindrischen Führungsteile. Mit der Hinterschleifeinrichtung soll es möglich sein, den Hinter-schleifbetrag während des Schleifens kontinuierlich nach Bedarf zu verstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Hinterschleifkörper ein Abtastorgan aufweist, welches gegen eine im Schlitten gelagerte Kurvenwalze anliegt, deren Achse parallel zur Verschieberichtung des Werkstückschlittens ausgerichtet ist, und deren Oberfläche so geformt ist, dass verschiedene, zur Walzenachse normale Schnitte unterschiedliche Profiltiefen aufweisen, und dass zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinterschleifkörpers die Kurvenwalze axial verschiebbar und feststellbar ist.

Das Abtastorgan überträgt die Hübe der Kurvenwalze direkt auf den Hinterschleifkörper, unter Vermeidung von Fehlern, wie sie bei komplizierteren Übertragungssystemen auftreten können.

Zweckmässigerweise erfolgt die Hubverstellung über eine auswechselbare Schablone, wobei ein Kopiertaster und eine Hebel-anordnung den Schablonenhub in eine Axialbewegung zur Verstellung der Kurvenwalze übertragen.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist ein Kompensationsblock federnd mit dem Werkstückschlitten verbunden und dem Hinterschleifkörper gegenüber angeordnet. Der Kompensationsblock weist ein weiteres Abtastorgan auf, das ebenfalls auf

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der Kurvenwalze aufliegt, wobei letztere zur Erzeugung gegengleicher Schwingungen des Kompensationsblockes bzw. des Hinterschleifkörpers in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet ist. Das Abtastorgan kann z.B. eine Abtastrolle oder eine Abtastkugel sein.

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf den werkstückseitigen Teil einer Gewindeschleifmaschine,

Fig. 2 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II gemäss Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III gemäss Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV gemäss Fig. 5 durch einen Teil der Kurvenwalze,

Fig. 5 eine Stirnansicht auf die Kurvenwalze gemäss Fig. 4, Fig. 6 und 7 schematisch die Schablone und die Hebelanordnung in grösserem Massstab,

Fig. 8 und 9 schematisch die Abhebevorrichtung zum Auswechseln der Kurvenwalze, und

Fig. 10 schematisch eine Draufsicht auf zwei weitere Abtastorgane.

Bereits einleitend ist auf die DE-PS Nr. 2442384 hingewiesen worden, die eine Gewindeschleifmaschine der gattungsgemässen Art offenbart. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird in der nachfolgenden Beschreibung auf die bekannten Merkmale nur kurz hingewiesen, ohne diese nochmals ausführlich zu erläutern.

Der Werkstückschlitten 1 der Gewindeschleifmaschine ist längsverschiebbar auf Führungen 2 des Werkstückständers 3 gelagert und wird in bekannter Weise durch die Leitspindel 4 in Längsrichtung hin- und herbewegt. Der Werkstückständer 3 ist fest mit dem Maschinenständer verbunden.

Oben auf dem Werkstückschlitten 1 ist ein Hinterschleifkörper 5 angeordnet, der über Blattfedern 6 mid dem Schlitten so verbunden ist, dass eine Art Gelenkviereck gebildet wird, wodurch der Hinterschleifkörper 5 unter der Einwirkung von später noch zu beschreibenden Mitteln in oszillierende Verschiebebewegungen quer zur Werkstückachse versetzt werden kann. Die Blattfedern 6 dienen dabei als verschleissfreie Führung für den Hinterschleifkörper 5. Auf dem Hinterschleifkörper sind folgende Teile montiert: Der Reitstock 7, der zar Anpassung an die Werkstücklänge verschiebbar montiert ist; die Werkstückspindel 8 mit einer beweglichen Gegenspitze zum Reitstock 7 ; das Spannfutter 9 zur Drehmomentübertragung von der Werkstückspindel auf das Werkstück. Das Werkstück selber — ein Gewindebohrer oder ein Innengewindeformer — ist mit 10 bezeichnet und die quer zustellbare Einprofil- oder Mehrprofilschleifscheibe mit 11.

Die Gewindeschleifmaschine weist ferner einen Wechselradkasten 12 auf, der die Steckräder für die verschiedenen Kehlenzahlen der Werkstücke enthält. Neben dem Wechselradkasten 12 befindet sich der Getriebekasten 13 mit dem Getriebe. Die Übertragung der Drehbewegung vom nichtoszillierenden Werkstückgetriebekasten 13 auf die Werkstückspindel im Spitzenbock, welcher zusammen mit dem Hinterschleifkörper 5 oszilliert, erfolgt über eine handelsübliche Kupplung 14, die eine Querverschiebung (ParallelVersetzung) der Achsen im Ausmass des Hinterschleifhubes zulässt.

Die Erzeugung der oszillierenden Bewegungen wird mit einer auswechselbaren Kurvenwalze 15 bewerkstelligt. Die Kurven walze 15 ist im Werkstückschlitten 1 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Ihre Drehbewegung erhält sie über eine Kupplung 16 vom Getriebekasten 13 aus. Das erforderliche Drehzahlenverhältnis zwischen der Kurven walze 15 und dem Werkstück 10 ist von der Spannutenzahl bzw. Walzkantenzahl am zu schleifenden Werkstück und der Nockenzahl an der Kurvenwalze abhängig. Die Abstimmung erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe von Wechselrädern, welche im Wechselradkasten 12 untergebracht sind.

Zwecks einer möglichst stabilen Bauweise und Funktion der Hinterschleifeinrichtung wird die Hinterschleifbewegung direkt von der Kurvenwalze abgenommen, unter Verzicht auf komplizierte Übertragungssysteme. Eine im Hinterschleifkörper 5 gelagerte Ab-tastrolle 17 liegt auf der Oberfläche der Kurvenwalze 15 auf und überträgt die Hubbewegungen der Walze direkt auf den Hinterschleifkörper 5. Je nach axialer Stellung der Kurvenwalze kann der Hinterschleifbetrag variiert werden von 0 bis zum einen vorgegebenen Maximum.

Die Kurvenwalze muss den jeweils geforderten Hinterschleiffor-men, wie sie besonders bei Innengewindeformern üblich sind, ange-passt sein, d.h. auf leichte Art gegen andere Walzen ausgewechselt werden können. Das Auswechseln der Kurvenwalze 15 ist besonders einfach, da nur der Hebel 18 ausgeklinkt und die Abhebevorrichtung 34 ausgeschwenkt werden muss, damit die Walze von Hand aus ihrer Lagerung genommen werden kann.

Das flache Ende 46 der Abhebevorrichtung 34 ragt zwischen zwei Stangen 47,48 hinein, die mit dem Hinterschleifkörper 5 bzw. mit dem Kompensationsblock 29 verbunden sind (Fig. 8 und 9). Beim Drehen der Abhebevorrichtung 34 um 90° werden diese Teile von der Kurvenwalze 15 weggedrückt, so dass die Walze ausgewechselt werden kann.

Die Mitnahme der Kurvenwalze bei der Drehbewegung erfolgt über einen Zahnkranz 20, welcher an dem einen Ende der Kurvenwalze 15 angebracht ist und mit einem Antriebsritzel 21 vom Getriebekasten 13 über die Kupplung 16 und eine Zwischenwelle 22 im Eingriff steht.

Die Längsverschiebung bzw. axiale Verschiebung der Kurvenwalze 15 relativ zum Werkstückschlitten 1, welche während des Schleifvorganges erfolgen kann, wird von einer Formschablone 23 aus gesteuert. Die Formschablone ist am unbeweglichen Werkstückständer 3 der Maschine auswechselbar und in Längsrichtung und in der Höhe verschiebbar und feststellbar montiert. Die Schablone 23 dient als «Datenträger» für die Hinterschleifgrösse. Ein Kopiertaster 24 überträgt den Schablonenhub auf eine Hebelanordnung 25, die ihrerseits die Bewegung in eine axiale Bewegung zur Verstellung der Kurvenwalze umwandelt. Der Kopiertaster 24 wirkt auf den Schwenkarm 35 ein, der am Ende einer Achse 37 befestigt ist, die mit einer Torsionsfeder 36 versehen ist. An dieser Achse 37 ist auch ein Schwenkhebel 38 montiert, dessen Ende auf die Stange 39 mit Druckfeder 40 einwirkt. Der an der letzteren angeordnete Hebel 18 dringt in eine umlaufende Nute 41 der Kurvenwalze 15 ein, um diese zu transportieren. Der Kopiertaster 24, der federnd gegen die Schablone 23 gepresst ist, läuft während der Schlittenzustellung auf dieser ab. Die Bewegungen der Hebelanordnung 25 werden auf das freie Ende der Kurvenwalze übertragen.

Statt der automatischen Hubkorrektur mittels der Schablone 23 ist es auch möglich, eine gewünschte Axialverstellung der Kurvenwalze 15 mittels der Stellschraube 26 zu erzielen. Diese ist im Hebel 18 eingeschraubt und stützt sich am Spindelgehäuse ab. Je nach Einschraublänge der Stellschraube kann mit der ganzen Schablone, nur mit einem Teil derselben oder ohne Schablone gearbeitet werden. Die Stellschraube wirkt in diesem Sinne als Anschlag.

Zur Erzielung der Höhen- und Längsverstellung ist die Schablone 23 mittels Schrauben 42 und Vertikalschlitzen 43 auf einem Träger 44 befestigt, der seinerseits über Schrauben 42 und einen Längsschlitz 45 am Werkstückständer 3 angeordnet ist. Die Verstellung dient dazu, den Anfangspunkt der Walzenabtastung durch die Abtastrolle genau festzulegen.

Wesentlich für die Hubgrösse und die Art der oszillierenden Bewegung des Hinterschleifkörpers 5 ist die Form der Kurvenwalze 15. Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, weist die Kurvenwalze in axialer Richtung, ausgehend von einem kurzen, zylindrischen Abschnitt 27 (für die Hinterschleifbewegung 0), eine sich längserstrek-kende Erhöhung 28 auf, die aus dem zylindrischen Abschnitt herauswächst. Der Abstand dieser Erhöhung von der Walzenachse nimmt, ausgehend vom Zylinderradius rx, stetig zu bis zu einem Maximalwert r2 für den grössten Hub. Die Erhöhung hat die Funktion eines über die Länge variablen Nockens.

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Die Kurvenwalze weist demzufolge innerhalb des Nockenabschnittes in jedem zur Walzenachse normalen Schnitt eine andere Profiltiefe auf. Sie vermittelt also in jedem der erwähnten Schnitte einen anderen Hinterschleifhub. Da die Kurvenwalze während des Schleifvorganges axial verschoben werden kann, ist es möglich, den Hinterschleifhub und in einem gewissen Masse auch die Hinter-schleifform in axialer Richtung auf dem zu hinterschleifenden Werkzeug fortlaufend zu ändern.

Um möglichst genaue Hinterschleifbewegungen zu erhalten,

ohne unerwünschte Fremdschwingungen, ist ein Kompensationsblock 29 vorgesehen, der ebenfalls auf Blattfedern 6 abgestützt ist und oberhalb des Werkstückschlittens 1, benachbart zum Hinterschleifkörper 5, angeordnet ist. Die Masse des Kompensationsblok-kes 29 entspricht etwa der Masse des Hinterschleifkörpers 5.

Der Kompensationsblock 29 befindet sich bezüglich der Kurvenwalze 15 auf der dem Hinterschleifkörper 5 gegenüberliegenden Seite. Er ist ebenfalls über eine Abtastrolle 30 auf der Kurvenwalze 15 abgestützt und erhält von dieser gleichzeitig die selben Bewegungen, jedoch in entgegengesetzter Richtung zum Hinterschleifkörper. Mit Hilfe dieses Kompensationsblockes, welcher die Wirkungen der Massenkräfte des die Hinterschleifbewegungen ausführenden Hinterschleifkörpers auf den Werkstückschlitten 1 aufhebt, können die schädlichen, das Oberflächenbild der zu schleifenden Werkstücke beeinflussenden Schwingungen verhütet werden. Die Kurvenwalze muss zu diesem Zweck in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet sein, d.h. sie besitzt immer eine gerade Anzahl von identischen Nocken. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist im vorliegenden Fall dem Nocken 28 ein weiterer Nocken 31 zugeordnet.

Da die Federcharakteristik der Blattfedern 6 im Arbeitsbereich etwa proportional verläuft und die Hubbewegungen des Hinterschleifkörpers und des Kompensationsblockes relativ kurz sind, benützt man sie im vorliegenden Fall in erster Linie als reibungsarme Führungen für die Bewegungen des Hinterschleifkörpers und des Kompensationsblockes. Zur Unterstützung der absichtlich unterbelasteten Blattfedern 6 dienen zusätzliche Druckfedern 32, welche über eine geeignete Halterung gleichzeitig den Hinterschleifkörper 5 und den Kompensationsblock 29 gegen die Kurvenwalze 15 drücken. Sie müssen so bemessen werden, dass sie beim Rückwärtshub — 5 auch bei der grössten Beschleunigung des Hinterschleifkörpers bzw. des Kompensationsblockes — die Berührung der beiden letzteren mit der Kurvenwalze gewährleisten. Zur Übertragung der Vorspannkräfte der Federn 32 zwischen dem Hinterschleifkörper und dem Kompensationsblock dienen die Zugbolzen 33.

io Wie aus der Fig. 10 hervorgeht, kann anstatt der bombierten Rollen 17,30 die Abtastung der Kurvenwalze 15 durch zwei Kugeln 49 erfolgen, die in Kugelhaltern 50 gelagert sind. Eine der Kugelhalterungen 50 ist mit dem Hinterschleifkörper 5 verbunden, währenddem die andere am Kompensationsblock 29 angeordnet ist. Die is Kugeln 49 sind zweckmässigerweise hydrostatisch gelagert. Dazu sind in den Halterungen 50 mehrere Tragtaschen 51 ausgespart, die mit Hydraulikleitungen 52 verbunden sind, wobei für jede Tasche 51 eine Leitung 52 vorgesehen ist.

In jeder Leitung 52 ist ein Drosselventil 53 angeordnet, damit der 20 Hydraulikdruck in jeder Tasche individuell eingestellt werden kann. Die Leitungen 52 sind mit einer Stammleitung 54 verbunden, die mittels einer Pumpe 56 mit Hydrauliköl versorgt wird. Das Reservoir für das Hydrauliköl ist mit 55 bezeichnet. Jede Tasche ist ferner mit einer Rückflussöffnung 57 versehen.

25 Infolge der hydrostatischen Lagerung ist die Reibung auf ein Minimum reduziert. Die Kurvenwalze 15 kann auch im Stillstand der Maschine problemlos verstellt werden, weil die Kugeln auf der Kurvenoberfläche unabhängig von der Bewegung derselben —

radial oder axial — immer einwandfrei abrollen.

so Statt der hydrostatischen Lagerung der Kugeln könnten diese auch in Lagermetall oder auf andere Weise geführt sein. Allerdings muss dann mit einer etwas höheren Reibung gerechnet werden als bei hydrostatischer Lagerung.

Anstelle der Drosselventile 53 könnten je Leitung 52 separate 35 Pumpen verwendet werden.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Gewindeschleifmaschine mit Einrichtung zum Hinterschleifen des Gewindes eines Werkstückes, welches auf einem Hinterschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlittens aufgespannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huberzeugende Vorrichtung den Hinterschleifkörper in oszillierende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschleifkörper (5) ein Abtastorgan

(17) aufweist, welches gegen eine im Schlitten (1) gelagerte Kurvenwalze (15) anliegt, deren Achse parallel zur Verschieberichtung des Werkstückschlittens (1) ausgerichtet ist, und deren Oberfläche so geformt ist, dass verschiedene, zur Walzenachse normale Schnitte unterschiedliche Profiltiefen aufweisen, und dass zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinterschleifkörpers (5) die Kurvenwalze (15) axial verschiebbar und feststellbar ist.

2. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenwalze (15) mindestens eine sich axial erstreckende, nockenartige Überhöhung aufweist, deren Abstand (r) von der Walzenachse, ausgehend von einem Kreisradius (rj), bis zu einem Maximalwert (r2) in Axialrichtung stetig zunimmt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Ende der Kurven walze (15) einwirkende Stellschraube (26) zur axialen Verstellung der Walze.

4. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung für die axiale Verstellung der Kurvenwalze (15), wobei die Vorrichtung eine am Werkstückständer (3) angeordnete Schablone (23) und einen Kopiertaster (24) aufweist, der den Schablonenhub über eine Hebelanordnung (25) auf die Kurvenwalze (15) überträgt.

5. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (23) auswechselbar und höhen- und/ oder längsverschiebbar am Maschinenständer befestigt ist.

6. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein federnd mit dem Schlitten (1) verbundener Kompensationsblock (29) gegenüber dem Hinterschleifkörper (5) angeordnet ist, dass der Kompensationsblock (29) ein weiteres Abtastorgan (30) aufweist, das auf der Kurvenwalze (15) aufliegt, wobei letztere zur Erzeugung gegengleicher Schwingungen des Kompensationsblockes (29) bzw. des Hinterschleifkörpers (5) in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet ist.

7. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschleifkörper (5) und der Kompensationsblock (29) über Blattfedern (6), die gleichzeitig als Führungen wirken, mit dem Werkstückschlitten (1) verbunden sind.

8. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung der Blattfedern (6) zusätzliche Federn (32) im Kompensationsblock (29) angeordnet sind, um den letzteren gegen die Kurvenwalze (15) zu drücken, und dass zwischen dem Hinterschleifkörper (5) und dem Kompensationsblock (29) ein Zugbolzen (33) zur Übertragung der Vorspannkräfte der zusätzlichen Federn (32) angeordnet ist.

9. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenwalze (15) auswechselbar im Werkstückschlitten gelagert ist, und dass sie nach dem Ausklinken eines Hebels

(18) und nach dem Abheben der Abtastorgane (17 + 30) von der Kurvenwalze (15) mittels der Abhebevorrichtung (34) aus ihrer Lagerung (19) entfernbar ist.

10. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenwalze (15) mindestens an einem Ende einen zylindrischen Abschnitt (27) aufweist.

11. Gewindeschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastorgan eine Abtastrolle (17, 30) oder eine Abtastkugel (49) ist.

12. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastkugel (49) in einer Kugelhalterung (50) hydrostatisch gelagert ist.

13. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kugelhalterung (50) Taschen (51) ausgespart sind, und dass in jede Tasche eine Leitung (52) für eine Hydraulikflüssigkeit mündet.

14. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Leitungen (52) Drosselventile (53) angeordnet sind.