CH666436A5

CH666436A5 - Verfahren zum bearbeiten von werkstuecken und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens.

Info

Publication number: CH666436A5
Application number: CH269387A
Authority: CH
Inventors: Juergen Reinhard; Edy Kaeser
Original assignee: Safag Ag
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1987-07-15
Publication date: 1988-07-29
Also published as: EP0299915B1; DE3863598D1; EP0299915A1

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Schaft und einem Bearbeitungsbereich, insbesondere zum Schleifen des Schneidenbereichs von Spiralbohrern, Reibahlen oder Fingerfräsern, wobei der Schaft des Werkstücks in einer Zange gespannt und der Bearbeitungsbereich unterstützt wird. Die Erfindung betrifft besonders die Bearbeitung von Kleinstwerkzeugen im Durchmesserbereich der Schneide von 0,1 bis 6 mm und im Schaft von 1 —6 mm. Da durch den Schleifdruck beim Schleifen geringer Durchmesser sich die Werkzeuge durchbiegen, muss bei der Fertigung von genuteten Werkzeugen eine Unterstützung des Werkstücks erfolgen. Hierzu war es bekannt das Werkzeug in einer Halbschale oder in einer geschlitzten Patrone zu unterstützen und zu schleifen. Es erfolgte dabei eine gemeinsame Untersützung des Schaftes und der Schneide mittels eines einheitlichen starren Auflagers. Dabei ergeben sich erste Schwierigkeiten dadurch, dass bei kleinen Werkzeugen der Schaft einen grösseren Durchmesser aufweist als die Schneide, wobei z. B. der Schaft einen genormten Durchmesser von 3,135 mm und die Schneide einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen kann. Das Auflager zur Unterstützung eines derartigen Werkstücks muss daher eine ganz bestimmte Form aulweisen. Çrotz dieser Schwierigkeit ist es Laum möglich, eine in allen Belangen ideale Unterstützung und Beanspruchung des Schaftes und insbesondere des zu bearbeitenden Bereichs des Werkstücks zu erzielen. Wollte man nämlich eine genügend hohe Vorspannung des zu bearbeitenden Werkstückbereiches erzielen um jede Unrundheit oder Exzentrizität der drehbaren Spannzange bzw. der Einspannung des Werkstücks in diese Zange aufzuheben muss unter Umständen der zu bearbeitende Werkstückteil unzulässig stark vorgespannt und durchgebogen werden.

Ziel vorliegender Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu beheben und in allen Fällen eine ideale Einspannung und Unterstützung des Werkstücks ohne unzulässige Beanspruchung desselben zu erzielen. Die Lösung besteht darin, dass die Unterstützung im Bearbeitungsbereich und des Schaftes unabhängig voneinander eingestellt wird. Damit wird man einerseits frei von einer bestimmten genauen Formgebung eines einheitlichen starren Auflagers für den Bearbeitungsbereich und den Schaft des Werkstücks, und andererseits kann in jedem Falle eine ideale Unterstützung bzw. Vorspannung und Verformung des Werkstücks im Bereiche des Schaftes bzw. in Bearbeitungsbereich eingestellt werden. Dabei können die Auflager unabhängig voneinander in mehreren Richtungen einstellbar und zusätzlich um mindestens eine Achse schwenkbar sein, um eine optimale Unterstützung zu erzielen. Im weiteren können die Auflager auswechselbar sein um dieselben verschiedenen Werkstücken und sonstigen Gegebenheiten anzupassen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfmdungsgemässen Einrichtung näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf die Einrichtung, teilweise im Schnitt und

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Einrichtung, teilweise im Schnitt nach Linie II—II der Fig. 1.

Die dargestellte Einrichtung weist eine vorgespannte Führung 1 auf, auf welcher ein blockartiges Gehäuse 2 verschoben werden kann. Die dargestellte Einrichtung ist als Zwillingeinheit ausgebildet, die an beiden Stirnseiten gleichartige Auflager 3 und 4 aufweist. Wie in Figur 1 dargestellt, dient das Auflager 3 der Unterstützung der einen kleinen Durchmesser aufweisenden Schneide 5 eines Bohrers dessen Spiralnuten mit einer nicht dargestellten Schleifscheibe zu bearbeiten sind. Der Schaft 6 dieses Bohrers, welcher grössern Durchmesser aufweist als die Schneide 5, ist in einer drehbaren Spannzange 7 eingespannt und auf das Auflager 4 abgestützt.

Das Auflager 3 ist auswechselbar in einen Halter 8 eingesetzt und mittels beidseitig angeordneter Reihen von Madenschrauben 9 festgehalten. Der Halter 8 ist um eine Achse 10 schwenkbar in einen Schlitten 11 (Figur 2) eingesetzt und kann mittels einer Spindel 12 in einem gewissen Bereich verschwenkt werden. Der Schlitten 11 ist mittels einer Spindel 13 horizontal in Figur 2 verstellbar und zwar in einem weitern Schlitten 14 (Figur 1) welcher in Längsrichtung des Gehäuses 2 verschiebbar angeordnet ist. Die Position des Schlittens 14 ist bestimmt durch die Lage einer keilförmigen Kulisse 15 welche mittels einer Spindel 16 verstellt werden kann. Das Auflager 3 kann somit bezogen auf die Zeichnungsebene nach Figur 1 in dieser Ebene und rechtwinklig zu dieser Ebene linear verschoben werden durch Betätigung der Spindeln 13 bzw. 16. Sie kann in der Zeichnungsebene um die Achse 10 in einem erheblichen Ausmass verschwenkt und durch entsprechende Einstellung der Madenschrauben 9 in einer Ebene senkrecht zur Zeichnungsebene fein eingestellt und in die gewünschte optimale Winkelstellung verbracht werden.

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Das Auflager 4 kann entsprechend durch Madenschrauben 9 in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene und durch eine Madenschraube 17 in der Zeichenebene in die gewünschte Winkelstellung gebracht werden. Mittels eines Schlittens 11' kann eine lineare Einstellung rechtwinklig zur Zeichnungsebene durch Betätigen einer Spindel 13' erfolgen. Eine lineare Einstellung in der Zeichnungsebene kann erfolgen über einen Schlitten 14' eine keilförmige Kulisse 15' und eine Spindel 16'. Amunteren in Ansicht dargestellten Teil der Einrichtung sind entsprechende Schraubenköpfe zur Betätigung der Spindeln gleich bezeichnet wie die Spindeln im oberen Teil der Figur 1.

Aus dem vorstehenden und der Zeichnung ergibt sich, dass hier eine kompakt aufgebaute Einrichtung vorliegt welche eine individuelle weitgehende Einstellung im erforderlichen Bereich der beiden Auflager 3 und 4 gestattet. Die auf die Schneide 5 wirkenden Bearbeitungskräfte sind im wesentlichen in der Zeichnungsebene der Figur 1 nach unten gerichtet, und es ist daher insbesondere eine optimale Einstellung der Auflager 3 und 4 in dieser Richtung wesentlich, was durch die Kulissen 15 bzw. 15' sehr genau erfolgen kann. Es wirken jedoch auch Komponenten der Bearbeitungskräfte in Axialrichtung und Umfangsrichtung des Werkstücks, und es ist daher von besonderer Wichtigkeit, auch die übrigen Einstellmöglichkeiten vorzusehen, also die Querverstellung und eine gewisse Schiefstellung der Auflager. Es ist dabei davon auszugehen, dass eine Bearbeitungsgenauigkeit im nm-Bereich nur dann sinnvoll ist, wenn auch die Positionierung des Werkstückes entsprechend genau ist. Es muss daher jede unkontrollierte Durchbiegung und jede Abweichung vom Rundlauf desselben vermieden werden. Eine eventuelle Exzentrizität der Spannzange 7 bzw. der Einspannung des Werkstücks in derselben soll daher voll kom-

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pensiert sein. Zu diesem Zweck wird die Position des Auflagers 4 bereits so gewählt, dass der Schaft 6 des Werkstücks soweit elastisch vorgespannt bzw. durchgebogen ist, dass jede Exzentrizität kompensiert ist. Das bedingt jedoch eine gewisse minimale Schiefstellung schon des Schaftes und insbesondere der Schneide 5 und eine entsprechende Einstellung und Anpassung der Position des Auflagers 3. Diese Anpassung hat so zu erfolgen, dass ohne übermässige Biegespannungen die Schneide 5 auf der ganzen Länge eindeutig abgestützt ist. Das ist durch die Schwenkmöglichkeit und Feineinstellung des Auflagers 3 optimal möglich. Die Verformung des Schaftes 6 kann hierbei in der Grössenordnung von mm, beispielsweise 1 bis 2/ioo mm betragen, während die Verformung der Schneide 5 gegenüber dem Schaft um um, beispielsweise bis höchstens 5 um beträgt.

Wie in Figur 2 angedeutet, können die Auflager vorzugsweise eine dem Durchmesser des abzustützenden Werkstückteils entsprechend bemessene Schale mit etwa halbkreisförmigem Profil sein. Es könnten jedoch auch andere Auflager, beispielsweise Prismen, Hülsen oder dergleichen vorgesehen sein. Die Auflager können leicht ausgewechselt werden und sie bestehen aus einem harten, verschleissfesten Werkstoff, beispielsweise Hartmetall oder Keramik.

Es sind verschiedene Ausführungsvarianten möglich, Während als Ausführungsbeispiel eine Zwillingseinheit gewählt ist, könnte natürlich eine entsprechende einfache Einheit mit nur je einem Auflager 3 und 4 vorgesehen sein. Die Einstellung dieser Auflager könnte gerade in diesem Falle anders erfolgen, beispielsweise durch Spindeln die alle in der Richtung der Einstellbewegung liegen. Es können andere Werkstücke ähnlicher Abmessungen und Form entsprechend untersützt und bearbeitet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Schaft uni einem learheitungsherelch, insbesondere zum Schleifen des Schneidenbereichs von Spiralbohrern, Reibahlen oder Fingerfräsern, wobei der Schaft des Werkstücks in einer Zange gespannt und das Werkstück unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützung im Bearbeitungsbereich und des Schaftes unabhängig voneinander eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Schaft als auch der Bearbeitungsbereich durch die Unterstützung elastisch verformt werden.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft stärker verformt wird als der Bearbeitungsbereich.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaft eine Durchbiegung um Hundertstell-Milli-meter, z. B. um 1 bis2/ioo mm, und dem Bearbeitungsbereich eine zusätzliche Durchbiegung gegenüber dem Schaft um |am, z. B. bis zu 5 um, erteilt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft soweit durchgebogen wird, dass jede Unrundheit der Spannzange bzw. der Einspannung des Schaftes in derselben kompensiert ist.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1—5, gekennzeichnet durch unabhängig voneinander einstellbare Auflager für den Schaft und den Bearbeitungsbereich des Werkstücks.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflager in mehreren Richtungen einstellbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflager in einer Radialebene bezüglich der Zangenachse bzw. Werkstückachse in zwei Koordinatenrichtungen einstellbar und mindestens in einer Ebene parallel zur Achse der Zange bzw. des Werkstücks schwenkbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflager in zwei Ebenen schwenkbar sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 — 9, dadurch gekennzeichnet, dass Auflager, z. B. Schalen, Prismen oder Hülsen auswechselbar in einstellbaren Trägern montiert sind.