DD209406A1

DD209406A1 - Verfahren zur optimierung des schleifprozesses bei werkstuecken mit komplizierten bearbeitungsbedingungen auf innenrundschleifmaschinen

Info

Publication number: DD209406A1
Application number: DD82242455A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Fahl; Horst-Werner Frank
Original assignee: Werkzeugmasch Okt Veb
Priority date: 1982-08-12
Filing date: 1982-08-12
Publication date: 1984-05-09
Also published as: GB8321386D0; DD209406B1; DE3316244A1; FR2531653B1; FR2531653A1; CH660323A5; JPS5930665A; IT8348843A1; GB2126137A; GB2126137B; IT8348843A0; IT1168632B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Schleifprozesses fuer Werkstuecke mit grossem und stark streuendem Aufmass, aus schwer zerspanbaren Werkstoffen, mit extrem langen Bohrungen und mit hoechsten Qualitaetsanforderungen. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, den Schleifprozess fuer die genannten Bedingungen zu optimieren, ist es Aufgabe der Erfindung, die Ausgangsbedingungen vor der Schlichtphase im Schleifprozess fuer alle Werkstuecke gleich zu gestalten und gleichzeitig die Abrichtgeschwindigkeit entsprechendden spezifischen Bedingungen fuer das Schruppen und Schlichten zu optimieren. Dazu wird der Schruppzyklus rueckwirkend vom Endpunkt desselben in gleiche Wegintervalle aufgeteilt und die Abrichtgeschwindigkeiten fuer den Schleifkoerper werden entsprechend den tatsaechlichen Bedingungen variiert.

Description

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Verfahren zur Optimierung des Schleifprozesses bei Werkstücken mit komplizierten Bearbeitungsbedingungen auf Innenrunds chleif maschinen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Schleifprozesses für Werkstücke mit großem und stark streuendem Aufmaß, aus schwer zerspanbaren Werkstoffen, mit extrem langen Bohrungen und mit höchsten Qualitätsanforderungen auf Innenrundschleifmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Bearbeitung von Werkstücken mit großem und stark, streuendem Aufmaß, aus schwer zerspanbaren Y/erkst offen, mit extrem langen Bohrungen und mit höchsten Qualitätsanforderungen auf Innenrundschleifmaschinen erfordert in der Hegel im Schruppzyklus, ein Mehrfachabrichten und ein Zwischenabrichten nach dem Schruppzyklus als Voraussetzung für das Schlichten. Dabei ist es für die Qualitätssicherung des V/erkstückes notwendig,' daß zu Beginn des Schlichtprozesses die Ausgangsbedingungen wie Dornabbiegung und Schleifkörperabrieb für alle Werkstücke möglichst gleich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bekannt, daß beim ilehrfachabrichten im Schruppzyklus der Abrichtaufruf nach bestimmten V/eg- oder Ze it int ervallen, ausgehend vom Beginn des tatsächlichen Schruppschleifens, erfolgt. Diese Intervalle beginnen mit dem Kontaktbeginn zwischen Schleifkörper und '.Verkstück, ausgelöst durch eine bekannte An-

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funksteuerung. Durch Aufmaßschwankungen treten "Verlagerungen der Abrichtintervalle im gesamten Schruppzyklus auf und führen zur Streuung in der letzten Schruppschleifphase, woraus sich unterschiedliche Ausgangsbedingungen durch unterschiedliche Dornabbiegung und Schleifkörperverschleiß für den Schlichtζyklus ergeben, die wiederum zu QualitätsSchwankungen führen. Hinzu kommt, daß mit einer Abrichtgeschwindigkeit und einem Sicherheitsbetrag im und nach dem Schruppzyklus gearbeitet wird. Dabei ist die Abrichtgeschwindigkeit die Geschwindigkeit mit der sich der Schleifkörper in axialer, radialer oder tangentialer Sichtung am Abrichtdiamant en vorbei bewegt. Der Sicherheitsbetrag ist der Betrag, um den die Zustelleinrichtung der Maschine zur Eompensierung des Abriebes vom Schleifkörper und der Dornvorspannung nach dem Abrichten zurückgenommen werden muß. Durch die Verwendung einer Abrichtgeschwindigkeit für den Schrupp- und Schlichtζyklus ist es zur Erreichung der geforderten ?/erkstückqualität notwendig, mit der für den Schlichtprozeß angepaßten Abrichtgeschwindigkeit zu arbeiten. Das bedeutet, daß im Schruppzyklus mit feinen Schleifkörperoberflächen gearbeitet wird, was gleichzeitig eine verminderte Zerspanleistung und somit Zeitverlust bedeutet. Der Sicherheitsbetrag richtet sich dagegen nach dem Schleifkörperabrieb und nach der auftretenden Dornabbiegung im Schruppzyklus. Ir bewirkt nach dem Abrichten zwischen Schruppen und Schlichten bei geringerer Dornabbiegung, hervorgerufen durch das Ausfeuern nach dem Schruppen - Ende und unterschiedlichem Schleifkörperabrieb durch eine streuende Teilstrecke vor Schruppen Ende, ein sogenanntes Luftschleifen und somit ebenfalls ein Verlust an produktiver Zeit. Dieser Stand der Technik ist z. B. bekannt nach der DS - OS 1 777 133.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Schleifprozeß für schwer zerspanbare Werkstücke mit hohem, streuendem Aufmaß, mit schwankenden Werkstoffqualitäten und V/ärmebehandlungs-

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qualitäten, mit extrem langen Bohrungen (Verhältnis Durchmesser zu Bohrungslänge 1:3 und größer) und mit geforderten hohen Eertigungsqualitäten zu optimieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ausgangsbedingungen Tor der Schlichtphase im Sehleifprozeß für alle Werkstücke gleich zu gestalten und gleichzeitig die Abrichtgeschwindigkeit entsprechend den spezifischen Bedingungen für das Schruppen und Schlichten zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelößt: Durch den Einsatz einer rechnergestützten Steuerung ist es möglich, mit dem Anfunken des Schleifkörpers am Werkstück sofort das tatsächliche Aufmaß am Werkstück zu ermitteln. Durch den Abzug eines vorher eingegebenen Bestwertes für das Aufmaß zum Schlichten ergibt sich das durch Schruppschleifen zu entfernende Aufmaß. Dieses Aufmaß ist werkstückbezogen in aller Segel unterschiedlich« Das τ/erkstückbezogene Aufmaß wird im Rechner vom Endpunkt des notwendigen Schruppzyklus rückwirkend in vorgegebene konstante fegint ervalle- aufgeteilt. An. den; Endpunkten eines jeden Wegintervalle s wird dann ein AbrichtVorgang eingeleitet. Zum anderen kann durch programmierte, feste Abrichtaufrufpunkte, die der Anfunksteuerung untergeordnet sind, d. h. der 1. Aufruf erfolgt erst nach Beginn des Anschleif ens, der Schruppzyklus realisiert werden. Um optimale Bedingungen im Schrupp- und Schlichtzyklus zu erreichen, wird mit verschiedenen, den spezifichen Eingriff sbedingungen genügenden Abrichtgeschwindigkeit en und Sicherheitsbeträgen gearbeitet. So wird nach den einzelnen Schruppintervallen mit einer hohen Abrichtgeschwin-, digkelt der Schleifkörper aufgerauht, um eine hohe Zerspanleistung zti erreichen. Da in den einzelnen Schruppintervallen die Zustellgeschwindigkeit in bekannter Weise variiert wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Abrichtgeschwindigkeiten für diese Intervalle ebenfalls zu variieren. Durch die dadurch möglich werdenden hohen

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Zustellgeschwindigkeiten wird der Schleifdorn entsprechend stark vorgespannt und der Schleifkörper extrem abgenutzt bzw. deformiert. Die Größe des Schleifkörperabriebes und der Schleifdornabbiegung bestimmen den notwendigen Sicherheitsbetrag zur Realisierung des folgenden Teilzyklus ohne sofortige Berührung des Schleifkörpers mit dem Werkstück, d.h. der Schleifkörper soll nicht mit "Feuer" anschleifen, ein Luftschleifen aber so gering wie möglich gehalten werden. Im Schruppzyklus vor dem Mehrfachabrichten und nach dem Schruppzyklus vor dem Zwischenabrichten erfolgt wahlweise zur Entlastung des Schleifdornes und des gesamten Zustellsystems ein sogenanntes Ausfeuern mit vorprogrammierbaren unterschiedlichen Zeiten. Dadurch werden im Schlichtzyklus entsprechende Genauigkeitsparameter, speziell bezüglich der Oberflächenqualität, erreicht. Durch die unterschiedlichen Abrichtgeschwindigkeiten im Schruppen und vor dem Schlichten ist ein optimales Zerspanen im Schruppzyklus und dadurch eine Leistungssteigerung, sowie ein an- schließendes Feinschleifen zur Verbesserung der Werkstückqualität, möglich.

Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich gegenüber dem bisherigen Stand der Technik wesentliche Vorteile:

- Schaffung günstiger Voraussetzungen für eine Qualitätssteigerung durch möglichst optimale Anpassung des gesamten Schleifzyklus an die Bearbeitungsaufgabe

- Schaffung gleicher Ausgangsbedingungen für alle Werkstücke zu Beginn des Schlichtzyklus als Voraussetzung für eine gleichbleibende Qualitätssicherung

- Einsparung von Arbeitszeit durch eine mögliche Erhöhung der Zerspanleistung im Schruppzyklus und durch die Verringerung des Sicherheitsbetrages im Schlichtzyklus.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Das dazugehörige obere Diagramm zeigt den Ablauf des gesamten Schleifzyklus an Hand

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der Entwicklung der Zustellung des Sohleifkörpers über der Zeit, das untere Diagramm die zyklusbedingten Abrichtintervalle mit den Abrichtgeschwindigkeiten des Schleiftisches. Auf der oberen Ordinate ist der Weg der Zustellung vom Anfangspunkt P_Q bis zum Endpunkt P- aufgetragen. Lie Punkte P₁ ,"ΡΛ und P₂, stellen den Beginn des Schruppzyklus entsprechend dem tatsächlich vorhandenen Schleifaufmaß dar, Ber Punkt Pg steht für die im Eechner programmierte Beendigung des Schruppzyklus. Mit dem Änfunken des Schleifkörper s an das Werkstück erfaßt der Eechner das abzuarbeitende Aufmaß für das Schruppen und teilt in vorgegebene konstante Wegintervalle A, rücklaufend von P₂ auf. Eine Streuung tritt dadurch zwangsläufig in der Wegstrecke vor dem ersten Abrichten auf. Um ein unnötiges Abrichten zu vermeiden, muß die Wegstrecke vor dem ersten Abrichten größer als ein Sicherheitsbetrag S, jedoch kleiner oder gleich A + S sein.

Der gesamte Schleifzyklus in seiner zeitlichen Entwicklungfür.z. B. viermal Abrichten im Schruppzyklus, und einmal Zwischenabrichten vor dem Schlichtzyklus wird durch den durchgezogenen Linienverlauf dargestellt. Der Weg vom Ausgangspunkt Pq bis zum Punkt P. als Ausgangspunkt des Schruppzyklus wird mit Anfunkgeschv/indigkeit, die kleiner als die Eilzustellgeschwindigkeit ist, überwunden. lach dem Änfunken erfolgt die erste Schrupphase mit hoher Zustellgeschwindigkeit sowie nach folgendem Eücksprung zum Abrichten. Dabei erfolgt das Abrichten nach oberem Diagramm mit einem hohen Abrichtbetrag und unterem Diagramm mit einer hohen Abrichtgeschwindigkeit. Each dem Abrichten folgt der Vorsprung des Schleifkörpers mit einem großen Sicherheitsbetrag S.. Durch die hohe Abrichtgesehwindigkeit erfolgt ein Aufrauhen der Schneidfläche des Schleifkörpers als Voraussetzung zur Erzielung einer großen Zerspanleistung. Der maximale Schleifkörperabrieb bestimmt die Größe des Abrichtbetrages a .^₁. > Abrieb und Schleifdornvorspannung bestimmen die Wahl des Sicherheitsbetrages S... Der Sicherheitsbetrag S^ wird so gewählt, daß der Schleifkörper zu Beginn der nächsten Schruppphase

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nicht ins volle Material fährt. So werden Schleifkörperdeformation und Schleifdornvorspannung zu Beginn der Schruppphase vermieden. Nach dem Erreichen des Punktes P₂ in der 5. 'Schruppphase erfolgt ein sogenanntes Ausfeuern zur aktiven Schleifentspannung und Schaffung konstanter Ausgangsbedingungen für den folgenden Schlichtzyklus. Es schließt sich an ein Eücksprung zum Zwischenabrichten der Schneidfläche. des Schleifkörpers mit niederem Abrichtbetrag und niederer AbrichtgeschY/indigkeit, um eine hohe Oberflächengüte für die Schneidfläche zu erreichen. Danach erfolgt der Vorsprung unter Beachtung eines reduzierten Sicherheitsbetrages S₂ zur weitgehendsten Vermeidung eines sogenannten zeitraubenden Luftschleifens. Bei Erreichen des Punktes P- wird die Zustellung gestoppt und es erfolgt ein Ausfeuern zur Entlassung des Systems Werkstück - Werkzeug — Zustelleinrichtung und damit zur Erreichung der geforderten G-enauigke it spar ame t er, speziell zur Sicherung der Qualität der bearbeiteten Oberfläche. Wie die gestrichelte linie zeigt, kann bei besonders komplizierten Schnittbedingungen nach jeder Schruppphase ein wahlweises. Ausfeuern vorgesehen werden, um die Schleifdornabbiegung kompensieren zu können. Das bedeutet aber, wie aus dem oberen Diagramm zu ersehen ist, eine Verlängerung der Bearbeitungszeit.

Die gepunkteten Linien zeigen, beginnend mit den Punkten P * und P", den Zyklusverlauf bei schwankenden Aufmaßen. So ist aus der Linie von P," ausgehend zu ersehen, daß auf G-rund des geringeren Aufmaßes nur ein Abrichten im Schruppzyklus und ein Zwischenabrichten vor dem Schlichten notwendig ist.

Durch die Möglichkeit, die Abrichtgeschwindigkeiten zu variieren, wobei sie auch innerhalb der einzelnen Schruppphasen unterschiedlich sein können, ist gewährleistet, daß die Qualität der Arbeitsfläche des Schleifkörpers den spezifischen Schnittbedingungen, wie sie schon vorstehend genannt wurden, angepaßt werden kann. Die Wahl konstanter Wegintervalle für den Schruppzyklus,

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ndpunkt der Schruppzustellung P„ ermöglicht einen Abbau aller unterschiedlichen Schleifdornabbiegungen und Schleifkörperabriebe im Verlauf des Schruppzyklus und schafft konstante Ausgangsbedingungen für den Schlichtζyklus.

Claims

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Brf indungsanspruch

1. Verfahren zur Optimierung des Schleifprozesses "bei Werkstücken mit großem und stark streuendem Aufmaß, aus schwer zerspanbaren Werkstoffen, mit extrem langen Bohrungen und hohen Qualitätsanforderungen auf Sohleifautomaten mit GHG - Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Augenblick der Berührung des Schleifkörpers mit dem Werkstück' vom Rechner das gesamte abzuarbeitende Aufmaß ermittelt wird, daß von diesem Gesamtaufmaß das Schlichtaufmaß als eingegebener Restbetrag subtrahiert wird, daß das abzuarbeitende werkstückbezogene Schruppaufmaß vom Ende des Schruppzyklus an rücklaufend aufgeteilt wird, daß die Endpunkte dieser_Wegintervalle als Ausgangspunkte für einen AbrichtVorgang verwendet werden, daß der Schleifkörper für die Abrichtvorgänge im Schruppzyklus mit hoher Abrichtgeschwindigkeit und für das Abrichten zum Schlichtzyklus mit niederer Abrichtgeschwindigkeit abgerichtet wird und daß die Sicherheitsbeträge beim Schruppen und vor dem Schlichten nach dem Abrichten variiert werden können.
2. Verfahren, zur.·:Optimierung des Schleifprozesses nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abrichtgeschwindigkeiten für die Abrichtvorgänge im Schruppzyklus variiert werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen