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Einrichtung zum kombinierten Umfangs- und Stirnschliff Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum komb. Umfangs-u.
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Stirnschliff, insbesondere an spitzenlosen Äüßenrundschleifmaschinen,
mittels derer ein einmal durch Einrichten hergestelltes Verhältnis zwischen der
Zerspanung#im Umfangsschliff und der Zerspanung im Stirnschliff ohne Zutun des Bedienungsmannes
und abhängig von Anzahl und Größe der Abrichtzustellungen während der Nutzungsdauer
eines Schleifkörpers konstant gehalten wird.
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Es ist bekannt, auf spitzenlosen Außenrundschleifmaschinen Werkstücke
im komimierten Umfangs-und Stirnschliff zu bearbeiten.
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Bei einem bekannten Verfahren steht die Achse der Schleifspindel in
einem Winkel zur Achse des Werkstückes. Bei #arallelverschiebung der Schleifspindelachse
auf das Werkstück zu werden im Schrägeinstechverfahren sowohl der Umfang als auch
eine Stirnfläche des Werkatückes bearbeitet. Dabei ist nachteilig, daß das Verfahren
eine -Sondermaschine voraussetzt, die für die üblicherweise am spitzenlosen Außenrundschleifmaschinen
anfallenden Schleifaufgaben nicht eingesetzt wird.
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Ein anderes bekanntes Verfahren sieht eine Schleifspindel mit axial
verschiebbarem Schleifkörper vor. Die Axialverschiebung erfolgt, während mit einem
zweiten oder demselben Schleifkörper das Werkstück am Umfang bearbeitet wird. Dafür
ist eine Sonderschleifspindel notwendig, die außerdem mit einer Sonderabrichteinrichtung
für den Schleifkörper kombiniert sein muß. Die axiale Schleifkörper-Abnutzung durch
natürlichen Verschleiß und Abrichten muß vom Bedienungsmann kontrolliert und kompensiert
werden.
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Nachteilig ist, daß es wegen der#Sondereinrichtungen nicht möglich
ist, eine für normalen Umfangsschliff gelieferte Maschine nachträgliche für den
kombinierten Umfangs-u. Stirsnschliff brauchbar zu machen.
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Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird während des Einstechhubes
des Schleifkörpers zwecks Bearbeitung des Werkstückumfangs von einer Stirnseite
des Schleifkörpers eine Planfläche des Werkstückes mit bearbeitet.
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Das Verfahren hat verschiedene Nachteile. Die Bearbeitung des Werkstückes
beginnt mit den Stirnschliff. Bei noch fehlender Bremswirkung des Regelkörpers kann
das Werkstück die Umfangsgeschwindigkeit des Schleifkörpers annehmen. Unfallgefahr
entsteht, weil die zuerst an der Stirnfläche angreifende Schleifkraft das Werkstück
durch Hebelwirkung aus seiner Sollage werfen kann. Wegen des aus ökonomischen Gründen
begrenzten Einstechweges kann nur eine schmale stirnseitige Ringfläche geschliffen
werden. Ein Nachschärfen der den Stirnschliff ausführenden Schleifkdrperpartie hat
ein Nachjustieren des Werkstückanschlages bzw. der Werkstückauflageschiene zur Folge.
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Ein viertes Verfahren sieht einen axial verschiebbaren Werkstück bock
vor. Nachteilig ist hierbei, daß infolge der dazu notwendigen Führungen Auflageschiene
und Werkstückbock unter dem Einfluß der Schleifkräfte verstärkt zu Schwingungen
neigen.
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Alle genannten Verfahren haben den gemeinsamen Nachteil, daß der Bedienungsmann
den Verschleß der den Stirnschliff ausführenden Schleifkörperpartie überwachen und
bei Bedarf kompensieren muß.
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Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel wie Einsatz von Sondermaschinen,
Unfallgefahr usw. zu beseitigen und eine Ein# richtung zu schaffen, bei deren Anwendung
eine für normalen Umfangsschliff gelieferte Maschine nachträglich für kombilllerten
Umfangs-und Stirnschliff verwendbar wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum kombinierten
Umfangs-u. Stirnschliff zu schaffen, mittels derer ein einmal durch Einrichten hergestelltes
Verhältnis zwischen der Zerspanung im Umfangsschliff und der Zerspanung im Stirnschliff
ohne Zutun des Bedienungsrnannes und abhängig von Anzahl und Größe der Abrichtzustellungen
während der Nutzungsdauer eines Schleifkörpers konstant gehalten wird, wobei der
kombinierte Umfangs-u. Stirnschliff an einer ungerichteten Liaschine für normalen
Umfangsschliff möglich sein soll und die den Stirnschliff ausführende Schleiflcibrl,erpartie
zur Aufrechterhaltung klarer Schnittverhältnisse durch wiederholtes Abrichten schneidfähig
gehalten werden soll.
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Brfidungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die an einer lmilaschine
für normalen UmCangsschlwff parallel zur Schleifkörpèrdrehachse stehende Abrichteinrichtung
schräggestellt ist, das Abrichtwerkzeug mittels Kopierliüeal zum Abrichten von Umfang
und Stirnseite des Schleifkörpers bekannterweise geführt wird, ein axial verschiebbarer
und steuerbarer, an der im Stirnschliff zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes
angreifender Längsanschlag für das Werkstück vorgesehen ist, der das durch Abrichtschnitte
bedingte Zurückweichen der Schleifkörperstirnseite mittels Steuermittel kompensiert.
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Zur Lösung der Aufgabe gehört weiterhin, daß zur Einhaltung des Verhältnisses
zwischen Zustellbetrag des abrichtwerkzeuges Nachstellbetrag des Werkstücklängsanschlages
die Größe der jeweiligen Zustellbewegung des Abrichtwerkzeuges in Form insbesondere
elektrischer Impulse die Größe der Verschiebung des Werkstücklängsanschlages bewirkt,
und daß die bekannterweise mit Zustell-, Klinken- oder Handrad versehene Zustelleinrichtung
für das Abrichtwerkzeug mit einer Scheibe verbunden ist, die, am Umfang mit Aussparungen
versehen, von einem Kontaktgeber abgetastet wird und bei jeder Kontaktgabe bei Verdrehung
des Zustellrades die Nachführung des -Werks;tücklängsanschlages beispielsweise mittels
Klinkenrad und Klinke, ausgelöst wird.
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Die Lösung sieht weiterhin vor, daß eine Einrichtung für das automatische
Verschieben des Werkstücklängsanschlages vorgesehen ist, die aus einem Vertikalschieber
und einer mit ihm verbundenen Hülse besteht, in deren Bohrung ein Führungebolzen
verstellbar angeordnet und mit einer Platte verschraubt ist, die eine Kolbenstangenführung,
einen Nachstellzylinder, einen elektr.
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Kontakt und ein Klinkenrad trägt, die Kolbenstangenführung mit einem
Zylinder verschraubt ist, in dem ein Kolben unter dem Einfluß einer Kraftquelle
sich auf- und abbewegen kann, und eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange ihre
senkrechte Bewegung über eine Keilfläche, eine Tastrolle, ein Führungsstück, einen
Bolzen und einen Anschlaghalter in eine waagerechte Bewegung des Werkstücklängsanschlages
übertiagt und Druckelemente, beispielsweise Tellerfedern, für den ständigen Kontakt
zwischen Tastrolle und Keilfläche vorgesehen sind, die Kolbenstange mit einem Schaltkontakt
in Verbindung steht und der Nachstellzylinder mittels Kolben und Schaltklinke mit
dem #inY##nrad iv' Wi v rbindung
steht, das sich zwischen mit der
Platte fest verbundenen Führungen auf einem Gewindebolzen bewegt, der mit dem Vertikalschieber
fest verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht weiterhin darin, daß eine Einrichtung
für das automatische Verschieben des Werkstücklängsanschlages vorgesehen ist, die
aus einer mit den Werkstücklängsanschlag verschraubten, im Werkstückbock verschiebbar
gelagerten und gegen Drehung gesicherten Schubstange besteht, die über ein Verbindungsteil
mit einer über Nachführzylinder, Kolben, Schaltklinke, Klinkenrad und Gewindespindel
axial in einer Pinolenhülse beweglichen Pinole verbunden ist, wobei die Pinolenhülse
über Druckmittel stets gegen die Bolzen eines Hebels gedrückt wird und bei Bewegung
des Hebels, bedingt durch Axialverschiebung der Kolben und des Verbindungsbolzens,
eine Axialbewegung ausführt, und daß der Werkstücklängsanschlag mit einem verstellbaren
Zwischenglied verbunden ist, das mit der Pinole in Wirkverbindung steht und das
Zwischenglied mittels bekannter Steuermittel Relativbewegungen zur Pinole ausführen
kann.
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Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1: eine Draufsicht auf die Schleifkörperabrichteinrichtung
Fig. 2: eine Ansicht in Richtung Z an die Schleifkörperabrichteinrichtung nach Fig.
1 Fig. 3: die Ansicht eines steuerbaren Längsanschlages (teilweise aufgebrochen)
Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den Längsanschlag nach Fig. 3
Fig. 5: eine weitere Ausführungsart eines steuerbaren Längsanschlages Fig. 6: einen
Schnitt entlang der Linie B-S durch den Längsanschlug nach Fig. 5 Fig. 7: eine spezielle
Verbindungsart Schubstange/Pinole.
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Auf dem Maschinenrahmen 1 einer spitzenlosen Außenrundschleifmaschine
ist unter einem unveränderlichen Winkel zur Drehachse 43 des Schleifkörpers 2 eine
Abrichteinrichtung, bestehend aus P~uhrungsbett 3, Kreuzschlitten 4, PinolenschfltteQ
5 und Abrichtpinole 6 befestigt. Das am Zührungsbett 3 angebrachte Kopierlineal
wird von einer am Pinolensch3#Üten 5 ångebrachten Tastnase abgetastet und sein Profil
durch das Abrichtwerkieug 9 auf den Schleifkörper 2 überträgen. Auf Grund der Schrägstellung
des Führungsbettes 3 zur Schleifkörperdrehachse 43 können beim Abfahren des Kopierlineales
7 von rechts nach links sowohl der Mantel als auch eine Stirnfläche des Schleifkörpers
2 abgerichtet werden.
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Beim Abfahren des Kopierlineals 7 von links nach rechts wird zwecks
Überwindung der steilen Partien des Kopierlineals 7 die Tastnase 8 mittels eines
von einem nicht gezeigten Hydrauliksystem gespeisten Hydraulikzylinders 10 vom Kopierlineal
abgehoben. Die Zustellung des Abrichtwerkzeuges 9 geschieht durch Verdrehen des
Zustellrades 11.
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Nach einer gewissen Zahl von Abrichtschnitten wird die ursprüngliche
Wirkfläche X des Schleifkörpers# in die mit X' gekennzeichnete Position gewandert
sein. Dabei ist bei feststehendem Winkel zwischen P~uhrungsbett 3 und Drehachse
43 des Schleifkörpers 2 der von der Ausgangsstellung gerechnete Verdrehwinkel des
Zustellrades 11 ein indirektes Maß für die Versetzung der Wirkfläche des Schleifkörpers
2. Der radiale Vorsatz wird in bekannter Weise durch den Zustellmechanismus der
Schleifmaschine kompensierts Der axiale Vorsatz der Wirkfläche macht eine Nachstellung
des Werkstücklängsans-chlages 12 erforderlich Die Nachstel -lung erfolgt, indem
eine mit dem Zustellrad 11 für das Abrichtwerkzeug 9 verbundene und mit Aussparungen
44 versehene Scheibe 13 von einem Kontaktgeber 14 abgetastet wird, der bei jeder
Kontaktgabe bei Verdrehung des Zustellrades 11 auf den Nachstellmechanismus des
steuerbaren Werkstücklängsanschlages 12 einwirkt.
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Der steuerbare Werkstücklängsanschlag 12 ist an einer Stirnseite des
Werkstückbockes 16 angeschraubt. Zum Ausrichten auf des Werkstück 18 ist er nach
Lösen der Muttern 17 horizontal und vertikal verstellbar. Mit dem Vertikalschieber
19 ist eine Hülse 20 fest verbunden, in deren Bohrung ein Führungsbolzen 21 verschiebbar
angeordnet
ist. Er ist mit Platte 22 verschraubt, die die Kolbenstangenführung 23, den Nachstellzylinder
24, den elektrischen Kontakt 25 und die Führungen 26 und 27 für das Klinkenrad 28
trägt.
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Die Führung 27 ist über nicht gezeigte Stehbolzen mit der Platte 22
verbunden, Mit Kolbenstangenführung 23 ist Zylinder 29 verschraubt, in dem Kolben
30 mit Kolbenstange 31 unter dem Einfluß einer Kraftquelle auf und ab bewegt werden
kann. Die Kolbenstange 31 übertragt ihre senkrechte Bewegung über Keilfläche 32,
Tastrolle 33, Führungsstück 34, Bolzen 35 und Anschlaghalter 36 in eine horizontale
Bewegung des Werkstücklängsanschlages 12. Druckelemente 37 sorgen für stängigen
Kontakt zwischen Tastrolle 33 und Keilfläche 32.
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Die Druckkraft ist so bemessen, daß die beim Schleifprozeß auf das
Werkstück 18 einwirkende Axialkraft mit Sicherheit überwunden wird.
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Paßfeder 38 bewirkt die Drehsicherung des Anschlaghalters 36.
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Die untere Stellung der Kolbenstange 31, die der am weitesten linken
Stellung des Werkstücklängsanschlages 12 entspricht, wird über Nocken 40 und Schalterkontakt
39 gemeldet. In dieser Stellung kann ein Werkstück in den Schleifspalt eingelegt
werden.
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Die Nachstellung des Werkstücklängsanschlages 12 hinter der durch
Abrichten zurückweichenden Wirkfläche für den Stirnschliff des Schleifkörpers 2
erfolgt, indem auf eine Kontaktgabe des Kontaktgebere 14 ein Kolben 41 unter dem
Einfluß einer Kraftquelle einen Doppelhub ausführt, an dessen Ende die federnde
Schaltklinke 15 das Klinkenrad 28 um einen bestimmten Drehwinkel verdreht. Dabei
wird das radial und axial in den Führungen 26 und 27 gehaltene und mit Innbngewinde
versehene Klinkenrad 28 auf das Außengewinde des fest mit dem Vertikalschieber 19
verbundenen Gewindebolzen 42 hinaufgeschraubt und damit eine Axialverschiebung des
Führungsbolzens 21 und der mit ihm fest verbundenen Teile bewirkt.
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Der Arbeitsablauf beim Schleifen ist wie folgt: Durch Einrichten ist
sichergestellt, daß sowohl im Umfang als auch im Stirnschliff die gewünschte Zerspanung
erfolgt. Der Schleifspalt der Maschine ist zunächst leer. Der Kolben 30 ist in der
unteren Endstellung, der Werkstücklängsanschlag 12 unter Wirkung der Druckelemente
37 ganz nach links geschoben, die Stellung durch Schaltkontakt 39 gemeldet.
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Ein Werkstück wird so in den Schleifspalt gebracht, daß die zu schleifende
Stirnfläche hinter dem Werkstücklängsanschlag 12 liegt. Die Anschlagfläche des Anschlages
liegt dabei vor der stirnseitigen Wirkfläche des Schleifkörpers. Der Schleifprozeß
beginnt, indem durch Nähern von Schleif-- und Regelkörper zunächst der Umfang des
Werkstückes geschliffen wird. Unter der Wirkung des leicht geneigten Reg#lkörpers
wird dabei das Werkstück 18 gegen den Werkstücklängsansch# 12 gezogen. Nach Beginn
des Umfangsschliffes und dadurch bedingtes Einspannen des Werkstückes 18 fährt Kolben
30 nach oben bzw. Werkstücklängsanschlag 12 nach rechts. Das Werkstück folgt unter
der Einwirkung des Regelkörpers der Verschiebung des Werkstücklängsanschlages 12.
Der Stirnschliff erfolgt.
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Nach Beendigung von Umfangs- und Stirnschliff wird der Schleifapalt
geöffnet, Werkstücklängsanschlag 12 und Werkstück 18 werden beim Absenken des Kolbens
30 unter Wirkung der Druckelemente 37 nach links gezogen, das Werkstück 18 wird
aus dem Schleif spalt entnommen. Beim Abrichten des Schleifkörpers 2 wird nach einem
bestimmten Drehwinkel des Zustellrades 11 der Kontaktgeber 14 betätigt und infolge
seiner Einwirkung auf den Nachstellzylinder 24 wird der Ftilirungsbolzen 21 einschließlich
der mit ihm festverbundenen Teile der zurückweichenden stirnseitigen Wirkfläche
den Schleifkörpers 2 nachgeführt.
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Bei einer weiteren Ausführungsart des steuerbaren Längsanschlages
(Fig.5) ist der Werkstücklängsanschlag 45, an dem das Werkstück 46 mit seiner zu
schleifenden Stirnfläche anliegt, an einer im Werkstückbock 47 verschiebbar angebrachten
und durch Paßfeder 48 gegen Drehung gesicherten Schubstange 49 befestigt, die ihrerseits
über ein Verbindungsteil 50 mit Pinole 51 verbunden ist. Die Pinole 51 kann über
eine Gewindespindel 52 axial verschoben werden. Die Verschiebung dient der Nachführung
des Werkstücklängsanschlages 45 hinter der durch Abrichten zurückweichenden, den
Stirnschliff ausführende Partie des Schleifkörpers. Die Drehung der Gewindespindel
52 besorgt ein Nachführzylinder 53 über den Kolben 54. Federnde Schaltklinke 55
und Klinkenrad 56, wobei die Steuerung des Nachführzylinders 53 - wie im Ausführungsbeispiel
1 beschrieben -über
einen am Zustellrad für das Abrichtwerkzeug
angebrachten Kontaktgeber erfolgt. Die Pinolenhülse 63 ist in einem Gehäuse 57 axial
verschiebbar und durch Paßfeder 58 gegen Drehung gesichert gelagert und wird durch
ein Druckmittel 59 stets soweit nach rechts gedrückt, wie es der auf Achse 60 drehbar
gelagerte Hebel 61, der durch die Bolzen 62 mit Pinolenhülse 63 in Wirkverbindung
steht, zuläßt. Hebel 61 ist in Fig. 5 in der Stellung gezeichnet, die er beim Einlegen
des Werkstückes 46 in den Schleifspalt hat.
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Er liegt in der linken Endstellung mit seinem oberen Teil an der Schraube
64 an und wird dort entgegen der Einwirkung des Druckmittels 59 durch den rechts
beaufschlagten Kolben 65 gehalten.
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Der Kolben 66 - rechts beaufschlagt - liegt ebenfalls in der linken
Endstellung, der Verbindungsbolzen 67 liegt am Kolben 66 an.
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Nachdem der Schleifspalt geschlossen wurde und der Umfangsschliff
am Werkstück begonnen hat, werden Kolben 65 und 66 links besufschlagt. Der Kolben
66 läuft langsam in seine rechte, durch Bolzen 68 markierte Stellung, weil das rechts
vom Kolben befindliche Oel über eine nicht dargestellte regelbare Drossel gedrückt
wird. Der Kolben 65 dagegen läuft, da das rechts im Zylinder befindffiche Oel drucklos
abfließen kann, schnell bis an den Verbindungsbolzen 67, der sich seinerseits am
Kolben 66 abstützt.
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Nachdem sich Kolben 65, Verbindungsbolzen 67 und Kolben 66 aneinander
gelegt haben, kann sich der Kolben 65 nur noch mit der vom Kolben 66 vorgegebenen
Geschwindigkeit nach rechts bewegen.
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Auf diese Weise wird auch dem Hebel 61, der Pinolenhülse 63 und schließlich
dem Werkatücklängsanschlag 45 unter dem Einfluß des Druckmittels 59 eine unterschiedlich
schnelle Bewegung nach rechts ermöglicht. Der erste größere Wegabschnitt wird schnell
durchfahren, das Werkstück 46 kann dabei unter dem Einfluß des Regelkörpers bis
dicht an die den Stirnschliff ausführende Schleifkörperpartie heranwandern. Der
zweite Wegabschnitt wird langsam durchfahren, das Werkstück 46 wird dabei stirnseitig
bearbeitet. Nach Beendigung des Schleifprozesses wird das Werkstück 46 in umgekehrter
Weise schnell von der Schleifkörperstirnseite entfernt.
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Bei einer speziellen Ausführungsform, dargestellt in Fig. 7, ist das
Verbindungsteil 50 nicht direkt mit der Pinole 51 verbunden. Vielmehr ist das Verbindungsteil
50 mit einem als Kolben ausgebildeten Zwischenglied 69 verschraubt, das in der im
vorderem Teil zylinderförmig ausgefühJen Pinole*51 axial verschiebbar angeordnet
ist. Während der Beschickung des Schleifapaltes und während der Bearbeitung des
Werkstückes 46 ist das Zwischenglied 69 links mit Druck beaufschlagt, liegt in der
rechten Endstellung und folgt allen Bewegungen der Pinole 51. Nach Beendigung des
Schleifprozesses führt das Zwischenglied 69, nachdem es von rechts mit Druck beaufschlagt
wurde, eine Relativbewegung zur Pinole 51 aus. Dadurch wird das Werkstück 46 aus
dem Schleifspalt ausgeschoben. Alle anderen Bewegungen werden parallel dazu, wie
anhand Fig. 7 beschrieben1 ebenfalls ausgeführt.