WO2011085913A1 - Verfahren zum rundschleifen von langen, dünnen rundstangen und rundschleifmaschine zur durchführung des verfahrens mit einer nachlaufenden, selbstzentrierenden lünette - Google Patents

Verfahren zum rundschleifen von langen, dünnen rundstangen und rundschleifmaschine zur durchführung des verfahrens mit einer nachlaufenden, selbstzentrierenden lünette Download PDF

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grinding wheel
round
round rod
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Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
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    • B24B49/04Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/04Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally

Definitions

  • the invention relates to a method for cylindrical grinding of long, thin round bars according to the preamble of claim 1 and a cylindrical grinding machine for carrying out the method according to the preamble of claim 7.
  • a method of this type is known from DE 103 08 292 B4 of the Applicant.
  • the known method is intended for the production of tools made of hard metal, which is especially intended to round rods made of sintered cemented carbide as a starting material.
  • the known method is "working from the running rod", ie the forming the starting material round rod whose length is a multiple of the length of the individual tool is gradually pushed through the chuck of the workpiece headstock and each tightened when a certain, the The method is imperative that the outstanding end area is clamped between the workpiece headstock and a tailstock during cylindrical grinding between the workpiece headstock and its tailstock first still free end of the round rod a face cone are sanded with great accuracy, which is to be retracted for tightening in a hollow body, which is located on a sleeve of the tailstock.
  • a cylindrical grinding machine which is also intended for grinding long, thin round rods.
  • length / diameter ratios of more than 100 are to be achieved with this machine.
  • a workpiece headstock in the direction of its spindle axis which is also the axis of rotation of the clamped workpiece, slidably mounted on the machine bed.
  • the long, thin workpiece clamped in the workpiece spindle (quill) is driven with its free end between two grinding wheels, the axes of rotation of which run parallel to that of the workpiece.
  • the two grinding wheels lie approximately in the same radial plane and leave between them a gap, into which the workpiece can enter.
  • the two grinding wheels, one of which can be used for roughing and the other for fine machining are delivered to the workpiece in a direction perpendicular to their axes of rotation.
  • a support with a V-shaped recess is arranged; a separate pressure roller causes the workpiece is held firmly in this recess.
  • the known cylindrical grinding machine according to DE 694 21 859 T2 is intended to operate such that the workpiece headstock guides the workpiece in its axial direction along the grinding wheels until the entire length of the diameter of the workpiece to be ground is ground. In this case, however, the workpiece lies in the recess of the support with a peripheral surface which is not to be machined in this machine, and the workpiece must rotate with this peripheral surface in the recess. This is only possible with regard to the grinding result when the workpiece is already ground on its cylindrical shank. With the cylindrical grinding machine according to DE 694 21 859 12, therefore, no workpieces can be ground that still have their - for example turned - raw contour.
  • DE 198 57 364 A1 shows that an in-process measurement and control can also be carried out successfully during peeling grinding.
  • peel grinding the outside diameter of a workpiece to be produced is ground in a single longitudinal stroke. This brings with it the difficulty in measuring and controlling, that the already honed Au- # be messyr can not be corrected later if the specified size is exceeded.
  • the workpiece is permanently and continuously measured during grinding on the existing actual dimension and simultaneously the measured actual size continuously automatically corrected to a predetermined grinding time-dependent nominal size. In this way it is avoided that the workpiece to be ground is ground to undersize.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which works quickly and economically, is easy to perform and leads to grinding results of high accuracy.
  • the solution of this problem is achieved with the entirety of the features of claim 1.
  • the principle of the method according to the invention is based on the fact that in grinding operation, the grinding wheel and the steady rest together form an operational solid unit and that this unit is moved relative to the round rod in the longitudinal direction.
  • the fixed longitudinal assignment is given by the fact that the bezel rests against the already ground by the peel grinding part of the round rod.
  • the bezel is thus opposite the grinding area - this is the area in which the grinding wheel touches the round bar - offset laterally towards the workpiece headstock out.
  • the grinding wheel is always the first on the uncut round bar effective, so that one can also speak of a caster of the bezel.
  • the grinding wheel is no longer active in the ground area of the round bar on which the steady rest rests.
  • “Operationally fixed” in claim 1 means that the steady rest and the grinding wheel must be held in this fixed longitudinal allocation at least during grinding.This can be done simply by mounting a grinding spindle bearing the grinding wheel firmly together with the steady rest on a carriage or grinding table is, which is axially moved relative to a fixed workpiece headstock in which the round rod is clamped.
  • the reverse arrangement with fixed unit consisting of grinding wheel and steady rest as well as with moving round bar is also possible.
  • the steady rest can be moved in the axial direction relative to the grinding wheel. This has advantages when grinding special contours as well as when loading and unloading the grinding machine.
  • the method according to the invention has the advantage that the steady rest is always effective close to the grinding wheel.
  • a single bezel is sufficient, because it always stands at the optimum position.
  • the arrangement of further steady rests is also not ruled out in the case of particularly long round bars which tend to sag.
  • the support on the already ground by longitudinal grinding area of the round bar leads to a safe and accurate guidance and is another prerequisite for a grinding result of high accuracy.
  • the method can therefore still be carried out by peeling grinding, and the round rods can be clamped with their rough contour in the workpiece headstock.
  • the special preceding method step is therefore omitted in that the cylindrical shank of the workpiece / blank must be ground.
  • the secure support of the round rod close to the grinding wheel brings with it the further advantage that the method can be carried out solely with flying clamping of the round rod in the workpiece headstock; It is therefore not essential to support the other end of the round rod in a tailstock.
  • the in-process measurement and control of the ground diameter is also carried out in the inventive method. Since the steady rest must be offset laterally in the direction of the workpiece headstock relative to the plane of rotation of the grinding wheel, the feeler elements of a measuring device can still be brought into contact with the round rod in the grinding area of the grinding wheel. This is the peripheral area on the round bar that is touched by the grinding wheel. The measurement takes place at the finished dimension of a grinding pass.
  • the inventive method can be carried out with particular accuracy by constantly adjusting and correcting the loop intervention.
  • the method according to the invention can furthermore be optimized in that it is carried out according to claim 3 with an automatically adjusting and centering steady rest. This ensures that the axis of rotation of the rotating round bar is always held in the position predetermined by the workpiece headstock. It can thus achieve an optimal grinding result.
  • Claims 5 and 6 indicate how the method according to the invention can be carried out in practice when the round bar is moved in its longitudinal direction during grinding or stands still. All described motion and control operations can be CNC controlled.
  • the invention also relates to a cylindrical grinding machine according to the preamble of claim 7, which is to serve for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 5.
  • the state of the art for a cylindrical grinding machine according to the preamble of claim 7 can be the already described cylindrical grinding machine according to DE 694 21 859 T2. This differs from the cylindrical grinding machine according to the invention by the features indicated in the characterizing part of claim 7.
  • the basic difference with the prior art is in the cylindrical grinding machine according to claim 7 in that the workpiece headstock pulls the round rod in the grinding operation along the rotating grinding wheel, whereby the steady rest against the already ground portion of the round bar.
  • Such a grinding machine can be carried out in a particularly simple manner in that the steady rest, the measuring point of the measuring device and the grinding spindle are fixedly arranged on a machine bed, while the workpiece headstock in the clamping direction of the rotating round rod, linear and abrasive past the grinding wheel ,
  • the kinematic reversal with a fixed workpiece spindle head and a linearly movable unit of steady rest, measuring head and grinding spindle is relatively easy to perform.
  • Fig. 1 is a top view of a device with which the method according to the invention is carried out.
  • FIG. 2 shows further details of the device according to FIG. 1 in the there drawn, partially sectioned view along the line A - A.
  • Fig. 3 is a view similar to Fig. 2 along the line A - A in Fig. 1 in another working phase of the device.
  • FIG. 4 is a partially sectional view taken along the line B - B in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a partially sectional view taken along the line B - B in FIG. 1.
  • Figure 5 shows a top view of a grinding machine based on the basic structure of a universal grinding machine for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 6 shows a detail C of Fig. 5 in an enlarged view.
  • Fig. 7 is a view corresponding to Fig. 5 in another processing phase.
  • Fig. 8 illustrates the conditions when grinding a conical contour.
  • Fig. 9 shows how also graded contours can be ground with the method according to the invention.
  • FIG. 1 the main parts of a device, with which the method according to the invention is carried out, are schematically illustrated in a view from above.
  • Fig. 1 is mainly used to explain the basic principle of the method.
  • 1 denotes the workpiece headstock of a grinding machine.
  • the workpiece headstock 1 serves to accommodate a chuck 2.
  • the round rod 3 so the workpiece to be ground, clamped at one end.
  • the opposite other end may be clamped in a known manner on a tailstock, which is not shown in Fig. 1.
  • the workpiece headstock 1 has an electromotive drive and offset the clamped round rod 3 in rotation about its longitudinal axis. 4
  • the grinding wheel 5 denotes a grinding wheel of substantially cylindrical contour, which rotates about the axis of rotation 6.
  • the grinding wheel 5 is delivered in the feed direction 7 to the round bar 3, and the output diameter DO of the round bar 3 is reduced to the finished dimension D1.
  • a bezel 9, a Vorablageprisma 10 and the measuring head 13 of a diameter-measuring device on a common base 8 are arranged on the side opposite the grinding wheel 5 side of the round bar 3.
  • the base 8 illustrates that the three mentioned parts 9, 10 and 13 are to form a combined, common assembly which, depending on the embodiment, can also be moved as a whole parallel to the common central axis 4, cf. the directional arrow 15b.
  • the bezel 9 is used in a known manner to support the workpiece and absorb the grinding pressure of the grinding wheel 5 so that it does not bend the workpiece during grinding.
  • the Vorablageprisma 10 is pivotally mounted about a pivot axis 12 on the bezel 9 and serves as a temporary storage for the workpiece during loading and unloading, as will be explained below.
  • the pre-depositing prism 10 is provided with a longitudinal stop 11.
  • the measuring head 13 has one or more movable feeler members 14 which are brought into contact with the grinding area 3c of the round bar 3 in the current grinding operation. This is the peripheral portion of the round bar 3, in which the grinding wheel 5 the Round bar 3 touched.
  • the grinding area 3c lies between the non-ground area 3a and the ground area 3b, against which the steady rest 9 rests with its lunette jaws 19.
  • the diameter reached in each case in the grinding region 3c is continuously measured during the grinding operation and processed by the CNC control of the device into further actuating signals for the grinding wheel 5.
  • the arrangement is such that the sensing elements 14 of the grinding wheel 5 in the grinding area 3c are directly opposite.
  • the directional arrows 15a (grinding wheel 5), 15b (base 8) and 16 (workpiece headstock 1) are essential. It is important that during grinding a relative, oppositely directed movement between on the one hand the workpiece headstock 1 (direction arrow 16) and the other hand, the grinding wheel 5 on the ground workpiece diameter together with the base 8 (direction arrows 15a, 15b) comes about. In this case, one of the two oppositely moved modules can also stand still.
  • the grinding wheel 5 can rest with the associated grinding spindle and the base 8 in the direction parallel to the common center axis 4; then the workpiece headstock 1 is pulled with the round bar 3 in the direction of the directional arrow 16. In this case, the round bar 3 is pulled past with constant reduction of its diameter at the grinding wheel 5, but the bezel 9 is always consistent in the area of the grinding wheel 5. Although there is only a single bezel 9 available, but this always acts at the optimum location.
  • the workpiece headstock 1 could stand still together with the round rod 3, and the grinding wheel 5 would be moved together with the base 8 in the common direction 15a, 15b. Then the grinding wheel 5 moves over the round bar 3 in Fig. 1 from left to right, and the bezel 9 follows the grinding wheel 5 trailing at a small longitudinal distance. It is also achieved that the round rod 3 is optimally supported during grinding. In the two cases mentioned, of course, the measuring head 13 always remains in its arrangement relative to the grinding wheel 5. When the grinding wheel 5 and the base 8 in the direction parallel to the common
  • Longitudinal axis 4 are arranged stationary, resulting in a grinding machine of basically simple construction; because only the workpiece headstock 1 has to be moved in the direction of the common longitudinal axis 4 for grinding.
  • a design in the manner of universal grinding machines for the method according to the invention also provides further possibilities for grinding special contours, as will be shown below.
  • FIG. 2 shows details of the assembly consisting of the steady rest 9, the prismatic prism 10 and the measuring head 13 on the common base 8 in a side view corresponding to the line A - A in FIG. 1. It also corresponds to the working phase of FIG grinding. It can be seen that the base 8 is placed on a machine bed 17 and that the Vorablageprisma 10 is located on a pivot arm which can be adjusted about the pivot axis 12. The two possible pivoting directions are indicated by the curved double arrow 18. In Fig. 2, the Vorablageprisma 10 is lowered to its rest position and empty. The round rod 3 is held by the workpiece spindle head 1 at its one end and driven for rotation. The grinding wheel 5 also rotates and is delivered to the round bar 3.
  • the arranged next to the prism lunette jaws 19 are in their extended position, hold the round rod 3 and support it against the grinding pressure.
  • the round bar 3 is held and supported by the now extended lunette jaws 19 with only a small lateral distance from the grinding wheel 5 (see FIG. Despite the mutual movement of grinding wheel 5 and round bar 3, the mutual assignment of grinding wheel 5 and steady rest 9 in the longitudinal direction always remains the same, so that an optimal support of the round bar 3 and thus a high grinding accuracy is ensured.
  • FIG. 3 Another working phase in the same viewing direction A - A from FIG. 1 is shown in FIG. 3. This is the working phase of loading and unloading.
  • the grinding wheel 5 is moved back, and the workpiece spindle head 1 stands still.
  • the prewar prism 10 is raised to its upper position, which is the loading and unloading position.
  • On the Vorablageprisma 10 rests in Fig. 1 right end of a round bar 3 and thereby strikes the longitudinal stop 1 1, see. Also Fig. 6.
  • the next to the Vorablageprisma 10 lunette jaws 19 are withdrawn in their non-fitting to a workpiece position.
  • the lunettes 9 shown here by way of example can not only support the round bar 3 and counteract the grinding pressure, but also act centering. Bezels of this type are automatically tracked very precisely the decreasing diameter of the round rods 3 in the sense of centering. They belong to the state of the art; as an example of many, EP 0 554 506 B1 may be mentioned. A more detailed description is therefore not required.
  • Fig. 4 shows in the partially sectioned view taken along the line B - B in Fig. 1, as the sensing elements 14 of the measuring device 13 are employed in their Anstellcardi 20 to the round bar 3.
  • the measuring devices of this type are also state of the art, cf. DE 198 57 364 A1. They make it possible to measure the diameter of the round bar 3 currently located in the grinding area 3c in a time-parallel manner. Based on these measurements, dimensional deviations from the nominal dimension can be compensated immediately via the CNC control of the grinding machine.
  • FIG. 5 shows in a view from above a grinding machine which, in its basic arrangement, corresponds to a universal grinding machine and is set up to carry out the method according to the invention.
  • a guide carriage 21 On the machine bed 17 of this grinding machine, a guide carriage 21 is arranged, which can be moved in the direction 28 (X direction) on the machine bed 7.
  • a wheel spindle 22 On the guide carriage 21 is a wheel spindle 22, which in turn carries a first grinding spindle 23 with a first grinding wheel 24 and a second grinding spindle 25 with a second grinding wheel 26.
  • the wheelhead 22 can be pivoted on the guide carriage 21 about a vertical pivot axis 27 (B axis).
  • the grinding wheels 24 and 26 of the grinding spindles 23, 25 can thereby bring in and out of operative position.
  • a grinding table 29 is arranged, which can be moved in the direction 30 (Z1 -axis).
  • On the grinding table 29 of the workpiece headstock 1 is movably constructed, which has a chuck 2 for receiving the round bar 3 in the manner already described.
  • the electric motor driven workpiece headstock 1 has a central center axis, which is at the same time the axis of rotation of the chuck 2 and the longitudinal axis of the clamped round rod 3. This is already introduced with reference to FIG. 1 common center axis 4 (Z2 axis).
  • the arrangement is designed such that the axes 30 and 4 run parallel to each other and that the workpiece headstock 1 can be moved on the grinding table 29 independently of this in the direction of the common center axis 4.
  • the direction of movement 28 of the guide carriage 21 is directed substantially perpendicular to the two axes 29 and 4 and thus corresponds to the feed direction 7 of FIG. 1.
  • 31 denotes protective covers in the form of bellows, which hold the slide tracks of the grinding table 29 and the workpiece Cover headstock 1.
  • the state shown in Figure 5 corresponds to the process step of the loading.
  • the round rod 3 is to be inserted with its left in Figure 5 end in the chuck of the workpiece headstock 1.
  • the opposite right end of the round bar 3 is placed on the upwardly pivoted Vorabiageprisma 10, as shown in Figure 3 can be seen.
  • a slight pressure on the end face of the round rod 3 is exercised by the longitudinal stop 1 1.
  • the contact pressure comes about through a pressure element, here a sprung pressure element in the chuck.
  • the workpiece headstock 1 is moved to the process of loading on a theParknread the round bar 3 associated distance in its direction of movement 30 to the left.
  • the guide carriage 21 is moved in its trajectory 28 forward until the first grinding wheel 24 of first grinding spindle 23 is delivered to the round bar 3.
  • the workpiece spindle head 1 has meanwhile set the round rod in rotation, so that the process of cylindrical grinding by the rotating first grinding wheel 24 can begin.
  • the workpiece headstock 1 is moved continuously in its movement path 30 to the left.
  • the steady rest 9 can now be set on the workpiece 3 for its support. Referring to FIG. 1, it is clear that, to the right of the grinding wheel 5, the uncut portion 3a of the round bar 3 lies, while the steady rest 9 supports the ground portion 3b to the left of the grinding wheel 5.
  • the grinding process is continued, until the entire of the chuck 2 outstanding length of the round rod 3 is ground.
  • the round rod 3 is thereby effectively pulled from right to left through the bezel 9 and is always safely supported and centered. It is preferably ground in peeling process.
  • the lunette jaws 19, the feeler members 14 and the Vorablagepris- 10 are in this case in the position shown in Figures 1 and 2.
  • the diameter of the round rod 3 is thereby reduced from the initial diameter DO to the final diameter D1 (see Figure 1), wherein continuously with the measuring head 13 of the diameter reached is measured and corrected and the rest of the round rod 3 by the bezel 9 self-centering close to the Grinding wheel 5 and 24 is supported.
  • the grinding machines according to Figures 5 and 7 are characterized by special movement and adjustment between the workpiece spindle head 1 and the common assembly of bezel 9, Vorablageprisma 10 and measuring head 13.
  • This mobility results from the fact that the workpiece spindle head 1 is arranged to be movable on the already movable grinding table 29 itself. It is also the reverse arrangement conceivable, namely that the workpiece spindle head 1 is fixedly connected to the grinding table 29, while said common unit can be moved, for example, on the already mentioned common base 8 in addition to the grinding table 29.
  • This double Agility does not only have an advantageous effect on the grinding process itself, but also on the important loading and unloading processes.
  • a workpiece is produced from a round bar 3 by grinding, in which a cylindrical section 32 of larger diameter D1 A is connected to a further cylindrical section 33 of smaller diameter D1 B via a conical connecting section 34.
  • a contour can also be produced by the method according to the invention and the associated grinding machines.
  • the properties of the automatically trailing, self-centering steady rests 9 are exploited, the lenticular jaws 19 of which automatically adapt to the changed grinding diameter.
  • the lunette jaws 19 may be provided with wear plates which may be polycrystalline diamond (PCD) or cubic centered drill nitride (CBN). These wear plates are crowned in the direction of the longitudinal axis of the resulting workpiece.
  • PCD polycrystalline diamond
  • CBN cubic centered drill nitride
  • tapered constrictions on the workpiece can be ground in the same process as diameter grinding.
  • the generatrix of the tapered transition section 34 may be rectilinear or curved. It should be explained with reference to FIG. 9 that workpieces with graduated diameter regions can also be ground with the method according to the invention.
  • the region 32 of larger diameter D1 A is ground by the basic method, whereby a little more than the desired length L of this section 32 is achieved, cf.
  • the longitudinal feed of the grinding (see the directional arrow 16) is stopped and the grinding wheel 5 is lifted from the round bar 3 by a small amount.
  • the bezel 9 is then reset against the feed direction 16 with respect to the grinding wheel 5, so that the grinding wheel 5 and the lunette jaws 19 face each other, cf. the dashed line with 5 'and 19'.
  • the grinding wheel 5 is again delivered to the round bar 3 until a smaller diameter D1 B is reached. This is made possible by using a trailing bezel 9; ie the lunette jaws 19 are self-centering during the delivery of the grinding wheel 5 to the smaller workpiece diameter. By doing so, the round bar 3 is continuously supported.
  • the grinding wheel 5 After the grinding wheel 5 has been fed to the smaller diameter to be ground, it can be further ground in the procedure already described. It is thus again set the axial distance between the lunette jaws 19 and the grinding wheel 5.
  • the round rod 3 is now guided along again in the usual manner on the grinding wheel 5 in the longitudinal grinding feed.
  • This procedure is only possible Lich because the already described double mobility of workpiece headstock 1 and grinding table 29 is given. Furthermore, this procedure is bound to the fact that the changes in the diameter remain in the grinding, so the maximum cutting depth for the grinding wheel during peeling grinding is not exceeded. If this is the case, the workpiece is ground in several cuts to finished size.

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Abstract

Bei einer Rundschleifmaschine wird eine durch Schälschleifen zu schleifende Rundstange (3) in dem Spannfutter (2) eines Werkstück-Spindelstocks (1) eingespannt, so dass eine Rotation um die gemeinsame Mittelachse (4) zustande kommt. Die Rundstange (3) wird in Richtung des Richtungspfeils (16) an einer stationär gelagerten rotierenden Schleifscheibe (5) schleifwirksam entlang gezogen. In fester seitlicher Zuordnung zu der Schleifscheibe (5) steht eine Lünette (9) zusammen mit einem Messkopf (13) und einem Vorablageprisma (10). Die nachlaufende, sich selbsttätig nachstellende und selbstzentrierende Lünette sorgt dafür, dass die Lünettenbacken (19) dabei stets an dem durch das Schälschleifen bereits geschliffenen Bereich (3b) der Rundstange (3) anliegen. Das Vorablageprisma (10) erleichtert das Beschicken der Rundschleifmaschine.

Description

VERFAHREN ZUM RUNDSCHLEIFEN VON LANGEN, DÜNNEN
RUNDSTANGEN UND RUNDSCHLEIFMASCHINE ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS MIT EINER NACHLAUFENDEN, SELBSTZENTRIERENDEN
LÜNETTE Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen von langen, dünnen Rundstangen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Rundschleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 103 08 292 B4 der Anmelderin bekannt. Das bekannte Verfahren ist zur Herstellung von Werkzeugen aus Hartmetall bestimmt, wobei besonders an Rundstäbe aus gesintertem Hartmetall als Ausgangsmaterial gedacht ist. Gemäß dem bekannten Verfahren wird„von der laufenden Stange gearbeitet", d.h. der das Ausgangsmaterial bildende Rundstab, dessen Länge ein Vielfaches der Länge des einzelnen Werkzeugs beträgt, wird schrittweise durch das Spannfutter des Werkstück-Spindelstocks hindurchgeschoben und jeweils festgespannt, wenn ein bestimmter, dem herzustellenden Werkzeug in seiner Länge etwa entsprechender Endbereich des Rundstabes aus dem Werkstück-Spindelstock herausragt und dem Reitstock zugewandt ist. Das Verfahren ist zwingend darauf abgestellt, dass der herausragende Endbereich beim Rundschleifen zwischen dem Werkstück-Spindelstock und einem Reitstock eingespannt ist. Deshalb muss an das zunächst noch freie Ende des Rundstabes ein Stirnkonus mit großer Genauigkeit angeschliffen werden, der zum Festspannen in einen Hohlkörper eingefahren werden soll, der sich an einer Pinole des Reitstocks befindet.
Allein schon wegen der Genauigkeit des Stirnkonus sollen daher an den herausragenden Endbereich des Rundstabes ein oder zwei Lünettensitze angeschliffen werden. Die hierfür vorgese- henen Lünetten müssen in jedem Fall angestellt sein, wenn der Stirnkonus geschliffen wird. Das anschließende Rundschleifen des beidseitig eingespannten Endbereiches soll bevorzugt im Schälschleifverfahren erfolgen; hierbei wird das Anstellen der Lünetten nicht unbedingt für erforderlich gehalten. Das bekannte Verfahren hat sich als vorteilhaft erwiesen, ist aber in der vorgeschlagenen Form zum Schleifen von langen und dünnen Rundstangen nicht geeignet. Als Beispiel für die hier in Frage kommenden Rundstangen soll eine Länge von 400 mm bei einem Durchmesser von 4 mm genannt werden. Trotz der Verwendung eines Reitstocks wären beim Schleifen von Rundstangen mit einem entsprechenden Längen-/Durchmesser- Verhältnis mehrere Lünetten im axialen Abstand voneinander erforderlich, von denen jede das Anschleifen eines eigenen Lünettensitzes zur Voraussetzung hätte. Die Anordnung zahlreicher Lünetten mit den entsprechenden langen Schleifzeiten für die Lünettensitze ist aber unwirtschaftlich. Die Lünetten müssten zudem in axialer Richtung verschiebbar sein, um bei unterschiedlichen Werkstücken auch unterschiedliche Längen-/Durchmesser-Verhältnisse zu berücksichtigen. Beim Rund- schleifen von kürzeren Werkstücken wäre es sogar erforderlich, die Lünetten vollständig zu entfernen, damit der Reitstock nahe genug an den Werkstück-Spindelstock herangefahren werden kann.
Aus der DE 694 21 859 T2 ist eine Rundschleifmaschine bekannt, die ebenfalls zum Schleifen von langen, dünnen Rundstangen bestimmt ist. Mit dieser Maschine sollen insbesondere Längen/Durchmesser- Verhältnisse von mehr als 100 erreicht werden. Dabei ist ein Werkstück- Spindelstock in Richtung seiner Spindelachse, die zugleich die Rotationsachse des eingespannten Werkstücks ist, auf dem Maschinenbett verschiebbar angeordnet. Das fliegend in der Werkstückspindel (Pinole) eingespannte lange, dünne Werkstück wird mit seinem freien Ende zwi- sehen zwei Schleifscheiben gefahren, deren Rotationsachsen parallel zu der des Werkstücks verlaufen. Die beiden Schleifscheiben liegen etwa in derselben Radialebene und lassen zwischen sich einen Spalt frei, in den das Werkstück einfahren kann. Die beiden Schleifscheiben, von denen die eine zur Grobbearbeitung und die andere zur Feinbearbeitung dienen kann, werden in einer Richtung senkrecht zu ihren Rotationsachsen an das Werkstück zugestellt.
In dem axialen Bereich zwischen dem Werkstück-Spindelstock und den beiden Schleifscheiben, und zwar dicht neben den Schleifscheiben, ist eine Stütze mit einer V-förmigen Aussparung angeordnet; eine eigene Druckwalze bewirkt, dass das Werkstück fest in dieser Aussparung gehalten ist. Die bekannte Rundschleifmaschine gemäß der DE 694 21 859 T2 soll so arbeiten, dass der Werkstück-Spindelstock das Werkstück in seiner axialen Richtung an den Schleifscheiben entlang führt, bis die gesamte Länge des zu schleifenden Durchmessers des Werkstücks geschliffen ist. Dabei liegt aber das Werkstück in der Aussparung der Stütze mit einer Umfangsfläche auf, die in dieser Maschine nicht bearbeitet werden soll, und das Werkstück muss sich mit dieser Umfangsfläche in der Aussparung drehen. Das ist im Hinblick auf das Schleifergebnis nur möglich, wenn das Werkstück an dessen zylindrischen Schaft schon geschliffen ist. Mit der Rundschleifmaschine gemäß der DE 694 21 859 12 können somit keine Werkstücke geschliffen werden, die noch ihre - zum Beispiel gedrehte - Rohkontur haben.
Schließlich zeigt die DE 198 57 364 A1 , dass auch beim Schälschleifen mit Erfolg eine In- Process-Messung und Steuerung durchgeführt werden kann. Beim Schälschleifen wird der zu erzeugende Außendurchmesser eines Werkstücks in einem einzigen Längshub geschliffen. Das bringt beim Messen und Steuern die Schwierigkeit mit sich, dass der bereits geschliffene Au- ßendurchmesser nicht mehr nachkorrigiert werden kann, wenn das Sollmaß unterschritten ist. Gemäß dem Vorschlag der DE 198 57 364 A1 wird während des Schleifens das Werkstück permanent und fortlaufend auf das vorliegende Istmaß gemessen und gleichzeitig das gemessene Istmaß fortlaufend automatisch auf ein vorgegebenes schleifzeitabhängiges Sollmaß korri- giert. Auf diese Weise wird vermieden, dass das zu schleifende Werkstück auf Untermaß geschliffen wird. In der praktischen Ausführung gemäß der DE 198 57 364 A1 liegen dabei Tastglieder der Messvorrichtung ständig in derselben Radialebene wie die Schleifscheibe an dem Werkstück an, und dieses ist an beiden Enden, d.h. zwischen einem Werkstück-Spindelstock und einem Reitstock eingespannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das schnell und wirtschaftlich arbeitet, einfach durchzuführen ist und zu Schleifergebnissen von hoher Genauigkeit führt. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 .
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht darauf, dass im Schleifbetrieb die Schleifscheibe und die Lünette zusammen eine betrieblich feste Baueinheit bilden und dass diese Baueinheit relativ zu der Rundstange in deren Längsrichtung bewegt wird. Die feste Längszuordnung ist dadurch gegeben, dass die Lünette an dem bereits durch das Schälschleifen geschliffenen Teil der Rundstange anliegt. Die Lünette ist also gegenüber dem Schleifbereich - das ist der Bereich, in dem die Schleifscheibe die Rundstange berührt - seitlich in Richtung auf den Werkstück-Spindelstock hin versetzt. Die Schleifscheibe wird immer als erste an der ungeschliffenen Rundstange wirksam, so dass man auch von einem Nachlauf der Lünette sprechen kann. In dem geschliffenen Bereich der Rundstange, an dem die Lünette anliegt, ist die Schleifscheibe nicht mehr tätig.
„Betrieblich fest" bedeutet in dem Anspruch 1 , dass Lünette und Schleifscheibe zumindest im Schleifbetrieb in dieser festen Längszuordnung gehalten sein müssen. Das kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass eine die Schleifscheibe lagernde Schleifspindel zusammen mit der Lünette fest auf einem Schlitten oder Schleiftisch montiert ist, der gegenüber einem feststehenden Werkstück-Spindelstock, in dem die Rundstange eingespannt ist, axial verfahren wird.
Auch die umgekehrte Anordnung mit feststehender Einheit aus Schleifscheibe und Lünette so- wie mit bewegter Rundstange ist möglich. Schließlich kann es vorteilhaft sein, wenn die Lünette für sich gegenüber der Schleifscheibe in axialer Richtung verfahrbar ist. Das bringt Vorteile beim Schleifen besonderer Konturen sowie beim Be-und Entladen der Schleifmaschine mit sich. ln jedem Fall hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Lünette stets dicht neben der Schleifscheibe wirksam ist. Somit genügt grundsätzlich eine einzige Lünette, weil diese stets an der optimalen Stelle steht. Die Anordnung weiterer Lünetten ist im Bedarfsfall bei be- sonders langen und zum Durchbiegen neigenden Rundstangen aber auch nicht ausgeschlossen. Die Abstützung an dem bereits durch Längsschleifen geschliffenen Bereich der Rundstange führt zu einer sicheren und genauen Führung und ist eine weitere Voraussetzung für ein Schleifergebnis von hoher Genauigkeit. Das Verfahren kann daher nach wie vor durch Schälschleifen ausgeführt werden, und die Rundstangen können mit ihrer Rohkontur in dem Werk- stück-Spindelstock eingespannt werden. Im Vergleich zu dem Verfahren gemäß der DE 694 21 859 T2 entfällt somit der besondere vorangehende Verfahrensschritt, dass der zylindrische Schaft des Werkstückes/Rohlings geschliffen werden muss. Die sichere Abstützung der Rundstange dicht neben der Schleifscheibe bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass das Verfahren allein mit fliegender Einspannung der Rundstange in dem Werkstück-Spindelstock durchgeführt werden kann; es ist daher nicht unbedingt erforderlich, das andere Ende der Rundstange in einem Reitstock abzustützen.
Da das erfindungsgemäße Verfahren mit nur einer einzigen Lünette und fliegender Einspannung zu Schleifmaschinen von einfachem Aufbau führt, können diese Maschinen mit wenigen Um- rüstvorgängen auf Werkstücke von anderen Abmessungen oder Konturen umgestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher besonders für das Schleifen von Kleinserien, bei denen die Umrüstzeiten zu einem hohen Anteil an den gesamten Fertigungskosten führen. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die In-Process-Messung und -Kontrolle des geschliffenen Durchmessers auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird. Indem nämlich die Lünette gegenüber der Rotationsebene der Schleifscheibe seitlich in Richtung auf den Werkstück-Spindelstock hin versetzt sein muss, können die Tastglieder einer Messvorrichtung nach wie vor im Schleifbereich der Schleifscheibe zur Anlage an die Rundstange gebracht werden. Das ist derjenige Umfangsbereich an der Rundstange, der von der Schleifscheibe berührt wird. Die Messung erfolgt jeweils am Fertigmaß eines Schleifdurchgangs. Das erfindungs- gemäße Verfahren kann dadurch mit besonderer Genauigkeit durch ständiges Nachstellen und Korrigieren des Schleifeingriffes durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin dadurch optimiert werden, dass es gemäß Anspruch 3 mit einer automatisch nachstellenden und zentrierenden Lünette durchgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rotationsachse der rotierenden Rundstange stets in der durch den Werkstück-Spindelstock vorgegebenen Lage gehalten wird. Es lässt sich somit ein optimales Schleifergebnis erzielen.
Durch das Arbeiten mit einer sich automatisch nachstellenden zentrierenden Lünette ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass auch ohne weitere Maßnahmen kegelige Strukturen aus der Rundstange geschliffen werden können, wie das in dem Anspruch 4 angegeben ist.
Die Ansprüche 5 und 6 geben an, wie das erfindungsgemäße Verfahren in der Praxis durchgeführt werden kann, wenn die Rundstange im Schleifbetrieb in ihrer Längsrichtung bewegt wird oder still steht. Alle beschriebenen Bewegungs- und Steuervorgänge können CNC gesteuert erfolgen.
Wie eingangs angegeben, betrifft die Erfindung auch eine Rundschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, die zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 dienen soll. Als Stand der Technik für eine Rundschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 kann die schon beschriebene Rundschleifmaschine gemäß der DE 694 21 859 T2 dienen. Hiervon unterscheidet sich die erfindungsgemäße Rundschleifmaschine durch die Merkmale, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegeben sind. Der grundlegende Unterschied zum Stand der Technik besteht bei der Rundschleifmaschine gemäß Anspruch 7 darin, dass der Werkstück-Spindelstock die Rundstange im Schleifbetrieb an der rotierenden Schleifscheibe entlang zieht, wodurch die Lünette an dem bereits geschliffenen Bereich der Rundstange anliegt. Bei der erfindungsgemäßen Rundschleifmaschine wird somit in gewisser Weise ständig ein neuer, präziser Lünettensitz geschliffen, wodurch die unmittelbar neben der Schleifscheibe wirksame Lünette eine besonders präzise Abstützung und einen einwandfreien Rundlauf bewirkt. Hierdurch werden die Vorteile erzielt, die schon in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben worden sind. Eine weitere Verbesserung kommt durch die übrigen in dem Anspruch 7 angegebenen Unterschiedsmerkmale zustande.
Eine derartige Schleifmaschine lässt sich auf besonders einfache Weise dadurch ausführen, dass die Lünette, die Messstelle der Messvorrichtung und die Schleifspindel fest auf einem Maschinenbett angeordnet sind, während der Werkstück-Spindelstock in der Einspannrichtung der rotierenden Rundstange, linear und schleifwirksam an der Schleifscheibe vorbeigezogen wird. Auch die kinematische Umkehrung mit einem fest angeordneten Werkstück-Spindelkopf und einer linear beweglichen Einheit aus Lünette, Messkopf und Schleifspindel ist verhältnismäßig einfach auszuführen.
Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 8 ist jedoch vorgesehen, dass mit einem Schleiftisch gearbeitet wird, der parallel zu der Bewegungsrichtung des Werkstück- Spindelstocks beweglich angetrieben und gesteuert geführt ist. Wenn dabei die Lünette und der Messkopf fest auf dem Schleiftisch angeordnet sind, bleibt die Rundschleifmaschine immer noch verhältnismäßig einfach, zumal der grundsätzliche Aufbau einer derartigen Maschine von den Universal-Schleifmaschinen bekannt und bewährt ist. Im Schleifbetrieb steht dann der Schleiftisch still, während der für sich bewegliche und gesteuerte Werkstück-Spindelstock die Rundstange an der rotierenden Schleifscheibe entlang führt. Die zusätzliche Möglichkeit, den Abstand zwischen der Schleifscheibe einerseits und andererseits der Lünette zusammen mit dem Messkopf zu verändern, wirkt sich jedoch beim Beschicken der Maschine mit den Rundstangen in vorteilhafter Weise aus und kann zudem beim Schleifen von besonderen Konturen von Vorteil sein, wie das schon im Anspruch 5 gezeigt worden ist.
Die Erfindung wird anschließend in Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Figuren ist das Folgende dargestellt:
Fig. 1 ist eine Ansicht von oben auf eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 in der dort eingezeichneten, teilweise geschnittenen Ansicht entsprechend der Linie A - A.
Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 2 entsprechend der Linie A - A in Fig. 1 in einer anderen Arbeitsphase der Vorrichtung.
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht entsprechend der Linie B - B in Fig. 1.
Fi. 5 zeigt eine Ansicht von oben auf eine Schleifmaschine, die auf dem grundsätzlichen Aufbau einer Universal-Schleifmaschine beruht, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 6 zeigt eine Einzelheit C aus Fig. 5 in vergrößerter Darstellung.
Fig. 7 ist eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht in einer anderen Bearbeitungsphase. Fig. 8 verdeutlicht die Verhältnisse beim Schleifen einer konischen Kontur.
Fig. 9 zeigt, wie auch abgestufte Konturen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschliffen werden können.
Gemäß der Fig. 1 werden in einer Ansicht von oben schematisch die wichtigsten Teile einer Vorrichtung dargestellt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Dabei dient Fig. 1 vor allem dazu, das grundsätzliche Prinzip des Verfahrens zu erläutern. Mit 1 ist der Werkstück-Spindelstock einer Schleifmaschine bezeichnet. Der Werkstück-Spindelstock 1 dient zur Aufnahme eines Spannfutters 2. In dem Spannfutter 2 ist die Rundstange 3, also das zu schleifende Werkstück, an ihrem einen Ende eingespannt. Das entgegengesetzte andere Ende kann in bekannter Weise an einem Reitstock eingespannt sein, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Es ist aber auch möglich, den Schleifvorgang mit fliegender Einspannung, also ohne Reitstock vorzunehmen. Der Werkstück-Spindelstock 1 hat einen elektromotorischen Antrieb und versetzt die eingespannte Rundstange 3 in Rotation um ihre Längsachse 4.
Mit 5 ist eine Schleifscheibe von im Wesentlichen zylindrischer Kontur bezeichnet, die um die Rotationsachse 6 rotiert. Beim Rundschleifen wird die Schleifscheibe 5 in der Zustellrichtung 7 an die Rundstange 3 zugestellt, und der Ausgangs-Durchmesser DO der Rundstange 3 wird dabei auf das Fertigmaß D1 verringert.
Auf der der Schleifscheibe 5 gegenüberliegenden Seite der Rundstange 3 sind eine Lünette 9, ein Vorablageprisma 10 und der Messkopf 13 einer Durchmesser-Messvorrichtung auf einem gemeinsamen Sockel 8 angeordnet. Der Sockel 8 verdeutlicht, dass die drei genannten Teile 9, 10 und 13 eine zusammengefasste, gemeinsame Baugruppe bilden sollen, die je nach Ausführungsform auch als ganzes parallel zu der gemeinsamen Mittelachse 4 verfahren werden kann, vgl. den Richtungspfeil 15b. Die Lünette 9 dient in bekannter Weise dazu, das Werkstück abzustützen und den Schleifdruck der Schleifscheibe 5 aufzunehmen, so dass dieser das Werkstück beim Schleifen nicht durchbiegt. Das Vorablageprisma 10 ist um eine Schwenkachse 12 schwenkbar an der Lünette 9 angeordnet und dient als vorübergehende Ablage für das Werkstück beim Be- und Entladen, wie weiter unten noch erläutert werden soll. Hierzu ist das Vorablageprisma 10 mit einem Längsan- schlag 1 1 versehen. Der Messkopf 13 hat ein oder mehrere bewegliche Tastglieder 14, die im laufenden Schleifbetrieb in Berührung mit dem Schleifbereich 3c der Rundstange 3 gebracht werden. Das ist derjenige Umfangsbereich der Rundstange 3, in dem die Schleifscheibe 5 die Rundstange 3 berührt. Der Schleifbereich 3c liegt zwischen dem ungeschliffenen Bereich 3a und dem geschliffenen Bereich 3b, an dem die Lünette 9 mit ihren Lünettenbacken 19 anliegt. Durch die Tastglieder 14 wird der jeweils im Schleifbereich 3c erreichte Durchmesser während des Schleifbetriebes laufend gemessen und über die CNC-Steuerung der Vorrichtung zu weite- ren Stellsignalen für die Schleifscheibe 5 verarbeitet. Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Tastglieder 14 der Schleifscheibe 5 im Schleifbereich 3c direkt gegenüber liegen.
Für die Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 sind die Richtungspfeile 15a (Schleifscheibe 5), 15b (Sockel 8) und 16 (Werkstück-Spindelstock 1 ) wesentlich. Es kommt darauf an, dass beim Schleifen eine relative, entgegengesetzt gerichtete Bewegung zwischen einerseits dem Werkstück-Spindelstock 1 (Richtungspfeil 16) und andererseits der Schleifscheibe 5 am geschliffenen Werkstückdurchmesser zusammen mit dem Sockel 8 (Richtungspfeile 15a, 15b) zustande kommt. Dabei kann die eine der beiden entgegengesetzt bewegten Baugruppen auch still stehen. Beispielsweise können die Schleifscheibe 5 mit der dazugehörigen Schleifspindel und der Sockel 8 in der Richtung parallel zur gemeinsamen Mittelachse 4 stillstehen; dann wird der Werkstück-Spindelstock 1 mit der Rundstange 3 in der Richtung des Richtungspfeils 16 gezogen. Dabei wird die Rundstange 3 unter stetiger Verringerung ihres Durchmessers an der Schleifscheibe 5 vorbeigezogen, aber die Lünette 9 befindet sich stets gleichbleibend im Bereich der Schleifscheibe 5. Es ist zwar nur eine einzige Lünette 9 vorhanden, aber diese wirkt stets an der optimalen Stelle.
Umgekehrt könnte natürlich auch der Werkstück-Spindelstock 1 zusammen mit der Rundstange 3 still stehen, und die Schleifscheibe 5 würde zusammen mit dem Sockel 8 in der gemeinsamen Richtung 15a, 15b bewegt werden. Dann fährt die Schleifscheibe 5 über der Rundstange 3 in Fig. 1 von links nach rechts, und die Lünette 9 folgt der Schleifscheibe 5 nachlaufend in einem geringen Längsabstand. Auch dabei ist erreicht, dass die Rundstange 3 beim Schleifen optimal abgestützt ist. In den beiden genannten Fällen bleibt natürlich auch der Messkopf 13 immer in seiner Anordnung gegenüber der Schleifscheibe 5. Wenn die Schleifscheibe 5 und der Sockel 8 in der Richtung parallel zu der gemeinsamen
Längsachse 4 still stehend angeordnet sind, ergibt sich eine Schleifmaschine von grundsätzlich einfachem Aufbau; denn dabei muss zum Schleifen nur noch der Werkstück-Spindelstock 1 in der Richtung der gemeinsamen Längsachse 4 verfahren werden. Es kann aber auch Gründe geben, zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens von Schleifmaschinen auszuge- hen, die den grundsätzlichen Aufbau von Universal-Schleifmaschinen haben, also mit beweglichen Schleiftischen für den Werkstück-Spindelstock und den Reitstock ausgestattet sind und Führungsschlitten oder Kreuzschlitten zum Bewegen von einem oder mehreren Schleifspindel- stöcken aufweisen. Neben dem Vorteil, dass dabei auf besonders bewährte Maschinentypen zurückgegriffen wird, ergeben sich durch eine Ausführung nach Art von Universal- Schleifmaschinen für das erfindungsgemäße Verfahren auch weitere Möglichkeiten, besondere Konturen zu schleifen, wie weiter unten noch gezeigt werden wird.
Fig. 2 zeigt Einzelheiten der aus der Lünette 9, dem Vorablageprisma 10 und dem Messkopf 13 bestehenden Baugruppe auf dem gemeinsamen Sockel 8 in einer Seitenansicht entsprechend der Linie A - A in Fig. 1. Sie entspricht auch der in Fig. 1 gezeigten Arbeitsphase des Schleifens. Es ist erkennbar, dass der Sockel 8 auf ein Maschinenbett 17 aufgesetzt ist und dass das Vorablageprisma 10 sich an einem Schwenkarm befindet, der um die Schwenkachse 12 verstellt werden kann. Die beiden möglichen Schwenkrichtungen sind durch den gekrümmten Doppelpfeil 18 angedeutet. In Fig. 2 ist das Vorablageprisma 10 in seine Ruhestellung abgesenkt und leer. Die Rundstange 3 ist von dem Werkstück-Spindelkopf 1 an ihrem einen Ende gehalten und zur Rotation angetrieben. Die Schleifscheibe 5 rotiert ebenfalls und ist an die Rundstange 3 zugestellt. Die neben dem Prisma angeordneten Lünettenbacken 19 befinden sich in ihrer ausgefahrenen Stellung, halten die Rundstange 3 und stützen sie gegen den Schleifdruck ab. Die Rundstange 3 ist dabei mit einem nur kleinen seitlichen Abstand von der Schleifscheibe 5 (vgl. Fig. 1 ) von den jetzt ausgefahrenen Lünettenbacken 19 gehalten und abgestützt. Trotz der gegenseitigen Bewegung von Schleifscheibe 5 und Rundstange 3 bleibt die gegenseitige Zuord- nung von Schleifscheibe 5 und Lünette 9 in Längsrichtung stets dieselbe, sodass eine optimale Abstützung der Rundstange 3 und damit eine hohe Schleifgenauigkeit gewährleistet ist.
Eine andere Arbeitsphase in derselben Blickrichtung A - A aus Fig. 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Das ist die Arbeitsphase des Be- und Entladens. Die Schleifscheibe 5 ist zurückgefahren, und der Werkstück-Spindelkopf 1 steht still. Das Vorablageprisma 10 ist in seine obere Stellung angehoben, welche die Be- und Entladestellung ist. Auf dem Vorablageprisma 10 ruht das in Fig. 1 rechte Ende einer Rundstange 3 und schlägt dabei an den Längsanschlag 1 1 an, vgl. auch Fig. 6. Die neben dem Vorablageprisma 10 befindlichen Lünettenbacken 19 sind in ihre nicht an ein Werkstück anliegende Stellung zurückgezogen.
Die hier beispielhaft gezeigten Lünetten 9 können nicht nur die Rundstange 3 abstützen und dem Schleifdruck entgegenwirken, sondern auch zentrierend wirken. Lünetten dieser Art werden sehr präzise automatisch dem sich verringernden Durchmesser der Rundstangen 3 im Sinne des Zentrierens nachgeführt. Sie gehören zum Stand der Technik; als ein Beispiel von vielen sei die EP 0 554 506 B1 genannt. Eine weitergehende Beschreibung ist daher nicht erforderlich. Fig. 4 zeigt in der teilweise geschnittenen Ansicht gemäß der Linie B - B in Fig. 1 , wie die Tastglieder 14 der Messvorrichtung 13 in deren Anstellrichtung 20 an die Rundstange 3 angestellt werden. Auch die Messvorrichtungen dieser Art gehören zum Stand der Technik, vgl. die DE 198 57 364 A1 . Sie ermöglichen es, den gerade im Schleifbereich 3c befindlichen Durch- messer der Rundstange 3 laufend zeitparallel zu vermessen. Auf der Grundlage dieser Messungen können Maßabweichungen vom Sollmaß über die CNC-Steuerung der Schleifmaschine sofort kompensiert werden.
In Fig. 5 ist in einer Ansicht von oben eine Schleifmaschine dargestellt, die in ihrer grundsätzli- chen Anordnung einer Universal-Schleifmaschine entspricht und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Auf dem Maschinenbett 17 dieser Schleifmaschine ist ein Führungsschlitten 21 angeordnet, der in der Richtung 28 (X-Richtung) auf dem Maschinenbett 7 verfahren werden kann. Auf dem Führungsschlitten 21 befindet sich ein Schleifspindelstock 22, der seinerseits eine erste Schleifspindel 23 mit einer ersten Schleifscheibe 24 und eine zweite Schleifspindel 25 mit einer zweiten Schleifscheibe 26 trägt. Dabei lässt sich der Schleifspindelstock 22 auf dem Führungsschlitten 21 um eine lotrechte Schwenkachse 27 (B- Achse) verschwenken. Die Schleifscheiben 24 und 26 der Schleifspindeln 23, 25 lassen sich dadurch in und außer Wirkstellung bringen. Im vorderen Bereich der Schleifmaschine ist ein Schleiftisch 29 angeordnet, der in der Richtung 30 (Z1 -Achse) verfahren werden kann. Auf dem Schleiftisch 29 ist beweglich der Werkstück- Spindelstock 1 aufgebaut, der in der schon beschriebenen Weise ein Spannfutter 2 zur Aufnahme der Rundstange 3 aufweist. Der elektromotorisch angetriebene Werkstück-Spindelstock 1 hat eine zentrale Mittelachse, die zugleich die Rotationsachse des Spannfutters 2 und die Längsachse der eingespannten Rundstange 3 ist. Dies ist die schon anhand von Fig. 1 eingeführte gemeinsame Mittelachse 4 (Z2-Achse). Die Anordnung ist derart ausgebildet, dass die Achsen 30 und 4 parallel zueinander verlaufen und dass der Werkstück-Spindelstock 1 auf dem Schleiftisch 29 unabhängig von diesem in der Richtung der gemeinsamen Mittelachse 4 verfahren werden kann. Die Bewegungsrichtung 28 des Führungsschlittens 21 ist im Wesentlichen senkrecht zu den beiden Achsen 29 und 4 gerichtet und entspricht damit der Zustellrichtung 7 aus Fig. 1. Mit 31 sind Schutzabdeckungen in der Form von Faltenbälgen bezeichnet, welche die Gleitbahnen des Schleiftisches 29 und des Werkstück-Spindelstocks 1 abdecken.
Auf dem Schleiftisch 29 ist die zusammengehörende Baueinheit aus der Lünette 9, dem schwenkbaren Vorablageprisma 10 und dem Messkopf 13 fest montiert. In der Figur 6 ist diese gemeinsame Baueinheit als Einzelheit C noch einmal vergrößert herausgezeichnet. Sie entspricht weitgehend der Darstellung gemäß der Figur 1 ; jedoch sind die Lünettenbacken 19 in das Innere der Lünette 9 eingezogen, und die Tastglieder 14 des Messkopfes 13 sind gleichfalls zurückgefahren. In das Vorabiageprisma 10 ist mit ihrem freien Ende die Rundstange 3 eingelegt und schlägt dabei mit ihrer Stirnseite an den Längsanschlag 1 1 an. Zu der Ansicht von oben gemäß Figur 6 gehört die Seitenansicht gemäß Figur 3.
Im Folgenden wird der Ablauf des Schleifverfahrens auf der Schleifmaschine gemäß den Figuren 5 und 7 beschrieben. Der in Figur 5 dargestellte Zustand entspricht dem Verfahrensschritt des Beiadens. Dabei soll die Rundstange 3 mit ihrem in Figur 5 linken Ende in das Spannfutter des Werkstück-Spindelstocks 1 eingeschoben werden. Das entgegengesetzte rechte Ende der Rundstange 3 wird auf das nach oben geschwenkte Vorabiageprisma 10 eingelegt, wie das aus Figur 3 ersichtlich ist. Dabei wird von dem Längsanschlag 1 1 ein leichter Druck auf die Stirnseite der Rundstange 3 ausgeübt. Der Anpressdruck kommt durch ein Druckelement, hier ein gefedertes Druckelement im Spannfutter zustande. Neben üblichen Spannfuttern kann auch ein Spannzangensystem für den hier bezeichneten Zweck vorteilhaft sein. Der Werkstück- Spindelstock 1 ist zum Vorgang des Beiadens auf ein dem Längenmaß der Rundstange 3 zugeordneten Abstand in seiner Bewegungsrichtung 30 nach links verfahren.
Wenn das in Figur 5 linke Ende der Rundstange 3 vollständig in das Spannfutter 2 eingeschoben und festgespannt ist, wird das Vorabiageprisma 10 aus seiner in Figur 3 ersichtlichen ange- hobenen Stellung abgesenkt in die Stellung gemäß Figur 2. Nunmehr wird der Schleiftisch 29 in seiner Bewegungsbahn 30 nach links verfahren, bis die in Figur 7 dargestellte Stellung erreicht ist. Zusammen damit oder anschließend wird der Werkstück-Spindelstock 1 auf dem Schleiftisch 29 nach rechts verfahren, so dass er zum Schluss seine absolute Lage auf dem Maschinenbett 1 wieder einnimmt. In diesem Zustand befindet sich die gemeinsame Baueinheit aus der Lünette 9, dem Vorabiageprisma 10 und dem Messkopf 13 dicht am Spannfutter 2 des Werkstück- Spindelkopfes 1. Schließlich wird auch der Führungsschlitten 21 in seiner Bewegungsbahn 28 nach vorn verfahren, bis die erste Schleifscheibe 24 der ersten Schleifspindel 23 an die Rundstange 3 zugestellt ist. Das ist der in Figur 7 dargestellte Zustand der einzelnen Baueinheiten. Der Werkstück-Spindelkopf 1 hat inzwischen die Rundstange in Rotation versetzt, so dass der Vorgang des Rundschleifens durch die rotierende erste Schleifscheibe 24 beginnen kann. Dabei wird in der schon beschriebenen Weise der Werkstück-Spindelstock 1 in seiner Bewegungsbahn 30 kontinuierlich nach links verfahren. Nach dem Schleifen eines kurzen Teilbereiches der Länge des Werkstücks 3 kann jetzt die Lünette 9 am Werkstück 3 zu dessen Abstützung ange- stellt werden. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist klar, dass rechts von der Schleifscheibe 5 der ungeschliffene Bereich 3a der Rundstange 3 liegt, während die Lünette 9 den geschliffenen Bereich 3b links neben der Schleifscheibe 5 abstützt. Anschließend wird der Schleifvorgang fortgesetzt, bis die gesamte aus dem Spannfutter 2 herausragende Länge der Rundstange 3 geschliffen ist. Die Rundstange 3 wird dabei gewissermaßen von rechts nach links durch die Lünette 9 hindurchgezogen und ist dabei immer sicher abgestützt und zentriert. Bevorzugt wird dabei in Schälverfahren geschliffen. Die Lünettenbacken 19, die Tastglieder 14 und das Vorablagepris- ma 10 befinden sich dabei in der Stellung, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Der Durchmesser der Rundstange 3 wird dabei von dem Ausgangsdurchmesser DO auf den Enddurchmesser D1 verringert (vgl. Figur 1 ), wobei fortlaufend mit dem Messkopf 13 der erreichte Durchmesser gemessen und korrigiert wird und im Übrigen die Rundstange 3 durch die Lünette 9 selbstzentrierend dicht an der Schleifscheibe 5 bzw. 24 abgestützt ist.
Wenn die gesamte Länge der Rundstange 3 an der Schleifscheibe 24 vorbeigezogen ist, ergibt sich wieder die Phase des Ent- und Beiadens mit der schon beschriebenen Funktion des Vorab- lageprismas 10. Das Spannfutter 2 des Werkstück-Spindelstocks 1 wird geöffnet und die fertiggeschliffene Rundstange 3 aus der Schleifmaschine entnommen. Abschließend muss noch das in den Figuren 5 und 7 linke Ende der Rundstange 3, das in dem Spannfutter 2 eingespannt war, abgetrennt werden. Das kann auf einer separaten Maschine erfolgen.
Es ist aber auch möglich, den Trennvorgang in der Schleifmaschine gemäß den Figuren 5 und 7 vorzunehmen. Hierzu wird bei rotierender Rundstange 3 mit einer Trennscheibe ein Trenn- schnitt dicht neben dem Spannfutter 2 vorgenommen. Die Rundstange 3 wird dabei bis auf einen zentralen Verbindungsbund von geringem Durchmesser durchgetrennt. Anschließend wird die Rotationsbewegung der Rundstange 3 eingestellt, die entstehende fertiggeschliffene Rundstange 3 von einer besonderen Greifereinheit gehalten und schließlich durch Wegschleifen des Verbindungsbundes der Trennvorgang abgeschlossen. Einzelheiten hierzu sind in der DE 103 08 292 B4 der Anmelderin beschrieben und dargestellt; sie werden insoweit auch in die vorliegende Anmeldung übernommen. Mit der geschilderten Vorgehensweise ist erreicht, dass durch die Entnahme aus der Schleifmaschine insbesondere an Rundstangen 3 aus spröden Materialien wie Keramik und Hartmetall keine Beschädigungen auftreten können. Die Schleifmaschinen gemäß den Figuren 5 und 7 zeichnen sich durch besondere Bewegungsund Verstellmöglichkeiten zwischen dem Werkstück-Spindelkopf 1 und der gemeinsamen Baueinheit aus Lünette 9, Vorablageprisma 10 und Messkopf 13 aus. Diese Beweglichkeit ergibt sich daraus, dass der Werkstück-Spindelkopf 1 für sich auf dem selbst schon beweglichen Schleiftisch 29 beweglich angeordnet ist. Es ist auch die umgekehrte Anordnung denkbar, dass nämlich der Werkstück-Spindelkopf 1 fest mit dem Schleiftisch 29 verbunden ist, während die genannte gemeinsame Baueinheit beispielsweise auf dem schon erwähnten gemeinsamen Sockel 8 für sich zusätzlich auf dem Schleiftisch 29 verfahren werden kann. Diese doppelte Be- weglichkeit wirkt sich nicht nur beim Schleifvorgang selbst, sondern auch bei den wichtigen Vorgängen des Be- und Entladens vorteilhaft aus.
Anhand der Figur 8 wird erläutert, wie aus einer Rundstange 3 durch Schleifen ein Werkstück entsteht, bei dem ein zylindrischer Abschnitt 32 größeren Durchmessers D1 A mit einem weiteren zylindrischen Abschnitt 33 kleineren Durchmessers D1 B über einen kegeligen Verbindungsabschnitt 34 verbunden ist. Auch eine derartige Kontur lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den zugehörigen Schleifmaschinen herstellen. Man macht sich hierzu die Eigenschaften der automatisch nachlaufenden, selbstzentrierenden Lünetten 9 zunutze, deren Lünet- tenbacken 19 sich selbsttätig an den geänderten Schleifdurchmesser anpassen. Das ist möglich, weil die Lünettenbacken 19 mit Verschleißplatten ausgestattet sein können, die aus polykristallinem Diamant (PKD) oder kubisch zentriertem Bohrnitrit (CBN) bestehen können. Diese Verschleißplatten sind in Richtung der Längsachse des entstehenden Werkstückes ballig ausgeführt. Aus diesem Grunde können kegelige Verjüngungen am Werkstück im gleichen Verfah- rensablauf wie das Durchmesserschleifen angeschliffen werden. Hier wie bei allen übrigen Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die vorteilhaften Eigenschaften der CNC-Steuerung von Schleifvorgängen vorteilhaft ausgenutzt werden. Die Mantellinie des kegeligen Übergangsabschnittes 34 kann geradlinig oder gekrümmt sein. Anhand der Figur 9 soll erläutert werden, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Werkstücke mit abgestuften Durchmesser-Bereichen geschliffen werden können. Hierbei wird zunächst der Bereich 32 größeren Durchmessers D1 A nach dem Grundverfahren geschliffen, wobei etwas mehr als die Solllänge L dieses Abschnittes 32 zustande kommt, vgl. den Überstand Ü in Fig. 9. Anschließend wird der Längsvorschub des Schleifens (vgl. den Richtungspfeil 16) gestoppt und die Schleifscheibe 5 von der Rundstange 3 um einen geringen Betrag abgehoben. Die Lünette 9 wird sodann entgegen der Vorschubrichtung 16 in Bezug auf die Schleifscheibe 5 zurückgesetzt, so dass sich die Schleifscheibe 5 und die Lünettenbacken 19 gegenüberstehen, vgl. die gestrichelte Darstellung mit 5' und 19'. Anschließend wird die Schleifscheibe 5 wieder an die Rundstange 3 zugestellt, bis ein kleinerer Durchmesser D1 B erreicht ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass eine nachlaufende Lünette 9 verwendet wird; d.h. die Lünettenbacken 19 stellen sich selbstzentrierend während des Zustellens der Schleifscheibe 5 auf den kleineren Werkstückdurchmesser nach. Durch diese Vorgehensweise bleibt die Rundstange 3 fortlaufend abgestützt. Nach dem Zustellen der Schleifscheibe 5 auf den kleineren zu schleifenden Durchmesser kann in der bereits beschriebenen Vorgehensweise weitergeschliffen wer- den. Es wird also wieder der axiale Abstand zwischen den Lünettenbacken 19 und der Schleifscheibe 5 eingestellt. Die Rundstange 3 wird nunmehr wieder in der üblichen Weise an der Schleifscheibe 5 im Längsschleifvorschub entlanggeführt. Diese Vorgehensweise ist nur mög- lich, weil die schon geschilderte doppelte Beweglichkeit von Werkstück-Spindelstock 1 und Schleiftisch 29 gegeben ist. Ferner ist diese Vorgehensweise daran gebunden, dass die Änderungen des Durchmessers im Schleifmaß verbleiben, die maximale Zerspanungstiefe für die Schleifscheibe beim Schälschleifen also nicht überschritten wird. Falls das doch der Fall ist, wird das Werkstück in mehreren Schnitten bis auf Fertigmaß geschliffen.
Liste der Bezuqsziffern
1 Werkstück-Spindelstock
2 Spannfutter
3 Rundstange / Werkstück (3a ungeschliffener Bereich, 3b geschliffener Bereich,
3c Schleifbereich)
4 Längsachse, gemeinsame Mittelachse
5, 5' Schleifscheibe
6 Rotationsachse der Schleifscheibe
7 Zustellrichtung der Schleifscheibe
8 gemeinsamer Sockel
9 Lünette
10 Vorablageprisma
1 Längsanschlag
12 Schwenkachse
13 Messkopf
14 Tastglied
15a, b Richtungspfeil
16 Richtungspfeil
17 Maschinenbett
18 Schwenkrichtung des Prismas
19, 19' Lünettenbacken
20 Anstellrichtung der Tastglieder
21 Führungsschlitten
22 Schleifspindelstock
23 erste Schleifspindel
24 erste Schleifscheibe
25 zweite Schleifspindel
26 zweite Schleifscheibe
27 lotrechte Schwenkachse
28 Richtung des Führungsschlittens
29 Schleiftisch
30 Bewegungsrichtung des Schleiftisches
31 Schutzabdeckung
32 zylindrischer Abschnitt mit großem Durchmesser
33 zylindrischer Abschnitt mit kleinem Durchmesser
34 Übergangsabschnitt.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Rundschleifen von langen, dünnen Rundstangen durch Schälschleifen, wobei eine rotierende Schleifscheibe und eine rotierende Rundstange in Längsrichtung der Rundstange relativ zueinander bewegt werden und die Rundstange auf mindestens einer Lünette abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sind:
a) im Schleifbetrieb ist die Lünette (9) in der Längsrichtung der Rundstange (3) dicht benachbart und in betrieblich fester Längszuordnung zu der Schleifscheibe (5) angeordnet;
b) die Lünette (9) wird im Nachlauf der Schleifscheibe (5) wirksam und liegt an dem durch das Schälschleifen bereits geschliffenen Bereich (3b) der Rundstange (3) an; c) im Schleifbetrieb wird ständig das Istmaß der Rundstange (3) gemessen und zum Kompensieren von Maßabweichungen vom Sollmaß ausgewertet, wobei die Messung an der Rundstange (3) im Schleifbereich (3c) der Schleifscheibe (5, 24) erfolgt; d) die mit drei Lünettenarmen ausgebildete Lünette (19) hält durch selbsttätiges Nachstellen und Zentrieren die Längsachse (4) der rotierenden Rundstange (3) konstant in ihrer vorgegebenen Lage.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass kegelige Strukturen aus der Rundstange (3) geschliffen werden, indem die Zustellung der Schleifscheibe (5) entsprechend einer kegelförmigen Kontur gesteuert wird und die selbsttätig nachstellende und zentrierende Lünette (9) dieser Kontur nachlaufend folgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Schleifbetrieb die rotierende Schleifscheibe (5) und die Lünette (9) in der Längsrichtung der Rundstange (3) im stationären Zustand befinden und die rotierende Rundstange (3) an der rotierenden Schleifscheibe (5) entlang gezogen wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Schleifbetrieb die rotierende Rundstange (3) in ihrer Längsrichtung still steht und dass die rotierende Schleifscheibe (5) in fester Längszuordnung zu der Lünette (9) an der Rundstange (3) entlang geführt wird. Rundschleifmaschine mit einem Werkstück-Spindelstock, dessen Werkstück-Spindel als Drehantrieb für Rundstangen ausgebildet und in Richtung seiner Spindelachse auf dem Maschinenbett gesteuert verfahrbar ist, mit einem senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Werkstück-Spindelstocks beweglich geführten Führungsschlitten, der eine Schleifspindel mit einer Schleifscheibe trägt, die im Schleifbetrieb an die Rundstange zugestellt wird, und mit einer Rundstangen-Stütze, die sich zwischen dem Werkstück-Spindelstock und dem Schleifbereich dicht neben diesem befindet, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) die Rundstangen-Stütze ist eine sich selbsttätig nachstellende, selbstzentrierende Lünette (9) mit drei Lünettenbacken (19);
b) es ist eine Messvorrichtung vorgesehen, mit der im laufenden Schleifbetrieb ständig das Istmaß der Rundstange (3) am Schleifbereich (3c) gemessen und über die Maschinensteuerung das Schleifergebnis korrigiert wird;
c) an einem Messkopf (13) der Messvorrichtung befindliche Tastglieder (14) sind im Schleifbereich (3c) der Schleifscheibe (5) angeordnet;
d) die Schleifspindel (23), die Lünette (9) und der Messkopf (13) bilden zumindest im laufenden Schleifbetrieb eine Einheit, die in der Bewegungsrichtung des Werkstück- Spindelstocks (1 ) stationär ist;
e) die Rundschleifmaschine ist derart ausgebildet, dass der Werkstück-Spindelstock (1 ) die Rundstange (3) im Schleifbetrieb an der rotierenden Schleifscheibe (5) entlang zieht, wobei die Lünette (9) in fester Längszuordnung zu der Schleifscheibe (5) steht und an dem bereits geschliffenen Bereich (3b) der Rundstange (3) anliegt.
Rundschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Maschinenbett (17) ein Schleiftisch (29) angeordnet ist, der parallel zu der Bewegungsrichtung (16) des Werkstück-Spindelstocks (1 ) beweglich angetrieben und gesteuert geführt ist, dass auf dem Schleiftisch (29) die Lünette (9) und der Messkopf (13) fest angeordnet sind und das der Werkstück-Spindelstock (1 ) auf dem Schleiftisch (29) in der Richtung seiner Spindelachse beweglich und unabhängig von dem Schleiftisch (29) angetrieben und gesteuert ist.
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