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DE10056132A1 - Method and appliance for machining hubs involve tensioning spindle, cavities, disc shaped tool, ball-tracks and tapered ends, - Google Patents

Method and appliance for machining hubs involve tensioning spindle, cavities, disc shaped tool, ball-tracks and tapered ends,

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Abstract

The workpiece being processed is held on a tensioning spindle (6) which tapers towards its free end. Cavities (13) in the spindle (1) hold disc-shaped tools (12). The number and angular distribution of the cavities over the periphery of the tensioning spindle corresponds to the number and angular distribution of the ball-tracks (11a) which are machined by the disc-shaped tool with rotational axis at right angles to the ball-track

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Naben homokinetischer Gelenke, bei dem sowohl die als Käfigbahn dienende Außenkontur als auch die Kugellaufbah­ nen spanabhebend bearbeitet werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens.The invention relates to a method for processing of hubs of homokinetic joints, in which both the Cage track serving outer contour as well as the ball race machined. The invention relates also on a device for performing the procedure proceedings.

Bisher mussten Naben für homokinetische Gelenke zur Bear­ beitung sowohl der als Käfigbahn dienenden Außenkontur als auch der Kugellaufbahnen in zwei Aufspannungen bearbeitet werden, da die Nabe für das Bearbeiten der Nuten der Kugel­ laufbahnen mit in etwa kugelförmigen Schleif- oder Frässtiften mit in einer Ebene zur Kugellaufbahn liegender Rotationsachse außen aufgenommen und für das Drehen der Außenkontur in­ nen aufgenommen wurde. Da diese beiden bearbeiteten Flä­ chen zueinander in einem ganz bestimmten Verhältnis stehen müssen, ergibt sich aus dieser Art der Bearbeitung nicht nur ein erhöhter Zeitaufwand für das Umspannen, sondern diese Umspannung beinhaltet die Gefahr von Bearbeitungstoleran­ zen im Verhältnis der beiden zueinander stehenden bearbeite­ ten Flächen.So far, hubs for homokinetic joints have had to bear processing of both the outer contour serving as the cage track and also machined the ball raceways in two setups be the hub for machining the grooves of the ball raceways with roughly spherical grinding or burrs with a rotation axis lying in a plane to the ball raceway recorded outside and for turning the outer contour in was recorded. Since these two machined surfaces chen to each other in a very specific relationship must not only result from this type of processing an increased amount of time for reclamping, but this Clamping involves the risk of machining tolerance zen in relation to the two mutually working surfaces.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Fertigungstoleranzen zu ver­ mindern, die Bearbeitungszeit zu verkürzen und den Einsatz von Werkzeugen mit höherer Standzeit und damit die Verbesserung des Bearbeitungsvorganges zu ermöglichen.The object of the invention is to ver the manufacturing tolerances reduce the processing time and the use of tools with a longer service life and thus the To enable improvement of the machining process.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erläu­ terten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bearbei­ tung der Außenkontur und die Bearbeitung der Kugellaufbah­ nen bei einer gleichbleibenden Aufspannung des Werkstückes erfolgen und dass die Bearbeitung der Kugellaufbahnen durch ein scheibenförmiges Werkzeug mit senkrecht zur Kugellauf­ bahn stehenden Rotationsachse erfolgt, dessen Durchmesser ein Mehrfaches der Kugellaufbahnbreite beträgt.This task is explained in a method of the beginning ter ter solved according to the invention in that the machining the outer contour and the machining of the ball race with a constant clamping of the workpiece done and that the machining of the ball races through a disc-shaped tool with perpendicular to the ball barrel orbital axis of rotation takes place, its diameter is a multiple of the ball track width.

Dieser erfindungsgemäße Bearbeitungsvorgang ist in erster Li­ nie geprägt durch eine Aufspannungsart des Werkstückes, welche sowohl die Bearbeitung der Außenkontur, als auch die Bearbeitung der Kugelbahnen mittels eines großen schei­ benförmigen Werkzeuges ermöglicht. Hierdurch wird nicht nur die Bearbeitungszeit durch den Wegfall des Umspannens ver­ kürzt, sondern es werden auch die Fertigungstoleranzen im Hinblick auf die Zuordnung der beiden zu bearbeitenden Flä­ chen wesentlich verbessert, da durch das Umspannen stets die Gefahr von zusätzlichen Toleranzen besteht. Die Verwendung eines Werkzeuges mit großem Durchmesser für die Bearbei­ tung der Kugellaufbahnen hat den Vorteil, dass die Standzeit eines solchen Werkzeuges wesentlich höher ist und dass hier­ durch der durch Werkzeugverschleiß bedingte Aufwand an Korrekturen am Werkzeug und der Steuerung der Zustellbewe­ gung verringert wird.This machining process according to the invention is primarily Li never characterized by a type of clamping of the workpiece, which both the machining of the outer contour, as well as the Machining of the ball tracks using a large scraper ben-shaped tool allows. This will not only the processing time by eliminating the reclamping ver cuts, but also the manufacturing tolerances in the With regard to the assignment of the two areas to be processed chen significantly improved, because the reclamping always There is a risk of additional tolerances. The usage a large diameter tool for machining ball raceways has the advantage that the service life of such a tool is much higher and that here due to the effort caused by tool wear Corrections to the tool and the control of the delivery movement is reduced.

Die Bearbeitung der Außenkontur kann nach jedem bekannten Verfahren erfolgen, vorzugsweise durch Drehen oder Schleifen. The machining of the outer contour can be done according to any known Processes are carried out, preferably by turning or grinding.  

Die Bearbeitung der Kugellaufbahnen am bereits gehärteten Werkstück erfolgt vorzugsweise durch Schleifen. Dieser Bear­ beitungsvorgang kann aber auch durch Fräsen erfolgen.Machining the raceways on the already hardened The workpiece is preferably made by grinding. That bear processing can also be done by milling.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Arbeitsspindel und einen daran gehaltenen Spanndorn zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes und ist erfin­ dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn in Richtung auf sein freies Ende verjüngt ausgebildet ist, dass der Spanndorn Ausnehmungen für die berührungsfreie zeit­ weise Aufnahme eines scheibenförmigen Werkstückes während der Bearbeitung aufweist und dass die Anzahl der Ausneh­ mungen und ihre Winkelverteilungen über den Umfang des Spanndorns der Anzahl und Winkelverteilung der zu bearbei­ tenden Kugellaufbahnen entspricht. Diese Ausgestaltung des Spanndorns, welcher zur Führung der Spannhülse dient und gegebenenfalls auch die Antriebsvorrichtung für den Spann­ bolzen aufweist, ermöglicht den Einsatz eines im Durchmesser großen Bearbeitungswerkzeuges, da das Werkzeug bei der Bearbeitung der Kugellaufbahnen ohne Beschädigung des Spanndorns in die vorgesehenen Ausnehmungen verfahrbar ist, wodurch trotz des großen Durchmessers des scheibenför­ migen Werkzeuges eine vollständige Bearbeitung der Kugel­ laufbahnen möglich ist. Außerdem kann hierdurch der Spann­ dorn sehr stabil und damit steif ausgeführt werden, so dass eine exakte Bearbeitung möglich ist. Ein schlanker Spanndorn, welcher den Einsatz eines großen, scheibenförmigen Werkzeu­ ges aufgrund seiner Schlankheit ermöglichen könnte, wäre nicht steif genug, um das Werkstück während der Bearbeitung exakt und schwingungsfrei halten zu können.The device for performing the method comprises a work spindle and a mandrel held on it Recording of the workpiece to be machined and is invented accordingly characterized in that the mandrel in Is tapered towards its free end that the mandrel recesses for non-contact time wise recording of a disc-shaped workpiece during processing and that the number of exceptions measurements and their angular distributions over the circumference of the Mandrel of the number and angular distribution of the machined corresponding ball raceways. This configuration of the Mandrel, which serves to guide the clamping sleeve and if necessary also the drive device for the instep has a bolt, allows the use of a diameter large machining tool because the tool at Machining the raceways without damaging the Mandrel can be moved into the provided recesses is, which despite the large diameter of the disc a complete machining of the ball careers is possible. This also allows the instep mandrel very stable and therefore stiff, so that exact processing is possible. A slim mandrel, which involves the use of a large, disc-shaped tool would be possible due to its slimness not stiff enough to hold the workpiece during machining to be able to keep precise and vibration-free.

Der Spanndorn kann kegelig oder in Stufen verjüngt ausgebil­ det sein. The mandrel can be tapered or tapered in steps det be.  

Vorzugsweise ist das scheibenförmige Werkzeug als Schleif­ scheibe ausgebildet. Eine Ausbildung als Fräswerkzeug ist ebenfalls möglich.The disk-shaped tool is preferably a grinding tool disc formed. Training as a milling tool is also possible.

Um die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte quer zur Längsachse des Spanndornes auch dann aufnehmen zu kön­ nen, wenn diese verhältnismäßig groß sind, ist in Weiterbil­ dung der Erfindung vorgesehen, dass der Spanndorn eine Stützfläche aufweist, an der er durch eine zusätzliche Abstütz­ vorrichtung abstützbar ist.To the forces occurring during processing across To be able to accommodate the longitudinal axis of the mandrel if these are relatively large, is in Weiterbil tion of the invention provided that the mandrel a Has support surface on which he by an additional support device is supported.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is in the drawing based on an Ausfüh Example explained approximately. The drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Spanndorn; Fig. 1 shows a longitudinal section through a mandrel;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Spanndorns nach Fig. 1; und Fig. 2 is a front view of the mandrel of Fig. 1; and

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line III-III in FIG. 1.

Ein Spanndorn 1 weist einen Flanschkörper 2 und einen Flansch 2a zur Befestigung an einer nicht dargestellten Ar­ beitsspindel mittels Schrauben 3 und 3a und einen stufenför­ migen oder kegelförmigen Abschnitt 4 auf, in dessen Innerem sich eine Bohrung 5 zur Führung eines Spannbolzens 6 befin­ det. Eine weitere Bohrung 7 ist für ein Verlängerungsstück 8 für den Spannbolzen 6 vorgesehen, wobei an diesem Verlänge­ rungsstück ein Flansch 8a angeformt ist, der einen Stift 8b aufnimmt, der das Verlängerungsstück 8 gegen eine Drehung sichert. Der Spannbolzen 6 ist an seinem vorderen, kegelför­ migen Teil 4a herausragenden Abschnitt ebenfalls mit einem kegelförmigen Spreizkörper 9 ausgerüstet, mit dem ein zu be­ arbeitendes Werkstück 11 über eine Spannhülse 10 in üblicher Weise gespannt wird. In der Nähe des vorderen Bereiches ist eine Stützfläche 4b zur Abstützung durch eine nicht darge­ stellte Stützvorrichtung vorgesehen, falls Querkräfte bei der Bearbeitung zu groß werden, die zu einer Auslenkung des Spanndornes führen könnten. Zum Schleifen von Kugellauf­ bahnen 11a im Werkstück, das eine Nabe für ein homokineti­ sches Gelenk darstellt, ist eine Schleifscheibe 12 mit sehr gro­ ßem Durchmesser vorgesehen, dessen Rotationsachse senk­ recht zur Längserstreckung der Kugellaufbahnen verläuft. Diese Schleifscheibe benötigt in Richtung auf den Spanndorn einen Freiraum, wenn die Kugellaufbahnen 11a in ihrer ge­ samten Länge geschliffen werden sollen. Zu diesem Zweck sind die Abschnitte 4 und 4b des Spanndornes 1 mit Ausnehmun­ gen 13 versehen, deren Anzahl und winkelmäßige Verteilung über den Umfang der Anzahl und der winkelmäßigen Vertei­ lung der Kugellaufbahnen über den Umfang der Nabe 11 ent­ spricht. Die Ausnehmungen 13 sind in ihrer lichten Weite so gestaltet, dass die Schleifscheibe berührungsfrei während des Bearbeitungsvorganges zeitweise in diese Ausnehmungen ein­ tauchen kann.A mandrel 1 has a flange body 2 and a flange 2 a for attachment to a not shown Ar beitsspindel by means of screws 3 and 3 a and a step-shaped or conical section 4 , inside which there is a bore 5 for guiding a clamping bolt 6 , Another bore 7 is provided for an extension piece 8 for the clamping bolt 6 , with this extension piece approximately a flange 8 a is formed, which receives a pin 8 b, which secures the extension piece 8 against rotation. The clamping bolt 6 is at its front, kegelför shaped part 4 a projecting section also equipped with a conical expansion body 9 with which a workpiece 11 to be machined is clamped in a conventional manner via a clamping sleeve 10 . In the vicinity of the front area, a support surface 4 b is provided for support by a support device, not shown, if transverse forces become too great during processing, which could lead to a deflection of the mandrel. For grinding ball race tracks 11 a in the workpiece, which is a hub for a homokineti cal joint, a grinding wheel 12 is provided with a very large diameter, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal extension of the ball raceways. This grinding wheel needs a free space in the direction of the mandrel if the ball raceways 11 a are to be ground in their entire length. For this purpose, the sections 4 and 4 b of the mandrel 1 are provided with recesses 13 , the number and angular distribution of which corresponds to the circumference of the number and the angular distribution of the ball raceways over the circumference of the hub 11 . The clearances 13 of the recesses are designed such that the grinding wheel can temporarily dip into these recesses without contact during the machining process.

Claims (11)

1. Verfahren zur Bearbeitung von Naben homokineti­ scher Gelenke, bei dem sowohl die als Käfigbahn dienende Außenkontur als auch die Kugellaufbahnen spanabhebend be­ arbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei­ tung der Außenkontur und die Bearbeitung der Kugellaufbah­ nen bei einer gleichbleibenden Aufspannung des Werkstückes erfolgen und dass die Bearbeitung der Kugellaufbahnen durch ein scheibenförmiges Werkzeug mit senkrecht zur Kugellauf­ bahn stehender Rotationsachse erfolgt, dessen Durchmesser ein Mehrfaches der Kugellaufbahnbreite beträgt.1. Process for machining hubs homokinetic joints, in which both the outer contour serving as the cage path and the ball raceways are machined, characterized in that the machining of the outer contour and the machining of the ball raceways take place with a constant clamping of the workpiece and that the machining of the ball raceways is carried out by a disk-shaped tool with a rotational axis perpendicular to the ball raceway, the diameter of which is a multiple of the ball raceway width. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Bearbeitung der Außenkontur durch Drehen erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in net that machining the outer contour by turning he follows. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Bearbeitung der Außenkontur durch Schleifen erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in net that the machining of the outer contour by grinding he follows. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Kugellauf­ bahnen durch Schleifen erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized by that machining the ball barrel is done by grinding. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Kugellauf­ bahnen durch Fräsen erfolgt. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized by that machining the ball barrel tracks by milling.   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Arbeitsspindel und einem daran gehaltenen Spanndorn zur Aufnahme des zu be­ arbeitenden Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanndorn (6) in Richtung auf sein freies Ende verjüngt aus­ gebildet ist, dass der Spanndorn (1) Ausnehmungen (13) für die berührungsfreie, zeitweise Aufnahme eines scheibenförmi­ gen Werkzeuges (12) während der Bearbeitung aufweist und dass die Anzahl der Ausnehmungen (13) und ihre Winkelver­ teilung über den Umfang des Spanndorns der Anzahl und Win­ kelverteilung der zu bearbeitenden Kugellaufbahnen (11a) ent­ spricht.6. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5 with a work spindle and a mandrel held thereon for receiving the workpiece to be machined, characterized in that the mandrel ( 6 ) is tapered towards its free end, that the mandrel ( 1 ) has recesses ( 13 ) for the contact-free, temporary reception of a disc-shaped tool ( 12 ) during machining and that the number of recesses ( 13 ) and their angular distribution over the circumference of the mandrel the number and angle distribution the ball tracks to be machined ( 11 a) speaks ent. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Spanndorn (1) kegelig ausgebildet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the mandrel ( 1 ) is conical. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Spanndorn (1) in Stufen verjüngt ausgebildet ist.8. The device according to claim 6, characterized in that the mandrel ( 1 ) is tapered in stages. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Werkzeug als Schleifscheibe (12) ausgebildet ist.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the disc-shaped tool is designed as a grinding wheel ( 12 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Werkzeug als Fräswerkzeug ausgebildet ist.10. Device according to one of claims 6 to 8, there characterized by that the disc-shaped tool is designed as a milling tool. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (1) eine Stützfläche (4b) aufweist, an der er durch eine zusätzliche Abstützvorrichtung abstützbar ist.11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the mandrel ( 1 ) has a support surface ( 4 b) on which it can be supported by an additional support device.
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