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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Superfinishen mit den
Merkmalen gemäß Oberbegriff
von Patentanspruch 1, wie sie bspw. an Drehmaschinen oder Schleifmaschinen
eingesetzt werden. Superfinishen entspricht nach DIN 8589 dem Kurzhub-Außenhonen.
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Diese
Vorrichtungen zum Superfinishen weisen ein Werkzeug auf, entsprechend
der DIN 8589-3.3 (geometrisch unbestimmte Schneide), das mit Hilfe
eines Antriebs in eine oszillierende Bewegung versetzt werden kann.
Außerdem
weisen sie Befestigungsmittel auf, mit deren Hilfe die Vorrichtung
an einer Bearbeitungsmaschine befestigt werden kann.
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Aus
der
DE 86 84 10 C ist
eine solche Vorrichtung bekannt, die als Zusatzgerät an einer
normalen Drehmaschine oder Rundschleifmaschine einsetzbar ist. Das
Gehäuse
dieser Vorrichtung hat bereichsweise einen quadratischen Querschnitt
und kann mit diesem Bereich des Gehäuses wie ein Drehmeißel auf
dem Support einer Drehmaschine eingespannt werden. Um die erforderliche
Oszillationsbewegung des Werkzeugs relativ zu einer Drehachse des
Werkstücks
zu erzeugen, weist diese Vorrichtung einen Flanschmotor auf, der
fest mit dem Gehäuse
der Vorrichtung verbunden ist.
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Wegen
ihrer Mobilität
und Flexibilität
sind diese mobilen Vorrichtungen zum Superfinishen vielseitig einsetzbar
und erlauben in vielen Anwendungsfällen den Verzicht auf die Anschaffung
einer gesonderten Maschine. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine mobile Vorrichtung zum Superfinishen weiter zu optimieren,
insbesondere im Hinblick auf die Herstellungskosten und den Bauraumbedarf.
Außerdem
soll der Anwendungsbereich der Vorrichtung zum Superfinishen erweitert
werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Superfinishen eines Werkstücks mit
einem Werkzeug, mit Mitteln zum Antrieb des Werkzeuges und mit Befestigungsmitteln
zum Befestigen der Vorrichtung auf einer Werkzeugmaschine erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Vorrichtung einen angetriebenen Werkzeughalter aufweist.
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Durch
den erfindungsgemäß beanspruchten angetriebenen
Werkzeughalter kann auf einen internen Antrieb bei der Vorrichtung
zum Superfinishen verzichtet werden. Dadurch ergeben sich naturgemäß erhebliche
Kosteneinsparungen und der Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Superfinishen wird deutlich reduziert. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung überall dort problemlos
eingesetzt werden, wo ein Werkzeughalter, bevorzugt ein genormter
Werkzeughalter, vorhanden ist.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Werkzeughalter über
zwei parallel zueinander angeordnete Blattfedern mit dem Werkzeug
gekoppelt. Durch diese Art der Kopplung wird eine ausreichend präzise und
spielfreie Parallelführung
des Werkzeuges ermöglicht
bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der angetriebene Werkzeughalter z. B. der
DIN 69881, DIN 6499B, DIN 69880, DIN 6358 und/oder DIN 1835 entspricht.
Dadurch ist es möglich,
die erfindungsgemäße Vorrichtung
an allen Werkzeugmaschinen einzusetzen, die einen Antrieb aufweisen,
der mit einem angetriebenen Werkzeughalter kompatibel ist. Dies können bspw.
Werkzeugrevolver von Drehmaschinen sein, bei denen mindestens eine
Aufnahme des Werkzeugrevolvers einen Antrieb aufweist. Selbstverständlich können auch
andere Antriebe, die bevorzugt mit einem Werkzeughalter nach einer
der oben genannten Normen kompatibel sind, eingesetzt werden.
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Die
Kompatibilität
zu bestehenden Werkzeugaufnahmesystemen, insbesondere von Werkzeugaufnahmesystemen
mit Antrieb, erlaubt auch den Verzicht auf eine zusätzliche
numerische Achse für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Superfinishen, da in der Regel die angetriebenen Werkzeuge einer
NC-Bearbeitungsmaschine
auch eine oder mehrere NC-Achsen haben mit deren Hilfe sie steuerbar
sind.
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Um
den Antrieb des Werkzeughalters zu ermöglichen, ist in weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung an dem angetriebenen Werkzeughalter eine
drehbar gelagerte Spindel mit verschiedenen Kupplungen z. B. nach
DIN 5481 und/oder DIN 5482 vorhanden.
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Diese
drehbar gelagerte Spindel treibt beispielsweise einen Exzenter an,
der wiederum die Werkzeugaufnahme mindestens mittelbar in eine oszillierende
Bewegung versetzt. Durch diese einfache Konstruktion kann die Drehbewegung,
die der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von der Bearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt wird, auf einfache Weise
in die erforderliche oszillierende Bewegung des Werkzeuges umgesetzt
werden. Selbstverständlich
ist die Erfindung jedoch nicht auf Exzenterantriebe beschränkt, sondern
es sind auch andere konstruktive Lösungen, vom Erfindungsgedanken
umfasst.
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Die
Umsetzung der Bewegung des Exzenters in eine oszillierende Bewegung
des Werkzeuges kann auf einfache Weise beispielsweise dadurch erfolgen,
dass die Werkzeugaufnahme eine Aufnahme für den Exzenter aufweist. Dadurch
ist es möglich, das
Werkzeug in einer Richtung, die bevorzugt parallel zur Längsachse
des zu bearbeitenden Werkstücks verläuft, oszillieren
zu lassen.
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Es
versteht sich von selbst, dass bei Bedarf zwischen der Spindel des
angetriebenen Werkzeughalters und dem Exzenter ein Winkelgetriebe
vorgesehen sein kann. Damit kann die Bearbeitung von verschiedensten
Werkstücken,
unabhängig
von der Lage des angetriebene Werkzeughalters an der Bearbeitungsmaschine
befestigt ist, vorgenommen werden.
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Das
Werkzeug kann sowohl als z. B. keramisch gebundener Stein als auch
z. B. auf flexibler Unterlage als Band ausgebildet sein. Wenn das Werkzeug
als Band ausgebildet ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn das Werkzeug kontinuierlich oder getaktet weiter bewegt wird,
so dass der Verschleiß des
Werkzeuges ausgeglichen werden kann und immer wieder unverbrauchte
Schleifkörner zum
Einsatz kommen. Dadurch wird die Prozesssicherheit und die Leistungsfähigkeit
der Finish-Bearbeitung
erhöht.
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Des
Weiteren ist es in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft, wenn das
Band von einem Formkörper in
die gewünschte
Form gebracht wird, so dass die Genauigkeit des gefinishten Werkstücks bezüglich Zylindrizität, Rundheit
und Welligkeit weiter verbessert wird.
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Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer Drehmaschine,
insbesondere einer Hartdrehmaschine und/oder einer Schleifmaschine.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung
bei einer Hartdrehmaschine eingesetzt wird, kann in vielen Fällen auf
das Schleifen verzichtet werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Es
zeigen:
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1 eine
Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Superfinishen in radialer Bauform und
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2 eine
Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Superfinishen in axialer Bauform
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Superfinishen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein zylindrisches
Werkstück
bezeichnet, das um seine Längsachse 1a von
einer nicht dargestellten Drehmaschine oder einer anderen Bearbeitungsmaschine
in Drehung versetzt wird. Auch die Einspannung des Werkstücks 1 ist
nicht dargestellt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Superfinishen ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 3 versehen.
In Anlage an dem Werkstück 1 befindet
sich ein Werkzeug 5, welches das zylindrische Werkstück 1 über einen
Teil seines Umfangs umschließt.
Das Werkzeug 5 ist in einer Werkzeugaufnahme 5a aufgenommen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
umschließt
das Werkzeug 5 das Werkstück 1 über einen
größeren Winkelbereich,
von beispielsweise bis zu 120°.
Während
der Bearbeitung wird das Werkzeug 5 in eine oszillierende
Bewegung versetzt, die durch einen Doppelpfeil 7 angedeutet ist.
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Die
Werkzeugaufnahme 5a ist an parallel zueinander angeordneten
Blattfedern 9 spielfrei befestigt. An dem der Werkzeugaufnahme 5a abgewandten
Enden der Blattfedern 9 sind diese an einem angetriebenen
Werkzeughalter 13 befestigt. Der Werkzeughalter 13 besteht
im Wesentlichen aus einem Zapfen 15, der z. B. in Übereinstimmung
mit der DIN 69880, auf die hiermit Bezug genommen wird, ausgestaltet
ist.
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An
dem Zapfen 15 ist eine Abflachung 17 mit mehreren
Nuten 19 ausgebildet. Im Zapfen 15 ist eine Spindel 21 drehbar
gelagert. Der Zapfen 15 in Verbindung mit der Spindel 21 und
verschiedenen Kupplungsstücken 21a nach
z. B. DIN 5481 oder DIN 5482 können
beispielsweise die Schnittstelle zu einem Werkzeugrevolver einer
nicht dargestellten Drehmaschine darstellen.
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Mit
Hilfe des Zapfens 15 kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Superfinishen 3 in dem Revolver einer Bearbeitungsmaschine
befestigt werden. Mit Hilfe der Spindel 21 und der Kupplung 21a kann die
erforderliche Antriebsleistung für
die oszillierende Bewegung des Werkzeuges 5 von der Bearbeitungsmaschine
(nicht dargestellt) auf die Vorrichtung zum Superfinishen 3 übertragen
werden.
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Eine
Drehachse der Spindel 21 ist in 1 und 2 mit
dem Bezugszeichen 23 versehen. Über ein nicht dargestelltes
Winkelgetriebe wird ein Exzenter 25, der wiederum in der
Werkzeugaufnahme 5a aufgenommen ist, angetrieben. Dabei
wird die Bewegung des Exzenters 25 über z. B. Passleisten 27 auf
die Werkzeugaufnahme 5a übertragen.
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Somit
ist es möglich,
die für
das Superfinishen erforderliche Relativbewegung (siehe Bezugszeichen 7)
zwischen Werkstück 1 und
Werkzeug 5 auf einfachste Weise bereitzustellen. Dabei
benötigt die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Superfinishen 3 keinen in die Vorrichtung zum Superfinishen 3 integrierten
Antrieb
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Wegen
der genormten Schnittstelle zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 und
der nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine, sind der Anschluss
und die Einbindung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 an
viele Bearbeitungsmaschinen ohne nennenswerten Aufwand möglich.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Superfinishen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Werkstück mit einer
Planfläche
bezeichnet, das um eine Drehachse 1a gedreht wird. Daran
soll veranschaulicht werden, dass sowohl zylindrische als auch ebene
Werkstückoberflächen mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bearbeitet werden können.
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Auch
in dieser Darstellung sind weder die Aufnahme des Werkstücks 1 in
einer Spannzange oder einem anderen Spannmittel der Bearbeitungsmaschine
noch der Revolver der Bearbeitungsmaschine in der die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 aufgenommen
wird, dargestellt. Gleiche Bauteile haben das gleiche Bezugszeichen
wie in 1 und es gilt das bezüglich 1 Gesagte
entsprechend.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Winkelgetriebe nicht unbedingt erforderlich.