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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen eines mit einer Längsbohrung
versehenen rotationssymmetrischen Maschinenbauteils, dessen eine
stirnseitige Endfläche
als Wirkfläche
in der Form eines insbesondere flachen Kegelstumpfmantels mit im
Querschnitt geradliniger oder gewölbter Kontur ausgebildet ist,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
mit diesem Verfahren zu schleifenden Maschinenbauteile liegen beispielsweise
in Getrieben mit stufenlos veränderlicher Übersetzung
vor, wie sie in Kraftfahrzeugen benötigt werden. Dabei stehen sich
zwei Maschinenbauteile mit einander zugewandten Wirkflächen gegenüber. Die
Wirkflächen bilden
somit einen Ringraum mit annähernd
keilförmigem
Querschnitt, in dem ein Zugglied wie beispielsweise eine Kette oder
ein Riemen je nach der Entfernung der Wirkflächen voneinander zwischen unterschiedlichen
Radien hin- und herwandert. Da ein derartiges Getriebe sehr exakt
arbeiten und große
Drehmomente übertragen
muß, werden
an die Maßhaltigkeit
und die Oberflächenqualität der Maschinenbauteile
hohe Anforderungen gestellt. Das gilt auch für die zugehörigen Schleifvorgänge, insbesondere
beim Schleifen der Wirkfläche.
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Das
eingangs genannte Verfahren wird nach dem aus der betrieblichen
Praxis bekannten Stand der Technik in Einzeloperationen, das heißt in mehreren
Aufspannungen, durchgeführt.
Hierbei wird die Wirkfläche
mittels Korundschleifscheiben im Schrägeinstechverfahren geschliffen.
Zum Innenrundschleifen der an dem Maschinenbauteil befindlichen Längsbohrung
muß sodann
das Maschinenbauteil in einer anderen Maschine aufgespannt werden,
wo mit einer entsprechend kleinen Schleifscheibe das Innenrundschleifen
der Bohrungswandung erfolgen kann.
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Das
bekannte Verfahren weist verschiedene Nachteile auf. Zunächst sind
Schleifscheiben von Kegelform oder mit stark abgestuftem Durchmesser
erforderlich, die schwierig herzustellen und abzurichten sind. Bei
derartigen Schleifscheiben mit Umfangsbereichen von stark unterschiedlichem
Durchmesser sind auch die Umfangsgeschwindigkeiten der schleifenden
Bereiche unterschiedlich. Das bedeutet, dass die entscheidende Schnittgeschwindigkeit
an der Schleifstelle unterschiedlich sein muß und daher nicht überall optimal
sein kann. Das führt
im Ergebnis zu Bereichen von unterschiedlicher Rauhigkeit, die sich
an der Wirkfläche
nachteilig auswirkt. Schließlich ergeben
sich auch Probleme bei der Kühlung
mittels der üblichen
Emulsionen und Schleiföle.
Beim Schrägeinstechschleifen
entsteht nämlich
an der Schleifstelle ein sich verengender Keil, dem der Kühlschmierstoff
nicht optimal zugeführt
werden kann. Das Ergebnis ist somit eine ungleichmäßige Kühlung der
Schleifstelle. Auf alle diese Schwierigkeiten ist es zurückzuführen, dass
man das eingangs genannte bekannte Verfahren bisher mit Korundschleifscheiben
durchgeführt
hat, die eine wesentlich geringere Standzeit haben und öfter abgerichtet
werden müssen
als die inzwischen weit verbreiteten CBN-Scheiben.
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Die
DD 143 700 behandelt eine
Vorrichtung zum Schleifen von Wolframtellern, die unter anderem als
rotierende Elektroden in Röntgenröhren ihre
Anwendung finden. Dieser Wolframteller hat nach der zeichnerischen
Darstellung die Kontur eines Kegelstumpfes, bei dem die Neigung
der Mantellinie gegenüber
der Basis etwa 30° beträgt. Bei
dieser bekannten Vorrichtung wird der Wolframteller in einer Werkstückhalterung
eingespannt, die gegenüber dem
Vorrichtungsgestell um eine lotrechte Achse schwenkbar ist. Gegenüber der
Werkstückhalterung befindet
sich ein Längssupport,
der in einer waagerechten Ebene verschiebbar ist. Auf dem Längssupport
ist ein Kreuzschlitten angeordnet, der eine Schleifspindel zum Antrieb
einer kleinen zylindrischen Schleifscheibe trägt, die zum Innenschleifen einer
Bohrung in dem Wolframteller dient. Getrennt von diesem Kreuzschlitten
trägt der
Längssupport ferner
eine starre Elektroschleifspindel zum Antrieb einer kegeligen Schleifscheibe.
Mit der kegeligen Schleifscheibe sollen eine Stirnfläche sowie
der kegelmantelförmige
Bereich des Wolframtellers geschliffen werden. Hierzu müssen durch
Verschwenken der Werkstückhalterung
und Verschieben des Längssupportes
sowie durch von Hand zu betätigende
Vorschubsteuerungen die kegelige Schleifscheibe und der Wolframteller
in die richtige Position zueinander gebracht werden. Etwas anderes
als ein Schrägschleifen
im Bereich des Kegelmantels ist der
DD 143
700 nicht zu entnehmen. Die teilweise von Hand zu bedienende
bekannte Vorrichtung ist umständlich und
mit handwerklichen Geschick zu bedienen.
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Aus
der
EP 1 022 091 A2 ist
eine Werkzeugmaschine zum Schleifen von Werkstücken bekannt, bei der sich
zwei zylindrische Schleifscheiben unterschiedlicher Größe auf einem Revolver
befinden, der seinerseits auf einem verschiebbaren Schlitten angeordnet
ist. Durch Verschwenken des Revolvers um 180° können die beiden Schleifscheiben
wahlweise zur Anlage an unterschiedliche Bereiche eines rotationssymmetrischen
Werkstückes
gebracht werden. Das Werkstück
ist in einer Werkstückaufnahme
angeordnet, die ihrerseits auf einem Schlitten in Längsrichtung
des Werkstückes
verschiebbar ist. Zum Schleifen wird das Werkstück in Rotation versetzt. Bei
dieser bekannten Werkzeugmaschine kann zudem die Werkstückaufnahme
um einen Winkel von +/– 30° schräg zur Verschiebungsrichtung
der Werkstückaufnahme
eingestellt werden. In der
EP
1 022 091 A2 ist nicht erläutert, wie das Schleifen bei Schrägstellung
der Werkstückaufnahme
vor sich gehen soll. Da aber das Verschwenken des die Schleifscheiben
tragenden Revolvers ausdrücklich
in Schritten von 90° erfolgend
angegeben ist, liegt der Schluss nahe, dass auch bei dieser bekannten
Werkzeugmaschine an ein Längsschleifen
mit einer kegeligen Schleifscheibe gedacht ist, wenn kegelige Außenkonturen
mit erheblichem Neigungswinkel des Kegels geschliffen werden sollen.
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Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs zuerst genannten
Art anzugeben, mit dem die Bearbeitungszeit verkürzt und dennoch ein besseres
Schleifergebnis erzielt wird.
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Für die mit
Anspruch 7 beanspruchte Vorrichtung gilt sinngemäß dieselbe Aufgabe.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe besteht gemäß den im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrenschritten darin,
dass an dem einseitig an seinem Außenumfang gehalterten Maschinenbauteil
zuerst die Wirkfläche
im Senkrecht-Schleifverfahren geschliffen wird, indem eine erste
zylindrische Schleifscheibe mit ihrer rotierenden Umfangskontur
senkrecht gegen die Wirkfläche
zugestellt wird, indem das Maschinenbauteil in Richtung seiner Rotations-
und Längsachse
gegenüber
der ersten Schleifscheibe verschoben wird, wobei die axiale Erstreckung
der ersten Schleifscheibe die radiale Schrägerstreckung der Wirkfläche überdeckt,
und dass sodann in derselben Aufspannung die Innenwand der Längsbohrung
geschliffen wird, indem eine zweite Schleifscheibe von kleinerem
Durchmesser durch Verschwenken eines Schleifspindelstockes, der
mindestens die erste und die zweite Schleifscheibe trägt, in die
Längsbohrung
des Maschinenbauteils eingebracht und radial gegen die Innenwand
zugestellt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
verbleibt somit das zu schleifende Maschinenbauteil in einer einzigen
Aufspannung, in der sämtliche
Schleifvorgänge
vorgenommen werden. Das wird ermöglicht,
indem zuerst eine erste zylindrische Schleifscheibe mit ihrer rotierenden
Umfangsfläche
senkrecht gegen die Wirkfläche
angestellt wird und danach eine zweite zylindrische Schleifscheibe
von kleinerem Durchmesser in die Längsbohrung des Maschinenbauteils
eingebracht und radial gegen die Innenwand angestellt wird. Die
Möglichkeiten,
zwei unterschiedliche Schleifscheiben an unterschiedlichen Bearbeitungsflächen ein
und desselben Werkstücks
zur Wirkung zu bringen, sind dabei dem Fachmann allgemein bekannt.
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Als
Besonderheit kommt bei der erfindungsgemäßen Lösung hinzu, dass die erste
Schleifscheibe mit ihrer rotierenden Umfangsfläche senkrecht gegen die geneigt
verlaufende Wirkfläche
angestellt wird, wobei die axiale Erstreckung oder die Breite der ersten
Schleifscheibe die radiale Schrägerstreckung der
Wirkfläche überdeckt.
Damit wird die Wirkfläche mit
der zylindrischen Umfangsfläche
der Schleifscheibe im Senkrecht-Schleifverfahren
geschliffen, wobei durch eine gegenseitige Relativverschiebung die
Zustellung bewirkt wird.
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Als
Vorteil ergibt sich eine gleichbleibende Schnittgeschwindigkeit über die
gesamte Breite der Schleifscheibe. Damit ist eine erhöhte Oberflächengüte und Oberflächenstruktur
gewährleistet.
Hinzu kommt, dass optimierte Abrichtparameter beim Abrichten der
Schleifscheibe erhalten werden, weil beim Abrichten dieselben Parameter,
nämlich
eine identische Abrichtgeschwindigkeit wie beim Schleifen sowie
gleiche Drehzahlverhältnisse
und Vorschubwerte erreicht werden. Weil die Schnittgeschwindigkeit
der Schleifscheibe über
die Wirkfläche
gleich bleibt, ist auch die erzielbare Oberflächenrauhigkeit gleichbleibend.
Durch die gleiche Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe über die
komplette Kegelfläche
können
auch optimale Werte für
das Zerspanvolumen pro Zeiteinheit erreicht werden.
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Beim
Schrägeinstechschleifen
dagegen ist dies nicht der Fall. Geht man beim Außendurchmesser
der kegelförmigen
Wirkfläche
von einem Wert von beispielsweise 190 mm aus und einem an die Wirkfläche anschließenden mittleren
Durchmesser (im Bereich der Längsbohrung)
von etwa 40 mm, so ändert
sich die Werkstückgeschwindigkeit
durch die Rotation des Werkstückes
während
des Schleifens um den Faktor 4,75. Die Höhe der Kegelfläche beträgt somit
ca. 75 mm.
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Bei
einem angenommenen Durchmesser der Korundschleifscheibe von 750
mm beträgt
dann die Schnittgeschwindigkeit am Außendurchmesser der Kegelfläche ca.
80% der Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe am kleinen Durchmesser
der Kegelfläche.
Dies ist gegenläufig
zum Zerspanvolumen, da dieses am großen Durchmesser an der Kegelfläche am größten ist.
Dadurch wird durch die senkrecht angestellte Schleifscheibe auf
die Kegelfläche
das Schnittgeschwindigkeitsverhältnis
zum Zerspanvolumen, das über
die Kegelfläche
abgetragen werden muß,
wesentlich verbessert.
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Es
ergeben sich weiterhin deutlich verbesserte Verhältnisse beim Kühlen der
Schleifzone, weil beim Schleifen der Wirkfläche praktisch dieselben Verhältnisse
wie beim Senkrechtschleifen vorliegen, so dass eine gleichbleibende
schmale Kühlzone
vorliegt, der der Kühlschmierstoff
gut zugeführt
werden kann und die er auch schnell wieder verlässt.
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Insgesamt
ergeben sich derartige Vorteile, dass das erfindungsgemäße Schleifverfahren
bestens mit keramisch gebundenem CBN-Schleifscheiben durchgeführt werden
kann. Insgesamt wird eine deutlich verkürzte Taktzahl auf modernen
Bearbeitungsmaschinen bei gleichzeitig erheblich verbessertem Schleifergebnis
erzielt.
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Grundsätzlich wäre es zwar
möglich,
dass die erste Schleifscheibe in streng radialer Richtung an die
zu schleifende Wirkfläche
des Maschinenbauteils angestellt werden kann, indem die erste Schleifspindel
quer zu ihrer Längserstreckung
und in schräger
Richtung auf das Maschinenteil zu bewegt wird. Das Maschinenbauteil
müsste
in diesem Fall an einer gleichbleibenden Stelle des zugehörigen Maschinenbettes
angeordnet sein. Die zur Durchführung
des Verfahrens erforderliche Vorrichtung wird jedoch einfacher,
wenn gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Zustellung dadurch erfolgt, dass das Maschinenbauteil in Richtung
seiner Rotations- und Längsachse
gegenüber
der ersten Schleifscheibe verschoben wird. Von dieser Bewegung entfällt auf die
Schleifstelle an der Wirkfläche
nur eine schräg gerichtete
Komponente, die aber nur um einen geringen Betrag von der Richtung
der Längsachse
abweicht, so dass fast noch ein Senkrechtschleifen im üblichen
Sinne vorliegt. Es ergibt sich eine geringere Kraftkomponente in
radialer Richtung der Wirkfläche, so
dass mit optimierten Vorschüben beim
Schleifen der Lauffläche
gearbeitet werden kann. Auch dadurch wird die Schleifzeit verringert,
und es ergeben sich dennoch verbesserte Genauigkeiten im Schleifzustand
der Wirkfläche.
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Das
anschließende
Innenschleifen der Längsbohrung
kann durch Längsschleifen
vorgenommen werden. Dabei kommt auch die Verfahrensweise des Schälschleifens
in Frage, bei dem sofort auf den Enddurchmesser geschliffen wird.
Es ist aber auch möglich,
dass die Innenwand der Längsbohrung
durch Einstechschleifen geschliffen wird.
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Das
letzte Verfahren kommt besonders dann in Frage, wenn gemäß einer
weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante von der Innenwand der
Längsbohrung
einzelne axiale Abschnitte geschliffen werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mindestens
drei Schleifscheiben vorgesehen, die durch Verschwenken von drei
die Schleifscheiben tragenden Schleifspindeln in ihre Wirkstellung
gebracht werden. Durch das in dieser Weise erweiterte Verfahren
können
weitere Schleifvorgänge
durchgeführt
werden, oder es kann zum Beispiel das Innenrundschleifen auch in den üblichen
Stufen des Vor- und Fertigschleifens erfolgen.
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Schließlich ist
die Reihenfolge nicht zwingend, wonach zuerst die Wirkfläche des
Maschinenbauteils und sodann die Innenwände der Längsbohrung geschliffen werden.
Auch die umgekehrte Reihenfolge ist grundsätzlich möglich. Der Schleiffachmann
wird die Reihenfolge der Vorgänge
je nach der Gestaltung des Maschinenbauteils festlegen, weil hierbei
die Höhe
der Erwärmung
beim Schleifen sowie die Art des Einspannens von Bedeutung ist.
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Gemäß Anspruch
7 betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Schleifen eines
rotationssymmetrischen Maschinenbauteils der eingangs schon im Zusammenhang
mit dem Verfahren erwähnten
bekannten Art. Sie besteht in einer Vorrichtung zum Schleifen eines
mit einer Längsbohrung versehenen
rotationssymmetrischen Maschinenbauteils, dessen eine stirnseitige
Endfläche
als Wirkfläche
in der Form eines flachen Kegelstumpfmantels mit im Querschnitt
geradliniger Kontur ausgebildet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche
1 bis 6,
- – mit
einer Spanneinrichtung zum einseitigen Einspannen des Maschinenbauteils
an seinem Außenumfang
und zu seinem Drehantrieb,
- – mit
einem Schleifspindelschlitten, der in einer quer zu der Rotations-
und Längsachse
des Maschinenbauteils verlaufenden Richtung verfahrbar ist,
- – mit
einer Einrichtung zur Längsverschiebung des
Maschinenbauteils in Richtung seiner Rotations- und Längsachse,
- – mit
einem Schleifspindelstock, der über
eine senkrecht zu der Verschiebungsebene des Schleifspindelschlittens
verlaufende Schwenkachse an diesem befestigt ist und mindestens zwei
jeweils für
sich in Wirkstellung schwenkbare Schleifspindeln trägt,
- – mit
einer an der ersten Schleifspindel angeordneten und durch diese
angetriebenen ersten zylindrischen Schleifscheibe, die zum Senkrechtschleifen
der an dem Maschinenbauteil befindlichen Wirkfläche bestimmt ist sowie eine
axiale Erstreckung aufweist, die größer ist als die radiale Schrägerstreckung
der Wirkfläche,
- – und
mit einer an der zweiten Schleifspindel angeordneten und durch diese
angetriebenen zweiten zylindrischen Schleifscheibe, die einen kleineren
Durchmesser als die erste Schleifscheibe aufweist und zum Innenrundschleifen
der Längsbohrung
des Maschinenbauteils bestimmt ist,
- – wobei
je nach Schwenkstellung des Schleifspindelstockes entweder die erste
Schleifscheibe mit ihrer rotierenden Umfangsfläche an der zu schleifenden
Wirkfläche
des Maschinenbauteils anliegt und durch Längsverschiebung des Maschinenbauteils
ein Senkrecht-Schleifen der Wirkfläche bewirkt oder die Achse
der zweiten Schleifscheibe im Abstand parallel zur Rotations- und
Längsachse
des Maschinenbauteils verläuft.
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Wird
beim Betreiben dieser Vorrichtung nach dem eingangs beschriebenen
Verfahren vorgegangen, so wird zunächst der Schleifspindelschlitten
in der richtigen Weise an das eingespannte Maschinenbauteil herangefahren
und der Schleifspindelstock derart gedreht, dass die erste Schleifspindel
mit der zylindrischen Umfangsfläche
der an ihr angebrachten ersten Schleifscheibe an die Wirkfläche des
Maschinenbauteils angestellt ist. Die erste Schleifspindel muß hierbei
eine Winkelstellung gegenüber
der Rotations- und
Längsachse
des Maschinenbauteils einnehmen, die weniger als 90° beträgt. Sodann kann
die Wirkfläche
durch die erste Schleifscheibe im Senkrechtschleifverfahren, das
heißt
mit dessen bekannten Vorteilen geschliffen werden. Anschließend wird
der Schleifspindelschlitten quer zur Rotations- und Längsachse
des Maschinenbauteils etwas nach außen gefahren und der auf dem
Schleifspindelschlitten befindliche Schleifspindelstock um seine Schwenkachse
verdreht, bis die Rotationsachse der zweiten Schleifspindel mit
der zugehörigen
zweiten Schleifscheibe etwa in der Rotations- und Längsachse
des Maschinenbauteils liegt. Die zweite Schleifscheibe wird sodann
in die Längsbohrung
des Maschinenbauteils eingefahren und radial zugestellt, so dass
das Innenrundschleifen der Längsbohrung
vorgenommen wird. Auf diese Weise sind alle notwendigen Schleifvorgänge an dem
Maschinenbauteil in einer einzigen Aufspannung erledigt. Voraussetzung ist
allerdings in jedem Fall eine erste Schleifscheibe, deren Axialerstreckung
oder -breite größer ist
als die Schrägerstreckung
der Wirkfläche,
weil nur dadurch das Senkrechtschleifverfahren der Wirkfläche mit
allen seinen Vorteilen erfolgen kann.
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Eine
konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, dass bei der Anordnung von zwei Schleifspindeln an dem
Schleifspindelstock deren Achsen parallel zueinander verlaufen und
die beiden Schleifscheiben an derselben Seite des Schleifspindelstocks
angebracht sind. Auf diese Weise ergibt sich ein Wechsel zwischen
den beiden Bearbeitungsvorgängen
mit nur geringen Verschiebe- und Schwenkwegen des Schleifspindelstocks.
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Sind
weitere Schleifvorgänge
durchzuführen oder
soll einer der Einzelvorgänge
in mehreren Stufen erfolgen, so kann es vorteilhaft sein, wenn gemäß einer
weiteren Ausbildung an dem Schleifspindelstock drei Schleifspindeln
im Winkelabstand von jeweils 120° mit
je einer Schleifscheibe angebracht sind. Hierbei wird dann wahlweise
jeweils eine der drei Schleifspindeln in die Wirkstellung gebracht.
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Vorteilhaft
ist die Spanneinrichtung ein Spannfutter mit zentral verstellbaren
Spannbacken, das auch zur Rotation angetrieben wird. Derartige Spannfutter
haben sich als zuverlässig
bewährt
und sind bekannt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die Spanneinrichtung
sich auf einem Schleiftisch befindet, der gegenüber dem Schleifspindelschlitten
in der Rotations- und Längsachse
des Maschinenbauteils verfahrbar ist. Die Zustellbewegung beim Schleifen
der Wirkfläche
wird dann vorgenommen, indem der Schleiftisch mit dem Maschinenbauteil
gegenüber
der ersten Schleifscheibe in Längsrichtung
des Maschinenbauteils verfahren wird.
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Die
Erfindung wird anschließend
in einem Ausführungsbeispiel
anhand von Figuren noch näher erläutert. Die
Figuren zeigen das Folgende:
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1 ist
eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten
Bearbeitungsphase.
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2 stellt
eine der 1 entsprechende Ansicht in der
darauffolgenden Bearbeitungsphase dar.
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3 hat
eine Schnittdarstellung des zu schleifenden Maschinenbauteils zum
Gegenstand.
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4 erläutert die
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in der ersten Bearbeitungsphase.
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5 ist
die der 4 entsprechende Darstellung
der zweiten Bearbeitungsphase.
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1 erläutert zunächst schematisch
die erfindungsgemäße Vorrichtung,
mit der das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt
werden kann. Hierbei ist eine Vorrichtung zum Schleifen des Maschinenbauteils
in der Ansicht von oben gezeigt. Auf einem Maschinenbett 1 befindet
sich ein Werkstückspindelstock 2.
Dieser ist mit einem Spannfutter 3 versehen, das zur Drehung
angetrieben ist und an dem sich vier Spannbacken 4 befinden,
die zentral gesteuert werden. Mit 5 ist das zu schleifende
Maschinenbauteil bezeichnet, das anschließend noch genauer erläutert wird.
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Der
Werkstückspindelstock 2 hat
eine Längsachse 6,
die zugleich die Drehachse des Spannfutters 3 bedeutet.
Wenn das Maschinenbauteil 5 in dem Spannfutter eingespannt ist,
so haben der Werkstückspindelstock
und das Maschinenbauteil 5 eine übereinstimmende gemeinsame
Rotations- und Längsachse.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Werkstückspindelstock 2 an
einem Schleiftisch 7 befestigt. Zusammen mit dem Werkstückspindelstock 2 wird
der Schleiftisch 7 in Richtung der Längsachse 6 verfahren,
die zugleich die übliche
Z-Achse im Sinne einer CNC-Steuerung ist.
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Auf
dem Maschinenbett 1 befindet sich weiterhin ein Schleifspindelschlitten 9,
der mittels eines Verstellmotors 8 in einer Richtung quer
zu der Längsachse 6 des
Werkstückspindelstocks 2 verfahren werden
kann. An dem Schleifspindelschlitten 9 ist ein Schleifspindelstock 10 um
eine Schwenkachse 11 verschwenkbar angeordnet. Die Schwenkrichtung
ist durch den Drehpfeil B angedeutet. Die Schwenkachse steht senkrecht
auf dem Schleifspindelschlitten 9 und wird damit im Normalfall
lotrecht verlaufen.
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An
dem Schleifspindelstock befinden sich eine erste Schleifspindel 12 und
eine zweite Schleifspindel 13. Die Dreh- und Antriebsachsen
der beiden Schleifspindeln verlaufen parallel. An der Schleifspindel 12 ist
eine erste Schleifscheibe 14 befestigt. Die Schleifspindel 13 ist
mit einer zweiten Schleifscheibe 16 ausgestattet, die auf
einem Schleifdorn 15 befestigt ist. Wie die 1 deutlich
zeigt, sind die erste Schleifscheibe 14 und die zweite
Schleifscheibe 16 beide auf derselben Seite des Schleifspindelstocks 10 angeordnet.
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In 1 ist
die erste Bearbeitungsphase des Schleifvorganges dargestellt, in
der die erste Schleifscheibe 14 mit ihrer Umfangsfläche an der
zu schleifenden Wirkfläche
des Maschinenbauteils 5 anliegt.
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2 hingegen
stellt bei sonst gleicher Ansicht die zweite Bearbeitungsphase dar,
in der die Achse der zweiten Schleifscheibe 16 in Abstand
parallel zur Längsachse 6 des
Werkstückspindelstocks 2 verläuft.
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Um
von der Stellung gemäß 1 in
die Stellung gemäß 2 zu
gelangen, muß zunächst der
Schleifspindelschlitten 9 in Richtung der X-Achse, also
quer zur Richtung der Längsachse 6,
etwas nach außen
gefahren werden. Sodann kann der Schleifspindelstock 10 auf
dem Schleifspindelschlitten 9 um einen Winkel von etwas
mehr als 90° verschwenkt
werden, wonach die zweite Schleifspindel 13 mit der zweiten
Schleifscheibe 16 die aus 2 ersichtliche
Stellung einnimmt. Die Schwenkbewegung ist auch in 2 wieder
durch den Drehpfeil B angedeutet.
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3 zeigt
das zu schleifende Maschinenbauteil 5 in einer vergrößerten Schnittansicht.
Das Maschinenbauteil ist rotationssymmetrisch zu der Rotations-
und Längsachse 17.
Es besteht aus einem Nabenteil 18 und einem Kegelflansch 19 und
ist auf seiner gesamten Länge
von der Längsbohrung 20 durchsetzt.
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Die
Längsbohrung
kann abgestuft sein, so dass nicht auf der gesamten Länge geschliffen
werden muß.
Im allgemeinen reicht es, wenn die Längsbohrung auf den axialen
Abschnitten 21, 22 und 23 geschliffen
wird. Der Kegelflansch 19 ist an seiner großen Stirn-
und Endfläche
nach Art eines flachen Kegelstumpfes mit im Querschnitt geradliniger
Kontur ausgebildet.
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Das
dargestellte Maschinenbauteil dient als Kegelscheibe in einem stufenlosen
Getriebe; im zusammengebauten Zustand gleitet auf der Wirkfläche 24 eine
Kette, ein Riemen oder dergleichen. Dabei stehen sich zwei Wirkflächen 24 gegenüber; durch Ändern des
gegenseitigen Abstandes kann der Radius, auf dem die Kette oder
der Riemen gleitet, verändert
werden, wodurch sich unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
ergeben. Somit wird deutlich, wie wichtig das genaue und sorgfältige Schleifen
der Wirkfläche 24 für die Funktion
des fertigen stufenlosen Getriebes ist.
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Das
in 3 dargestellte Maschinenbauteil weist eine zylindrische
Spannfläche 25 und
ebene Anschlagfläche 26 auf,
die zum Einspannen in dem schon erwähnten Spannfutter 3 dienen.
Die Spannbacken 4 umschließen dabei die zylindrische
Spannfläche 25,
während
der Axialanschlag durch die Anschlagfläche 26 auf die Spannbacken 4 gewährleistet ist.
Das Maschinenbauteil 5 ist damit einseitig außen gespannt,
so dass die gesamte Stirnfläche,
die sich in 3 auf der rechten Seite befindet,
und vor allem die Wirkfläche 24 für die Bearbeitung
frei sind. Außerdem
kann eine kleine Schleifscheibe in die Längsbohrung 20 zum
Zwecke des Innenschleifens eingeführt werden.
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In 4 ist
die erste Bearbeitungsphase dargestellt, in der die Wirkfläche 24 des
Maschinenbauteils 5 durch Senkrechtschleifen geschliffen
wird.
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Hierbei
wird zunächst – wie schon
erwähnt – das Maschinenbauteil 5 zwischen
die Spannbacken 4 des Spannfutters 3 eingespannt.
Die Werkstückspindel
wird sodann zur Drehung angetrieben, in der Regel durch einen drehzahlgeregelten
Elektromotor. Damit rotiert das Maschinenbauteil 5 um seine
Rotations- und Längsachse 17,
die nunmehr mit der Längsachse 6 des
Werkstückspindelstocks 2 identisch
ist.
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Die
erste Schleifspindel 12 mit der ersten Schleifscheibe 14 hat
die schon anhand von 1 beschriebene Stellung. Indem
nun der Maschinentisch 7 mit dem Werkstückspindelstock 2 in
Richtung der Z-Achse in 4 nach rechts verschoben wird, ergibt
sich die Zustellung der rotierenden ersten Schleifscheibe gegen
die Wirkfläche 24 des
Maschinenbauteils 5. Die axiale Erstreckung 28 der
zweiten Schleifscheibe 14 ist etwas größer als die radiale Schrägerstreckung
des Maschinenbauteils 5. Somit wird die gesamte Wirkfläche 24 durch
die erste Schleifscheibe 14 im Senkrechtschleifverfahren
mit den eingangs beschriebenen Vorteilen geschliffen.
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Die
erste Schleifscheibe 14 ist eine keramisch gebundene CBN-Scheibe,
die lange Standzeiten gewährleistet.
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5 veranschaulicht
die zweite Bearbeitungsphase, die der Ansicht gemäß 2 entspricht. In
der Darstellung gemäß 5 ist
die zweite Schleifscheibe 16 bereits in die Längsbohrung 20 eingefahren
und bearbeitet den axialen Abschnitt 21 der Längsbohrung 20.
Die Drehachse der zweiten Schleifscheibe 16 befindet sich
im Abstand parallel zur gemeinsamen Längsachse 6 des Werkstückspindelstocks 2 und
des Maschinenbauteils 5. In dieser Phase wird ein Innenrundschleifen
an den Abschnitten 21, 22 und 23 der
Längsbohrung 20 vorgenommen,
wobei dieses Rundschleifen als Längsschleifen,
Schälschleifen
oder Einstechschleifen erfolgen kann.
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- 1
- Maschinenbett
- 2
- Werkstückspindelstock
- 3
- Spannfutter
- 4
- Spannbacken
- 5
- Maschinenbauteil
- 6
- Längsachse
- 7
- Schleiftisch
- 8
- Verstellmotor
- 9
- Schleifspindelschlitten
- 10
- Schleifspindelstock
- 11
- Schwenkachse
- 12
- erste
Schleifspindel
- 13
- zweite
Schleifspindel
- 14
- erste
Schleifscheibe
- 15
- Schleifdorn
- 16
- zweite
Schleifscheibe
- 17
- Rotations-
und Längsachse
- 18
- Nabenteil
- 19
- Kegelflansch
- 20
- Längsbohrung
- 21
- axialer
Abschnitt
- 22
- axialer
Abschnitt
- 23
- axialer
Abschnitt
- 24
- Wirkfläche
- 25
- Spannfläche
- 26
- Anschlagfläche
- 27
- Berührungslinie
- 28
- axiale
Erstreckung