DE2011974C3

DE2011974C3 - Device for lapping flat surfaces on continuously fed workpieces in a continuous flow

Info

Publication number: DE2011974C3
Application number: DE19702011974
Authority: DE
Inventors: Marin Sinaia Onea (Rumänien)
Original assignee: Uzina Mecanica Fina Sinaia, Sinaia (Rumänien)
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1976-10-28

Description

Ausgehend vom Stand der Technik nach der US-PS 28 21 818, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Läppen ebener Flächen an stetig zugefiihrten Werkstücken in kontinuierlichem Fluß mit einer umlaufenden Läppscheibe aus Gußeisen, ferner mit einer die Werkstücke mittels Aufnahme führenden und gegenüber der Läppscheibe abstützenden sowie deren Drehung um die eigene Achse beim Läppen zulassenden Käfigscheibe, durch die die Werkstücke während des Läppens tangential und radial gegenüber der Läppscheibe führbar sind, und ferner mit einer Einspeisungsstelle für die Werkstücke in die Käfigscheibe und mit einer oberhalb der Käfigscheibe angeordneten Einrichtung zum individuellen Andrücken der Werkstücke gegen die Läppscheibe.Based on the prior art according to US-PS 28 21 818, the invention relates to a device for Lapping of flat surfaces on continuously fed workpieces in a continuous flow with a rotating Lapping disc made of cast iron, furthermore with a guide and opposite the workpieces by means of a receptacle supporting the lapping disk and allowing it to rotate around its own axis during lapping Cage disk through which the workpieces are tangential and radial with respect to the lapping disk during lapping are feasible, and also with a feed point for the workpieces in the cage disk and with a device arranged above the cage disk for the individual pressing of the workpieces against the lapping disc.

In modernen Fertigungsbetrieben besteht das Erfordernis, Werkstücke in kontinuierlichem Fluß zu bearbeiten. Denn nur auf diese Weise lassen sich große Stückzahlen von Werkstücken zu niedrigen Preisen herstellen. Für die Massenanfertigung von geläppten Werkstücken möchte mnn nicht gerne Vorrichtungen einsetzen, deren Läpparbeit unterbrochen werden muß, um die geläppten Werkstücke der Vorrichtung zu entnehmen und zu bearbeitende Werkstücke einzulegen, wie sie z.B. durch die DL-PS 47 310, die US-PS 28 83 803 und die Literaturstelle »TZ für praktische Metallbearbeitung« 1961, S. 433, bekanntgeworden sind. Die Vorrichtung der US-PS 28 83 803 weist Käfige für die Halterung der zu läppenden Werkstücke auf, die durch die Kräfte von Permanentmagneten an der Lappscheibe gehalten werden. Auf die zu läppenden Werkstücke wirkt hier nur der durch das Eigengewicht hervorgerufene Andruck. Da der durch das Eigengewicht bei kleinen Maschinenteilen hervorgerufene Andruck nur gering ist, erfordert das Läppen der Werkstücke lange Zeit.In modern manufacturing plants there is a requirement to supply workpieces in a continuous flow to edit. Because only in this way can large numbers of workpieces be sold at low prices produce. For the mass production of lapped workpieces, mnn would not like jigs and fixtures use, the lapping work must be interrupted to the lapped workpieces to the device remove and insert workpieces to be processed, such as those described in DL-PS 47 310, US-PS 28 83 803 and the reference "TZ for practical metalworking" 1961, p. 433, have become known. The device of US-PS 28 83 803 has cages for holding the workpieces to be lapped, which held by the forces of permanent magnets on the hinged disc. On the to be lapped Workpieces are only affected by the pressure caused by their own weight. Because it is due to its own weight The pressure caused by small machine parts is only slight, requires lapping the Workpieces for a long time.

Die Literaturstelle »TZ für praktische Metallbearbeitung« zeigt Maschinen, bei denen eine Vielzahl von Werkstücken mit Hilfe einer Druckplatte angedrückt werden, wobei sich zwischen der Druckplatte und den Werkstücken eine Filzplaite befindet, die den Andruck vergleichmäßigen soll.The reference "TZ for practical metalworking" shows machines in which a large number of workpieces are pressed on with the help of a pressure plate with a felt plate between the pressure plate and the workpieces, which provides the pressure should equalize.

Alle diese Maschinen werden diskontinuierlich beschickt und eni leert. Eine kontinuierliche Beschikkung und Entleerung derartiger Maschinen ist mit Schwierigkeiten verbunden, weil für die zu läppenden Werkstücke erhebliche Verweilzeiten auf der Läppscheibe vorzusehen sind, damit die geläppte Fläche einwandfrei ist. Diese Verweilzeiten lassen sich nur dadurch in beschränktem Umfange verkleinern, daß das Werkstück gegen die Läppscheibe unter äußeren Druck gepreßt wird.All of these machines are fed and emptied discontinuously. Continuous feeding and emptying such machines is fraught with difficulties because of the lapping Workpieces must be provided with considerable dwell times on the lapping disc so that the lapped surface can be removed is flawless. These dwell times can only be reduced to a limited extent by the fact that the Workpiece is pressed against the lapping disc under external pressure.

Durch die US-PS 28 21 818 ist eine Läppmaschine bekannt geworden, bei der kreisscheibenförmige Werkstücke kontinuierlich zugeführt und kontinuierlich abgeführt werden. Diese Maschine weist Käfigscheiben auf, mit denen die einzelnen Werkstücke über die Läppscheibe geführt werden. Während des Läppens werden die Werkstücke tangential und radial über die Läpnscheibe geführt. Die Käfigscheiben sind Kreisscheiben, welche einen geringeren Durchmesser als die Läppscheibe aufweisen und welche an ihrem Rande eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweisen, in die die zu läppenden Werkstücke eingeschoben werden. Jeder Ausnehmung ist ein an einer Blattfeder aufgehängtes Gewicht zugeordnet, mit der das zu läppende Werkstück auf die Läppscheibe gepreßt wird. Die Werkstücke verlassen diese Läppmaschine mit relativ niedriger Geschwindigkeit. Denn die Käfigscheiben können sich nur mit relativ niedriger Geschwindigkeit drehen, um die erforderliche Verweilzeil für jedes Werkstück auf der Läppscheibe zu gewährleisten. Blattfedern können indessen mit der Zeit ermüden.From US-PS 28 21 818 a lapping machine has become known in which circular disk-shaped Workpieces are continuously fed in and continuously discharged. This machine has cage washers with which the individual workpieces are guided over the lapping disc. While lapping the workpieces are guided tangentially and radially over the lapping disc. The cage disks are circular disks, which have a smaller diameter than the lapping disc and which have a Have a large number of recesses into which the workpieces to be lapped are inserted. Everyone A weight suspended from a leaf spring is assigned to the recess, with which the weight to be lapped Workpiece is pressed onto the lapping disc. The workpieces leave this lapping machine with relative low speed. Because the cage disks can only move at a relatively low speed Turn to ensure the required dwell time for each workpiece on the lapping disc. Leaf springs, however, can tire over time.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, um bei verlängertem Läppweg die Durchlaufgeschwindigkeit der Werkstücke durch die Vorrichtung zu vergrößern.It is the object of the invention to create a simple way to achieve a longer lapping path to increase the speed of the workpieces through the device.

Die Erfindung erreicht dieses dadurch, daß die Käfigscheibe fest angeordnet ist und ah Werkstückaufnahme einen sich um die Scheibe herum erstreckenden Kanal von angenähert sinusförmigem Verlauf aufweist, der an der Einspeisungsstelle eine Verlängerung hat.
Durch den angenähert sinusförmigen Kanal wird ein sehr langer, schnell durchlaufender Weg für die Werkstücke über die Läppscheibe erzielt. Dieser lange Weg gewährleistet auch bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit das Einhalten angemessener Verweilzeiten auf der Läppscheibe. Da runde Werkstücke sich in dem Kanal frei drehen können - denn ein äußerer Federandruck behindert nicht die Drehmöglichkeit — wird eine besonders gute Qualität der geläppten Flächen erzielt. Dabei ist diese Vorrichtung sehr einfach aufgebaut, da bei ihr besondere Antriebe für den Käfig entfallen.The invention achieves this in that the cage disk is fixedly arranged and, as the workpiece holder, has an approximately sinusoidal channel which extends around the disk and which has an extension at the feed point.
The approximately sinusoidal channel creates a very long, rapid path for the workpieces over the lapping disc. This long path ensures that adequate dwell times on the lapping disc are adhered to, even at high throughput speeds. Since round workpieces can rotate freely in the channel - because external spring pressure does not hinder the ability to rotate - the lapped surfaces are of particularly good quality. This device has a very simple structure since it does not require any special drives for the cage.

Sollen die Werkstücke mit Hilfe äußerer Kräfte an die Läppscheibe angedrückt werden, so könnte man die Werkstücke gewichtsbelasten, soweit dieses die Form der Werkstücke bei der Notwendigkeit eines vibrationsfreien Andrückens erlaubt. Ein Andruck durch Federn ist dagegen nicht möglich, weil die Federn entlang dem sinusförmigen Kanal mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Werkstücke bewegt werden müßten. EinIf the workpieces are to be pressed against the lapping disc with the help of external forces, one could use the Load workpieces with weight, provided that the shape of the workpieces is necessary when a vibration-free Pressing allowed. A pressure by springs, however, is not possible because the springs along the sinusoidal channel at the same speed as the workpieces would have to be moved. A

Andruck mit einer Druckplatte über Filzscheiben ist aus den gleichen Gründen ebenfalls nicht möglich. Die Erfindung schafft gemäß einem Unteranspruch für ferromagnetische Werkstücke eine !lochst einfache Möglichkeit, um ein gleichmäßiges, einstellbares Anziehen der Werkstücke an die Läppscheibe zu erreichen. Durch eine oberhalb der Käfigscheibe angeordnete Magneteinrichtung wird ein geschlossener Kraftfluß über das Vorrichtungsgehäuse, die Käfigscheibe, die Werkstücke und die Läppscheibe erhalten. Dieser magnetische Kraftfluß zieht alle Werkstücke innerhalb der Vorrichtung mit gleichmäßiger Kraft einstellbarer Größe an die Läppscheibe an. Der Vorteil eines leichteren Durchlaufens des sinusförmigen Kanales wird dadurch erreicht, daß infolge der Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes und infolge seiner ständig gleichbleibenden Richtung entlang der gesamten Länge des sinusförmigen Kanales die zu läppenden Teile mit gleicher Polarität magnetisiert werden. Somit treten zwischen ihnen Abstoßungskräfte auf, welche ein Aneinaiiderkleben der Teile vermeiden. Dadurch kann bei runden Werkstücken die Eigendrehung um die eigene Achse frei erfolgen. Der Durchlauf der Teile durch den sinusförmigen Kanal ist erleichtert.For the same reasons, it is not possible to press a pressure plate over felt pads. According to a dependent claim, the invention creates a very simple possibility for ferromagnetic workpieces to achieve a uniform, adjustable tightening of the workpieces to the lapping disc. A magnetic device arranged above the cage disk provides a closed flow of force via the device housing, the cage disk, the workpieces and the lapping disk. This magnetic flux of force attracts all workpieces within the device to the lapping disc with a uniform force of adjustable size. The advantage of easier passage through the sinusoidal channel is achieved in that the parts to be lapped are magnetized with the same polarity due to the uniformity of the magnetic field and due to its constant direction along the entire length of the sinusoidal channel. Repulsive forces thus arise between them which prevent the parts from sticking together. This allows round workpieces to rotate freely around their own axis. The passage of the parts through the sinusoidal channel is facilitated.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher erläutert ist. Es zeigtAn exemplary embodiment is shown schematically in the drawing of the invention presented below in more detail is explained. It shows

F i g. 1 die Vorrichtung im Querschnitt.F i g. 1 the device in cross section.

Fi g. 2 einen Schnitt 11-11 in Fig. 1,Fi g. 2 shows a section 11-11 in FIG. 1,

Fig. 3 die Gesamtansicht der Vorrichtung mitsamt einem Schnitt durch die Maschine, an der die Vorrichtung angebracht ist,Fig. 3 shows the overall view of the device including a section through the machine on which the Device is attached,

Fig.4 die Kraftverhältnisse in dem sinusförmigen Kanal bei einer gegenüber den F i g. 1 bis 3 entgegengesetzten Drehrichtung der Läppscheibe 11.FIG. 4 shows the force relationships in the sinusoidal channel in the case of one compared to FIG. 1 to 3 opposite Direction of rotation of the lapping disc 11.

Die Vorrichtung besteht aus einem auf der senkrechten Welle 6 der Werkzeugmaschine 7 zu befestigenden zylindrischen Gehäuse 1 aus ferromagnetischem Material, an dem eine Magneteinrichtung mit Schrauben 3 befestigt ist, welche einen Kern 2 mit einer durch eine Textolitplatte (Isolierstoffplatte) versteiften Toroidalspule 4 besitzt. Auf der den Schrauben 3 abgewandten Seite ist die Magneteinrichtung mit einer Ringplatte 5 abgeschlossen. Beim Schließen des die Spule 4 speisenden Stromkreises kommt ein Magnetfeld zustande, dessen Kraftlinien sich durch die zu läppenden Werkstücke 8, durch die mit Schrauben 10 an dem Gehäuse 1 befestigte Käfigscheibe 9 und durch die gußeiserne Läppscheibe 11 hindurch schließen, welche auf einem Träger 12 an der sich drehenden Welle 13 der Werkzeugmaschine 7 starr befestigt ist, von der sie die Drehbewegung in Pfeilrichtung b erhält. Der Kern 2 ist aus einem Material mit magnetischen Eigenschaften hergestellt, die denen des Materials der Läppscheibe U nahe kommen, damit die magnetische Feldstärke der Spule 4 derjenigen der Scheibe 11 gleichkommt, wodurch die zu läppenden Werkstücke 8 gleichmäßig gegen die Läppscheibe 11 gedruckt werden. Dank der Reibung zwischen den Werkstücken 8 und der im Sinne des Pfeiles b rotierenden Läppscheibe 11 drehen sich dieThe device consists of a cylindrical housing 1 made of ferromagnetic material to be fastened to the vertical shaft 6 of the machine tool 7, to which a magnetic device is fastened with screws 3, which has a core 2 with a toroidal coil 4 stiffened by a textolite plate (insulating material plate). On the side facing away from the screws 3, the magnetic device is closed with an annular plate 5. When the circuit feeding the coil 4 is closed, a magnetic field is created whose lines of force run through the workpieces 8 to be lapped, through the cage disk 9 fastened to the housing 1 with screws 10 and through the cast-iron lapping disk 11, which is attached to a carrier 12 the rotating shaft 13 of the machine tool 7 is rigidly attached, from which it receives the rotary movement in the direction of arrow b. The core 2 is made of a material with magnetic properties that come close to those of the material of the lapping disk U so that the magnetic field strength of the coil 4 is equal to that of the disk 11, whereby the workpieces 8 to be lapped are pressed evenly against the lapping disk 11. Thanks to the friction between the workpieces 8 and the lapping disk 11 rotating in the direction of arrow b, the rotates

Werkstücke 8 um die eigenen Achsen, wobei sie in den sinusförmig verlaufenden Kana! c der Käfigscheibe 9 vorrücken, mit einer relativen und komplexen Bewegung gegenüber der Läppscheibe 11. Die Zuführung der zu läppenden Werkstücke geschieht stetig durch eine Fortsetzung c/des Kanals c, da die Scheibe 9 fest ist.Workpieces 8 around their own axes, with them in the sinusoidal Kana! c of the cage disk 9 advance with a relative and complex movement with respect to the lapping disk 11. The workpieces to be lapped are fed in continuously through a continuation c / of the channel c, since the disk 9 is fixed.

Die Arbeitsweise des Anmeldungsgegenstandes ergibt sich im wesentlichen aus der anliegenden Zeichnung Fig.4, die samt dieser Erläuterung des Wirkungszusammenhanges nachgebracht ist Durch die Anzugskraft und die Reibung entstehen auf den Flächen der zu läppenden Teile Kräfte, welche senkrecht zum Läppscheibenhalbmesser und im Drehsinn der Läppscheibe gerichtet sind. Diese Kräfte wirken über die zuThe mode of operation of the subject of the application results essentially from the attached Drawing Fig.4, which, together with this explanation of the causal relationship, is brought up by the The attraction force and the friction arise on the surfaces of the parts to be lapped, forces which are perpendicular to the Lapping disc radius and in the direction of rotation of the lapping disc are directed. These forces act on the too

rs läppenden Teile auf den Käfig 9. Durch Zerlegen dieser Kräfte nach der Parallelogrammregel in zwei Richtungen — eine ist die Richtung des sinusförmigen Kanals und die andere die senkrechte Richtung zum Kanal ergeben sich die Kräfte Fl und Fl. rs lapping parts on the cage 9. By dividing these forces according to the parallelogram rule in two directions - one is the direction of the sinusoidal channel and the other the perpendicular direction to the channel, the forces Fl and Fl result.

Fl drückt auf die Kanalwandung des Käfigs 9 und Fl wirkt bei der Bewegung der Teile gegen die Mitte der Läppscheibe, wenn die Käfigkante mit dem Läppscheibenhalbmesser einen Winkel α bildet. Je größer dieser Winkel α bei gleichbleibender Andrückkraft ist. umso schneller werden die Teile 8 zur Scheibenmitte geführt. Es gibt auch einen Mindestwert für x. Unter diesem Wert werden die Teile nicht mehr zur Mitte geführt, da Fl sehr klein ist. Runde Teile rollen entlang der Käfigkanu· 9. Die Kraft Fl braucht nicht unter Mitwirkung der magnetischen Anziehung zwischen dem Teil 8 und der Scheibe 9 bewirkt zu werden, da die Scheibe 9 aus Duraluminium (diamagnetischer Stoff) hergestellt sein kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Teile in demjenigen Kanalabschnitt, welcher die Teile vom Zentrum zum Außenrand der Scheibe 11 führt, wird durch den Wert des Winkels β bestimmt. Je größer β ist, umso größer ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Teile 8 nach außen. Durch die Bauart des sinusförmigen Kanals durch Einwirkung auf die Winkel λ und β kann die Durchlaufzeit der auf der Scheibe 11 geläppten Teile vergrößert oder verkleinert werden, was beim Läppen von ebenen Flächen von Bedeutung ist.Fl presses on the channel wall of the cage 9 and Fl acts against the center of the lapping disc when the parts move when the cage edge forms an angle α with the lapping disc radius. The larger this angle α is with a constant pressing force. the faster the parts 8 are guided to the center of the pane. There is also a minimum value for x. Below this value, the parts are no longer guided to the center, as Fl is very small. Round parts roll along the cage canoe 9. The force Fl does not have to be brought about with the assistance of the magnetic attraction between the part 8 and the disc 9, since the disc 9 can be made of duralumin (diamagnetic material). The speed of movement of the parts in that channel section which leads the parts from the center to the outer edge of the disk 11 is determined by the value of the angle β . The greater β is, the greater the speed of movement of the parts 8 outwards. Due to the construction of the sinusoidal channel by acting on the angles λ and β , the throughput time of the parts lapped on the disk 11 can be increased or decreased, which is important when lapping flat surfaces.

Die Kräfte Fund Fl sind am Außenrand der Scheibe größer als in der Mitte; doch die sinusförmigen Kanäle können derartig gestaltet sein, daß die Teilkräfte Fl ^ Fl' entlang dem gesamten sinusförmigen Kanal gleich sind. Dadurch wird eine gleichförmige Bewegung der zu läppenden Teile gewährleistet.The forces Fund Fl are greater at the outer edge of the disk than in the middle; but the sinusoidal channels can be designed in such a way that the partial forces Fl ^ Fl ' are the same along the entire sinusoidal channel. This ensures uniform movement of the parts to be lapped.

Bei Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes und seiner Richtung entlang der gesamten Lange des sinusförmigen Kanals werden die zu läppenden Teile mit gleicher Polarität magnetisiert. Somit treten zwischen ihnen Abstoßungskräfte auf, welche ein Aneinanderkleben der Teile vermeiden. Dadurch kann bei iunden Teilen eine Eigendrehung um die eigene Achse erfolgen. In Abwesenheit des Magnetfeldes werden die Kräfte Fund F sowie ihre Teilkräfte nur durch das Eigengewicht bestimmt.With uniformity of the magnetic field and its direction along the entire length of the sinusoidal In the duct, the parts to be lapped are magnetized with the same polarity. Thus step between them Repulsive forces which prevent the parts from sticking together. This means that a Self-rotation about its own axis. In the absence of the magnetic field, the forces are found F and its partial forces are only determined by its own weight.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for lapping flat surfaces on continuously supplied workpieces in a continuous flow, with a rotating lapping disk made of cast iron, furthermore with a cage disk which leads the workpieces by means of a receptacle and supports the lapping disk and allows its rotation around its own axis during lapping, through which the Workpieces can be guided tangentially and radially with respect to the lapping disk during lapping, and furthermore with a feed point for the workpieces into the cage disk and with a device arranged above the cage disk for individually pressing the workpieces against the lapping disk, characterized in that the cage disk (9) is fixedly arranged and as a workpiece holder has a channel (c ) which extends around the disk (9) and has an approximately sinusoidal course, which at the feed point has an extension (d) hzl.

2. Apparatus according to claim 1 for lapping workpieces made of ferromagnetic material with an approximately horizontally arranged lapping disc, characterized by one above the cage disc (9) arranged magnetic device (2,4) with over the device housing (1), the cage washer (9), the workpieces (8) and the lapping disc (11) with a closed flow of force as a device for tightening of the workpieces to the lapping disc.