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Feinschleifwerkzeug
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Feinschleifwerkzeug
zum Feinschleifen einer Auskammerung in einem metallischen Werkstück, wobei die
Auskammerung funkenerosiv hergestellt ist und ein der Auskammerung
entsprechendes
Feinschleifwerkzeug unter Beigabe eines Feinschleifmittels in die Auskammerung eingesenkt
sowie in der Auskammerung zunächst für einen vertikalen Sch'eifvorgang an entsprechenden
Auskammerungswänden oszillierend auf- und nieder sowie danach für einen horizontalen
Schleifvorgang an entsprechenden Auskammerungswänden oszillierend hin- und her und/oder
kreisförmig bewegt wird. Als Feinschleifmittel kommen Diamantpaste u. dgl. in Frage.
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Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten Maßnahmen der beschriebenen
Gattung wird das Funkenerosionswerkzeug, mit dem die Auskammerung funkenerosiv hergestellt
wurde, selbst als Schleifwerkzeug eingesetzt. Im allgemeinen besteht das Funkenerosionswerkzeug
aus einer Kupferlegierung. Es funktioniert als Schleifwerkzeug in Kombination mit
dem zwischen dem Werkstück und dem Funkenerosionswerkzeug eingeführten Feinschleifmittel
in Form der Diamantpaste, eines Poliermittels od. dgl. . Das hat sich an sich bewährt,
jedoch ist die Schleifleistung verbesserungsbedürftig. Schleifleistung meint den
Werkstückabtrag in der Zeiteinheit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feinschleifwerkzeug
der oben angegebenen Zweckbestimmung zu schaffen, das es erlaubt, den Schleifvorgang
mit wesentlich vergrößerter Schleifleistung durchzuführen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Schleifwerkzeug
aus einem Gießharzformling besteht, der durch Eingießen von Gießharz in die zu schleifende
Auskammerung und Erhärtung des Gießharzes in der Auskammerung gebildet ist. Im Rahmen
der Erfindung kann mit allen üblichen Gießharzen gearbeitet werden (vgl. Römpps
Chemie Lexikon, Bd. 2, 1279). Im allgemeinen verwendet man das reine Gießharz ohne
Beimischung von Füllern. Wie einleitend bei dem Funkenerosionswerkzeug beschrieben,
funktioniert der Gießharzformling als Werkzeug, weil ein entsprechendes Feinschleifmittel
beigegeben wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen,
daß das Gießharz eine Beimischung von feinkörnigen Feinschleifmitteln gleichsam
als Fülle aufweist. Wie immer im einzelnen im Rahmen der Erfindung gearbeitet wird,
überraschenderweise erhält man gegenüber den bekannten Maßnahmen, die mit einem
Funkenerosionswerkzeug als Feinschleifwerkzeug arbeiten, eine beachtliche Verbesserung
der Schleifleistung, und zwar um bis zu 30 % und mehr.
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Hinzu kommt ein besonderer Effekt, der darauf beruht, daß das Gießharz
beim Erhärten eine Schrumpfung erfährt. Diese Schrumpfung reicht überraschenderweise
genau aus, um dem Feinschleifwerkzeug zunächst für den vertikalen Schleifvorgang
und dann auch für den horizontalen Schleifvorgang unter Zwischenschaltung des Feinschleifmittels
ausreichendes Spiel in der Auskammerung zu verleihen, wobei das Spiel für den horizontalen
Schleifvorgang sich noch dadurch vorteilhaft vergrößert, daß zunächst der vertikale
Schleifvorgang durchgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Feinschleifwerkzeug ist insbesondere bestimmt
zur Verwendung bei einer Vorrichtung, die in besonderer Weise aufgebaut ist und
in besonderer Weise arbeitet (vgl. DE-Patentanmeldung P 28 27 543.6-14). Diese Vorrichtung
wird im folgenden anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen Fig.
1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt, Fig.
2 im gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab und mit weiteren Details
den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 im Maßstab der Fig. 2 den
Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 4 den Ausschnitt C aus dem Gegenstand
nach Fig. 1 und Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 aus Richtung des Pfeiles D.
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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Feinschleifen
von Auskammerungen 2 an Werkstücken 1, welche Auskammerungen 2 funkenerosiv hergestellt
worden sind. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau zunächst
ein
Stativ 3, ein mit dem Stativ 3 verbundener Tragarm 4, ein an dem Tragarm 4 befestigtes
Feinschleifaggregat 5 mit Werkzeugträger 6 und die Werkstückaufnahme 7.
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Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man
zunächst, daß das Feinschleifaggregat 5 eine zentrale Exzenterwelle 8 mit einerseits
angeschlossenem Drehantriebsmotor, andererseits angeschlossenem Exzenterzapfen 10
aufweist, der mittelbar oder unmittelbar (z.B.
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unter Zwischenschaltung einer Kugellagerrolle 11 od. dgl.) mit Schlitzführung
12 in einen mit dem Werkzeugträger 6 verbundenen Oszillationsschlitten 13 einfaßt,
wobei ferner der Oszillationsschlitten 13 über eine Oszillationsschlittenführung
14 mit einer die Exzenterwelle 8 umgebenden Lagerhülse 15 verbunden ist. Die Lagerhülse
15 ist auf und nieder in Richtung des dort eingezeichneten Pfeiles 16 bewegbar und
ihrerseits im Maschinengehäuse 17 gelagert. Der Drehantriebsmotor wurde in Fig.
1 nicht gezeichnet, er gibt sein Drehmoment auf das in Fig. 1 eingezeichnete, auf
die Exzenterwelle 8 aufgesetzte Ritzel 18 ab.
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Die Lagerhülse 15 ist mit ihrer Oszillationsschlittenführung 14 und
dem angeschlossenen Oszillationsschlitten 13 zum Zwecke der Einstellung der horizontalen
Oszillationsrichtung um ihre Achse verdrehbar. Sie ist dazu mit einem entsprechenden
Drehstelltrieb ausgerüstet, der im einzelnen nicht gezeichnet ist; jedoch an dem
auf die Lagerhülse 15 aufgesetzen Ritzel 19 angreift.
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Die Exzenterwelle 8 ist in der Lagerhülse 15 mittels Vertikalstelltrieb
20 vertikal verstellbar und besitzt einen in bezug auf die Exzenterwellenachse 21
schrägen Exzenterzapfen 10. Dieser ist zum Zwecke der Einstellung der horizontalen
Oszillationsamplitude bei vertikaler Verstellung der Exzenterwelle 8 unterschiedlich
tief (mittelbar oder unmittelbar) in die Schlitzführung 12 des Oszillationsschlittens
13 eintauchbar.
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Der Drehstelltrieb und der Vertikalstelltrieb 20 sind unabhängig voneinader
zu betätigen. Der Vertikalstelltrieb 20 ist im Ausführungsbeispiel ein einfacher
Spindelstelltrieb mit Redenlmutter 22, so daß diese vertikale Verstellung der Exzenterwelle
8 von Hand durchgeführt werden kann. Eine einmal getroffene Einstellung ist auf
geeignete aber nicht gezeichnete Weise festsetzbar. - Betrachtet man die Fig. 5,
so ist dort zunächst der Pfeil 23 erkennbar, der der horizontalen Oszillationsrichtung
entspricht. Der an diesem
Pfeil angeschlossene, dünner gezeichnete
Bogenpfeil 24 macht deutlich, daß mit Betätigung des Drehstelltriebes der Lagerhülse
15 eine Einstellung dieser horizontalen Oszillationsrichtung möglich ist. Das kann
grundsätzlich um 3600 erfolgen, kann jedoch auch für einen anderen Schwenkwinkel
der horizontalen Oszillationsrichtung eingerichtet sein. Verstellt man die Exzenterwelle
8 vertikal, so verändert man offenbar die Exzentrizität und damit die Amplitude
der Oszillationsbewegung des Oszillationsschlittens 13. Wenn der in Fig. 5 eingezeichnete
Pfeil 23 ein Maß für diese Amplitude ist, so wäre er, je nach Eintauchtiefe des
schrägen Exzenterzapfens 10 in die zugeordnete Schlitzführung 12 unterschiedlich
lang.
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Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung
ist zusätzlich die in Fig. 2 per Doppelpfeil 25 angedeutete vertikale Oszillationsbewegung
des Oszillationsschlittens 13 möglich. Dazu ist die Lagerhülse 15 mit ihrer Oszillationsschlittenführung
14 und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten 13 zusätzlich an einen vertikal
wirkenden Schwingantrieb 26 angeschlossen. Diesen erkennt man bei einer vergleichenden
Betrachtung der Fig. 1und 2, wobei an den Hebeln 27, 28 ein Exzenterantrieb, der
aus Gründen der Deutlichkeit nicht gezeichnet ist, angreift, der den gezeichneten
Gelenkpunkt 29 in Richtung des eingezeichneten Bogenpfeiles 30 bewegt.
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Fig. 4 macht deutlich, daß zwischen Oszillationsschlitten 13 und Werkzeugträger
6 eine Einrichtführung 31 mit zwei horizontalen, sich kreuzenden Ausgleichsfreiheitsgraden
angeordnet ist. Der eine möge in der Zeichenebene liegen, der andere orthogonal
dazu. Diese Einrichtführung 31 ist verspannbar, und zwar mittels Exzenterspanneinrichtung
32 die über einen bei 33 anzusetzenden Exzenterschlüssel od.
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dgl. zu betätigen ist. Für die Lagerung der Exzenterwelle 8 ist eine
Kugelbuchse 34 vorgesehen, die als Führung für die Vertikal- und Drehbewegung dient.
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Es versteht sich von selbst, daß der Schwingantrieb 26 abkuppelbar
ist. Das kann z.B. dadurch geschehen, daß der als Gelenkpunkt 29 dienende Bolzen
eine Querschnittschwächung aufweist, so daß bei entsprechender exialer Verstellung
eine vertikale Oszillationsbewegung durch die so herbeigeführte Entkupplung nicht
mehr erfolgt.
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Die Andrückkraft bei der Bearbeitung horizontaler Flächen an einem
der Feinschleifung zu unterwerfenden Werkstück 1 wird z.B. über eine nicht dargestellte
Feder erzeugt, und zwar in Wechselwirkung mit einer stufenlosen Einstelleinrichtung
am Tragarm 4, der an dem Stativ 3 in Richtung des Pfeiles 35 auf- und niederverstellbar
ist. Dazu dient die nur angedeutete Einrichtung 36 mit Spindel 37, die auf beliebige
Weise zu betätigen ist. - Der Drehantriebsmotor
für die Exzenterwelle
8 einerseits, der ebenfalls nicht gezeichnete Schwingantrieb für die Lagerhülse
15 andererseite 9und einzeln oder auch gemeinsam betätigbar. Die Werkstückaufnahme
7 ist im allgemeinen für eine feste Aufspannung eines zu bearbeitenden Werkstückes
1 eingerichtet.
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L e e r s e i t e