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DE3508029A1 - Schleifmaschine - Google Patents

Schleifmaschine

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Publication number
DE3508029A1
DE3508029A1 DE19853508029 DE3508029A DE3508029A1 DE 3508029 A1 DE3508029 A1 DE 3508029A1 DE 19853508029 DE19853508029 DE 19853508029 DE 3508029 A DE3508029 A DE 3508029A DE 3508029 A1 DE3508029 A1 DE 3508029A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
grinding
carriage
drive
spindle
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853508029
Other languages
English (en)
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Brill
Roland 7000 Stuttgart Schemel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaudt Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Schaudt Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaudt Maschinenbau GmbH filed Critical Schaudt Maschinenbau GmbH
Priority to DE19853508029 priority Critical patent/DE3508029A1/de
Publication of DE3508029A1 publication Critical patent/DE3508029A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/08Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
    • B24B19/12Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
    • B24B19/125Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts electrically controlled, e.g. numerically controlled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/002Grinding heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

  • Schi ei fmaschine
  • Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von unrunden Werkstücken, insbesondere von Nockenwellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Schleifmaschine dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 3 344 559 bekannt. Hierbei geht es um ein numerisch gesteuertes Schleifen von Nockenwellen, wobei die formgebende Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Schleifschlitten mit der Schleifscheibe durch eine numerisch gesteuerte Bewegung des Schleifschlittens erfolgt.
  • Der Schleifschlitten wird also entsprechend der zu erzeugenden Nockenform auf die Werkstückachse zu und von dieser weg bewegt. Der Schleifschlitten trägt bei dieser Maschine außer der Schleifspindel mit der Schleifscheibe auch den Schleifantrieb und eine Abrichteinrichtung. Wegen der großen Masse des Schleifschlittens dieser bekannten Schleifmaschine können bei zunehmender Produktionsgeschwindigkeit, also bei zunehmender Drehzahl der bearbeiteten unrunden Werkstücke, die Eigenfrequenz des Steuerungssystems, die ja der Drehfrequenz des Werkstücks folgt, und die Eigenfrequenz des mechanischen Systems Schleifschlitten/Antriebsmittel in Resonanzbereiche kommen, die zu unkontrollierbaren Schwingungen führen können. Bei höheren Werkstückdrehgeschwindigkeiten ist daher bei dieser bekannten Maschine die zu fordernde Nockenformgenauigkeit nicht mehr gewährleistet. Hinzu kommt, daß auch schon bei relativ niedrigen Werkstückdrehgeschwindigkeiten wegen der großen Masse des Schleifschlittens eine außerordentlich scharfe Regelung und eine steife und robuste Bauweise erforderlich sind, um die gewünschten Nockenformgenauigkeiten zu erreichen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten des Werkstücks Resonanzschwingungen des mechanischen Systems sicher ausgeschlossen sind, so daß auch bei diesen hohen Produktionsgeschwindigkeiten stets eine hohe Formgenauigkeit der unrunden Werkstückkonturen erreichbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Mittel. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Schleifmaschine ist die Eigenfrequenz des mechanischen Systems aus Schleifschlitten/ Gewindetrieb so weit erhöht, daß eine Resonanz mit der von der Steuerung entsprechend der Drehfrequenz des Werkstücks bewirkten Frequenz der regelmäßig wiederkehrenden, formgebenden Linearbewegung des Schleifschlittens ausgeschlossen ist. Resonanzschwingungen des mechanischen Systems können also nicht auftreten, so daß die gewünschte hohe Formgenauigkeit der unrunden Werkstücke durch die Bewegung des Schleifschlittens nicht beeinträchtigt wird.
  • Eine konstruktiv besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält der Anspruch 2. Um zu vermeiden, daß Schwingungen des als Schleifantrieb eingesetzten Motors, insbesondere eventuelle Unwuchtschwingungen, auf den Tragschlitten und damit auch auf den Schleifschlitten übertragen werden, sind die Maßnahmen nach Anspruch 3 vorgesehen.
  • Eine andere Ausführungsform der Schleifmaschine nach der Erfindung enthält der Anspruch 4. Hiernach sind der Schleifschlitten und der Tragschlitten auf dem Maschinenbett nebeneinander und parallel zueinander beweglich angeordnet. Um die für die Formgebung des Werkstücks erforderlichen Relativbewegungen zwischen dem Schleifantrieb und der Schleifspindel zu ermöglichen, ist gemäß Anspruch 5 für die Drehmomentübertragung vom Schleifantrieb auf die Schleifspindel eine Riementransmission vorgesehen, wobei sich besonders geringe Abstandsänderungen zwischen dem Schleifantrieb und der Drehachse der Schleifspindel ergeben, wenn der Schleifantrieb, wie gemäß der Erfindung vorgesehen, so angeordnet ist, daß die Schleifantriebsachse und die Schleifspindelachse etwa vertikal übereinanderliegen. Die Maßnahmen nach Anspruch 6 bewirken dabei, daß die von der Riementransmission verursachten Kräfte nach unten zur Führungsbahn des Schleifschlittens hin wirken, was die Sicherheit der Schlittenführung erhöht. Anspruch 7 befaßt sich mit einer sicheren und konstruktiv wenig aufwendigen Art des Schleifschlittenantriebs. Die Maßnahmen des Anspruchs 8 haben den Vorteil, daß für den Tragschlitten kein eigener Antrieb erforderlich ist.
  • Durch die weitere Ausbildung der Erfindung nach den Ansprüchen 9 und 10 wird die Trennung der zum Schleifen Werkstücke unrunde + rlichen, formgebenden Bewegung des Schleifschlittens von seinen materialabtrags- und verschleißbe dingten Zustellbewegungen optimiert, was eine Vereinfachung der Steuerung bedeutet.
  • Um zu gewährleisten, daß die Schleifscheibe aus Sicherheitsgründen immer optimal abgedeckt ist, sind die Maßnahmen des Anspruchs 11 vorgesehen. Der Schleifschlitten wird dabei nicht mehr als unbedingt erforderlich belastet.
  • Die Anordnung der Abrichteinrichtung nach Anspruch 12 ermöglicht eine Zustellung des Abrichtwerkzeugs zur abzurichtenden Schleifscheibe, ohne daß der Schleifschlitten mit der Abrichteinrichtung belastet wird. Um wenigstens zeitweise ein kontinuierliches Abrichten der Schleifscheibe während des Schleifvorgangs zu ermöglichen, sind die Maßnahmen nach Anspruch 13 vorgesehen.
  • Durch die DE-OS 22 13 088 ist zwar schon eine Außenrundschleifmaschine bekannt, deren Schleifschlitten auf einem parallel zum Schleifschlitten beweglichen Zwischengleitträger geführt ist. Hierbei handelt es sich jedoch um das Schleifen von Werkstücken mit zylindrischen Abschnitten unterschiedlicher Durchmesser. Der auf dem Zwischengleitträger zum Werkstück hin und zurück beweglich angeordnete Schleifschlitten trägt außer der Schleifspindel mit einer Schleifscheibe den Schleifantrieb sowie ggf. weitere Aggregate. Die Schleifzustellung erfolgt durch Verschieben des Zwischengleitträgers, wobei die Position des Schleifschlittensauf dem Zwischengleitträger unverändert bleibt.
  • Bei Abschluß des Schleifvorgangs an einem Werkstückabschnitt wird die Position des Schleifschlittens auf dem Zwischengleitträger entsprechend der Durchmesserdifferenz zum nächsten zu schleifenden Werkstückabschnitt verändert.
  • Auf diese Weise können unterschiedliche Durchmesser eines rotierenden abgestuften Werkstücks ohne Solldurchmesserabhängige Änderungen der im Steuerprogramm enthaltenen Zustelldaten des Zwischengleitträgers geschliffen werden.
  • Diese Maschine läßt keine Rückschlüsse auf die beim Schleifen unrunder Werkstückformen auftretenden Probleme, insbesondere von Schwingungsproblemen und deren Lösungen zu. Auch einen Hinweis auf die gemäß der Erfindung vorgesehene Trennung der formgebenden Bewegung des Schleifschlittens von seiner durch den Materialabtrag und den Schleifscheibenverschleiß bedingten Zustellbewegung gemäß vorliegender Erfindung erhält der Fachmann durch die bekannte Maschine nicht.
  • Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maschine besteht darin, daß auch bei hohen Werkstückdrehgeschwindigkeiten eine hohe Formgenauigkeit der unrunden Konturen des rotierenden Werkstücks erzielt wird. Resonanzschwingungen des mechanischen Systems Schleifspindel/ Schleifschlitten/Gewindetrieb sind wegen des speziellen Maschinenaufbaus ausgeschlossen und können die Genauigkeit der Bearbeitungsvorgänge auf der Maschine nicht stören.
  • Der Schleifschlitten, der zur Erzeugung der unrunden Konturen der Werkstücke nur kurze Hübe auszuführen braucht, ist von den sonst üblicherweise am Schleifschlitten befestigten Aggregaten entlastet. Die Gewindespindel braucht nur für die relativ kurzen Hübe des Schleifschlittens ausgelegt zu sein. Sie kann dadurch extrem steif und trägheitsarm gebaut werden. Der Schleifschlitten und die Abrichteinrichtung sind gemäß der Erfindung so konzipiert und angeordnet, daß wenigstens zeitweise ein kontinuierliches Abrichten der Schleifscheibe während des Schleifprozesses möglich ist, was die Produktivität und damit ihre Wirtschaftlichkeit beträchtlich erhöht. Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Bauprinzip einer Nockenwellenschleifmaschine ermöglicht also einen hochdynamischen formerzeugenden Schleifschlitten und trotzdem den Einsatz auch sehr schwerer Schleifmotoren und leistungsfähiger Abrichtgeräte. Ein solches Bauprinzip ist Voraussetzung dafür, daß dem numerisch gesteuerten Nockenschleifen auch realistische Chancen in der hochproduktiven Großserienfertigung eröffnet werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht und Figur 2 eine Vorderansicht einer Nockenwellenschleifmaschine nach der Erfindung in schematischer Darstellung; Figur 3 eine Seitenansicht und Figur 4 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform einer Nockenwellenschleifmaschine nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung; Figur 5 eine schematische Darstellung eines Schleifschlittenantriebs.
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine Schleifmaschine zum Schleifen von Nockenwellen für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen dargestellt. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die als Ausführungsbeispiel dargestellte Nockenwellenschleifmaschine besteht aus einem Maschinenbett 1, einem auf dem Maschinenbett linear beweglich geführten Maschinentisch 2 und einem quer zum Maschinentisch linear beweglich geführten Schleifkopf 3. Auf dem Maschinentisch 2 ist mittels üblicher und allgemein bekannter, in der Zeichnung nicht dargestellter Haltemittel ein Werkstück 4, im dargestellten Fall eine Nockenwelle, um seine Längsachse drehbar gehalten. Der Maschinentisch 2 ist auf Führungsbahnen 6 und 6a senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 bewegbar.
  • Der Schleifkopf 3 weist einen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Maschinentischs 2 auf dem Maschinenbett 1 beweglich geführten Tragschlitten 7 auf, welcher einen parallel zur Bewegungsrichtung des Tragschlittens 7 beweglich geführten Schleifschlitten 8 trägt. Beide Schlitten sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel also senkrecht zur Bewegungsrichtung des Maschinentisches 2 und zur Drehachse des Werkstücks 4 verschiebbar. Sie können auch in bekannter Weise unter einem vorgegebenen Winkel schräg zur Drehachse des Werkstücks 4 verfahrbar angeordnet werden. Der Antrieb des Tragschlittens 7 erfolgt mittels eines Motors 9 über einen Gewindespindeltrieb 9a. Als Antriebsmittel für den Schleifschlitten 8 sind auf dem Tragschlitten ein Motor 11 und ein Spindeltrieb lla gelagert. Der Tragschlitten 7 und der SchlelFschlitten 8 sind somit parallel zueinander, aber unabhängig voneinander quer zur Dreha@hse des Werkstücks 4 verschiebbar.
  • Der Aufbau des Schleifkopfes 3 ist besonders deutlich in der Darstellung der Figur 2 zu erkennen. Figur 2 zeigt einen Teil des Maschinenbettes 1, auf welchem der Tragschlitten 7 längsbeweglich geführt ist. Auf dem Tragschlitten 7 ist der Schleifschlitten 8 parallel zum Tragschlitten beweglich geführt. Auf dem Schleifschlitten 8 ist in einem Lagergehäuse 12 eine Schleifspindel 13 mit einer Schleifscheibe 14 drehbar gelagert. Antriebsseitig weist die Schleifspindel 13 einen Satz Riemenscheiben 16 auf, über welche mittels Transm i ss ionsr iemen 17 die Drehmomentübertragung von einem Antriebsmotor 18 zur Schleifspindel 13 erfolgt.
  • Auf dem Lagergehäuse 12 der Schleifspindel 13 ist an parallelen Führungsstangen 19, die in einem Lagerblock 21 längsbeweglich geführt und von einem Antriebsmotor 22 über einen Spindeltrieb 23 antreibbar sind, eine Schutzblende 24 angebracht, welche die Schleifscheibe in ihrem oberen Teil nach vorne abdeckt. Mit der Blende 24 verbunden ist eine Düse 26 zum Zuführen von Kühlmittel. Die Position der Schutzblende 24 kann so immer dem abnehmenden Durchmesser der Schleifscheibe angepaßt werden. Gleichzeitig wird die Kühlmitteldüse 26 nachgeführt.
  • Außer der Schleifspindel, der Schutzblende und der Kühlmitteldüse sind gemäß der Erfindung weiter keine Bauteile auf dem Schleifschlitten 8 angeordnet.
  • Auf dem Tragschlitten 7 ist, wie die Figur 2 zeigt, über Schwingungsdämpfer 27 eine Brücke 28 montiert, welche den Schleifantrieb 18 trägt. Der Schleifantrieb 18 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Nockenwellenschleifmaschine vertikal daher der Sch 1 e i fsp ndr 1 (JC ü L dne t , so daß die Hubbewegungen des Schleifschlitten, 8, die nur der unrunden Formgebung des Werkstücks dienen und daher entsprechend der Exzentrizität des Werkstücks nur sehr kurz sind den Abstand zwischen der Achse des Schleifantriebs 18 um und der Achse der Schleifspindel 1 3 nur in einem geringen, zu vernachlässigenden Maße verändern. So ist trotz der getrennten Lagerung der Schleifspindel und des Schleifantriebs 18 stets eine zuverlässige Drehmomentübertragung gewährleistet. Falls es sich als erforderlich erweisen sollte, ist es möglich, die Transmissionsriemen 17 über Spannrollen zu führen.
  • Wie Figur 1 zeigt, trägt der Tragschlitten 7 auf einer zweiten Brücke 29 eine Abrichteinrichtung 31. Diese besteht aus einem Abrichtschlitten 32, der an seinem der Schleifscheibe zugewandten Ende an einer achsparallel zur Schleifspindel ausgerichteten Abrichtspindel ein Abrichtwerkzeug 33 in Form einer rotierenden Abrichtrolle aufweist. Der Abrichtschlitten 32 ist auf einer mit der Brücke 29 fest verbundenen Schlittenführung 34 mittels eines Spindeltriebs 36 und eines Antriebsmotors 37 etwa radial zur Schleifspindelachse hin und zurück verschiebbar.
  • Zum Schleifen eines unrunden Werkstücks, z.B. einer in der Figur 1 gezeigten Nockenwelle, wird das Werkstück eingespannt und, ggf. mit veränderbar gesteuerter Umdrehungsgeschwindigkeit, gedreht. Die jeweilige aktuelle Winkellage des Werkstücks wird mittels eines Drehgebers fortlaufend ermittelt. In Figur 1 ist der Einfachheit halber als Drehgeber eine synchron mit dem Werkstück umlaufende Indexscheibe 38 vorgesehen, welche mit einem Näherungsinitiator 39 zusammenwirkt. In Abhängigkeit von der Winkellage des Werkstücks erzeugt der Näherungsinitiator 39 Steuerimpulse, die einer Steueranordnunq 41 z u g e f ü h r t w e r d e n. D i e 5 t e u e r anordnung 41 beaufschlagt den Schlittenantrieb 11 des Schleifschlittens 8 winkelstellungsabhängig mit Steuerimpulsen, so daß der Motor 11 über den Spindeltrieb lla den Schleifschlitten und damit die Schleiffläche der Schleifscheibe 14 entsprechend der vorgegebenen Kontur des Werkstücks näher an das Werkstück heran oder von ihm weg bewegt. Die Figur 1 zeigt die Schleifspindel in einer Position, in welcher die Schleifscheibe den Grundkreis eines Nockens schleift. Jetzt hat die Schleifspindel den geringsten Achsabstand von der Drehachse des Werkstücks 4.
  • Zum Schleifen der Nockenüberhöhung führt der Antrieb 11 den Schleifschlitten drehwinkelabhängig entsprechend der gewünschten Form des Nockens von dem Werkstück zurück, bis der Achsabstand der Schleifspindel von der Drehachse des Werkstücks beim Schleifen des Scheitels der Nockens überhöhung seinen größten Wert erreicht. Dann kehrt sich die Schlittenbewegung wieder um.
  • Während des Schleifens des Grundkreises bleibt die Lage des Schleifschlittens auf dem Tragschlitten unverändert, da der Radius des Grundkreises des Nockens konstant ist.
  • Diese Zeit wird bei der gezeigten Maschine zum Abrichten der Schleifscheibe 14 genutzt. Dazu wird der Abrichtschlitten 32 mit der Abrichtrolle 33 im Eilgang gegen die Schleifscheibe 14 gefahren, sobald das Schleifen des Grundkreises beginnt. Die Abrichtrolle 33 kann nun so lange an der Schleifscheibe bleiben, solange der Grundkreis geschliffen wird. Gegebenenfalls kann die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks während des Abrichtens etwas reduziert werden, damit ausreichend Zeit für dieses kontinuierliche Abrichten während des Schleifens bleibt. Bevor der Achsabstand zwischen der Schleifspindel und der Drehachse des Werkstücks zum Schleifen der Nockenüberhöhung vergrößert wird, muß der Abrichtsehlitten 32 wieder zurück in seine Ausgangsposition ge fah ren werden. Der Beginn des Abrichtvorgangs und sein Ende werden mittels der Indexscheibe 38 und des Näherungsinitiators39 in Zusammenwirkung mit der Steueranordnung 41 ermittelt, die die Impulse für den Vorschub und den Rückhub des Abrichtschlittens 32 an den Abrichtantrieb 37 abgibt.
  • Die Steueranordnung 41 bewirkt auch den Vorschub und den Rückhub des Tragschlittens 7 durch Abgabe entsprechender Steuerimpulse an den Schlittenantrieb 9. Vorzugsweise erfolgt mittels des Tragschlittens 7 die Zustellung der Schleifscheibe 14 zum Werkstück als Kompensation zu deren Verschleiß und Abrichtbetrag. Außerdem bewirkt der Antrieb 9 den Rückhub des Tragschlittens 7 beim Wechseln des Werkstücks bzw. der Schleifscheibe. Vorzugsweise führt daher der Schleifschlitten 8 nur die oszillierende Bewegung für die Formerzeugung des Werkstücks aus. Der gezeigte und beschriebene Aufbau der Schleifmaschine nach der Erfindung hat zur Folge, daß die Eigenfrequenz des Schleifschlittens relativ hoch ist, so daß Resonanzschwingungen infolge der oszillierenden Bewegungen des Schleifschlittens nicht zu befürchten sind. Solchen Resonanzschwingungen wirken auch der kurze Hub des Schleifschlittens 8 sowie die extrem steife und trägheitsarme Ausbildung der Gewindespindel lla die den Schleifschlitten antreibt, entgegen. Unwuchtschwingungen des Antriebsmotors 18 der Schleifspindel, die nicht immer ganz zu vermeiden sind, sind durch die schwingungsisolierende Anbringung der Brücke 28 am Tragschlitten 7 ohne Wirkung auf die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung.
  • Die Schutzhaube 42 der Schleifscheibe 14 ist ebenfalls an der vom [ragschlitten 7 getragenen Brücke 28 angebracht.
  • Sie wird an der Vorderseite der Maschine durch die Schutzblende 24 ergänzt, die entsprechend der Schleifscheibenabnutzung nachstellbar ist. Diese Nachstellung kann gesteuert mittels des Antriebsmotors 22 oder auch von Hand erfolgen. In jedem Fall ist stets eine optimale Abdeckung der Schleifscheibe 14 gewährleistet.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schleifmaschine nach der Erfindung ist in den Figuren 3 und 4 in einer Seiten-bzw. einer Vorderansicht schematisch dargestellt. Auch diese Maschine weist ein Maschinenbett 1 auf, das einen in Führungsbahnen 6 und 6a parallel zur Achse eines Werkstücks 4 verschiebbaren Maschinentisch 2 trägt. Auf dem Maschinentisch 2 ist das Werkstück mit bekannten nicht näher dargestellten Mitteln so eingespannt, daß es in Richtung eines Pfeiles 43 gedreht werden kann.
  • Das Maschinenbett 1 trägt außerdem auf einem Sockel 44 einen Schleifschlitten 46, auf dem in einem Lagergehäuse 47 eine Schleifspindel 48 mit einer Schleifscheibe 49 gelagert ist. Der Schleifschlitten 46 ist mittels eines Antriebes 51 und einer Gewindespindel 51a, die im Sockel 44 verläuft, auf dem stationären Sockel zur Achse des rotierenden Werkstücks 4 hin und zurück bewegbar.
  • Parallel zum Schleifschlitten 46 ist auf dem Maschinenbett ein Tragschlitten 52 geführt, der einen Schleifspindelantrieb 53 trägt. Die Drehmomentübertragung vom Schleifspindelantrieb 53 zur Schleifspindel 48 erfolgt über einen Riementrieb 54, wobei die Spannung der Transmissionsriemen des Riementriebs 54 von der Schleifspindel nach unten wirkt, so daß die Auflage des Schleifschlittens 46 auf die Führungsbahnen 56 und 56a stabilisiert wird.
  • Der Riementrieb 54 ist durch eine Schutzhaube 57 geschützt, die ebenfalls vom Tragschlitten 52 getragen wird. Der Antrieb des Tragschlittens 52 erfolgt über pine Gewindespindel 58, die über einen Riementrieb 59 und die Gewindespindel51a vom Motor Cal iangetrieben wird. Der [ragschlitten 52 wird auf diese Weise also parallel und synchron zur Zustellbewegung des Schleifschlittens 46 bewegt. Auf diese Weise ist immer nahezu ein gleichmäßiger Abstand zwischen der Schleifspindel 48 und der Achse des Schleifspindelantriebs 53 gewährleistet.
  • Die formgebende Bewegung des Schleifschlittens 46 auf das rotierende Werkstück 4 zu und zurück bewirkt ein zusätzlicher Antrieb 61, dessen Wirkungsweise anhand der Figur 5 erläutert wird. Für das Verständnis dieses Antriebs nicht erforderliche Teile der Maschine sind in Figur 5 wegggelassen. Der Spindelantrieb 51 treibt die im stationären Sockel 44 gelagerte Zustellspindel 51a an, so daß die zugehörige Spindelmutter 62, die mit dem Schleifschlitten 46 in Eingriff steht, in Richtung der Spindelachse bewegt wird und den Schleifschlitten entsprechend mitführt. In Figur 5 ist auch der Riementrieb 59 erkennbar, der der Drehmomentübertragung von der Zustellspindel 51a zur Gewindespindel 58 des Tragschlittens 52 dient.
  • Die Spindelmutter 62 ist mit einem Zahnrad 63 verdrehfest verbunden, das mit einem im Schleifschlitten 46 gelagerten Zahnrad 64 kämmt, welches seinerseits über eine Welle 66 vom Antrieb 61 antreibbar ist. Die Spindelmutter 62 steht über eine ringförmige Führungsbahn 67 in gleitendem Eingriff mit einem Mitnehmer 68 des Schleifschlittens 46, so daß die Spindelmutter 62 über die Zahnräder 63 und 64 vom Motor 61 in drehende Bewegung gesetzt werden kann. Die Zustellung der Schleifscheibe 49 bis zum Eingriff der Schleifscheibe in das Material des Werkstücks und die während der Werkstückbearbeitung erforderliche verschleiß-und materialabtragsbedingte Zustellung erfolgen bei nicht rotierender Spindelmutter 62 durch Drehen der Zustellspindel 51a mittels des Zustellantriebs 51. Die für die Erzeugung der Nockenform erforderliche formgebende Bewegung des Schleifschlittens erfolgt durch den Antrieb 61, der die Spindelmutter 62 in rotierende Bewegung versetzt und so der Zustellbewegung durch den Zustellantrieb 51 die erforderliche formgebende Bewegung überlagert.
  • Auch bei dieser Ausführungsform ist der Schleifschlitten 46 von schweren Maschinenelementen frei und kann ohne die Gefahr von Resonanzschwingungen entsprechend der gewünschten Nockenform auch mit hohen Geschwindigkeiten hin und her bewegt werden.
  • Nach Figur 3 ist auf dem Schleifschlitten 46 ein Abrichtgerät 69 mit einem Abrichtwerkzeug 70 angeordnet, mit dem die Schleifscheibe 49 auch während des Schleifbetriebs kontinuierlich abgerichtet werden kann. Zur Zustellung des Abrichtgeräts 69 ist ein Antrieb 71 vorgesehen, der das Abrichtgerät auf dem Schleifschlitten 46 relativ zur Schleifscheibe 49 verschiebt. Figur 4 zeigt die Anordnung eines Abrichtgeräts 72 mit einem Abrichtwerkzeug 73 oberhalb der Schleifscheibe 49, wobei das Abrichtgerät auf einem vom Schleifschlitten 46 getragenen Gestell 74 geführt ist. Die Zustellung des Abrichtwerkzeugs 73 zur Schleifscheibe 49 erfolgt mittels eines Antriebs 75. Als Abrichtwerkzeuge kommen alle bekannten Abrichtwerkzeuge wie feststehende Abrichtplatten, rotierende Abrichtrollen, topfförmig ausgebildete, rotierende Abrichtwerkzeuge und dggl.
  • in Frage.
  • Das in Figur 5 gezeigte, auf der Spindel 66 sitzende Zahnrad 64 ist natürlich so ausgebildet und angebracht, daß es auch bei relativen axialen Lageveränderungen zum Zahnrad 63 mit diesem in Eingriff bleibt. Das kann durch eine ents p r e c h e n d e axiale Länge des Zahnrades 64 oder 63 oder durch axiale Verschiebbarkeit des Zahnrades 64 auf der Spindel 66 erreicht werden, beides Maßnahmen, die hier keiner näheren Darstellung bedürfen.
  • - Leerseite -

Claims (13)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. SchleiFmaschine zum Schleifen von unrunden Werkstücken, insbesondere von Nockenwellen, mit t einem auf einem Maschinenbett angeordneten Maschinentisch, der Mittel zum Einspannen und Rotieren wenigstens eines zu bearbeitenden Werkstücks trägt, mit einem entsprechend der gewünschten unrunden Kontur des rotierenden Werkstücks quer zu diesem hin und zurück verfahrbaren, eine Schleifspindel mit wenigstens einer Schleifscheibe tragenden Schleifschlitten und mit einem Schleifantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifschlitten (8, 46) möglichst massearm ausgebildet daß, ist in ebenfalls quer zum Werkstück (4) parallel zum Schleifschlitten (8, 46) hin und zurück verfahrbarer Trag -schlitten (7, 52! vorgesehen ist, daß der Schleifantrieb (18, 53) und ggf. weitere Maschinenelemente auf dem Tragschlitten (7, 52) angeordnet sind und daß den Schleifantrieb (18) mit der Schleifspindel (13, 48) verbindende Mittel (17, 54) zur Drehmomentübertragung vorgesehen sind.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifschlitten (8) auf dem Tragschlitten (7) angeordnet und parallel zu diesem auf das Werkstück (4) zu und von ihm weg beweglich geführt ist, daß auf dem Tragschlitten (7) eine den Schleifschlitten (8) mit der Schleifspindel (13) überspannende Brücke (28) montiert ist und daß auf bzw. an der Brücke der Schleifantrieb (18) und qgf. weitere Maschinenelemente angebracht sind.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (28) schwingungsisoliert am Tragschlitten (7) montiert ist.
  4. 4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifschlitten (46) und der Tragschlitten (52) nebeneinander auf dem Maschinenbett (1) angeordnet und parallel zueinander auf das Werkstück (4) zu und zurück beweglich geführt sind.
  5. 5. Maschine nach einem der Ansprüchel bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifantriebachse und die Schleifspindelachse parallel zueinander etwa in einer gemeinsamen vertikalen Ebene übereinander liegen und daß für die Drehmomentübertragung vom Schleifantrieb (18, 53) zur Schleifspindel (13, 48) eine Riementransmission (17, 54) vorgesehen ist.
  6. 6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifschlitten (46) auf einem vom Maschinenbett (1) getragenen Sockel (44) geführt ist und daß die Achse des Schleifantriebs (53) unterhalb der Schleifspindelachse (13,48) liegt, so daß die Riementransmission von der Schleifspindel zum Schleifantrieb nach unten gerichtet ist.
  7. 7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im stationären Teil (44) der Maschine für die nicht formgebende Zustellung des Schleifschlittens (46) ein Spindeltrieb (51a) mit einem ersten Antriebsmittel (51) vorgesehen ist, dessen Spindelmutter (62) den Schleifschlitten (46) bewegt, und daß zum Zwecke der formgebenden Zustellung des Schleifschlittens (46) ein zweites Antriebsmittel (61) vorgesehen ist, welches die Spindelmutter (62) in Abhängigkeit von der Winkellage des rotierenden Werkstücks (4) mit einem ihre Position auf der Spindel (51a) des Spindeltriebs verändernden Drehmoment beaufschlagt.
  8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Tragschlittens (52) ein Spindeltrieb (58) vorgesehen ist, dessen Spindel vom ersten Antriebsmittel (51) für die nicht formgebende Zustellung synchron mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.
  9. 9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (38, 39) zur laufenden Ermittlung der Winkelstellung des Werkstücks (4) bezüglich seiner Drehachse während des Schleifvorgangs und Steuermittel (41) zum Steuern des Antriebsmittels (11, 61) des Schleifschlittens (8, 46) während des Schleifvorgangs vorgesehen sind, welche durch Verschieben des Schleifschlittens (8, 46) relativ zum Tragschlitten (7, 52) eine winkelstellungsabhängige Einstellung des Abstands zwischen der Schleiffläche der Schleifscheibe (14, 49) und der Werkstückachse im Sinne der Erzeugung einer vorgegebenen unrunden Umfangskontur des Werkstücks (4) bewirkend ausgebildet ist.
  10. 10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (41) zum Steuern des Antriebsmittels (9, 51) des Tragschlittens (7, 52) vorgesehen sind zum Zwecke einer Schleifscheibenzustellung entsprechend dem Materialabtrag und dem Abrichtbetrag sowie ggf. anderen Schleifscheibenbewegungen.
  11. 11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schleifschlitten (8) bzw. auf dem vom Schleifschlitten getragenen Lagergehäuse (12) eine der Durchmesserabnahme der Schleifscheibe (14) entsprechend nachführbare Schutzblende (24) angeordnet ist, die zur Abdeckung der Schleifscheibe mit einer vom Tragschlitten (7) getragenen Schutzhaube (42) zusammenwirkt.
  12. 12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abrichteinrichtung (31)auf einem quer zur Schleifspindelachse auf dem Tragschlitten (7) beweglich geführten Abrichtschlitten (32) gelagert ist.
  13. 13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (38, 39) zum Erfassen der Winkellage des rotierenden Werkstücks (4) während des Schleifvorgangs vorgesehen sind, daß diese Mittel zum Erfassen der Winkellage mit einem Steuermittel (41) zum Steuern des Abrichtschlittenantriebs (37) verbunden sind und daß der Antrieb (37) des Abrichtschlittens (32) in Abhängigkeit von der Winkellage des rotierenden Werkstücks derart steuerbar ist, daß der Abrichtschlitten (32) während einer Werkstückumdrehung so lange in seine Abrichtposition zur Schleifscheibe (14) gebracht wird, wie der Schleifschlitten auf dem Tragschlitten (7) zum Schleifen eines Umfangsabschnitts des Werkstücks (4) mit konstantem Radius in Ruhe bleibt und aus seiner Abrichtposition zurückgeführt wird, bevor bzw. sobald der Schleifschlitten (8) zum Schleifen eines Umfangsabschnitts veränderlichen Radius bewegt wird.
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