DE3508029A1 - Grinding machine - Google Patents
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Abstract
Description
Schi ei fmaschine Ship machine
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von unrunden Werkstücken, insbesondere von Nockenwellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a grinding machine for grinding out of round Workpieces, in particular camshafts according to the preamble of claim 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.A grinding machine of this type is disclosed, for example, in US Pat. No. 3 344 559 known. This is about a numerically controlled grinding of camshafts, wherein the relative shaping movement between the workpiece and the grinding carriage with the grinding wheel through a numerically controlled movement of the grinding carriage he follows.
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.The grinding carriage is therefore corresponding to the cam shape to be generated moved towards and away from the workpiece axis. The grinding carriage carries In this machine, in addition to the grinding spindle with the grinding wheel, also the grinding drive and a dressing device. Because of the large mass of the grinding carriage this one known grinding machine can with increasing production speed, so with increasing speed of the machined non-round workpieces, the natural frequency of the control system, which follows the rotational frequency of the workpiece, and the natural frequency of the mechanical system grinding slide / drive means come into resonance ranges, which can lead to uncontrollable vibrations. At higher workpiece turning speeds is therefore not the required cam shape accuracy in this known machine more guaranteed. In addition, even at relatively low workpiece rotation speeds an extremely strict regulation because of the large mass of the grinding slide and a stiff and sturdy construction is required to achieve the desired cam shape accuracies to reach.
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.The invention is based on the object of a grinding machine To improve the type described above in such a way that even at high rotational speeds of the workpiece, resonance vibrations of the mechanical system are safely excluded are, so that even at these high production speeds there is always a high Form accuracy of the non-round workpiece contours can be achieved.
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.This object is achieved according to the invention by means of the characteristics of claim 1 specified means. Due to the construction of the grinding machine according to the invention is the natural frequency of the mechanical system consisting of the grinding carriage / screw drive increased so much that a resonance with that of the controller corresponding to the rotational frequency of the workpiece caused the frequency of the regularly recurring, shaping linear movement of the grinding carriage is excluded. Resonance vibrations of the mechanical System can not occur, so that the desired high dimensional accuracy the out-of-round workpieces are not affected by the movement of the grinding carriage will.
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.A structurally particularly preferred embodiment of the invention contains the claim 2. To avoid vibrations of the grinding drive motor used, in particular any unbalance vibrations, on the support carriage and thus also be transferred to the grinding carriage, the measures are according to Claim 3 provided.
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.Another embodiment of the grinding machine according to the invention contains the claim 4. According to this, the grinding carriage and the support carriage arranged on the machine bed side by side and movable parallel to each other. For the shaping of the workpiece required relative movements To enable between the grinding drive and the grinding spindle is according to claim 5 a belt transmission for the torque transmission from the grinding drive to the grinding spindle provided, with particularly small changes in distance between the grinding drive and the axis of rotation of the grinding spindle result when the grinding drive, as according to the invention provided, is arranged so that the grinding drive axis and the Grinding spindle axes are approximately vertically one above the other. The measures according to claim 6 cause the forces caused by the belt transmission downwards towards the guideway of the grinding slide, which affects the safety of the slide guide elevated. Claim 7 deals with a safe and structurally not very expensive Type of slide drive. The measures of claim 8 have the advantage that no separate drive is required for the support carriage.
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.By further developing the invention according to claims 9 and 10 is the separation of the non-round + round, shaping workpieces for grinding Movement of the grinding carriage due to its material removal and wear Optimized infeed movements, which means a simplification of the control.
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.To ensure that the grinding wheel for safety reasons is always optimally covered, the measures of claim 11 are provided. Of the The grinding carriage is not loaded more than is absolutely necessary.
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.The arrangement of the dressing device according to claim 12 enables one Delivery of the dressing tool to the grinding wheel to be dressed without the Grinding carriage is loaded with the dressing device. To at least at times continuous dressing of the grinding wheel during the grinding process enable, the measures according to claim 13 are provided.
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.DE-OS 22 13 088 is already an external cylindrical grinding machine known whose grinding slide on a movable parallel to the grinding slide Intermediate slide carrier is performed. However, this is grinding of workpieces with cylindrical sections of different diameters. Of the Grinding carriages movably arranged on the intermediate slide carrier to the workpiece and back carries the grinding drive as well as the grinding spindle with a grinding wheel possibly further units. The grinding infeed takes place by moving the intermediate slide carrier, the position of the grinding carriage on the intermediate slide carrier unchanged remain.
Bei Abschluß des Schleifvorgangs an einem Werkstückabschnitt wird die Position des Schleifschlittens auf dem Zwischengleitträger entsprechend der Durchmesserdifferenz zum nächsten zu schleifenden Werkstückabschnitt verändert.When the grinding process is completed on a workpiece section the position of the grinding carriage on the intermediate slide carrier according to the Diameter difference to the next workpiece section to be ground changed.
Auf diese Weise können unterschiedliche Durchmesser eines rotierenden abgestuften Werkstücks ohne Solldurchmesserabhängige Änderungen der im Steuerprogramm enthaltenen Zustelldaten des Zwischengleitträgers geschliffen werden.This way you can have different diameters of a rotating stepped workpiece without changes in the control program depending on the nominal diameter contained infeed data of the intermediate slip carrier are ground.
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.This machine does not allow any conclusions to be drawn about the out-of-round grinding Workpiece shapes occurring problems, in particular vibration problems and their solutions too. Also an indication of the separation provided according to the invention the shaping movement of the grinding carriage by its material removal and the infeed movement caused by grinding wheel wear according to the present invention the person skilled in the art does not receive from the known machine.
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.The particular advantage of the machine proposed according to the invention consists in the fact that a high degree of dimensional accuracy even at high workpiece rotation speeds the out-of-round contours of the rotating workpiece is achieved. Resonance vibrations of the mechanical system grinding spindle / grinding slide / screw drive are due to of the special machine design and can reduce the accuracy of the machining operations do not interfere on the machine.
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.The grinding slide, which is used to generate the non-circular contours of the Workpieces only needs to perform short strokes, is usually on the Units attached to the grinding slide are relieved. The lead screw only needs to be designed for the relatively short strokes of the grinding carriage. You can do this be built extremely stiff and with little inertia. The grinding slide and the dressing device are designed and arranged according to the invention that at least temporarily continuous dressing of the grinding wheel during the grinding process is possible is what increases the productivity and thus their profitability considerably. The construction principle of a camshaft grinding machine proposed according to the invention thus enables a highly dynamic shape-generating grinding slide and still the use of very heavy grinding motors and powerful dressing devices. Such a construction principle is a prerequisite for the numerically controlled cam grinding realistic opportunities are also opened up in highly productive large-scale production.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
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.FIG. 1 shows a side view and FIG. 2 shows a front view a camshaft grinding machine according to the invention in a schematic representation; FIG. 3 shows a side view and FIG. 4 shows a front view of another embodiment a camshaft grinding machine according to the invention in a schematic representation; Figure 5 is a schematic representation of a grinding carriage drive.
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.In Figures 1 and 2 is a grinding machine for grinding Camshafts for internal combustion engines of motor vehicles shown. Same parts are provided with the same reference symbols in both figures.
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.The camshaft grinding machine shown as an exemplary embodiment consists of a machine bed 1 and one that can be moved linearly on the machine bed guided machine table 2 and a linearly movable guided transversely to the machine table Grinding head 3. On the machine table 2 is by means of usual and well-known, not shown in the drawing holding means a workpiece 4, shown in the Case a camshaft, held rotatably about its longitudinal axis. The machine table 2 can be moved on guide tracks 6 and 6a perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
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.The grinding head 3 has a perpendicular to the direction of movement of the Machine table 2 on the machine bed 1 movably guided support carriage 7, which one guided movably parallel to the direction of movement of the support carriage 7 Grinding carriage 8 carries. Both carriages are in the embodiment shown ie perpendicular to the direction of movement of the machine table 2 and to the axis of rotation of the Workpiece 4 displaceable. You can also do so in a known manner under a given Angle can be arranged displaceably at an angle to the axis of rotation of the workpiece 4. The drive the support carriage 7 takes place by means of a motor 9 via a threaded spindle drive 9a. As a drive means for the grinding slide 8 are on the support slide Motor 11 and a spindle drive lla mounted. The support carriage 7 and the carriage 8 are thus parallel to each other, but independent of each other across the axis of rotation of the workpiece 4 displaceable.
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.The structure of the grinding head 3 is particularly clear in the illustration can be seen in FIG. Figure 2 shows part of the machine bed 1 on which the support carriage 7 is guided in a longitudinally movable manner. On the support carriage 7 is the Grinding carriage 8 movably guided parallel to the support carriage. On the grinding slide 8 is a grinding spindle 13 with a grinding wheel 14 in a bearing housing 12 rotatably mounted. On the drive side, the grinding spindle 13 has a set of belt pulleys 16, via which the torque transmission is carried out by means of transmission belts 17 from a drive motor 18 to the grinding spindle 13 takes place.
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.On the bearing housing 12 of the grinding spindle 13 is on parallel guide rods 19, which are guided in a longitudinally movable manner in a bearing block 21 and are driven by a drive motor 22 can be driven via a spindle drive 23, a protective cover 24 is attached, which covers the grinding wheel in its upper part to the front. With the aperture 24 is connected to a nozzle 26 for supplying coolant. The position of the protective shutter 24 can thus always be adapted to the decreasing diameter of the grinding wheel. At the same time, the coolant nozzle 26 is tracked.
Außer der Schleifspindel, der Schutzblende und der Kühlmitteldüse sind gemäß der Erfindung weiter keine Bauteile auf dem Schleifschlitten 8 angeordnet.Except for the grinding spindle, the protective cover and the coolant nozzle According to the invention, no further components are arranged on the grinding carriage 8.
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.As FIG. 2 shows, there is a vibration damper on the support carriage 7 27 a bridge 28 is mounted, which carries the grinding drive 18. The grinding drive 18 is vertical in the illustrated embodiment of the camshaft grinding machine therefore the Sch 1 e i fsp ndr 1 (JC ü L dne t, so that the stroke movements of the grinding carriage, 8 that only serve the non-circular shape of the workpiece and therefore according to the eccentricity of the workpiece, the distance between the axis of the grinding drive 18 to and the axis of the grinding spindle 1 3 only in to a small, negligible amount. So is in spite of the separated Storage of the grinding spindle and the grinding drive 18 always ensure reliable torque transmission guaranteed. Should it prove necessary, it is possible to use the To guide transmission belt 17 over tensioning rollers.
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.As Figure 1 shows, the support carriage 7 carries on a second bridge 29 a dressing device 31. This consists of a dressing slide 32, the at its end facing the grinding wheel on an axially parallel to the grinding spindle aligned dressing spindle a dressing tool 33 in the form of a rotating dressing roller having. The dressing slide 32 is firmly connected to a bridge 29 Slide guide 34 by means of a spindle drive 36 and a drive motor 37, for example Can be moved radially back and forth to the grinding spindle axis.
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.For grinding a non-round workpiece, e.g. one in Figure 1 camshaft shown, the workpiece is clamped and, if necessary, can also be changed controlled rotation speed, rotated. The respective current angular position of the workpiece is continuously determined by means of a rotary encoder. In Figure 1 is For the sake of simplicity, a rotary encoder rotating synchronously with the workpiece Index disk 38 is provided, which interacts with a proximity switch 39. The proximity switch generates depending on the angular position of the workpiece 39 control impulses which are sent to a control arrangement 41. D i e 5 t e u e r arrangement 41 acts on the slide drive 11 of the Grinding carriage 8 with control pulses depending on the angle position, so that the motor 11 via the spindle drive lla the grinding carriage and thus the grinding surface of the grinding wheel 14 accordingly the predetermined contour of the workpiece closer to the workpiece or away from it moved away. Figure 1 shows the grinding spindle in a position in which the Grinding wheel grinds the base circle of a cam. Now the grinding spindle has the smallest center distance from the axis of rotation of the workpiece 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.The drive 11 guides the grinding carriage to grind the cam elevation depending on the angle of rotation according to the desired shape of the cam on the workpiece back until the center distance of the grinding spindle from the axis of rotation of the workpiece when grinding the apex of the cam superelevation reaches its greatest value. Then the slide movement is reversed again.
Während des Schleifens des Grundkreises bleibt die Lage des Schleifschlittens auf dem Tragschlitten unverändert, da der Radius des Grundkreises des Nockens konstant ist.The position of the grinding carriage remains while the base circle is being ground unchanged on the support slide, since the radius of the base circle of the cam is constant is.
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.This time is used for dressing the grinding wheel in the machine shown 14 used. For this purpose, the dressing slide 32 with the dressing roller 33 is in rapid traverse driven against the grinding wheel 14 as soon as the grinding of the base circle begins. The dressing roller 33 can now remain on the grinding wheel as long as the Base circle is ground. If necessary, the rotational speed of the workpiece can be reduced slightly during dressing, so that there is enough time for this continuous dressing while grinding remains. Before the center distance between the grinding spindle and the axis of rotation of the workpiece for grinding the cams is increased, the dressing slide 32 must return to its starting position be driven. The beginning the dressing process and its end are interacted by means of the index disk 38 and the proximity switch 39 determined with the control arrangement 41, which the pulses for the advance and the return stroke of the dressing slide 32 delivers to the dressing drive 37.
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.The control arrangement 41 also causes the advance and the return stroke of the Support carriage 7 by delivering appropriate control pulses to the carriage drive 9. The grinding wheel is preferably fed by means of the support carriage 7 14 to the workpiece as compensation for their wear and dressing amount. aside from that the drive 9 causes the return stroke of the support carriage 7 when the workpiece is changed or the grinding wheel. Preferably, therefore, the grinding carriage 8 only leads oscillating movement for the creation of the shape of the workpiece. The one shown and described structure of the grinding machine according to the invention has the consequence that the Natural frequency of the grinding carriage is relatively high, so that resonance vibrations not to be feared due to the oscillating movements of the grinding carriage are. Such resonance vibrations also have an effect on the short stroke of the grinding carriage 8 as well as the extremely stiff and low-inertia design of the threaded spindle lla die drives the grinding carriage against. Imbalance vibrations of the drive motor 18 of the grinding spindle, which cannot always be avoided entirely, are due to the vibration isolating Attachment of the bridge 28 to the support carriage 7 without affecting the accuracy of the Workpiece machining.
Die Schutzhaube 42 der Schleifscheibe 14 ist ebenfalls an der vom [ragschlitten 7 getragenen Brücke 28 angebracht.The protective hood 42 of the grinding wheel 14 is also on the from [rag slide 7 carried bridge 28 attached.
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.It is located on the front of the machine through the protective cover 24 supplemented, which can be readjusted according to the wear and tear of the grinding wheel. This reenactment can controlled by means of the drive motor 22 or by hand take place. In any case, the grinding wheel 14 is always optimally covered guaranteed.
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.Another embodiment of a grinding machine according to the invention is in Figures 3 and 4 in a side or. a front view schematically shown. This machine also has a machine bed 1, one in guideways 6 and 6a carries machine table 2 displaceable parallel to the axis of a workpiece 4. On the machine table 2, the workpiece is not shown in detail with known Means clamped so that it can be rotated in the direction of arrow 43.
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.The machine bed 1 also carries a grinding slide on a base 44 46, on which in a bearing housing 47 a grinding spindle 48 with a grinding wheel 49 is stored. The grinding carriage 46 is by means of a drive 51 and a Threaded spindle 51a, which runs in the base 44, on the stationary base to the axis of the rotating workpiece 4 can be moved back and forth.
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.Parallel to the grinding slide 46 is a support slide on the machine bed 52 out, which carries a grinding spindle drive 53. The torque transmission from the grinding spindle drive 53 to the grinding spindle 48 takes place via a belt drive 54, the tension of the transmission belt of the belt drive 54 from the grinding spindle acts downwards, so that the support of the grinding carriage 46 on the guideways 56 and 56a is stabilized.
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.The belt drive 54 is protected by a protective hood 57, which is also is carried by the support carriage 52. The support carriage 52 is driven by pine threaded spindle 58, which has a belt drive 59 and the Threaded spindle 51a is driven by the engine Cal. The [ragschlitten 52 is in this way that is, moved in parallel and synchronously with the infeed movement of the grinding carriage 46. In this way there is always an almost even distance between the grinding spindle 48 and the axis of the grinding spindle drive 53 guaranteed.
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.The shaping movement of the grinding carriage 46 on the rotating Workpiece 4 to and back causes an additional drive 61, its mode of operation is explained with reference to FIG. Not required for understanding this drive Parts of the machine are omitted from FIG. The spindle drive 51 drives the in the stationary base 44 mounted feed spindle 51a, so that the associated Spindle nut 62, which is in engagement with the grinding carriage 46, in the direction the spindle axis is moved and the grinding carriage is carried along accordingly. In FIG. 5 also shows the belt drive 59, which transmits the torque from the feed spindle 51a is used for the threaded spindle 58 of the support carriage 52.
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.The spindle nut 62 is non-rotatably connected to a gear 63, which meshes with a gear 64 mounted in the grinding carriage 46, which in turn can be driven by the drive 61 via a shaft 66. The spindle nut 62 protrudes an annular guide track 67 in sliding engagement with a driver 68 of the Grinding carriage 46, so that the spindle nut 62 on the gears 63 and 64 from Motor 61 can be set in rotating motion. The delivery of the grinding wheel 49 to the engagement of the grinding wheel in the material of the workpiece and the during Wear and material removal-related infeed required for machining the workpiece take place when the spindle nut 62 is not rotating by turning the Feed spindle 51a by means of the feed drive 51. The one required for generating the cam shape The shaping movement of the grinding carriage is carried out by the drive 61, which the Spindle nut 62 set in rotating motion and so the feed motion through the feed drive 51 is superimposed on the required shaping movement.
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. In this embodiment too, the grinding carriage 46 is heavy Machine elements freely and can accordingly without the risk of resonance vibrations the desired cam shape can also be moved back and forth at high speeds.
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. According to FIG. 3, a dressing device 69 is on the grinding slide 46 arranged with a dressing tool 70, with which the grinding wheel 49 also during of the grinding operation can be dressed continuously. For delivery of the dressing device 69 a drive 71 is provided, which the dressing device on the grinding carriage 46 moves relative to the grinding wheel 49. Figure 4 shows the arrangement of a dressing device 72 with a dressing tool 73 above the grinding wheel 49, the dressing device is guided on a frame 74 carried by the grinding carriage 46. Delivery the dressing tool 73 to the grinding wheel 49 takes place by means of a drive 75. All known dressing tools such as fixed dressing plates, rotating dressing rollers, cup-shaped, rotating dressing tools and like
in Frage.in question.
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.The gearwheel 64 shown in FIG. 5 and seated on the spindle 66 is Of course, designed and attached so that it also occurs with relative axial changes in position to gear 63 remains in engagement with this. This can be done through a corresponding e n the axial length of the gear 64 or 63 or through axial Displaceability of the gear 64 on the spindle 66 can be achieved, both measures, which do not require any further explanation here.
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Claims (13)
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Family Applications (1)
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-
1985
- 1985-03-07 DE DE19853508029 patent/DE3508029A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |