Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen eines Werkstücks, bei dem eine sich drehende Schleifscheibe gegen eine zu schleifende Fläche des Werkstücks zugestellt wird, während sich gleichzeitig das Werkstück um seine Längsachse dreht, wobei die zu schleifende Fläche von einer Kante begrenzt wird und in eine Nachbarfläche übergeht. Die Erfindung betrifft auch eine Vomchtung zum Rundschleifen eines Werkstücks, mit einer Schleifscheibe und einer Aufnahme für das zu schleifende Werkstuck. Solche Verfahren und Vorrichtung sind aus CH 628 560 A bekannt.
Während des Schleifvorgangs entsteht ein Grat, der von der zu schleifenden Fläche ausgeht und sich über die Kante hinaus zur angrenzenden Nachbarfläche des Werkstücks hin erstreckt. Wenn dieser Grat für die spätere Funktion des fertig bearbeiteten Werkstücks störend ist, muß er durch einen separaten Entgratvorgang entfernt werden.
Aus der CH 628 560 A ist eine Vorrichtung zum Rundschleifen eines Werkstücks mit einer Schleifscheibe und einer Aufnahme für das zu schleifende Werkstück bekannt. Eine Werkstückabstützvorrichtung sorgt dafür, daß Maßfehler, die aus der Durchbiegung des Werkstücks bei der Bearbeitung durch die Schleifscheibe resultieren, wennieden werden. Hierzu wird eine gegenüber der Schleifscheibe angeordnete, hydraulisch betätigte Stützbacke auf das Werkstück gedrückt, deren Anpreßkraft von einer regelbaren Druckkammer bereitgestellt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Schleifverfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Entgratvorgang entfallen kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, eine Vorrichtung zum Schleifen zu schaffen, die es ermöglicht, auf den separaten Entgratvorgang zu verzichten.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß der beim Zustellen der Schleifscheibe gegen die zu schleifende Fläche entstehende Grat automatisch beseitigt wird. Ein separater Entgratvorgang ist somit nicht mehr notwendig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Entgratdorn so eingestellt wird, daß er über die Nachbarfläche und die Kante zur zu schleifenden Fläche hin nach außen übersteht. Bei dieser Ausrichtung des Entgratdornes wird gewährleistet, daß der beim Schleifen entstehende Grat wieder vollständig auf die zu schleifende Fläche zurückgedrückt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Entgratdorn mit einer Kraft zwischen 10 und 100 N auf die Nachbarfläche gedrückt wird, insbesondere mit einer Kraft in der Größenordnung von etwa 50 N. Die genannten Kräfte stellen einen guten Kompromiß dar zwischen zuverlässigem Zurückdrücken des Grats einerseits und genngen Reibungskräften andererseits.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 bietet im wesentlichen dieselben Vorteile wie hinsichtlich des Verfahrens gemäß Anspruch 1 erläutert. Da der Grat mittels der erfindungsgemäßen Schleifmaschine kontinuierlich wieder abgeschliffen wird, entsteht ohne einen sich an den Schleifvorgang anschließenden separaten Bearbeitungsschritt ein gratfreies geschliffenes Werkstück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Pneumatikzylinder vorgesehen, der den Entgratdorn mit einer einstellbaren Kraft gegen das zu bearbeitende Werkstück drücken kann. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand die Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem Entgratdorn an die jeweiligen Anforderungen eingestellt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
In Fig. 1 ist eine Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Schleifmaschine enthält einen Rahmen 10, in welchem eine Aufnahme 12 für ein zu bearbeitendes Werkstück 14 angeordnet ist. Es ist ein Antrieb 16 vorgesehen, mit dem das Werkstück 14 in Drehung versetzt werden kann. Weiterhin ist eine Schleifscheibe 18 vorgesehen, die mittels eines Zustellantriebes 20 sowohl in Drehung versetzt werden kann als auch geeignet gegen eine zu schleifende Fläche des Werkstücks 14 zugestellt werden kann. Die bis hierhin beschriebene Schleifmaschine ist von herkömmlichem Aufbau, so daß ihre Konstruktion nicht im Detail beschrieben werden braucht.
Die Schleifmaschine ist zusätzlich mit einem Entgratdorn 22 versehen, der aus Hartmetall besteht und von einem Andruckmechanismus 24 gegen das zu bearbeitende Werkstück 14 gedrückt werden kann. Der Andruckmechanismus weist einen Pneumatikzylinder 26 (siehe Fig. 2) auf, dessen Innenraum über zwei schematisch dargestellte Pneumatikleitungen 28 mit Druck beaufschlagt werden kann, um den Entgratdorn 22 in der Richtung des Pfeils P von Fig. 2 gegen das Werkstück 14 zu drücken.
Die Wirkungsweise des Entgratdorns ist die folgende: Wenn die Schleifscheibe 18 gegen eine zu schleifende Fläche 30 des Werkstücks 14 in der Richtung des Pfeils Z von Fig. 2 zugestellt wird, entsteht ein Grat 32 (siehe die Figuren 3 und 4), der aus Material besteht, das über eine Kante 34, welche die zu bearbeitende Fläche 30 des Werkstückes begrenzt, auf eine sich anschließende Nachbarfläche 36 verdrängt wird.
Da sich das Werkstück 14 dreht, gelangt der Grat zum Entgratdorn 22, der bei der gezeigten Ausführungsform etwa gegenüber der Schleifscheibe 18 angeordnet ist. Dort wird der Grat von der Stirnfläche des Entgratdorns 22, die als ebene Andruckfläche 38 ausgebildet ist, sich senkrecht zur Längsachse des Entgratdornes erstreckt und über die Kante 34 hinausragt, auf die zu schleifende Fläche 30 zurückgedrückt. Dies ist deutlich durch Vergleich der Figuren 4 und 5 zu sehen. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Werkstückes, der gerade von der Schleifscheibe 18 bearbeitet wurde und sich nun hin zum Entgratdorn 22 dreht. Der Grat 32 befindet sich außerhalb der zu bearbeitenden Fläche 30 im Bereich der an die Kante 34 angrenzenden Nachbarfläche 36. In Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen Abschnitt des Werkstückes zu sehen, der sich nach der Berührung mit der Stirnfläche des Entgratdornes 22 wieder hin zur Schleifscheibe 18 bewegt. Es ist deutlich zu sehen, daß der Grat 32 zurück auf die zu bearbeitende Fläche 30 gedrückt wurde, so daß er beim nächsten Kontakt mit der Schleifscheibe 18 abgeschliffen wird.
Die Andruckkraft des Entgratdorns 22 kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen und dem zu bearbeitendem Material gewählt werden. Wenn das Werkstück 14 beispielsweise eine Ventilnadel für ein Kraftstoff-Einspntzventil für Verbrennungskraftmaschinen ist, bei der die zu bearbeitende Fläche einen Durchmesser von wenigen Millimetern hat, sind Andruckkräfte von 50 N ausreichend.
Der hier beschriebene Kreislauf des Erzeugens des Grates durch Berührung zwischen dem Werkstück 14 und der Schleifscheibe 18, des Zurückdrückens des Grates 32 auf die zu bearbeitende Fläche 30 und des Abschleifens des Grates wiederholt sich so lange, bis die Schleifscheibe ausfeuert, also keinerlei Material mehr abgetragen wird und folglich auch kein Grat entstehen kann. Das Ergebnis des beschriebenen Schleifvorganges ist ein Werkstück 14 mit geschliffener Fläche 30, die keinen Grat aufweist, ohne daß ein separater Entgratvorgang erforderlich war.
Die hier gezeigte Anordnung des Entgratdorns 22 relativ zur Schleifscheibe 18 kann je nach den Anforderungen variiert werden. Wenn mehrere Flächen gleichzeitig geschliffen werden und zusätzlich beispielsweise Meßwerkzeuge den Schleifvorgang überwachen, kann der Entgratdorn 22 auch in anderen Stellungen relativ zur Schleifscheibe eingesetzt werden.
In den Figuren 6 bis 8 ist eine zweite Ausführungsform der Schleifmaschine sowie des damit ausgeführten Schleifverfahrens gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bereits bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der wesentlichste Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß hier eine zylindnsche Außenfläche des Werkstücks 14 geschliffen wird, so daß der Grat 32 auf einer an die zu bearbeitende Fläche 30 angrenzenden Nachbarfläche 36 entsteht, die sich senkrecht zur Längsachse des Werkstücks 14 erstreckt. Von dieser Nachbarfläche 36 wird der Grat 32 vom Entgratdorn 22 wieder auf die zu schleifende Fläche 30 zurückgedrückt, wie durch Vergleich der Figuren 7 und 8 zu sehen ist.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt der Entgratdorn 22 bei der zweiten Ausführungsform nicht mit seiner Stirnfläche am Werkstück 14 an, sondern mit einer konisch ausgebildeten Andruckfläche 38. Außerdem ist die Längsachse des Entgratdorns 22 nicht senkrecht zur Längsachse des Werkstücks 14 ausgerichtet, sondern erstreckt sich schräg zu dieser. Besonders erwähnenswert ist, daß der Entgratdorn 22 nicht etwa in der Richtung gegen das Werkstück 14 gedrückt wird, in die der Grat 32 auf die zu bearbeitende Fläche zurückgedrückt werden soll, sondern in einer Richtung, in der man erwarten würde, daß der Grat weiter zur Längsachse des Werkstücks hin nach innen gedrückt würde. Tatsächlich wird aber der Grat 32 durch die schräg angestellte Andruckfläche 38 von der Längsachse des Werkstücks 14 weg zurück auf die zu schleifende Fläche 30 gedrückt. Die hier gezeigte Ausrichtung des Entgratdorns 22 ist besonders vorteilhaft, wenn in dem bezüglich Fig. 6 links des Entgratdorns 22 liegenden Bereich andere Bauteile der Schleifmaschine angeordnet werde müssen; bei dieser Anordnung kann dann der Andruckmechanismus 24 weit außerhalb dieses Bereichs angeordnet werden.