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技術 研削盤および軸方向の孔と両側を加工される平らな外面とを有するワークを研削する方法

出願人 エルヴィンユンカーマシーネンファブリークゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
発明者 エルヴィンユンカー
出願日 2015年2月13日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2016-554230
公開日 2017年4月13日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-510468
状態 特許登録済
技術分野 円筒・平面研削 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御 研削機械のドレッシング及び付属装置
主要キーワード 緊締箇所 緊締エレメント ローディングサイクル 緊締ジョー 緊締動作 組合せユニット 緊締位置 引渡し装置
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月13日)のものです。
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図面 (11)

課題・解決手段

本発明は、特に伝動装置用の歯車であるワークの両方の平面および中央の孔を、同じ研削盤において完全加工する研削盤、ならびに、このような研削盤において実施される方法を提供する。研削盤は、1つのワーク主軸台および2つの研削主軸台を有しており、このとき第1の研削主軸台は、第1および第2の平らな外面および平らでない外面を研削する各1つの砥石車を備えた2つの研削主軸を有し、第2の研削主軸台は、ワークの中央の孔を研削する砥石車を備えた研削主軸を有している。第2の研削主軸台は、機械的なユニットを成して、特に緊締マンドレルとして形成された緊締装置を追加的に有しており、この緊締マンドレルは、孔の仕上げ研削後にワークを孔において緊締する。研削盤は、最初に、ワークの片側において第1の平らな外面および場合によっては存在する平らでない外面ならびに孔が研削されるように構成されている。このとき孔および第1の外面は、少なくとも時々同時に研削され、その後に、孔における緊締装置によるワークの緊締が行われる。その後で、ワーク主軸台による緊締が解除され、その結果、第1の主軸台の砥石車のうちの1つによって、今や解放された第2の平らな外面が、同じ研削盤において研削可能である。第2の研削主軸台に取り付けられた緊締装置による緊締は、緊締装置の中心軸線がワーク主軸台の中心軸線と正確に整合するように行われ、これによって位置正確な緊締が、研削盤における変化する緊締時においても得られる。

概要

背景

概要

本発明は、特に伝動装置用の歯車であるワークの両方の平面および中央の孔を、同じ研削盤において完全加工する研削盤、ならびに、このような研削盤において実施される方法を提供する。研削盤は、1つのワーク主軸台および2つの研削主軸台を有しており、このとき第1の研削主軸台は、第1および第2の平らな外面および平らでない外面を研削する各1つの砥石車を備えた2つの研削主軸を有し、第2の研削主軸台は、ワークの中央の孔を研削する砥石車を備えた研削主軸を有している。第2の研削主軸台は、機械的なユニットを成して、特に緊締マンドレルとして形成された緊締装置を追加的に有しており、この緊締マンドレルは、孔の仕上げ研削後にワークを孔において緊締する。研削盤は、最初に、ワークの片側において第1の平らな外面および場合によっては存在する平らでない外面ならびに孔が研削されるように構成されている。このとき孔および第1の外面は、少なくとも時々同時に研削され、その後に、孔における緊締装置によるワークの緊締が行われる。その後で、ワーク主軸台による緊締が解除され、その結果、第1の主軸台の砥石車のうちの1つによって、今や解放された第2の平らな外面が、同じ研削盤において研削可能である。第2の研削主軸台に取り付けられた緊締装置による緊締は、緊締装置の中心軸線がワーク主軸台の中心軸線と正確に整合するように行われ、これによって位置正確な緊締が、研削盤における変化する緊締時においても得られる。

目的

本発明の課題は、請求項1の前段部に記載の研削盤および当該研削盤によって実現される方法を改良して、中央の孔および両側における平らなおよび/または平らでない外面を備えたワーク、特に伝動装置用の歯車を、高精度でかつ安価に完全にただ1つの研削盤において研削することができる、研削盤および方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

中央の孔(14.3)、平らな外面(14.1,14.2)および平らでない外面(14.4)を備えたワーク(14)を完全加工する研削盤であって、前記外面(14.1,14.2,14.4)を加工する外面砥石車(3.1,4.1)を備えた第1の研削主軸台(2)と、前記ワーク(14,15)を緊締するワーク主軸台(9)と、前記孔(14.3)の内面を加工する内面砥石車(19.1)を備えた第2の研削主軸台(17)と、を有しており、このとき前記ワーク(14)は前記ワーク主軸台(9)の緊締チャック(12)において、前記第2の研削主軸台(17)に向いた前記平らな外面のうちの少なくとも1つの第1の外面(14.1)および前記孔(14.3)を加工するために、中心軸線(10.1)上で第1の緊締位置において緊締可能である、研削盤において、前記第2の研削主軸台(17)は緊締装置(20)を有しており、該緊締装置(20)はその中心軸線(20.1)に関して移動可能であり、該緊締装置(20)が前記ワーク(14)の既に研削された孔(14.3)内に進入可能であり、かつ前記ワーク(14)は前記緊締装置(20)によって第2の緊締位置において緊締可能であり、該第2の緊締位置では、該第2の緊締位置における前記緊締装置(20)の前記中心軸線(20.1)が、前記第1の緊締位置における前記緊締チャック(12)の前記中心軸線(10.1)と整合し、かつ両方の前記緊締位置が、少なくとも時々同時に存在するようになっており、このとき外面砥石車(3.1)を用いて前記第2の緊締位置において、前記第1の緊締位置の解除後に、前記ワーク主軸台(9)に向いた前記平らな外面のうちの少なくとも1つの第2の外面(14.2)が研削可能であることを特徴とする、研削盤。

請求項2

前記緊締装置(20)は、軸方向において、特にCNC制御されて、移動可能である、請求項1記載の研削盤。

請求項3

前記緊締装置(20)は、回転駆動される緊締マンドレルである、請求項1または2記載の研削盤。

請求項4

前記緊締マンドレル(20)は、液圧拡張式エレメントを有している、請求項3記載の研削盤。

請求項5

前記第1の研削主軸台(2)は、前記第1の平らな外面(14.1)および前記第2の平らな外面(14.2)を加工する各砥石車(3.1,4.1)を備えた2つの研削主軸ユニット(3,4)を有しており、このとき該研削主軸ユニット(3,4)は、X1軸線方向およびZ1軸線方向(7)においてCNC制御されて移動可能であり、かつ前記研削主軸台(2)はB軸線(8)を中心にしてCNC制御されて移動可能である、請求項1から4までのいずれか1項記載の研削盤。

請求項6

前記第1の研削主軸台(2)は、前記内面砥石車(19.1)をドレッシングするためのダイヤモンドドレッシング車(6)を備えたドレッシング主軸(5)を有している、請求項5記載の研削盤。

請求項7

前記第2の研削主軸台(17)に配置された前記研削主軸ユニット(19)は、X2軸線方向およびZ2軸線方向(18)において、CNC制御されて移動可能である、請求項1から6までのいずれか1項記載の研削盤。

請求項8

前記ワーク主軸台(9)は、各1つの緊締チャック(12,13)を備えた2つのワーク主軸(10,11)を有しており、該2つのワーク主軸(10,11)は、互いに反対側に位置するように配置されていて、回転ユニット(23)を用いて、研削すべき前記ワーク(14)の、少なくとも前記第1の平らな外面(14.1)および前記孔(14.3)が研削可能である第1の位置から、仕上げ研削されたワークがローディング位置に位置している第2の位置に旋回可能である、請求項1から7までのいずれか1項記載の研削盤。

請求項9

前記第1の研削主軸台(2)および前記第2の研削主軸台(17)は、各1つのクロスキャリッジに配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の研削盤。

請求項10

前記内面砥石車(19.1)および前記外面砥石車(3.1,4.1)は、少なくとも前記第1の平らな外面(14.1)と前記孔(14.3)とが少なくとも時々同時に研削されるように制御されて、研削係合状態に移動可能である、請求項1から9までのいずれか1項記載の研削盤。

請求項11

請求項1から10までのいずれか1項記載の特徴を備えた研削盤において、中央の孔(14.3)、平らな外面(14.1,14.2)および平らでない外面(14.4)を備えたワーク(14,15)を完全研削する方法であって、ワーク主軸台(9)に緊締されたワーク(14)を、まずその第1の外面(14.1,14.4)において外面砥石車(3.1,4.1)を用いて、かつ少なくとも時々同時に前記孔(14.3)内において内面砥石車(19.1)を用いて実質的に仕上げ研削し、次いで前記内面砥石車(19.1)を保持する研削主軸台(17)に配置された緊締装置(20)を前記孔(14.3)内に導入し、少なくとも時々前記ワーク主軸台(9)による緊締に対して同時に、ワーク(14)を同様に不動に緊締して、ワーク主軸台(9)の緊締チャック(12)の中心軸線(10.1)と、前記第2の研削主軸台(17)における緊締装置(20)の中心軸線(20.1)とが、互い整合するようにし、その後で前記ワーク主軸台(9)による緊締を解除し、次いで前記第1の外面(14.1)とは実質的に反対側に位置している前記第2の外面(14.2)を、研削することを特徴とする、研削する方法。

請求項12

前記緊締装置(20)を液圧式に、その解放位置から緊締位置にかつその逆に制御する、請求項11記載の方法。

請求項13

前記緊締装置(20)を機械式に、電気式にまたは電気機械式に、その解放位置から緊締位置にかつその逆に制御する、請求項11記載の方法。

請求項14

前記ワーク主軸台(9)は、ローディングされたワーク(15)を研削位置に旋回させる、請求項11から13までのいずれか1項記載の方法。

請求項15

前記第1の平らな外面(14.1)および前記平らでない外面(14.4)を、異形成形された砥石車(4.1)を用いて実質的に同時に研削する、請求項11から14までのいずれか1項記載の方法。

請求項16

前記第2の平らな外面(14.2)を、まっすぐなプランジ研削法において研削する、請求項11から15までのいずれか1項記載の方法。

請求項17

前記第2の平らな外面(14.2)および追加的な平らでない外面を、前記砥石車(3.1)を用いて斜めのプランジ研削法において実質的に同時に研削する、請求項11から15までのいずれか1項記載の方法。

請求項18

冷却潤滑剤(26)を前記内面砥石車(19.1)に、前記ワーク主軸台(9)の内部を介して供給する、請求項11から17までのいずれか1項記載の方法。

請求項19

前記冷却潤滑剤を前記内面砥石車(19.1)において、前記内面砥石車(19.1)の端部における円錐形の構成によって前記孔内において分配する、請求項11から18までのいずれか1項記載の方法。

請求項20

前記内面砥石車(19.1)は前記孔(14.3)を第1の研削領域(19.1.1)によって予備研削し、かつ第2の研削領域(19.1.2)を仕上げ研削する、請求項11から19までのいずれか1項記載の方法。

請求項21

前記内面砥石車(19.1)は前記第1の研削領域(19.1.1)で、前記孔(14.3)をプランジ研削によって予備研削する、請求項20記載の方法。

請求項22

前記内面砥石車(19.1)は前記第1の研削領域(19.1.1)で、前記孔(14.3)をピーリング研削によって予備研削する、請求項20記載の方法。

技術分野

0001

特に伝動装置用の歯車部分またはフランジ部分を研削するための研削盤および方法は、公知であり、このときこのような公知の研削盤および方法では、確かに複数のオペレーションまたは部分オペレーションが1つの研削盤において実施されるが、しかしながら同一の研削盤におけるこのようなワークの完全加工は、知られていない。

0002

独国特許出願公開第102012012331号明細書に基づいて、ワークの外面円筒加工および端面加工を実施する旋盤および研削盤が公知である。

0003

公知の旋盤には、互いに向かい合って位置する2つのワーク台が記載されており、両方のワーク台は、複数の異なった工具を有していて、ワークにおける外面加工を実現する。ワークは、第1のワーク主軸によって保持され、この位置においてワークの外面加工部および緊締箇所とは反対側に位置する端部箇所を加工することができる。第1のワーク主軸から、ワークを、第1のワーク主軸に向かい合って位置する第2のワーク主軸に、いわゆる対応主軸に引き渡すことができ、これによってワークの、最初に緊締されていた第2の端面も加工することができる。対応主軸における緊締が端面の領域における加工を許さない場合には、加工すべきワークを、工具ホルダもしくは工具主軸台のうちの1つに取り付けられた心押し台先端を用いて、中心において保持することが可能である。しかしながらこの場合には、第1の工具主軸台による緊締が維持されたままである。

0004

記載された研削盤では、ワーク主軸台には、別体の心押し台が向かい合って位置するように配置されている。砥石車を備えた研削主軸台は、ワークの外面円筒加工部を研削することができ、かつ砥石車の端面で、場合によってはワークのフランジにおける平面をも研削することできるが、しかしながら、心押し台によって保持されている直接的な端部においては研削することが不可能である。第2の工具台が、研削主軸台に関して向かい合って位置するように配置されていて、マルチ機能ユニットとして形成されている。このマルチ機能ユニットは、インプロセス測定を実施するために、例えば振り止め(Luenette)および測定センサを有している。さらにマルチ機能ユニットは、ドレッシングユニットを有しているので、向かい合って位置する研削主軸台に位置する砥石車をドレッシングすることができる。心押し台および研削主軸台は、このとき別個のユニットとして形成されている。心押し台に取り付けられた止まりセンタは、予めいわゆるセンタがワークに形成されている場合に、単にセンタリングのためにだけ働く。内面研削装置は、旋盤に対しても研削盤に対しても記載されていない。

0005

独国特許発明第102005018959号明細書には、歯車であるワークを内面円筒研削および平面研削する方法および研削工具が記載されている。この公知の構成では、歯車の片側における、孔の内面円筒研削および次いで行われる少なくとも1つの平面の平面研削は、同一の砥石車を用いて行われ、この砥石車は、それぞれの研削課題のために2つの異なった円錐領域が設けられているように異形成形されている。前側の円錐領域が歯車の内孔を研削するのに対して、この円錐領域の後ろにおいて段付けされた鍔状の研削領域は、歯車における外側の平面のために使用される。このとき研削主軸円錐角相応して、内孔の面が歯車の中心軸線に対して同軸的に研削されるように、斜めにセットされる。平面のための第2の研削領域の円錐角に相応して、異形成形された砥石車の当付け角度(Anstellwinkel)は、平面が歯車の中心軸線に対して垂直に研削され得るように選択される。このように異形成形された砥石車によって、歯車の孔の内面および外側における平面は、相前後してしか研削することができない。歯車の研削された平面とは反対側に位置する平面をも研削する緊締状態および装置については、記載されていない。

0006

独国特許発明第19753797号明細書には、1つのワークホルダと少なくとも1つの研削工具とを備えた、ワークを研削する装置が記載されている。ワークは、その端面の加工が同様に実現される歯車であってもよい。ワークは、ワークホルダの緊締装置において緊締され、そこで相前後して、内径部のための加工工程および外輪郭、つまり平面のための加工工程が行われる。歯車の片側に位置する平面および内径部が仕上げ研削された後で、ワークは、引渡し装置を用いて機械からアンローディングされる。反対側の平面をも研削することについては、この公知の機械において記載されていない。

0007

さらに独国特許出願公開第3628977号明細書には、内面円筒研削、平面研削および外面円筒研削のための研削盤が開示されている。この公知の研削盤では、研削すべきワークのための緊締チャックを備えたワーク主軸台が、ただ1つの緊締装置として設けられている。

0008

孔、外周面および平らな外面の研削は、相応の砥石車によって行われ、これらの砥石車は、別個の研削主軸台においてCNC制御されて研削係合させられることができる。同一のワークにおける複数の平面および複数の反対側平面の研削については、記載されていない。互いに無関係に独立した2つの研削主軸台を配置することによって、外輪郭の研削と孔の内面研削とが同時に可能であるというポジティブな結果が得られる。

0009

公知の研削盤、およびこれらの研削盤において相応のワークを製造する方法は、研削すべきワークは1つの研削盤において完全には加工できないということを意味している。

0010

同一の研削盤において上に述べたワークを完全に研削加工することは、公知の研削盤においては不可能であるので、このようなワークの完全な加工のためには、別の研削盤または少なくとも相応の別の研削ステーションを準備しなくてはならない。このコンセプトには、これによって別個の作業シーケンスが必要であり、そのためにワークを別の工作機械または別のステーションにもたらさねばならないという欠点がある。そのためには追加的な搬送装置が必要である。これによってさらに、第2の機械へのもしくは第2のステーションへのローディングまでに、ワークが再び別の周囲温度に、ひいては変化させられた周囲影響にさらされねばならず、そして異なった熱的な周囲条件によって、場合によっては異なった膨張が発生することもあり、これは、製造の後の精度に対して直接的な影響を及ぼすことがある。

0011

さらに独国特許出願公開第19513963号明細書には、数値制御された旋盤が記載されており、この旋盤を用いてワークは、ワーク主軸および対応主軸において同時に内側および外側を加工することができる。いわゆるワーク主軸および対応主軸に、加工すべきワークが緊締されていて、内孔を備えた各1つの穿孔工具が設けられていてよく、このとき同時に、工具保持体に配置されている工具を用いて、外側を研削することも可能である。全加工中に、ワークはそれぞれの緊締チャックにおいて同一の緊締状態に留まり、ゆえに緊締領域における加工は不可能である。

0012

独国特許出願第60303672号明細書(DE60303672T2)には、1つの工具において孔のような円筒形のおよび平らな外面を加工することができる工作機械が記載されている。そのために一連の工具主軸台およびワーク主軸台が設けられており、これによってワークにおいて種々様々な作業を実施することができる。この場合においても、ワークは実施される多数の加工工程中にワーク主軸台において緊締チャックに緊締されたままなので、完全加工は同様に不可能である。

0013

独国特許出願公開第3817161号明細書には、チャッククランプ式のワークおよびセンタタイプのワークを研削するための、数値制御式の円筒研削盤が記載されている。この公知の円筒研削盤を用いて、内面研削、外面研削、平面研削をセンタの間でかつセンタおよびチャックを用いて実施することができる。いわゆるチャックワークの加工時には、ワークの加工時にワークは緊締チャックにおいて緊締されたままである。いわゆるセンタワークの研削時には、確かにワークの外面をほぼ完全に加工することができるが、この緊締形式では孔の加工は排除されている。

0014

公知の切削コンセプトにはまた、プロセスプランニングに対して大きな難点が生じ、かつ各加工ステップ監視のために比較的多くの手間が必要であるという欠点もある。これによって、場合によっては例えば測定器具ダブルで設ける必要があるので、コストも比較的高くなる。

0015

要約すると、公知の研削盤もしくは公知の研削盤において実現される方法では、存在する欠点によって、ワークは一方では高精度の製造に関してある程度の制限を受け、かつ他方では製造において比較的複雑にひいては比較的高い製造コストで製造されねばならない、ということを確認することができる。

0016

それに対して本発明の課題は、請求項1の前段部に記載の研削盤および当該研削盤によって実現される方法を改良して、中央の孔および両側における平らなおよび/または平らでない外面を備えたワーク、特に伝動装置用の歯車を、高精度でかつ安価に完全にただ1つの研削盤において研削することができる、研削盤および方法を提供することである。

0017

この課題は、請求項1に記載の特徴を備えた研削盤、および請求項11に記載の特徴を備えた方法によって解決される。好適な態様は、それぞれの従属請求項に記載されている。

0018

本発明に係る研削盤によって、例えばフランジ軸または伝動装置用の歯車のようなワークにおける少なくとも1つの中央の孔ならびにワークの両端面における平らな外面および平らでない外面を有する、ワークの完全加工が実現される。本発明に係る研削盤は、ワークの相応の外面を加工する外面砥石車が配置されている第1の研削主軸台と、孔の内面を加工する内面砥石車を備えた第2の研削主軸台と、ワークを緊締するワーク主軸台とを有している。研削すべきワークは、ワーク主軸台の緊締チャックにおいて緊締されているので、ワークは、緊締チャックによって覆われていない外面および孔の内面において研削されることができる。すなわち第2の研削主軸台に向いている平らな外面および平らでない外面ならびに孔は、研削することができる。ワーク主軸台においてワークは、ワークがその空間的な配置に関して緊締チャックの中心軸線上で第1の緊締位置において固定されているように緊締されている。本発明によれば第2の研削主軸台にもしくは第2の研削主軸台上に、緊締装置が配置されており、つまり第2の研削主軸台はそのような緊締装置を保持している。緊締装置は、第2の研削主軸台に不動に結合されているが、別個に少なくとも1つのCNC軸線に関して研削主軸台に対して制御されて移動可能である。本発明に係る研削盤のためには、研削主軸台によって保持された内面砥石車が加工工具であり、本発明によれば加工工具と緊締手段とが、コンビユニットとして互いに結合されて堅固なユニットを形成している。

0019

原則的には、追加的な緊締装置を研削主軸台に取り付けることは、最初、不都合に思えるかもしれない。なぜならば研削主軸台は、それ自体極めて複雑でかつ高コスト構成エレメントもしくはコスト的に高いアッセンブリであり、このような構成エレメントもしくはアッセンブリは、つまり、緊締装置が有効である場合にはいつも、その本来の課題である研削のためには使用不可能である。すなわち、短いサイクル時間を得たい場合には、少なくとも2つの研削主軸台を設けることが必要であり、このようにすると、研削すべき特定の部分を、少なくとも時々同時に実施することができる。今日研削時に要求されかつ達成されねばならない高い精度のために、研削主軸台は、相応に複雑にかつ高い安定性をもって構成されている。驚いたことに、この高い安定性は、同様に高い安定性を有することが必要な第2の緊締装置を設ける必要がない場合には、緊締装置それ自体のために有益に使用され得るということが判明した。緊締装置はいわば、研削主軸台の内部の安定性および剛性によって利益を得る。これによって工具と緊締手段との組合せにおいても、高精度に作業するアッセンブリが生じ、このようなアッセンブリを用いて、複雑なワークの製造精度をさらに高めること、このようなワークをただ1つの機械においてもその中央の孔ならびに平らな外面および平らでない外面を両側において完全に加工することができる。

0020

緊締装置を保持する第2の緊締主軸台は、この緊締装置の中心軸線に関して移動可能であり、該緊締装置がワークの既に研削された孔内に進入可能であり、かつワークは緊締装置によって第2の緊締位置において緊締可能である。この第2の緊締位置では緊締装置の中心軸線と、緊締チャックの中心軸線とが互いに整合し、このとき両方の緊締位置が、少なくとも時々同時に存在する。第1の緊締位置が解除され、そして第2の緊締位置がただ1つの緊締となった後で、外面砥石車を用いて、ワーク主軸台に向いた第2の平らな外面および/または平らでない外面が研削される。第1および第2の緊締位置を、その中心軸線が互いに整合しかつ第1の緊締位置の解除後に研削すべきワークの空間的な位置決めが高い精度で維持されるように、実現することによって、高い研削精度を、つまり第1の平面および、ワーク主軸台に向いた第2の平らな外面と理解することができる反対側平面に対する高い研削精度を得ることができる。

0021

好ましくは、緊締装置は、CNC制御されて軸線方向において移動可能で、かつ特に回転駆動される緊締マンドレルである。しかしながらまた、緊締マンドレルがその長手方向軸に沿って移動する必要がなくかつ単に回転駆動装置だけを有しているような、技術的な構成も可能である。このような構成では、緊締マンドレルにおけるまたは第2の研削主軸台によってZ2軸線を用いて行われる軸方向移動可能性は、ワークが確実にかつ斜め緊締の発生なしに緊締されるように、緊締マンドレルを最適な緊締状態のためにワークの中央の孔内に進入させるために働き、これによって、ワーク主軸においてそこにおける緊締装置を用いて生ぜしめられた中心軸線は、緊締マンドレルへの引渡し後にもワークに対して得られたままである。

0022

好ましくは、緊締マンドレルは、液圧拡張式エレメントとして形成されている。このような液圧拡張式エレメントは、液圧媒体を供給可能な領域を有していて、この領域は、液圧媒体の比較的高い圧力の作用を受けて変形可能であり、緊締マンドレルの外面が孔の内面に、ワークが孔において堅固に緊締されるような力で接触するように変形可能である。ハイドロスタティックに作用する緊締マンドレルの利点は、特に、緊締状態を短時間のうちに生ぜしめ、かつ同様に短時間のうちに再び解除することができることにある。さらに、液圧拡張式エレメントは、緊締精度に関して極めて良好な値を有している。さらに緊締力の大きさは、液圧媒体の圧力の高さによって制御することができる。

0023

好ましくは、第1の研削主軸台は、少なくともワークにおける第1の平らな外面および第2の平らな外面を加工することができる各砥石車を備えた2つの研削主軸ユニットを有している。両研削主軸ユニットは、X1軸線方向およびZ1軸線方向においてCNC制御されて移動可能であるので、X1−Z1平面においてそれぞれの位置を高い精度で研削条件に相応して得ることができる。追加的に研削主軸台はB軸線を有しており、このB軸線は、同様にCNC制御されていて、このB軸線によって各砥石車は、所属の研削主軸においてワークにおける研削係合位置に内方旋回可能である。第1の研削主軸台における2つの研削主軸のこのような配置形態の利点としては、研削手間の最適化と共に研削すべき外面に関する高いフレキシビリティを得ることができ、かつ同時に、相応の砥石車における変更によって製造精度を高めることができることにある。

0024

別の態様によれば、第1の研削主軸台は、好ましくは内面砥石車をドレッシングするためのダイヤモンドドレッシング車を備えたドレッシング主軸を有している。このように構成されていると、本発明に係る研削盤のために設けられた2つの研削主軸台を共働させて、一方の研削主軸台(第1の研削主軸台)がそこに配置されたドレッシング主軸で、他方の研削主軸台(第2の研削主軸台)の砥石車をドレッシングすることができ、これによって相応の砥石車摩耗の後で再び高い研削精度のための所望の研削条件を得ることが可能になる。

0025

好ましくは、第2の研削主軸台は、該第2の研削主軸台に配置された研削主軸ユニットによって、孔の内面を研削するために、X2軸線方向およびZ2軸線方向において、CNC制御されて移動可能である。このように構成されていると、第2の研削主軸ユニットも緊締装置もしくは緊締マンドレルと一緒に、X2−Z2平面において移動可能であり、ワークにおける必要な各点に位置することができる。

0026

さらに好ましくは、ワーク主軸台は、各1つの緊締チャックを備えた2つのワーク主軸台を有しており、この2つのワーク主軸は、180°互いに反対側に位置するように配置されている。各ワーク主軸は、ワーク主軸台における回転ユニットを用いて、研削すべきワークの、少なくとも第1の平らな外面および場合によっては平らでない外面ならびに孔の内面が研削可能である第1の位置から、次のワークがローディングされる第2の位置に旋回可能である。なお研削すべき新しいワークを、ワーク主軸台にローディングすることができ、このワーク主軸台は次いで研削位置へと180°旋回させられる。

0027

さらに好ましくは、両方の研削主軸台はそれぞれ、クロスキャリッジに配置されているので、X1−Z1平面およびX2−Z2平面における、CNC制御された確実な運動を行うことができる。

0028

本発明に係る研削盤では2つの研削主軸台が存在していて、第1の研削主軸ユニットが外面砥石車を保持し、かつ第2の研削主軸ユニットが内面砥石車を保持しているので、さらに好ましくは、両方の砥石車は、少なくとも第1の平らな外面と孔とが少なくとも時々同時に研削可能であるように制御されて、研削係合状態にもたらされる。これによって、ワークを製造するためのサイクルタイムを減じることができ、このとき孔の内面と平らな外面および平らでない外面とを、特に異形成形された砥石車を用いて同時に研削することよって、各砥石車によって加えられる研削力を、少なくともある程度相殺することができ、これにより、研削結果の精度を高めることができる。

0029

本発明の第2の観点によれば、中央の孔ならびに平らな外面および平らでない外面を備えたワーク、特に伝動装置用の歯車を完全研削する方法が、上に述べた研削盤において実現される。本発明に係る方法では、ワークがまず、ワーク主軸台において緊締される。この緊締位置において外面砥石車によってまず、緊締されたワークにおける第1の外面が仕上げ研削され、かつ少なくとも時々同時にワークの中央の孔における内面が、内面砥石車を用いて仕上げ研削される。次いで、内面砥石車を保持する研削主軸台と共に位置固定のユニットを形成する緊締装置が、ワークの孔内に導入され、かつ工具主軸台における緊締と少なくとも時々同時にワークが緊締される。このとき緊締装置における堅固な緊締は、ワーク主軸台の緊締チャックの中心軸線と第2の研削主軸台における緊締装置の中心軸線とが互いに整合するように実施される。これによってワークの位置は、工具主軸台による緊締が後で解除された場合でも、工具主軸台における第1の緊締位置からの空間に維持される。ワーク主軸台による緊締の解除後に、ワークにおける第1の外側面とは反対側に位置していて工具主軸台における緊締に基づいて、最初に研削することができなかった第2の外面が、仕上げ研削される。緊締装置と研削主軸台との組合せは、ここでは極めて正確な緊締を提供し、つまり最初にワーク主軸台によって緊締されたワークの、緊締装置を用いたワークの中央の孔において行われる第2の緊締への引渡しを提供する。これによって、同一の研削盤におけるこのようなワークの完全な研削加工を、本発明に係る方法によって実現可能である。

0030

好ましくは、緊締装置を液圧式に、その解放位置から緊締位置にかつその逆に制御する。緊締を目的とした、および緊締位置からの解除を目的とした緊締装置の液圧制御には、これが単に液圧媒体の圧力によって実現され、かつこれによって短時間のうちに緊締および解除を実現することができるという利点がある。

0031

さらに好ましくは、緊締装置を機械式に、電気式にまたは電気機械式に、その解放位置から緊締位置にかつその逆に制御することができる。このとき緊締装置の制御の物理的な原理の形式は、その都度の使用例に関連しており、このときそれぞれの物理的な制御原理の利点は、当該分野における平均的な当業者には周知である。

0032

好ましくは、ワーク主軸台は、ワークが仕上げ研削された後で、つまり第1および第2の外面ならびに孔が仕上げ研削された後で、緊締装置がワークを研削位置において保持するポジションからローディング位置に旋回させられ、このローディング位置から、ワーク主軸台は好ましくは2つの緊締装置を有しているので、新たに研削すべきワークが、研削位置に戻し旋回させられる。これによってサイクルタイムが短縮される。なぜならば、研削位置への研削すべきワークの内方旋回によって、すなわち第1の緊締位置においては、次のワークを緊締するためのさらなる非生産時間が存在しないからである。

0033

本発明の別の好適な態様によれば、第2の平らな外面を、まっすぐなプランジ研削法において研削する。これは特に、反対側平面が肩部または段部を有している場合に好適であり、肩部または段部は、平らで内面を有していて、好ましくは異形成形された砥石車によって研削されねばならないであろう。真っ直ぐなプランジ研削法を用いた研削は、好ましくは、ワークの一方の側における外面のためおよびワークの他方の側における外面のために、異なった砥石車を使用することによって、実現される。好ましくは、第1の平らな外面および平らでない外面は、異形成形された砥石車を用いて研削される。異形成形された砥石車は、研削すべきすべての第1の外面を同時に研削することができ、これによっても同様に、ワークの製造時におけるサイクルタイムを短縮することができる。

0034

本発明の別の好適な態様によれば、冷却潤滑剤を、ワーク主軸台の内部を介して内面砥石車に供給する。このようにすると、研削主軸もしくは内面砥石車の領域における冷却潤滑剤供給管路が邪魔になることなしに、孔の内面における研削プロセスを最適に実施することができる。

0035

方法の好適な態様では、内面砥石車が孔をまず予備研削し、次いで仕上げ研削する。そのために内面砥石車は、孔の内面に相前後して係合する2つの研削領域を有している。これによって、さもないと使用される予備砥石車および次いで使用される仕上げ砥石車の緊締変更作業もしくは余分なサイクルタイムが省かれる。

0036

本発明の別の利点、特徴および使用可能性については、図面を参照しながら詳説する。

図面の簡単な説明

0037

本発明に係る研削盤を上から見てその原理を示す図である。
図1に示した断面平面A−Aに沿ってワーク主軸台を断面して示す図である。
第1の研削主軸台の異形成形された砥石車および第2の研削主軸台の内面砥石車の同時係合の原理を示す図である。
緊締装置がワーク主軸台の緊締装置の中心軸線の方向に方向付けられていて、ワークの孔内への導入直前における、第2の研削主軸台の位置を示す図である。
緊締装置がワークの孔に挿入されかつ緊締位置にある場合における、第2の研削主軸台の、図4に示した位置に続く位置を示す図である。
孔において緊締装置を用いて緊締されていて、真っ直ぐなプランジ研削法において反対側平面が研削されるワークを示す図である。
真っ直ぐなプランジ砥石車を用いた反対側平面の研削を拡大して示す図である。
斜めのプランジ研削法もしくは斜めのプランジ砥石車を用いた反対側平面の研削を示す図である。
ワークの孔を、予備研削領域および仕上げ研削領域を備えた内面砥石車を用いて内面研削している様子と、ワーク主軸台を通して検索箇所に冷却潤滑剤を同時に供給している様子を示す図である。
ピーリング研削法における予備研削時およびプランジ研削法における仕上げ研削時における、ワークの孔を、予備研削領域および仕上げ研削領域を備えた内面砥石車を用いて内面研削している様子を示す図である。

0038

図1には、本発明に係る方法をも実施する、本発明に係る研削盤が、原理を示す図として平面図で示されている。研削盤ベッド(Maschinenbett)1上には、第1の研削主軸台2、第2の研削主軸台17およびワーク主軸台9が配置されており、これらの主軸台2,17,9は、互いに確定された関係において位置している。第1の研削主軸台2は第1の研削主軸3を保持していて、この第1の研削主軸3には、砥石車3.1が配置されている。第1の研削主軸台2には、別の研削主軸4が取り付けられていて、この別の研削主軸4は、別の砥石車4.1を収容している。この別の砥石車4.1は、異形成形(profilieren)されていて、ワーク14の第1の平らな外面14.1および平らでない外面14.4を研削するために働く。このときワーク14は、第1のワーク主軸10の緊締装置12において緊締されていて、この第1のワーク主軸10は、CNC制御された軸線C1を介してワーク14を回転させる。異形成形された砥石車4.1は、第1の研削主軸ユニット2の、CNC制御された軸線X1,Z1を用いてワーク14に研削係合させられる。

0039

第1の研削主軸台2はさらに、図平面において垂直に延びるB軸線を有しているので、研削主軸台2のB軸線を中心にした旋回運動によって、選択的に、異形成形された砥石車4.1または砥石車3.1をワークに係合させることができる。砥石車3.1は、ワークにおける第2の平らな外面14.2を研削するために設けられている。図1に示した記載において、第2の平らな外面14.2は、ワーク主軸10の緊締装置12の内部において緊締されているので、この緊締中において研削することができない。

0040

異形成形された砥石車4.1は、少なくとも部分的に同時に、研削主軸19を備えた第2の研削主軸台17に配置された内面砥石車19.1を、ワーク14の孔14.3に進入させることができるように、形成されていて、かつ研削すべき外輪郭へと研削係合されることができる。これによってワーク14の孔14.3を仕上げ研削することができ、このときこれによってサイクルタイムが失われることはない。それとは逆に従来技術による研削盤もしくは方法では、外面および内面における研削オペレーションは相前後して実施される。

0041

第2の研削主軸台17は、組合せユニットとして形成されており、このとき研削主軸台17には追加的な緊締装置20が取り付けられていて、この緊締装置20は、一方では、CNC軸線X2,Z2を用いて研削主軸台17によってX2−Z2平面において移動可能であり、追加的に緊締装置20は、中心軸線20.1に沿って軸方向移動21を行うことができる。

0042

平らな外面14.1および平らでない外面14.4ならびに孔14.3の内面が仕上げ研削された後で、研削主軸台17はその中心軸線に関して、緊締装置20の中心軸線20.1がワーク主軸台9のワーク主軸10の中心軸線10.1と整合するまで、X2方向に移動させられる。研削主軸台17のこの位置において、緊締装置20は孔14.3内に進入させられ、ワークを緊締して収容する。このとき、比較的短い確定された時間にわたって、ワークは、ワーク主軸台9の緊締装置12においてかつ緊締装置20による緊締によって緊締されている。緊締装置20を用いてワーク14が緊締された後で、ワーク主軸台9の緊締装置12は解離され、第2の研削主軸台17は移動させられる。これによって第2の平らな外面14.2が解放されるので、第1の研削主軸台2を用いて砥石車3.1は研削位置に達することができる。砥石車3.1は、平面砥石車(Planschleifscheibe)として形成されているので、第2の平らな外面14.2は、真っ直ぐなプランジ研削(Geradeeinstechschleifen)によって生ぜしめされる。これによって、特に伝動装置用の歯車の形をしたワークを、同一の研削盤においてその前側および背側の外面ならびに孔の内面に関して仕上げ研削することができる。これによって、ワークにおける個々に研削された部分を、僅かな寸法誤差位置誤差および形状誤差で互いに製造することを、保証することができる。

0043

ワーク主軸台9は、180°配置形式で逆向きにワーク主軸台9に配置された2つの主軸が存在するように、形成されている。図面において右側には、中心軸線10.1を備えたワーク主軸10と、このワーク主軸10に取り付けられた緊締装置12とが設けられている。図1において左側には、中心軸線11.1を備えた第2のワーク主軸11と、緊締装置13とが設けられている。ワーク主軸10がその緊締装置12を用いて、ちょうど研削されたまたは仕上げ研削されたワーク14を緊締している間に、第2のワーク主軸11によって、つまりその緊締装置13によって、なお研削されていないワーク15が既に緊締されている。ワーク15は、第2のワーク主軸11によって、CNC制御された軸C2を用いて駆動することができる。ワーク主軸台9は、最初にローディング位置において新たに収容されたワーク15を、研削位置にもたらすことができるように、旋回可能に配置されている。これは、ワーク主軸台9におけるダブルのワーク主軸配置形式に基づいて極めて短時間の内に行われる。これによって、研削盤における非生産時間(Nebenzeit)を最短にすることができる。

0044

ワーク主軸台9には追加的に、第1の研削主軸台2の砥石車3.1,4.1をドレッシングすることができるドレッシング車16.1を備えたドレッシング主軸16が取り付けられている。第1の研削主軸台2は、研削マンドレルとも呼ばれる内面砥石車19.1をドレッシングすることができるダイヤモンド・ドレッシング車6を備えた別のドレッシング主軸5を有している。

0045

研削盤の研削盤ベッド1の隣において、研削盤へのブランクの供給と緊締マンドレル20および研削盤からの完成品搬出とが、ハンドリングシステム(図示せず)によって全自動式に、供給兼搬出ベルト22に対して行われる。この供給兼搬出ベルト22は、図1において研削盤の研削盤ベッド1の左隣に配置されている。ワークを研削盤に供給するためまたは、ワークを仕上げ研削された後で研削盤からアンローディングするためには、特殊な操作装置が設けられているが、このような操作装置は、本発明にとって特別な意味を有していないので、この操作装置については特に記載しない。ワーク主軸台9に2つのワーク主軸10,11が配置されていることによって、研削のために設けられる新たな未加工ワーク15のローディングを非生産時間において実施することが可能である。ローディング位置からの未加工ワークの旋回は、図示のワーク主軸台9によって例えば2秒未満の時間で行われる。緊締チャック13へのローディングは、そのために必要な時間に関しては、すべての場合に対して、ワーク14の完全な研削のために必要な研削時間よりも短い時間において実現することができるという点で、まったく問題にならない。いずれにせよ、緊締動作および相応の操作運動を伴う緊締チャックへのローディングは、通常、約8秒の時間内に行うことができる。このことは、非生産時間において、つまりワーク14が加工される時間内において行われるので、ワークのための全サイクルタイムをさらに短くすることが可能であり、これは、ワークの製造コストに対して好適に作用する。

0046

図2には、図1に示した平面A−Aに沿った部分断面図で、2つのワーク主軸10,11がワーク主軸台9にどのように配置されているかが示されている。両方のワーク主軸10,11は、回転ユニット23を用いて、図2においてワーク14の配置位置に相当する研削位置から、図2においてワーク15に相当するローディング位置に旋回可能である。つまり両方のワーク主軸10,11は、交互に加工位置にもたらされることができる。ワーク主軸台9のこの部分断面図A−Aにおいて、研削盤ベッド1は略示されている。ワーク主軸10、つまり図2において下側のワーク主軸が、ワーク14の外輪郭および内輪郭の研削のために、研削係合中は研削盤ベッド1の近傍に配置されていることによって、旋削機の熱成長(Waermegang)はほとんど取り除かれ、全アッセンブリの剛性は、改善されたてこ作用を介して同様に比較的大きい。これによって研削加工時に、研削完了したワークにおいて得ることができる最大の寸法精度および形状精度に関して、比較的高い精度を得ることができる。図1の記載との関連において既に示したように、ワーク14における研削加工中に、ワーク主軸11もしくは緊締装置13への新たな未加工ワーク15のローディングが行われる。すなわちローディングは、研削加工中に行われる。ローディング動作は、ローディングサイクルが例えばワーク14における完成寸法が得られる時点と合致しないようにプログラミングされている。この特殊なプログラミングによって、研削盤でワーク14において得ることができる品質をさらに最適化することが可能である。つまりワークのローディングおよびアンローディングは、いわゆる非生産時間において実施される。ワーク14における本来の研削工程を行うためには、単に、僅かな時間だけを要する、ワーク14の位置へのワーク15の旋回動作図2参照)だけを行えばよい。ワーク15は、ワークにおいて研削加工が受け入れられる場合もしくは研削加工が完全に終了した場合に、いわばワーク14になる。これによってローディングおよびアンローディングのための本来の時間は、サイクルタイムに対して影響を及ぼすことはなく、単にローディング位置から研削位置への旋回時間だけが必要である。

0047

図3には、図1に示した研削盤の領域の一部が拡大して示されていて、緊締されたワーク14を備えたワーク主軸10が示されており、このとき砥石車4.1がワーク14に係合していて、孔14.3の内面を研削する、第2の研削主軸19における内面砥石車19.1も、同様にワーク14に係合している。加工中、図面に示すように、ワーク14は緊締チャック12に不動に緊締されている。緊締チャック12における正確な方向付けのためおよび長手方向位置の確定のために、ワーク14は緊締チャック12における当接リング24に接触している。このような基準平面によって、いまや、ワーク主軸10を用いて緊締チャック12において不動に緊締されかつCNC制御されて回転駆動されるワーク14は、第1の平らな外面14.1および平らでない外面14.4として形成されたその外輪郭を、研削主軸4における異形成形された外面砥石車4.1を用いて研削される。同時に、第2の研削主軸台17に取り付けられた研削主軸19によって回転駆動される内面砥石車19.1によって、ワーク14の孔14.3が研削される。この両方の加工ステップは、少なくとも部分的にまたは完全に同時に実施することができる。後者はもちろん、両方の加工工程のための加工時間がほぼ同じ長さである場合にしか該当しない。外面14.1,14.4および孔14.3の同時の加工は、加工時間もしくはサイクルタイムを短縮し、ひいてはワークコストを低減する。外面砥石車4.1のための駆動も内面砥石車19.1のための駆動も、CNC制御されて行われるので、両方の工程における加工は、特定のワークにとってそれが好ましいと思われる場合には、部分的にまたは完全に時間をずらして互いに相前後して実施することもできる。これによって確かにサイクルタイムは長くなるが、しかしながら特定のワークのための研削技術的な考察からは、好ましいこともある。

0048

図3において、研削時に、内面砥石車19.1もしくは研削棒(Schleifstift)の接近方向が矢印30の方向において示されている。しかしながらまた原則的には、接近方向を逆向きの方向において実施することも、有利なことがある。これは、研削盤の構造上の構成に強く依存する。この処置によって、研削盤からの剛性値および温度ドリフトをポジティブに利用することができるので、研削結果は精度に関してさらに最適化される。

0049

研削主軸19が第2の研削主軸台17に固定されている同じハウジングには、好ましくは緊締マンドレルとして形成された緊締装置20も取り付けられており、これは、主軸台17の、部分断面図で示した領域において示されている。緊締マンドレルは、自動式に軸方向移動可能(21)であり、かつ回転駆動される。第2の研削主軸台17もまたそのX2軸線およびZ2軸線に沿って可動に形成されているという可能性に基づいて、緊締マンドレル20は、その中心軸線20.1がワーク主軸10の中心軸線10.1に対して整合する方向で方向付けられ、かつこの位置において、緊締チャック12を用いたワーク主軸10による緊締とワークの状態位置に関して空間的に同一の緊締を実現することができる。このようにして、両方の緊締それぞれのために、緊締された状態において、中心軸線に関したワークの同じ位置が得られる(reduzieren)ので、ワークの加工の高い精度が可能である。

0050

内面砥石車19.1および外面砥石車4.1による研削は、多くの場合、CBN被膜層によって行われ、このとき好ましくはセラミックス結合されたCBN被膜層が使用される。もちろん、例えばコランダムまたはCBN被覆層の他の結合材のような他の研削手段も可能であり、このときそれぞれの最適な研削被覆層は、加工課題に応じて選択される。

0051

図3に示した緊締マンドレル20には、つまりその左側には、緊締マンドレル20の、ワーク14を孔14.3において本来緊締するために設けられている端部領域に、緊締エレメント25が示されている。この緊締エレメント25は、自動式に研削プログラムによって開放または閉鎖され、つまり緊張させられる。この場合、液圧拡張式(Hydrodehn)の緊締エレメントが示されている。このような液圧拡張式の緊締エレメントは、緊締を活性化させるために液圧媒体の供給によって、拡張される。放圧のためには、液圧媒体の圧力が相応に低減される。もちろん、例えばコレットチャックまたは内側緊締チャックつまり機械式のチャックのような他の緊締エレメントも可能である。

0052

図4には、ワーク14の平らな外面14.1および平らでない外面14.4ならびに孔14.3の内面の仕上げ加工終了後の様子が示されており、研削主軸台17はそのCNC制御された軸を介して移動させられており、内面砥石車19.1はワーク主軸10の中心軸線10.1に対して平行に配置されていて、緊締マンドレル20はワーク14の孔14.3の直前に位置しており、これによって最終的に緊締マンドレル20を、緊締を目的とするその軸方向移動21に相応して、孔14.3内にもたらすことができる。このときワーク主軸10および内面砥石車19.1用の研削主軸19の幾何学形状は、ワーク主軸10と研削主軸19もしくは内面砥石車19.1との間において不都合な輪郭(Stoerkontur)が存在しないように選択されている。

0053

内面砥石車19.1もしくは研削棒においても、ワーク主軸10を通しての冷却潤滑剤の供給時に、冷却潤滑剤の改善された分配を達成するために、研削棒に円錐形の付加部19.2が設けられていると好適である。

0054

図5には、図4に示した瞬間に対して、緊締マンドレル20がその軸方向移動21後に孔14.3に挿入され、ワーク14をそこで緊締保持する瞬間が示されている。このとき緊締は、緊締マンドレル20の中心軸線20.1がワーク主軸10の中心軸線10.1と完全に整合するように実現されている。この瞬間においてワークは、ワーク主軸10の緊締チャック12によっても研削主軸台17の緊締マンドレル20によっても、いわば二重に緊締されている。緊締マンドレル20を用いた孔14.3におけるワーク14の完全な緊締が行われた時に初めて、緊締チャック12をワークから外すことができ、かつ研削主軸台17をそのCNC制御された軸線に沿って、図5において右に向かって移動させることができる。

0055

緊締チャック12から緊締マンドレル20へのワーク14の緊締変更(Umspannen)および引渡しは、ワーク主軸10の停止時においても回転時においても行うことができる。回転するワーク主軸10による緊締変更時には、緊締マンドレル20も同じ回転数および同じ回転方向で回転する必要がある。これによって緊締変更時間を最適にすることができる。

0056

研削主軸台17がワーク14と共に移動させられると(図6参照)、第2の平らな外面14.2を、所属の研削主軸3に保持されかつこの研削主軸3によって駆動される外面砥石車3.1によって研削することができる。それというのは、ワーク14はいまや、完全かつ確実にしかも正確に、ワーク14の内孔における緊締マンドレル20によって液圧拡張式の緊締エレメント25を用いて緊締されているからである。ワーク14が緊締マンドレル20によって緊締されて、緊締マンドレル20がワーク14を回転させると(これは右側における円形に略示された矢印によって略示されている)、外面砥石車3.1も同様に駆動されて、第2の平らな外側面14.2が研削される。内面砥石車19.1は、その研削主軸19と共にこの位置においていわば側方に移動させられ、係合外にもたらされている。

0057

緊締マンドレル20は、その回転時の振れ(Rundlauffehler)が一般的に単に数μmであるように形成されている。これによって、この方法およびこの研削盤によって、高精密なワークを、ただ1つの同一の研削盤において、両側からのワークの完全加工で製造することができる。

0058

ワークの構成に応じて、反対側平面14.2に平らでない外面を研削できることも、もちろん可能である。このような場合には、例えば真っ直ぐなプランジ研削用砥石車3.1の代わりに、図3に示した外面砥石車4.1のような異形成形された砥石車が使用される。

0059

図7には、図6に示した加工状況が拡大図で示されており、このとき第2の平らな外側面14.2は、追加的になお段付けされている。平面研削用の砥石車3.1によって、もちろん、平らな外面14.2の両方の部分を確実に研削することができる。

0060

図8には、図6と同様に、第2の平らな外側面14.2を研削するための位置が示されているが、しかしながらこの場合、斜めのプランジ研削法(Schraegeeinstechschleifverfahren)において使用される外面砥石車3.1が用いられている。この外面砥石車3.1は、その研削主軸3が相応の位置で第1の研削主軸台2(ここには図示せず)に配置されている。このような配置形式によって、反対側平面における追加的な平らでない外面をも、つまり場合によってはワークの第2の側における円筒形または円錐形の部分をも研削することができ、そのためには図示の外面砥石車3.1かまたは、図3に示した実施形態におけるような異形成形された砥石車が、しかしながら他の角度配置もしくは接近形式で使用される。反対側平面が真っ直ぐなプランジ研削で加工されるかまたは斜めのプランジ研削で加工されるかは、要求された研削課題に、およびもちろんワーク14の幾何学形状に関連している。本発明に係る研削盤は、これに関連して相応に個々にワークおよび研削課題に適合させることができ、しかもこの際に、図1に示した原則的な構造を異なった形に構成する必要はない。

0061

図9には、内面砥石車19.1を用いたワーク14の孔14.3の研削時における研削盤の別の好適な実施形態が示されている。図面を見易くするために、外面砥石車4.1(図3参照)はここでは省かれている。内面砥石車19.1は、研削マンドレルとして形成されていて、異なった研削被覆層を備えた2つの研削領域19.1.1,19.1.2を有している。先行する第1の研削被覆層19.1.1は、孔14.3の内面の予備研削のために働き、第2の後続の研削被覆層19.1.2は、孔の仕上げ研削のために働く。第2の研削被覆層19.1.2の直径は、第1の研削被覆層19.1.1の直径よりも大きいので、第1の研削被覆層19.1.1による予備研削の終了後に、研削主軸19を備えた研削主軸台17は、中心軸線に対して横方向にX2軸線に相応して移動させられ、かつこの第2の研削領域19.1.2は仕上げ研削のために孔内に進入させられる。このとき第1の研削領域19.1.1は、ワーク主軸10の内部における空間に進入する。

0062

通常、予備砥石車は、主軸の支持部から最も離れた位置にある砥石車であることが望ましい。このような2段式の内面砥石車19.1は、特に、ワーク14の孔14.3が例えば高められた研削量もしくは研削寸法(Schleifaufmasse)を有しているか、または研削寸法が予備加工から大きく異なっている場合に使用される。この予備研削は、どの材料を切削したいのかに応じて、有利なこともある。

0063

この場合においても仕上げ研削のためには、セラミックスによって結合されたCBNを備えた研削被覆層19.1.2が使用され、その結果、相応に良好な表面品質および高い精度が得られる。予備研削のためにも同様に、セラミックスによって結合されたCBNを用いて研削することができ、しかしながらまた、電気メッキされたCBN被覆層を備えた研削被覆層19.1.1を使用することも可能である。電気メッキされたCBNを備えた砥石車は、通常、比較的高い切削出力を有しているので、このような砥石車は、予備研削工程のために特に良好に適している。このような2段式の内面砥石車19.1では、研削プロセスの最適化および得ることができる精度が、同じ技術的な機械構成において可能である。

0064

冷却潤滑剤26を研削中に、係合状態にある砥石車19.1に供給することが必要である。この実施形態によれば、冷却潤滑剤26は、ワーク主軸10の内部を介して供給され、本来の研削係合部に導かれる。冷却潤滑剤26の改善された分配を得るために、内面砥石車19.1の前側部分、つまり予備研削領域19.1.1は、冷却潤滑剤26の改善された分配のために円錐形のアタッチメントを有している。しかしながらこのような円錐形のアタッチメントは、設けられていなくてもよい。内面砥石車19.1の前端部におけるこのような円錐形のアタッチメントの利点は、研削箇所への供給時に冷却潤滑剤26が僅かしか渦流を形成しないことにあり、これによって研削ゾーンへの冷却潤滑剤の供給、ひいては研削条件が改善される。結果として、これより、仕上げ研削されたワークの研削結果および表面特性の精度に対してポジティブな影響が及ぼされる。

0065

図10には、図9に示した実施形態に類似の別の好適な実施形態が示されており、この実施形態では、内面砥石車19.1は同様に2段式に、第1の先行する研削領域19.1.1と第2の後続の研削領域19.1.2とを備えている。第1の先行する研削領域19.1.1は、第2の後続の研削領域19.1.2の直径よりも大きな直径を有している。第1の研削領域19.1.1は、第2の研削領域19.1.2に比べて明らかに狭幅に構成されている。それというのは、予備研削領域19.1.1によって、ピーリング研削(Schaelschleifen)中に、比較的大きな量もしくは寸法が研削除去されるからであり、このとき好ましくは研削被覆層としてはCBNが使用されている。予備研削が終了すると、内面砥石車19.1の第2の研削領域19.1.2が孔内に、内面円筒研削中に、特にプランジ研削中に、孔が仕上げ研削され得るように大きく移動させられる。このとき第1の研削領域19.1.1は、第2の研削領域19.1.2が研削主軸19のX2軸線の方向で孔14.3の研削すべき内面に接近され得るように、ワーク主軸10の内部における空間内に深く移動させられる。

0066

内面砥石車19.1の前側の研削領域19.1.1は、同様に円錐形のアタッチメント27を有しており、このアタッチメント27は、冷却潤滑剤26をそれぞれの研削係合箇所に均等に分配するために働く。

0067

緊締チャック12において緊締ジョーに略示された矢印は、研削すべき面が加工されるまで、緊締チャック12がワーク14を緊締状態において保持することを表現しようとするものである。

0068

予備研削のこのような構成時に、緊締チャック12に向かう内面砥石車19.1の送り方向で、緊締されたワーク14において第1の研削領域19.1.1によって予備研削することによって、ワーク14における研削時間を、研削棒19.1の「進入運動」が既に予備研削のために使用されるように最適化することができる。この構成は、極めて僅かな研削量もしくは研削寸法をもって内面砥石車19.1の第2の研削領域19.1.2によって仕上げ研削できることを可能にする。これによって孔14.3のための全研削時間を全体として最適化することができる。

0069

研削主軸台、ここでは内面研削のための研削主軸台と、緊締装置とを、ただ1つの装置ユニットにまとめることによって、高い精度を必要とする緊締装置のために、いずれにせよ高い安定性を必要とする研削主軸の利点が、組み合わせられたユニットの両方の部分のために使用される。

0070

1研削盤ベッド
2 第1の研削主軸台
3研削主軸ユニット
3.1外面砥石車
4 研削主軸ユニット
4.1 外面砥石車
5研削マンドレル用のドレッシング主軸(孔研削)
6ダイヤモンド・ドレッシング車
7 X1/Z1・CNC軸線
8 B軸線
9ワーク主軸台
10ワーク主軸
10.1中心軸線
11 ワーク主軸
11.1 中心軸線
12緊締チャック
13 緊締チャック
14 ワーク
14.1 第1の平らな外面
14.2 第2の平らな外面
14.3 孔
14.4 平らでない外面
15 ワーク
16砥石車用のドレッシング主軸(外側研削)
16.1 ドレッシング車
17 第2の研削主軸台
18 X2/Z2・CNC軸線
19 研削主軸ユニット
19.1内面砥石車/研削棒
19.1.1 第1の研削領域
19.1.1 第2の研削領域
19.2円錐形の付加部
20緊締マンドレル
20.1 中心軸線
21軸方向移動
22 供給兼搬出ベルト
23回転ユニット
24当接リング
25緊締エレメント
26冷却潤滑剤
27内面研削車の前側の円錐形のアタッチメント
30 接近方向

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