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1. (WO2019052724) METHOD AND DEVICE FOR FINE MACHINING CYLINDRICAL WORKPIECE SURFACES
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Patentansprüche

Verfahren zur Feinbearbeitung einer zylindrischen Werkstückfläche (16) eines Werkstückrohlings (14) mittels eines Feinbearbeitungswerkzeuges (26), mit den Schritten:

- Erzeugen einer Relativrotation (nw) zwischen einem Werkzeug (26) und einem Werkstückrohling (14) um eine Bearbeitungsachse (18) herum, die konzentrisch ist zu einer zylindrischen Werkstückfläche (16) des Werkstückrohlings (14);

- Erzeugen einer relativen Vorschubgeschwindigkeit (vw; vF) zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) entlang der Bearbeitungsachse (18);

gekennzeichnet durch

- Erfassen eines Istwertes (TP)ST; RIST) einer Prozessgröße (TP; FP), die eine Funktion einer Relativkraft zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) ist und die eine Vielzahl von Prozessgrößenwerten annehmen kann; und

- stetiges Regeln der Prozessgröße (TP; FP) durch Verändern der relativen Vorschubgeschwindigkeit (vw, vF), derart, dass die relative Vorschubgeschwindigkeit (vw; vF) sich umso mehr ändert, je mehr der Istwert (TPIST; FPIST) der Prozessgröße von einem Sollwert (TVSOLL.; FPSOLL) der Prozessgröße (TP; FP) abweicht.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem Sollwert (TPSOLL. FPSOLL) der Prozessgröße und dem Istwert (TP|ST; FP!ST) der Prozessgröße einem Regler (90) eingegeben wird, der eine Stellgröße (v)

ausgibt, die einen Antriebsmotor (119) zum Erzeugen der Vorschubgeschwindigkeit (vw; vF) ansteuert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgröße (TP; FP) eine Funktion einer axialen Relativkraft zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgröße (TP; FP) eine Funktion eines relativen Drehmomentes zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Vorschubbewegung (VF) unterbrochen wird, wenn eine axiale Relativkraft (FP) zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) einen Axialkraft-Schwellenwert (A AX) überschreitet und/oder wenn ein relatives Drehmoment (TP) zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) einen Drehmoment-Schwellenwert überschreitet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Unterbrechen der Vorschubbewegung ein der Vorschubgeschwindigkeit (vF) entgegen gerichteter Rückhub (vR) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Bearbeitung eines Werkstückrohlings (14) benötigte Arbeit erfasst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7 oder nach dem Oberbegriff des

Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubgeschwindigkeit (vF) zumindest abschnittsweise eine relative Oszillationsbewegung (v0) überlagert wird, die vorzugsweise eine Frequenz in einem Bereich von 30 Hz bis 100 Hz aufweist und/oder eine Amplitude in einem Bereich von 0,5 mm bis 4 mm aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erzeugen der relativen Vorschubgeschwindigkeit (vF) ein Einfahrprozess (132) durchgeführt wird, bei dem erfasst wird, ob eine Bearbeitung des Werkstückrohlings (14) mit dem Werkzeug (26) möglich ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 oder nach dem Oberbegriff des

Anspruches 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (26) einen Konusabschnitt (34) aufweist, wobei vor dem Erzeugen der relativen Vorschubgeschwindigkeit der Werkstückrohling (14) und das Werkzeug (26) relativ zueinander bewegt werden, bis der Konusabschnitt (34) eine Ringkante (17) des Werkstückrohlings (14) berührt, wobei die hierbei eingerichtete axiale Relativposition zwischen dem Werkzeug (26) und dem Werkstückrohling (14) erfasst wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 oder nach dem Oberbegriff des

Anspruches 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (26) einen Konusabschnitt (34) aufweist, wobei der Werkstückrohling (14) und das Werkzeug (26) relativ zueinander in eine Einfahrposition bewegt werden, bis zumindest ein Teil des Konusabschnittes (34) sich axial mit der zylindrischen Werkstückfläche (16) überschneidet, eine Ringkante (17) der zylindrischen Werkstückfläche (16) jedoch von dem Werkzeug (26) nicht berührt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei nach dem Erreichen der Einfahrposition die relative Vorschubgeschwindigkeit erzeugt und die Prozessgröße durch Verändern der relativen Vorschubgeschwindigkeit geregelt wird.

13. Vorrichtung zum Bearbeiten von zylindrischen Werkstückflächen (18), mit

einer Spanneinrichtung (12) für ein Werkstück (14);

einem Werkzeug (26) zur Bearbeitung einer zylindrischen Werkstückfläche (16) des Werkstückes (14);

einem Rotationsantrieb (20), um eine Relativrotation (nw) zwischen dem Werkstück (14) und dem Werkzeug (26) einzurichten;

einem Axialantrieb (40), um eine relative Vorschubgeschwindigkeit (vF) zwischen dem Werkstück (14) und dem Werkzeug (26) einzurichten; und

einer Steuervorrrichtung (56), die dazu eingerichtet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12 durchzuführen.

Feinbearbeitungswerkzeug (26) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 12, mit einem Konusabschnitt (34), der sich über eine erste axiale Länge (Li) erstreckt, und mit einem Schaftabschnitt (38), der einen einheitlichen Werkzeugdurchmesser (D2) aufweist und der sich über eine zweite axiale Länge (L2) erstreckt, wobei das Verhältnis von erster axialer Länge (Li) und zweiter axialer Länge (L2) in einem Bereich von 1 :0,1 bis 1 :2 liegt.