CN102069441A - 精加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精加工装置(10)，用于精加工旋转对称的工件表面(28)，具有精加工带导向装置，该导向装置具有用于引导精加工带(22)的导向体(30)，其中，导向体(30)包括壳状的导向面，沿该导向面精加工带(22)可以在精加工带导入端(26)与精加工带导出端(32)之间引导或者被引导，其中，导向面沿径向弹性支承，其中，在至少通过导向面宽度的一部分中该导向面沿切向观察时在精加工带导入端(26)与精加工带导出端(32)之间无中断地延伸并弹性地支承。

Description

精加工装置

技术领域

本发明涉及一种精加工装置，用于精加工旋转对称的工件表面，具有精加工带导向装置，该导向装置具有用于引导精加工带的导向体，其中，导向体包括壳状的导向面，精加工带沿该导向面可以在精加工带导入端与精加工带导出端之间引导或者被引导，其中，导向面沿径向弹性支承。

背景技术

DE 38 13 484 A1公开了一种用于精加工曲轴的曲柄轴颈的装置，具有用于引导研磨带的半壳，该研磨带在导向面的沿切向彼此分开的段上引导。EP0 781 627 A1公开了一种拉伸夹紧座方式的加工装置，其具有加注压力介质的空腔。

所称的装置可以至少部分补偿所要加工的工件的额定尺寸偏差。与同样公开的刚性导向体相比，还产生更好的同轴度值。

发明内容

由此出发本发明的目的在于，对开头所述类型的精加工装置这样进行改进，使其可与工件的形状特别好地配合并产生特别好的同轴度值。

该目的在一种开头所述类型的精加工装置中依据本发明由此得以实现，即在至少通过导向面宽度的一部分中该导向面沿切向观察时在精加工带导入端与精加工带导出端之间无中断地延伸并被弹性地支承。

在依据本发明的精加工装置中，导向面沿切向观察时在精加工带导入端与精加工带导出端之间无中断地延伸。在该区域内，精加工带至少通过导向面宽度的一部分引导，从而该导向面不同于DE 38 13 484 A1中那样，不分成单个段。由此取得同轴度值的提高。此外，导向面沿切向观察时沿其在精加工带导入端与精加工带导出端之间的整个分布范围内沿径向弹性支承。这一点包括端侧导向面段的弹性支承，其不同于同样沿径向弹性支承的EP 0781 627 A1。在EP 0 781 627 A1所介绍的支承中，为封闭空腔在端侧还有侧面的导向面段区域内需要稳定的壁，该壁妨碍沿径向弹性支承的作用。

在依据本发明的精加工装置中，端侧导向面段径向上的变形或者移动随着中心导向面段沿相反方向的变形或者移动而出现。这一点可以使导向面与直径过大或者过小的工件特别好地配合。在此方面，由于整个导向面的可变形性而取得非常好的同轴度值。

导向体由弹性材料制造，着就能够取得导向面特别好的可配合性。

在本发明一种具有优点的实施方式中，为弹性支承导向面，导向体内具有至少一个沿切向延伸的缝隙。所述缝隙有利地通过导向体的整个宽度延伸。

特别具有优点的是，第一缝隙从导向面径向向外与导向面相邻设置并且沿切向在两个缝隙末端处封闭。第一缝隙因此不是一直向精加工带导入端和精加工带导出端延伸，而是与这些末端隔开。

导向面产生特别好的变形性能的是因具有第二缝隙，该缝隙径向向外比第一缝隙更远地与导向面隔开，其中，第二缝隙在其一个缝隙末端上边缘敞开并在相对的缝隙末端处封闭。第二缝隙因此在精加工带导入端或者精加工带导出端的区域内敞开，从而导向面的端侧导向面段可以通过第二缝隙的缝隙几何形状的变化而变形或者移动。

导向面的变形性能产生进一步优化的是，沿切向观察时第二缝隙沿其部分区段与第一缝隙重叠。由此也随着第一缝隙的缝隙几何形状的改变而实现端侧导向面段的可变形性或者可移动性，从而与端侧导向面段相邻的特别是中心的导向面段可以相反地变形或者移动。

最好具有第三缝隙，该缝隙径向向外比第一缝隙更远地与导向面隔开，其中，第三缝隙在其一个缝隙末端处边缘敞开并在相对的缝隙末端处封闭。在这种情况下具有优点的也是，沿切向观察时第三缝隙沿其部分区段与第一缝隙重叠。

如果既具有第二缝隙也具有第三缝隙，那么彼此远离的端侧导向面段可以特别简单的方式沿径向弹性支承。这一点特别适用于第二缝隙和第三缝隙的边缘敞开的缝隙末端彼此远离设置。

优选第二缝隙和第三缝隙到导向面具有相同的径向距离，从而实现导向面沿切向均匀的变形性能。

按照本发明的另一种实施方式，具有至少一个附加的弹簧件，其设置在至少一个缝隙内。利用这种弹簧件可以特别精确地预先规定弹性支承的弹簧硬度。在这种情况下，导向体的变形阻力叠加通过预张力和选择弹簧件的弹簧比率确定的弹簧力。通过更换这种弹簧件，因此可以产生一种弹簧硬度沿径向可变的导向体。

优选弹簧件容纳在容纳室内，该容纳室与缝隙的缝隙边界相邻并且其截面比缝隙截面大。这样可以使弹簧件简单和可靠支承。

特别优选地导向面内具有至少一个通过导向面宽度的一部分延伸的断口。断口可以导向体内盲孔式间隙的方式或者以径向向外敞开的材料空隙的方式形成。断口可以使作用于精加工带的压紧力通过导向面的宽度分布而变化。由此特别是可以产生球形的工件表面，例如曲轴的中间轴承或者曲柄轴颈。

断口最好相对于导向面的宽度居中设置，从而可以产生横向上对称的几何形状。此外防止精加工带的侧面位移。

在本发明的另一种实施方式中，壳状的导向面与壳形状相应具有凹面的主曲率，并且壳状的导向面在至少通过导向面宽度的一部分上具有与主曲率成角度的特别是垂直的附加曲率。导向面因此不仅绕平行于导向面的宽度方向的第一轴线弯曲，而且附加地绕与第一轴线成角度的特别是垂直的轴线弯曲。这种“双弯曲的”导向面可以使得对旋转对称但非圆柱体的工件表面进行特别保护的并同时快速的精加工。

此外，优选主曲率和附加曲率具有相同的曲率中心。这一点可以使得能够精加工球形的工件表面。

附图说明

本发明的其他特征和优点为后面说明书和优选实施例的附图主题。

附图中：

图1示出具有示意示出的导向体的精加工装置的一种实施方式的示意图；

图2示出图1导向体的立体图；

图3示出图1导向体的侧视图；

图4示出图1导向体的前视图；

图5示出沿图4中采用V-V标注的剖面线的导向体侧视图；

图6示出导向体的另一实施方式的侧视图；以及

图7示出沿图6中采用VII-VII标注的剖面线的导向体俯视图。

具体实施方式

精加工装置的一种实施方式在图1中整体采用附图符号10标注。精加工装置10包括具有第一臂14和第二臂16的夹钳12。臂14和16可回转支承，从而它们可以向旋转对称的工件18的方向进给(如图1中所示)。

工件18例如是其中间轴承或者曲柄轴颈需要精加工的曲轴。

精加工装置10此外包括精加工带22，其在图1中点划线示出。精加工带22由精加工带储备装置24提供，沿径向向工件18输送并在精加工带导入端26与工件18的圆柱体工件表面28接触。精加工带22从导向体30与工件表面28之间的精加工带导入端26出发，一直导向精加工带导出端32。在精加工带导出端32的区域内，精加工带从工件表面28径向向外离开工件18。

在其进一步的进程路径中，精加工带22借助导向辊34和36引导并利用夹紧装置38夹紧。夹紧装置38具有作用于精加工带22同时作为导向件使用的夹紧件40。夹紧装置38与夹钳12的第一臂14固定连接。

图1中仅示意示出的导向体30固定在导向体支架42上，特别是借助两个可与导向体30旋接的固定件44和46。导向体支架42具有靠近导向体30的面48，该面与导向体30的形状相应从而凹面弯曲。导向体支架42特别是借助旋接件50固定在第一臂14上。

在工件18的精加工期间，该工件借助(未示出的)传动装置绕工件轴线20旋转传动。在这种情况下精加工带22可以固定不动，或者为提高切削速度精加工带可以在工件表面28的加工期间沿进给方向运动。在工件18的加工期间，需要时可以借助固定在第二臂16上的测量装置54进行工件18的直径和/或者同轴度测量。

下面参照图2-5介绍导向体30的结构。

导向体30具有壳状的导向面56以引导在精加工带导入端26与精加工带导出端32之间延伸的精加工带22。在精加工带导入端26的区域内，导向面56连续过渡到精加工带导入面58内。在精加工带导出端32的区域内，导向面56连续过渡到精加工带导出面60内。

导向面56平行于宽度方向62具有宽度64(参照图4)。导向面56具有与第一侧面66和第二侧面68相邻的部件70和72，部件70和72中的导向面56沿切向观察时在导入面58与导出面60之间贯通并且没有中断。

导向面56具有曲率中心74，参照图3。导向面56在导入面58与导出面60之间的整个分布相对于曲率中心74沿径向弹性支承。

导向体30相对于曲率中心74以角度78延伸，该角度最好大于90°并小于180°，特别是在约110°与约160°之间。

导向体30特别是整体构成并具有不同的导向体段。第一导向体段80在其外表面上形成导向面56。第一导向体段80径向向外由第一缝隙82限制，该缝隙通过导向体30的整个宽度64延伸。第一缝隙82沿切向在第一缝隙末端84与第二缝隙末端86之间延伸。缝隙末端84和86封闭。第一缝隙84与精加工带导入端26隔开。第二缝隙末端86与精加工带导出端32隔开。

导向体30此外包括第二缝隙88和第三缝隙90，它们通过导向体30的整个宽度64延伸。第二缝隙88从封闭的缝隙末端92出发向着精加工带导入端26的方向延伸并在其远离缝隙末端92的缝隙末端94处边缘敞开。

第三缝隙90在缝隙末端98与封闭的缝隙末端96之间延伸，缝隙末端98在精加工带导出端32的区域内边缘敞开。

第二缝隙88和第三缝隙90与第一缝隙82同轴延伸。第二缝隙88和第三缝隙90相对于第一缝隙82沿径向靠外设置，并且第二缝隙88和第三缝隙90相对于第一缝隙82具有相同的径向距离。第二缝隙88和第三缝隙90封闭的缝隙末端92和96相互靠近并且彼此隔开。

第一缝隙82和第二缝隙88在部分区段100内沿切向相互重叠设置，该部分区段100沿切向观察时与精加工带导入端26以及导向体30的中心段102隔开。第一缝隙82和第三缝隙90以相应的方式在部分区段104内重叠，该部分区段104与精加工带导出端32以及中心段102隔开。

设置在第一缝隙82与第二缝隙88或第三缝隙90之间的第二导向体段采用106标注。导向体30此外具有第三导向体段108，该第三导向体段108在第二缝隙88和第三缝隙90与导向体30的远离导向面56的外面110之间延伸。

为固定导向体30，该导向体具有两个沿径向延伸的孔112(对照图4和5)，所述孔最好具有用于与固定件44或46旋接的内螺纹。

导向面56具有多个通过导向面56宽度64的一部分延伸的断口。第一断口114设置在中心导向面段116的区域内。断口114特别是以第一导向体段80的空隙方式构成。断口114在朝向精加工带导入端26的方向和朝向精加工带导出端32的方向变窄。特别是断口114在俯视图中为菱形。

导向面56具有与中心导向面段116连接的第一端侧导向面段118和第二端侧导向面段120。在这些导向面段118、120的区域内导向面56也断开，即借助第二断口122以及第三断口130断开。

断口122和130各自在朝向第一断口114的方向变窄。特别是断口122和130在俯视图中大致为三角形。

导向体30此外具有与精加工带导入端26或精加工带导出端32相邻设置的容纳室132。这些容纳室断面上为圆柱体并利用其部分圆柱体的边界与第二缝隙88或第三缝隙90的边界邻接。容纳室132用于容纳图3中示意示出的弹簧件134。弹簧件134例如是螺旋弹簧，其沿径向在彼此相反的方向上向第一导向体段80和第三导向体段108施加弹簧力。

导向体30可以使精加工带22在工件表面28上特别好地配合。端侧导向面段118和120通过边缘敞开的缝隙末端94和98沿径向弹性支承。端侧导向面段118或者120的变形或移动使中心导向面段116产生沿径向在相反方向上的变形或者移动。这一点特别是通过有选择地变换缝隙82、88和90(在部分区段100和104内)沿切向相互重叠的设置以及缝隙82、88和90(在其余部分区段内)相互不重叠的设置实现。

中心导向面段116的移动或者变形以相应的方式导致端侧导向面段118和120沿径向在相反的方向上的移动或者变形。

断口114、122和130所介绍的几何形状此外可以是能够将工件表面28从圆柱体形精加工成不规则球形的形状。

导向体30总体上可以使导向面56整面处于工件表面28上，其中，工件18的直径允许在比较大的带宽内变化。因此可以避免导向面56与工件表面28之间不希望的线性接触。因此达到改善工件同轴度的目的。工件加工期间，导向面56与工件表面28相配合，后者在加工期间通过精加工带22的磨削作用而直径变小。在此方面，断口114、122和130可以使其产生一种不同于圆柱体形状的工件几何形状，因为精加工带22在断口的区域内以较小的压紧力压向工件表面28。

依据本发明的精加工装置10此外可以补偿精加工带22的厚度变化。为进一步影响导向面56沿径向的弹性支承，可以使用弹簧件134。进一步配合可以通过选择导向体30的材料实现，例如导向体由弹簧钢制造。

图6和7示出导向体30的另一种实施方式。该导向体具有与前面参照图2-5介绍的导向体30类似的结构。因此下面仅介绍图6和7的导向体30与图2-5的导向体30的不同之处。

图6和7的导向体30不仅绕与宽度方向62平行、穿过曲率中心74的第一轴线(特别是垂直于图6的图平面)弯曲，而且附加地绕与第一轴线成角度、穿过曲率中心136的第二轴线(特别是垂直于图7的图平面)弯曲。由此产生一种多重弯曲的导向面56。

在该图所示的实施方式中，绕第一轴线的曲率大于绕第二轴线的曲率；因此导向面56与曲率中心74的距离小于导向面56与曲率中心136的距离。附加曲率的半径138例如这样选择，使图7中所示的表示双重弯曲的导向面56与(想象中)仅单弯曲的导向面56的最大距离的曲度处于约0.01mm到约0.05mm之间。

在一种可选择的实施方式中，曲率中心74和136相同。

此外，依据图6和7的导向体30的结构和工作原理方面参照依据图2-5的导向体30的上述说明。

Claims (16)

1.一种精加工装置(10)，用于精加工旋转对称的工件表面(28)，具有精加工带导向装置，所述导向装置具有用于引导精加工带(22)的导向体(30)，所述导向体包括壳状的导向面(56)，精加工带(22)沿所述导向面在精加工带导入端(26)与精加工带导出端(32)之间引导或者被引导，其中，导向面沿径向弹性支承，其特征在于，在至少通过导向面(56)宽度(64)的一部分(70、72)中所述导向面沿切向观察时在精加工带导入端(26)与精加工带导出端(32)之间无中断地延伸并且弹性地支承。

2.如权利要求1所述的精加工装置(10)，其特征在于，导向体(30)由弹性材料制造。

3.如前述权利要求之一所述的精加工装置(10)，其特征在于，导向体(30)内具有至少一个沿切向延伸的缝隙(82、88、90)，以弹性支承导向面(56)。

4.如权利要求3所述的精加工装置(10)，其特征在于第一缝隙(82)，所述第一缝隙从导向面(56)径向向外观察时与导向面(56)相邻设置，并且沿切向观察时在两个缝隙末端(84、86)处封闭。

5.如权利要求4所述的精加工装置(10)，其特征在于第二缝隙(88)，所述第二缝隙沿径向向外比第一缝隙(82)更远地隔开于导向面(56)，其中，第二缝隙(88)在其一个缝隙末端(94)处边缘敞开并在相对的缝隙末端(92)处封闭。

6.如权利要求5所述的精加工装置(10)，其特征在于，沿切向观察时第二缝隙(88)沿其部分区段(100)与第一缝隙(82)重叠。

7.如权利要求5或6所述的精加工装置(10)，其特征在于第三缝隙(90)，所述第三缝隙沿径向向外比第一缝隙(82)更远地隔开于导向面(56)，其中，第三缝隙(90)在其一个缝隙末端(98)处边缘敞开并在相对的缝隙末端(96)处封闭。

8.如权利要求7所述的精加工装置(10)，其特征在于，沿切向观察时第三缝隙(90)沿其部分区段(104)与第一缝隙(82)重叠。

9.如权利要求7或8所述的精加工装置(10)，其特征在于，第二缝隙(88)和第三缝隙(90)边缘敞开的缝隙末端(94、98)彼此远离设置。

10.如权利要求7至9之一所述的精加工装置(10)，其特征在于，第二缝隙(88)和第三缝隙(90)到导向面(56)的径向距离相同。

11.如前述权利要求之一所述的精加工装置(10)，其特征在于至少一个附加的弹簧件(134)，其设置在至少一个缝隙(82、88、90)内。

12.如权利要求11所述的精加工装置(10)，其特征在于，弹簧件(134)容纳在容纳室(132)内，所述容纳室与缝隙(82、88、90)的缝隙边界相邻并且其截面比缝隙截面大。

13.如前述权利要求之一所述的精加工装置(10)，其特征在于，导向面(56)内具有至少一个通过导向面(56)宽度的一部分延伸的断口(114、122、130)。

14.如权利要求13所述的精加工装置(10)，其特征在于，断口(114、122、130)相对于导向面(56)的宽度(64)居中设置。

15.如前述权利要求之一所述的精加工装置(10)，其特征在于，壳状的导向面(56)与壳形状相应具有凹面的主曲率，并且壳状的导向面(56)在至少通过导向面(56)宽度(64)的一部分上具有与主曲率成角度的特别是垂直的附加曲率。

16.如权利要求15所述的精加工装置(10)，其特征在于，主曲率和附加曲率具有相同的曲率中心。

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