CN102753303B - 通过外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法以及用于实施该方法的研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于研磨曲轴(1)的主轴承和连杆轴承(3、5)的方法，首先在第一研磨站(22)中粗磨和精磨连杆轴承(5)，然后在第二研磨站(23)中粗磨和精磨主轴承(3)。在两个研磨站(22、23)中将曲轴(1)在中心段处以其未研磨的、仅切削加工的原始轮廓夹紧，比如夹紧在主轴承(6)处。为此首先将曲轴(1)在旋转驱动装置的尖部(52、53)之间中心地夹紧。适合于此的卡盘(43)具有两个在径向(13)上可移动的支承机构(12)，其随后自动平衡地贴靠在主轴承(6)上。在贴靠的位置中，支承机构(12)以锁定销(16)牢固地在卡盘(43)上锁定。之后可摆动的夹紧机构(44)以其作用端部(56)朝主轴承(6)夹紧地贴靠。由此引起的曲轴(1)的刚性夹紧在研磨连杆轴承(5)时有利地作用到研磨结果上。

Description

通过外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法以及用于实施该方法的研磨机

技术领域

本发明涉及一种通过外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法以及一种用于实施该方法的研磨机。

背景技术

所述类型的方法和研磨机从DE102008007175A1中公开。之前根据EP1181132B1已经建议，在外圆研磨曲轴的主轴承和连杆轴承时，连杆轴承在主轴承之前完成研磨。该建议基于以下认知，即在研磨连杆轴承时曲轴的巨大变形至少部分地在接下来的精磨主轴承时能够再次被消除。此外当然必须以此为出发点，即主轴承的粗磨还必须在研磨连杆轴承之前完成。因此根据EP1181132B1必须首先在曲轴的主轴承上磨削出中心座，由此能够以所需的精确度粗磨主轴承。为此必须以精确定义的转轴、即其定义的几何纵轴夹持曲轴，该纵轴针对所有的主轴承在直径、圆度、同轴度和中心度方面是某个特定的基准轴。该定义的几何纵轴也必须作为基准轴用于加工连杆轴承。在粗磨和精磨主轴承之后最终完成曲轴的主轴承的研磨。从EP1181132B1公开的方法的优点在于，所有研磨过程可以在唯一一个张紧中进行。

通过在研磨时夹持和支撑曲轴所得出的夹紧当然会带来其它变形的危险，如在DE102008007175A1中详细描述的那样。为了进行补救，根据该对比文件建议，放弃在唯一一个张紧中研磨曲轴。根据DE102008007175A1设置两个研磨站，它们可以位于唯一一个研磨机内。首先在第一研磨站中粗磨和精磨连杆轴承。接下来将曲轴转送到第二研磨站，在第二研磨站中粗磨和精磨主轴承。

该公知的方法的特别之处在于，需研磨的曲轴在两个研磨站中以其仅切削加工的原始轮廓来夹持。在这种情况首先通过旋转、钻孔或旋风铣削加工曲轴的圆柱形周向面，即在还未研磨的状态下。在第一研磨站中将曲轴支承在壳式卡盘中，该壳式卡盘有利地放置在曲轴的端侧的圆柱形分段上或放置在曲轴的两个外部的主轴承上。这样曲轴在研磨连杆轴承时自然不围绕其定义的几何纵轴而是围绕与此不同的、通过曲轴在夹持位置上的原始轮廓得出的转轴回转。但由于连杆轴承的研磨无论如何都必须通过以钟摆式研磨方法的CNC控制的外圆研磨来完成，根据DE102008007175A1在研磨机的计算机中进行相应的校正。为此必须在研磨之前准确地测量曲轴尺寸。如果知道了实际的转轴与曲轴的定义的几何纵轴的偏差，则可以通过计算获取该偏差并且在CNC研磨时予以考虑。结果是在第一研磨站研磨之后存在具有还未加工的主轴承的曲轴，但其连杆轴承研磨的方式为曲轴围绕精确定义的几何纵轴旋转。

根据DE102008007175A1只有在第二研磨站中才将曲轴在尖部之间夹紧，该尖部伸入曲轴端面中的常见的定心孔中。这些定心孔在研磨连杆轴承之前就已经由曲轴的制造商完成并且确定每个曲轴的定义的几何纵轴。

利用根据DE102008007175A1的方法实现了以仍旧经济的方式首先粗磨和精磨所有的连杆轴承且之后才在改变的张紧中粗磨和精磨主轴承。但根据DE102008007175A1的方法意味着巨大的耗费，因为针对每个曲轴必须准确地测量在夹持位置上夹持原始轮廓所得到的转轴相对于定义的几何纵轴的位置。

发明内容

因此本发明的目的在于，简化已知的方法，从而以大大减小的耗费始终如一地实现研磨结果的同样高的准确度。

该目的利用按照本发明的方法实现，该方法在按照本发明的研磨机上实施。

根据本发明的方法，将需研磨的曲轴在第一张紧中带入与对应的工件旋转驱动装置的转轴的协调一致当中。然后将两个位于对应的旋转驱动装置的卡盘上的、在径向平面中可动的支承机构贴靠在该夹持位置上并且在该位置上相互锁紧用于形成按照棱形导轨类型的支承面，其可操作地固定在卡盘上。从支承机构的必要的相互V形状态中产生棱形导轨支承面的特性。之后与支承机构径向面对面的夹紧机构优选液压地贴靠在曲轴上并且将曲轴朝支承面按压，该支承面通过两个相互牢固地锁定的支承机构得出。虽然支承机构和夹紧机构在研磨时主要引起曲轴的旋转驱动；因为曲轴的夹持位置通过旋转驱动装置的尖部确定。但由于通过支承机构的牢固的锁定存在形状特别稳固的夹持，在研磨时也得到对于曲轴的加固的以及支撑的效果。由此总体上得到特别准确的研磨结果，即便在研磨连杆轴承时始终无法避免曲轴的变形。因此可以舍弃中心架的使用。利用特别方式的夹持以有利的方式实现了曲轴在研磨连杆轴承时就已经围绕其定义的几何纵轴回转。因此可以间接地以有利的方式舍弃了在CNC研磨时通过计算机的确定。

针对第二夹紧站保留根据DE102008007175A1的已知方法的第二张紧。这里通常将曲轴在尖部之间夹紧并且通过平衡卡盘置入旋转中，平衡卡盘的卡盘爪全都可以相互平衡。其原因在于，尽可能所有的主轴承都应在第二张紧中同时地或先后地研磨且因此夹持位置必须继续向外，如通常放置在轴销和/或法兰上。由此得到的曲轴中的极小的抗弯刚度多半需要使用中心架，从而总体上在第二张紧中得出另一种工作方式。

根据本发明的方法的改进在后面详细阐述，其中：

展示了一些措施，比如在第一张紧(第一研磨站)中夹持曲轴时实现定义的几何曲轴纵轴与工件旋转驱动装置的转轴的一致。

描述了将曲轴置入研磨机的第一张紧中的方法步骤。这里曲轴首先被放下到定位肩上，该定位肩固定在卡盘上，且之后由工件主轴头的尖部和尾座的尖部在组合的进给运动和升降运动中带入两个特定轴的稳固的一致中。

强调地着重指出，卡盘中的支承机构能够相互独立地径向运动并且在作用在两个支承机构中的一个上的液压液体的作用下自动匹配地贴靠到曲轴的夹持位置上。

限定了用于实施根据本发明的方法的研磨机。

给出了研磨机的有利的设计上的细节。

限定了根据本发明的研磨机也包括了至两个不同的张紧中的划分且因此至两个研磨站中的划分，其中，保留根据DE102008007175A1的第二研磨站的设计。

附图说明

下面参照附图中展示的实施例进一步详细描述本发明。其中：

图1示出了用于实施根据本发明的方法的研磨机的俯视图；

图2示出了具有卡盘的曲轴的部分剖开的侧视图并且描绘了在研磨连杆轴承时用于夹持曲轴的第一种可能性；

图2a示出了图2的细节的放大示图；

图3示出了在研磨连杆轴承时用于夹持曲轴的另一种可能性的相应示图；

图4示出了沿图2中直线B-B的截面图；

图5示出了沿图2中直线A-A的部分截面图。

具体实施方式

图1示例性示出了研磨机的俯视图，应利用该研磨机根据本发明研磨曲轴1。在图2中作为示例示出了具有对应的卡盘43的常见的四缸曲轴1的侧视图，所述卡盘位于工件主轴头26上。曲轴1具有鄂板(Wange)2、内部的主轴承3和外部的主轴承4以及连杆轴承5。所示的曲轴1的左端部在法兰6中终止以及右端部在轴销7中终止。曲轴1具有定义的几何纵轴10，其形成曲轴1的所有定心的部分如主轴承3、4、法兰6和轴销7的中心线并且对于外圆研磨的所有过程也起决定性作用。定义的几何纵轴10已经由曲轴坯的制造商标记，通常通过安装在曲轴1的两个端面中的定心孔8和9来标记。因此定义的几何纵轴10在研磨曲轴1时作为两个定心孔8、9之间的连接直线给出。

用作研磨此类曲轴1的机器可以在其整体上参照根据图1的示意性概览图来描述，因为一个个组件和元件是本领域技术人员普遍熟悉的。研磨机形成研磨室21，其包括第一研磨站22和第二研磨站23。此外第一研磨站22仅用作研磨连杆轴承5，而在第二研磨站23中仅研磨主轴承3和4。曲轴1在贯穿研磨室时的流动方向通过箭头20指示；这样连杆轴承5在主轴承3和4之前粗磨和精磨。两个研磨站22、23设置在共同的机床24上。机床24还包括机器台25。

第一研磨站22包括工件主轴头26和尾座27，它们都可以被电动地同步驱动。曲轴1在工件主轴头26和尾座27之间夹持。此外第一研磨站22还包括带研磨主轴箱29的十字刀架28，在研磨主轴箱29上具有两个带磨盘31的研磨主轴30。十字刀架29作为一个整体可以在进给方向33上、即垂直于夹持的曲轴1的定义的几何纵轴10行驶；位于其上的研磨主轴30可以单独地或共同地在十字刀架29上在方向34上行驶，即平行于定义的几何纵轴10行驶。此外可以改变研磨主轴30之间在方向34上的间距。通过这种方式可以实施用于研磨连杆轴承5的所有常见的过程，如具有或不具有CNC控制装置的过程所公开的那样。

第二研磨站23同样包括工件主轴头36和尾座37，在它们之间夹持曲轴1并且驱动其旋转。隶属于第二研磨站23的十字刀架38在共同驱动的轴39上承载具有多个磨盘40的多重磨盘组，这些磨盘在研磨主轴承3、4时共同朝主轴承3、4进给。此外多重磨盘组也可以在方向34上行驶。

利用41表示用于十字刀架28、38的进给轴的驱动电机以及利用42表示外罩，其使研磨屑远离研磨站22、23的滑动引导装置。两个工件主轴头26、36以及两个尾架27、37的夹紧和驱动装置位于共同的纵轴32上。纵轴32同时是研磨时曲轴1的转轴(C轴)。为了在研磨过程期间的运行中的测量，设置测量设备，其细节未示出。

从申请人的DE102008007175A1中公开了迄今为止描述的根据本发明的研磨机的特征，同样公开了以下教导，即根据两个研磨站22、23的不同应用目的，曲轴1在每个研磨站22、23中必须以不同的方式夹持。针对本申请，用于在第二研磨站23中夹持的公知的方法同样可以取自DE102008007175A1。因此为了研磨主轴承3、4在第二研磨站23中将曲轴1在尖部之间夹持，所述尖部位于工件主轴头36和尾座37的主轴上。尖部的锥形端部轮廓在曲轴1的端部处咬入定心孔8和9中，且因此使得曲轴1的定义的几何纵轴10位于与工件主轴头36和尾座37的共同的纵轴32的一致中，该共同的纵轴同时是曲轴1在研磨时的转轴。

在尖部之间夹持的曲轴1通过具有平衡卡盘的驱动装置驱动旋转。在此类卡盘中优选液压操作由至少两个卡盘爪组成的一组卡盘爪，其中，所有卡盘爪连接在液压液体的同一个供应管道上并且在径向上贴靠在曲轴1的、位于主轴承3、4的共同的纵向延伸中的部分上。作为夹持位置特别考虑法兰6或轴销7，因为由此将所有主轴承暴露出来用于研磨。夹持位置的外轮廓无须朝曲轴1的定义的几何纵轴10准确地中心对称；而可以是未研磨的原始轮廓；因为在尖部之间的夹持确保了曲轴1在任何情况下围绕其定义的几何纵轴10旋转。平衡卡盘的卡盘爪虽然可以单独地运动，但可以通过液压的压力介质相互平衡。这样每个卡盘爪以相同的力贴靠在曲轴1的夹持位置上。此外卡盘爪仅引起旋转地带动曲轴1；但由于其是挠性平衡地贴靠，因此其无法或仅将极小的加固的夹紧作用施加到曲轴1上并且其在研磨时不会抵抗曲轴1的弯曲。因此为了避免在直径、圆度、同轴度和中心度方面的误差，在第二夹紧站23中研磨主轴承3、4时迫切需要通过中心架将曲轴1支撑在其中部的长度区域中。

对于此类平衡卡盘的例子在DE102008007175A1中参照图8详细描述。所有在那里给出的在第二研磨站23中用于夹持以及用于旋转驱动曲轴1的实施例也算入本申请的内容。在使用平衡卡盘时可以将主轴承3、4在第二研磨站23中可靠地粗磨和精磨。

但在用于研磨连杆轴承5的第一研磨站22中将曲轴1不同于根据DE2008007175A1的现有技术以这样一种方式夹持和驱动旋转，该方式如示例性地以及在很大程度上示意性地在图2至5中示出。在图2的左侧区域中的截面图对应于图4中的截面线CMC，其中，M表示曲轴横截面在定义的几何纵轴10上的中心点。图2和2a展示了工件主轴头26的卡盘43，其中，尖部52可轴向移动。尖部52的面向曲轴1的前端设计成锥形的端部轮廓52a且因此使得引入曲轴1的对应的定心孔8变得容易。尾座27也可以设计有这种类型的卡盘43，参见图3中具有锥形的端部轮廓和对应的定心孔9的尖部53。如图4所示，在卡盘43的面向曲轴1的端面上设计有U形袋件11，其根据图2、2a、3对于曲轴1的法兰6和轴销7是暴露的(freigelegt)。曲轴1根据图2和3分别位于两个定位肩54上，该定位肩根据凸轮的类型从袋件11的基底突出，V形相互倾斜地延伸并且共同形成接触棱形导轨(Prisma)，该接触棱形导轨关于卡盘43是静止不动的。在图4的示图中定位肩54位于支承机构12的后面且因此不可见。

在卡盘43中还设置两个轴向滑块14，其在液压流体的作用下可相应于双箭头15轴向移动。两个轴向滑块14关于卡盘43的转轴32以大约60至120度的角度错开地相互呈V形地设置，如可从图4中可见。轴向滑块14的端面设置在同样相互呈V形地设置的支承机构12后面，其也具有卡盘爪的功能并且可关于转轴32径向移动，参见双箭头13。每个轴向滑块14通过斜面与径向滑块57处于有效连接中，径向滑块在径向上可移动地支承在卡盘43中。每个径向滑块57又与支承机构12旋紧，该支承机构从卡盘43中突出。每个径向滑块57与其支承机构12形成一个功能单元；如果曲轴1应被夹持在具有另一个直径的夹持位置上时，分开的实施方式实现了容易地更换支承机构12。

利用双箭头15表示，两个轴向滑块14可通过均匀地作用在这两个轴向滑块上的、连接在同一个供应管道上的液压流体在两个相反的方向上轴向移动。在图2a中向左的移动中通过相互处于接触中的斜面将径向滑块57向内朝转轴32的方向移动。由此与径向滑块57旋紧的支承机构12也在相同的方向上移动且与曲轴1的夹持位置接触，在图2的情况下与位于左侧的外部的主轴承4接触。在轴向滑块14的反方向的运动中(在图2a中向右)，支承机构12又径向向外迁移。支承机构12的压紧力可以通过液压回路中的各个压力调节装置来调节。

在轴向延伸的孔18中平行于轴向滑块14径向将内错开地设置两个锁定销16，这两个锁定销以关于转轴32的相同的角度设置，参见根据图5的截面图。锁定销16可以在两个相反的方向17上受控地移动，参见双箭头17。一个锁定销16在其激活的状态下以其锥形的前端部咬入梯形的凹槽19中，该凹槽位于对应的径向滑块57的纵向和移动方向上。这样径向滑块57固夹在所需的位置中。锁定销16可以通过机械的、液压的、电的或气动的装置激活和重置，其中，也可以考虑用于激活和重置的不同的装置比如通过液压装置激活以及通过弹簧重置(复位)。对于轴向滑块14也存在相同的调节可能性。

如特别从图4中可见，在卡盘43的与支承机构12相面对的一侧设置以摆动臂形式的可摆动的夹紧机构44。其摆动轴用55表示以及其作用端部用56表示。图4以实线示出了夹紧机构44的夹紧位置，而以虚线示出了释放位置。尺寸设计和安装比例如此选择，即夹紧机构44的作用端部56在激活时贴靠在曲轴1的一个位置上，该位置位于支承机构12之间的一半角度的延长线上。为了激活夹紧机构44考虑如用于锁定销16的相同的装置。

利用所述的研磨机如下实施该研磨方法：

需研磨的曲轴1由钢或铸造材料构成，可以是浇铸的或锻造的并且以未研磨的原始状态存在；其是切削的，即尤其通过旋转、钻孔或涡流铣磨预加工。曲轴1首先通过传送装置带入第一研磨站22中并且在那里夹持在工件主轴头26和尾座27之间。示出了一种实施例，其中，工件主轴头26和尾座27都设计有根据图2至5的卡盘43，参见图3。这样每个卡盘43也配有尖部52、53。在置入曲轴1之前将工件主轴头26和尾座27通过轴向向内插入的尖部52、53调节到一个轴向间距，该间距对应于曲轴1的长度尺寸。卡盘43的转轴被带入一个位置中，在该位置中支承机构12和定位肩14位于它们的下部位置中。

之后将曲轴1在水平状态下优选从上部沉降到工件主轴头26和尾座27之间并且支承在定位肩54上，它们共同形成一个棱形导轨，该棱形导轨关于卡盘43是静止不动的。在图3的情况下曲轴1以法兰6位于工件主轴头26的定位肩54上并且以轴销7位于尾座27的定位肩54上。位于转轴32中的尖部52、53和定位肩54之间的径向间距以如下方式选择，即曲轴1的定义的几何纵轴10略微低于工件主轴头26和尾座27的共同的转轴。之后尖部52、53在定心孔8、9对面位于其开口宽度内。两个卡盘43的支承机构12在该时间点以一定的间距位于两个外部的主轴承下方。由于曲轴1以其未研磨的原始轮廓贴靠到卡盘的定位肩54上，在夹持的阶段中曲轴1的定义的几何纵轴10不是足够准确地平行于工件主轴头26和尾座27的共同的转轴32延伸。在下一阶段中实施校正。

为此两个尖部52、53驶出并且伸入定心孔8、9中，这通过尖部52、53的锥形的端部轮廓52a、53a实现。尖部52、53与定心孔8、9的内壁接触并且向曲轴1施加升降和调节作用。这样曲轴1的位置在高度上以及侧部地被校正。如果尖部8、9完全驶出，则曲轴1从定位肩54上抬起，且其定义的几何纵轴10准确地在工件主轴头26和尾座27的共同的转轴12中(吻合的状态)延伸。两个卡盘43的支承机构12在该阶段中始终如一地以一定间距位于外部的主轴承4下方。当然该间距很小，以至于其在附图中按比例无法示出。

随后通过操作两个卡盘43中的轴向滑块14将支承机构12驶到两个外部的主轴承4处。由于支承机构12可以自动平衡它们的相互位置，在与曲轴1接触时针对一个卡盘的两个支承机构12得出相同的压紧力，即便支承机构12的位置(由于外部主轴承4的原始轮廓引起)相互不同。压紧力的大小如此选择，即其有助于、但不产生危害曲轴1在尖部52、53中的张紧，并且针对在旋转曲轴1时支承机构12作为卡盘爪的后续功能是足够的。如果达到了该接触位置，则在两个卡盘43中操作锁定销16，其进入位于径向滑块57上的纵向凹槽19并且径向滑块57与对应的支承机构12一起在接触位置中锁定。

还要注意的是，在将曲轴1引入研磨站22中的同时也可以放到位于下部的支承机构12上，之后才将下部的支承机构驶到曲轴处。这样，静止不动的定位肩54是可有可无的。但被认为可靠的是，使得到静止不动的定位肩54上的传送过程终止并且就此而言将可动的支承机构12从初始存放的任务中解脱出来。

在其锁定的位置中，每个卡盘43的两个支承机构12由于其V形结构共同地同样形成按照用于曲轴1的棱形导轨的类型的支承面。该支承面可操作地(betrieblich)固定在卡盘43上，其中，锁定销16的压紧力如此调节，即其在接下来的运行中不会松开；这在液压产生的锁定力的情况下也适用。第一研磨站22的卡盘43明显与第二研磨站23的卡盘不同，其中，所有卡盘爪在研磨时曲轴1旋转期间保持相互的平衡特性。

每个卡盘43上的两个支承机构在该状态下仅如固定的支承棱形导轨一样起作用，该支承棱形导轨有助于静止的曲轴1在尖部52、53中的张紧。这时为了进一步夹持将可摆动的夹紧机构44从其释放位置转移到夹紧位置中，参见图4。这时可摆动的夹紧机构44和两个支承机构12接管卡盘爪的功能，该卡盘爪必须确保曲轴1的旋转随动和支撑。由于夹紧机构44的作用端部56大致位于支承机构12之间的半个角度的直线上(参见图4)，在外部的主轴承4的周边上的随动力要尽可能均匀地加载。在研磨期间旋转曲轴1时支承机构12保持固定地在卡盘43上锁定并且可靠地接收由可摆动的夹紧机构44施加的力，不会危害到由尖部52、53引起的定义的几何曲轴纵轴10与转轴12的一致。曲轴1准确按照该纵轴10延伸地被夹持且也可以不被从中心挤压出。

这有助于将曲轴1在第一研磨站22中夹持在外部的主轴承4上。这形成了在尽可能向内、朝曲轴1的中间纵向区域挤压的夹持位置，在该夹持位置下所有连杆轴承5可在一个张紧中粗磨和精磨。在该情况下曲轴1在夹持位置之间的自由长度最小；这结合按照棱形导轨的类型牢固地锁定的支承机构12导致了曲轴1在磨盘的压力下不弯曲。因此可以舍弃中心架的使用。在缩短的曲轴的极小数量(比如两个或三个)的连杆轴承的情况下或在对于研磨准确度要求更小的情况下原则上也可以在第一研磨站22中将曲轴1夹持在法兰和/或在轴销上并且以如前所述的同一种方式进行研磨。

如果连杆轴承5被精磨，必须将曲轴1始终如一地转送到第二研磨站23中，在第二研磨站中进行第二张紧。由于所有主轴承3、4应尽可能同时地粗磨和精磨，可以仅在曲轴1的外端部上进行夹持。因此在第二研磨站23中如果曲轴1回转，则平衡盘的卡盘爪必须可以单独地自动地偏移。由此不是在任何情况下都确保曲轴1在工件主轴头36和尾座37的尖部之间的可靠保持，这样在任何情况下在曲轴1的中部区域使用中心架是有利的。尽管在张紧面中转换，根据本发明的方法的优选相对于根据EP1181132B1的公知的方法更有优势。由于巨大的变形在粗磨和精磨连杆轴承5时在开始时就出现并且在接下来的粗磨和精磨主轴承3、4时又能够在很大程度上得到排除，总体上说在任何情况下都实现了研磨准确度的提高。

附图标记列表

1   曲轴

2   鄂板

3   内部的主轴承

4   外部的主轴承

5   连杆轴承

6   法兰

7   轴销

8   定心孔(法兰)

9   定心孔(轴销)

10  曲轴的定义的几何纵轴

11  U形袋件

12  支承机构

13  双箭头、卡盘爪的移动方向

14  轴向滑块

15  双箭头、轴向滑块的移动方向

16  锁定销

17  双箭头、锁定销的移动方向

18  穿孔

19  纵向凹槽

20  流动方向(曲轴的传送方向)

21  研磨室

22  第一研磨站

23  第二研磨站

24  共同的机床

25  机器台

26  工件主轴头(第一研磨站)

27  尾座(第一研磨站)

28  十字刀架

29  研磨主轴箱

30  研磨主轴

31  磨盘

32  曲轴的共同的纵轴、转轴

33  磨盘的进给方向

34  方向

36  工件主轴头(第二研磨站)

37  尾座(第二研磨站)

38  十字刀架

39  共同的轴

40  磨盘

41  驱动电机

42  外罩

43  卡盘(第一研磨站)

44  可摆动的夹紧机构

45  可摆动的夹紧元件的摆动轴

52  工件主轴头的尖部

52a  锥形的端部区域

53  尾座的尖部

53a  锥形的端部区域

54  定位肩

55  夹紧机构的摆动轴

56  作用端部

57  径向滑块

Claims (16)

1.一种通过在研磨机中外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法，所述研磨机具有工件旋转驱动装置和位于工件旋转驱动装置上的卡盘，所述方法具有下列方法特征：

a)首先在第一研磨站中的第一夹紧过程中粗磨和精磨连杆轴承；

b)然后将曲轴带入第二研磨站中的第二夹紧过程中，在第二研磨站中的第二夹紧过程中粗磨和精磨主轴承；

c)在第一研磨站中的第一夹紧过程和第二研磨站中的第二夹紧过程中将曲轴夹持在两个相互间具有轴向间距的未研磨的、具有原始轮廓的夹持位置中，

d)其中，第二研磨站中的第二夹紧过程按照引起旋转驱动的平衡卡盘的原理来实现，所述平衡卡盘引起围绕曲轴的定义的几何纵轴的旋转；

其特征在于下列方法特征：

e)为了形成第一研磨站中的第一夹紧过程，将曲轴(1)的定义的几何纵轴(10)带入与对应的工件旋转驱动装置的转轴(32)的协调一致中；

f)然后，在第一研磨站中的第一夹紧过程的两个夹持位置的至少一个上将两个位于对应的旋转驱动装置的卡盘(32)上的、能够在一个径向平面中移动的支承机构(12)贴靠到夹持位置上并且在所述位置上的V形状态中相互锁定以形成按照棱形导轨类型的接触面，所述棱形导轨通过操作固定在卡盘(43)上；

g)将至少一个与支承机构(12)径向地面对面设置的夹紧机构(44)贴靠到夹持位置上并且确保曲轴(1)在支承机构(12)上的位置；

h)将第一研磨站中的第一夹紧过程的旋转驱动装置置入旋转中，所述旋转也在第一研磨站中的第一夹紧过程中围绕曲轴(1)的定义的几何纵轴(10)实现。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一研磨站中的第一夹紧过程的两个夹持位置上，曲轴(1)借助于支承机构(12)和相应设计的卡盘(43)的至少一个夹紧机构(44)夹持。

3.根据权利要求2所述的方法，用于在研磨机中实施，其中，曲轴以公知的方式在其端部处在工件主轴头和尾座之间能够旋转地夹持并且驱动旋转，其特征在于，在校正过程结束时曲轴的定义的几何纵轴(10)与工件主轴头(26)和尾座(27)的转轴(32)之间所实现的一致以如下方式被锁定，即形成在曲轴(1)的中心与工件主轴头(26)和尾座(27)的能够旋转的支撑部分和驱动部分之间的型面配合的啮合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述型面配合的啮合如下形成，即具有锥形的端部轮廓的尖部(52、53)被设计为能够旋转的定心部分，所述尖部咬入曲轴端部处的匹配的定心孔(8、9)中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述尖部(52、53)能够在工件主轴头(26)和/或尾座(27)的卡盘(43)的内部轴向移动。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，为了将曲轴(1)置入研磨机的第一研磨站中的第一夹紧过程中、为了校正其定义的几何纵轴(10)以及为了夹持和旋转实施下列方法步骤：

a)工件主轴头(26)和尾座(27)在拉回尖部(52、53)的状态下被相互调节到一个间距上，所述间距与曲轴(1)的长度大小一致；

b)将曲轴(1)由传送方向以近似水平的状态带入工件主轴头(26)和尾座(27)之间并且放到卡盘(43)的锁定件(54)上，其中，以如下方式选择高度调节，即曲轴(1)的定义的几何纵轴(10)略微低于工件主轴头(26)和尾座(27)的转轴(32)并且虽然其尖部(52、53)的锥形的端部轮廓位于曲轴(1)的端面中的匹配的定心孔(8、9)之外，但在其开口宽度以内与定心孔(8、9)面对面；

c)尖部(52、53)再次伸出并且伸入对应的定心孔(8、9)中，由此将曲轴(1)抬起并且将其定义的几何纵轴(10)带入与工件主轴头(26)和尾座(27)的共同的纵轴(32)的稳定的一致中；

d)接下来将支承机构(12)贴靠到曲轴(1)的夹持位置上，且通过夹紧机构(44)的贴靠将曲轴(1)在支承机构(12)上固定夹紧；

e)最后开动旋转驱动装置和研磨过程。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述支承机构(12)在卡盘(43)中能够相互独立地径向运动并且在均匀地作用在支承机构上的液压流体的作用下自动匹配地贴靠到曲轴(1)的夹持位置上。

8.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述夹紧机构(44)被液压地操作。

9.一种用于外圆研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的研磨机，

具有两个研磨站，其中每个研磨站具有工件主轴头和尾座、具有所需的驱动地以及能够受控地行驶的磨盘以及具有用于将曲轴夹持在两个轴向地相互具有间距的未研磨的、具有原始轮廓的夹持位置上的卡盘，

以及具有用于将曲轴从第一研磨站转移到第二研磨站的传送装置，

其中，第一研磨站设置用于粗磨和精磨连杆轴承，然而第二研磨站设置用于随后粗磨和精磨主轴承，

用于实施按照权利要求1至8中任一项所述的方法，

其特征在于，

在第一研磨站(22)中工件主轴头(26)和尾座(27)的卡盘(43)具有两个能够径向移动的支承机构(12)以及具有至少一个与所述支承机构面对面的、能够径向移动的夹紧机构(44)，所述支承机构和所述夹紧机构都相互独立地朝曲轴(1)贴靠，

设置锁定装置，其将两个支承机构(12)在卡盘(43)上的所需的位置中在V形状态中锁定，以形成通过操作固定的、按照棱形导轨类型的接触面，

其中，所述设置以如下方式实现，即当两个支承机构(12)在曲轴的定义的几何纵轴(10)与工件主轴头(36)和尾座(37)的共同的转轴(32)一致的情况下贴靠到曲轴(1)上时实现夹紧机构(44)的锁定和贴靠，

由此工件主轴头(36)和/或尾座(37)的旋转驱动引起曲轴(1)围绕其定义的几何纵轴(10)的旋转。

10.根据权利要求9所述的研磨机，其特征在于，为了在第一研磨站(22)中精确校正曲轴(1)，将工件主轴头(26)和尾座(27)上的用作定心部分的尖部(52、53)设计用于在调节和升降作用方面与定心孔(8、9)配合。

11.根据权利要求9或10所述的研磨机，其特征在于，支承机构(12)具有螺栓的基本形状，所述基本形状在卡盘(43)中在径向上延伸并且在其面向曲轴(1)的区域中设计成锥形逐渐变细。

12.根据权利要求9或10所述的研磨机，其特征在于，能够径向移动的支承机构(12)和能够径向移动的夹紧机构(44)的操作直接或间接地通过液压、机械、电或气动装置实现。

13.根据权利要求11所述的研磨机，其特征在于，每个支承机构(12)的锁定装置具有能够在卡盘(43)中可移动地引导的锁定销(16)，所述锁定销咬入支承机构(12)的纵向凹槽(19)中并且在其激活的情况下将支承机构(12)在其各位置中固定夹紧。

14.根据权利要求13所述的研磨机，其特征在于，锁定销的激活通过机械、液压、电或气动的装置实现。

15.根据权利要求9或10所述的研磨机，其特征在于，所述夹紧机构(44)被设计成摆动机构，其摆动轴(55)平行于工件主轴头(26)和尾座(27)的共同的转轴(32)延伸并且其作用端部(56)在摆入的状态下在支承机构(12)对面贴靠在曲轴(1)的夹持位置上。

16.根据权利要求9或10所述的研磨机，其特征在于，工件主轴头(36)的卡盘在第二研磨站(23)中作为平衡卡盘设计有共同的液压贴靠的、相互能够平衡的卡盘爪并且所述曲轴(1)在两个研磨站(22、23)中围绕其定义的几何纵轴(10)回转。