CN103128644A - 用于对弯曲工件表面精加工的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对弯曲工件表面精加工的设备（10），其包括用于产生用于保持精细刀具（28）的精细刀具保持器（26）的振荡枢转运动的驱动装置（52），其特征在于，精细刀具保持器（26）能够围绕虚拟枢转轴线枢转地在引导装置（54）上引导，该引导装置（54）限定了弯曲的导轨（24）。

Description

用于对弯曲工件表面精加工的设备

技术领域

本发明涉及一种用于对弯曲工件表面精加工的设备，其包括用于产生用于保持精细刀具的精细刀具保持器的振荡枢转运动的驱动装置。

背景技术

刀具的精加工是也称作“超精加工”或“最精细加工方法”的用于工件的表面加工的方法。在该方法中，起研磨作用的精细刀具、例如精磨石或者精磨带被压到待加工的工件表面上。在此，待加工的工件表面旋转。待加工的工件表面的旋转叠加有振荡运动，其中精细刀具和待加工的工件表面在相对于旋转轴线平行的或倾斜的方向上相对彼此运动。

对工件的精加工也用于对在型面上弯曲的工件表面的加工。带有这种工件表面的工件的例子是滚动轴承环或滚动轴承体。弯曲的工件表面借助精细刀具、尤其是借助精磨石来加工，所述精细刀具围绕枢转轴线来回枢转。为此，使用驱动装置，该驱动装置产生驱动运动，该驱动运动借助传动装置转换成精细刀具的枢转运动。这类设备也称作“圆形振动器”。

在从DE102008046451A1中知晓的圆形振动器中，存在如下问题，不能制造在型面上弯曲的具有小曲率半径的并且径向向内指向的工件表面，因为精细刀具保持器的驱动装置要求过大的安装空间。

为了解决该问题，可以使用圆形振动器，其通过本申请人的型号为“Race717”的机床而知晓。在圆形振动器中，设置有径向设置在待加工的工件外部的枢转臂，其借助U形弯形物搭接待加工的工件的环形横截面，使得保持在弯形物的自由端部上的精细刀具可以与径向向内指向的工件表面作用接触。该结构也允许加工具有小的曲率半径的工件表面。

然而在型号为“Race717”的机床的圆形振动器中存在如下问题，随着待加工的工件的大小增加（即例如随着轴承外环的标称直径增加，其中轴承外环的径向向内指向的滚动面要被加工），U形弯形物必须相应地增加，以便能够实现无碰撞地搭接环形横截面。该增加随着在振荡运动期间振动的质量的相应增加而出现。这引起精加工的精度的负担并且此外还造成精细刀具的振荡频率被限制到比较低的值，使得延长了工件加工时间。

发明内容

基于此，本发明所基于的任务是提出一种用于精加工的设备，利用该设备可以避免上面所描述的缺点的至少一部分。

该任务根据本发明通过如下方式来解决，精细刀具保持器可围绕虚拟枢转轴线枢转地在引导装置上引导，该引导装置限定了弯曲的导轨。

在根据本发明的精细设备中设计的是，并不在实体上实现枢转轴线，而是虚拟地提供，其方式是借助引导装置将精细刀具保持器沿着弯曲的导轨引导。

与根据DE102008046451A1的圆形振动器相比，也可以加工具有在型面上弯曲的小曲率半径的径向向内指向的工件表面，因为在根据本发明的精细设备中对于实体实现的枢转轴不需要安装空间。

与通过型号为“Race717”的机床知晓的圆形振动器不同，可能的是并不从径向在环形工件之外的空间驱动精细刀具保持器，而是可以利用待加工的工件之上和/或之内的安装空间。以此方式可以更为紧凑得多和更硬得多地设计驱动装置，使得即使在大工件的情况下也在同时高精度的情况下实现了该设备以高振荡频率运行。

在本发明的一个有利的实施形式中设置的是，虚拟枢转轴线与待加工的工件表面的弯曲中轴线或弯曲中点和/或与精细刀具的弯曲的作用面的弯曲中轴线平齐或至少基本上平齐，尤其是偏差最高为1mm。这具有如下优点：作用面的特别大的部分与待加工的工件表面形成研磨作用接触。由此，可以精加工具有小曲率半径和高磨蚀率的工件表面。

在本发明的一个优选的实施形式中设计的是，驱动装置包括驱动元件，该驱动元件将精细刀具保持器沿着与导轨同心走向的驱动轨来驱动。这能够实现使用驱动装置，以便沿着弯曲的导轨预给定精细刀具保持器的枢转位置。

当驱动轨设置在虚拟枢转轴线与导轨之间时，得到了驱动装置的特别紧凑的结构。

当驱动元件以连杆形式构建时，可以提供特别纤细的并且紧凑的驱动装置。

连杆优选地借助偏心驱动装置来驱动，使得为了产生弧形驱动轨可以使用转动驱动装置。

对此可替选地或附加地，也可能的是使用用于驱动连杆的线性驱动装置。

此外优选的是，设置距离调节装置，用于调节在偏心驱动装置的转动驱动装置的转动轴线与精细刀具保持器的虚拟枢转轴线之间的距离。距离调节装置例如能够实现精细刀具保持器的基本位置的调节。

也可能的是，距离调节装置不仅用于布置工件加工，而且用于产生实际振荡的枢转运动或用于产生低频运动，该低频运动被叠加有精细刀具的高频振荡运动（“叠加行程”）。

为此可替选地或附加地，前面参照距离调节装置所阐述的优点也可以通过用于调节连杆的长度的长度调节装置来实现。这种长度调节装置例如可以以气动或液压的气缸-活塞单元形式构建。

特别稳定的并且精确的引导装置可以借助与精细刀具保持器或与支承体连接的弧形轨来提供。

弧形轨优选借助关于导轨彼此对置的引导元件来引导，使得能够实现弧形轨的无间隙的支承。优选地，引导元件位置固定，使得仅弧形轨随精细刀具保持器沿着导轨振荡地来回运动。

当引导元件以辊形式构建时，得到了弧形轨的特别精确的引导。当引导元件关于弧形轨径向内部地设置而两个引导元件关于弧形轨径向外部地设置时，则得到了特别稳定的布置。

附图说明

本发明的其他特征和优点是以下对优选的实施例的描述和图示性视图的主题。

在附图中示出了：

图1：处于精细刀具保持器的中间位置中的用于对工件精加工的设备的一个实施形式；

图2：对应于图1的处于精细刀具的中间位置和处于精细刀具保持器的上折返位置中的视图；以及

图3：对应于图1的处于精细刀具的中间位置和处于精细刀具保持器的下折返位置中的视图。

具体实施方式

在附图中总体上用附图标记10表示用于对工件精加工的设备。

该设备10具有支承体12，该支承体12尤其是利用关于重力方向的上端部例如可固定在交叉滑架或机器人臂上并且因此可以在空间中自由定位。在支承体12上、尤其是在支承体12的关于重力方向的下端部上设置有尤其为辊16、18、20形式的引导元件14。辊16、18、20关于支承体12位置固定，然而围绕彼此平行的轴线可转动地设置。

辊16和18关于弧形轨22径向外部地设置，辊20关于弧形轨22径向内部地设置。弧形轨无间隙地容纳在轨16、18和20之间。

弧形轨22弯曲并且预给定相应导轨24的曲率。弧形轨22与用于保持精细刀具28的精细刀具保持器26连接。

在一个可替选的在附图中未示出的实施形式中，弧形轨22与支承体12连接，其中引导元件14设置在精细刀具保持器26上。

精细刀具28尤其是精磨石。精细刀具28具有弯曲的作用面30，其围绕弯曲中轴线32延伸。

在精细刀具保持器26上借助转动轴承34铰接有连杆38形式的驱动元件36。

连杆38与偏心驱动装置40一起作用，该偏心驱动装置40具有转动驱动装置42和用于调节在转动驱动装置42的转动轴线48与转动驱动装置侧的连杆轴线50之间的偏心率46的调节装置44。

偏心驱动装置40、连杆38和支承部34一起形成驱动装置52，用于产生精细刀具保持器26和精细刀具28的振荡运动。

弧形轨22和引导元件14一起形成用于相对于支承体12引导精细刀具保持器26的引导装置54。

可选地，设置有距离调节装置56（例如为线性驱动装置57的形式），借助该距离调节装置56可以预给定偏心驱动装置40沿着相对于重力方向垂直的调节轴线58的位置。该位置预给定可以用于预给定精细刀具保持器26的角度预设置，用于产生叠加行程或者也用于产生振动运动本身。

从精细刀具保持器26的在图1中所示的起始位置出发，精细刀具保持器26可以朝着图2中以虚线示出的上折返位置运动，其方式是转动驱动装置42围绕转动轴线48运动，使得连杆轴线50朝着图2中所示的上死点运动。由此，轴承34与精细刀具保持器26一起向上运动，更确切地说，沿着弧形驱动轨58运动，该驱动轨58与导轨24同心地走向。由此，精细刀具保持器26围绕虚拟枢转轴线60枢转。

优选地，虚拟枢转轴线60与待加工的工件表面的弯曲中轴线或弯曲中点平齐。一旦精细刀具28的作用面30与待加工的工件表面的弯曲匹配，精细刀具28的弯曲中轴线32就与虚拟枢转轴线60平齐。

在转动驱动装置42围绕转动轴线48进一步转动时或在驱动方向相反时，连杆轴线50也可以被置于下死点（参照图3），该下死点与精细刀具保持器26的下折返位置对应。

在转动驱动装置42沿着转动方向连续运行时，精细刀具保持器26围绕在折返位置之间的虚拟枢转轴线60（参见图2和图3）来回枢转。

为了产生用于将精细刀具28的作用面30压向待加工的在型面上弯曲的工件表面上的挤压力，可以设置挤压装置62，该挤压装置62将精细刀具保持器26的前端部以及因此精细刀具28压向待加工的工件表面。挤压装置62也可以用作校正装置，其补偿精细刀具的磨损或缩短。

Claims (12)

1.一种用于对弯曲工件表面精加工的设备（10），其包括用于产生用于保持精细刀具（28）的精细刀具保持器（26）的振荡枢转运动的驱动装置（52），其特征在于，精细刀具保持器（26）能够围绕虚拟枢转轴线（60）枢转地在引导装置（54）上引导，该引导装置（54）限定了弯曲的导轨（24）。

2.根据权利要求1所述的设备（10），其特征在于，虚拟枢转轴线（60）与待加工的工件表面的弯曲中轴线或弯曲中点平齐和/或与精细刀具（28）的弯曲的作用面（30）的弯曲中轴线（32）平齐。

3.根据上述权利要求之一所述的设备（10），其特征在于，驱动装置（52）包括驱动元件（36），该驱动元件（36）将精细刀具保持器（26）沿着与导轨（24）同心走向的驱动轨（58）驱动。

4.根据权利要求3所述的设备（10），其特征在于，驱动轨（58）设置在虚拟枢转轴线（60）与导轨（24）之间。

5.根据权利要求3或4所述的设备（10），其特征在于，驱动元件（36）以连杆（38）形式构建。

6.根据权利要求5所述的设备（10），其特征在于，连杆（38）借助偏心驱动装置（40）来驱动。

7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，连杆（38）借助线性驱动装置（57）来驱动。

8.根据权利要求5至7之一所述的设备（10），其特征在于，设置有用于调节在偏心驱动装置（40）的转动驱动装置（42）的转动轴线（48）与精细刀具保持器（26）的虚拟枢转轴线（60）之间的距离的距离调节装置（56）。

9.根据权利要求5至8之一所述的设备（10），其特征在于，设置有用于调节连杆（38）的长度的长度调节装置。

10.根据上述权利要求之一所述的设备（10），其特征在于，引导装置（54）具有与精细刀具保持器（26）或与支承体（12）连接的弧形轨（22）。

11.根据权利要求10所述的设备（10），其特征在于，弧形轨（22）借助关于导轨（24）彼此对置的引导元件（14）引导。

12.根据权利要求11所述的设备（10），其特征在于，引导元件（14）以辊（16、18、20）形式构建。

Images