CN103443722A

CN103443722A - 用于减小能转动地夹紧在机床中的空心工件的内表面相对外表面的偏心率的方法

Info

Publication number: CN103443722A
Application number: CN2012800154329A
Authority: CN
Inventors: 莱茵哈德·科尔
Original assignee: WFL Millturn Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: WFL Millturn Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2032-01-27
Also published as: EP2668547B1; US20130333531A1; WO2012100278A1; CN103443722B; JP2014508047A; BR112013018943A2; AT511195A4; RU2605042C2; EP2668547A1; SG192228A1; KR20140006006A; MX2013008685A; AT511195B1; RU2013139731A; CA2825802A1; JP6008207B2; US9027448B2

Abstract

本发明涉及一种用于减小能转动地夹紧在机床（2）中的空心的工件（1），尤其是空心轴的内表面相对外表面（7，9）的偏心率的方法，在该方法中，在装夹[CU1]中尤其借助超声波记录下多个与空心的工件（1）的内表面（7）的轮廓相关的测量数据，在使用所记录的测量数据的情况下计算出用于具有减小的相对内表面（7）的偏心率的外表面（9）的至少一部分的额定面（13），并且在另一步骤中对转动的工件（1）在其外表面（9）上与额定面（13）相应地至少部分以切削方式来加工。为了提供特殊的方法情况提出，在工件（1）的外表面（9）上与计算出的额定面（13）相应地以切削加工方式产生至少一个分面（14、15），并且工件（1）在至少使用所产生的分面（14、15）的情况下通过夹具（3、4），尤其是夹盘（3′）和/或支架（17）重新装夹工件，在这之后在这个新的装夹中至少部分以切削方式至少加工转动的工件（1）的剩余的外表面（9），以便由此减小内表面相对外表面（7，9）的偏心率。

Description

用于减小能转动地夹紧在机床中的空心工件的内表面相对外表面的偏心率的方法

技术领域

本发明涉及一种用于减小能转动地夹紧在机床中的空心工件，尤其是空心轴的内表面相对外表面的偏心率的方法，在该方法中，在装夹中尤其借助超声波记录下多个与空心工件的内表面的轮廓相关的测量数据，在使用所记录的测量数据的情况下计算出用于具有减小的相对内表面的偏心率的外表面的至少一部分的额定面，并且在另一步骤中对转动的工件在其外表面上与额定面相应地至少部分以切削方式来加工。

背景技术

为了在空心的工件中避免不平衡，由现有技术公开了多种方法，在这些方法中可以提高在外表面和内表面之间同心的程度。在此（DE19958373A1）也公开了将空心的工件以能转动的方式夹紧并且在这个装夹中记录下多个与空心的工件的内表面的分布或轮廓相关的测量数据。借助这个通过超声波测量获得的测量点坐标系计算出外表面的额定分布或额定外表面，与该额定外表面相应地，更确切地说在与测量时相同的装夹中以切削方式车削工件的外表面。由此外表面的分布可以构造成与内表面平行或内表面相对外表面的偏心率可以得到改善。在这种方法中缺点在于比较高的测量费用、计算费用和控制费用。因此首先记录下极大数量紧接着还必须要处理的测量数据，以便能够通过计算得出空心的工件的精确的额定外表面。空心的工件的加工在接下来的步骤中进一步要求比较高的控制费用，因为整个空心的工件被有调节地车削。因此这种方法不仅耗费，而且也很缓慢，这又阻碍了尤其是以关于所使用的工具的最优的切割数据的精确的切削加工，这样就无法确保较高的表面质量。但是，减少所记录的用于方法加速的测量数据的数量又不利地导致在加工工件中明显的精度损失，从而由此也不能改进方法。此外还要补充的是，在选择测量点数量时的操作错误可能对方法结果的质量产生巨大的影响。因此，这种方法无法令人满意地加工出高品质工件，因为这些方法是比较容易出错、缓慢且不易操作的。

发明内容

因此本发明所要解决的任务是，改进本文开头所阐述类型的方法，使得由此不仅能达到内表面和外表面比较高的同心程度，而且由此同时也能精确地以切削方式加工出工件的外表面。此外，该方法应当是快速且易于操作的。

本发明通过如下方法来解决所提出的任务，即，在切削加工中与计算出的额定面相应地在工件的外表面上产生至少一个分面，并且在至少使用所产生的分面的情况下通过夹具，尤其是夹盘和/或支架重新装夹工件，在这之后在这个新的装夹中至少部分以切削方式至少加工转动的工件的剩余的外表面，以便由此至少部分地减小内表面相对外表面的偏心率。

如果在工件的外表面上与计算出的额定面相应地以切削加工方式产生了至少一个分面且工件在使用至少一个所产生的分面的情况下被重新夹紧，那么可以用比较简单且快速的方法步骤准备工件以进行精确的进一步加工。也就是说，这个相对整个外表面比较小的分面可以比较快地与相对于工件的空腔的内表面的同心率相适配，从而无需特殊措施就能在工件上制成适合于新的且精确的装夹的面。有利的是，必须根据夹具的要求考虑到分面在工件上的延伸。于是在新的装夹中可以利用简单的操纵步骤设置这个夹具，以便由此可以使内表面的对称轴线特别精确地与机床的转动轴线对准或可以使这两条轴线精确地一致。由此在这个新的装夹中也可以实现最为精确地转动导引工件，这可以构成出众的初始基础以借助切削加工来减小内表面相对外表面的偏心率。为此目的，现在必须仅在这个新的装夹中至少部分以切削方式至少加工转动的工件的剩余的外表面。这种装夹例如可以借助夹盘或支撑和/或夹紧的支架来提供。因为在重新装夹期间也不必为了减小内表面相对外表面的偏心率而执行在工具导引方面的修正控制，所以按本发明的方法也特别快。因此与现有技术不同的是，也不必容忍对外表面的切削加工质量，例如在进刀和/或在切割速度方面的不利影响，这始终可以确保精确的切削加工，即使与此同时减小了内表面相对外表面的偏心率。这主要是因为，工具也能以最优的切割数据来使用并且不受工具相对不平衡的工件由现有技术公开的且始终变化的导引参数的不利影响。例如由此可以满足对表面质量的最高要求。此外，可以通过简单的操纵步骤在准备新的装夹时提供易于操作的方法。

当分面被车铣加工（Drehfraesen）时，内表面相对外表面偏心的程度可以明显得到改善。也就是说，通过车铣加工可以特别精确地相对外表面的偏心率补偿性地导引切削的工具，以便由此可以提供用于精确的新的装夹的面。除了通过减小内表面相对外表面的偏心率来改善方法结果之外，借助车铣加工也可以明显加速用于施加分面的方法步骤。该方法由此不仅可以变得更精确，而且也可以更快地运行。轴线平行的铣削特别适合于提供分面。

当在新的装夹中外表面至少部分通过车圆被切削加工时，还可以进一步减小空心的工件的不平衡。在此纵向车圆尤其可以被证明是有利的。

如果针对新的装夹通过内表面以及通过所产生的分面重新装夹工件，那么还可以通过使用已经存在的面，亦即用于重新夹紧的内表面来进一步简化该方法。此外还要补充的是，通过构成用于外表面的成型的参考面的内表面的装夹可以用于新的装夹，从而由此不必容忍精度损失。因此在减少操作费用的同时也可以提高该方法的精度。

就进一步减小操作费用以及进一步提高精度而言，此外还被证实有利的是，内表面通过尤其是张紧芯在内部夹紧并通过支架支撑在其产生的分面上。

如果在夹盘中的第一分面和在对置的工件端部（其在这个区域中由尤其是支架来支撑）上的第二分面以切削方式加工在工件上，那么可以实现减小长的空心的工件的不均衡。也就是说，这两个分面可以基于它们比较近的夹具以最高的精度来制成，由此可以实现分面和内表面的特别高的同心程度。当空心的工件针对新的装夹以一个分面被夹盘夹紧而另一个分面被支架支撑或紧接着被进一步加工时，通过这些特殊的分面也可以明显改善内表面相对整个外表面的总偏心率。

附图说明

附图中以举例的方式详细阐释了按本发明的方法。在附图中：

图1示出夹紧在机床中的工件的正面视图；

图2示出按图1被夹紧的工件的加工视图；

图3示出按图2的工件在新的装夹中的正面视图；

图4示出按图3被夹紧的工件在为减小内表面相对外表面的偏心率而进行加工时的局部的正面视图；

图5示出按图3在备选的装夹中的剖视图。

具体实施方式

按图1至4以举例的方式详细说明了按本发明的方法。按照图1经剖切地示出了空心的工件1，尤其是空心轴，该工件装夹在机床2中。为此目的，两个夹具3和4作用在工件1上，亦即在一侧是在外部夹紧的夹盘3′而在对置的另一侧则是用定心顶尖5夹紧工件1的端侧的尾座4′。夹盘3′与主轴驱动装置6连接，以便可以将工件1以能转动的方式夹紧。如图1中可以看到的那样，在空腔8的内表面7和外表面9之间存在偏心率，这在内表面7的对称轴线10和机床2的转动轴线11的角位置上可以看到。为了确定内表面7相对外表面9的偏心率，通过超声波测量仪12，更确切地说沿工件1的周向或优选也沿纵向方向在不同的部位上测出工件1的壁厚。因此，在这个装夹中记录下多个与空心的工件1的内表面7的轮廓相关的测量数据。在使用所记录的测量数据的情况下，现在利用减小的相对内表面7的偏心率计算出用于外表面9的至少一部分的额定面13。为了可以实现特别快且稳固的方法，在工件1的外表面9上以切削加工的方式仅产生两个与计算出的额定面13相应的分面14、15。为了加工使用至少一个刀具16。因此与现有技术不同的是，外表面9与额定面相应地并不是完全地以切削方式加工，而是仅部分以切削方式加工。使用所产生的分面14、15，以便重新装夹工件1。如在图3中可以看到的那样，工件1以其第一分面14夹紧到夹盘3′中，而在其第二分面15上被作为另一夹具4的支架17支撑。不需要进一步提到的是，也可以考虑其它的面以用于新的装夹。在这个新的装夹中，现在可以将内表面7的对称轴线10和机床2的转动轴线11带入相同的位置中。现在无需其他特殊措施就可以切削地加工转动的工件的剩余的外表面9，这由图4可知。因此可以与额定面13相应地制成外表面，而不必计算用于整个外表面9的额定面13。因此对于工具16而言也无需很高的控制费用，这简化了该方法。内表面7相对外表面9的偏心率因此可以很快地被减小。与现有技术不同的是，该方法允许了很高的加工速度，从而也能达到比较高的表面质量。

按图2的分面14和15利用实施成铣具18的工具16来车铣加工，其中，优选执行轴线平行的车铣加工，这可以相对相应的内表面7产生特别是同心的分面14和15。

按照图4，在新的装夹中，外表面8通过车圆利用车刀19以切削方式加工。尤其为了精确的方法结果使用纵向车圆。

按照图5示出另一面也可以被考虑作为工件1上的分面14、15以用于新的装夹。为此当然也可以使用内表面7，以便借助一个或多个分面14和15精确地重新装夹工件1。这例如可以通过未详细示出的张紧芯或也可以通过夹盘3的阶梯卡爪来实现。第二支撑装置或第二轴承可以形成按图5未详细示出的支架，该支架作用在其中一个制好的分面14或15上。

不必进一步提到的是，以举例的方式详细说明分面14、15。根据需要在工件1上可以设置一个分面或设置多个分面，其中，在工件1上的每个位置都是可以考虑的。

Claims

1.一种用于减小能转动地夹紧在机床（2）中的空心的工件（1），尤其是空心轴的内表面（7）相对外表面（9）的偏心率的方法，在所述方法中，在装夹中尤其借助超声波记录下多个与空心的工件（1）的内表面（7）的轮廓相关的测量数据，在使用所记录的测量数据的情况下计算出用于具有减小的相对内表面（7）的偏心率的外表面（9）的至少一部分的额定面（13），并且在另一步骤中对转动的工件（1）在其外表面（9）上与额定面（13）相应地至少部分以切削方式来加工，其特征在于，在工件（1）的外表面（9）上与计算出的额定面（13）相应地以切削加工方式产生至少一个分面（14、15），并且工件（1）在至少使用所产生的分面（14、15）的情况下通过夹具（3、4），尤其是夹盘（3′）和/或支架（17）重新装夹，在这之后在这个新的装夹中至少部分以切削方式至少加工转动的工件（1）的剩余的外表面（9），以便由此至少部分减小内表面（7）相对外表面（9）的偏心率。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，分面（14、15）尤其被轴线平行地车铣加工。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在新的装夹中至少部分地通过车圆，尤其是通过纵向车圆以切削方式加工外表面（9）。

4.按权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，针对新的装夹，空心的工件（1）通过其内表面（7）以及通过所产生的分面（14或15）被重新装夹。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，内表面（7）通过尤其是张紧芯在内部夹紧且通过支架（17）支撑在其所产生的分面（14或15）上。

6.按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在装夹的夹盘上的第一分面（15）和在对置的工件端部上的第二分面（14）以切削方式加工在工件（1）上，其中，所述工件端部在这个区域中由尤其是支架（17）来支撑，在这之后空心的工件（1）针对新的装夹至少以其第二分面（14）被夹盘（3）夹紧而以其第一分面（15）被支架（17）支撑。