CN103732336A - 刨削工具，用于制造缸单元的方法和车床 - Google Patents

Abstract

用于制造缸单元的方法，具有如下步骤：在车床（34）的工件夹紧装置（42）上夹紧一缸（44）；借助于一刨削工具（10）刨削所述缸（44）的缸内表面（62），尤其通过旋转所述工件夹紧装置（42），从而使得产生一刨削的缸内表面（62）；借助于一滚压工具（60）平整所述刨削的缸内表面（62），尤其通过旋转所述工件夹紧装置（42）；以及加工所述缸单元的至少一个端面（64），其中，所述刨削、所述平整和至少所述端面（64）的所述加工在一次夹持中执行。

Description

刨削工具,用于制造缸单元的方法和车床

技术领域

本发明涉及一种用于制造一缸单元的方法，具有如下步骤：（a）在车床的材料夹紧装置上夹紧一缸；（b）借助于一刨削工具刨削所述缸的缸内表面，尤其通过旋转所述工件夹紧装置，从而使得产生一刨削的缸内表面；（c）借助于一滚压工具平整（Glattwalzen）所述刨削的缸内表面，通过旋转所述工件夹紧装置；以及（d）加工所述缸单元的至少一个端面。

根据第二角度，本发明涉及一种刨削工具，其具有：至少一个冷却润滑物质喷嘴，用于给出冷却润滑物质；至少一个冷却润滑物质管道，所述冷却润滑物质能够借助于所述冷却润滑物质管道导引给所述冷却润滑物质喷嘴；至少两个摆式受支承的并且至少也能沿径向方向横向进给的刨削刀；以及一控制缸，所述刨削刀能够借助于所述控制缸移入和移出。

根据第三角度，本发明涉及一种车床，具有：（i）一主轴；（ii）一工件夹紧装置，所述工件夹紧装置能够由所述主轴驱动并且构造用于夹紧一缸单元，从而使得所述缸单元能够绕缸纵向轴线转动；以及（iii）一滑座，用于将一切削工具定位到相对于所述工件夹紧装置的一能预先给定的位置上，从而使得能加工所述缸单元的至少一个端侧面。

背景技术

尤其被理解为液压的和气动的缸单元的那些缸单元尤其被广泛使用在车辆制造中。为了向所述缸单元输入压力流体而将活塞移出。根据缸单元的最大长度改变的不同来谈及短行程或长行程的缸。在车辆制造中经常使用短行程的缸，例如用作辅助转向装置的部件。

迄今为止通过如下方式来制造这类短行程的缸，即，首先加工稍后的缸单元的端部。在该所谓的端部加工中，例如一平的端面以及必要时所有所述端面附近的成形元件（例如螺纹、环槽、密封座或引入倒角）通过车削来制造。端部加工一般借助于车床或铣床来进行。在一随后的步骤中，端部经加工的坯被夹紧在一深孔钻床中，所述缸内表面借助于所述深孔钻床来产生，在该缸内表面上稍后运行所述活塞。公知的制造方法的缺点是：仅困难地能够实现最高的精确性。

发明内容

本发明基于如下任务，即，改善在制造缸单元、尤其短行程缸单元时的精确性和经济性。

本发明通过一种类属的方法来解决该问题，在该方法中，刨削、平整和至少一个端面，尤其所述端面附近的所有成形元件的例如通过车削或铣削的加工在一次夹持中执行。根据第二角度，本发明通过一种类属的刨削工具来解决所述问题，其中，所述控制缸能够通过冷却润滑物质管道以压力来加载。根据第三角度，本发明通过一种类属的车床来解决所述问题，所述车床具有：一刨削工具，所述刨削工具这样地布置，使得所述缸单元的缸内表面能够刨削式加工；一平整工具，用于平整所述缸内表面，所述平整工具这样地布置，使得所述缸单元的缸内表面能够通过平整来加工。

本发明有利的是：在一次夹持中的所述端部加工和所述缸内表面的制造导致较高的精确性。在转换（Umspannen）时，在精确性方面的丧失很大程度上地不能避免，这是因为出现调整错误。迄今为止，在一次夹持中的加工是不可能的。因此，在一车床上的深钻是不可能的，这是因为所述深钻要求溢出冷却。车床但是不能提供为此所需的冷却润滑物质流。同时也不可能的是在一深孔钻床上执行所述端部加工，这是因为深孔钻床不具有滑座，切削工具能够利用所述滑座以所需的精确性被横向进给到产生的缸单元的端侧面上。

本发明的另一优点是：缸单元的制造能够以较少的耗费来实现。因此取消了转换，这是时间上耗费的。此外取消了这样的必要性，即，维持两个机器，因为在所述车床上的缸加工能够一般切削式地完成。

在本说明书的范畴内，缸尤其被理解为这样的构件，所述构件在加工之后是所述缸单元的部件。所述缸因此可以在刨削之前表示为未刨削的初始缸并且在刨削之后和平整之前表示为未经滚压的初始缸。在所述平整之后，所述缸尤其以一活塞和一缸头补充于所述缸单元。

可能的，但是不是必须的是：所述缸单元的端面的加工在时间上在所述平整和/或所述刨削之后进行。可能的是：首先将所述端面以及所述端面附近的所有成形元件通过车削或铣削来加工并且然后才执行所述刨削。至少在原理上甚至可以考虑，两者利用一组合的工具同时进行。同样可行的是，所述端部加工在刨削和平整所述缸表面之后进行。

刨削、平整和至少所述端面的通过车削的加工在一次夹持中执行的特征被尤其这样地理解：所述端面附近的所有成形元件被加工。车削指切削式加工。

所述缸内表面的刨削优选地利用一内刨削工具来执行，该内刨削工具具有两个或更多个摆式布置的、能移入和移出的刨削刀。这类内刨削工具具有如下优点：已产生的表面在所述内刨削工具移出时不由所述刨削刀被损坏。

所述缸的缸内表面的刨削优选地在使用冷却润滑物质的情况下进行。在此例如涉及水基的冷却润滑物质、乳剂或矿物油系。

根据一优选的实施方式，所述缸内表面的刨削包括下列步骤：（b1）将一刨削工具引入到所述缸的缸内腔中；（b2）通过操纵一控制缸将所述刨削工具的至少两个刨削刀移出；（b3）在将产生的切屑借助于冷却润滑物质运走的情况下，借助于所述刨削刀来切削所述缸内表面，其中，（b4）使用相同的冷却润滑物质用于操纵所述控制缸和用于运走所述切屑。

特征，即使用相同的冷却润滑物质用于操纵所述控制缸和用于运走所述切屑尤其被理解为：所述冷却润滑物质在一冷却润滑物质循环中进行引导，从而使得在原理上的、任意长持续的过程中重复地使用一冷却润滑物质和相同的冷却润滑物质。可行的，但是不是必须的是：所述控制缸的操纵以冷却润滑物质来执行，该冷却润滑物质能够在或早或晚的时间点上基于所述刨削工具的结构与切屑接触。确切地说也可能的是：使用一压力流体用于操纵所述控制缸，所述压力流体本身由具有压力的冷却润滑物质来加载。因此可以考虑，设置有一膜或一分开活塞，其将所述冷却润滑介质从所述压力流体分开，所述控制缸借助于所述压力流体来操纵。在这里提到的控制缸显然不涉及待制造的缸单元的缸。替代控制缸的表述也可以使用工具控制缸的表述。

有利的是：借助于其操纵所述控制缸的所述冷却润滑物质或能以压力加载用于操纵所述控制缸的压力介质的所述冷却润滑物质由相同的管道得到，在该管道中，所述冷却润滑物质被输送给一冷却润滑物质喷嘴，所述冷却润滑物质能够这样地从所述冷却润滑物质喷嘴给出，使得在刨削时运走产生的切屑。在该情况下，在原理上任意长的过程走向中存在冷却润滑物质的假想的体积元件，所述体积元件至少一次操纵所述控制缸并且此外运走所述切屑。

根据一优选的实施方式，所述缸内表面的刨削包括切屑借助于冷却润滑物质的运走，其中，所述冷却润滑物质通过至少一个冷却润滑物质喷嘴被给出并且就在由所述冷却润滑物质喷嘴出去之前处在至少4MPa的压力下。这类的压力一般是需要的，以便能够将在刨削时产生的切屑以在车床上能支配的小的冷却润滑物质量被安全地运走。如果所述切屑的运走不能被确保，那么产生所谓的切屑堵塞的风险，其中，工具和机器过载。

优选地，在刨削所述缸内表面时，借助于其运走切屑的冷却润滑物质流量为最高100升每分钟，尤其最高50升每分钟。经典地，所述缸内表面通过深钻来制造，这要求溢流冷却，即在低压和高流量情况下的冷却。通过刨削加工能够实现较低的冷却润滑物质流量，如果以较高的压力来加工的话。但是，车床一般不能相应地提供高的冷却润滑物质压力。这尤其适用于存在的车床，在它们上制造大多数的缸单元。

优选地，所述缸内表面具有最大1.5米的深度。直至这样的深度，根据本发明的方法具有相对于深钻的最大的优点。

根据本发明的车床优选地具有一个或多个切削工具，如车削工具和/或铣削工具。因此，所述端侧面和优选地还有所述缸单元的边缘侧面能够以高的精确性来加工。

优选地，所述刨削工具能够与所述平整工具无关地使用。虽然使用一组合的刨削平整工具是根据本发明的，但是这类工具是耗费的。因为所述缸单元能够在一次夹持中完成加工，所以有利地可能的是：所述刨削工具能够与平整工具无关地使用地进行设计，从而使得能够使用较简单的进而较耐用的工具。

根据一优选的实施方式，所述刨削工具具有至少一个冷却润滑物质喷嘴，用于给出冷却润滑物质和/或至少两个能液压操纵的、至少也能沿径向方向横向进给的刨削刀。

根据一优选的实施方式，所述刨削工具包括一冷却润滑物质压力提高单元，其具有：一冷却润滑物质入口，用于与车床的冷却润滑物质接口连接；一泵，用于提高冷却润滑物质压力；一冷却润滑物质出口，所述冷却润滑物质出口与所述冷却润滑物质管道连接。迄今为止大多缸单元在这样的车床上制造，这些车床的冷却润滑物质供给装置没有足够强地设计尺寸，以便保证可靠的切削过程。因为在本发明的范畴中能够通过具有高压和较低的流量的冷却润滑物质射束消除切屑，所以可以改装存在的车床，从而使得所述车床能够在仅一次夹持中加工所述缸单元，其方式是，设置所述冷却润滑物质压力提高单元。所述刨削工具与所述冷却润滑物质压力提高单元一起形成一改装组件，从而使得所述车床能够为了在一次夹持中制造缸单元而被改装。

所述冷却润滑物质然后由至少一个泵被带至处在压力下。在有利的条件下可以彼此组合地使用两个泵，即车床的冷却润滑物质泵和随后的冷却润滑物质压力提高单元的泵。

附图说明

下面，本发明根据附图详细阐释。在此：

图1示出了根据本发明的刨削工具的立体图；

图2示出了到根据图1的刨削工具上的从前方的视图；

图3示出了根据图2的截面A-A；

图4示出了根据图2的截面B-B；

图5示出了沿根据图3的剖线C-C的横截面；

图6示出了根据本发明的车床的示意图；

图7示出了根据本发明的车床的第二实施方式的示意图；以及

图8示出了根据本发明的车床的第三实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的刨削工具10，所述刨削工具具有第一冷却润滑物质喷嘴12.1和第二冷却润滑物质喷嘴12.2以及另一在图1中不能看到的冷却润滑物质喷嘴。所述刨削工具10此外具有三个刨削刀，其中能看到刨削刀14.1。所述刨削刀14（没有数字后缀的附图标记表示物品，即这样的物品）摆式地支承在一基体16上，并且能够沿径向方向，即向外和向径向内部运动。

所述冷却润滑物质喷嘴12这样地构造，使得它们给出冷却润滑物质射束，所述冷却润滑物质射束至少大多数地沿轴向方向走向。所述冷却润滑物质喷嘴12此外这样地布置，使得它们指向到关于一车削方向跟随的刨削刀的切削空间中。由所述刨削刀所产生的切屑由此而由冷却润滑物质射束捕获并且从所述刨削工具10推送开。

图2示出了到刨削工具10上的从前方的视图。能识别到：所述刨削工具10具有三重对称性。所述刨削刀14.1、14.2、14.3分别以大致120°彼此错开地布置。所述基体16是柱体形的，其中，所述刨削刀14能够被带入第一位置中和第二位置中，它们在所述第一位置中处在绕基体16的假想的壳之内，并且，它们在所述第二位置中伸出所述假想的壳。

图3示出了穿过所述刨削工具10的、根据图2的截面A-A的纵向截面图。可以识别出，所述刨削刀14.1能通过一切换锥体18操纵地布置。所述切换锥体18由一活塞20来运动，所述活塞在一缸钻孔22中并且与该缸钻孔一起形成控制缸24。

图3示出了控制缸24进而在其工作位置中的刨削刀14.1，在该工作位置中，所述刨削刀14的切割装置26.1伸出所述基体16的假想的包络柱体。在该状态中，所述切换锥体18将所述刨削刀14.1逆着在图3中没有画入的弹簧的力向外按压。

图4示出了沿根据图2的剖线B-B的纵向截面。可以识别出，所述冷却润滑物质喷嘴12.1能通过一冷却润滑物质管道28以冷却润滑物质来供给。所述冷却润滑物质通过一冷却润滑物质输入装置30达到所述冷却润滑物质管道28中。所述冷却润滑物质管道28与所述缸钻孔22连通，从而使得当将一提高的冷却润滑物质压力p_KSS施加到冷却润滑物质输入装置30上时，才提高轴向力，所述轴向力将所述活塞20施加到所述切换锥体18上。

图2示出了行程H，活塞20以该行程进入到所述缸钻孔22中，如果冷却润滑物质压力p_KSS下降到一最低压力p_min之下的话。在该情况下，弹簧32回压活塞20，从而使得所述切换锥体18被卸载并且所述刨削刀（参见图3）由所述未画入的弹簧被回压到其静止位态中，在该静止位态中，所述刨削刀处在绕所述基体的假想的柱体壳之内。

所述冷却润滑物质管道28不仅以冷却润滑物质供给冷却润滑物质喷嘴12.1，而且也供给在图3和图4中未画入的冷却润滑物质喷嘴12.2和12.3。

图5示出了沿根据图3的平面C-C的横截面，其中，所述刨削刀14处在使用布置中，在该使用布置中，它们伸出绕所述基体16的包络柱体。

图6示出了根据本发明的车床34的示意图，具有：一简要示出的车床床身36；一能相对于所述车床床身36自动定位的滑座38和一主轴40。在所述主轴40上固定有一工件夹紧装置42，借助于其能够夹紧一缸44。所述缸44也能够表示为初始缸单元。所述车床34此外具有一支座46，所述缸44利用该支座在绕其缸纵向轴线L旋转时被支撑。

所述车床34包括如在本发明的一优选的实施方式中设置的那样的一转塔48，该转塔包括一能转动的转塔盘50。所述转塔48和转塔盘50这样地构造，使得冷却润滑物质52能够通过输入管道54不仅被提供到第一钻杆56上而且被提供到第二钻杆58上。不仅第一钻杆56而且第二钻杆58能够通过转动所述转塔盘50同轴心于车床纵向轴线取向，所述车床纵向轴线在图6中与缸纵向轴线L重合。在所述第一钻杆56上固定有一刨削工具10，在所述第二钻杆58上固定有一平整工具60。

根据本发明的方法通过如下方式来执行，即，首先所述缸44借助于工件夹紧装置42抗相对转动地相对于所述主轴40固定。然后，所述缸44的缸内表面62借助于所述刨削工具10通过旋转所述工件夹紧装置42来加工。产生一刨削的缸内表面，该缸内表面随后借助于平整工具60来平整。为此，所述转塔盘50转动并且然后所述刨削工具10脱离嵌接并且所述平整工具60置于嵌接中。

在一随后的或前面的步骤中，缸44的端面64例如利用一车削工具78切削式进行最终加工。在其它的步骤中，一活塞被引入到所述缸44中并且以一缸头遮盖，从而使得获得一缸单元。

图6在其下左的子视图中示出了就在上面的子视图中的截面线A-A的截面图。能够识别出，缸44的背离所述刨削工具10的开口通入到所述工件夹紧装置42的敞开的空心腔中，从而使得所述冷却润滑物质能够出来。该状态在下右的子视图中示出。所述冷却润滑物质52在所述缸的相邻于工件夹紧装置42的背离所述刨削工具10的端部上离开所述缸44。

图7示出了根据本发明的车床34和根据本发明的刨削工具10的一替换的实施方式，所述刨削工具具有一冷却润滑物质压力提高单元66。该冷却润滑物质压力提高单元具有一冷却润滑物质入口68、一泵70和一冷却润滑物质出口72，该冷却润滑物质出口与冷却润滑物质管道28（参见图4）连通。所述冷却润滑物质入口68由所述车床34的冷却润滑物质泵74以冷却润滑物质供给，所述冷却润滑物质泵一般不能提供所需的高的压力。

图7此外示出了一可选的转动执行装置76，该转动执行装置是根据本发明的车床34的一优选的实施方案并且其能转动地固定在所述转塔48上。所述转动执行装置76这样地构造，使得分别仅激活的钻杆，当前是第一钻杆56以冷却润滑介质压力p_KSS来加载，但是不加载未激活的钻杆，当前的钻杆58。下面的子视图示出了就平面B-B的正视图。

图7此外示出了在当前情况下车刀形式的切削工具78，该切削工具能够借助于其上固定有转塔48的所述滑座38这样地定位，使得所述缸44的端面64能够平地被车削。

在执行根据本发明的方法时，所述刨削工具10被引入到所述缸44的缸内腔80中。然后提高冷却润滑物质压力p_KSS，从而使得刨削刀14（参见图1至图4）移出。然后通过刨削来制造所述缸内表面62。切屑借助于冷却润滑物质带出并且到达一冷却润滑物质容器82中。

在刨削加工结束之后，将所述冷却润滑物质压力p_KSS下降，从而使得所述刨削刀移入并且出现它们的静止位态。然后所述刨削工具10被拉出并且所述平整工具60引入到所述缸内腔80中。随后平整所述缸内表面62。

根据本发明的车床34如图7中示意性画入的那样包括一控制单元84，所述控制单元构造用于执行根据本发明的方法，尤其即：用于操控所述滑座38，从而使得该滑座将所述刨削工具10引入到所述缸内腔80中；用于操控所述主轴40，从而使得所述缸44被转动；并且用于提高所述冷却润滑物质压力p_KSS，从而使得所述刨削刀14移出。所述控制单元84此外构造用于所述滑座38的随后的移动，从而使得所述刨削工具10制造所述缸内表面62并且构造用于随后下降所述冷却润滑物质压力p_KSS，从而使得所述刨削刀14移入。然后操控所述转塔48用于更换到所述平整工具并且将所述冷却润滑物质压力带到适用于所述平整工具的冷却润滑物质压力。随后，所述滑座38这样地开动，使得所述切削工具78在所述工件的端面上生成预期的几何形状。

图8如下地示出一变化方案，即，缸44在加工时通过所述主轴40走向，从而使得缸44的内部中的所述冷却润滑物质流出并且在所述主轴之后被捕获。

附图标记列表

10  刨削工具

12  冷却润滑物质喷嘴        50  转塔盘

14  刨削刀                  52  冷却润滑物质

16  基体                    54  输入管道

18  切换锥体                56  第一钻杆

                            58  第二钻杆

20  活塞

22  缸钻孔                  60  平整工具

24  控制缸                  62  缸内表面

26  切割装置                64  端面

28  冷却润滑物质管道        66  冷却润滑物质压力提高单元

                            68  冷却润滑物质入口

30  冷却润滑物质输入装置

32  弹簧                    70  泵

34  车床                    72  冷却润滑物质出口

36  车床床身                74  冷却润滑物质泵

38  滑块                    76  转动执行装置

                            78  切削工具

40  主轴

42  工件夹紧装置            80  缸内腔

44  初始缸单元、缸          82  冷却润滑物质容器

46  支座                    84  控制单元

48  转塔

                            pKSS 冷却润滑物质压力

                            H    行程

                           p_min  最低压力

                            L    缸纵向轴线

Claims (10)

1.用于制造缸单元的方法，具有如下步骤：

（a）在车床（34）的工件夹紧装置（42）上夹紧一缸（44）；

（b）借助于一刨削工具（10）刨削所述缸（44）的缸内表面（62），尤其通过旋转所述工件夹紧装置（42），从而使得产生一刨削的缸内表面（62）；

（c）借助于一滚压工具（60）平整所述刨削的缸内表面（62），尤其通过旋转所述工件夹紧装置（42）；以及

（d）加工所述缸单元的至少一个端面（64），

其特征在于，

（e）所述刨削、所述平整和至少所述端面（64）的所述加工在一次夹持中执行。

2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述缸内表面（62）的刨削包括下列步骤：

（b1）将一刨削工具（10）引入到所述缸（44）的缸内腔（80）中；

（b2）通过操纵一控制缸（24）将至少两个刨削刀（14）移出；

（b3）在将产生的切屑借助于冷却润滑物质（52）运走的情况下，借助于所述刨削刀（14）来切削所述缸内表面（62）；

（b4）其中，使用相同的冷却润滑物质（52）用于操纵所述控制缸（24）和用于运走所述切屑。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

-所述缸内表面（62）的刨削包括切屑借助于冷却润滑物质（52）的运走；

-其中，所述冷却润滑物质（52）通过至少一个冷却润滑物质喷嘴（12）给出并且处在至少4MPa的压力（p_KSS）下。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，冷却润滑物质流量为最高100升每分钟，尤其为最高50升每分钟。

5.刨削工具，其具有：

-至少一个冷却润滑物质喷嘴（12），用于给出冷却润滑物质（52）；

-至少一个冷却润滑物质管道（28），冷却润滑物质（52）能够借助于所述至少一个冷却润滑物质管道导引给所述冷却润滑物质喷嘴（12）；

-至少两个摆式受支承的并且至少也能沿径向方向横向进给的刨削刀（14）；以及

-一控制缸（24），所述刨削刀（14）能够借助于所述控制缸移入和移出，

其特征在于，

-所述控制缸（24）能够通过所述冷却润滑物质管道（28）以压力加载。

6.根据权利要求5所述的刨削工具，其特征在于一冷却润滑物质压力提高单元（66），所述冷却润滑物质压力提高单元具有：

-一冷却润滑物质入口（68），用于与车床（34）的冷却润滑物质接口连接；

-一泵（70），用于提高冷却润滑物质压力（p_KSS）；以及

-一冷却润滑物质出口（72），所述冷却润滑物质出口与所述冷却润滑物质管道（28）连接。

7.车床（34），其具有：

（i）一主轴（40）；

（ii）一工件夹紧装置（42），所述工件夹紧装置能够由所述主轴（40）驱动并且构造用于夹紧一缸单元（44），从而使得所述缸单元（44）能够绕缸纵向轴线（L）转动；以及

（iii）一滑座（38），用于将一切削工具（78）定位到相对于所述工件夹紧装置（42）的一能预先给定的位置上，从而使得能加工所述缸单元（44）的一端侧面，

其特征在于

（iv）根据权利要求5或6所述的刨削工具（10）；以及

（v）用于平整所述缸内表面（62）的平整工具（60），所述平整工具这样地布置，使得所述缸单元（44）的所述缸内表面（62）能够通过平整来加工。

8.根据权利要求7所述的车床，其特征在于，所述刨削工具（10）能够与所述平整工具（60）无关地运动。

9.根据权利要求7或8所述的车床，其特征在于一冷却润滑物质供给单元，所述冷却润滑物质供给单元被装置用于给出具有至少4MPa的压力（p_KSS）的冷却润滑物质（52）。

10.根据权利要求7至9之一所述的车床，其特征在于，所述刨削工具（10）和/或所述平整工具（60）布置在一工具更换装置上，尤其一转塔（48）上。

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