CN104684683A - 用于精整加工旋转对称的工件区段的精整方法和精整装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在工件上对旋转对称的工件区段进行精整加工的精整方法，其中，为了进行精整加工，使得所述工件围绕工件轴线转动，并且在待加工的工件区段中，把装有切割介质的精整工具用压紧力压紧到工件区段的周缘面上。在此，确定与所述压紧力成比例的力信号，并且在精整方法的至少一个阶段期间根据力信号对精整工具的进给路径进行控制。

Description

用于精整加工旋转对称的工件区段的精整方法和精整装置

背景

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在工件上对旋转对称的工件区段进行精整加工的精整方法以及一种根据权利要求9的前序部分所述的被设置用于实施该方法的精整装置。

精整也被称为超精整，它是一种利用非定型刀刃进行切削的精整加工方法。通过精整可以在工件如曲轴、凸轮轴、传动轴或其它用于动力机器和做功机器的构件上加工旋转对称的或非旋转对称的工件区段的工件表面，以产生期望的表面细微结构。在精整时，装有粒状的切割介质的精整工具(精整石或精整带)被压紧到待加工的周缘面上。为了产生对于材料去除所必需的切割速度，使工件围绕其工件轴线旋转。在精整的一些方法变型中，同时在工件与贴靠在周缘面上的精整工具之间产生平行于工件轴线振动的相对运动。通过工件的旋转运动和叠加的振动运动的组合，可以产生所谓的交叉磨削花样，由此，被加工的工件表面例如特别适合作为用于滑动轴承或滚动轴承等的工作面。待加工的工件区段例如可以是曲轴的主轴承或连杆轴承，或者是凸轮轴轴承。

与磨削不同，精整是热中性的加工方法，按照该加工方法，没有布满微裂纹或表面张力的软表皮产生。精整常常在磨削加工之后被用作加工链最后的切削加工方法，以去除软表皮、又露出原来的组织结构、提高粗糙的表面结构的承重比率并且改善轴向方向和周缘方向有关圆度和短波误差的构件几何结构。

磨削在此是最后的成型加工操作。在磨削时已知机器控制的磨削工具的几何形状，从而可以根据由机器控制引起的工具导向通过磨削构造工件轮廓。这种成型加工的前提条件是要对磨削工具进行定期校准和测量。但是磨削加工通常不能够实现通过精整加工可实现的表面性能。

例如在带式精整时将研磨性的精整带利用具有适当设计的硬质、软质和/或柔性的模具插入件的压紧装置以规定的压紧力(例如在50N和500N之间)压到待加工的工件区段上，由此来实现通过精整产生的有利的表面性能。在该种情况下，例如通过设定液压致动器的液压压力来控制压紧力。通过由此在精整带和工件表面之间产生的单位表面压力(通常在0.05和2N/mm²之间)实现所希望的材料去除以及精细的表面结构。带式精整加工以力受控和停留时间受控的方式进行，从而使得加工结果尤其是压紧力和加工时间的函数。

与之相反，加工位置的所产生的几何形状主要取决于初加工即前面的磨削加工。无论沿着轴向方向还是沿着切向方向都保持整体的几何形状造型，必要时可以沿着切向和轴向方向仅仅减小高等级的波纹度。

因此必须适当设计磨削加工，从而在磨削加工结束时没有残留无法通过精整消除的形状误差，例如也被称为多边形的低等级的波纹度。避免在磨削加工期间的形状误差并且在磨削加工结束时获得最终所需的整体的同心度品质的可行方案是：在磨削加工中将进给参数限定为相当小的值。由此通常必须忍受相当长的初加工时间。

目的和解决方案

在该背景下，本发明的目的在于，提出一种用于精整加工的所述类型的方法，在至少保持被加工的工件的最终质量相同的情况下，所述方法可以实现对工艺链即磨削-精整的成本优化。另一目的是提出一种适于实施所述方法的精整装置。

为了实现该目的，本发明提出一种具有权利要求1所述特征的精整方法。此外，提出了一种具有权利要求9所述特征的精整装置。

有利的改进方案在从属权利要求中给出。所有权利要求的内容都援引为说明书的内容。

在根据要求保护的本发明的精整方法中，确定与压紧力成比例的力信号，并且在精整方法的至少一个阶段期间根据力信号对精整工具的进给路径进行控制。

术语“进给”在此系指精整工具沿着待加工的工件区段的方向的做功运动，或在运动方向反向的情况下系指用于分离精整工具与工件区段的回程运动。在要求保护的本发明中，为了该运动规定有位移控制或位置控制。由此可以通过精整加工还在待加工的工件区段上减小沿着周缘方向的较低等级的形状误差。因此，精整加工在一定程度上不仅可以用于改善由初加工阶段产生的微型结构，而且可以用于改善宏观结构即用于成型。术语“微型结构”在此主要是指那些形态异常，即特别是圆度、短波纹的或高波纹的形状误差以及粗糙度，它们也可以通过常规的精整方法得以改善。而术语“宏观结构”还指代沿着周缘方向(多边形)低波纹的形状误差，它们通常不能够通过精整来改善。

已知的是，在调节(闭环控制)情况下将输出参数连续地反馈到调节器(调节机构)的输入端。在控制(开环控制)情况下没有这种反馈。无论控制还是调节都包括对有待影响的参数产生有针对性的影响，该参数在控制情况下可以被称为“控制参数”而在调节情况下可以被称为“调节参数”。在所要求保护的本发明中，精整工具的位置被作为待影响的参数来控制。因为该控制根据(取决于位置的)被反馈给控制机构的力信号来进行，实现了对进给运动的位置调节或位移调节。

因为一定量的造型可以从采用磨削的初加工朝向精整加工转移，可以降低对通过磨削可实现的形状精度的要求。因此也可以减少初加工时间，现今所述加工时间是通过磨削和精整而加工出的组件的价值链的显著的组成部分。由此可以节约整个加工链的成本，磨削和后续的精整处于所述加工链的末端。

为了通过精整进行有针对性的成型，被认为有利的是：至少在精整加工的最后阶段，为了控制精整装置，精整工具的有效轮廓和位置是已知的。为了实现这一目标，在一些方法变型中规定：在精整加工开始之前，通过沿着工件区段的方向引导的进给运动使得精整工具向工件区段起动，在进给运动期间监测力信号，并且检测在第一次接触工件时即在精整工具和工件区段之间发生第一次接触时产生的力信号突变，并且对该突变进行处理以便控制进给。通过在起动识别期间对力信号的分析，对工具与工件第一次接触时的位置进行检测，从而自该时刻起或从该工具位置起，对于控制来说，相对于工件的工具位置是已知的。精整加工的后续阶段可以根据该定位(Referenzierung)进行控制。因此，不仅可以用带式精整工具而且可以用精整石实现成型的精整加工，而不必在加工之前已知精整工具的几何形状。

在一个方法变型中，该方法变型在消除低等级的形状误差即所谓的多边形时是十分有利的，在精整工具进给运动期间监测力信号，并且使得进给运动停止在第一位置，在该位置，力信号达到可预先给定的第一阈值，然后，在进给停止在第一位置的情况下，继续进行精整加工。因此，精整工具朝向待加工工件运动(进给)，直至到达第一位置。在该进给运动中，当精整工具与工件区段相接触时，力信号增大。该进给运动在预定的压紧力情况下停止。因为工件转动和必要时在工件和精整工具之间沿着轴向方向附加规定的相对的振动运动继续进行，主要在产生最大压紧力的区域发生材料去除。由此，在相对于工件轴线的径向上，相比于位于内部深处的周缘区段，位于外部的周缘区段被去除得更多，从而使得半径差异减小并且使得圆度得以改善。

优选地，在进给停止在第一位置时对力信号进行监测，并且当力信号达到可预先给定的低于第一阀值的第二阀值时继续进给运动。在进给停止在第一位置情况下的上述加工导致在最向外的区域内的优选的材料去除，由此逐渐减小压紧力。如果达到力信号的第二阈值就继续进给，从而接下来再次增大压紧力并且可以进一步进行材料去除。然后优选地又在靠外的区域去除其它的材料，如果还存在有这些区域的话。

优选地，采用下述方式继续进给运动，即，精整工具进给预定的位移增量，直到第二位置。由此又增大了压紧力和与其成比例的力信号。然后通常持续保持第二位置，直到力信号达到可预先给定的第三阀值，该阀值可以等于第二阀值或者可以不同于该第二阀值。

精整工具逐步进给一定的位移增量可以一次进行或重复进行多次，直到通过精整制造出期望的宏观结构。该时刻例如可以采用如下方式来探测，即，在工件转动期间监测力信号的波动。如果波动幅度降到低于一定的阀值，则控制器自动识别出在公差范围内消除了工件区段的非圆度。

在一些方法变型中，在至少一个恒力阶段期间，适当控制压紧机构或精整工具的进给，从而使得压紧力基本上保持恒定。这种力受控的过程例如可以处于用来减小非圆度的上述增量式进给之后。在以恒定的压紧力进行加工时，精整工具的位置或路径通常相对均匀且相对缓慢地变化，从而可以在工件区段的整个周缘上实现均匀的表面特性。

优选地，在出现可预先给定的返回条件时，自动地引起精整工具的返回运动。因此沿着相反的方向进行进给。例如可以在经过规定的加工时间之后或者在被加工的工件区段经过规定的直径减小之后，引起返回运动。

本发明还涉及一种用于在工件上对基本上旋转对称的工件区段的周缘面进行精整加工的精整装置，该精整装置特别是被设计用于实施根据本发明的精整方法。该精整装置具有用于使得工件围绕工件轴线旋转的旋转装置。此外，通常设置有用于在精整工具和工件之间平行于工件轴线产生轴向振动的相对运动的振动机构，该振动机构优选可以有选择地被接通或切断。此外设置有至少一个精整单元，其具有至少一个可移动地安置的精整臂，该精整臂带有压紧机构，用于将装有切割介质的精整工具压紧到待加工的工件区段上。与精整臂相联接的精整臂-驱动单元连接到精整装置的控制机构上，并且可通过控制机构予以控制，用于产生精整臂的做功运动。精整臂的运动引起精整工具的进给运动。

此外，通过下述方式能够使得所述方法得以实施：可以通过精整臂-驱动单元使得精整工具位移受控地或位置受控地运动。因此，提供了一种位移受控的或位置受控的机器坐标轴，其将精整工具压向加工位置。术语“机器坐标轴”通常指的是可移动的机构，其可以通过至少一个驱动器沿着至少一个机械自由度运动。它例如可以是平移的机器坐标轴或者是旋转的机器坐标轴。

此外，设置有用于产生与压紧力成比例的力信号的机构。力信号例如可以通过对单个精整臂-驱动单元的电动机电流的分析来确定。还可以在精整臂的力通量中设置连接到控制机构上的力传感器，该力传感器产生可以被控制机构处理的与压紧力成比例的力信号。控制机构被设计用来处理力信号，并且根据力信号来控制精整工具的进给路径。采用该种方式，借助于精整臂-驱动单元在需要时也可以在力受控的工作中使用进给轴线。

在优选的实施方式中，精整臂-驱动单元是机电式的驱动单元，其优选地配备有电动的伺服电机。伺服电机连同伺服控制器一起构成伺服驱动器，其可以实现使得伺服电机在闭合的控制回路中工作。该工作原则上可以是力矩受控的、速度受控的或位置受控的，其中，在所述的精整方法中尤其还可以采用位置受控的工作方式。

本发明还涉及一种精整单元，其可以用于构建根据本发明的精整机和/或适合于实施在该申请中所述的精整方法。在使用这些精整单元时可以构建新的精整机或者将现有的常规的合适结构(机床、工件支架等)的精整机改造成根据本发明的精整机。

精整单元具有至少一个可移动地安置的精整臂，其带有压紧机构，用于将装有切割介质的精整工具压紧到待加工的工件区段上，其中，在压紧时可以施加一定的压紧力。此外，存在有与精整臂相联接的精整臂-驱动单元，其可连接到待构建的精整机的控制机构上，并且可通过控制机构予以控制，用于使得精整臂产生做功运动。精整臂-驱动单元是机电式的驱动单元，对其适当构造，从而可以通过精整臂-驱动单元使得精整工具位移受控地运动。此外，在精整单元上设置有用于产生与精整工具的压紧力成比例的力信号的机构。对此，在必要要时在驱动单元上的一个接头就足够了，在该接头上可以分接与发动机电流成比例的电压。或许可以设置有单独的力传感器，例如在压紧机构中十分接近精整工具地设置。

所要求保护的本发明可以应用于带式精整，恰恰如同借助于硬质的精整工具进行的精整，例如借助于精整石进行的无带式精整。

这些特征和其它的特征除了可从权利要求中得到之外，还可从说明书和附图中得到，其中，各个特征分别可单独地或者多个以子组合的形式在本发明的实施方式中和在其它领域中实现，并且可以形成有利的且本身能受到保护的实施方案。本发明的实施例在附图中示出并且在下面予以详细阐述。

简短的附图说明

图1示意性地示出了用于在工件如曲轴或凸轮轴上对基本上旋转对称的工件区段的周缘面进行精整加工的带式精整机的实施方式；

图2示出了被设置用于对与工件的旋转轴线同轴的工件区段进行加工的精整单元的实施方式；

图3示出了可摆动地安置的精整单元的实施方式，其被设置用于对偏心地围绕工件的旋转轴线的工件区段进行加工；

图4示意性地示出了在精整加工期间具有三波纹式的形状误差的工件区段的横截面图；

图5为用于消除低等级波纹的精整加工的过程变型的进给运动/压紧力-时间-曲线图。

对优选实施例的详细说明

在图1的斜立体图中示意性地示出了被设计为带式精整机的精整装置100，其用于在工件如曲轴或凸轮轴上对基本上旋转对称的工件区段的周缘面进行精整加工。所示出的带式精整机被设计用于对曲轴形式的工件110进行加工。带式精整机的机床120被设计为45°倾斜式机床，并且在倾斜的顶面上带有精整机的主要的机械组件。

工件110的水平的工件轴容纳在工件固定装置内。该工件固定装置包括固定地安装在机床上的主轴座130和可在拖动运转中水平移动的尾座(Reitstock)140。工件被夹紧在主轴座的和尾座的尖端之间。主轴座包括用于使得工件围绕其工件轴线旋转的旋转驱动件以及用于产生平行于工件轴线短行程振动的工件运动的振动驱动件。这些驱动单元被连接到数字化的控制机构180上。借助于工件固定装置的这些组件，工件可以围绕其工件轴线转动，同时沿轴向短行程地以几个毫米的数量级的行程进行振动运动。

精整装置100具有多个并排布置的、安装在机架的导轨上的精整单元200、300。也可以称为精整模块的精整单元在图2和3中详细地示出。精整单元都十分狭长，以便可以同时加工并排放置的旋转对称的工件区段。在安装状态下，设置多个第一精整单元200和多个均位于第一精整单元之间的第二精整单元300，所述第一精整单元用于对与工件轴线同轴的主轴承进行加工，所述第二精整单元用于对相对于工件轴线偏心的曲轴连杆轴承进行加工。为清楚起见，仅仅示出了两个精整单元200、300，实际上为每个待加工的工件区段(主轴承或连杆轴承)均设置了自己的合适的精整单元。

图2所示为被设置用于对与工件轴线同轴的工件区段即例如曲轴的主轴承进行加工的第一精整单元200的斜立体图。图3示出了被设置用于对连杆轴承进行加工的第二精整单元300的实施方式。在此，精整单元围绕着平行于工件轴线延伸的摆动轴线390可摆动地安置，从而在工件转动时精整单元可以跟随连杆轴承的偏心运动。

每个精整单元都具有两个加工臂(精整臂或压杆)，它们围绕着彼此平行的摆动轴线可适当摆动地安置，从而它们的自由端部可钳子式地向内朝向待加工的工件摆动或向外摆动离开工件。图2所示为第一精整单元200的一种配置情况，在该配置情况下，精整臂210、220向外摆动至打开位置。图3为精整臂310、320的加工配置情况，在该配置情况下，加工钳闭合。

精整臂的摆动运动不是彼此独立的，而是通过机械的机构进行强制联接。为了说明实现的可行性，图3的细节图示出了基本构件330的一部分，精整臂310、320的摆动支座安置在所述部分内。第一精整臂310在此可围绕水平的摆动轴线312摆动，而第二精整臂320则可围绕着与其相平行的摆动轴线322摆动。可随着精整臂摆动的第一齿轮节段314固定地安装在第一精整臂310上。可随着第二精整臂摆动的第二齿轮节段324安装在第二精整臂320上。这些齿轮节段的齿彼此无间隙地啮合，从而第一精整臂310的摆动运动强制地引起第二精整臂320的反向摆动运动。通过相应的配置还可以将精整单元200的第一精整臂210和第二精整臂220彼此机械地强制联接。

带式精整装置借助于在图3中局部地示出的以精整带340为形式的加工工具引起在工件上的材料去除。未详细示出的精整带-输送机构提供精整带340，该精整带从储备滚子朝向精整单元的入口侧被抽出，并且在用过之后从精整单元的出口侧沿着出口方向引到用于已用过的精整带的卷绕滚子。精整带340包括一个在很大程度上不可压缩的、伸缩性小的聚酯薄膜，在该聚酯薄膜的面向工件的前侧面342上装有粘合的粒状的切割介质。也可以使用其它形式的精整带，例如具有在织物垫层上的切割介质的精整带或者具有在纸张垫层上的切割介质的精整带。所有常见的切割介质都可以使用，例如由氧化铝或碳化硅组成的陶瓷切割晶粒、金刚石切割晶粒或由立方氮化硼组成的切割晶粒等。

如图3清楚地所示，可更换的压紧装置315或325在面向工件的那一侧被固定在每个精整臂310、320的自由端的区域中，所述压紧装置分别被设置用于将装有切割介质的精整带340分别适当顶压到工件区段的待加工的周缘面上，从而使得精整带在例如120°至150°的包角范围内并以为加工过程而规定的压紧力被顶压到周缘面上。典型地，在去除材料的加工期间精整带静止，从而仅仅通过工件的旋转运动必要时结合叠加的轴向的振动运动产生对于材料去除所需要的切割速度。

为了使得精整臂进行摆动运动，针对每个精整单元都设置有数字化控制的机器坐标轴，该机器坐标轴可以实现位移受控的或位置受控的工作，从而使得精整臂或精整工具可以朝向工件或离开工件位移受控地或位置受控地进行进给运动。

为此，精整单元200具有连接到控制机构180上的机电式的精整臂-驱动单元250。精整臂-驱动单元具有安装在基本组件230顶面上的伺服电机，该伺服电机通过滚珠丝杠传动件直接作用到向上的杠杆臂219上，该杠杆臂被固定在第一精整臂210上并且可随着该精整臂一起摆动。如果适当控制伺服电机，使得丝杠螺母沿着第一精整臂210的方向运动，则由此就会产生精整臂的闭合运动。在反方向转动时，加工钳打开。

在伺服驱动器和精整臂之间的力通量路径上并未规定由结构引起的挠曲性，从而利用可由位移传感器获知的伺服驱动器位置能够直接规定加工工具(精整带)的进给位置。换而言之，在机电驱动器和加工工具之间存在刚性的、不可挠曲的联接。

在图3所示的第二精整单元300中实现了相应的功能。在此，连接到控制机构180上的精整臂-驱动单元350位于基本组件330的与精整臂310、320对置的背面。滚珠丝杠传动件的丝杠螺母352在沿着被驱动器转动的丝杠354的轴向移动情况下使得可摆动地支承在基础组件上的传动组件356摆动，该传动组件通过刚性的杆358与第一精整臂310上的杠杆臂319相联接。由此产生无间隙的正交传动，其可以实现将精整臂-驱动单元安装在基本组件330的与精整臂对置的背面。在此保持了在机电的驱动器和精整臂之间的无间隙联接的优点。

如图1所示，根据图3的用于连杆轴承的可摆动的第二精整单元300与根据图2的用于主轴承的不可摆动的第一精整单元200交替地并排地布置。因此，精整臂-驱动单元交替地时而位于相应的基本组件的上方(对于用于主轴承的精整单元而言)，时而位于基本组件的后端(对于用于连杆轴承的精整单元而言)。由此可以使用如下精整臂-驱动单元，即其结构宽度比精整单元的基本组件的相对狭小的宽度更大。因此，可以使用合适功率的商业上通用的伺服驱动器，由此可以使得结构成本低廉。

该驱动系统的每个伺服驱动器都可以由控制机构单独控制。为了检测各个伺服驱动器的电动机电流，设置有如下机构，即其输出信号可以在控制器中处理。因为在将精整工具压紧到工件表面上时电动机电流根据所产生的压紧力发生变化，这些输出信号可以被用作用于控制器的与压紧力成比例的力信号。

借助于精整装置可以执行精整过程，在这些过程中确定与精整工具的压紧力成比例的力信号，并且在精整过程的至少一个阶段期间根据力信号对精整工具的进给路径进行控制。由此还可以执行如下精整过程，即其可以实现在待加工的工件区段上通过带式精整加工降低周缘方向上的整体的形状误差，即借助于带式精整加工在一定限度内进行成型加工。这又允许降低对前面的磨削工艺的加工精度要求，由此在至少保持最终产品质量相同的前提下，可以比目前更快且更成本低廉地实施对磨削加工和后续的精整加工进行规定的过程。

为了解释带式精整加工的一个变型，图4示出了工件的基本上旋转对称的工件区段410的横截面，该工件例如可以是曲轴或凸轮轴。所示出的工件区段是位于工件轴线412中心的主轴承。在初加工(通过磨削)结束后，在工件区段410上还存在有显著的圆度误差。在该实施例的情况下，工件区段具有近乎多边形的对应于三波纹式的形状误差的横截面形状，其特征在于，工件的半径在周缘方向上在最小半径R1和最大半径R2之间变化了三次。为了进行解释，极其夸大地示出了比例关系，半径差ΔR＝R2-R1例如可以处于在几微米的数量级，例如在3微米到5微米的范围内。

在图4中用阴影线与理想的圆形形状(半径R1)相对比地示出了在周缘上局部产生的材料隆起。附图标记440表示精整带，它由未详细示出的压紧机构用C形凹槽(工具表层)支承，并且为了去除材料而借助于该压紧装置的正面442将精整带压紧到工件区段的周缘面414上。压紧力F在此相对于工件区段的旋转轴线412基本上在径向起作用。

常规的靠流体式的(液压的或气动的)进给工作的精整-加工过程不能纠正这种沿着周缘方向的低等级的形状误差，因为在这些过程中精整工具易于跟随低波纹的形状误差，从而充其量略微改善圆度。

现在借助于图5的曲线图详细阐述用于消除材料隆起进而用于消除低等级的波纹度的加工变型。在该曲线图中，带式精整工具的进给路径S为带式精整工具相对于工具的旋转轴线412的相对距离，被绘制为点划线，带式精整工具施加到工件区段的周缘面上的压紧力F被绘制为关于时间t的实线。

精整过程遍历4个时间上相互连续的过程阶段I、II、III和IV。在t0时刻开始的起动阶段I中，在位置受控的工作中，带式精整工具行进到工件上，但还没有接触工件。相应地也就检测不到压紧力(F＝0)。在t1时刻，起动阶段终止。在t1时刻，即在阶段II刚开始时，在带式精整工具和工件之间发生第一接触。由此导致在t1时刻力信号的突变。

如果力信号在所述突变时达到了第一阈值F1，就停止工具进给(进给运动)。因此，在力信号突变之后的随即的时间段内，带式精整工具不进一步进给，而是保持所达到的在此被称为第一位置P1的位置。不中断工件转动，必要时不中断与其叠加的轴向的工件振动。

所述第一位置P1对应于加工工具与旋转轴线412的径向间距，该间距大于最小半径R1，且不小于或者仅略小于较大的半径R2。

因为现在就停留在第一位置P1的加工工具而言，压紧力使得所述加工工具贴靠在工件区段的周缘上，所以，在材料隆起区周缘面上的外部的工件尖端被去除，因为只有那里存在有足够用于材料去除的压紧力。在位于工件尖端之间的具有较小局部半径的区域中，没有实质性的材料去除发生。因此在阶段II，切削工作中断。

随着向外凸出的工件尖端的材料越来越多地被去除，压紧力和相应的力信号逐渐减小。如果力信号达到可预先给定的第二阈值F2，在本实施例中为t2时刻的情况，带式精整工具进给预定的位移增量ΔS。该进给发生在时间t2和t3之间的时间间隔内。该进给的结果是，再次增大了力信号。于是，再次保持在进给位移增量ΔS后达到的第二位置P2，并且循环地进行“无进给磨削(Ausfunken)”，即重复地在向外凸出的材料尖端处进行优选的材料去除，但是针对已经较小的半径。在该种情况下，压紧力随着材料去除得越来越多而再次减小。该过程阶段介于图5的t3和t4时刻之间。在停止进给和中断切削情况下，该增量式的进给和后续的加工可以进行唯一的一次，或者如在本实施例的情况下再重复进行一次。也可以重复多次。

例如可以按照规定的重复次数或者根据在工作期间检测到的信息(例如力信号的波动幅度低于规定的阈值)来终止增量进给的阶段。

通常有益的是：紧接着所述的过程控制(增量式的路径进给、至少在开始时中断的切削)进行力受控的加工阶段。在根据图5所述的过程控制的阶段III期间，以恒定的压紧力(F＝常数)运行，从而使得力信号保持恒定。由于在该恒定运行阶段的时间间隔十分短，进给路径S通常仅发生略微改变。在该种情况下，精整工具和旋转轴线412之间的径向间距逐渐减小。

在该实施例中，当出现可预先给定的返回条件时，终止材料去除。例如可以在经过规定的加工时间或者在经过规定的直径减小之后引起带式精整工具的返回。在图5的过程中，在t5时刻引起在停留时间内控制返回运动。在该种情况下，压紧力F实际上瞬间降为零，并且材料去除终止。

借助于图4和5示例性地示出的过程控制的特殊优势在于，第一次可以改善周缘方向的较低等级的形状误差。此外，相比于常规的力受控的和停留时间受控的过程控制，可以在敏感的、力受控的过程控制中预期有优势。

此外，在带式精整加工中，新式的精整机或新式的精整单元可以实现特别是所述的级联的位置控制和力控制。借助于对力信号的分析，例如通过电动机电流或者外部的力传感器可以确定临时的过程干预的相对位置。在位置受控的带式精整加工期间可以对加工力进行测量和分析。在带式精整加工时位置受控的过程控制允许在带式精整加工时进行所谓的“无进给磨削”，以便消除在工件周缘上的整体的几何最大值。在带式精整加工中，必要时结合力受控的带式精整加工，由于可以逐步的(增量式的)进给，给出了其它方法可行方案。也可以通过力控制以恒定的加工力进行带式精整加工。

当使用精整石代替精整带作为精整工具时，可以使用相应的方法变体。

Claims (12)

1.一种用于在工件上对旋转对称的工件区段进行精整加工的精整方法，其中，

为了进行精整加工，使得所述工件围绕工件轴线转动，并且

在待加工的工件区段中，把装有切割介质的精整工具用压紧力压紧到工件区段的周缘面上，

其特征在于，

确定与所述压紧力成比例的力信号，并且在精整方法的至少一个阶段期间根据力信号对精整工具的进给路径进行控制。

2.根据权利要求1所述的精整方法，其中，在精整加工开始之前，通过沿着所述工件区段的方向引导的进给运动使得所述精整工具朝向所述工具区段起动，在进给运动期间监测所述力信号，并且检测在第一次接触工件时产生的力信号突变，并且对该突变进行处理以便控制进给。

3.根据权利要求1或2所述的精整方法，其中，在所述精整工具的进给运动期间监测所述力信号，并且使得进给运动停止在第一位置(P1)，当所述力信号达到可预先给定的第一阈值(F1)时，在进给停止在第一位置的情况下继续进行精整加工。

4.根据权利要求3所述的精整方法，其中，在进给停止在第一位置(P1)的情况下对所述力信号进行监测，当所述力信号达到可预先给定的低于所述第一阀值的第二阀值(F1)时继续进给运动。

5.根据权利要求4所述的精整方法，其中，使得所述精整工具进给预定的位移增量(ΔS)直到第二位置(P2)，由此来继续进给运动。

6.根据上述权利要求之一所述的精整方法，其中，在至少一个恒力阶段期间适当控制压紧机构的进给，从而使得压紧力基本上保持恒定。

7.根据上述权利要求之一所述的精整方法，其中，在出现可预先给定的返回条件时自动地引起精整工具的返回运动。

8.根据上述权利要求之一所述的精整方法，其中，除了工件的转动外，还在工件与精整工具之间产生平行于工件轴线振动的相对运动。

9.一种精整装置，用于在工件(10)上对基本上旋转对称的工件区段的周缘面进行精整加工，特别地用于对凸轮轴和曲轴的轴承位置进行精整加工，具有：

用于使得所述工件围绕工件轴线旋转的旋转机构；

至少一个精整单元(200、300)，其具有至少一个可移动地安置的精整臂(210、220、310、320)，该精整臂带有压紧机构，用于将装有切割介质的精整工具(340、440)压紧到待加工的工件区段上；和

与精整臂相联接的精整臂-驱动单元(250、350)，其连接到控制机构(180)上并且可通过该控制机构予以控制，用于产生精整臂的做功运动，

其特征在于，

所述精整工具可通过所述精整臂-驱动单元(250、350)位移受控地移动，

设置有用于产生与压紧力成比例的力信号的机构，

所述控制机构(180)被设计用来处理力信号并根据所述力信号来控制精整工具的进给位移。

10.根据权利要求9所述的精整装置，其中，所述精整臂-驱动单元是机电式的驱动单元(250、350)。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的精整装置，其中，所述精整装置被设计用于实施根据权利要求1-8中任一项所述的精整方法。

12.一种精整单元(200、300)，特别是用在按照权利要求9-12之一所述的精整机上，和/或用于实施按照权利要求1-8之一所述的方法，具有：

至少一个可移动地安置的精整臂(210、220、310、320)，该精整臂带有压紧机构，用于以压紧力将装有切割介质的精整工具(340、440)压紧到待加工的工件区段上；和

与精整臂相联接的精整臂-驱动单元(250、350)，其可连接到精整机的控制机构(180)上并且可通过该控制机构予以控制，用于产生精整臂的做功运动，

其特征在于，

所述精整臂-驱动单元是机电式的驱动单元(250、350)，

所述精整工具可通过所述精整臂-驱动单元(250、350)位移受控地移动，并且

在精整单元上设置有用于产生与所述精整工具的压紧力成比例的力信号的机构。