CN105163905B - 用于带式精加工工件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于精加工工件(12)的装置(10)，所述装置包括用于保持至少一个按压件(40)的保持设备(26)，并包括精加工带(18)，所述精加工带能够在按压件(40)的高度上通过按压件(40)被压向将被精加工的工件表面(16)，其中，所述装置具有弹性的中间件(44)，所述中间件通过力接收面和力传递面将按压件(40)的按压力传递到精加工带(18)。

Description

用于带式精加工工件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于带式精加工工件的装置，所述装置包括用于保持至少一个按压件的保持设备并且包括精加工带，能够通过按压件在按压件的高度上将所述精加工带压向所要精加工的工件表面。

背景技术

工件的精加工是也称为“超精加工”或“超精细加工”的用于对工件进行表面加工的方法。在这种方法中，将诸如精加工石或精加工带等具有研磨作用的精加工工具按压在所要加工的工件表面上。在此，所要加工的工件表面旋转。所要加工的工件表面的这种旋转叠加有摆动运动，其中，精加工工具和所要加工的工件表面在与旋转轴平行的方向上彼此相对运动。

例如DE 202010006480 U1和EP 0161748 A2公开了前述类型的装置。在这些文献中介绍了具有按压件的带式精加工装置，这些按压件各自在按压件的高度上将精加工带按压到所要加工的工件表面上。

DE 202010006480 U1提出使用刚性的或相对柔软和弹性的按压件。使用刚性按压件的优点在于，可以至少部分地补偿所要加工的工件的原始几何形状的不精确度。但这种补偿受限于精加工带的弹性。使用柔软和弹性的按压件可以实现精加工带与工件的表面接触，但缺点在于，按压件尤其在曲轴的排油孔的区域内会严重变形，并且在该区域内造成过强的材料研磨。而且，工件的摆动和旋转运动也导致柔软的按压件的比较大的变形，这使得难以按照尺寸加工工件。

EP 2212058 B1公开了另一种带式精加工装置。在这种装置上设置有按压带，该按压带支撑精加工带背面。按压带固定在两个相互间隔开的轴承上，使得按压带沿部分圆周环绕工件。由此，虽然能够使精加工带在较大的接触面上接触，但可供使用的按压力却相对低，且沿部分圆周不均匀分布。

DE 4419366 A1公开了一种使用压力体的精加工机，该压力体具有板状的朝工件开口的压力体主件，在压力体主体上套装有弹簧片。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于改进前述类型的装置，使得其可以提供与所要加工的工件表面的原始几何形状无关的高按压力。

在一种具有权利要求1的前序部分的特征的装置中根据权利要求1的特征部分实现了本发明的上述目的。

在根据本发明的装置中设置有可弹性弯曲的中间件，所述中间件设置在按压件的按压段与精加工带之间。因而，施加在保持装置上的力不是直接地而是通过中间件的转送作用从按压件的按压段传递到精加工带的背面。中间件具有被按压件的按压段作用的力接收面以及将力传递到精加工带背面上的力传递面。精加工带包括具有研磨作用的正面，该正面接着在与工件接触的情况下研磨材料。根据本发明的装置可以使精加工带与工件的形状良好地接触并可以使按压力均匀分布。同时，通过中间件防止了按压件过强的变形；因此避免了曲轴排油孔区域内的过多的材料去除。而且，按压件由于工件的旋转和摆动运动而产生的变形比现有技术中所公开的柔软按压件的变形小。

优选地，力接收面和力传递面由中间件的片状段的彼此背离的侧面形成。片状段是指具有基本上彼此平行的力接收面和力传递面的中间件，这些面的彼此间隔最大为2mm，特别地最大为1mm。这种片状段的优点在于，中间件能够实现与精加工带背面的线性接触及连续的表面接触。

中间件优选地由金属材料制成，特别地由弹簧钢制成。由此，可以向精加工带传递高按压力。

此外，优选地，中间件的力接收面和/或力传递面具有增加摩擦的表面结构(例如至少0.05mm的表面粗糙度)和/或增加摩擦的材料覆层(特别地，金刚石层，优选电镀涂层)。由此，可以实现按压件与中间件之间和/或中间件与精加工带之间的摩擦的增加。这导致精加工带的排出以及改进的摆动运动的传递。

中间件优选地由比按压件的与中间件的力接收面共同作用的按压段更硬的材料制成。按照这种方式，与按压件的相对软的按压段相比，通过中间件可以提供更高的按压力。由此可以缩短加工持续时间。但同时，中间件可以在几何形状上灵活地施加按压力。因此，可以在短的加工持续时间内得到补偿所要加工的工件原始几何形状的不精确度。

按压件的按压段或整个按压件优选地由塑性材料，特别地由合成橡胶制成。这种按压段或这种按压件可以使按压件的按压段与中间件的力接收面在几何形状上灵活地接触。

优选地，按压件可以相对于保持装置绕着轴运动，该轴平行于力传递面并平行于与所要精加工的工件表面的正切方向。这种类型的支承可以允许按压件的倾斜，使得这些按压件可以对齐工件几何的形状并从而可以补偿工件的轴颈的轴误差。

根据本发明，力传递面在不变形的原始状态下基本上是平坦的，并在传递按压力时具有与工件表面同向的曲率。由此，提供了装置与不同直径的工件特别好的适应性的可能性。

中间件例如固定在保持装置上，从而可以更加简单地改型装备或例如去除某些应用。

例如在希望更换设置在保持装置上的按压件情况下，中间件也可以固定在按压件上。

选择地或另外，中间件覆套按压件，这样做的优点在于，按压件和中间件可以作为结构单元提供。

为进一步缩短加工持续时间，有利地，在保持装置上保持两个在工件表面的部分圆周上分布地设置的按压件，其中，一个中间件或多个中间件将在工件表面的切向上彼此交错的按压力传递到精加工带上。

在此情况下，特别有利地，与不同的按压件相关联的一个中间件或多个中间件的力传递面以基本上V形彼此对准。

在工件的圆周方向上观察时，两个彼此相邻的力传递面的跨越角度可以为约50°-约130°，优选地约70°-约110°，特别地约80°-约100°。由此，可以加工彼此差异较大的工件，例如高达10mm或甚至20mm或甚至20mm以上。

如果彼此相邻的力传递面至少在不变形的原始状态下大体上是平坦的，则在所要加工的工件的直径范围方面获得了特别高的灵活性。

如果保持装置以可绕着平行于工件轴延伸的枢转轴枢转的方式安装在支座上，则进一步提高了精加工带与工件的接触。

为使精加工带与所要精加工的工件完好结合，优选地，设置有弹簧单元，以用于使保持装置定向在中间枢转位置中。按照这种方式，可以确定保持装置相对应支座的最佳位置。

最后，优选地，设置有均具有两个按压件的两个保持装置，其中，总计四个按压件分布地设置在工件表面的圆周上。以此方式，可以通过精加工带从四个不同的径向方向将按压力传递到工件上。在各种情况下，两个彼此相对设置的按压件使彼此相反的按压力作用于工件，使得该工件尽管在旋转和叠加的摆动的情况下仍稳定地支承在两个保持装置内。

附图说明

本发明的其他特征和优点是优选实施例的后面说明书和附图的主题。其中：

图1示出用于精加工工件的装置的第一实施方式的侧视图；

图2示出图1的装置的具有由按压件和中间件构成的组件的部分的侧视图；

图3示出图2的组件的根据90°扭转观察方向的侧视图；

图4示出由按压件和中间件构成的组件另一种实施方式的侧视图；

图5示出图4的组件的根据90°扭转观察方向的侧视图；

图6示出用于精加工工件的装置的另一种实施方式的侧视图；

图7示出图6装置的剖面图；

图8示出精加工装置在加工较小直径的工件时一种实施方式的侧视图；以及

图9示出与图8相应的在加工较大直径的工件时侧视图。

具体实施方式

总体上由标记10表示的装置的实施方式用于带式精加工例如曲轴工件12。工件12具有工件轴14和所要精加工的工件表面16。为加工工件表面16，设置有精加工带18，精加工带18沿着工件表面16的部分圆周紧贴在工件表面上。工件表面16例如是曲轴的轴颈。

在精加工工件12的期间，工件通过已知的并因此没有示出的各个驱动装置来驱动。旋转驱动装置使工件12绕着工件轴14旋转运动。摆动驱动装置使工件12以平行于工件轴14的方式在相反的方向上摆动运动。通过旋转运动和摆动运动的组合，精加工带18通过精加工带的正面与工件表面16的研磨接触产生了精加工横削结构的特性。

装置10还包括用于与图8和9部分所示的夹具臂22连接的支座20。支座20具有用于绕着枢转轴28支承保持装置26的枢转轴承24。保持装置26在支座20上保持在枢转中心位置上，并借助弹簧单元30和32发挥作用，这些弹簧单元设置在枢转轴承24的两侧并且响应于保持装置26的枢转方向而分别用作压缩弹簧。

保持装置26具有壳状保持件34，壳状保持件34具有彼此成角度设置并用于容纳图2中单独示出的组件38的容纳部36。

组件38包括例如基本上长方形或立方形的按压件40，在设置在容纳部36内的情况下，按压件40具有指向精加工带18方向的按压段42。

组件38还包括中间件44，中间件44具有与按压件40的按压段42共同作用的片状段46。片状段46具有面向按压段42的力接收面48和面向精加工带18背面的力传递面50。片状段46优选地由淬火的弹簧钢制成并优选地具有最大1mm的材料厚度，特别地具有最大0.5mm的材料厚度。

中间件44具有从片状段46开始延伸的侧面段52和54，这些侧面段与片状段46一起覆套按压件40。

为将中间件44固定在按压件40上，可设置有从侧面段52、54开始延伸的底切段56和58。

可以设想的是，组件38以不可运动的方式容纳在保持装置26的容纳部36内。但组件38也可以以相对于保持装置26绕着轴60运动的方式支承。轴60以垂直于工件轴14和平行于中间件44的力传递面50的延伸平面方式延伸。因此，组件38可以绕着轴60倾斜并由工件12的几何形状引导。而且，能够补偿工件12的轴颈的轴误差。

在前述倾斜支承的实施例中，按压件40(以及需要时中间件44)可以具有以平行于轴60的方式延伸的开口62，所述开口用作(例如图7所示的)轴承盖螺栓64的通道。

保持装置26还用于通过圆形的带引导面(例如带导入面70和带导出面72)来固定带引导件66或68。

为将中间件44固定在按压件40上，也可以设置有固定件，例如螺栓74(参见图4)。

在工件12的精加工期间，精加工带18借助组件38压向工件12的工件表面16。在这种情况下，通过支座20和保持装置26将由夹具臂22提供的按压力传递到组件38上。

按压件40借助按压段42将按压力传递到中间件44的片状段46的力接收面48上。接着，片状段46借助力传递面50将按压力传递到精加工带18的背面上，接着，精加工带利用研磨作用的正面与工件12的工件表面16共同作用。

组件38产生在径向上作用的按压力，即，指向工件12的工件轴14的按压力。

组件38的按压件40例如由塑性材料制成，优选地由合成橡胶制成。合适的合成材料例如是聚酯型氨基甲酸酯橡胶，它也以德国莱沃库森拜耳AG公司的商标“Vullkollan”而为人们所知。在这种情况下，整个按压件40可以例如由比图1-3所示的中间件44更软的材料制成。但也可以仅按压件40的按压段42由比中间段44的片状段46更软的材料制成。

在用于装置10的按压件140(参见图8和9)的另一种实施方式中，设置有按压段142，按压段142具有靠近中间件44的力接收面48的自由空间144。在精加工带18的延伸方向上观察时，自由空间144在侧向上受凸起段146的限制并可以使中间段44在自由空间144内弹性地弯曲。

中间件44的片状段46在不变形的原始状态下在平直平面上延伸。在将按压件40和中间件44按压在工件表面16的情况下，片状段46弹性地变形，使得片状段46并因此力传递面50以与工件表面16的曲率相应的方式弯曲。以此方式，片状段46与精加工带18之间并因此精加工带18与工件表面16之间的接触面积增加。

在前述实施方式中，一个中间件44与一个按压件40相关联。一个中间件44也可以与多个按压件40相关联，优选地，仅与两个按压件40相关联。下面将参照图6和7所示的实施例对此进行介绍。

与多个按压件40相关联的中间件44包括具有与片状段46的数量相对应的数量的片状段46，例如第一片状段46a以及在空间上与第一片状段分离的第二片状段46b(参见图6)。段46a和46b通过与所要加工的工件表面16间隔开的连接段76相互连接。优选地，连接段76通过连接件78而与保持装置26连接。

段46a和46b在其各自远离连接段76的表面上具有端侧段80或82。而且，端侧段80和82布置成与所要加工的工件表面16间隔开，且优选地继而例如通过轴承销64固定在保持装置26上，轴承销64也用于提供前述的按压件40相对于保持装置26的倾斜支承。

片状段46a和46b利用其各自的力传递面50在平直平面上延伸。这些平面以90°+/-20°，特别地以90°+/-10°彼此相对定向。平直平面的这种成角度的布置可以实现不同直径的工件12的加工。在图6中通过较小的工件12(I)并通过较大的工件12(II)对此进行了说明。

为精加工工件12，优选地使用两个前述的装置10，这两个装置各自与夹具臂22连接(参见图8和9)。在这种情况下，可以使用公共的精加工带18，将精加工带从精加工带供应器84输送到第一装置10a并经过转向装置86到达第二装置10b，且最后输送到精加工带收集器88。

按照公知的方式以可枢转的方式支承夹具臂22。为加工相对小的工件12(I)，与加工相对大的工件12(II)相比，夹具臂22在工件12(I)的高度上彼此相对具有相对小的间隔，参照图8和9。

Claims (18)

1.一种用于精加工工件(12)的装置(10)，所述装置包括用于保持至少一个按压件(40)的保持设备(26)并包括精加工带(18)，所述精加工带能够在所述按压件(40)的高度处通过所述按压件(40)被压向将被精加工的工件表面(16)，其中，所述装置具有弹性的中间件(44)，所述中间件通过力接收面(48)和力传递面(50)将所述按压件(40)的按压力传递到所述精加工带(18)，其中，两个所述按压件(40)保持在所述保持设备(26)上并分布在所述工件表面(16)的部分圆周上，其中，一个所述中间件(44)或多个所述中间件(44)将在所述工件表面(16)的圆周方向上彼此相对偏移的按压力传递到所述精加工带(18)，其中，被分配到不同的所述按压件(40)的一个所述中间件(44)或多个所述中间件(44)的所述力传递面(50)以大体上V形的方式彼此相对地定向，其特征在于，所述力传递面(50)在不变形的原始状态下大体上为平面并且在传递按压力期间表现出与所述工件表面(16)同向的曲率。

2.如权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述力接收面(48)和所述力传递面(50)由所述中间件(44)的片状段(46)的彼此背离的侧面形成。

3.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)由金属材料制成。

4.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)由弹簧钢制成。

5.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)的所述力接收面(48)和/或所述力传递面(50)表现出增加摩擦的表面结构和/或增加摩擦的材料覆层。

6.如权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)的所述力接收面(48)和/或所述力传递面(50)表现出增加摩擦的表面结构和/或增加摩擦的材料覆层。

7.如权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)的所述力接收面(48)和/或所述力传递面(50)表现出增加摩擦的表面结构和/或增加摩擦的材料覆层。

8.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)由比所述按压件(40)的与所述中间件(44)的所述力接收面(48)相互作用的按压段(42)更硬的材料制造。

9.如权利要求8所述的装置(10)，其特征在于，所述按压件(40)的所述按压段(42)或整个所述按压件(40)由塑性材料制造。

10.如权利要求9所述的装置(10)，其特征在于，所述按压件(40)的所述按压段(42)或整个所述按压件(40)由合成橡胶制造。

11.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述按压件(40)能够相对于所述保持装置(26)绕着轴(60)运动，所述轴以平行于所述力传递面(50)并平行于所要精加工的所述工件表面(16)的正切方向的方式延伸。

12.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)固定在所述保持装置(26)上。

13.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)固定在所述按压件(40)上。

14.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述中间件(44)覆套所述按压件(40)。

15.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述力传递面(50)跨越约50°至约130°的角度。

16.如权利要求15所述的装置(10)，其特征在于，所述力传递面(50)跨越约70°至约110°的角度。

17.如权利要求16所述的装置(10)，其特征在于，所述力传递面(50)跨越约80°至约100°的角度。

18.如权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述保持装置(26)以能够绕着枢转轴(28)枢转的方式安装在支座(20)上，所述枢转轴以平行于工件轴(14)的方式延伸。