CN105829021B - 用于加工轴止推轴承的精加工装置和方法 - Google Patents

用于加工轴止推轴承的精加工装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对轴止推轴承，尤其曲轴法兰轴承进行加工的精加工装置(10)，该装置包括布置或者能够布置在机架(22)上的保持件(28)，在保持件上以能够移动的方式安装有包括精加工工具(56)的加工单元(42)，其中加工单元(42)的移动与待被精加工工具(46)加工的轴止推轴承的直径的调节关联，其中为了移动加工单元(42)而设置有电机驱动单元(62)，该电机驱动单元沿着调节轴线(74)驱动加工单元(42)。本发明还涉及一种用于加工轴止推轴承的方法。

Description

用于加工轴止推轴承的精加工装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对轴止推轴承，尤其是对曲轴法兰轴承进行加工的精加工装置，该装置包括布置或者能够布置在机架上的保持件，在保持件上以能够移动的方式安装有包括精加工工具的加工单元，其中加工单元的移动与待被精加工工具加工的轴止推轴承的直径的调节关联。
背景技术
前述的精加工装置例如用于对曲轴法兰轴承进行加工。这些轴承具有彼此面对的轴向支承面，轴向支承面在径向上向内与曲轴法兰轴承的周面相邻。为了至少适应止推轴承面的内直径，需要调节精加工工具的位置，使得精加工工具不能低于其最小直径。为此，必须使具有精加工工具的加工单元进入到相对于待加工工件的相应位置中。由此带来的装置成本对于大批量的(也就是对于大量的彼此跟随的)待加工的相同曲轴来说是可接受的；然而，在小批量的且常常在不同的直径之间变化的批量之间，装置成本是不利的，且导致极大部分的非生产的额外操作时间。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提出了用于简化具有不同直径的批量的轴止推轴承的加工的装置和方法。
该目的是通过如下方式实现的：为移动加工单元设置有电机驱动单元，该电机驱动单元沿着调节轴线驱动加工单元。
根据本发明的精加工装置允许加工单元和精加工工具相对于待加工的工件的精确传送。通过这种方式显著地降低了用于配置新批量的成本。
通过设置用于控制驱动单元的控制装置进一步降低了额外操作时间。这允许可根据待加工的工件的几何轮廓来预先设定期望位置。
特别优选地，设置有用于检测加工单元沿着调节轴线的位置的传感器装置。这允许加工单元相对于待加工的工件的期望位置与实际位置之间的调整以及精加工工具相对于待加工的工件的期望位置和实际位置的调整。
在本发明的优选实施例中，传感器装置包括布置在保持件上的第一传感器部件和布置在加工单元上的第二传感器部件，其中，传感器装置检测上述两个传感器部件的相对移动。这允许检测加工单元相对于保持件的位置，而与待加工的工件的几何形状无关。
在本发明的另一优选实施例中，传感器装置包括用于检测加工单元与待加工的工件的参考面之间的间距的间距传感器，待加工的工件的参考面尤其是曲轴的主轴承的周向支承面。这实现了加工单元相对于待加工工件的精确定位。
在本发明的另一优选实施例中，传感器装置包括用于测量驱动单元的运行参数的测量装置。例如能够检测驱动单元的运行所需要的与驱动单元的能量需求一致的参数。通过这种方式能够检测加工单元至待加工的工件的“提升”；这样的“提升”伴随有驱动单元的能量需求的增加，例如伴随有电机驱动单元的电流的增加或者气动或者液压的驱动单元的驱动介质的压力的增加。
有利地，精加工装置包括用于调节加工单元沿着调节轴线的位置的调节装置。这实现了加工单元的期望位置和实际位置的简单补偿。
在本发明的另外的优选实施例中，精加工装置包括振荡驱动装置，振荡驱动装置驱动加工单元以使加工单元相对于调节轴线成角度地，尤其沿垂直方向振荡。通过这种方式，由待加工的工件的旋转引起的精加工工具与待加工的工件之间的相对移动与另外的移动叠加。通过这种方式，精加工工具的作用的不同部分能够与待加工的止推轴承面作用。在此，精加工工具(在与工件轴线相切的方向上)来回移动。
有利地，精加工工具是精加工带。这样的精加工带优选地被引导使得它在两个彼此面对的止推轴承面的区域中具有面向第一止推轴承面的第一作用面部分和面向第二止推轴承面的第二作用面部段。
优选地，精加工装置包括两个加工单元，所述两个加工单元均具有加工工具，其中两个加工工具被配置成用于对同一轴止推轴承的在轴向上彼此错开的表面部段进行加工。通过这种方式能够在工件夹紧操作中加倍材料去除速率。
可以考虑的是，通过使用彼此间距能相对调节的两个加工单元，能够对具有不同直径的轴止推轴承进行加工。
在本发明的优选实施例中，两个加工单元能够彼此独立地移动。由此实现了止推轴承面的进一步的加工自由度。
优选地，两个加工单元以能够移动的方式支承在同一保持件上，由此简化了两个加工单元的相对定位。
优选地，每个加工单元具有自身的用于沿着相应调节轴线驱动的驱动单元。这实现了用于加工不同的止推轴承面直径的最大灵活性。
此外，优选地，每个加工单元具有各自的用于检测沿着调节轴线的相应位置的传感器装置。这实现了不同加工单元的不同的期望位置和实际位置的简单补偿。
在本发明中，前面所述的目的在用于加工轴止推轴承，尤其是曲轴法兰轴承的方法中实现，即通过使用之前描述的加工装置，加工单元通过驱动单元沿着调节轴线移动，更确切地说在通过精加工工具对轴止推轴承进行加工的期间。
上述方法实现了对止推轴承的加工，该止推轴承的环宽度大于精加工工具在径向方向上作用的宽度，精加工工具在径向方向上作用的宽度例如由精加工带的宽度确定。此外，有利地，实现了在径向方向上变化的切削速度的补偿。精加工工具也可以例如在径向上更靠内的位置中比在径向上更靠外的位置中更长时间地逗留，在该更靠外的位置中在待加工的工件旋转时出现更高的切削速度。
最后，前述的根据本发明的方法有利地产生“叠加行程”。在此，精加工工具在待加工的止推轴承面的径向方向上来回移动，例如为了实现希望的目标几何轮廓和/或为了产生具有交叉磨削结构的止推轴承面。
通过下面的优选实施例的说明和附图可以看出本发明的其他的特征和优点。
附图说明
图中示出：
图1是精加工装置的一个实施例的立体图；以及
图2是从图1中的II看时图1的精加工装置的立体图。
具体实施方式
图1和2从不同角度示出了精加工装置的一个实施例并且该装置总体上由10标注。精加工装置10用于对工件12的止推轴承面进行精加工处理，该工件特别被配置成曲轴。工件12具有轴线14。在加工工件12期间，该工件由被示意性示出的旋转驱动装置16驱动，使得工件12围绕工件轴线14旋转。
工件12具有至少一个，优选两个待加工的止推轴承面18和20。止推轴承面18和20共同形成曲轴法兰轴承，该曲轴法兰轴承在被装入到内燃机中时用于轴向地支承曲轴。
精加工装置10布置在已知的且未被示出的机架22上。在此，精加工装置10被固定至机架22或者通过已知的且被示意性示出的振荡驱动装置24驱动以沿着振荡轴线26振荡。震荡轴线26优选地以垂直于工件轴线14的方式延伸。
精加工装置10包括总体上由标记28标注的保持件。在示出的实施例中，保持件28包括与垂直板32固定连接的水平板30。保持件28还包括水平保持部34，以布置相对于保持件28位置固定的第一传感器部件36和38，第一传感器部件36和38分别是传感器装置40和41的一部分。
精加工装置10包括上部加工单元42和下部加工单元44。上部加工单元42用于引导第一精加工带46，第一精加工带在上部加工单元42上被引导，使得其在与工件12作用的区域中利用第一作用部48与止推轴承面20作用并且利用第二作用部50与止推轴承面18作用。
相对于止推轴承面18和20的周向方向以180°错置，第二精加工带56的作用部52和54与工件12的止推轴承面18和20作用。第二精加工带56在下部加工单元44上被引导。
第一精加工带46具有相对于工件轴线14垂直地测定的间距58。第二精加工带56具有相对于工件轴线14沿垂直方向测定的间距60。间距58和60可以相同地设定，使得作用面48和52以及作用面50和54在相同的半径范围内对止推轴承面18和20进行加工，该半径范围对应于精加工带46和56的宽度。然而，也可以考虑的是，间距58和60彼此不同地设定。
为了调节间距58和60，精加工装置10包括接下来描述的驱动单元。
第一驱动单元62与上部加工单元42关联。第二驱动单元64与下部加工单元44关联。
驱动单元62和64分别包括驱动壳体66和68以及相对于驱动壳体可移动的驱动件70和72。
驱动件70和72分别能够沿着垂直的调节轴线74和76移动。驱动件70和72的自由端分别通过铰接眼78和80与保持件28的垂直板32连接。
驱动单元62和64的驱动壳体66和68与对应的加工单元42和44连接。驱动单元62的驱动壳体66通过以基本上平行于驱动件70的方式延伸的连接件82与上部加工单元42的垂直板84连接。垂直板84过渡到上部加工单元42的臂86中或者与该臂86固定连接。
驱动单元64的驱动壳体68以相应的方式通过连接件88与下部加工单元44的垂直板90连接。垂直板90过渡到下部加工单元44的臂92中或者与该臂92连接。
为了检测加工单元42和44相对于保持件28的移动，设置有第二传感器部件94和96，它们的位置随着加工单元42和44相对于第一传感器部件36和38的位置而变化。
为了控制驱动单元62和64，设置有控制单元98。通过控制单元98，驱动单元62和64可以预先设定上部加工单元42或者下部加工单元44沿着相应的调节轴线74和76的目标位置。加工单元42和44沿着调节轴线74和76的实际位置可以通过传感器装置40和41来检测。
当从图1示出的状态开始对具有较大直径的工件12进行加工时，上部加工单元42的驱动单元62应该被控制成使得驱动件70从驱动壳体66中移出。这导致驱动壳体66相对于驱动件70上升并且通过连接件82和垂直板84也使上部加工单元42上升。
为了增大间距60，通过使驱动件72进一步移动到第二驱动单元64的驱动壳体68中而使下部加工单元44向下移动。由此，第二驱动单元64的驱动壳体68向下移动并且该移动通过连接件88传递到垂直板90和下部加工单元44。
驱动单元62和64布置在垂直平面中，该垂直平面以垂直于工件轴线14的方式延伸。这允许获得整体上非常纤细地配置的精加工装置10，由此能够在非常紧凑的有限空间中并排布置多个精加工装置。由此，在精加工装置10的邻近侧面保留出用于另外的机床部件的空间。

Claims (19)

1.一种用于对轴止推轴承进行加工的精加工装置(10)，所述精加工装置包括布置或者能够布置在机架(22)上的保持件(28)，在所述保持件上以能够移动的方式安装有包括精加工工具(46，56)的加工单元(42，44)，其中所述加工单元(42，44)的移动与待被所述精加工工具(46，56)加工的所述轴止推轴承的直径的调节关联，其特征在于，为了移动所述加工单元(42，44)，设置有电机驱动单元(62，64)，所述电机驱动单元沿着调节轴线(74，76)驱动所述加工单元。
2.根据权利要求1所述的精加工装置(10)，其特征在于，设置有用于控制所述驱动单元(62，64)的控制装置(98)。
3.根据权利要求1所述的精加工装置(10)，其特征在于，设置有用于检测所述加工单元(42，44)沿着所述调节轴线(74，76)的位置的传感器装置(40，41)。
4.根据权利要求2所述的精加工装置(10)，其特征在于，设置有用于检测所述加工单元(42，44)沿着所述调节轴线(74，76)的位置的传感器装置(40，41)。
5.根据权利要求3或4所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(40，41)包括第一传感器部件(36，38)和第二传感器部件(94，96)，所述第一传感器部件布置在所述保持件(28)上，所述第二传感器部件布置在所述加工单元(42，44)上，其中，所述传感器装置(40，41)检测所述第一传感器部件(36，38)和所述第二传感器部件(94，96)的相对位置。
6.根据权利要求3或4所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(40，41)包括间距传感器，以用于检测所述加工单元(42，44)与待加工的工件(12)的参考面之间的距离。
7.根据权利要求6所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述待加工的工件的所述参考面是曲轴的主轴承的周向支承面。
8.根据权利要求3或4所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(40，42)包括测量装置，以用于测量所述驱动单元(62，64)的运行参数。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的精加工装置(10)，其特征在于，设置有用于调节所述加工单元(42，44)沿着所述调节轴线(74，76)的位置的调节装置。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述精加工装置(10)包括振荡驱动装置(24)，所述振荡驱动装置驱动所述加工单元(42，44)以使所述加工单元相对于所述调节轴线(74，76)成角度地振荡。
11.根据权利要求10所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述振荡驱动装置驱动所述加工单元(42，44)以使所述加工单元相对于所述调节轴线(74，76)沿垂直方向振荡。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述精加工装置(10)包括两个所述加工单元(42，44)，所述两个加工单元分别具有一个所述精加工工具(46，56)，其中所述两个精加工工具(46，56)被构造成用于对同一所述轴止推轴承的在轴向上彼此错开的表面部分进行加工。
13.根据权利要求12所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述加工单元(43，44)能够彼此独立地移动。
14.根据权利要求12所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述加工单元(42，44)以能够移动的方式被支承在同一所述保持件(28)上。
15.根据权利要求12所述的精加工装置(10)，其特征在于，每个所述加工单元(42，44)具有各自的用于沿着相应的所述调节轴线(74，76)进行驱动的所述驱动单元(62，64)。
16.根据权利要求12所述的精加工装置(10)，其特征在于，每个所述加工单元(42，44)具有各自的用于检测沿着所述调节轴线(74，76)的相应位置的传感器装置(40，41)。
17.根据权利要求1-4中任一项所述的精加工装置(10)，其特征在于，所述轴止推轴承是曲轴法兰轴承。
18.一种使用根据前述权利要求中任一项所述的精加工装置(10)加工轴止推轴承的方法，其特征在于，在通过所述精加工工具(46，58)对所述轴止推轴承进行加工的期间，所述加工单元(42，44)通过所述驱动单元(62，64)沿着所述调节轴线(74，76)移动。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述轴止推轴承是曲轴法兰轴承。
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