CN1078516C - 内磨床 - Google Patents

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Abstract

环形工件内表面的内磨床包括一根承载工具(18)的被旋转驱动的主轴(16)、被加工工件(15)的卡盘设备(14)和工件和工具间相对运动的进给装置(10，11)；马达(17)设置在圆筒形壳体(3)中设置的轴(7)内的凹部中，轴具有纵向圆筒形内部空间，其纵轴线与壳体纵轴线偏置，所述轴在所述空间中可作角度运动，壳体(3)由牢固连接于盖件(19)的旋转驱动的外构件(5)包围，卡盘设备(14)和盖件(19)用于保持工件(15)，使其与盖件(19)一起绕其轴线转动，所述轴(7)当移入所述空间时沿一路径位移工具(18)，使工具表面趋近并接触工件的内周面。

Description

内磨床
本发明涉及内磨床，即，用于从环形工件内包络面除去材料的机床，具体来说，涉及一种内磨床，用于从环形工件的内包络面除去材料，包括由马达驱动的且一端具有一工具的一根可转动支承的主轴、被加工工件的卡盘设备和引起工件和工具之间的进给运动的进给装置。
研磨机床例如磨床、精研机、珩磨机、磨碎机等公知有许多稍许不同的结构和实施例。这种机床最好结构紧凑、尽可能节省空间。另一方面，为了获得良好的机加工效果，重要的是机床配合工作的零件要有高的相互稳定性和低的振动倾向。上述后一种性质往往是通过使机床具有重的机座和坚实牢固的结构而获得的，因而这两种要求与紧凑和节省空间的需要往往是矛盾的。
本发明的目的是提供一种内磨床，它可以实现上述的部分相矛盾的性质。
为了实现上述目的。按照本发明的一种内磨床，用于从环形工件的内包络面除去材料，包括由马达驱动的且一端具有一工具的一根可转动支承的主轴、被加工工件的卡盘设备和引起工件和工具之间的进给运动的进给装置，其特征在于：所述马达设置在一根轴的凹部中，所述轴设置在管状圆筒形壳体中。具有纵向的圆筒形内部空间，所述圆筒形内部空间的纵轴线与所述壳体的纵轴线偏置，所述轴可在所述空间中作角度运动，所述壳体被一个被旋转驱动的外构件包围，所述外构件牢固地连接于一个盖件，所述卡盘设备和盖件设置得可保持所述被加工工件，使其与盖件一起绕其轴线转动，所述轴当在所述空间中作角度运动时，使所述主轴及工具在一路径上位移，使工具表面趋近并接触由卡盘设备和盖件保持和驱动的工件的内周面。
按照这种方式，在机床内可实现很短的距离，这就是说，在传统机床中引起的不精确性，例如由热影响及长轴中材料弹性等引起的不精确性可减至最小，从而使机床具有超级精密性。
现在对照以下附图进一步描述本发明的实施例。
图1是按照本发明的磨床的实施例的示意纵剖图。
图2是图1所示机床的一部分的端视图
图3是图1中圆圈部分的放大图。
图4至7表示在不同相互位置上、不同机床零件的图2端视图的示意横剖图。
图1示意地表示一种按照本发明作为磨床构制的新颖内磨床的主要部件。这种机床具有一个机架1，在本实施例中，它设计成一个机床身，具有一个用于支承悬伸壳体的部分2，该壳体设计成外圆筒形、基本呈管形的长构件3，该构件具有一个纵向延伸孔4，该孔相对于圆筒形构件3的纵向中心线偏心设置。圆筒形构件3最好但又不必是非转动地连接于机架L一个可转动的外构件5、一个由马达6，最好由电机驱动的加工头可转动地支承在圆筒形构件3的外包络面上。在壳体的偏心孔4内设有一根轴7，该轴可旋转及轴向位移。轴7具有一个从壳体的孔4在朝向机架1的支承部分2的方向上伸出的部分8，在图示实施例中部分8具有比轴7的装在壳体中的部分小的直径。在图示实施例中，从壳体伸出的轴的部分8被接纳在机架1的部分2中形成的空间9中，在该空间中设有用于旋转轴7的装置，最好是力矩马达10，以及用于轴向移动轴7的装置，最好为线性马达11的形式。轴的旋转和轴向位移是分别由传感器12和13控制的，上述传感器也装在机架的部分2的空间9中。
显然，用于旋转和轴向移动轴的装置不必一定按照附图所示方式布置，但是，例如它们可设置在轴本身的凹部中。
机架1也支承一个为未画出的适当卡盘而设的滑架14，卡盘用于安装工件15，例如待磨孔的轴承座圈。在轴7的与伸出部分8相反的一端，轴7具有一个内部空间7a，在该空间中支承着带有整体的磨削主轴16的马达17，该磨削主轴在其最外端承载着一个砂轮18。可转动的外构件5或加工头稍许伸出圆筒形构件3，设有一个具有中心孔20(见图3)的牢固连接的盖件19，圆筒形构件5在其前端即其邻近于圆筒形构件3的自由端的端部呈管状。在工作中，磨削主轴16伸过中心孔20，使装在所述主轴上的砂轮18可跟随轴7由线性马达11产生的轴向运动，在盖件19内、外的位置之间位移。在盖件19上的孔20的尺寸使得磨削主轴16及砂轮18以足够的间隙穿过，从而使轴7，因而使磨削主轴16相对于盖件的孔20偏心地旋转，从而使磨削主轴16及砂轮18在一路径中角位移，使砂轮面趋近及接触夹紧在卡盘设备14和盖件之间的工件的内周面。
为了进行砂轮或类似工具的修整，所述孔20的孔壁最好设置材料21，将工具移过孔20，使工具趋近并接触上述材料，从而使砂轮获得需要的或适当的形状。所述工具主轴通过线性马达的驱动可缩至一个至少与所述孔齐平的位置。
如图3所示，图3是图1中圆圈部分的放大图，可转动的外构件5的盖件19具有包住孔20并向外伸出的凸缘部分22。在本实施例中的凸缘部分22与卡盘构件14配合工作，从而使工件15夹紧在卡盘14和凸缘22之间，随可转动的外构件5一起转动，从而使工件绕其轴线转动。显然，工件卡紧方法对于本发明来说并非关键，可以使用任何传统的夹紧方法，即，(图示的)中心卡紧、微中心卡紧(micro-centricchuching)或磁力卡紧。
在图4-7中的横剖图表示按照本发明的磨床的主要部件可以布置及相互角位移的不同实施例。
图4表示按照图1所示实施例主要部件，外构件5、壳体3和轴7及其内部空间7a的配置情况。在该实施例中，外构件5围绕固定的非转动壳体3转动，而轴7借助其马达10可相对于壳体转动。为此目的，壳体3和外构件5之间，以及壳体3和轴7之间的表面构成轴承表面23。
如该图所示，在轴及其内空间7a中未画有接入的马达的部位，该实施例中的空间7a形成一个椭圆孔，因而可以插入不同尺寸的马达并将其设置在与壳体中心24偏置的不同位置上。
从该图还可清楚看出中心25与壳体中心偏置的情形。
图5表示看起来与图4所示相同的实施例，但是稍许不同之处在于，轴7可以固定且不可角位移的，而壳体构件3可相对于轴7转动。在这种情形中外构件5也是可转动的，在构件5和壳体3之间，以及在壳体3和轴7之间设有轴承表面23。
图6表示另一个可能的实施例，其中，外构件5在一个外部固定结构26中设有一个在其间设置的轴承表面27。在外构件5和固定的壳体3之间，在这种情形中没有轴承表面，而有一个间隙28。
在图7所示的实施例中，与图6所示实施例一样，设有一个固定的外部结构26，但是在本例中，在外构件5和壳体3之间也设有轴承表面23，上面提到的壳体3被防止转动。
本发明并不局限于参阅附图描述的实施例，可以进行各种修改和变化而不超出权利要求的范围。
因此，可以说在附图所示及描述的实施例中，圆筒形壳体具有一圆筒形内部空间，但是除此以外，该空间也可以是非圆筒形的，另外，轴可以具有任何使其可在壳体内转动或分度的适当横截面形状。轴甚至可以设计成所述主轴的壳体，甚至可以用轴代替一种能够使主轴以适当方式旋转或分度的铰接或类似系统。

Claims (12)

1.一种内磨床，用于从环形工件的内包络面除去材料，包括由马达(17)驱动的且一端具有一工具(18)的一根可转动支承的主轴(16)、被加工工件(15)的卡盘设备(14)和引起工件和工具之间的进给运动的进给装置(10，11)，其特征在于：
所述马达(17)设置在一根轴(7)的凹部(7a)中，所述轴设置在管状圆筒形壳体(3)中，具有纵向的圆筒形内部空间，所述圆筒形内部空间的纵轴线与所述壳体的纵轴线偏置，所述轴可在所述空间中作角度运动，所述壳体(3)被一个被旋转驱动的外构件(5)包围，所述外构件(5)牢固地连接于一个盖件(19)，所述卡盘设备(14)和盖件(19)设置得可保持所述被加工工件，使其与盖件(19)一起绕其轴线转动，所述轴(7)当在所述空间中作角度运动时，使所述主轴(16)及工具(18)在一路径上位移，使工具表面趋近并接触由卡盘设备(14)和盖件(19)保持和驱动的工件的内周面。
2.如权利要求1所述的内磨床，其特征在于：所述轴(7)在其与所述凹部相反的端部(8)可转动地布置在一支承机架(1，2)的一个凹入部分(9)中。
3.如权利要求2所述的内磨床，其特征在于：伸入支承机架(1，2)的所述凹入部分(9)中的轴(7)的端部(8)设置得由设在所述凹入部分中的力矩马达(10)转动。
4.如权利要求2所述的内磨床，其特征在于：伸入支承机架(1，2)的所述凹入部分(9)中的轴(7)的端部(8)被一线性马达(11)驱动可作轴向位移。
5.如权利要求3所述的内磨床，其特征在于：伸入支承机架(1，2)的所述凹入部分(9)中的轴(7)的端部(8)被一线性马达(11)驱动可作轴向位移。
6.如权利要求1所述的内磨床，其特征在于：轴(7)中的所述凹部的成形可装配不同尺寸的主轴马达(17)，和/或可使所述主轴马达(17)设置在与轴的中心偏置的不同位置上。
7.如权利要求1所述的内磨床，其特征在于：所述壳体(3)固定地安装在一个机架(1，2)上，可转动的外构件(5)由所述壳体承载的马达(6)驱动。
8.如权利要求1所述的内磨床，其特征在于：所述盖件(19)具有一个孔(20)，工具主轴(16)穿过所述孔，使工具(18)在工作时伸出盖件。
9.如权利要求8所述的内磨床，其特征在于：工具主轴(16)通过线性马达(11)的驱动可缩至一个至少与所述孔(20)齐平的位置。
10.如权利要求9所述的内磨床，其特征在于：盖件(19)的孔(20)设有用于在所述工具缩入所述孔时整修所述工具(18)的材料(21)。
11.如前述任一权利要求所述的内磨床，其特征在于：轴(7)设有用于控制其角运动及轴向运动的传感器(11，12)。
12.如前述任一权利要求所述的内磨床，其特征在于：用于在工件和工具之间的相对进给运动的进给装置是电机(10，11)。
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