CN109382690A - 用于在机床上容置环形或盘形工件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在机床(3)上容置环形或盘形工件(2)的装置(1)，利用该装置可以在多个表面上进行工件的特别精确的加工。该装置包括容置上部(4)和容置下部(5)，其中，容置上部(4)和容置下部(5)能够与中心轴线(a)同轴地以可拆分的方式彼此连接，其中，容置上部(4)具有多个操纵元件(6)，利用这些操纵元件分别可以对工件(2)施加径向(r)作用力和/或径向位移，其中，操纵元件(6)通过挤压加压流体来操纵，其中，在容置下部(5)中，设置有与所述操纵元件(6)的数量相对应的多个致动器(7)，利用所述致动器能够分别将限定体积的加压流体输送到相应的传送元件(8)。

Description

用于在机床上容置环形或盘形工件的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在机床上容置环形或盘形工件的装置。
背景技术
例如在摆线齿轮箱中需要上述类型的工件；在此特别是所谓的销环(也称为“针环”)。这种工件具有根据用途可能需要精密硬处理的廓形部。此外，还存在筒形表面和平坦表面，它们必须被同等精确地处理。
为了在不同机床上进行加工，所需公差通常处于使得重新夹紧工件出问题的区域内。
US 6 123 341 A1描述了一种此类型的装置。类似的解决方案在US 7 654 178 B2中示出。针对流体静力学平衡装置，DE 1 048 108 A公开了一种利用柔性膜工作的压力传递装置。类似的解决方案由DE 645 770 A示出，其用于压力表连接线的可拆分连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种所述类型的装置，从而能够高精度地夹紧环形或盘形工件，并且随后在一次夹紧中在多个加工表面上加工。因此应该可以在多个表面上特别精确地加工工件。此外，还应该能够高精度地和经济地加工不同的工件。
本发明如此解决该问题，即所述装置包括:
容置上部和容置下部，所述容置上部被设计用于容置工件，所述容置下部被设计用于容置在机床中，其中，所述容置上部和所述容置下部与中心轴线同轴地以可拆分方式彼此连接，
其中容置上部具有围绕中心轴线布置的多个操纵元件，利用这些操纵元件，可以将径向作用力和/或径向位移施加到工件上，其中操纵元件通过加压流体、特别是液压油的挤压来操纵，
其中在所述容置下部中设置有与所述操纵元件的数量相对应的多个致动器，利用所述致动器能够分别将限定体积的加压流体输送到相应的传送元件，其中存在与所述操纵元件的数量相对应的多个传送元件，
其中，每个传送元件具有布置在所述容置上部中的部段和布置在所述容置下部中的部段，其中每个部段各自具有用于加压流体的容置空间，每个容置空间由传输元件界定，利用所述传输元件能够将其中一个传输元件由于加压流体的挤压而引起的运动传输至另一个传输元件，并且
其中，当所述容置上部和所述下容置下部连接时，传输元件在一表面上相互贴靠，即该表面对应于所述容置上部和所述容置下部之间的分界面。
因此，所提出的用于容置环形或盘形工件的专用夹紧元件由与机床特别是其转台连接的下部和承载工件的上部构成。为了工件的精确对准和夹紧，设置有优选地以液压(可能也是气动)方式工作的多个操纵元件，其中通过所述传输元件，将由(液压)流体引起的运动从下部传输到上部。
该实施例的一个主要优点是，几个容置上部以不同的尺寸尤其以不同的直径制成，随后可以与容置下部组合，容置上部和容置下部之间的可拆分式固定正是用于此目的。
传输元件在此优选形成为弹性膜。该膜优选由弹性体材料或金属制成。在这种情况下，可以有利地使用用于膜的非常有延展性的金属材料。
然而，可替换地，也可以提出，传输元件被设计为活塞，其可移动地布置在容置空间中。活塞优选由陶瓷材料制成。
至少3个并且优选最多12个操纵元件、特别优选地9个操纵元件围绕中心轴线布置在容置上部中。这些操纵元件优选围绕中心轴线等距布置。
优选实施例提出，设置与操纵元件的数量相对应的多个可拆分的电触头，其中电触头的一部分布置在容置上部中，电触头的一部分布置在容置下部中。在这种情况下，在每个操纵元件中可以设置有一个压力传感器，其中压力传感器的与压力相对应的电信号可以经由电触点从容置上部传输到容置下部。
优选地，设置定心机构，利用该定心机构，容置上部可以相对于容置下部定心。定心机构可以形成为圆锥形的配合部分。
每个致动器优选地配设有布置在容置下部中的电子控制器。它尤其负责操纵元件中受控的力产生或移位运动。
容置上部优选地具有用于工件的支撑表面，其中在支撑表面的区域中布置有至少一个电磁体，工件可借助该电磁体固定在容置上部上或容置上部处。在这种情况下，特别地，每个操纵元件配设有一个电磁体。
该装置优选地布置在机床的转盘上，以便能够围绕中心轴线旋转。因此，例如，在孔表面或平面上也可以执行车削过程。
操纵元件优选可拆分地固定在容置上部中。这使得能够以模块化的方式置换它们，从而使其易于适应不同的工件。
致动器(操纵元件)也可以是弹性膜或(陶瓷)活塞的形式，或者致动器(操纵元件)具有这样的元件，也就是说，上述针对传送元件所描述的技术也可以用于致动器中。
通常，围绕工件的周侧将操纵元件布置在限定的轴向高度(相对于工件的轴向范围)就足够了。在工件具有特别大的轴向范围的情况下，也就是说，如果工件例如是管状的(相对于直径具有相对大的轴向范围)，还可以有利地设置轴向偏移的两组(或更多组)操纵元件，它们被布置成通过操纵元件在不同的轴向位置处同时接触工件或夹紧(在下面描述的实施例中将提供2×9个操纵元件，其中第二组9个操纵元件相对于第一组9个操纵元件(沿中心轴线方向)将被布置成轴向偏移)。
利用所提出的用于环形或盘形工件的夹紧装置，可以进行所有相关的或至少大量的功能表面的精密加工。在大多数情况下，使用磨削过程来加工廓形部。筒形孔表面和平面可以通过车削(精车削)以及必要时随后的圆磨削或平面磨削来加工。
所提出的装置特别有利地用于摆线齿轮箱的销环。
该装置能够在良好的生产率情况下以非常高的精度加工所述类型的工件。
附图说明
在附图中，示出了本发明的实施例。在附图中:
图1是待加工工件的透视图；
图2是用于容置工件的装置(未示出工件)的透视图；
图3示出了根据图2的装置连同工件和容纳该装置的机床的一部分的径向截面；
图4是图3的一部分的放大图；
图5是根据图2的装置的容置下部的透视图；
图6是根据图2的装置的容置上部的下支承表面，容置上部以其贴靠在容置下部上；以及
图7示出了根据图2的装置的控制的示意图。
具体实施方式
在图1中，示出了摆线齿轮箱的销环2，该销环需要被下面所描述的装置夹紧，然后在机床上被精密加工。销环2具有与下述装置的轴线相对应的中心轴线a。为此，径向方向r延伸。
这里的目的是在一次夹紧中加工廓形部21、两个筒形孔表面22和23以及端面24，从而为此不需要重新夹紧具有相关精度问题的工件。
为此，使用如在图2至图6中全部或部分示出的装置1。
如图3所示，用于容置和夹紧工件2的装置1被容置在机床3的工作台(转台)上。装置1具有一起形成装置1的容置上部4和容置下部5。容置下部5在此连接到机床3的工作台，而容置上部4与中心轴线a同轴地与容置下部5以可拆分方式连接。定心装置17(具有配合的锥形部分)确保在容置上部4和容置下部5之间沿径向r的定心。
容置上部4和容置下部5的可拆分性使得容置下部5保持安装在机床3中成为可能，并且通过置换容置上部4，在容置下部5上安装适合于特定工件2的容置部。这大大提高了加工的经济效率。
操纵元件6用来使工件2相对于中心轴线a定心并夹紧工件2，操纵元件(在示例性实施例中，操纵元件6的数量为9)围绕中心轴线a设置。每个操纵元件6作为自给自足的液压元件工作，该液压元件可在径向r上对工件2施加接触力和径向位移。
为了产生所述径向接触力或径向位移，操纵元件6通过布置在容置下部5中的致动器7被施加液压作用。致动器7的平移移动导致液压油的挤压，这最终导致操纵元件6中的调节运动。
然而，为此目的，液压流体的挤压通过在容置下部5中的致动器7而被传输至容置上部4，在此被传输至相应的操纵元件6。
为此目的而使用传送元件8，如其在图4中详细所示。
传送元件8的上部部段9位于容置上部4中，而传送元件8的下部部段10位于容置下部5中。每个部段9、10具有用于液压流体的容置空间11和12。此外，容置空间11和12分别由传输元件13和14界定。两个传输元件13和14彼此抵靠并且位于容置上部4和容置下部5之间的分界面15中(见图4)。
通过数量对应于操纵元件6和致动器7的传送元件8，可以将致动器7对操纵元件6的液压操纵从容置下部5传送到容置上部4，其中，存在相应的密封的子系统并且因此液压流体分别在容置下部5和容置上部4中封闭。未详细示出容置上部4和容置下部5中的孔，加压流体经由这些孔(从致动器7到容置空间12或从容置空间11到操纵元件6)被引导。然而，特别是对于容置下部，密封的封闭并不是理解为，这里可能不存在用于加压流体的再填充罐。利用这种方式，可能的致动器(即调节活塞)的泄漏可以得到补偿。
在每个操纵元件6中有一个压力传感器(未示出)，其电信号必须从容置上部4传输到容置下部5。电触点16起此作用，电触点的数量又对应于操纵元件6的数量。
电磁体20用来将工件2固定在容置上部4之中或之上，该电磁体设置在工件2的支撑表面19的区域中并因此能够相对于容置上部4固定工件2。
在容置下部5中还设置有电子控制器18，电子控制器18的数量又对应于操纵元件6的数量。控制器18仅示意性地示出。图7示出了在使用所述控制器情况下，对装置1进行控制的示意图。
每个(在实施例中：9个)致动器7(线性致动器)因此在卡盘中具有其自己的控制器18，这使得通过机床的PLC(可编程逻辑控制器)单独定位单个致动器7成为可能。
PLC通过总线系统连接到控制器18。操纵元件6(夹紧元件腔室)中的压力由已经提及且未示出的压力传感器确定，该压力传感器由相关联的控制器18直接检测。
每个单独的操纵元件6(夹紧元件)配设有电磁体20。控制是通过致动器控制器的数字输出来完成的。
通过PLC结合致动器控制器以压力控制方式自动地将操纵元件6(夹紧元件)贴靠到工件2上。
在移动过程中，机床的数字控制装置检测工件2的位置，并计算各个操纵元件6(夹紧元件)的移动路径。这些值被传送SPS，SPS确定各个致动器7的行进路径，并相应地控制它们。至少一个固定安装在机床中的探测头起附加的调节参数的作用，其验证工件2待到达的端部位置。
所提出的装置1允许在一次夹紧中加工廓形部21、筒形孔表面22和23以及端面24，从而可以实现高精度。

Claims (12)

1.一种用于在机床(3)上容置环形或盘形工件(2)的装置(1)，包括:
被构造用于容置所述工件(2)的容置上部(4)和被构造用于容置在所述机床(3)中的容置下部(5)，其中所述容置上部(4)和所述容置下部(5)与中心轴线(a)同轴地以可拆分的方式彼此连接，
其中所述容置上部(4)具有围绕所述中心轴线(a)布置的多个操纵元件(6)，利用这些操纵元件可以在所述工件(2)上施加径向作用力和/或径向位移，其中所述操纵元件(6)通过挤压加压流体、特别是液压油来操纵，
其中在所述容置下部(5)中设置有与所述操纵元件(6)的数量相对应的多个致动器(7)，利用所述致动器能够分别将限定体积的加压流体输送到相应的传送元件(8)，其中存在与所述操纵元件(6)的数量相对应的多个传送元件(8)，
其中，每个传送元件(8)均具有布置在所述容置上部(4)中的部段(9)和布置在所述容置下部(5)中的部段(10)，每个部段(9、10)各自具有用于加压流体的容置空间(11、12)，每个容置空间由传输元件(13、14)界定，利用所述传输元件(13、14)能够将其中一个传输元件(14)由于加压流体的挤压而引起的运动传输至另一个传输元件(13)上，并且
其中，当所述容置上部(4)和所述下容置下部(5)连接时，传输元件(13、14)在一表面上彼此贴靠，该表面对应于所述容置上部(4)和所述容置下部(5)之间的分界面(15)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输元件(13、14)形成为弹性膜，其中所述膜优选由弹性体材料或金属制成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输元件(13、14)被构造为活塞，所述活塞可移动地布置在所述容置空间(11、12)中，其中所述活塞优选地由陶瓷材料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述容置上部(4)中，围绕所述中心轴线(a)布置有3至12个操纵元件(6)，优选为6至9个操纵元件(6)，其中，所述操纵元件(6)优选围绕所述中心轴线(a)等距布置。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置与所述操纵元件(6)数量相对应的多个可拆分电触头(16)，其中所述电触头的一部分设置在所述容置上部(4)中，且所述电触头的一部分设置在所述容置下部(5)中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在每个操纵元件(6)中设置有压力传感器，其中，所述压力传感器的与所述压力对应的电信号能够经由所述电触点(16)从所述容置上部(4)传输到所述容置下部(5)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有定心装置(17)，通过该定心装置能够使所述容置上部(4)相对于所述容置下部(5)定心。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个致动器(7)配设有一个设置在所述容置下部(5)中的电子控制器(18)。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容置上部(4)具有用于所述工件(2)的支撑表面(19)，其中在所述支撑表面(19)的区域中设置有至少一个电磁体(20)，所述工件(2)能够借助该电磁体固定在容置上部(4)上或固定在容置上部(4)处。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，每个操纵元件(6)配设有一个电磁体(20)。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置在所述机床(3)的转盘上，以便能够围绕所述中心轴线(a)旋转。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操纵元件(6)以可拆分的方式固定在所述容置上部(4)中。
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