CN115246100A - 工件保持器和用于制造旋转对称工具的方法 - Google Patents

Abstract

一种工件保持器(3)，用于将设置有基准表面(30)的工件(2)联接到用于制造旋转对称工具(1)的加工装置(200)，该旋转对称工具具有至少一个几何限定的切削边缘(10)，该工件保持器(3)包括：机器部分(31)，被构造为能够以可释放的旋转固定的方式连接到加工装置(200)；夹紧部分(32)，被构造为以可释放的方式接收和夹紧该工件(2)。工件保持器(3)的夹紧部分(32)包括至少一个槽(40)，所述至少一个槽设置在工件保持器的圆周处并且被构造为提供穿过所述至少一个槽接近被夹紧工件(2)的基准表面(30)的通道。本公开还涉及一种用于制造旋转对称工具的方法和一种加工装置。

Description

工件保持器和用于制造旋转对称工具的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造基本上旋转对称的工具(tool，刀具)(诸如钻头和/或铣刀)的工件保持器，特别是用于生产恒速接头(joint)中的球滚道(ball raceway)的球道铣刀(ball track milling cutter，轴承滚道铣刀)。此外，本发明涉及一种用于制造旋转对称工具的方法和一种加工装置(machining device，机械加工装置)。

背景技术

旋转对称工具(诸如钻头和/或铣刀，例如球道铣刀和/或半径端铣刀)的制造是一种在超过一个的加工装置中执行的多步骤过程(process，工艺)。这些步骤中的至少一个包括在磨削期间或在激光单元中精确地将工件(诸如旋转对称工件)相对于加工装置的旋转轴线和相对于加工工具(诸如磨轮)暂时保持在限定位置中。用于在加工期间暂时保持工件的保持装置被认为是多个误差的来源。为了从所有侧加工工件，该工件围绕加工装置的旋转轴线旋转，其中，旋转轴线和工件的纵向或中心轴线优选地相同。在实践中，保持在加工装置的夹紧机构中的保持装置的部分存在配合公差以及其它公差，并且存在用于将工件夹紧在保持装置中的公差。特别是当从外部测量工件时，加工过程必须被中断，并且夹紧的可重复性可能是另一个误差来源。此外，加工期间的热效应可能改变保持装置相对于加工装置的夹紧机构和相对于加工工具的位置。所有这些效应会影响制造高质量和精度的旋转对称工具的可重复性和准确性。

高精度球道铣刀用于加工球滚道或轨道轮廓，该球滚道或轨道轮廓用于形成在等动(homokinetic，均等动能的)万向节的柱形组件的周向侧处的轴承球。一种类型的等动万向节包括其中具有凹槽或轨道的球形内壳和类似的外壳，其中，每个凹槽或轨道引导一个轴承球。等动万向节(称为等速万向节)特别用于汽车领域(automotive sector)，以允许驱动轴以恒定的旋转速度通过可变的角度传输动力，而不会明显增加摩擦或游隙(play)。

制造球道铣刀包括在不同的加工装置中处理工件，例如在一个加工装置中形成(create，构建、建立)安装部分，并且在另一加工装置中通过磨削、激光或其它合适的处理来形成其功能部分。为了制造形成铣刀头部分的球道铣刀的功能部分，工件可以不保持在用于铣削装置的工具保持器中，而是保持在暂时保持装置中。通过制造球道铣刀来避免误差和实现功能部分的精确几何形状的常见方法包括：在加工之前和/或依赖于工件的预制基准表面与暂时保持装置之间界面(interface)的极限(utmost)几何准确性，测量工件的原始(raw，未经加工的)功能部分。但是，已知加工装置与工件之间的每个界面以及保持装置的每次改变都会引起几何误差，这将限制精加工切削工具的可实现精度，并且因此可能限制精加工切削工具的性能的精度。

专利文献DE102005007038公开了一种工具磨床，其具有工件主轴座(workpiecespindle stock)以将工件接收在收集器(collect)中，从而提供不准确性(inaccuracies，误差)的补偿。为了校正和/或补偿不准确性，主轴被构造为通过机械地改变工件的位置而允许收集器(collect，筒夹)并因此允许工件正交于主轴轴线机动地(motorized)对准。然而，与直径相关的调整被限制为仅补偿有限自由度中的小的不准确性。

在专利文献EP2311600中描述了一种使用于机床(machine tool)的工件的跳动最小化的调整方法。工件被保持在工件保持机构中，由此浮动机构将工件主轴的旋转传输到工件保持机构，并允许工件保持机构相对于工件主轴运动。该调整方法包括在旋转的同时调整工件的跳动和水平调整工件和加工装置的旋转轴线。该调整方法复杂、脆弱，并且还仅限于两个平移自由度。夹紧直径与待处理直径之间的不准确性不能被调整。

用于可逆地紧固到加工装置以及用于可逆地接收诸如铣刀的工具的工具保持器是已知的。这种工具保持器或收集器卡盘(collet chuck，筒夹夹头)或收集器保持器能够以多部分形式实现。通常，工具保持器包括用于将工具保持器可逆地紧固到加工装置(即，机器主轴)的机器或保持部分，以及用于可逆地接收工具的夹紧部分。此外，加工部分可包括成形部分，诸如锥形(conical，圆锥形)部分和径向突出部分，其提供了与加工装置的夹紧机构的对应配对面(counter face)的邻接面。一种已知类型的工具保持器被称为HSK保持器(中空柄椎体(hollow shank taper))，其提供工具保持器与加工装置的夹紧机构之间的双重接触。已知HSK保持器提供了高可重复性和准确性以及快速的工具更换，并且仅受温度变化轻微影响。

接收在工具保持器中的旋转对称工具可包括至少两个部分，诸如具有轴部段的安装部分或接合部分，以及具有至少一个切削边缘的功能部分或切削部分(诸如铣刀头)，用于从待加工的工件中去除材料。用于保持工具的工具保持器、适配器、间隔件、延伸部等或机床主轴本身可被构造为适于工具的安装部分并且可以相应地变化。接收并牢固地保持在工具保持器中的工具的安装部分形成与工具保持器的界面。为了稳定性、刚度和尺寸准确性，工具与工具保持器之间的界面非常重要。该界面可包括例如根据厂商说明书规范设计的基准表面。

旋转对称工具(诸如铣刀)的功能部分具有至少一个几何限定的(geometricallydefined，几何尺寸限定的)切削边缘，其中，切削边缘可以形成为前刀面(rake face)与后刀面(flank face)之间的相交线。已知不同类型的铣刀。例如，一种类型(的铣刀)被构造为包括基体的实心工具，其中，至少一个切削边缘与基体一体形成。另一种类型被构造为使得切削边缘能够形成在被构造为单件材料的切削尖端或切削板上，该单件材料被钎焊(braze，铜焊)、锡焊(solder)、焊接或夹紧到由不同材料制成的基体上。优选地，该切削尖端由诸如立方氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)或多晶金刚石(PCD)的硬质材料制成，由此该基体可以由提供韧性(toughness，硬度)的材料制成，诸如钢或碳化物。通常，这种类型的铣刀被加工，以在每个单独的(individual，单个的)切削尖端上产生切削边缘，例如满足预定的包络表面，该包络表面有助于最终的加工表面。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于暂时保持工件的工件保持器。作为保持装置的工件保持器用于加工装置，特别是磨削装置或激光装置中，以通过磨削和/或激光来制造基本上旋转对称的工具的至少一部分，该基本上旋转对称的工具例如为带柄工具(shanktool)或优选地为铣刀，诸如球道铣刀。工件保持器可以被接收和紧固在加工装置中，并且被构造成使得处于夹紧位置的工件位置和/或定向可以被测量或调整，以避免加工后的精加工工具的精度的误差。

本发明的另一目的是提供一种用于制造这种旋转对称工具的方法，该方法包括：在工件被保持在工件保持器中的同时，在工件处执行的测量步骤。该方法提供了对加工过程进行适配(adapting，调节)，使得在加工工件的同时，特别是在形成最终旋转对称工具的功能部分的同时，考虑工件保持器中的工件保持的位置和/或定向。该方法被构造为减少由于距离和/或角度的偏差而引起的跳动误差。

本发明的另一目的是生成被夹紧工件的与工件的基准表面相关的测量数据，其中这些测量数据可用于加工最终旋转对称工具的功能部分，特别是用于制造高精度工具，诸如球道铣刀。

此外，本发明旨在提供一种加工装置，该加工装置被构造为将工件制造成提供被夹紧工件的测量的旋转对称工具，并基于被夹紧工件的测量数据来适配加工过程。

这些目的根据本公开实施例来实现。在附图及后续内容中还公开了本发明的有利实施例。

这些目的通过一种工件保持器来实现，该工件保持器用于将设置有基准表面的工件联接到用于制造旋转对称工具的加工装置。优选地，工件保持器被构造为保持待加工成铣刀、即球道铣刀的基本上旋转对称的工件。

工件保持器被构造为能够以可释放的旋转固定的方式连接到加工装置。特别地，工件保持器可以被接收并牢固地夹紧在加工装置的夹紧系统中。机器部分(machine part，机件部分)可被构造为被接收在轴向锥形的容纳部中，并且借助于加工装置的夹紧系统或夹紧机构固定。由于工件保持器与加工装置的容纳部之间的界面的几何形状，实现了两个兼容形状之间的接触。因此，工件保持器相对于加工装置在轴向方向和径向方向上无游隙地并且此外以可释放的旋转固定的方式对准。由于工件保持器的机器部分的构造，实现了将工件保持器相对于加工装置(即，相对于诸如磨轮的机床)定位的准确性和高可重复性、以及工件保持器的快速可变性。

工件保持器包括夹紧部分，该夹紧部分被构造为以可释放的方式接收和夹紧工件。工件保持器的夹紧部分可被构造为与工件的具有基准表面的安装部分相兼容，使得工件被牢固地夹紧，并且工件的原始功能部分可以被加工。工件的安装部分可以在至少一个先前执行的加工过程中加工。安装部分可以是适于提供安置面或支承面的任何形状，该安置面或支承面抵靠保持装置、特别是工件保持器的兼容面(compatible face)支承，以便提供被夹紧工件的轴向和/或径向定位和定向。工件的安装部分可包括作为第一安置面的轴部。轴部可以具有(圆)锥形或(圆)柱形形状，以通过径向定位在工件保持器中提供牢固的安置。锥形或柱形形状可以具有在轴部的整个长度上的圆形横截面，或者可替代地具有倒圆的多边形横截面。轴部可以形成向径向部分的过渡，该径向部分被构造为抵靠工件保持器的兼容构造的表面支承，以通过轴向定位来牢固地安置。该径向部分可被构造为提供肩部的锥形或环形的环。工件保持器可被构造为提供径向部分和锥形或柱形部分以容纳工件的安装部分。该夹紧部分可以是根据与工具相关的规格而独立的(individual，单独的)。此外，为了将工件的安装部分牢固地保持在工件保持器和/或另一保持装置中，轴部的夹紧端侧可被构造为提供螺纹夹紧或压力夹紧。

然而，工件的安装部分被构造为提供在保持装置中的牢固安置，但是也提供基准表面。基准表面可以是柱形或锥形轴部以及相邻径向部分(其可以形成为环形或呈锥度(tapered，逐渐变细的)部分)的至少一部分。

工件保持器包括夹紧部分，以可释放的旋转固定的方式夹紧工件。工件保持器的夹紧部分被构造为，使得工件的安装部分通过形成在工件保持器与工件的安装部分的兼容构造的面之间沿轴向方向和径向方向的界面而被牢固地安置。因此，在制造精加工的旋转对称工具的功能部分，诸如铣刀(诸如球道铣刀)的头部期间，工件保持器牢固地保持工件，其中该功能部分具有至少一个几何限定的切削边缘以用于去除材料。

根据本发明，工件保持器的夹紧部分包括设置在其圆周处的至少一个槽，该槽被构造为提供优选地从外部通过该槽接近被夹紧工件的基准表面的通道(access)。在下文中，槽通常意指开口，其可被构造为各种形式，诸如孔、凹槽等。

在一些情况下，通过工件的安装部分将工件夹紧在工件保持器中可以被执行，使得工件的安装部分的至少一部分、即轴部的至少一部分延伸超出工件保持器。因此，工件的基准表面能够被测量装置接近(accessible)以用于直接测量。在激光单元中，可以选择工件在后部的短夹紧。在通过激光制造旋转对称工具的功能部分时，几乎没有力作用在被夹紧的工件上。在这种特定情况下，对被夹紧工件的基准表面的测量可以被直接执行，而不必通过工件保持器所提供的开口或槽。生成的测量数据可以如下文所述地使用，即，用于与尺寸、形状和/或位置准确性相关的精确公差。

由于可以在被夹紧的工件处进行直接测量，因此不必重复地执行如下步骤：将工件安装到工件保持器中；在加工装置中加工工件；重新卡紧(rechuck)工件保持器；和将具有被夹紧工件的工件保持器输送到外部测量装置，以测量被处理的工件；以及重复这些步骤直到达到功能部分的最终几何形状为止。重复的重新卡紧在任何情况下都是潜在的误差来源，因为其可能导致公知的卡紧误差，使得即使精确的工具引导也不可能确保实现高和极高的精度。通过这些重复的步骤(包括例如在制造高精度工具的若干迭代步骤中的测量、磨削、测量等)导致高废品率和高加工时间。

通过穿过设置在工件保持器的圆周处的至少一个槽或另一个开口(诸如孔、凹槽或凹部)接近先前在工件上(即，在其安装部分处)建立的基准表面，实现对被夹紧工件的位置和/或定向的直接测量。工件保持器中的待夹紧工件包括预先建立的限定的基准表面。有利地，所述至少一个槽被构造为部分地沿工件保持器的纵向轴线的方向延伸的长形(elongated，细长的)槽，并且被构造为测量装置的测量探针可以优选地从外部穿过其插入，以直接接触被夹紧工件的基准表面的至少一部分。通过接触基准表面进行测量或探测广泛地考虑使用非接触式探针尖端，诸如激光探针和静电探针。此外，有利地，所述至少一个槽被构造为使得提供基准表面的测量。根据一个实施例，该测量可以通过光学测量装置来执行，诸如相机或激光系统或其它可以集成或安装在加工装置上的测量装置。优选地，开口或槽被构造为提供触觉测量。因此，测量探针可以被插入并且可以在接触基准表面的同时沿着限定的方向移动。

在一个实施例中，优选的长形槽可被构造为，测量装置的3D测量探针的至少一部分可以穿过其插入。所述至少一个槽的尺寸可被构造为使得测量探针的测量头能够通过游隙插入。例如，通过使用球形测量头，所述至少一个槽的宽度可以比球形测量头的直径大0.5mm至1mm。有利地，多个槽可以设置在工件保持器的圆周处。槽在工件保持器的圆周处的数量和布置可以在一定范围内变化，但是优选地，槽的数量可以是3个或更多，除非仍然给定工件的夹紧的机械稳定性。

根据本发明的一个方面，工件保持器被构造为在对旋转对称工具的功能部分进行加工的同时保持工件保持器。

根据一个实施例，工件保持器被构造为在对连接到工件的基体的至少一个切削尖端进行加工以建立旋转对称工具的几何限定的切削边缘的同时保持工件。优选地，旋转对称工具是球道铣刀。

通常，一种类型的旋转对称工具包括基体和连接到基体并提供所述至少一个几何限定的切削边缘的切削尖端或切削板。例如，球道铣刀可被构造为具有由硬质材料制成的结合的(bonded)切削尖端或刀片。为了由具有结合的切削尖端的工件制造高精度球道铣刀，需要精确的磨削工艺和/或激光工艺来满足非常高的表面和尺寸要求。为了获得精加工工具的预定平面运行精度(plane running accuracy)，必须进行仔细的测量，使得将球道铣刀的功能部分的通常过高的制造公差校正到对于精加工球道铣刀必要的平面运行精度。

根据本发明的另一实施例，工件保持器包括设置在其外周向直径处的至少一个凸轮(cam)或凹口。所述至少一个凸轮或凹口被构造为在加工装置中的工件保持器的预定位置触发至少一个测量过程。触发激活包括测量探针的测量装置，特别是3D测量探针，以插入到所述至少一个槽中，并且直接接触保持在工件保持器中的工件的基准表面。此外，所提供的凸轮或凹口可用于在夹紧系统中相对于加工装置定位工件保持器。如果工件保持器连接到加工装置，则工件保持器可以围绕旋转轴线，例如所谓的B轴线旋转到预定位置。

根据一个实施例，工件保持器提供对加工装置的旋转轴线和工件保持器的纵向轴线的位移的测量。该位移可包括工件保持器的纵向轴线相对于加工装置的旋转轴线和/或相对于工件轴线的位移。由于直接接近被夹紧的工件，优选地从外部接近被夹紧工件的基准表面，被夹紧工件的基准表面与加工装置的基准点和/或基准轴线之间的关系可被用于验证被夹紧工件的定位和/或定向。此外，测量数据可用于生成可靠的坐标系，基于此，可以执行旋转对称工具的功能部分的制造。

由于从外部直接测量，可以检测由加工装置、工件保持器和/或工件相对于彼此的设定误差而导致的偏差。因此，设定误差可以在加工过程之前被校正，或者可以通过调整加工过程来考虑。加工过程的调整可以包括关于旋转、俯仰(pitch)和平面运动的设定，从而避免在每次工件旋转时轴的位移或偏离而导致工件的轻微跳动。

根据本发明的工件保持器的优点是测量探针对被夹紧工件的基准表面的可接近性(accessibility)。可以执行被夹紧工件的测量，以确定加工装置的旋转轴线，特别是B轴线和/或工件轴线的轴线位移，此外还包括工件轴线和工件保持器的纵向轴线、和/或工件保持器的纵向轴线和加工装置的旋转轴线的位移(该位移可基于测量值进行校正)，使得工件轴线的位置可以被校正并相对于旋转机器轴线固定在期望位置处。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于制造具有至少一个几何限定的切削边缘的旋转对称工具的方法，该方法使用根据本发明的工件保持器来保持工件。工件提供基准表面，并且优选地在其原始功能部分处包括至少一个切削尖端。该方法包括以下步骤：将工件保持器以可释放的旋转固定的方式连接到加工装置的夹紧系统；将工件的安装部分连接到工件保持器；通过引入测量装置的测量探针穿过设置在工件保持器的圆周处的至少一个槽以接触被夹紧工件的基准表面，执行至少一个测量过程，以生成测量数据；校正加工装置的旋转轴线与工件轴线之间的所检测到的位移；以及处理测量数据，以获得旋转对称工具的至少一个几何限定的切削边缘相对于工件的基准表面的曲线，用于通过加工过程制造旋转对称工具。

在本发明的另一实施例中，处理测量数据以获得几何限定的切削边缘的曲线的步骤使用旋转对称工具的功能部分的预定包络表面。测量数据可以包括与至少一个连接的切削尖端相对于坐标系的位置相关的、优选地与所述多个切削尖端中的每一个的位置相关的数据。该坐标系可以与每个单独的被夹紧工件的基准表面相关。

对于每个旋转对称工具，预定的理想包络表面是已知的。诸如铣刀的工具的包络表面可被看作是每个切削边缘的单独包络表面的多个部段的组合，这些部段有助于预定的最终加工表面。每个切削边缘的单独包络表面可以通过围绕加工轴线旋转而生成为旋转表面。因此，与切削边缘的理想位置的偏离以及跳动的存在产生了不同于预定理想包络表面的有效包络表面。通过在每个切削尖端处加工几何限定的切削边缘，在每个切削尖端处确定的测量数据可用于生成适于相对于预定理想包络表面建立理想切削边缘的加工过程。

然而，多个切削尖端中的每一个将被单独测量，以确定该切削尖端的待处理的测量数据，从而计算理想或有效的切削边缘。每个单独的切削尖端的测量过程可以包括通过使用测量装置的测量探针来确定切削尖端的位置。优选地，即使工件在工件保持器中被精确地定向，也执行确定单个切削尖端的实际位置的测量。测量探针插入到工件保持器的至少一个槽中，并且通过接触或不直接接触来确定该切削尖端的粗略位置。在确定该切削尖端的粗略位置之后，在该切削尖端上的不同测量点处，优选地至少在3个测量点处使用测量探针进行测量。所获得的测量数据包括该切削尖端的真实且精确的位置，并且可以被处理以生成或计算实际定位的切削尖端的虚拟平面。

几何限定的切削边缘的所计算出的形状，特别是曲线，可以被看作预定理想包络表面与实际定位的切削尖端的虚拟平面的相交线。通过处理测量数据和通过计算用于定义加工路径的每个单独的切削边缘的相交线，以建立几何限定的切削边缘和/或例如其倒角，能够高精度地制造切削工具的功能部分。

本发明的另一方面涉及一种加工装置，其被构造为将工件制造成旋转对称工具。加工装置可以是通常已知的多轴线磨削装置，其至少包括控制单元或控制器、根据本发明的用于保持工件保持器的夹紧系统以及适于在被夹紧工件处进行测量的测量装置。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，在以下描述中参照附图更详细地说明本发明的示例性实施例，在该附图中相同的附图标记表示相同的部分，以及其中：

图1是旋转对称切削工具、特别是球道铣刀的示意性立体图；

图2是根据本发明第一实施例的工件保持器的示意性立体图；

图3是根据本发明第一实施例的工件保持器和插入其中的工件的示意性纵向剖视图；

图4是在测量过程期间安装有工件的第一实施例的工件保持器和测量探针的示意性剖视图；

图5是球道铣刀的示意性侧视图，其示出具有多个几何限定的切削边缘的旋转对称工具的切削尖端的真实和理想位置；

图6是将工件加工成切削工具的磨削装置的各个部分的示意性立体图，其示出根据图2所示的实施例的夹紧到工件保持器中的工件；

图6a为图6中示出的磨削装置的细节。

具体实施方式

图1示出了旋转对称工具1的头部的立体图，该头部具有至少一个几何限定的切削边缘10，此处总共四个几何限定的切削边缘10，(附图中)仅指定了其中一个。多个切削边缘10沿周向方向均匀地间隔开，并且优选地，每个几何限定的切削边缘10被设计为相同的。切削边缘10可以形成为前刀面10a与后刀面10b之间的相交线，前刀面和后刀面分别与切削边缘10相关联并可以包括倒角10c。

旋转对称工具1可以是球道铣刀100，其被构造为被接收并保持在铣削装置的工具保持器中，特别是被夹紧在铣削装置的主轴中。旋转对称工具1包括安装部分12(还称为轴部)以及功能部分14，该功能部分在旋转对称工具1的头部18处设置有至少一个几何限定的切削边缘10。头部18包括优选由钢或碳化物制成的基体16和形成工具1的功能部分14的多个几何限定的切削边缘10。在下文中，术语“功能部分14”描述了工具1的精加工的功能部分14，但也描述了待加工成工具1的精加工的功能部分14的工件的原始功能部分14。在图1所示的实施例中，切削边缘10形成在优选地通过锡焊或钎焊连接到基体16的切削尖端15上。切削边缘10包括硬质材料或由硬质材料制成，该硬质材料可以选自由立方氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)和多晶金刚石(PCD)构成的组群。

功能部分14的切削边缘10可以通过磨削、借助于激光或腐蚀工艺从由硬质材料制成的所连接的切削尖端15去除材料来制造。在已经紧固到基体16的每个切削尖端15上加工出、优选地磨削出切削边缘10。磨削工艺可以在由控制单元控制的自动化多轴线磨床中并根据可编程计算机程序产品来执行。通过从切削尖端15去除材料来制造具有限定切削轮廓的至少一个几何限定的切削边缘10是本发明的方法的目的。

头部18具有假想的中心轴线M，该假想的中心轴线在工具装置中对工件进行预期加工期间对应于工具1的旋转轴线。此外，头部18具有工作端侧19和作为安装部分12沿着中心轴线M与工作端侧19相对的夹紧端侧20。图1所示的滚道铣刀100的工作端侧19面向预期将通过铣削装置加工的工件。

在与旋转对称工具1(优选为球道铣刀100)的工作端侧19的相对端部上，即在夹紧端侧20处，设置有优选地被构造为轴部的安装部分12。所提及的是，包括工具1的夹紧端侧20的安装部分12在制造其功能部分14之前被制造。因此，工件2(在图1中未示出)的安装部分12对应于精加工的工具1。在所示的实施例中，安装部分12呈柱形，但也可以被构造成在向夹紧端侧20的方向上呈锥形。夹紧端侧20可以包括内螺纹21，该内螺纹可连接到由加工装置的保持装置所提供的互补螺纹部分。夹紧端侧20可被构造为不同的形式，诸如设置外螺纹等，其中，夹紧端侧20可以牢固地并且以可释放的旋转固定的方式紧固到保持装置。

包括轴部(该轴部可以一体地附接到工具1的头部18)的安装部分12包括朝向头部18的第一安置面23，该第一安置面在夹紧位置支承抵靠保持装置(未示出)的端面。第一安置面23可被构造为与轴部12合并的径向部分，并被构造为提供肩部的锥形或环形面。在第一安置面23与夹紧端侧20之间设置有锥形或柱形形状的第二安置面24。当安装部分12插入并紧固到加工装置的保持装置中时，该锥形或柱形的第二安置面24和第一安置面23沿轴向方向和径向方向形成与保持装置的兼容形状部分的界面。该锥形或柱形的第二安置面24和径向形成的第一安置面23形成工具1的基准表面30，并且如工件2(在图1中未示出)所说明的那样。

然而，制造旋转对称工具1是多步骤工艺。在前一步骤中，具有工件中心轴线W(在图1中未示出)的旋转对称工件2(在图1中未示出)被处理以形成夹紧端侧20、第一安置面23和第二安置面24，提供基准表面30并且被构造为可连接到诸如工件保持器3(在图1中未示出)的保持装置。

图2示出了优选实施例的工件保持器3的立体图。工件保持器3包括机器部分31和夹紧部分32。根据工件保持器3的所示实施例，机器部分31可以插入到加工装置的夹紧系统(图2中未示出)中。旋转对称工件2(图2中未示出)能够以可释放的旋转固定的方式附接到工件保持器3的夹紧部分32。工件保持器3在机器部分31上包括锥形或柱形部分33以及径向凸缘部分34。如图2所示，径向凸缘部分34位于机器部分31与夹紧部分32之间。锥形或柱形部分33沿着工件保持器3的纵向轴线WH延伸。在锥形形状部分33的情况下，锥形形状以预定角度倾斜，并且有助于工件保持器3在加工装置的夹紧系统中进行对中。径向凸缘部分34可以形成为肩部，提供垂直于工件保持器3的纵向轴线WH的端部表面34a，并且当工件保持器3被夹紧时形成与加工装置的夹紧系统的邻接面或支承面。

为了将工件保持器3连接到加工装置，其夹紧系统可以包括配置有夹紧表面的回缩指(drawback finger)或分段的收集器，这些夹紧表面被构造和布置成接合工件保持器3的内表面。可以迫使回缩指径向向外，以将例如中空柄工件保持器3夹紧在加工装置的夹紧系统中。中空柄工件保持器3可被设计为已知的中空柄工具保持器HSK。

根据图2，工件保持器3在外周向直径35a处包括从该周向直径35a突出的凸轮36。此外，在所示实施例中，凹口37设置在第二周向直径35b处。当工件保持器3以可释放的旋转固定的方式被加工装置的夹紧系统接收并牢固地连接时，工件保持器3以及凸轮36和/或凹口37可以围绕工件保持器3的纵向轴线WH旋转。在预定位置处，凸轮36和/或凹口37触发包括测量探针51(图2中未示出)的测量装置50(图2中未示出)从静止位置(rest position，放置位置)移动到测量位置。在测量位置，测量探针51直接接触被夹紧工件2的基准表面30。测量探针51的移动可以由控制器(图2中未示出)控制。

如图2所示，工件保持器3在夹紧部分32处包括一系列槽40，这些槽40布置在圆周处，优选地均匀布置在圆周周围并被相同地设计。每个槽40从夹紧部分端部32a朝向机器部分31平行于工件保持器3的纵向轴线WH延伸可预定的长度。在一个优选实施例中，每个槽40具有宽度41，该宽度足以允许测量探针51通过，以接触被夹紧的工件2的一部分，特别是直接接近工件2的基准表面30。槽40的数量和布置可以变化，优选地槽40的数量为至少3个，其可以围绕工件保持器3的圆周均匀地分布。

图3示出工件保持器3的示意性纵向剖视图，其中工件2插入并由工件保持器3的夹紧部分32夹紧。工件保持器3的机器部分31在端部处构造有开口31a，该开口被构造并布置成接收加工装置的夹紧系统的部分。工件2被插入工件保持器3中，其中工件2包括基准表面30，特别是从工件中心轴线W观察沿径向方向延伸的第一安置面23和沿轴向方向延伸的第二安置面24，使得第一安置面23和第二安置面24分别形成与工件保持器3的互补形成面的界面。因此，工件保持器3在其夹紧部分32处提供至少部分形成为与工件2的第一安置面23和第二安置面24互补的径向部分和锥形或柱形部分，从而提供了工件2在工件保持器3中的牢固安置。工件保持器3的径向部分和锥形或柱形部分在图3中不可见。

工件2借助于由工件保持器3所提供的固定装置38紧固在工件保持器3中。固定装置38可以构造有螺纹，以便能够连接到形成在工件2的夹紧端侧20的螺纹。

图4示出了在测量过程期间带有被插入并夹紧的工件2和测量探针51的工件保持器3的纵向剖视图。如图4所示，工件2沿轴向方向和径向方向定位在工件保持器3中，使得工件保持器3的纵向轴线WH与工件2的中心轴线W对准。

通过触发由测量装置50以受控方式执行的测量过程，测量探针51，优选地具有球形测量头的3D测量探针，从静止位置移动到测量位置。在其中一个测量位置，测量探针51部分地插入到至少一个槽40中，槽40被设置在工件保持器3处并被构造为允许测量探针51部分地穿过其中，以直接接触被夹紧工件2的基准表面30。接触被夹紧工件2的基准表面30的插入的测量探针51允许不仅通过接触基准表面30也通过在基准表面30上移动而在不同方向和不同定向上进行测量。示出了不同的测量点52，其中，多个测量点52可以位于基准表面30处，特别是工件2的第一安置面23和第二安置面24处，并且多个测量点52可以位于工件2的原始功能部分14处，特别是切削尖端15上的不同位置处。

通过在不同点52处测量，可以从测量数据中计算实际定位的切削尖端的虚拟平面和/或被夹紧工件2的工件中心轴线W的虚拟中心(virtual centrum)。为了确保夹紧在工件保持器3中的工件2的正确定向，工件2围绕加工装置的轴线的旋转可以由插入的测量探针51模拟和监测，以及由控制器计算。此外，通过在切削尖端15上在至少三个测量点52上进行测量，可以确定切削尖端15的实际位置。测量数据可用于计算理想形状和定位的几何限定的切削边缘10，并且用于通过磨削或激光加工制造该几何限定的切削边缘10。

图5示出了滚道铣刀100的示意性侧视图，其示出了切削尖端15和/或切削边缘10的实际位置60以及切削尖端15和/或切削边缘10的理想位置70。切削尖端15的实际位置60可以看作是切削尖端15到基体16的连接过程(例如通过锡焊或钎焊)以及待连接的切削尖端15的原始形式的结果。根据一个实施例，几何限定的切削边缘10优选地在将切削尖端15连接到基体16之后产生在切削尖端15上。连接到基体16的切削尖端15通常具有圆形或椭圆形的形状，并提供足够的材料(该材料可以被去除)以获得几何限定的切削边缘10的理想轮廓。

制造切削边缘10可以通过根据本发明的方法来执行，该方法包括测量切削尖端15的实际位置60。该方法可以由控制单元来控制，使得计算机程序产品在控制单元或另一计算装置上运行，该控制单元或另一计算装置设定为用于控制加工装置(诸如磨削装置)并与加工装置可操作地连接。加工装置优选地包括运行计算机程序的控制单元或计算装置以及数据存储装置。

图6是加工装置200、特别是具有磨轮201的磨床的各个部分的示意性立体图。磨床200特别包括夹紧系统202，以接收和夹紧工件保持器3。工件保持器3被构造为可释放地旋转固定到磨削装置200、特别是固定到夹紧系统202。工件2插入并保持在工件保持器3中。此外，测量装置50被布置为使得测量装置50的测量探针51可以从静止位置(如图所示)移动到测量位置，其中测量探针51部分地插入穿过在工件保持器3处设置的至少一个槽40或开口。所述至少一个槽40被设置为，使得测量探针51可以接触设置在工件2处的基准表面30，这些基准表面至少部分地被工件保持器3覆盖。如图6所示，加工装置200包括控制单元210，该控制单元被构造为控制加工装置200的性能，以及控制测量装置50的测量过程。工件2的中心轴线W和工件保持器3的纵向轴线WH与加工装置200的旋转轴线M对准。这些轴线的小的错位将由测量探针51来测量，并且可以通过根据所述方法处理测量数据来考虑。

图6a示出了保持在工件保持器3中的被夹紧工件2的细节。设置在工件保持器3处的槽40被布置和构造为，即使基准表面30的至少一部分由工件保持器3覆盖，也可以测量基准表面30。

Claims (14)

1.一种工件保持器(3)，用于将设置有基准表面(30)的工件(2)联接到用于制造旋转对称工具(1)的加工装置(200)，所述旋转对称工具具有至少一个几何限定的切削边缘(10)，所述工件保持器(3)包括：

-机器部分(31)，被构造为能够以能释放的旋转固定的方式连接到所述加工装置(200)，

-夹紧部分(32)，被构造为以能释放的旋转固定的方式接收和夹紧所述工件(2)，

其特征在于，所述工件保持器(3)的夹紧部分(32)包括至少一个槽(40)，所述至少一个槽被设置在所述工件保持器的圆周处并且被构造为提供穿过所述至少一个槽接近被夹紧的所述工件(2)的基准表面(30)的通道。

2.根据权利要求1所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述工件保持器(3)的夹紧部分(32)包括锥形或柱形部分和径向凸缘部分，所述锥形或柱形部分和径向凸缘部分被构造为形成与兼容形成的被夹紧的所述工件的基准表面(30)的界面。

3.根据权利要求1或2所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述至少一个槽(40)被构造为沿所述工件保持器(3)的纵向轴线(WH)的方向部分地延伸的长形槽(40)，并且被构造成测量装置(50)的测量探针(51)能够穿过其插入，以直接接触所述基准表面(30)的至少一部分。

4.根据权利要求1或2所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述至少一个槽(40)被构造为，使得通过光学测量装置(50)执行所述基准表面(30)的非接触测量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工件保持器(3)，其特征在于，设置有多个槽(40)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述工件保持器(3)被构造为在加工所述旋转对称工具(1)的功能部分(14)的同时保持所述工件(2)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述工件保持器(3)被构造为，在对连接到所述工件(2)的基体(16)的至少一个切削尖端(15)进行加工以建立所述旋转对称工具(1)的几何限定的切削边缘(10)的同时，保持所述工件(2)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述旋转对称工具(1)是球道铣刀(100)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述工件保持器(3)包括位于其第一周向直径(35a)处的至少一个凸轮(36)和/或位于其第二周向直径(35b)处的凹口(37)，所述凸轮(36)和/或凹口(37)被构造为在所述加工装置(200)中在所述工件保持器(3)的预定位置触发至少一个测量过程。

10.根据权利要求9所述的工件保持器(3)，其特征在于，所述工件保持器(3)提供对所述加工装置(200)的旋转轴线(M)和工件轴线(W)的位移的测量。

11.一种用于制造具有至少一个几何限定的切削边缘(10)的旋转对称工具(1)的方法，所述方法使用根据权利要求1至10中任一项所述的工件保持器(3)来将设置有基准表面(30)的工件(2)联接到加工装置(200)，所述方法包括以下步骤：

-将所述工件保持器(3)的机器部分(31)以能释放的旋转固定的方式连接到所述加工装置(200)的夹紧系统(202)；

-将所述工件(2)的安装部分(12)以能释放的旋转固定的方式连接到所述工件保持器(3)的夹紧部分(32)；

-通过引入测量装置(50)的测量探针(51)穿过设置在所述工件保持器(3)的圆周处的至少一个槽(40)以接触被夹紧的所述工件(2)的基准表面(30)，执行至少一个测量过程并生成被夹紧的所述工件(2)的测量数据；

-处理所述测量数据以获得所述工件轴线(W)的真实定向，用于校正所述加工装置(M)的旋转轴线与所述工件轴线(W)之间的所检测到的位移；

-处理所述测量数据，以获得所述旋转对称工具(1)的至少一个几何限定的切削边缘(10)相对于所述工件(2)的基准表面(30)的曲线，用于通过所述加工过程制造所述旋转对称工具(1)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，处理所述测量数据包括计算所述工件(2)的实际定位的切削尖端(15)的虚拟平面，以及使用所述实际定位的切削尖端(15)的虚拟平面来获得所述至少一个几何限定的切削边缘(10)的曲线，作为所述旋转对称工具(1)的功能部分(14)的预定包络表面与所述工件(2)的实际定位的切削尖端(15)的虚拟平面的相交线。

13.一种加工装置(200)，用于通过根据权利要求11或12所述的方法制造旋转对称工具(1)，所述加工装置包括：

-控制单元(210)；

-加工工具，诸如磨轮(201)；

-夹紧系统(202)，被构造为以能释放的旋转固定的方式接收和连接根据权利要求1至10中任一项所述的工件保持器(3)；

-测量装置(50)，包括测量探针(51)，所述测量探针被构造为插入穿过设置在所述工件保持器(3)的圆周处的至少一个槽(40)，以直接对被夹紧的所述工件(2)的基准表面(30)进行测量。

14.根据权利要求13所述的加工装置(200)，其特征在于，所述加工装置(200)是多轴线磨削装置。

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