CN1261837A - 外磨床 - Google Patents

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Abstract

一种外磨床,特别是用于从环形工件特别是轴承座圈的外包络面和/或其凸缘上除去材料的外圆磨床,这种外磨床包括一个可被旋转驱动的工具如砂轮(18)、被加工工件(15)的卡盘设置(14)和用于引起工件和工具之间的相对进给运动的进给装置(10,11),其中,该机床还包括一个管状圆筒形壳体(3),该壳体具有一个纵向圆筒形内部空间(4),该空间的纵轴线与所述壳体的纵轴线偏置,一根轴(7)设置在所述空间(4)内,具有一个凹部(7a),在该凹部内设有一个马达(17),该马达连接于一个可转动的加工头(16),该加工头与所述卡盘设备一起用于装卡和转动待加工的工件,所述轴可在所述空间内作角度运动,所述壳体(3)被一个可旋转驱动的外构件(5)包围,所述外构件(5)牢固地连接于一个盖件(19),该盖件具有一个孔(20),在该孔内缘形成一个工具如砂轮(18),所述轴当在所述空间中作角度运动时使所述加工头(16)及工件(15)沿一路径位移,使工件趋近及接触所述工具(18)的内周面。

Description

外磨床
本发明涉及外磨床，即，用于从基本呈圆筒形或环形工件外包络面除去材料的机床，具体来说，涉及用于磨削轴承环的外表面或凸缘的且在权利要求1前序部分中限定的那种外圆磨床。
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外磨床，它可以实现上述的部分相矛盾的性质，这个目的是通过提供具有权利要求1所限定的特征的机床而实现的。
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度。
现在对照以下附图针对实施例进一步描述本发明。
图1是按照本发明的外磨床的实施例的示意纵剖图。
图2是图1所述机床一部分的端视图。
图3-6是按照图2的端视图的示意横剖图，表示不同相互位置上的不同的机床零件。
图7以更大的比例表示用于机加工轴承环上外凸缘的外表面和侧表面。
图1示意地表示一种新颖外磨床的主要部件，在图示实施例中构制成外圆磨床。该机床设有一机架1，在图示实施例中设计为一个机床身，具有用于支承悬伸壳体的部分2，它设计成一个外圆筒形，基本呈管形的长构件3，它具有一纵向延伸的孔4，该孔相对于圆筒形构件3的纵向中心偏置。圆筒形构件3最好，但不必是不可转动地连接于机架1。一个可转动的外构件5，由马达6最好由电机驱动的轮式滑架，在壳体的偏心孔4内设有一根轴7，该轴可以旋转或分度，以及轴向位移。轴7具有一个在朝着机架1的支承部分2的方向上从壳体的孔4伸出的部分8，在图示实施例中，部分8具有比装在壳体中的轴7的部分小的直径。这样从壳体伸出的轴的部分8被装纳在设置在机架1的部分2中的空间9中，在该空间中设有用于旋转轴7的装置，最好是一个力矩马达10，以及用于使轴7轴向位移的装置，最好是一个线性马达11。轴的旋转和轴向位移是分别由传感器12和13控制的，所述传感器最好也装在机架的部分2的空间9中。显然，用于使轴旋转和轴向位移的装置不必象图中所示的方式布置，而是例如也可以装在轴本身的一个凹入部分中。
轴7支承一个适当的未画出的卡盘的滑架14，上述卡盘用于装卡工件15，例如轴承座圈，其外包络面待加工例如磨削。在轴7的与其伸出部分8相反的端部具有一个内部空间7a(见例如图3)，在该内部空间中支承一个带有整体加工头16的马达17，该加工头连同卡盘用于在其间夹紧工件15。可转动的外构件5或轮式滑架，在其前端即在其邻近圆筒形构件3的自由端的端部呈管状，稍许伸出圆筒形构件3并设有一个固定连接的、基本呈扬声器形(teller-shaped)的盖件19，其具有一中心孔20(见图2)。在图示实施例中，孔20的边缘设计成一环形砂轮18。在工作中，砂轮18与外构件5一起转动。卡盘的滑架14穿过孔20，加工头16通过中心孔20伸出，因而保持在卡盘和加工头16之间的工件15可追随轴7的轴向运动，在与盖件19对准和在盖件19内的位置之间位移，这是由线性马达11驱动的、盖件19的孔20的尺寸，使加工头和卡盘可从中穿过，并有足够的间隙使轴7以及加工头16可相对于盖件孔20偏心地转动，从而使带有工件15的加工头16沿一路径位移，使其跟随砂轮18的内周面。
为了使工具-砂轮18-得到修整，加工头16最好设有修正轮21，当使轴相对于工具运动时使砂轮18或类似物得到需要的或适当的形状，这是借助转动或轴向位移实现的。
显然，所使用的卡紧方法对本发明来说并非关键，可以采用任何传统的方法，例如中心卡紧、微中心卡紧(micro-centric chucking)或磁卡紧。
在图3-6的横剖图中表示按照本发明的磨床的主要部件的布置及相互角度位移的不同实施例。
图3表示按照图1所示的实施例中主要部件，外构件5、壳体3和轴7，以及其内部空间7a的设置情况。在这种实施例中，外构件5绕固定的、非转动壳体3转动，而轴7借助其马达10(图1)可相对于壳体转动。为此目的，壳体3和外构件5之间的表面，以及壳体3和轴7之间的表面形成轴承表面23。从该图可以看出，当轴7及其内部空间中无马达插入时，本实施例中的空间7a为椭圆形孔，因而可以插入不同尺寸的马达，也可将马达设置在与壳体的中心24偏置的不同位置上。从该图可清楚地看出中心25与壳体中心偏置的情形。
图4所示的实施例看起来与图3的实施例相同，但是，它的稍许不同之处在于，轴7是固定的，在角度上不可活动，而壳体构件3可相对于轴7转动。外构件5在此例中也是可以转动的，在壳体3和外构件5之间，以及在外构件5和轴7之间形成轴承表面23。
图5表示另一个可能的实施例，其中，外构件5设置在外部固定结构26内，其间形成轴承表面27。在外构件5和壳体3之间无轴承表面，而是有一个间隙28。
在图6所示的实施例中设有一个与图5所示实施例相同的固定的外部结构26，但是在该实施例中外构件5和壳体5之间也形成轴承表面23，最好提到的那一个被防止转动。
图7以放大比例表示按照图1所示装置的一部分。因此，机器装有一个未画出的框架，它支承着一个悬伸的壳体，该壳体设计成一个外部呈圆筒形，基本呈管形的构件3，该构件3有一个纵向延伸的孔，该孔与圆筒形构件3的纵向中心偏置。圆筒形构件3最好不可转动地连接于框架。可转动地支承在圆筒形构件3的外包络面上的是一个可被转动驱动的外构件，一个轮式滑架。在壳体的偏心孔中设有一根轴7，该轴可旋转或分度，并可轴向位移。轴7支承着一个滑架14，该滑架是为一个适当的、未画出的工件15如轴承座圈的卡盘而设置的，轴承座圈的外凸缘29和/或外包络面需要加工，如磨削。轴7内装一个带有整体加工头的马达17，加工头与卡盘一起用于在其间夹紧工件15。可转动的外构件5或轮式滑架，在其前端即在其邻近于圆筒形构件3的自由端的端部为管形，稍许伸出圆筒形构件3，并设有一个固定连接的，基本呈扬声器形的盖件19，该盖件有一个中心孔，孔的边缘设计成一个环形砂轮18。在工作中，砂轮18与外构件5一起转动。卡盘的滑架14穿过孔，加工头通过中心孔20伸出，因而保持在卡盘和加工头之间的工件15可追随轴7的轴向运动在与盖件19对准和在盖件19内的位置之间的位置上位移。盖件19的孔的尺寸使加工头和卡盘可穿过孔，足够的间隙使轴7以及加工头可相对于盖件的孔20偏心地转动，从而使加工头16及工件15在一路径上作角度位移，使其追随砂轮18的内周面。如图所示，砂轮18的侧面可加工从轴承圈径向伸出的外部凸缘29的侧面，砂轮18的内包络面可同时地或在另一个加工步骤中加工工件15在其两凸缘之间的外包络面。
为了修正工具-砂轮18，加工头也设有一个修正轮21a，当使轴作相对于工具的运动时，使砂轮18或类似物得到一个需要的或适当的形状，这是借助旋转驱动或轴向位移实现的。上述对砂轮的修正可针对砂轮18的外包络面和其侧面进行。
本发明并不局限于附图所示及参阅附图所述的实施例，而是可以在权利要求书的范围内作各种修改和变化。
如附图所示，圆筒形壳体有一个圆筒形内部空间，但是该空间也可以不是圆筒形的，轴可以具有任何可使其在壳体的内部空间中转动或分度。轴可以设计成该主轴的壳体；甚至可以用轴来替代能够使主轴以适当方式转动或分度的铰接或类似系统。

Claims (12)

1.一种外磨床，特别是用于从环形工件特别是轴承座圈的外包络面和/或其凸缘上除去材料的外圆磨床，这种外磨床包括一个可被旋转驱动的工具如砂轮(18)、被加工工件(15)的卡盘设备(14)和用于引起工件和工具之间的相对进给运动的进给装置(10，11)，其特征在于：
该机床还包括一个管状圆筒形壳体(3)，该壳体具有一个纵向圆筒形内部空间(4)，该空间的纵轴线与所述壳体的纵轴线偏置，一根轴(7)设置在所述空间(4)内，具有一个凹部(7a)，在该凹部内设有一个马达(17)，该马达连接于一个可转动的加工头(16)，该加工头与所述卡盘设备一起用于装卡和转动待加工的工件，所述轴可在所述空间内作角度运动，所述壳体(3)被一个可旋转驱动的外构件(5)包围，所述外构件(5)牢固地连接于一个盖件(19)，该盖件具有一个孔(20)，在该孔内缘形成一个工具如砂轮(18)，所述轴当在所述空间中作角度运动时使所述加工头(16)及工件(15)沿一路径位移，使工件趋近及接触所述工具(18)的内周面。
2.如权利要求1所述的外磨床，其特征在于：所述轴(7)在其与所述凹部相反的端部可转动地设置在一个支承框架(1，2)的凹入部分(9)中。
3.如权利要求2所述的外磨床，其特征在于：所述轴(7)的伸入所述支承框架(1，2)的所述凹入部分(9)中的端部(8)设置得被一个设置在所述凹入部分中的力矩马达(10)转动。
4.如权利要求2或3所述的外磨床，其特征在于：所述轴(7)的伸入所述支承框架(1，2)的所述凹入部分(9)中的端部(8)可被一线性马达(11)驱动而作轴向位移。
5.如前述任一项权利要求所述的外磨床，其特征在于：所述轴(7)中的凹部(7a)的形状可安装不同尺寸的加工头马达(17)和/或将所述马达(17)设置在与所述轴的中心偏置的不同位置上。
6.如前述任一项权利要求所述的外磨床，其特征在于：所述加工头(16)可被所述线性马达(11)驱动，在工件(15)与所述孔(20)对准的位置和在该位置之外的位置之间轴向位移。
7.如权利要求6所述的外磨床，其特征在于：加工头(16)设有一修正工具(21，21a)，其用于当加工头(16)前进至一个所述修正工具(21，21a)趋近并接触所述工具(18)的边缘的位置时修正所述工具(18)。
8.如权利要求6所述的外磨床，其特征在于：所述修正工具是一个修正轮(21)，其具有与砂轮(18)的需要形状互补的形状。
9.如权利要求6所述的外磨床，其特征在于：所述修正工具是一个修正盘(21a)，其用于修正砂轮(18)的内包络面及其侧面。
10.如前述任一项权利要求所述的外磨床，其特征在于：所述壳体(3)固定地安装在框架(1，2)上，可转动的外构件(5)由所述壳体承载的马达(6)驱动。
11.如前述任一项权利要求所述的外磨床，其特征在于：所述轴(7)设有用于控制其角度和轴向运动的传感器(11，12)。
12.如前述任一项权利要求所述的外磨床，其特征在于：所述用于工件和工具之间相对进给运动的进给装置是电机(10，11)。
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