CN1312746A - 具有冷车削附件的磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磨床,其具有至少一个磨床床身、一个进给滑座和一个安装有工作台附件的磨削工作台,以及设置一个用于冷车削的车削刀具固定架(6)。还提出一种在磨床上机加工工件(1)的方法,在该方法中,在磨床上对工件(1)进行冷车削。

Description

具有冷车削附件的磨床
本发明涉及一种磨床，其具有至少一个磨床床身、一个进给滑座和一个安装有工作台附件的磨削工作台。本发明还涉及一种在磨床上加工工件的方法。
人们已经公知对轴和凸缘部件进行常规和CNC控制(计算机数字控制)磨削所使用的磨床。人们也公知常规的和CNC控制的车床，在这种情况下，在可被机加工的工件上和安装有磨削主轴的刀具固定装置上存在有机加工中心，该磨削主轴可以磨削比如没有扭曲的密封环形支座。通常对这些支座进行粗车削，然后，仅考虑需要的表面质量再次对其外侧进行磨削。这时所要求的磨削单元被设计为辅助磨削附件。该辅助磨削附件可以用于仅在这些机加工中心上运行的特殊的工艺。这通常涉及机加工刀具的特别的设计，用这些机加工刀具仅可机加工精确限定和预定的工件。
本发明的目的是提供一种能以极灵活的方式使用并且与以前的磨床相比较可增加生产率的磨床。
为了达到这个目的，根据本发明提出了一种具有权利要求1的特征的磨床和一种具有权利要求19的特征的方法。附加的特征涉及车削刀具固定架和车削刀具固定板。有利的改进包含在各个从属权利要求中。
根据本发明，使用一种磨床，其具有已经被设计为用于磨削的磨床床身，并且其刚性、温度变化特性和振动特性等等已经达到最佳，可精确地完成该任务。该磨床具有至少一个磨床床身、一个进给滑座和一个安装有工作台附件的磨削工作台，此外，设置一个用于冷车削的车削刀具固定架。由此可以不仅在一次安装中完全精磨一个工件。相反，在磨削之前、之中或之后，车削刀具固定架使得使用车削刀具或另一个切削刀具和将工件机加工成为可能。这扩展了磨床的使用范围，尽管磨削仍是其主要的功能。因此，磨床仍然最好具有诸如稳定支架之类的装置作为安装的工作台附件。
根据一种结构，该磨床具有一个主轴头，车削刀具固定架可拆卸地固定在其上。由于使用了磨床上现存的元件来实现附加的功能，这增加了灵活性。例如，主轴头用作砂轮或车削刀具的托架。主轴头进一步的改进是可以摆转。结果是，在各种情况下，不同的刀具可进入工件上需要的啮合位置。另外，这可以利用主轴头的受控的摆转装置来控制各种刀具。
除了磨削主轴外，磨床最好具有车削刀具固定架。由此在使用不同的刀具时可不必重新设置时间。因此，可在连续的操作中磨削和车削工件。车削刀具固定架最好是一个刀具转动架。刀具转动架具有多个不同的可用刀具，这样，在适当编程的操作顺序中，不会受到刀具停止和刀具变换的影响而中断。
磨床的进一步改进是车削刀具固定架被设计成一个可互换的车削刀具固定板。这简化了刀具的使用和刀具的变换。
在磨床的进一步设计中，该磨床具有一个磨削主轴，其具有一个固定架，在该固定架上可安装有砂轮或车削刀具固定板。尤其是，该车削刀具固定板最好以在磨削主轴上径向定位的方式被夹紧定位。因此，至少在径向近端设置该固定架是有利的。
除了磨削操作本身外，该磨床还必须满足冷车削操作的需要。一种结构是将磨削主轴设计成一个刀具转动架，其可以经位移测量系统通过电子定位主轴止块被径向定位，使用该结构可以获得很高的机加工质量，同时利用了磨床上任何现存的元件。结果获得的精度既可用于磨削，也可用于车削。
此外，为了进行快速的刀具变换，从而缩短生产时间，事实证明，磨床具有一个安装在径向分度车削刀具固定板上的车削刀具是有利的。
由于以下事实可获得进一步的精度和缩短机加工时间，即该磨床具有一个用于磨削主轴或刀具转动架的安装壳体，在这种情况下，安装壳体可以在进给滑座上水平摆转。这使得可以通过控制进给滑座来控制磨削主轴或刀具转动架的运动，同时，通过安装壳体可确保快速地更换磨削主轴和刀具转动架。
由于以下事实可获得磨床的进一步的灵活性，即两个独立的用于车削刀具固定架的横向进给滑座安装在磨床的磨床框架上的X1/X2/Z1/Z2方向上。这可以同时以刀具的各种位置进行车削。此外，如果两个进给滑座彼此相对设置，可以确保两个进给滑座中的一个带动车削刀具与工件啮合，同时，另一进给滑座可被重新装备。如果使用两个独立的横向进给滑座，在每种情况下，其各带有不同的刀具，比如砂轮和车削刀具，这样更有利。
为了缩短机加工时间，改进中的磨床还具有如下的功能，即车削刀具固定架可容纳用于外部和/或内部车削的刀具。结果是，不需要在另一个机加工刀具中松开和重新夹紧。
考虑作为磨床的基本的功能，该磨床是一种常规的结构。为了附加的机加工可能性，该磨床最好具有一个适于相应机加工操作的导轨盖和/或一个排屑装置。尤其是，导轨盖和/或排屑装置也可以独立于磨床，也可以固定在各个不同用途的磨床上。
另外的独立的部件也可以是适于磨床的车削刀具固定板和一个车削刀具固定架。用于车削刀具的车削刀具固定板具有一个连接部件。该连接部件适于与磨床适当地相连。同样，用于车削刀具的车削刀具固定架具有一个可与磨床适当地安装的连接部件。
具有车削刀具固定架的磨床可允许一个模块结构，其具有磨削和车削的不同的功能。在磨床被以适当的方式用于车削的情况下，允许改型的因素。为此，可附加地设置一个适当的车削刀具固定架和一个车削刀具固定板以及一个刀具转动架或上述的另一个元件作为在现存的磨床上的改型的装置。
最好是，在磨床床身上安装至少一个用于刀具的固定架或一个用于容纳刀具的刀具转动架，以便利用磨床结构的优点来冷车削。尤其是，通过使用X轴的进给滑座可获得这些优点，该进给滑座用于磨削，用于容纳刀具固定架或刀具转动头。从磨床的关于具有导向器的磨削工作台和Z轴驱动器的设计可获得车床的优点。
某种程度上，机加工刀具被制成为磨床，使得车削刀具固定架安装在商用磨床上，安装有车削废屑所需要的导轨盖和排屑装置。结果是，安装被设计为用于冷车削的车削刀具固定架或刀具转动架，而不是安装具有砂轮接头的磨削主轴。此外，也可以使用具有相应的砂轮接头的适当设计的磨削主轴，这样，可安装用于车削刀具的刀具固定架，而不是安装砂轮。该刀具固定架可设计成象砂轮一样的方式安装在磨削主轴上。用于车削刀具的刀具固定板被适当地径向固定并夹紧在该磨削主轴上，并通过电子定位主轴止块经位移测量系统径向定位。
此外，提出了一种在磨床上机加工工件的方法，在该方法中，在磨床上对工件进行冷车削。不进行磨削或者是除了磨削外，该方法还允许进行其它的机加工，尤其是在磨削之前、之中或之后作为附加的机加工。此外，该方法的改进是可对工件进行磨削和车削。为了缩短机加工时间，在机加工模式从磨削到车削或从车削到磨削改变时，工件被留在装配中。不需要在另一台机器中重新夹紧。最好通过对磨削主轴的控制来移动车削刀具。结果是，不需要采取附加的控制。
下面将结合附图详细地描述本发明，其有利的特征和结构将更加清楚，在附图中：
图1是具有刀具固定架和用于冷车削的刀具的磨床结构的平面图；
图2是与图1一样的平面图，具有一样冷车削的刀具转动架；
图3是刀具固定板的侧视图；
图4是磨床结构的平面图，具有可水平摆转的刀具转动架；
图5是与4一样的平面图，具有磨削主轴单元和一个用于冷车削的刀具转动架；
图6示出了具有两个相对的主轴头的布置，其各具有一个转动头；
图7是与图6一样的平面图，具有磨削主轴和一个用于冷车削的转动头；以及
图8是冷车削机床的视图，具有第一和第二刀具转动架。
图1是可用于冷车削的磨床结构的平面图。仅示意地示出了磨床结构并用来说明本发明。以与磨床相同的方式来设计磨床床身。在磨床床身7A的前部区域中，头架2安装在一个横过CNC轴Z方向上的磨削工作台(未示出)上，该头架2在一个电机驱动工作主轴上(如箭头3所示)，可容纳一个用于夹紧和驱动工件1的卡盘2A。工件1的另一端支撑在一个顶尖上，该顶尖固定在一个尾架顶尖套筒4A上，其由液压横向驱动(如箭头4B所示)，用于装卸。头架2工作主轴、卡盘2A、尾架顶尖套筒4A和工件1的中心轴在一个共同的中心轴1A上。进给滑座5在机床床身的后部区域，其最好与工件中心轴1A成直角横穿，从而也与Z轴的横穿方向成直角，其上安装有一个用于车削刀具的刀具固定架6。该进给滑座5横穿CNC轴(如箭头X所示)。同样示出了车削刀具8，其最好设计为CBN或PCD分度插件(CBN or PCD indexable insert)。
图2同样示出了一个与图1一样的机床结构，尽管在这种情况下，转动头9作为刀具固定架安装在进给滑座5上。转动头容纳刀具固定板11，机械横向移动或通过CNC轴。CBN或PCD分度插件12可夹紧在刀具固定架11上定位。转动头9和刀具固定板11可围绕共同的中心轴13径向移动。箭头10的方向示出了尤其是分度运动方式的运转。
图3是转动头9和刀具固定板11从图2的箭头V所见的侧视图及工件1的截面。在此，再次由箭头X示出了进给滑座5的进给方向。刀具固定板11用于容纳不同的刀具和分度插件12、12A。可自由选择分度插件12、12A的数目，在这种情况下，示出了八个分度插件。刀具固定板11可由转动头9最好是CNC轴围绕中心轴13径向分度(如箭头21所示)。在夹紧凸缘22的帮助下，刀具固定板11被牢牢地由螺钉23夹紧在转动头9上。在此可使用常规的快速变换系统。最好使用具有刀具固定板的快速变换系统，其上固定有刀具，比如可以通过一个定中心装置无游隙地和可拆卸地被固定，作为刀具转动架，从而可以互换重装。该定中心装置具有三点支承，在轴颈和定中心环之间起作用，以便使刀具固定板定中心，一个夹紧凸缘用于夹紧刀具固定板。定中心装置最好具有一个定中心环，该定中心环在其孔区中具有三个等间距隔开的凸耳，这些凸耳与轴颈外周上的相同的等间距隔开的环形楔块可拆卸地和非强制性地摩擦啮合，轴颈与驱动轴相连并通过孔延伸。
如图3所示，工件1与刀具接合。为了车削，每个单独的刀具可被啮合。因此，如图所示，刀具12被瞬时啮合。例如，通过刀具固定板11的径向分度，刀具12A或任何其它预先选择的刀具可被接合。
图4是具有两个刀具转动架14、15的机床的平面图。在图4中，可容纳刀具固定板16的刀具转动架14处于机加工位置。通过进给滑座5上的刀具转动架安装壳体20的水平摆转，刀具转动架15可进入机加工位置，于是，刀具转动架15的中心轴平行于工件纵向轴1A。然后，刀具转动架14摆转到右侧，以便两个刀具转动架14、15中的一个总是处于预定的工作位置。
图5示出了另一实施例，磨削主轴18上安装有砂轮19，从而可在磨床上进行磨削和车削。可用金钢砂或CBN砂轮进行磨削。
图6示出了用于车削的磨床结构的另一实施例，设置两个刀具转动架，它们的端面在横穿CNC轴的X1/Z1/X2/Z2轴上彼此相对。以此方式，可以通过分度插件在生产时间上平行地进行机加工，分度插件可容纳在两个转动头的刀具固定板上。
图7示出了同样的结构，两个机加工工位中的一个被设计成一个磨削单元。
如图8所示，一个冷车削机床具有两个装置，即第一刀具转动架24和第二刀具转动架2，两者被设置为可围绕水平中心轴在一个平面内沿箭头方向B摆转。这些刀具转动架24、25安装在一个共用进给滑座26上，并且围成的角度在所示的实施例中大于或等于60度，几乎为180度。当对夹紧在头架2和尾架29之间的工件1进行机加工时，第一刀具27和第二刀具28可被轮流操作。
但是，该机床也可以设计为一个装置作为用于车削的刀具转动架，另一个装置作为磨削主轴装置，从而可以用第一装置进行车削，用第二装置进行磨削。
尤其是，可从附图的描述中推断出可进行外部车削。但是，由于工件的类型不同，也可以内部车削所述的工件。也可以对磨床和刀具固定架进行相应的改变。例如，机加工孔的工件最好夹紧在卡盘中，不用尾架支撑，即在卡盘机构中。于是，这种类型的磨床在一次安装中不仅可磨削，而且可车削或钻孔。因此，常规类型的磨床可被更万能地和更灵活地使用。
零件清单1    工件1A   中心轴2    头架2A   卡盘3    驱动方向4A   尾架顶尖套筒4B   横穿方向5    进给滑座6    刀具固定架7A   机床床身8    车削刀具9    转动头10   运转11   刀具固定板12   分度插件13   中心轴14   刀具转动架15   刀具转动架16   固定板18   磨削主轴19   砂轮20   刀具转动架安装壳体21   分度运转22   夹紧凸缘23   螺钉24   第一刀具转动架25   第二刀具转动架26   共用进给滑座27   第一刀具28   第二刀具29   尾架

Claims (22)

1、一种磨床，其具有至少一个磨床床身、一个进给滑座(5)和一个安装有工作台附件的磨削工作台，其特征在于：设置一个用于冷车削的车削刀具固定架(6)。
2、按照权利要求1所述的磨床，其特征在于：车削刀具固定架(6)可拆卸地固定主轴头上。
3、按照权利要求2所述的磨床，其特征在于：主轴头可以摆转。
4、按照权利要求1所述的磨床，其特征在于：除了磨削主轴(18)外设置有车削刀具固定架(6)。
5、按照权利要求1至4中任一项所述的磨床，其特征在于：车削刀具固定架(6)是一个刀具转动架(14,15)。
6、按照权利要求1至5中任一项所述的磨床，其特征在于：车削刀具固定架(6)是一个可互换的车削刀具固定板(11)。
7、按照权利要求1至6中任一项所述的磨床，其特征在于：磨削主轴(18)上具有一个固定架，在该固定架上可安装有砂轮(19)或车削刀具固定板(11)。
8、按照权利要求7所述的磨床，其特征在于：车削刀具固定板(11)可被夹紧定位，尤其是，该车削刀具固定板以在磨削主轴(18)上径向定位的方式被夹紧定位。
9、按照权利要求8或9所述的磨床，其特征在于：磨削主轴(18)作为刀具转动架(14,15)可以经位移测量系统通过电子定位主轴止块被径向定位。
10、按照权利要求5所述的磨床，其特征在于：一个车削刀具安装在径向分度车削刀具固定板上(11)。
11、按照权利要求4所述的磨床，其特征在于：一个用于磨削主轴(18)或刀具转动架(14,15)的安装壳体可在进给滑座(5)上水平摆转。
12、按照前述任一权利要求所述的磨床，其特征在于：两个独立的用于车削刀具固定架(6)的横向进给滑座(5)安装在磨床的磨床框架上的X1/X2/Z1/Z2方向上。
13、按照前述任一权利要求所述的磨床，其特征在于：车削刀具固定架(6)容纳用于外部和/或内部车削的刀具。
14、按照前述任一权利要求所述的磨床，其特征在于：其具有一个适于各种机加工操作的导轨盖和/或一个排屑装置。
15、按照前述任一权利要求所述的磨床，其特征在于：两个刀具转动架(24,25)固定在一个共用进给滑座(26)上，并且可围绕一个共用X轴摆转，使得它们的刀具(27,28)可进入各个工作位置。
16、按照前述任一权利要求所述的磨床，其特征在于：刀具转动架和一个磨削单元固定在一个共用的特别是唯一的进给滑座上，并且可围绕一个共用X轴摆转，使得刀具转动架的刀具或磨削单元的磨削装置可进入工作位置。
17、用于车削刀具的车削刀具固定板(11)，具有一个连接部件，其特征在于：该连接部件适于与权利要求1至16所述的磨床相连。
18、用于车削刀具的车削刀具固定板(6)，具有一个连接部件，其特征在于：该连接部件适于与权利要求1至16所述的磨床相连。
19、一种在磨床上机加工工件(1)的方法，在该方法中，在磨床上对工件(1)进行冷车削。
20、一种在磨床上机加工工件(1)的方法，在该方法中，对工件(1)进行磨削和车削
21、按照权利要求19或20所述的方法，其中在机加工模式从磨削到车削或从车削到磨削改变时，工件(1)被留在装配中。
22、按照权利要求19、20或21所述的方法，其中通过对磨削主轴(18)的控制来移动车削刀具(8)。
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