CN1688410A - 磨床及磨削工件的方法 - Google Patents

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Abstract

具在有用于使磨料件(1)置于振动的磨削运动的振动驱动装置(3，4)的磨床中，设有一个致起作用装置(7)，该致起作用装置具有多个被这样地控制的致起作用区域(8)，以使得磨料件(1)的不同的区域与振动的磨削运动无关地被交替地致起作用。

Description

磨床及磨削工件的方法
本发明涉及一种磨床，它具有用于使磨料件置于振动的磨削运动的振动驱动装置。
本发明还涉及用这种磨床通过振动的磨削运动来磨削一个工件的方法。
这种磨床例如已在EP 0 543 947 B1的一个砂带磨床的实施形式中作出描述。其中附着在一个板上的磨料件(Schleifmittel)与振动驱动装置被这样地耦合在磨床框架上，以致对平移的轨道运动叠加一个板相对磨床框架的第二运动。通过两个叠加的运动应避免有规律的磨削图案(Schleifmuster)的形成。这两个叠加的运动彼此相耦合。
由EP 0 155 380 B1例如公开了一种砂带磨床，它具有带有多个相互并排布置的压靴的多段式压梁。根据工件待加工的轮廓这样地控制这些压靴，即仅是工件实际需要的压靴压在有效的磨削位置上及在该压紧区域中将磨料件压在工件上。
此外由DE 27 57 314及DE 1 921 566公开了具有气动地驱动的压梁的磨床。该气动地驱动的压梁通过电磁阀来控制，以致不利地具有相对长的响应时间。
在奥地利专利AT 226105中公开了一种非振动的砂带磨床，其中薄片状的压条以减小的速度与循环砂带平行地运动。通过靠置在循环砂带内侧及与其一起压在工件上的压带的薄片状表面使砂带上的压力在磨削面上不是相等的。相反，压力在整个工件长度上向前移动地及隔开地细分布地施加砂带上，由此使磨削质量及磨削能力得到大大改善。这里砂带磨床是刚性的及不产生振动的磨削运动。
本发明的任务在于，提出一种改进的磨床，借助它可减小磨削痕迹及保证均匀的磨削图(Schleifbild)，及其中可优化磨屑的排出。
该任务将借助开始所述类型的磨床这样来解决：致起作用装置具有多个被这样地控制的致起作用区域，以使得磨料件的不同的区域与振动的磨削运动无关地被交替地致起作用。
因此，根据本发明，由超精磨削机公开的振动的磨削运动与选择出的磨削区域的快速交替的致起作用这样地组合，以致振动的磨削运动与磨料件的这些不同区域的致起作用无关。与传统的压靴不同，根据本发明的致起作用装置不是用于：支持确定轮廓的磨削及防止工件边缘的磨圆。而是通过磨料件的不同区域的这种交替致起作用产生磨削痕迹的一种图象，它以此方式防止振动的磨削运动产生有规律的磨削图案。此外通过这些不同区域的交替致起作用来保证：磨屑可通过未致起作用的区域被最佳地排出。
交替的致起作用最好相对于工件与磨床之间的相对进给运动快速交替地进行。
这些致起作用区域最好与振动的磨削运动异步地受到控制，以使得砂带的磨粒不连续地被投入使用及通过不规则致起作用的磨削区域可擦除磨削图案。
致起作用装置最好可垂直于待磨削的工件的进给方向地运动。在此情况下特别有利的是，致起作用装置的这些致起作用区域是设置在一个载体上的一些凸出的薄片(Lamellen)，该载体最好是一个在磨削平面中可与工件的进给方向垂直地往复运动的板。通过放置在磨料件上的往复运动的板仅使磨料件在这些薄片的区域中压在工件上。在此情况下与进给运动垂直进行的板的往复运动与进给运动及振动的磨削运动去耦合。
对此变换地，这些薄片也可被安装在一个循环的传送装置、例如一个链式输送机上，其中该循环的传送装置在磨削平面中在垂直于工件进给方向上被旋转地驱动。该旋转驱动也与振动的磨削运动去耦合及最好在磨削平面中与振动的磨削运动相反地运行。
这些薄片相对磨削平面例如可对角线状、V形、W形、弯曲或彼此前后错开地延伸。这些或其它的薄片形状可根据磨床结构形式、振动的磨削运动的类型及产生的磨削效果相关地进行选择。
此外有利的是，在致起作用装置的这些致起作用区域与磨料件之间设有一个带有至少一个可控压靴的、本身公知的压力装置。该压力装置与根据本发明的致起作用装置不同地用于：根据工件的轮廓压紧磨料件，例如用于避免工件边缘区域的过量磨削。
在一个特别优选的磨床的实施形式中，磨料件例如是一个支承在保持装置上的砂纸片。保持装置与振动驱动装置被这样地支承在磨床框架上，以便使保持装置相对磨床框架被置于与磨削平面即磨料件的磨削面平行的振动磨削运动中。根据本发明，致起作用装置与磨床框架相耦合及至少在磨削平面的一个方向上与保持装置去耦合。以此方式可保证，磨料件不同区域的交替致起作用与振动的磨削运动无关。
这里，振动驱动装置最好具有一些可旋转地驱动的偏心轴，它们垂直于磨削平面地延伸在磨床框架与保持装置之间。
通过这些被驱动的轴的偏心率可在磨削平面中产生出旋转的振动运动，至少一个偏心轴在磨削平面的一个方向中可移动地被支承，以便减小轴承负荷，该负荷是在磨床发热的情况下通过不同的纵向膨胀出现的。通过偏心轴在纵向上及在磨削平面的另外的方向上的刚性支承可保证保持装置相对磨床框架的整个振动行程。
在另一实施形式中，致起作用装置具有一些用于接收一种介质的柔性管道及压力控制装置，所述压力控制装置与这些管道相连接。作为管道例如可使用软管或腔室。压力控制装置被设置来对处在这些管道中的介质、如空气或液压液体脉动地加载压力。以此方式迫使在软管道中产生介质的脉冲波，它们为了致起作用在一些波腹区域上产生出增高的压紧力以作用在与管道邻接的磨料件上。在腔室用作柔性管道的情况下各个腔室可被单独地控制，以便交替地使磨料件的与各腔室邻接的不同的区域被压紧。
该磨床可作为使用砂布片的超精磨削机来实施，砂布片与保持装置例如夹紧或附着地形成可更换的连接。但磨料件也可以是一个旋转的循环砂带。
当上述类型的多个致起作用装置相互并排地布置在进给方向上时，可获得特别均匀的磨削图。致起作用装置可移动地支承在一个共同的支承梁上。该支承梁则可垂直于进给方向地往复运动，而致起作用装置本身相对支承梁例如可在支承梁的纵向上往复运动。
本发明的任务还通过用上述磨床磨削工件的方法这样来解决：交替地使磨料件的不同区域起作用，其中这些致起作用区域与振动的磨削运动无关地被控制。
以下将借助附图来详细描述本发明。附图为：
图1-根据本发明的磨床的第一实施形式的透视图；
图2-具有由于磨料件的保持装置及一个致起作用装置的磨床的一部分的透视图；
图3-根据本发明的具有循环砂带的磨床的第二实施形式的透视图；
图4-具有携带一些薄片的循环传送带的致起作用装置的俯视图；
图5-根据本发明的具有两个平行地彼此并排布置的致起作用装置的磨床的第三实施形式的一部分的侧向横截面视图；
图6-具有附加压紧装置的磨床的一部分的侧向横截面视图；
图7-具有图6中附加压紧装置的、垂直于进给方向延伸的磨床的正视图。
图1中可看到在垂直于进给方向V的横截面中的视图表示的、根据本发明的磨床。一个砂布片或砂带形式的磨料件1可更换地被安装在一个保持装置2上。保持装置2本身被至少一个偏心轴3垂直于磨削平面、即垂直于磨料件1的磨削面地承载，后者可由一个电动机4用可变的转速驱动旋转。通过偏心轴3迫使磨料件1在磨削平面中进行圆周的磨削运动。电动机4本身与一个磨床框架5固定地连接。所设偏心轴3的至少一个的支承装置可在磨削平面的一个方向上、最好在垂直于进给方向V的Y方向上移动，以便补偿磨床发热时的纵向膨胀及减小轴承的负荷。在偏心轴3的延伸方向上以及在磨削平面的其它方向上，偏心轴3最好刚性地及不可弯曲地被支承，以便保证保持装置2的全部振动行程。
磨料件1例如可被夹紧在保持装置2上，用丝绒粘扣连接粘附或用其它方式可拆卸地连接。并且该磨床也可用砂带来实施，其中用于循环砂带的驱动辊和/或转向装置与保持装置2耦合。
工件6在进给方向V上相对砂带1沿磨床被引向。对于一个手持式磨削机的实施形式，也可相对固定的工件6移动手持式磨削机。
根据本发明，在保持装置2与磨料件1之间设置了一个致起作用装置7，该装置具有多个例如薄片形式的致起作用区域8，这些薄片接触在磨料件1上。致起作用装置7与磨料件1的振动的磨削运动无关地例如可在一个画出的、与进给方向V垂直的Y方向上运动及最好直接与磨床框架5相耦合。这里，对于本发明重要的是，致起作用装置7的致起作用区域8被这样地致动，即以交替方式使磨料件1的不同区域通过致起作用区域8的作用与振动的磨削运动无关地被压在工件6上。通过保持装置2(振动的磨削运动)与致起作用装置7(往复运动)的彼此不同步的、叠加的运动可保证：由于振动的磨削运动形成的有规律的磨削图案被擦除及由此可显著地改善结果的磨削质量。
该结果基本上可这样来达到，即致起作用装置7不进行砂带1的振动运动，而是尽可能与该振动运动去耦合。
由图2可看到作为透视图表示的、图1中的磨床的一部分。
可清楚地看到，磨料件1借肋保持轨9可更换地、例如被夹紧或附着地安装在保持装置2的一个保持板10上。这里，磨料件1通过致起作用装置7的一个板形载体11的对角线延伸的薄板形式的致起作用区域8被张紧。致起作用装置7的板形载体11将在垂直于进给方向V的所示Y箭头方向上由一个运动装置12往复地移动。这里该运动装置12最好与磨床框架5直接地联接。板形载体11在导向件13a，13b中在侧向及在高度上被导向。
当磨料件1被保持装置2置于旋转式振动磨削运动期间，致起作用装置7在Y方向上进行与此无关的往复运动。板形载体11不受振动的磨削运动的影响及为此可在磨削平面中自由移动地被支承在保持装置2上。
致起作用区域8例如可为图示的一些对角线形式的、但也可为V形的、W形的、弯曲的、彼此前后错开布置或亦无规则地布置的凸出的薄片。其它形式的致起作用区域8也是可设想的。
重要的是合成的效果：通过快速往复运动的致起作用装置7总是仅使磨料件1的一些确定区域压在工件6上，而磨料件1通过保持装置2被置于快速的磨削振动中。通过振动的磨削运动会在工件6上产生了有规律的图案。现在通过总是仅使磨料件1的一些确定区域致起作用，将导致在砂带下面否则会形成的有规律磨削痕迹被擦除并也导致更好地导出磨屑。
在保持装置2的简单的振动运动上可选择地至少叠加另一振动运动。
由图3可看到具有循环砂带15及一个根据本发明的致起作用装置7的磨床的透视图。用于循环的无端头砂带15的转向辊和/或驱动辊14a，14b由一个保持装置2承载着，该保持装置2相对磨床框架5可被置于振动的磨削运动中。为此在磨床框架5与保持装置2之间又安装有至少一个被旋转地驱动的偏心轴3。
致起作用装置7的这些致起作用区域8这样地位于无头砂带15的内表面上，以致在压紧区域8上砂带15被压在一个未示出的工件上，该工件在砂带15的下面在进给方向V上相对磨床运动。
由图4可看到以俯视图表示的致起作用装置7的另一实施形式。一个循环传送带16与磨削平面平行地并垂直于进给方向V地被张紧，该传送带承载着多个彼此隔开的接触靴形式的致起作用区域8。接触靴的接触面放置磨料件1上，以便在接触靴的区域中将磨料件压在待磨削的工件6上。循环传送带16例如是一个由齿轮转向的及在箭头P的方向上被驱动的循环链。
由图5可看到根据本发明的具有两个平行地彼此并排布置的致起作用装置7a，7b的磨床的第三实施形式的一部分的与进给方向V垂直方向的侧视截面图。这里致起作用装置7a，7b各具有多个致起作用区域8a，8b，它们与进给方向V垂直地延伸及被定位在磨削平面中。设有一个支撑梁17，它或者固定地安装在磨床框架5上或在至少一个方向上可平行于磨削平面移动地支承在保持装置2上，以使得支撑梁17的运动尽可能与保持装置2的振动的磨削运动去耦合。
也可取代机械的致起作用装置，如图5中所示地，用一个或多个柔性的管道18或腔室与磨料件1协同作用。处于管道18或管道腔室中的介质将通过压力控制装置脉动地加载压力，由此使磨料件1的与被加载的腔室相邻的区域或在波腹区域上的柔性管道18的这些区域被压紧在工件6上。通过脉冲控制或各个腔室的控制的选择可使磨料件1的不同区域交替地、与振动的磨削运动无关地被压在工件6上。
这些致起作用区域8a，8b与一些导向件19在进给方向V上刚性地被支承在支撑梁17上。这些致起作用装置7a，7b与这些导管18本身一起可垂直于磨削平面移动地被支承在支撑梁17上及进行附加的往复运动。
作为介质例如可使用空气或液压液体。
由图6可看到包括带有本身公知的附加压紧装置的两个平行地并排布置的致起作用装置7a，7b的、根据本发明的磨床的第四实施例的一个部分，该压紧装置具有多个压靴20。借助最好可单个地被控制的压靴20可使各个设置在其上的致起作用区域8与磨削平面垂直地移动。
这些压靴20被固定在支撑梁17上，该支撑梁本身可垂直于进给方向V往复运动地被支承，以便获得这些致起作用区域8的与振动的磨削运动无关的致起作用。
由图7可看到图6中所示实施形式的磨床的正视图。可以清楚看到，致起作用装置7与磨削平面平行地并垂直于进给方向V地延伸，及在致起作用装置7的纵向上彼此隔开地设有一个本身公知的压紧装置的多个压靴20。这些压靴20例如可单独地被控制，以便有目的地在确定区域中控制压紧力，尤其是防止工件6的边缘轮廓上的磨圆。

Claims (16)

1.磨床，具有用于使磨料件(1)置于振动的磨削运动的振动驱动装置(3，4)，其特征在于：设有一个致起作用装置(7)，该致起作用装置具有多个被这样地控制的致起作用区域(8)，以使得磨料件(1)的不同的区域与振动的磨削运动无关地被交替地致起作用。
2.根据权利要求1的磨床，其特征在于：这些致起作用区域(8)与振动的磨削运动异步地投入工作。
3.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：该致起作用装置(7)可垂直于待磨削的工件(6)的进给方向(V)地运动。
4.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：致起作用装置(7)的这些致起作用区域(8)是一些设置在一个载体(11)上的凸出的薄片。
5.根据权利要求4的磨床，其特征在于：该载体(11)是一个在磨削平面中可与工件(6)的进给方向(V)垂直地往复运动的板。
6.根据权利要求4的磨床，其特征在于：载体(11)具有垂直于工件(6)的进给方向(V)旋转的循环传送装置。
7.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：以多个凸出的薄片形式的致起作用区域(8)对角线状、V形、W形、弯曲或彼此前后错开地延伸在磨削平面中。
8.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：在致起作用装置(7)的这些致起作用区域(8)与磨料件(1)之间设有一个带有至少一个可控压靴的压紧装置。
9.根据以上权利要求中一项的磨床，其中，磨料件(1)被支承在一个保持装置(2)上及该保持装置(2)与振动驱动装置(3，4)被支承在磨床框架(5)上，以便使保持装置(2)相对磨床框架(5)被置于与由磨料件(1)的磨削面确定的磨削平面平行的振动磨削运动中，其特征在于：致起作用装置(7)与磨床框架(5)相耦合及至少在磨削平面的一个方向上与保持装置(2)去耦合。
10.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：多个致起作用装置(7)在进给方向(V)上彼此前后依次地布置。
11.根据权利要求9或10的磨床，其特征在于：振动驱动装置(3，4)具有可旋转地被驱动的偏心轴(3a，3b)，它们垂直于磨削平面地延伸在磨床框架(5)与保持装置(2)之间。
12.根据权利要求11的磨床，其特征在于：至少一个偏心轴(3a，3b)在磨削平面的一个方向中可移动地被支承。
13.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：磨料件(1)是一个与保持装置(2)可更换地连接的砂布片。
14.根据权利要求1至8中一项的磨床，其特征在于：致起作用装置(7)具有用于接收一种介质的柔性管道(18)及压力控制装置与这些管道(18)相连接，其中压力控制装置对处在这些管道(18)中的介质脉动地加载压力。
15.根据以上权利要求中一项的磨床，其特征在于：磨料件(1)是一个循环的无端头砂带。
16.使用根据以上权利要求中一项的磨床通过振动的磨削运动磨削工件的方法，其特征在于：与振动的磨削运动无关地交替使磨料件(1)的不同致起作用区域(8)致起作用。
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