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Die Erfindung bezieht betrifft eine Bearbeitungsmaschine , insbesondere betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einem integral in Rotation versetzbaren Werkzeughalter, an dem zwei oder mehrere Werkzeuge montiert sind.
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Im Allgemeinen werden verschiedene Maschinenwerkzeug-Bearbeitungsmaschinen verwendet, die Bearbeitungsgänge auf dem Werkstück über Werkzeuge ausführen, die an einem Werkzeughalter befestigt sind, beispielsweise Schneidwerkzeuge. Beispielsweise muss die Bohrung des Innenzylinders, der einen Motorblock bildet, genau in Mikrometern bearbeitet werden. Um diesen Zweck zu erreichen, wird das Bohrverfahren regelmäßig in drei Bearbeitungsgänge unterteilt: eine Vorbohrung, eine Halbfertigbohrung und eine Fertigbohrung.
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Bei Bohrarbeitsgängen, beispielsweise für Zylinder, wird ein Schneidverfahren mit einer einzigen Schneidkante verwendet, um genaue Bohrungsdurchmesser, insbesondere bei der Fertigbohrung, zu erreichen. Die Ein-Kantenbearbeitung beim Fertigbohren von Massenproduktionsausrüstung verursacht jedoch erheblichen Abrieb an der Schneidkante, was eine Verminderung des Durchmessers der Maschinenbohrung bewirkt. Um dies zu vermeiden, sollte die Schneidkantenposition entsprechend der Abweichung in der Maschinenbohrung, die durch einen Abrieb der Schneidkante verursacht wird, eingestellt werden, so dass ein konstanter Bohrungsdurchmesser erhalten wird.
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Um diesen Zweck zu erreichen, kann eine Bearbeitungseinheit, die auf der Innenfläche des Zylinders arbeitet, beispielsweise die in der
JP 2003-311517 A offenbarte, in Betracht gezogen werden. Diese Bearbeitungseinheit, die in der
JP 2003-311517 A gezeigt ist, ist mit Vorschneidewerkzeugen und Feinschneidewerkzeugen an einander gegenüberliegenden Positionen auf dem Umfang des Endes des Bohrkopfes versehen. Zudem weist sie einen elastischen Halter auf, der jedes der Werkzeuge in der gleichen Richtung bewegt, während er sich bewegt, und der in der gleichen Richtung unter einer Vorspannung deformiert wird, die in Richtungen quer zu der Achse des Bearbeitungskopfes von dem Feinschneidewerkzeug zu dem Vorschneidewerkzeug aufgebracht wird. Ferner zeigt die Bearbeitungseinheit, die in der
JP 2003-311517 A offenbart ist, ein kompaktes und starres Werkzeug, das zu einer genauen Werkzeugpositionsbewegung - Korrektur - in der Lage ist.
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Bei dem genannten Bearbeitungskopf bewegt sich der Bohrträger in der radialen Richtung relativ zu der Spindel durch die Nachjustagen der abgenutzten Schneidspitze. Während sich der Bohrträger in der radialen Richtung bewegt, bewegt sich auch der Schwerpunkt des Bohrträgers. Dies bedeutet, dass die Zentrifugalkraft, die in dem Bearbeitungskopf und dem Bohrträger erzeugt wird, ebenfalls fluktuiert.
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Die
DE 102 23 687 A1 offenbart einen Werkzeughalter mit zylindrischen, elastischen Werkzeughalter für reversibles Verstellen des Bearbeitungsradius durch elastische Deformation.
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In den letzten Jahren wurde die Spindeldrehzahl beim Zylinderbohren aufgrund der Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung dank der Verbesserung der Werkzeugmaterialien erhöht. Als Ergebnis werden die Auswirkungen der Zentrifugalkraft auf den Bohrträger zu groß, um ignoriert zu werden, und die Nachfrage für Bohreinheiten, die die Fluktuation in der Zentrifugalkraft selbst bei Korrekturbewegungen der Schneidkante unterdrücken können, wird größer.
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Die Erfindung erfüllt solche Bedürfnisse. Der Zweck der Erfindung ist es, die Position des Werkzeugs, das in dem Werkzeughalter montiert ist, in der radialen Richtung des Werkzeughalters einzustellen, eine Unterdrückung der Fluktuation der Zentrifugalkraft zeitlich so früh wie möglich zu erreichen und Bearbeitungsmaschinen zu liefern, die eine präzise Bearbeitung wirkungsvoll erreichen können.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die Unteransprüche bilden fortteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Nach der Erfindung ist ein Werkzeughalter vorgesehen, der in der Lage ist, sich integral mit der Spindel zu drehen, zwei oder mehrere Befestigungsteile, von denen ein Ende an dem Werkzeughalter befestigt ist und von denen das andere Ende ein offenes Ende bildet, an dem zwei oder mehrere Werkzeuge montiert sind, einen zylindrischen, elastischen Halteabschnitt, der mit einem Träger integriert ist, der sich auf der Rotationsachse in Verbindung mit den wenigstens zwei Befestigungsteilen dreht, und eine Vorspanneinrichtung, die den Abstand der wenigstens zwei Werkzeuge von der Rotationsachse einstellen kann, indem das offene Ende deformiert wird, während der Schwerpunkt des zylindrischen, elastischen Halteabschnitts auf der Rotationsachse dadurch gehalten wird, dass der Werkzeughalter in axialer Richtung vorgeschoben oder zurückgezogen wird, um den Trägerabschnitt unter Vorspannung zu setzen. Im Einzelnen umfasst Bearbeitungsmaschine somit einen Werkzeughalter, der sich integral mit der Spindel drehen kann, einen zylindrischen, elastischen Halter, dessen eines Ende an dem Werkzeughalter befestigt ist und dessen anderes Ende ein offenes Ende bildet, an dem ein erstes Befestigungsteil für zwei erste Werkzeuge, die auf einer Achse quer zur Rotationsachse angeordnet sind, ein Träger sich über die Rotationsachse erstreckt, und ein zweites Befestigungsteil für zwei zweite Werkzeuge, die auf einer weiteren Achse quer zur Rotationsachse angeordnet sind, integral ausgebildet vorgesehen sind, wobei das zweite Befestigungsteil das erste Befestigungsteil kreuzt und integral mit dem Trägerteil verbunden sind, und eine Vorspanneinrichtung, die die Position der zwei zweiten Werkzeuge durch einen gleichen Abstand von der Rotationsachse auf der Achse quer zur Rotationsachse zueinander und der Position der zwei ersten Werkzeuge durch einen gleichen Abstand von der Rotationsachse auf der Achse quer zur Rotationsachse zueinander dadurch einstellen kann, dass ein Teil des Trägers mit einer axialen Vorschub- oder Rückholbewegung des Werkzeughalters unter Druck gesetzt wird, um eine Deformation an der Seite des offenen Endabschnitts zu bewirken, während die Position des Schwerpunktes des zylindrischen, elastischen Halters auf der Rotationsachse gehalten wird.
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Der Träger kann mit der Innenwand eines Befestigungsteils verbunden sein, so dass er einen bogenförmigen Träger aufweist, der durch die Rotationsachse des zylindrischen, elastischen Halters hindurchtritt, so dass das offene Ende des bogenförmigen Trägers sich durch axiale Vorspannung durch die Vorspanneinrichtung elastisch in eine elliptische Form deformieren kann.
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Ferner kann die Bearbeitungsmaschine zwei erste Werkzeuge, die auf der kurzen Achse des offenen Endes installiert sind, das sich elastisch in die elliptische Form deformiert, und zwei zweite Werkzeuge aufweisen, die auf der langen Achse des offenen Endes installiert sind.
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Ferner kann die Umlaufbahn des ersten Werkzeuges, wenn keine Vorspannung durch die Vorspanneinrichtung auf den zylindrischen, elastischen Halter ausgeübt wird, einen größeren Durchmesser als der der Umlaufbahn des zweiten Werkzeugs haben.
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Während die Vorspanneinrichtungen einen Strömungsmitteldruck auf den zylindrischen, elastischen Halter ausübt, sollten die ersten und zweiten Werkzeuge automatisch ohne den Strömungsmitteldruck in ihre neutralen Positionen zurückkehren.
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Ferner sollte das erste Werkzeug das erste Schneidewerkzeug sein, das den ersten Bearbeitungsgang an der Innenfläche des Werkstücks ausführt, und das zweite Werkzeug sollte das zweite Schneidewerkzeug sein, das einen zweiten Bearbeitungsgang an der Innenfläche nach dem ersten Bearbeitungsgang ausführt.
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Ferner umfasst der Träger einen bogenförmigen Träger, der an der Innenfläche der Halterung befestigt ist, und dessen offenes Ende sich elastisch in eine dreieckige oder polygonale Form verformen sollte, wenn die Vorspanneinrichtung den bogenförmigen Träger in der axialen Richtung unter Vorspannung setzt.
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Zusätzlich sollte das Werkzeug in Bezug auf den winkelmäßigen Abschnitt des offenen Endes installiert sein, das sich in eine dreieckige oder polygonale Form elastisch deformiert.
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Bei der Bearbeitungsmaschine, auf die sich diese Erfindung bezieht, deformiert sich die offen endige Seite, wobei die Position des Schwerpunktes dieses zylindrischen, elastischen Halters auf der Rotationsachse bleibt, wenn der zylindrische, elastische Halter über die Vorspanneinrichtung unter Druck gesetzt wird. Zu dem Zeitpunkt sind zwei oder mehrere Werkzeuge an dem offenen Ende über die Halterung montiert, und die Position der zwei oder mehreren Werkzeuge wird in der axialen Richtung des Werkzeughalters eingestellt - korrigiert.
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Daher wird die Position der Werkzeuge, die auf der kurzen Achse des offenen Endes, das sich in eine elliptische Form deformiert, montiert sind, oder die der Werkzeuge, die auf der langen Achse des offenen Endes montiert sind, um einen gleichen Abstand von der Rotationsachse korrigiert und daher verschiebt sich der Schwerpunkt nicht. Damit wird eine effiziente und sichere Präzisionsbearbeitung selbst während hoher Drehzahlen realisiert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Bearbeitungswerkzeugs, welches eine Bearbeitungsmaschine nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
- 2 eine Querschnittsdarstellung des Maschinenwerkzeugs;
- 3 eine Frontansicht eines zylindrischen, elastischen Halters, der das Bearbeitungswerkzeug umfasst;
- 4 eine perspektivische Darstellung des zylindrischen, elastischen Halters;
- 5 eine erläuternde Darstellung eines Halbfertigungsprozesses;
- 6 eine beispielhafte Frontansicht des zylindrischen, elastischen Halters in dem Halbfertigungsprozess;
- 7 eine erläuternde Darstellung des Fertigstellungsprozesses;
- 8 eine perspektivische Darstellung eines zylindrischen, elastischen Halters, der ein Maschinenwerkzeug nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst, und
- 9 eine erläuternde Frontansicht eines zylindrischen, elastischen Halters, der das Maschinenwerkzeug umfasst.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine 10, die eine Bearbeitungsmaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und 2 zeigt eine beispielhafte Querschnittszeichnung des ersten Bearbeitungswerkzeugs 10.
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Das Bearbeitungswerkzeug 10 umfasst einen Hauptkörper 12, an dem ein Gehäuse 14 gleitbar installiert ist. An dem Gehäuse 14 ist eine Spindel 16 über ein Lager 18 drehbar installiert, und ein Werkzeughalter 20 ist an der Spindel 16 einbaubar und am freien Ende angeordnet.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Luftleitung 22 an dem Gehäuse 14 entlang der Achse der Spindel 16 vorgesehen, und ein Luftdurchgang 22a, der mit einer Luftversorgungsquelle - in der Zeichnung nicht gezeigt - verbunden ist, ist in der Luftleitung 22 ausgebildet.
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Neben dem Werkzeughalter 20 ist ein zylindrischer, elastischer Halter 24 angeordnet, dessen eines Ende an dem Werkzeughalter 20 befestigt ist und dessen anderes Ende ein offenes Ende 24a bildet. Auf der Seite des offenen Endes 24a sind zwei oder mehrere Werkzeuge, beispielsweise Halbfertigbohrungs-Werkzeuge - erste Schneidewerkzeuge 26a, 26b - und Fertigstellungswerkzeuge - zweite Schneidewerkzeuge 28a und 28b - angebracht, siehe 3. Der Werkzeughalter 20 ist mit einer Vorspanneinrichtung 32 versehen, die das offene Ende 24a in eine zylindrische Form durch eine Vorschub- oder Rückholbewegung in axialer Richtung - Richtung von Pfeil A - des Werkzeughalters 20 deformieren kann, indem der zylindrische, elastische Halter 24 unter Druck gesetzt wird. Die Vorspanneinrichtung 32 beherbergt einen pneumatischen Zylinder 34, der einen Luftdurchgang 22a und einen hydraulischen Zylinder 36 hat, der stromabwärts von dem pneumatischen Zylinder 34 angeordnet ist. Der pneumatische Zylinder 34 beherbergt eine pneumatische/hydraulische Druckumsetzungskammer 38, die zu dem Luftdurchgang 22a hin offen ist, und der erste Kolben 40 ist in der pneumatischen/hydraulischen Druckumsetzungskammer 38 verschiebbar angeordnet. Der erste Kolben 40 wird durch eine Feder 42 unter Vorspannung gesetzt, so dass er sich von dem hydraulischen Zylinder 36 weg bewegt.
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Die Stange 40a und der erste Kolben 40 sind in der hydraulischen Kammer 44, die den hydraulischen Zylinder 36 bildet, in einer solchen Weise angeordnet, dass sie vorgeschoben oder zurückgezogen werden können. Der zweite Kolben 46 ist ebenfalls in der hydraulischen Kammer 44 verschiebbar angeordnet. Die Stange 46a des zweiten Kolbens 46 ist in dem zylindrischen, elastischen Halter in einer hervorstehenden Weise angeordnet.
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Der zylindrische, elastische Halter 24 hat eine runde, zylinderartige Form, wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, und er hat eine runde, scheibenförmige Basis 48, die an dem Ende des Werkzeughalters 20 befestigt ist. Ein Ringkörper 50 ist an der Basis 48 vorgesehen, und das Ende auf der Seite des offenen Endes 24a des Ringkörpers 50 ist mit einer ersten Bank von Befestigungsteilen 52a und 52b versehen, an denen Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b austauschbar montiert werden können, und eine zweite Bank von Befestigungsteilen 54a und 54b, an der Fertigstellungswerkzeuge 28a und 28b austauschbar montiert werden können.
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Wenn die Vorspanneinrichtung 32 eine Vorspannung in der Richtung A1, die mit einem Pfeil gezeigt ist, aufbringt, deformiert sich das offene Ende 24a des zylindrischen, elastischen Halters 24 elastisch in eine elliptische Form, um die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b auf der kurzen Achse des offenen Endes 24a zu montieren und die Fertigstellungswerkzeuge 28a und 28b in der langen Achse des offenen Endes 24a.
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Konkret sind die zweiten Befestigungsteile 54a und 54b miteinander durch den bogenförmigen Träger 56 integriert, der sich zu der Innenseite - Rotationsachse - des Ringkörpers 50 erstreckt. Der Träger 56 ist elastisch deformierbar, und ohne eine Vorspannung von der Vorspanneinrichtung 32 sind die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b an Positionen angeordnet, die dem Halbfertigungsdurchmesser D1 entsprechen, und die Fertigungswerkzeuge 28a und 28b sind weiter nach innen hin angeordnet als die Positionen, die dem Halbfertigungsdurchmesser D1 entsprechen.
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Wenn der Boden 56a durch die Stange 46a des zweiten Kolbens 46 axial unter Druck gesetzt wird, deformiert sich der Träger 56, um die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b, die auf den zweiten Befestigungsteilen 54a und 54b montiert sind, in der radialen Richtung zu Positionen nach außen zu verschieen, die dem Fertigstellungsdurchmesser D2 entsprechen.
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Andererseits sind die ersten Befestigungsteile 52a und 52b nicht direkt mit dem Träger 56 verbunden und haben eine Phasendifferenz von 90 Grad gegenüber den zweiten Befestigungsteilen 54a und 54b. Wenn ein Druck in der Richtung des Pfeils A1 auf den Trägerabschnitt 56 ausgeübt wird, bewegen sich entsprechend die zweiten Bankabschnitte 52a und 52b in der Richtung quer zu den zweiten Befestigungsteilen 54a und 54b, d. h. in der radialen Richtung zur Innenseite hin. Aus diesem Grund verschieben sich die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b, die auf den ersten Befestigungsteilen 52a und 52b montiert sind, in der radialen Richtung nach innen, so dass sie weiter innen als die Positionen, die dem Fertigstellungsdurchmesser D2 entsprechen, angeordnet sind. Die Bewegung eines auf diese Weise konfigurierten Maschinenwerkzeugs 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel wird unten beschrieben.
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Um einen Halbfertigungsgang an der Bohrung 60a eines Zylinders 60, beispielsweise eines Zylinderblocks eines Motors, mit den Halbfertigungswerkzeugen - ersten Werkzeugen - 26a und 26b durchzuführen, wird als erstes keine komprimierte Luft zu dem Luftdurchgang 22a zugeführt. D. h., dass kein Druck auf den Träger 56 über die Stange 46a aufgebracht wird, wie in den 5 und 6 gezeigt ist, und daher sind die Halbfertigungswerkzeuge - ersten Werkzeuge - 26a und 26b an Positionen angeordnet, die dem Halbfertigungsdurchmesser D1 entsprechen, und die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b sind innerhalb von denen angeordnet, die dem Fertigstellungsdurchmesser D1 entsprechen.
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Wenn die Spindel 16 sich unter dem Betrieb eines Drehantriebs - in der Zeichnung nicht gezeigt - dreht, dreht sich der Werkzeughalter 20 zusammen mit dem zylindrischen, elastischen Halter 24. Die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b sind an dem offenen Ende 24a des zylindrischen, elastischen Halters 24 an Positionen angeordnet, die dem Halbfertigungsdurchmesser D1 entsprechen. Aus diesem Grund führen die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b einen Halbfertigungsgang an der Bohrung 60a des Zylinders 60 durch, während die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b innerhalb der Bohrung 60a angeordnet sind, ohne den Halbfertigungsvorgang zu behindern.
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Nachdem der Halbfertigungsgang der Bohrung 60a abgeschlossen ist, liefert eine Luftversorgungsquelle - in der Zeichnung nicht gezeigt - Druckluft an den Luftdurchgang 22a. Die Druckluft wird an den pneumatischen Zylinder 34 geliefert, so dass sich der erste Kolben 40 in der pneumatischen/hydraulischen Druckumsetzungskammer 38 in der Richtung des Pfeils A1 bewegt. Daher tritt die Stange 40a des ersten Kolbens 40 in die hydraulische Kammer 44 ein, die den hydraulischen Zylinder 36 bildet, so dass der zweite Kolben 46 veranlasst wird, sich über einen hydraulischen Druck in die Richtung des Pfeils A1 zu verschieben, und die Stange 46a des zweiten Kolbens 46 setzt die Unterseite 56a des Trägers 56, der den zylindrischen, elastischen Halter 24 bildet, in der Richtung des Pfeils A1 unter Druck.
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Die zweiten Befestigungsteile 54a und 54b, die integral auf dem Träger 56 des zylindrischen, elastischen Halters 24 ausgebildet sind, bewegen sich in der radialen Richtung nach außen, siehe 7. Während dieses Vorgangs bewegen sich die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b, die auf den zweiten Befestigungsteilen 54a und 54b montiert sind, in der radialen Richtung nach außen, so dass sie in Positionen entsprechend dem Fertigstellungsdurchmesser D2, siehe 3 angeordnet sind. Andererseits bewegen sich die Halbfertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 26a und 26b, die auf den ersten Befestigungsteilen 52a und 52b montiert sind, in radialer Richtung nach innen, so dass sie innerhalb von den Positionen, die dem Fertigstellungsdurchmesser D2 entsprechen, angeordnet sind.
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Wenn sich der Werkzeughalter 20 zusammen mit dem zylindrischen, elastischen Halter 24 unter der Drehung der Spindel 16 dreht, geben die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 26a und 26b eine Fertigstellungsgang an der Bohrung 60a des Zylinders 60, während die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b innerhalb der Bohrung 60a angeordnet sind, ohne den Fertigstellungsprozess zu behindern.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der zylindrische, elastische Halter 24 über die Vorspanneinrichtung 32 in der Richtung des Pfeils A1 unter Druck gesetzt wird, deformiert sich in diesem Fall das offene Ende 24a des zylindrischen, elastischen Halters 24 elastisch in eine elliptische Form. D. h., dass die Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b, die auf den ersten Befestigungsteilen 52a und 52b montiert sind, sich in der radialen Richtung um denselben Betrag nach innen bewegen, während die Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28a, die auf den zweiten Befestigungsteilen 54a und 54b montiert sind, um den gleichen Betrag radial nach außen bewegt werden.
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Aus diesem Grund werden die Positionen der Halbfertigungswerkzeuge - ersten Werkzeuge - 26a und 26b und der Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b in der radialen Richtung des Werkzeughalters 20 nachgestellt - korrigiert, während der Schwerpunkt des zylindrischen, elastischen Halters 24 in der Rotationsachse gehalten wird. Damit ist der Werkzeughalter 20 in der Lage, eine genaue Maschinenbearbeitung an dem Zylinder 60 effizient durchzuführen. Darüber hinaus kann eine Variation der Zentrifugalkraft, die durch die Korrektur der Schneidkantenposition der Halbfertigungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b und der Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b hervorgerufen wird, zum frühestmöglichen Zeitpunkt unterdrückt werden, wenn die Drehzahl der Spindel hoch ist, so dass eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung in vorteilhafterweise ausgeführt werden kann.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind ferner zwei Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b für den Fertigstellungsarbeitsgang vorgesehen. Daher kann ein Werkzeug, beispielsweise 28a, als vorlaufendes Fertigstellungswerkzeug und das andere Fertigstellungswerkzeug 29b als nachlaufendes Fertigstellungswerkzeug verwendet werden, so dass die Materialabtragung an dem nachlaufenden Fertigstellungswerkzeug stabil gemacht und auf ein Minimum gebracht werden kann, wodurch genaue Bohrvorgänge erreicht werden können.
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Ferner wird die radiale Korrekturverschiebung der Halbfertigstellungswerkzeuge - erste Werkzeuge - 26a und 26b und der Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b durch die elastische Deformation des Ringkörpers 50 bewirkt, die während der Druckbeaufschlagung des Trägers 56 mit der Stange 46a erzeugt wird. Aus diesem Grund wird keine Gleitreibung an dem zylindrischen, elastischen Halter 24 verursacht, so dass eine genaue Korrekturverschiebung ohne Gleitwiderstand durch eine Korrekturbewegung leicht erreicht werden kann. Insbesondere werden glatte Korrekturverschiebungen aufgrund des Fehlens von Gleitwiderstand realisiert, während eine große Zentrifugalkraft während der Hochgeschwindigkeitsdrehung des Werkzeughalters 20 ausgeübt wird.
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Grundsätzlich ist die Größe der Verformung des Ringkörpers 50 in der radialen Richtung proportional zu der Kraft, die auf dem Träger 56 drückt. Das ist der Grund dafür, dass der Betrag der Korrekturbewegung der Fertigstellungswerkzeuge - zweite Werkzeuge - 28a und 28b unter der Drucksteuerung eines externen Kontrollers eingestellt werden kann, um ein Steuerungsverfahren mit offenem Steuerkreis zu ermöglichen.
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Die Vorspanneinrichtung 32 des ersten Ausführungsbeispiels ist nicht auf den pneumatischen Zylinder 34 und den hydraulischen Zylinder 36 beschränkt. Beispielsweise kann eine Druckstange, die sich unter der Drehung eines Motors vorschiebt und zurück bewegt, eingesetzt werden. Zusätzlich können verschiedene Medien, beispielsweise Kühlmittel, zusätzlich zu Druckluft als druckerzeugendes Medium verwendet werden.
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Die Richtung der Druckbeaufschlagung des Trägers 56 des zylindrischen, elastischen Halters 24, der über die Vorspanneinrichtung 32 unter Druck gesetzt wird, ist nicht auf die Richtung des Pfeils A1 beschränkt. Beispielsweise kann der Träger 56 in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil A1 unter Druck gesetzt werden, um den Durchmesser des zylindrischen, elastischen Halters 24 zu reduzieren.
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8 ist eine Darstellung unter einem schrägen Winkel des zylindrischen, elastischen Halters 70, der das Bearbeitungswerkzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst, und 9 ist eine beispielhafte Frontansicht des zylindrischen, elastischen Halters 70. Der zylindrische, elastische Halter 70 kann für das Bearbeitungswerkzeug 10, das zu dem ersten Ausführungsbeispiel gehört, statt dem zylindrischen, elastischen Halter 24 verwendet werden.
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Der zylindrische, elastische Halter 70 hat eine schematisch kreisförmige, zylindrische Form, und ein Ringkörper 72 ist an seiner Basis 48 vorgesehen. Bänke - Befestigungsteile - 76a, 76b und 78c sind an dem Ende des offenen Endes 24a des Ringkörpers 72 ausgebildet, wo Fertigstellungswerkzeuge 74a, 74b und 74c unter gleichem Abstand von 120° in einer austauschbaren Weise montiert sind.
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Die Befestigungsteile 76a, 76b und 76c sind mit einem bogenförmigen Träger 78 integriert, der sich zu der Innenseite des Ringkörpers 72 erstreckt. Der Träger 78 kann elastisch verformt werden, und er verformt das offene Ende 24a des Ringkörpers 72 in eine nahezu dreieckige Form, wenn die Stange 46a des zweiten Kolbens 46 einen Druck in axialer Richtung ausübt. Aus diesem Grund sind die Fertigstellungswerkzeuge, die auf den Befestigungsteilen 76a, 76b und 76c montiert sind, so angeordnet, dass sie sich um denselben Betrag in radialer Richtung nach außen bewegen, so dass sie an Positionen entsprechend dem Fertigstellungsdurchmesser angeordnet sind.
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Wenn kein Druck auf den Träger 78 bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeübt wird, sind die Fertigstellungswerkzeuge 74a, 74b und 74c an Positionen angeordnet, die beispielsweise den Halbfertigstellungsdurchmesser D1 entsprechen. Andererseits, wenn ein Druck auf den Träger 78 ausgeübt wird, bewegen sich die Fertigstellungswerkzeuge 74a, 74b und 74c um den gleichen Betrag in radialer Richtung nach außen, so dass sie in Positionen angeordnet sind, die dem Fertigstellungsdurchmesser D2 entsprechen.
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Daher kann ein einziger zylindrischer, elastischer Halter sowohl für den Halbfertigungsvorgang als auch für den Fertigstellungsvorgang verwendet werden, und die Positionen der Fertigstellungswerkzeuge 74a, 74b und 74c werden in der radialen Richtung des Werkzeughalters 20 eingestellt - korrigiert, während der Schwerpunkt des - zylindrischen - elastischen Halters 70 auf der Rotationsachse verbleibt. Damit erreicht der Werkzeughalter 20 eine effiziente und genaue Maschinenbearbeitung an dem Zylinder 60.
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Das zweite Ausführungsbeispiel ist nicht auf drei Fertigstellungswerkzeuge 74a, 74b und 74c beschränkt, die auf drei Befestigungsteilen 76a, 76b und 76c montiert sind. Beispielsweise können vier oder mehr Fertigstellungswerkzeuge auf vier oder mehr Befestigungsteilen montiert werden. In diesem Fall wird der zylindrische, elastische Halter in eine viereckige oder polygonale Form durch die Vorspanneinrichtung deformiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Maschinenwerkzeug, Bearbeitungsmaschine, Bearbeitungswerkzeug
- 12
- Hauptkörper
- 14
- Gehäuse
- 16
- Spindel
- 18
- Lager
- 20
- Werkzeughalter
- 22
- Luftleitung
- 22a
- Luftdurchgang
- 24
- zylindrischer, elastischer Körper
- 24a
- offenes Ende
- 26a, 26b
- Halbfertigungswerkzeug, erstes Werkzeug
- 28a, 28b
- Fertigstellungswerkzeug, zweites Werkzeug
- 32
- Vorspanneinrichtung
- 34
- pneumatischer Zylinder
- 36
- Hydraulischer Zylinder
- 38
- Druckumsetzer
- 40
- erster Kolben
- 40a
- Stange
- 42
- Feder
- 44
- hydraulische Kammer
- 46
- zweiter Kolben
- 46a
- Stange
- 48
- Basis
- 50
- Ringkörper
- 52a, 52b
- Bänke, erste Befestigungsteile
- 54a, 54b
- Bänke, zweite Befestigungsteile
- 56
- bogenförmiger Träger
- 56a
- Bogen
- 60
- Zylinder
- 60a
- Bohrung
- 70
- zylindrischer, elastischer Körper
- 72
- Ringkörper
- 74a bis 74 c
- Fertigstellungswerkzeug
- 76a bis 76c
- Bänke, Befestigungsteile
- 78
- Träger
- D1
- Halbfertigungsdurchmesser
- D2
- Fertigstellungsdurchmesser
- A
- Pfeil
- A1
- Richtung
