專利名稱：曲軸加工機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造一些具有同心的和偏心的待加工表面的曲軸的曲軸加工機(jī)械，這些曲軸可圍繞一C軸線旋轉(zhuǎn)地被夾緊。
用于加工一些具有同心的和偏心的待加工表面的工件、尤其是曲軸的車削/銑削加工機(jī)械具有一主軸箱、一帶有一些用于驅(qū)動(dòng)所述工件圍繞所述C軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)機(jī)的對(duì)向主軸或隨轉(zhuǎn)尾座、至少一個(gè)帶有用于刀具主軸的組件進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)單元以及帶有這些刀具的可移動(dòng)的縱向滑板。因此這些車削/銑削加工機(jī)械尤其包括至少一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。這樣的驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)理解成是那些尤其為用于驅(qū)動(dòng)刀具和工件的組件(如車床主軸、C軸)所需的驅(qū)動(dòng)單元，以及那些用于加工同心的和偏心的工件表面(如曲軸面)的刀具驅(qū)動(dòng)裝置。
已知的技術(shù)解決方案的出發(fā)點(diǎn)是，在用于工件主軸和刀具主軸的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過電動(dòng)機(jī)和一些徑向可移動(dòng)的齒輪和/或通過多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)裝置或蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及帶齒皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來建立有效的連接。
傳統(tǒng)的帶有電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給裝置具有的缺點(diǎn)是在裝置配備方面很麻煩并且需要大的空間。此外，在銑削設(shè)備中的傳動(dòng)線路具有一些帶有間隙的部件(例如齒輪，聯(lián)軸器)和高的傳動(dòng)比。由此，難以想象高度精度地加工工件，因?yàn)橛绕淇蛇_(dá)到的工件表面質(zhì)量是受限制的。此外，由于所述間隙的存在，所述銑削單元的自身穩(wěn)定性(顫振剛性)下降。在工件主軸方面，對(duì)于C軸同樣存在一些帶有間隙的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(大部分是蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu))作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的目的在于提供一種如說明書前言所述類型的曲軸加工機(jī)械，它能避免已公知的曲軸加工機(jī)械的上述缺點(diǎn)。
上述目的通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的曲軸加工機(jī)械來實(shí)現(xiàn)。通過采用專門針對(duì)所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力特性和力矩平衡的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)作為既用于銑刀心軸又用于工件主軸的直接驅(qū)動(dòng)裝置，就消除了間隙并實(shí)現(xiàn)了高的剛性。由此首先可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的有效加工。通過所述新型的驅(qū)動(dòng)裝置既可以按照一種布置結(jié)構(gòu)使所述主軸驅(qū)動(dòng)裝置以快速行程轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)用于實(shí)現(xiàn)與角度有關(guān)的定位，又可以運(yùn)轉(zhuǎn)用于調(diào)節(jié)位置(稱為C軸線)，用于位置配置和用于以低速進(jìn)行加工(銑削)。該轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)是具有高角度精度和高轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。在應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣，就可用小部分的機(jī)械構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無間隙的、無噪音的且無磨損的有效連接。這樣的有效連接具有高穩(wěn)定性、高精度和用于加工工件的高效率的特點(diǎn)。與此同時(shí)對(duì)于制造曲軸可采用外表面銑削、車銑加工、旋風(fēng)銑削以及具有更高效率與質(zhì)量的車削和拉削方法。由此可確保在碰撞情形下能更可靠地、可測算地防止所述加工刀具和夾緊件遭受過載及因此損壞。通過驅(qū)動(dòng)裝置的更低成本和由于無磨損及無需潤滑所導(dǎo)致的更低維護(hù)保養(yǎng)成本，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。通過轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的位置和角度精度的協(xié)調(diào)一致，可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的同步性(僅僅還有測量系統(tǒng)誤差)和高度的精確性。借助按照本發(fā)明的曲軸銑床，可在對(duì)曲軸進(jìn)行唯一一次夾固安裝后，既完成對(duì)主軸承又完成對(duì)偏心的連桿軸承的加工。所達(dá)到的精度明顯減少了用于精磨軸頸的費(fèi)用，從而顯著地節(jié)省了加工成本。另外也可實(shí)現(xiàn)具有磨削質(zhì)量的最后加工。
按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械可尤其是一臺(tái)車銑床或一個(gè)車銑加工中心。
按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械的其它有利改進(jìn)由從屬權(quán)利要求以及后面的說明書中給出。
按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械在一優(yōu)選的改進(jìn)設(shè)計(jì)中具有成對(duì)設(shè)置的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)用于銑削設(shè)備、旋風(fēng)銑削設(shè)備、拉削設(shè)備和車銑設(shè)備。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，設(shè)有一用于自適應(yīng)控制式調(diào)節(jié)(AC-Regelung)的裝置。由此可以改善對(duì)于所述加工工藝的調(diào)控。這樣在車削加工中心加工曲軸時(shí)可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)化。
也可以在一次夾固操作后采用所述車削和銑削方法或車削和仿形銑削方法。
按照又一優(yōu)選的改進(jìn)設(shè)計(jì)，按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械有兩個(gè)成鏡像對(duì)稱的電子同步化的工件主軸。
有鑒于供所述刀具主軸驅(qū)動(dòng)裝置的安裝空間有限，建議采用具有弓形繞組的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。這樣，可改善所述安裝條件并由此形成更大的徑向空間。所述刀具驅(qū)動(dòng)裝置和工件驅(qū)動(dòng)裝置均優(yōu)選用液體來冷卻。這會(huì)提高所述加工的再生產(chǎn)性以及進(jìn)而提高其質(zhì)量。
當(dāng)按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械的機(jī)架為鑄鐵結(jié)構(gòu)和/或混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，同樣有助于實(shí)現(xiàn)特別高的加工精度。在這樣的情況下特別優(yōu)選采用組合式的滾動(dòng)-滑動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)。
有鑒于按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械的生產(chǎn)加工能力，業(yè)已證明特別有利的是，設(shè)置兩個(gè)銑削單元。這兩個(gè)銑削單元尤其可具備高切削速度的設(shè)有外銑齒的圓盤銑刀。
下面借助一附圖示出的優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)說明，附圖中

圖1是簡略示出的一個(gè)按照本發(fā)明的曲軸加工機(jī)械的正視圖，其中突顯出所述驅(qū)動(dòng)裝置。
圖1中示出一個(gè)帶有一主軸箱的曲軸加工機(jī)械。該主軸箱帶有一個(gè)可圍繞C軸線6轉(zhuǎn)動(dòng)的第一工件主軸1。與該主軸箱對(duì)應(yīng)配置的還有一個(gè)作為主軸驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)2。該電動(dòng)機(jī)2的軸線與所述夾具軸線6重合。一個(gè)測量系統(tǒng)7是該位置可調(diào)節(jié)的主軸驅(qū)動(dòng)裝置的一體式構(gòu)件。與之相對(duì)地在一個(gè)帶有一第二工件主軸3的對(duì)向主軸上設(shè)有一個(gè)帶有一體式C軸線5的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)4作為驅(qū)動(dòng)裝置。所述對(duì)于曲軸加工機(jī)床的控制允許使上述兩個(gè)工件主軸驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)電子化同步。
借助所述夾具14將所述一曲軸形式的待加工工件15夾緊。
所述曲軸加工機(jī)械包括兩個(gè)銑削單元。在這兩個(gè)銑削單元的兩個(gè)可沿Z方向和W方向移動(dòng)的縱向滑板或滑軌17和18上設(shè)有沿X方向和U方向可移動(dòng)的橫向滑板或滑軌16。每個(gè)銑削單元分別包括一個(gè)在所屬刀具主軸8，11上的外表面銑刀9，12。所述外部銑刀分別通過一轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)10或13來驅(qū)動(dòng)。
附圖標(biāo)記清單1 第一工件主軸2 轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)3 第二工件主軸4 轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)
5 第一C軸線6 第二C軸線7 測量系統(tǒng)8 第一刀具主軸9 圓盤銑刀10 轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)11 第二刀具主軸12 圓盤銑刀13 轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)14 工件夾緊裝置15 曲軸16 橫向滑板(U，X)17 縱向滑板(W)18 縱向滑板(Z)
權(quán)利要求
1.一種制造一些具有同心的和偏心的待加工表面的曲軸(15)的曲軸加工機(jī)械，這些曲軸可圍繞一C軸線(5，6)旋轉(zhuǎn)地被夾緊，其中，該曲軸加工機(jī)械具有一主軸箱、一對(duì)向主軸或一隨轉(zhuǎn)尾座、至少一可移動(dòng)的縱向滑板(17，18)和一些驅(qū)動(dòng)單元，這些驅(qū)動(dòng)單元具有一些電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述曲軸圍繞所述C軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和用于一些用于刀具主軸(8，11)的組件以及一些刀具的進(jìn)給，其中，在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)所述工件主軸(1，3)和至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)所述刀具主軸(8，11)的驅(qū)動(dòng)單元中，所述電動(dòng)機(jī)分別設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4，10，13)。
2.如權(quán)利要求1所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，為了直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)相互對(duì)置的工件主軸(1，3)，設(shè)有兩個(gè)分別包括一轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4)的驅(qū)動(dòng)單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，用于驅(qū)動(dòng)刀具主軸(8，11)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(10，13)帶有弓形繞組。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，取替所述C軸線驅(qū)動(dòng)裝置，單獨(dú)地或成對(duì)地設(shè)置帶有集成的測量系統(tǒng)(7)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4)，以用于定位所述工件主軸(1，3)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，為拉削或車?yán)魉銮S(15)，所述用于工件主軸(1，3)的驅(qū)動(dòng)單元和/或所述用于刀具主軸(8，11)的驅(qū)動(dòng)單元包括成對(duì)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，對(duì)于內(nèi)孔銑削(旋風(fēng)銑削)，所述用于工件主軸(1，3)的驅(qū)動(dòng)單元和/或所述用于刀具主軸(8，11)的驅(qū)動(dòng)單元包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)作為直接驅(qū)動(dòng)裝置。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4)的安裝空間設(shè)置在所述工件主軸(1，2)的軸線(5，6)上和/或所述刀具主軸(8，11)的軸線上。
8.如權(quán)利要求1，3或4所述的曲軸加工機(jī)械，其特征在于，設(shè)有一個(gè)用于調(diào)節(jié)(自動(dòng)控制式調(diào)節(jié)AC-Regelung)所述用于工件主軸(1，2)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4；10，13)的負(fù)載并結(jié)合調(diào)節(jié)所述用于銑削刀具(9，12)的驅(qū)動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造一些具有同心的和偏心的待加工表面的曲軸(15)的曲軸加工機(jī)械，這些曲軸可圍繞一C軸線(5，6)旋轉(zhuǎn)地被夾緊，其中，該曲軸加工機(jī)械具有一主軸箱、一對(duì)向主軸或一隨轉(zhuǎn)尾座、至少一可移動(dòng)的縱向滑板(17，18)和一些驅(qū)動(dòng)單元，這些驅(qū)動(dòng)單元具有一些電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述曲軸圍繞所述C軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和用于一些用于刀具主軸(8，11)的組件以及一些刀具的進(jìn)給，其中，在至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)所述工件主軸(1，3)和至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)所述刀具主軸(8，11)的驅(qū)動(dòng)單元中，所述電動(dòng)機(jī)分別設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(2，4，10，13)。
文檔編號(hào)B23Q39/04GK1658999SQ03813039
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者萊因哈德·羅博塔, 岡特·施羅特 申請人:奈爾斯-西蒙斯工業(yè)設(shè)備有限責(zé)任公司