專利名稱：具有冷車削附件的磨床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磨床，其具有至少一個磨床床身、一個進給滑座和一個安裝有工作臺附件的磨削工作臺。本發(fā)明還涉及一種在磨床上加工工件的方法。
人們已經(jīng)公知對軸和凸緣部件進行常規(guī)和CNC控制(計算機數(shù)字控制)磨削所使用的磨床。人們也公知常規(guī)的和CNC控制的車床，在這種情況下，在可被機加工的工件上和安裝有磨削主軸的刀具固定裝置上存在有機加工中心，該磨削主軸可以磨削比如沒有扭曲的密封環(huán)形支座。通常對這些支座進行粗車削，然后，僅考慮需要的表面質量再次對其外側進行磨削。這時所要求的磨削單元被設計為輔助磨削附件。該輔助磨削附件可以用于僅在這些機加工中心上運行的特殊的工藝。這通常涉及機加工刀具的特別的設計，用這些機加工刀具僅可機加工精確限定和預定的工件。
本發(fā)明的目的是提供一種能以極靈活的方式使用并且與以前的磨床相比較可增加生產(chǎn)率的磨床。
為了達到這個目的，根據(jù)本發(fā)明提出了一種具有權利要求1的特征的磨床和一種具有權利要求19的特征的方法。附加的特征涉及車削刀具固定架和車削刀具固定板。有利的改進包含在各個從屬權利要求中。
根據(jù)本發(fā)明，使用一種磨床，其具有已經(jīng)被設計為用于磨削的磨床床身，并且其剛性、溫度變化特性和振動特性等等已經(jīng)達到最佳，可精確地完成該任務。該磨床具有至少一個磨床床身、一個進給滑座和一個安裝有工作臺附件的磨削工作臺，此外，設置一個用于冷車削的車削刀具固定架。由此可以不僅在一次安裝中完全精磨一個工件。相反，在磨削之前、之中或之后，車削刀具固定架使得使用車削刀具或另一個切削刀具和將工件機加工成為可能。這擴展了磨床的使用范圍，盡管磨削仍是其主要的功能。因此，磨床仍然最好具有諸如穩(wěn)定支架之類的裝置作為安裝的工作臺附件。
根據(jù)一種結構，該磨床具有一個主軸頭，車削刀具固定架可拆卸地固定在其上。由于使用了磨床上現(xiàn)存的元件來實現(xiàn)附加的功能，這增加了靈活性。例如，主軸頭用作砂輪或車削刀具的托架。主軸頭進一步的改進是可以擺轉。結果是，在各種情況下，不同的刀具可進入工件上需要的嚙合位置。另外，這可以利用主軸頭的受控的擺轉裝置來控制各種刀具。
除了磨削主軸外，磨床最好具有車削刀具固定架。由此在使用不同的刀具時可不必重新設置時間。因此，可在連續(xù)的操作中磨削和車削工件。車削刀具固定架最好是一個刀具轉動架。刀具轉動架具有多個不同的可用刀具，這樣，在適當編程的操作順序中，不會受到刀具停止和刀具變換的影響而中斷。
磨床的進一步改進是車削刀具固定架被設計成一個可互換的車削刀具固定板。這簡化了刀具的使用和刀具的變換。
在磨床的進一步設計中，該磨床具有一個磨削主軸，其具有一個固定架，在該固定架上可安裝有砂輪或車削刀具固定板。尤其是，該車削刀具固定板最好以在磨削主軸上徑向定位的方式被夾緊定位。因此，至少在徑向近端設置該固定架是有利的。
除了磨削操作本身外，該磨床還必須滿足冷車削操作的需要。一種結構是將磨削主軸設計成一個刀具轉動架，其可以經(jīng)位移測量系統(tǒng)通過電子定位主軸止塊被徑向定位，使用該結構可以獲得很高的機加工質量，同時利用了磨床上任何現(xiàn)存的元件。結果獲得的精度既可用于磨削，也可用于車削。
此外，為了進行快速的刀具變換，從而縮短生產(chǎn)時間，事實證明，磨床具有一個安裝在徑向分度車削刀具固定板上的車削刀具是有利的。
由于以下事實可獲得進一步的精度和縮短機加工時間，即該磨床具有一個用于磨削主軸或刀具轉動架的安裝殼體，在這種情況下，安裝殼體可以在進給滑座上水平擺轉。這使得可以通過控制進給滑座來控制磨削主軸或刀具轉動架的運動，同時，通過安裝殼體可確?？焖俚馗鼡Q磨削主軸和刀具轉動架。
由于以下事實可獲得磨床的進一步的靈活性，即兩個獨立的用于車削刀具固定架的橫向進給滑座安裝在磨床的磨床框架上的X1/X2/Z1/Z2方向上。這可以同時以刀具的各種位置進行車削。此外，如果兩個進給滑座彼此相對設置，可以確保兩個進給滑座中的一個帶動車削刀具與工件嚙合，同時，另一進給滑座可被重新裝備。如果使用兩個獨立的橫向進給滑座，在每種情況下，其各帶有不同的刀具，比如砂輪和車削刀具，這樣更有利。
為了縮短機加工時間，改進中的磨床還具有如下的功能，即車削刀具固定架可容納用于外部和/或內部車削的刀具。結果是，不需要在另一個機加工刀具中松開和重新夾緊。
考慮作為磨床的基本的功能，該磨床是一種常規(guī)的結構。為了附加的機加工可能性，該磨床最好具有一個適于相應機加工操作的導軌蓋和/或一個排屑裝置。尤其是，導軌蓋和/或排屑裝置也可以獨立于磨床，也可以固定在各個不同用途的磨床上。
另外的獨立的部件也可以是適于磨床的車削刀具固定板和一個車削刀具固定架。用于車削刀具的車削刀具固定板具有一個連接部件。該連接部件適于與磨床適當?shù)叵噙B。同樣，用于車削刀具的車削刀具固定架具有一個可與磨床適當?shù)匕惭b的連接部件。
具有車削刀具固定架的磨床可允許一個模塊結構，其具有磨削和車削的不同的功能。在磨床被以適當?shù)姆绞接糜谲囅鞯那闆r下，允許改型的因素。為此，可附加地設置一個適當?shù)能囅鞯毒吖潭芎鸵粋€車削刀具固定板以及一個刀具轉動架或上述的另一個元件作為在現(xiàn)存的磨床上的改型的裝置。
最好是，在磨床床身上安裝至少一個用于刀具的固定架或一個用于容納刀具的刀具轉動架，以便利用磨床結構的優(yōu)點來冷車削。尤其是，通過使用X軸的進給滑座可獲得這些優(yōu)點，該進給滑座用于磨削，用于容納刀具固定架或刀具轉動頭。從磨床的關于具有導向器的磨削工作臺和Z軸驅動器的設計可獲得車床的優(yōu)點。
某種程度上，機加工刀具被制成為磨床，使得車削刀具固定架安裝在商用磨床上，安裝有車削廢屑所需要的導軌蓋和排屑裝置。結果是，安裝被設計為用于冷車削的車削刀具固定架或刀具轉動架，而不是安裝具有砂輪接頭的磨削主軸。此外，也可以使用具有相應的砂輪接頭的適當設計的磨削主軸，這樣，可安裝用于車削刀具的刀具固定架，而不是安裝砂輪。該刀具固定架可設計成象砂輪一樣的方式安裝在磨削主軸上。用于車削刀具的刀具固定板被適當?shù)貜较蚬潭úA緊在該磨削主軸上，并通過電子定位主軸止塊經(jīng)位移測量系統(tǒng)徑向定位。
此外，提出了一種在磨床上機加工工件的方法，在該方法中，在磨床上對工件進行冷車削。不進行磨削或者是除了磨削外，該方法還允許進行其它的機加工，尤其是在磨削之前、之中或之后作為附加的機加工。此外，該方法的改進是可對工件進行磨削和車削。為了縮短機加工時間，在機加工模式從磨削到車削或從車削到磨削改變時，工件被留在裝配中。不需要在另一臺機器中重新夾緊。最好通過對磨削主軸的控制來移動車削刀具。結果是，不需要采取附加的控制。
下面將結合附圖詳細地描述本發(fā)明，其有利的特征和結構將更加清楚，在附圖中

圖1是具有刀具固定架和用于冷車削的刀具的磨床結構的平面圖；圖2是與圖1一樣的平面圖，具有一樣冷車削的刀具轉動架；圖3是刀具固定板的側視圖；圖4是磨床結構的平面圖，具有可水平擺轉的刀具轉動架；圖5是與4一樣的平面圖，具有磨削主軸單元和一個用于冷車削的刀具轉動架；圖6示出了具有兩個相對的主軸頭的布置，其各具有一個轉動頭；圖7是與圖6一樣的平面圖，具有磨削主軸和一個用于冷車削的轉動頭；以及圖8是冷車削機床的視圖，具有第一和第二刀具轉動架。
圖1是可用于冷車削的磨床結構的平面圖。僅示意地示出了磨床結構并用來說明本發(fā)明。以與磨床相同的方式來設計磨床床身。在磨床床身7A的前部區(qū)域中，頭架2安裝在一個橫過CNC軸Z方向上的磨削工作臺(未示出)上，該頭架2在一個電機驅動工作主軸上(如箭頭3所示)，可容納一個用于夾緊和驅動工件1的卡盤2A。工件1的另一端支撐在一個頂尖上，該頂尖固定在一個尾架頂尖套筒4A上，其由液壓橫向驅動(如箭頭4B所示)，用于裝卸。頭架2工作主軸、卡盤2A、尾架頂尖套筒4A和工件1的中心軸在一個共同的中心軸1A上。進給滑座5在機床床身的后部區(qū)域，其最好與工件中心軸1A成直角橫穿，從而也與Z軸的橫穿方向成直角，其上安裝有一個用于車削刀具的刀具固定架6。該進給滑座5橫穿CNC軸(如箭頭X所示)。同樣示出了車削刀具8，其最好設計為CBN或PCD分度插件(CBN or PCD indexable insert)。
圖2同樣示出了一個與圖1一樣的機床結構，盡管在這種情況下，轉動頭9作為刀具固定架安裝在進給滑座5上。轉動頭容納刀具固定板11，機械橫向移動或通過CNC軸。CBN或PCD分度插件12可夾緊在刀具固定架11上定位。轉動頭9和刀具固定板11可圍繞共同的中心軸13徑向移動。箭頭10的方向示出了尤其是分度運動方式的運轉。
圖3是轉動頭9和刀具固定板11從圖2的箭頭V所見的側視圖及工件1的截面。在此，再次由箭頭X示出了進給滑座5的進給方向。刀具固定板11用于容納不同的刀具和分度插件12、12A?？勺杂蛇x擇分度插件12、12A的數(shù)目，在這種情況下，示出了八個分度插件。刀具固定板11可由轉動頭9最好是CNC軸圍繞中心軸13徑向分度(如箭頭21所示)。在夾緊凸緣22的幫助下，刀具固定板11被牢牢地由螺釘23夾緊在轉動頭9上。在此可使用常規(guī)的快速變換系統(tǒng)。最好使用具有刀具固定板的快速變換系統(tǒng)，其上固定有刀具，比如可以通過一個定中心裝置無游隙地和可拆卸地被固定，作為刀具轉動架，從而可以互換重裝。該定中心裝置具有三點支承，在軸頸和定中心環(huán)之間起作用，以便使刀具固定板定中心，一個夾緊凸緣用于夾緊刀具固定板。定中心裝置最好具有一個定中心環(huán)，該定中心環(huán)在其孔區(qū)中具有三個等間距隔開的凸耳，這些凸耳與軸頸外周上的相同的等間距隔開的環(huán)形楔塊可拆卸地和非強制性地摩擦嚙合，軸頸與驅動軸相連并通過孔延伸。
如圖3所示，工件1與刀具接合。為了車削，每個單獨的刀具可被嚙合。因此，如圖所示，刀具12被瞬時嚙合。例如，通過刀具固定板11的徑向分度，刀具12A或任何其它預先選擇的刀具可被接合。
圖4是具有兩個刀具轉動架14、15的機床的平面圖。在圖4中，可容納刀具固定板16的刀具轉動架14處于機加工位置。通過進給滑座5上的刀具轉動架安裝殼體20的水平擺轉，刀具轉動架15可進入機加工位置，于是，刀具轉動架15的中心軸平行于工件縱向軸1A。然后，刀具轉動架14擺轉到右側，以便兩個刀具轉動架14、15中的一個總是處于預定的工作位置。
圖5示出了另一實施例，磨削主軸18上安裝有砂輪19，從而可在磨床上進行磨削和車削。可用金鋼砂或CBN砂輪進行磨削。
圖6示出了用于車削的磨床結構的另一實施例，設置兩個刀具轉動架，它們的端面在橫穿CNC軸的X1/Z1/X2/Z2軸上彼此相對。以此方式，可以通過分度插件在生產(chǎn)時間上平行地進行機加工，分度插件可容納在兩個轉動頭的刀具固定板上。
圖7示出了同樣的結構，兩個機加工工位中的一個被設計成一個磨削單元。
如圖8所示，一個冷車削機床具有兩個裝置，即第一刀具轉動架24和第二刀具轉動架2，兩者被設置為可圍繞水平中心軸在一個平面內沿箭頭方向B擺轉。這些刀具轉動架24、25安裝在一個共用進給滑座26上，并且圍成的角度在所示的實施例中大于或等于60度，幾乎為180度。當對夾緊在頭架2和尾架29之間的工件1進行機加工時，第一刀具27和第二刀具28可被輪流操作。
但是，該機床也可以設計為一個裝置作為用于車削的刀具轉動架，另一個裝置作為磨削主軸裝置，從而可以用第一裝置進行車削，用第二裝置進行磨削。
尤其是，可從附圖的描述中推斷出可進行外部車削。但是，由于工件的類型不同，也可以內部車削所述的工件。也可以對磨床和刀具固定架進行相應的改變。例如，機加工孔的工件最好夾緊在卡盤中，不用尾架支撐，即在卡盤機構中。于是，這種類型的磨床在一次安裝中不僅可磨削，而且可車削或鉆孔。因此，常規(guī)類型的磨床可被更萬能地和更靈活地使用。
零件清單1工件1A 中心軸2頭架2A 卡盤3驅動方向4A 尾架頂尖套筒4B 橫穿方向5進給滑座6刀具固定架7A 機床床身8車削刀具9轉動頭10 運轉11 刀具固定板12 分度插件13 中心軸14 刀具轉動架15 刀具轉動架16 固定板18 磨削主軸19 砂輪20 刀具轉動架安裝殼體21 分度運轉22 夾緊凸緣23 螺釘24 第一刀具轉動架25 第二刀具轉動架26 共用進給滑座27 第一刀具28 第二刀具29 尾架
權利要求
1.一種磨床，其具有至少一個磨床床身、一個進給滑座(5)和一個安裝有工作臺附件的磨削工作臺，其特征在于設置一個用于冷車削的車削刀具固定架(6)。
2.按照權利要求1所述的磨床，其特征在于車削刀具固定架(6)可拆卸地固定主軸頭上。
3.按照權利要求2所述的磨床，其特征在于主軸頭可以擺轉。
4.按照權利要求1所述的磨床，其特征在于除了磨削主軸(18)外設置有車削刀具固定架(6)。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的磨床，其特征在于車削刀具固定架(6)是一個刀具轉動架(14,15)。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的磨床，其特征在于車削刀具固定架(6)是一個可互換的車削刀具固定板(11)。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的磨床，其特征在于磨削主軸(18)上具有一個固定架，在該固定架上可安裝有砂輪(19)或車削刀具固定板(11)。
8.按照權利要求7所述的磨床，其特征在于車削刀具固定板(11)可被夾緊定位，尤其是，該車削刀具固定板以在磨削主軸(18)上徑向定位的方式被夾緊定位。
9.按照權利要求8或9所述的磨床，其特征在于磨削主軸(18)作為刀具轉動架(14,15)可以經(jīng)位移測量系統(tǒng)通過電子定位主軸止塊被徑向定位。
10.按照權利要求5所述的磨床，其特征在于一個車削刀具安裝在徑向分度車削刀具固定板上(11)。
11.按照權利要求4所述的磨床，其特征在于一個用于磨削主軸(18)或刀具轉動架(14,15)的安裝殼體可在進給滑座(5)上水平擺轉。
12.按照前述任一權利要求所述的磨床，其特征在于兩個獨立的用于車削刀具固定架(6)的橫向進給滑座(5)安裝在磨床的磨床框架上的X1/X2/Z1/Z2方向上。
13.按照前述任一權利要求所述的磨床，其特征在于車削刀具固定架(6)容納用于外部和/或內部車削的刀具。
14.按照前述任一權利要求所述的磨床，其特征在于其具有一個適于各種機加工操作的導軌蓋和/或一個排屑裝置。
15.按照前述任一權利要求所述的磨床，其特征在于兩個刀具轉動架(24,25)固定在一個共用進給滑座(26)上，并且可圍繞一個共用X軸擺轉，使得它們的刀具(27,28)可進入各個工作位置。
16.按照前述任一權利要求所述的磨床，其特征在于刀具轉動架和一個磨削單元固定在一個共用的特別是唯一的進給滑座上，并且可圍繞一個共用X軸擺轉，使得刀具轉動架的刀具或磨削單元的磨削裝置可進入工作位置。
17.用于車削刀具的車削刀具固定板(11)，具有一個連接部件，其特征在于該連接部件適于與權利要求1至16所述的磨床相連。
18.用于車削刀具的車削刀具固定板(6)，具有一個連接部件，其特征在于該連接部件適于與權利要求1至16所述的磨床相連。
19.一種在磨床上機加工工件(1)的方法，在該方法中，在磨床上對工件(1)進行冷車削。
20.一種在磨床上機加工工件(1)的方法，在該方法中，對工件(1)進行磨削和車削
21.按照權利要求19或20所述的方法，其中在機加工模式從磨削到車削或從車削到磨削改變時，工件(1)被留在裝配中。
22.按照權利要求19、20或21所述的方法，其中通過對磨削主軸(18)的控制來移動車削刀具(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磨床,其具有至少一個磨床床身、一個進給滑座和一個安裝有工作臺附件的磨削工作臺,以及設置一個用于冷車削的車削刀具固定架(6)。還提出一種在磨床上機加工工件(1)的方法,在該方法中,在磨床上對工件(1)進行冷車削。
文檔編號B23B3/16GK1312746SQ99809467
公開日2001年9月12日 申請日期1999年8月9日 優(yōu)先權日1998年8月11日
發(fā)明者埃爾溫·容克爾 申請人:埃爾溫·容克爾機械制造有限公司