專利名稱：具有用于整修砂輪的裝置的磨床及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于磨削工件的磨床，所述磨床包括機架；設置在機
架上并且沿著導軌可移動的支承裝置，杯狀砂輪以圍繞砂輪軸線可旋轉的方 式可驅動地并且電絕緣地支承在所述支承裝置中，該砂輪由導電材料構成并
且包括具有環(huán)狀研磨面的第一磨削區(qū)域以及形狀為側區(qū)(lateral area)的第 二磨削區(qū)域，所述砂輪總是由導電粘結材料以及埋入其中的磨粒組成，所述 砂輪電連接至發(fā)生器；用于保持待磨削的工件的部件；具有至少一個可移動 電極的用于整修(conditioning)砂輪的裝置，所述裝置類似地連接至發(fā)生器; 以及用于將冷卻潤滑劑供給至電極和工件的部件。
背景技術：
此種磨床是已知的。例如可以通過該磨床磨削可轉位刀片(indexable insert)，此過程必須以高精密度進行，為此目的，砂輪的精度和銳度也必須 保持在最佳狀態(tài)。為了確保砂輪的質量，必須對輪進行相應的處理和整修。 因此主要執(zhí)行三個步驟，即砂輪的整形(profile dressing)、銳化以及清潔。
通常對每個新砂輪執(zhí)行整形操作，砂輪可由此得到期望的形狀。當砂輪 已經使用了較長時間時也可執(zhí)行整形操作。在已知的方法中，通過可以與磨 床中的砂輪接觸的碳化硅輪或者通過可以使磨床中的砂輪與之接觸的碳化 硅輪執(zhí)行整形操作。除了砂輪材料，整形輪的碳化硅也因此被磨掉。所述碳 化硅進入冷卻潤滑劑循環(huán)中并且因為該物質的侵蝕性十分強，所以必須盡快 地從冷卻潤滑劑介質中去除。為此需要合適且昂貴的設備。
在對砂輪進行銳化的步驟中，減少研磨面的粘結材料以改進突出在粘結 材料上的磨粒的高度。己知通過電化學方法對金屬結合的砂輪進行砂輪銳化 步驟，在所述電化學方法中通過電極和應用的電解質執(zhí)行砂輪的研磨面的導 電粘結材料的電化學溶出(stripping)。溶出的物質必須隨后以復雜且耗時 的方式從用作冷卻潤滑劑的電解媒質中過濾出，為此目的需要昂貴的設備。由磨削操作產生的并且在研磨面的不規(guī)則表面中堆積的屑可通過清潔 砂輪來清除，砂輪的清潔可以通過己知的方式由白剛玉輪來執(zhí)行，或者使用 前述的電化學方法，因此由這兩種方法均產生前述缺陷。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于磨削工件的磨床，使得可以使 用單個器具的簡單方式執(zhí)行砂輪的整形、銳化以及清潔，并且可以簡單的方 式完成冷卻潤滑劑的清潔。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的該目的，用于整形、銳化和清潔的裝置構造成用作單 個器具的杯狀電極，所述杯狀電極設有至少一個環(huán)狀加工表面，所述杯狀電 極以圍繞其中心軸線旋轉驅動的方式支承在滑動件上，通過所述滑動件可調 節(jié)位于杯狀電極的各加工表面與各研磨面之間的工作間隙，通過由發(fā)生器施 加的電火花電壓在所述間隙中產生放電火花腐蝕。
通過在工作間隙中的該放電腐蝕，根據工作間隙的寬度、放電能量的大 小以及所用的放電頻率來腐蝕粘結材料。由此可以使砂輪成形、銳化和清潔， 這可以通過此處為此目的使用的單個電極以十分簡單的方式實現(xiàn)。在通過磨 削工件進行的加工期間，可以進行砂輪的銳化和清潔而不會發(fā)生問題，因為 沒有干擾，所以加工操作的效率為最優(yōu)。此外確保了砂輪始終具有最優(yōu)的研 磨質量。由此也可以增加效率。工件的加工十分精確。因放電火花腐蝕脫離 的物質由被導引入工作間隙的冷卻潤滑劑帶走；可以簡單的方式清潔該冷卻 潤滑劑，如同通過相應的電火花腐蝕加工機床所執(zhí)行的。
杯狀電極的軸線優(yōu)選平行于砂輪軸線對準并且與砂輪的加工表面垂直。 由此加工表面以理想的方式被整修成優(yōu)選是平坦的并且與砂輪的旋轉軸線 垂直。
杯狀電極的軸優(yōu)選以電絕緣的方式支承在滑動件中，所述滑動件通過線 型導軌保持在支承裝置上并且以可控制的方式沿著線型導軌在軸線方向上 可移置。由此杯狀電極可以簡單且最優(yōu)的方式放置在待整修的加工表面上以 及從加工表面取下。
本發(fā)明的另一個有利設計在于，滑動件構造為復合滑動件支架 (compound slide rest)，使得電極可近似軸向地且相對于砂輪徑向地運動，
6并且電極還設有形狀近似側區(qū)的另一加工表面。因此，通過該電極，不僅可 以相應地整修杯狀砂輪的環(huán)狀研磨面，還可以相應地整修該砂輪的形狀為側 區(qū)的研磨面，由此增加了磨削處理的應用。
電極的形狀為側區(qū)的加工表面優(yōu)選為圓柱狀，并且構造為復合滑動件支 架的兩條滑動件圍繞垂直于所述兩條滑動件的軸線朝向彼此可樞轉。因此， 當形狀為側區(qū)的研磨面具有相對于環(huán)狀研磨面的所謂間隙角時，也可以通過 該電極整修形狀為側區(qū)的研磨面。
電極的形狀為側區(qū)的加工表面可以構造為截頭圓錐形，由此，當形狀為 側區(qū)的研磨面具有相對于環(huán)狀研磨面的所謂間隙角時，也可以通過同時移動 兩條滑動件整修該形狀為側區(qū)的研磨面。
用于產生放電火花腐蝕的發(fā)生器為能電容放電的火花發(fā)生器，其可以實 現(xiàn)最優(yōu)的放電火花腐蝕。發(fā)生器設置在用于杯狀砂輪的支承裝置上，使得用 于放電火花腐蝕的放電線纜盡可能的短，這有助于放電火花腐蝕。
供給冷卻潤滑劑的部件優(yōu)選包括布置在供應管線上的噴嘴，冷卻潤滑劑 能夠通過所述噴嘴被導入工作間隙中并且被導引至所述工件，從而實現(xiàn)最優(yōu) 的整修和最優(yōu)的冷卻及潤滑。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，冷卻潤滑劑為油基的絕緣液，由此在磨 削過程中實現(xiàn)最優(yōu)的冷卻及潤滑，并且得到最優(yōu)的環(huán)境以便用于整修砂輪的 放電火花腐蝕。
電極優(yōu)選由鋁制成，由此可以易于成形，此外與油基的絕緣液結合可以 實現(xiàn)最優(yōu)的放電火花腐蝕。
優(yōu)選設有控制裝置以控制并調節(jié)操作過程，由此這些過程可以與將要執(zhí) 行的磨削步驟最優(yōu)地結合。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種用于整修杯狀砂輪的方法，通過該 方法對該砂輪進行最優(yōu)的整形、銳化和清潔，根據本發(fā)明實現(xiàn)了此目的，為 了整修砂輪的研磨面，將冷卻潤滑劑導入工作間隙中，在工作間隙上通過發(fā) 生器施加電火花電壓，以及電極以進給速度朝向砂輪運動直至超過測量的在 工作間隙上的平均電壓的預定臨界值和/或超過測量的通過放電線纜的平均 電流的預定臨界值；隨后在用于所述砂輪的整形、銳化和清潔的每一種情況 下，將所述工作間隙上的所述電火花電壓、放電能量、放電頻率以及進給速度設為預定值，并且通過放電火花腐蝕執(zhí)行各個步驟。
為了對砂輪進行整形，選擇約為IO至lOOmJ的放電能量以及約為1至 lOOkHz的放電頻率，從而實現(xiàn)最優(yōu)的腐蝕速度。
執(zhí)行整形操作直至在工作間隙上測量的平均電壓和/或測量的通過所述 放電線纜的平均電流近似恒定，這說明整形的研磨面具有最優(yōu)的形狀。
對于砂輪的初步銳化，選擇約為0.1至5 mJ的放電能量以及約為10 kHz 至1 MHz的放電頻率。還可以選擇相應的放電能量和放電頻率以銳化和清潔 砂輪，在磨削工件期間可以執(zhí)行砂輪的銳化和清潔。
在磨削操作后，需要通過額外的再次銳化操作重建所用的研磨面的銳度 的最優(yōu)狀態(tài)。該再次銳化操作在沒有進行該磨削期間持續(xù)預定的時長，并且 以與在磨削工件期間用于銳化和清潔砂輪的參數相似的參數進行。
隨后當基于在工作間隙上測量的平均電壓以及測量的通過放電線纜平 均電流，通過設置在所述控制系統(tǒng)中的調節(jié)器將進給速度設在可選的范圍內 時，實現(xiàn)由電極進行的砂輪的最優(yōu)的整修操作。
基于在無電火花期間的最大接觸壓力、平均接觸壓力、驅動電機的輸出 功率對所述接觸壓力的比以及在之前完成磨削操作期間測量的所述輪的磨 損，利用存儲在控制系統(tǒng)中的優(yōu)化算法，在砂輪的銳化和清潔期間放電能量 和放電頻率優(yōu)選設在可選范圍內。由此使工藝流程更容易。
為了在兩個磨削操作之間對砂輪進行再次銳化，選擇約為0.1至5 mJ的 放電能量以及約為10 kHz至1 MHz的放電頻率，并且在可選的再次銳化時 間期間執(zhí)行所述再次銳化操作，由此實現(xiàn)高度的處理穩(wěn)定性。
獲得了另一種處理的簡化形式基于在無電火花期間的最大接觸壓力、 平均接觸壓力、驅動電機的輸出功率對所述接觸壓力的比以及在之前完成磨 削操作期間測量的所述輪的磨損，利用存儲在控制系統(tǒng)中的優(yōu)化算法，在砂 輪的再次銳化期間放電能量和放電頻率以及再次銳化時間設在可選范圍內。


以下參照附圖通過示例的方式詳細說明根據本發(fā)明用于整修砂輪的裝 置以及方法的實施例，其中
圖1為用于可旋轉驅動的杯狀砂輪的支承裝置的立體圖，具有對所安裝的砂輪進行整形、銳化和清潔的裝置； 圖2為圖1的裝置的局部立體圖3示出了用于整修杯狀砂輪的裝置的示意圖，其示出了在用于整修砂 輪的環(huán)狀研磨面的第一位置；
圖4示出了用于整修杯狀砂輪的裝置的示意圖，其示出了在用于整修砂 輪的形狀為側區(qū)的研磨面的第二位置；
圖5示出了在整修砂輪的形狀為側區(qū)的研磨面期間的裝置，具有截頭圓 錐形外表面的杯狀電極以及具有設有間隙角的形狀為側區(qū)的研磨面的示意 圖；以及
圖6示出了整修形狀為側區(qū)并且設有間隙角、設有圓柱狀、杯狀電極的 研磨面期間裝置的示意圖。
具體實施例方式
在圖1中示出了支承裝置1，其以已知的方式(沒有示出)直接設置在 磨床的機架上或者設置在支承裝置1與機架間的滑動構件上。杯狀砂輪2以 圍繞砂輪軸線3可旋轉的方式支承在該支承裝置1中。通過電動機4驅動該 砂輪2旋轉，該電動機4設置在支承裝置1上。
杯狀砂輪2包括砂輪杯5，在砂輪杯5上設有研磨環(huán)6，該研磨環(huán)6具 有環(huán)狀研磨面7以及形狀為側區(qū)的研磨面8。通過砂輪2可以磨削例如可轉 位刀片的工件9，所述工件9以已知的方式通過部件10被保持，所述部件 10設置在磨床中用于保持待磨削工件9。
用于整修杯狀砂輪2的研磨面7、 8的裝置11具有杯狀電極12，該電極 12以圍繞其中心軸線13可旋轉的方式支承在滑動件14中，所述滑動件14 以沿中心軸線13的方向可移置的方式保持在支承裝置1上。通過滾珠絲杠 傳動裝置15執(zhí)行在支承裝置1上的滑動件14的移置，該滾珠絲杠傳動裝置 15的驅動電機16安裝在支承裝置1上。
發(fā)生器17相似地設置在支承裝置1上。該發(fā)生器17通過線纜18連接 至磨床的電源。發(fā)生器17通過放電線纜(discharge line) 19連接至杯狀砂輪 2，通過另一條放電線纜20連接至杯狀電極12，這將在以下進行描述。通過 線纜35實現(xiàn)與現(xiàn)有機器控制系統(tǒng)(沒有示出)的連接，這可以實現(xiàn)各種不
9同的技術特性，例如以太網、PROFIBUS或RS232。
噴嘴21以已知的方式設置在待磨削的工件9的區(qū)域中，所述噴嘴21連 接至供應管線(沒有示出)，冷卻潤滑劑可以通過所述供應管線進入磨削區(qū) 域。另一個噴嘴22以已知的方式設置在電極的區(qū)域中，通過供應管線(沒 有示出)冷卻潤滑劑可以通過該噴嘴進入杯狀電極12與砂輪2的研磨環(huán)6 之間的工作間隙23中。
如圖2所示，杯狀砂輪2的主軸24支承在電絕緣的軸承25中。電動機 4以已知的方式與主軸24電絕緣。研磨環(huán)26設置在主軸24上，所述研磨環(huán) 26與觸點27聯(lián)動，放電線纜19 (圖1)連接至所述觸點27。由此杯狀砂輪 2通過主軸24、研磨環(huán)26、觸點27以及相應的放電線纜連接至發(fā)生器17 (圖 1)。
如圖2所示，杯狀電極12通過凸緣連接至電極主軸28，所述電極主軸 28以電絕緣的方式支承在滑動件14 (圖1)中并且通過電機29圍繞中心軸 線13驅動，所述電機29以與主軸28電絕緣的方式設置。在電極主軸28上 還設有研磨環(huán)30，所述研磨環(huán)30與觸點31聯(lián)動，所述觸點31通過放電線 纜20 (圖1)連接至發(fā)生器17。
杯狀砂輪2的砂輪杯5由導電材料制成。在砂輪杯5設有研磨環(huán)6，所 述研磨環(huán)6的本體由鋁、青銅或鋼制成。在該本體上設有研磨面7、 8，所述 研磨面7、 8由埋有磨粒的化合物構成。粘結材料由同樣能導電的金屬合金、 合成樹脂或陶瓷構成。磨粒以已知的方式埋入該導電粘結材料中，所述磨粒 可以由金剛石或其他相應的合適材料制成。
杯狀電極12同樣由導電材料構成，優(yōu)選為鋁。但是該杯狀電極12還可 以由銅、石墨或其他導電材料制成。
油基的絕緣液優(yōu)選用作冷卻潤滑劑，例如Odheld GmbH公司(斯圖加 特，德國)的商標為"lonogrind"的冷卻潤滑劑。用在此處的發(fā)生器17為 電火花發(fā)生器，例如在公司Fanuc Ltd的專利文獻U.S. 4,710,603等中所描述 的。
為了整修杯狀砂輪2的研磨面7、 8，通過發(fā)生器17在工作間隙23上施 加電火花電壓，由此在杯狀電極12與杯狀砂輪2間的絕緣冷卻潤滑劑中形 成離子通道并且發(fā)生放電。工作間隙23必須足夠大從而能夠沖去脫離的粘結材料以及脫離的磨粒而不會損傷杯狀電極12或杯狀砂輪2的研磨面7、 8。 對于具有25微米粗砂(grit)的金屬結合的(metal-bonded)金剛石砂輪， 工作間隙23 (即砂輪2的研磨面的粘結材料的底部與杯狀電極12之間的間 隔)的尺寸為50至100微米。為此目的，在工作間隙23上所需的電火花電 壓為300至500伏特，優(yōu)選為400伏特。較低的電火花電壓存在風險，即工 作間隙太小，并且粘結材料和磨粒的脫離會損傷杯狀電極12的表面。
如上所述，發(fā)生器17設置在支承裝置1中，這意味著放電線纜19和20 (圖1)的長度能夠保持很短，由此能夠實現(xiàn)通過放電加工對砂輪進行最優(yōu) 的整修過程。
圖3以示意圖示出了當杯狀砂輪2的環(huán)狀研磨面7將要被整修時杯狀電 極12相對于杯狀砂輪2的定位。此處杯狀電極12的中心軸線13平行于砂 輪軸線3精確對準。杯狀電極12設置為中空的圓柱狀并且具有非常平坦的 環(huán)狀加工表面32。當使用金屬結合的金剛石砂輪時，杯狀砂輪2圍繞砂輪軸 線3旋轉的砂輪圓周速度約為每秒15至25米。對于具有CBN顆粒的砂輪 該圓周速度可以增加至每秒63米。
該圓周速度還對應于用于磨削工件的砂輪的速度。杯狀電極以較低的速 度圍繞中心軸線13旋轉。通過電極12的旋轉來獲得電極12和研磨面7精 確的平整度。
在可以通過放電火花腐蝕(spark-erosive discharge)執(zhí)行整修步驟之前， 杯狀電極12必須處在與待整修的研磨面7、 8正確地間隔開的位置。以下描 述通過具有10 mm的表面覆蓋層以及25微米粒度的直徑為400 mm的杯狀 砂輪執(zhí)行的整修步驟。設定發(fā)生器放電能量；杯狀電極12沿著中心軸線13 通過滑動件14朝向砂輪2運動，由此速度可以為每分鐘10至IOO微米。一 旦以已知的方式測量的在工作間隙23上的平均電壓和/或同樣以已知的方式 測量的流過放電線纜19和20 (圖1)的平均電流超過預定的臨界值，可以 通過放電火花腐蝕開始整修。為了整形環(huán)狀研磨面7，選擇通常為10至100 mJ的高放電能量并且選擇通常為1至100 kHz的最小放電頻率。杯狀電極 12的進給速度通常設定為每分鐘0.5至5微米的速度。基于在工作間隙23 上的平均電壓以及流過兩條放電線纜的平均電流，在預定范圍內調節(jié)在放電 加工期間的此進給速度。
ii當在工作間隙上的平均電壓和/或流過放電線纜的平均電流近似保持恒 定時，即在杯狀砂輪2或電極12各自的回轉期間的變化不超過10%,結束
整形操作。通過該整形操作，得到完全平坦的環(huán)狀研磨面7，其位于與砂輪 軸線3垂直的平面中。還可以想到的是，以傾斜的而不對準平行于砂輪軸線 3的中心軸線13方式，對電極的環(huán)狀加工表面32進行倒角；因此將獲得與 垂直于砂輪軸線3的平面間形成夾角的環(huán)狀研磨面7。
可以縮短整形操作因為具有相應的研磨面7、 8的砂輪2和具有相應 的表面的電極12相鄰；發(fā)生器17保持關閉。以旋轉的方式驅動砂輪2和電 極12。由此通常具有相對較精確的輪廓的狀態(tài)的砂輪2通過磨削操作對電極 12進行修整(dress)。因此可以通過前述修整過程結束整形操作。
該修整過程具有風險，即電極不必要地被磨削得過多。為了防止其發(fā)生， 可以開啟發(fā)生器17以執(zhí)行修整過程。施加中等大小的電壓。朝向彼此驅動 砂輪2和電極12直至砂輪2和電極12彼此相鄰。產生短路電壓。停止砂輪 2或電極12各自的進給運動?？梢詴和Ｖ敝吝_到相對于放電火花腐蝕的平衡。
為了初步銳化杯狀砂輪2的環(huán)狀研磨面7，選擇通常為O.l至5mJ的放 電能量并且選擇通常為10 kHz至1 MHz的放電頻率。杯狀電極12的進給運 動通常設置為每分鐘0.1至0.4微米的低速。通過在控制系統(tǒng)中的調節(jié)器， 基于測量的工作間隙23上的平均電壓以及流過放電線纜的平均電流，將進 給速度最優(yōu)設為在預定范圍內。當進給距離達到20至50微米時可以考慮終 止初步銳化，該進給距離近似對應于顆粒直徑。因此消除熱應顆粒(thermally stressed grain)。
為了在磨削操作期間(過程中)銳化和清潔杯狀砂輪2的環(huán)狀研磨面7， 杯狀電極12的進給運動的速度設為最大每分鐘0.4微米。由此通常選擇0.1 至5 mJ的放電能量并且選擇10 kHz至1 MHz的放電頻率。通過在控制系統(tǒng) 中的調節(jié)器，基于測量的工作間隙23上的平均電壓以及流過放電線纜的平 均電流，將進給速度最優(yōu)設為在特定范圍內。
在磨削工件9期間，以己知的方式可以測量將工件9壓在砂輪2上的接 觸壓力和用于砂輪的電機4的輸出功率。特別計算出在無電火花(spark out) 期間的最大接觸壓力、平均接觸壓力以及電機的輸出功率與接觸壓力的比。 在每次磨削操作的最后，以已知的方式評估輪的磨損。由這些測量的數值或
12分別由在電腦和調節(jié)裝置中進行相應處理的數據，可以已知的方式量化在砂 輪2的使用中研磨面7、 8的銳度的狀態(tài)。
基于在先前完成磨削操作期間使用的砂輪2的研磨面7、 8的銳度的狀 態(tài)，用于銳化和清潔的放電能量和放電頻率優(yōu)選設在一定范圍內。
為了在兩個磨削操作之間再次銳化杯狀砂輪2的環(huán)狀研磨面7，杯狀電 極12的進給運動的速度最大為每分鐘0.4微米。由此通常選擇0.1至5 mJ 的放電能量并且選擇10 kHz至1 MHz的放電頻率。通過在控制系統(tǒng)中的調 節(jié)器，基于測量的工作間隙23上的平均電壓以及流過放電線纜的平均電流， 將進給速度最優(yōu)設在一定范圍內。在特定的再次銳化時間之后可以考慮結束 該過程。
基于在執(zhí)行和完成磨削操作期間使用的砂輪2的研磨面7、 8的銳度的 狀態(tài)，放電能量、放電頻率以及再次銳化時間優(yōu)選設為在一定范圍內。
如上所述，在上述數值適用于整修如下杯狀砂輪直徑400 mm并且具 有10mm厚度的覆蓋層和25微米粒度。根據每單位時間可去除的量，對于 較大的覆蓋層厚度，必須相應地減少進給速度。對于不同的粒度相應地使用 其他進給距離。
如圖3和圖4所示，其上設置有整修裝置ll的滑動件14可以布置在垂 直于該滑動件14的另一滑動件33上，從而杯狀電極12不僅沿中心軸線13 的方向還與中心軸線13橫向地朝向杯狀砂輪2運動。由此也能夠通過該整 修裝置11整修形式為杯狀砂輪2側表面的研磨面8。
如圖4所示，杯狀電極12運動使得其側表面34鄰近形狀為側區(qū)的研磨 面8。因此在形狀為側區(qū)的研磨面8與杯狀電極12的側表面34之間產生工 作間隙23。為了整修形狀為側區(qū)的此研磨面8，另一滑動件33相對于杯狀 電極12的中心軸線13橫向運動；然而在整修操作期間杯狀電極12也以擺 動的方式沿中心軸線13的方向運動，以便均勻地施壓于整個側表面34。
如圖5所示，用在用于整修杯狀砂輪2的研磨面7、 8的裝置11中的杯 狀電極12此處的形狀為截頭圓錐形。裝置11設置在復合滑動件支架 (compound slide rest) 14、 33上。為了整修形狀為側區(qū)的研磨面8，通過兩 個滑動件14和33的相應運動使杯狀電極12的側表面34進入形狀為側區(qū)的 研磨面8的區(qū)域中，直至產生所需的工作間隙23，所述研磨面8具有相對于環(huán)狀研磨面7的間隙角，所述間隙角對應于電極12的截頭圓錐角(frustum angle)。在杯狀砂輪2的形狀為側區(qū)的研磨面8的整修過程中，杯狀電極 12圍繞軸線13旋轉。同時，兩條滑動件14、 33移動使得電極沿由箭頭37 表示的間隙角方向進行重疊運動，并且以擺動的方式沿該方向移動，從而這 里也均勻地施壓于電極12的側表面34。
通過根據圖6的裝置11的設計，也可以整修杯狀砂輪2的側表面形的 研磨面8，所述研磨面8具有相對于環(huán)狀研磨面7的間隙角。此處用在裝置 11中的杯狀電極12具有圓柱狀外形?；瑒蛹?4以已知的方式圍繞垂直于兩 條滑動件14、 33運動方向的軸線36可樞轉且可調節(jié)。為了整修杯狀砂輪2 的側表面形的研磨面8，滑動件14以對應于間隙角的一角度相對于滑動件 33樞轉。通過滑動件33的運動來調節(jié)工作間隙23，并且杯狀電極12在整 修操作期間也沿著中心軸線13的方向以擺動的方式運動，以便以便均勻地 施壓于整個側表面34。
通過根據本發(fā)明的該裝置以及根據本發(fā)明的方法，可以最優(yōu)的方式整修 杯狀砂輪，此外在磨削工件期間可以執(zhí)行銳化和清潔操作而不會發(fā)生問題。 砂輪始終具有最優(yōu)的狀態(tài)，因此增加了效率。
權利要求
1. 一種用于磨削工件(9)的磨床，所述磨床包括機架；設置在所述機架上并且沿著導軌可移動的支承裝置(1)，杯狀砂輪(2)以圍繞砂輪軸線(3)可旋轉驅動并且電絕緣的方式支承在所述支承裝置中，所述砂輪由導電材料構成并且包括具有環(huán)狀研磨面(7)的第一磨削區(qū)域以及具有形狀為側區(qū)的研磨面(8)的第二磨削區(qū)域，所述砂輪總是由導電粘結材料以及埋入其中的磨粒組成，所述砂輪(2)電連接至發(fā)生器(17)；用于保持待磨削的工件(9)的部件(10)；用于對所述砂輪(2)的研磨面(7，8)進行整形、銳化和清潔的裝置(11)，其具有相似地連接至所述發(fā)生器(17)的至少一個可移動的電極(12)；以及將冷卻潤滑劑供給至所述電極(12)和所述工件(9)的部件(21，22)，其特征在于，所述用于整形、銳化和清潔的裝置(11)由構造為杯狀電極(12)的單個器具組成，所述杯狀電極(12)設有至少一個環(huán)狀加工表面(32)，所述杯狀電極(12)以可圍繞所述杯狀電極(12)的中心軸線(13)旋轉驅動的方式支承在滑動件(14)上，位于所述杯狀電極(12)的各加工表面(32，34)與各所述研磨面(7，8)之間的工作間隙(23)能通過所述滑動件調節(jié)，通過由所述發(fā)生器(17)施加的電火花電壓在所述間隙中發(fā)生放電火花腐蝕。
2. 如權利要求1所述的磨床，其特征在于，所述杯狀電極(12)的軸(13) 平行于所述砂輪軸線(3)對準并且與所述環(huán)狀加工表面(32)垂直。
3. 如權利要求1或2所述的磨床，其特征在于，所述杯狀電極(12)的軸(13)以電絕緣的方式支承在所述滑動件(14)中，所述滑動件(14)通過線型導軌保持在所述支承裝置(1)上并且以可控制的方式沿著所述線型導軌在所述軸(13)的方向上可移置。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的磨床，其特征在于，所述滑動件構造為復合滑動件支架(14， 33)，使得所述電極(12)可近似軸向地并且相對于所述砂輪(2)徑向地運動，并且所述電極(12)還設有形狀近似側區(qū)的另一加工表面(34)。
5. 如權利要求4所述的磨床，其特征在于，所述電極(12)的形狀為側區(qū)的加工表面(34)為圓柱狀，并且構造為復合滑動件支架(14， 33)的所述兩條滑動件(14， 33)能圍繞垂直于所述兩條滑動件(14， 33)的軸線(36)朝向彼此樞轉。
6. 如權利要求4所述的磨床，其特征在于，所述電極(12)的形狀為側區(qū)的加工表面(34)構造為截頭圓錐形。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的磨床，其特征在于，所述發(fā)生器(17)為設置在所述支承裝置(1)上的電容放電的電火花發(fā)生器。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的磨床，其特征在于，所述供給冷卻潤滑劑的部件包括布置在供應管線上的噴嘴(21， 22)，所述冷卻潤滑劑能夠通過所述噴嘴(21， 22)被導入所述工作間隙(23)中并且被導引至所述工件(9)。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的磨床，其特征在于，所述冷卻潤滑劑為油基的絕緣液。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的磨床，其特征在于，所述電極(12)由鋁制成。
11. 如權利要求1至10中任一項所述的磨床，其特征在于，設有控制裝置以控制并調節(jié)操作過程。
12. —種用于在如權利要求1至11中任一項所述的磨床中整修杯狀砂輪(2)的方法，該磨床具有用于對所述砂輪(2)的研磨面(7， 8)進行整形、銳化和清潔的裝置(11)，其特征在于，為了整修所述砂輪(2)的研磨面(7， 8)，將冷卻潤滑劑導入所述工作間隙(23)中，在所述工作間隙(23)上通過所述發(fā)生器(17)施加電火花電壓，以及使所述電極(12)以進給速度朝向所述砂輪(2)運動直至超過在所述工作間隙(23)上測量的平均電壓的預定臨界值和/或超過測量的通過放電線纜(19， 20)的平均電流的預定臨界值，隨后在用于所述砂輪(2)的整形、銳化和清潔的每一種情況下，將所述工作間隙上的所述電火花電壓、放電能量、放電頻率以及進給速度設為預定值，并且通過放電火花腐蝕執(zhí)行各個步驟。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，為了對所述砂輪(2)進行整形，選擇約為10至100 mJ的放電能量以及約為1至100 kHz的放電頻
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述整形操作直至在所述工作間隙(23)上測量的所述平均電壓和/或測量的通過所述放電線纜的平均電流近似恒定。
15. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，對于所述砂輪(2)的初步銳化，選擇約為0.1至5 mJ的放電能量以及約為10 kHz至1 MHz的放電頻率。
16. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，為了對所述砂輪(2)進行銳化和清潔，選擇約為0.1至5 mJ的放電能量以及約為10 kHz至1 MHz的放電頻率，并且在所述工件(9)的加工期間對所述砂輪(2)進行銳化和清潔。
17. 如權利要求12至16中任一項所述的方法，其特征在于，在通過所述電極(12)整修所述砂輪(2)的步驟中，基于在所述工作間隙(23)上測量的平均電壓以及測量的通過放電線纜平均電流，通過設置在控制系統(tǒng)中的調節(jié)器，將所述進給速度設在可選范圍內。
18. 如權利要求12至17中任一項所述的方法，其特征在于，基于在無電火花期間的最大接觸壓力、平均接觸壓力、驅動電機的輸出功率對所述接觸壓力的比以及在之前完成的磨削操作期間測量的所述輪的磨損，利用存儲在所述控制系統(tǒng)中的優(yōu)化算法，將在所述砂輪(2)的銳化和清潔期間的放電能量和放電頻率設在可選范圍內。
19. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，為了在兩個磨削操作之間對所述砂輪(2)進行再次銳化，選擇約為0.1至5 mJ的放電能量以及約為10 kHz至1 MHz的放電頻率，并且在可選的再次銳化時間期間執(zhí)行所述再次銳化操作。
20. 如權利要求12至19中任一項所述的方法，其特征在于，基于在無電火花期間的最大接觸壓力、平均接觸壓力、驅動電機的輸出功率對所述接觸壓力的比以及在之前完成磨削操作期間測量的所述輪的磨損，利用存儲在所述控制系統(tǒng)中的優(yōu)化算法，將在所述砂輪(2)的再次銳化期間的放電能量和放電頻率以及所述再次銳化時間設在可選范圍內。
全文摘要
一種用于磨削工件的磨床，包括機架；設置在機架上且沿著導軌可移動的支承裝置，杯狀砂輪以圍繞砂輪軸線可旋轉驅動且電絕緣的方式支承在支承裝置中。砂輪由導電材料構成且包括具有環(huán)狀研磨面的第一磨削區(qū)域及具有形狀為側區(qū)的研磨面的第二磨削區(qū)域。這些砂輪由導電粘結材料以及埋入其中的磨粒組成。砂輪電連接至發(fā)生器。此外，用于對砂輪進行整形、銳化和清潔的裝置設有可移動的單個杯狀電極，其相似地連接至發(fā)生器。杯狀電極以圍繞其中心軸線旋轉的方式可驅動并且支承在滑動件上，位于杯狀電極的加工表面與環(huán)形研磨面之間的工作間隙可通過所述滑動件調節(jié)，當施加電壓時在所述間隙中發(fā)生放電火花腐蝕。由此可以通過放電加工最優(yōu)地整修砂輪。
文檔編號B24B3/36GK101462243SQ20081017809
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者弗里德黑爾姆·阿爾特佩特, 瓦爾特·H·普夫盧格爾 申請人:阿加森機械制造股份有限公司