專利名稱：用于對(duì)具有球缺的工件的球形襯套進(jìn)行表面加工的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，其借助具有細(xì)磨石的工具對(duì)具有球缺或球缺 段的工件的球窩進(jìn)行表面加工，尤其是超精加工、拋光、磨光或研磨， 所述裝置具有工件夾具和工具夾具以及各自的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
普遍已知的是，如在其它的切削加工方法中，也在超精加工方法中 工具與工件表面接觸。例如通過(guò)工件旋轉(zhuǎn)和工具振動(dòng)的疊加，單個(gè)顆粒 沿著用于這種方法典型的正弦曲線運(yùn)動(dòng)。所有在接合中的磨粒通過(guò)各條 正弦曲線的疊加產(chǎn)生在限定的角度下交錯(cuò)的加工痕跡。因?yàn)楣ぞ咴陬A(yù)先 確定的壓力下緊貼在工件上，必須留意的是，在工件上的工具的接觸不 能中斷，也就是說(shuō)工具不能離開待加工表面，因?yàn)楣ぞ咴陔x開前必須被 拿起并且緊接著重新放置，這顯著地延緩了加工。因此上述裝置只是適 合不中斷的表面的連續(xù)的加工，例如凸輪軸的凸輪表面或滑動(dòng)軸承的軸 承表面。但是在圃周上中斷的表面必須使用其它的方法進(jìn)行加工。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種裝置，借助所述裝置尤其是借助超 精加工方法可以加工不連續(xù)的表面，尤其是在圓周上中斷的表面。
該目的通過(guò)一種裝置得以實(shí)現(xiàn)，所述裝置尤其用于借助于具有細(xì)磨 石的工具超精加工在工件上設(shè)有的并且為球接頭的一部分的球窩或者 球窩或球缺的部分，所述裝置具有工件夾具、用于工件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第 一驅(qū)動(dòng)裝置、工具夾具和用于工具夾具的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，其 中第一驅(qū)動(dòng)裝置的軸線和第二驅(qū)動(dòng)裝置的軸線相互存在角度。
根據(jù)本發(fā)明，該裝置具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，即用于工件或工件夾具的 驅(qū)動(dòng)裝置和用于工具的驅(qū)動(dòng)裝置，其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置使工件和工具處于 振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。因此保證，在工件上的待加工的表面中斷時(shí)，工具也不離開 加工表面，因?yàn)楣ぜ凸ぞ叨疾恍D(zhuǎn)。將振動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)為使得細(xì)磨石不離開工件的待加工的且同樣振動(dòng)的表面。因此能夠連續(xù)地，也就是說(shuō)不 中斷地進(jìn)行加工。
在改進(jìn)方案中提出，笫一驅(qū)動(dòng)裝置的軸線和第二驅(qū)動(dòng)裝置的軸線在 球窩或球缺的球體中心點(diǎn)的中心相交。有利的是，軸線相互垂直。以這 種方式產(chǎn)生希望的正弦曲線，在所述正弦曲線中加工痕跡相互具有限定 的角度。
有利的是，至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)角度是可調(diào)節(jié)的。在改進(jìn)方案 中提出，至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)角度在加工期間也是可調(diào)節(jié)的。以這
種方式能夠產(chǎn)生具有8字形或橫放的8字形的形式的或具有利薩如曲線 (Lissajous-Kurven)的形式的加工痕跡。
在此振動(dòng)角度最好為土5。至±20。，尤其是士8。至±15° ，并且 優(yōu)選為±10。。用于工具的驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)角度也能夠不同于用于工件 的驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)角度。
優(yōu)選耦聯(lián)驅(qū)動(dòng)裝置，使得能夠產(chǎn)生相位差的移動(dòng)，在所述相位差的 移動(dòng)中引起的加工速度永不為零。
在優(yōu)選的實(shí)施例中細(xì)磨石構(gòu)成圓柱形并且具有相當(dāng)于球缺的部分 球形的表面的幾何形狀。在此有利的是，部分球形的表面位于圃柱體的 端面上。圓柱體能夠具有圓的，尤其是圓形的，或多邊形的，尤其是四 角的，例如正方形的橫截面。
優(yōu)選細(xì)磨石可在第一驅(qū)動(dòng)裝置的軸線和/或第二驅(qū)動(dòng)裝置的軸線的 方向上或者在平行于第一驅(qū)動(dòng)裝置的軸線和/或第二驅(qū)動(dòng)裝置的軸線的 方向上運(yùn)動(dòng)，使得細(xì)磨石能夠?qū)肭蚋C或球缺中并且移近待加工的表 面。
為了達(dá)到希望的去除量，細(xì)磨石在第一驅(qū)動(dòng)裝置的軸線的方向上或 垂直于待加工的表面被加栽壓緊力。這個(gè)壓緊力最好是可調(diào)節(jié)的并且/ 或者最好能夠在加工期間再次調(diào)節(jié)。
為了能夠借助唯一的細(xì)磨石加工球窩或球缺的兩個(gè)相互相對(duì)的待 加工表面，用于工具夾具的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成為使得細(xì)磨石能夠圍繞其 振動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)180°并且/或者使得細(xì)磨石具有兩個(gè)相互相對(duì)的工作表面。在其中 一個(gè)待加工的表面完成加工后細(xì)磨石必須只是沿另 一個(gè)待加 工表面的方向移動(dòng)。
在變形方案中提出，細(xì)磨石由多個(gè)石段構(gòu)成，其中石段由不同的材 料組成。以這種方式能夠借助細(xì)磨石進(jìn)行預(yù)加工和精加工.兩個(gè)石段具 有帶有例如不同顆粒度的工作表面。


本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)可由從屬權(quán)利要求以及下面的說(shuō) 明獲得，在所述說(shuō)明中參考附圖詳細(xì)地說(shuō)明了尤其優(yōu)選的實(shí)施例.其中 在附圖中所示的以及在說(shuō)明中和在權(quán)利要求中所述的特征能夠分別單 獨(dú)考慮或在任意的組合中是本發(fā)明的本質(zhì)。
在附圖中示出
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的俯視圖； 圖2示出通過(guò)待加工的工件的縱向剖視圖； 圖3示出具有工具的第一實(shí)施形式的工件的俯視圖； 圖4示出具有工具的第二實(shí)施形式的工件的俯視圖；以及 圖5示出具有工具的第三實(shí)施形式的工件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于表面加工的裝置10的俯視圖，例如用 于超精加工工件12，其中工件12被夾緊在第一驅(qū)動(dòng)裝置16的工件夾具 14內(nèi)。在圖2中的放大的圖中描述了工件12并且其具有桿18以及球缺 20，所述球缺是例如用于驅(qū)動(dòng)桿18的球接頭的一部分并且具有待加工 表面22和24，所述待加工表面相互相對(duì)并且在中間容納球接頭的球體. 固定在工具夾具26上的細(xì)磨石28被夾緊在球缺20中(圖3和圖4), 其中工具夾具26固定在第二驅(qū)動(dòng)裝置30上。
借助于第一驅(qū)動(dòng)裝置16，工件夾具14并且因此工件12能夠圍繞其 在圖中水平的縱向軸線32振動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)，這用箭頭34示出(參見圖3和圖4)。
借助第二驅(qū)動(dòng)裝置30，工具夾具26圍繞其在圖中垂直的縱向軸線 36振動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)，這用箭頭38示出(參見圖3和圖4)，所述縱向軸線 垂直于軸線32并且在球缺20的中心與軸線32相交。
如從圖3和圖4中可看出，細(xì)磨石28借助于快速更換夾持裝置固 定在工具夾具26上，其中細(xì)磨石28具有圃筒形的，尤其是圃柱形的形 狀并且在端面上設(shè)有部分球形的工作表面40。
圖4示出第二實(shí)施形式，在所述實(shí)施形式中細(xì)磨石具有兩個(gè)部分圓 形的工作表面40和42，所述工作表面相互相對(duì)并且借助所述工作表面 能夠依次加工球缺20的表面22和24,但是還可能的是，細(xì)磨石28由 兩個(gè)細(xì)磨石半制成，其中一個(gè)細(xì)磨石半用于超精加工過(guò)程的粗加工并且 另一個(gè)細(xì)磨石半用于超精加工過(guò)程的精加工。
在細(xì)磨石28通過(guò)沿箭頭44的方向移動(dòng)工具夾具26的方式導(dǎo)入球 缺20后，工具夾具26首先能夠朝表面22的方向移動(dòng)(箭頭46)，直到 工作表面44尤其是可借助預(yù)先給定的壓緊力緊貼在待加工表面22上。 緊接著工件12沿箭頭34的方向并且細(xì)磨石28沿箭頭38的方向振動(dòng)地 被驅(qū)動(dòng)，因此表面22被加工并且產(chǎn)生具有8字形的加工槽。分別如此 選擇工件12和細(xì)磨石28的振動(dòng)角度，使得工作表面40不離開表面22. 可替代的是，在細(xì)磨石28導(dǎo)入球缺20內(nèi)后工件12也能夠朝著細(xì)磨石 28的方向移動(dòng)到與表面40接觸。
在圖3的實(shí)施例中，在完成加工后工具夾具26沿箭頭46的反方向 略微移動(dòng)，直到將細(xì)磨石28從表面22上拿開并且然后沿箭頭38的方 向旋轉(zhuǎn)180。，使得能夠加工位于對(duì)面的表面24.在表面24完成加工 后再次將細(xì)磨石28沿箭頭46的方向移動(dòng)到球缺20的中心并且沿箭頭 44的反方向從球缺20中取出。
同樣可能的是，對(duì)工件12附加地或可替代地，細(xì)磨石28圍繞軸線 32振動(dòng)地運(yùn)動(dòng)，這由箭頭48示出。
在圖4的實(shí)施例中在表面22完成加工后，工具夾具26沿箭頭46 的反方向移動(dòng)，直到工作表面42緊貼在表面24上，使得能夠加工這個(gè)表面24?？商娲夭⑶矣绕涫窃趦蓚€(gè)不同的細(xì)磨石半中，在表面22完 成加工后并且在將細(xì)磨石28從表面22上拿起后，工具夾具26沿箭頭 38的方向旋轉(zhuǎn)180。，使得能夠借助笫二細(xì)磨石半的工作表面42加工 表面22。然后工具夾具26沿箭頭46的反方向移動(dòng)，直到工作表面40 緊貼在表面24上，使得能夠加工這個(gè)表面24。然后工具夾具26再次沿 箭頭38的方向旋轉(zhuǎn)180。，使得表面24能夠借助工作表面42完成加工. 加工順序能夠任意地選擇。
在圖5中示出本發(fā)明的另一個(gè)變形方案。在這個(gè)實(shí)施例中，細(xì)磨石 28同樣分為兩部分，其中在兩個(gè)細(xì)磨石段之間設(shè)有用于撐開細(xì)磨石段的 裝置50。借助該裝置50,這個(gè)裝置細(xì)磨石段也能夠以可限定的壓緊力 被壓緊在工件12的待加工的表面上。
此外從圖5中可看出，在細(xì)磨石28的工作表面40和/或42和工件 20的待加工的表面之間能夠插入細(xì)磨帶52.這在其它的上述的變形方 案中也是可能的。為了將工具28從工件20中移出，細(xì)磨石段通過(guò)裝置 50聚攏。借助于裝置50，細(xì)磨石段同樣能夠以限定的壓緊力被壓緊在 工作表面40和42上.細(xì)磨帶52與細(xì)磨石28共同振動(dòng)，所述細(xì)磨石也 僅僅能夠?yàn)橛糜趥魉拖Ｍ男螤畹脑⑶依缬蒝ulkollan^組成。
在任何情況下能夠借助根據(jù)本發(fā)明的裝置10加工不超過(guò)360。延伸 的彎曲的表面22、 24，而在加工期間不必將細(xì)磨石28從待加工的表面 22、 24上拿起.待加工的表面22或24和細(xì)磨石的工作表面40和42 進(jìn)行相互具有角度的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在此有利的是，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)具有不同的， 尤其是相互非整數(shù)倍的頻率。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其用于借助具有細(xì)磨石(28)的工具對(duì)例如用于球接頭的工件(12)的球窩或球缺(20)進(jìn)行表面加工，尤其是超精加工、拋光、磨光或研磨，所述裝置具有工件夾具(14)、用于所述工件(12)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)、工具夾具(26)和用于所述工具夾具(26)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)，其中所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)的軸線(32)和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)的軸線(36)相互存在角度。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(16) 的所述軸線(32)和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)的所述軸線(36)在球窩 或球缺(20)的中心相交，
3. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一 驅(qū)動(dòng)裝置(16)的所述軸線(32)和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)的所述軸 線(36)相互垂直。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè) 所迷驅(qū)動(dòng)裝置(16和/或30)的振動(dòng)角度是能調(diào)節(jié)的并且/或者在加工期 間是能改變的。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè) 所述驅(qū)動(dòng)裝置(16和/或30)的所述振動(dòng)角度為土5。至±20° ，尤其為 ±8。至±15。，并且優(yōu)選為±10° 。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)為圃柱形并且具有至少一個(gè)部分球形的表面(40、 42)。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)和/或所述工件(12)或其所述驅(qū)動(dòng)裝置(16)能夠在所述第 一驅(qū)動(dòng)裝置(16)的所述軸線(32)的方向(箭頭46)上運(yùn)動(dòng)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)和/或所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)能夠在所述第二驅(qū)動(dòng)裝置(30) 的所述軸線(36)的方向(箭頭44)上運(yùn)動(dòng)。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)和/或所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)能夠在所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(16) 的所述軸線(32)的方向(箭頭46)上被加栽壓緊力。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)具有兩個(gè)相互相對(duì)的工作表面(40和42)。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)磨 石(28)由兩個(gè)細(xì)磨石段組成并且每個(gè)細(xì)磨石段具有一個(gè)工作表面(40 和42 )。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，在所述細(xì)磨石段之 間設(shè)有用于撐開所述細(xì)磨石段并且聚攏所述細(xì)磨石段的裝置。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述用于撐開所述 力壓緊在所述工件(12)的所述待加工的表面上。
14. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述細(xì) 磨石(28 )和所述工件(12 )的所述待加工的表面之間能夠插入細(xì)磨帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)具有球缺的工件的球形襯套進(jìn)行表面加工的裝置，其用于借助具有細(xì)磨石的工具超精加工例如用于球接頭的工件(12)的球窩或球缺(20)，所述裝置具有工件夾具(14)、用于工件(12)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)、工具夾具(26)和用于工具夾具(26)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)，其中第一驅(qū)動(dòng)裝置(16)的軸線(32)和第二驅(qū)動(dòng)裝置(30)的軸線(36)相互存在角度。
文檔編號(hào)B24B35/00GK101612721SQ20091015124
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者丹尼爾·韋勒, 奧利弗·希爾德布蘭特, 托馬斯·哈特, 西蒙·沃爾貝, 赫貝特·耶勒, 阿爾方斯·哈斯 申請(qǐng)人:德國(guó)索菲納有限公司