专利名称：加工制动盘的方法
技术领域：
依照独立权利要求1的前序部分，本发明涉及一种机械工件的加工方法，尤其是涉及一种对车辆制动盘的平面进行加工的方法。本发明还涉及一种按照本发明的方法进行操作的工作中心。
背景技术：
本发明，尤其是但不限于，适合于应用在机械工件的表面加工这种特定的领域，其中需要从每个相对的两平面去除多余金属厚度而做均衡、对心的切割。
典型的应用涉及车辆制动盘的相对的平面的加工。在这种情况下，很明显，为了重量平衡，表面的精加工(例如车削)需要参照制动盘的对称中间面，以均衡、对心的方式，从这些表面去除多余金属厚度。
在这个领域中，上述的操作通常是通过在径向通道中由工件支架装置的夹具的配合夹紧机床卡盘上的制动盘来进行的，例如，夹具或自定心卡盘，该径向通道是在半成品工件的铸造过程中形成在制动盘上的，它们构成了制动盘的翅片状的冷却通道。以这种方式夹持工件，限定了一个与测量从每个平的盘面去除的多余金属厚度有关的中间参考面。
已知的应用中遇到的主要局限性之一在于，由于夹紧装置的存在，刀具不能对另一个盘面即面对卡盘的盘面进刀，所以，在上述中间面区域夹紧盘只允许加工其中一个盘面。一旦加工完盘的一个表面，盘必须再次定位夹紧在卡盘上，以允许对相对的另一个表面进行加工。
这种两次定位结果会导致循环时间增加，相应的，总的生产时间延长，成本增加。第二次定位也可能影响所要求的尺寸和公差的精确度，特别是当考虑加工的盘面通常必须满足相当严格的平面度公差和相互平行度公差时。
发明内容
本发明的主要目的之一是提供一种机械工件的加工方法，尤其是提供一种对车辆制动盘的平面进行加工的方法，其旨在解决在上述现有技术中遇到的所有局限性。
本目的和其他目的是通过依照提交的权利要求设计的上述加工方法实现的，这在下面的描述中将变得很清楚。
通过下面对本发明优选实施例的详细描述，将更加有力的显示本发明进一步的特点和优点，该优选实施例纯粹是以不作限定的例子给出的，参考附图，其中图1-3显示了本发明的方法的三个不同的步骤；图4是在本发明的方法的一个单独的步骤过程中先前的附图细节的放大图；图5是与图3相对应的放大图，显示了对依照本发明的方法加工的工件进行对中和夹紧的装置的一个变形。
具体实施例方式
首先参考附图1-3，依照本发明的方法进行加工的半成品的或未经加工的工件总地标记为1。描述的例子涉及本发明方法在以制动盘为形式的半成品的或未经加工的工件这个特定领域的应用，该工件的加工需要在制动盘的相对的平面2、3进行车削(或其他的处理，包括去除切屑)，均衡、对心的从每个表面去除预选多余厚度。
但是必须明白，描述的例子只是一个优选应用，因为本发明的方法可应用到对任何工件进行的任何加工操作，其中特别是需要从每个相对的两平面去除多余金属而做均衡的切割。
为简单起见，本说明参考以下对本方法在半成品制动盘1上加工其上的相对的盘面2和3的特定应用。
制动盘，其旋转中心轴标记为X，包括多个径向通道4，径向通道4在表面2和表面3之间的盘的厚度中径向延伸。这些通道是在半成品工件铸造时形成的，它们以规定的角度间隔隔开，作为在各对相应的翅片之间的通道以冷却制动盘的制动表面。
半成品盘面还包括中心轮毂部分5，该轮毂部分5从制动表面2、3的环状区域一体地突出，形成一外筒壁的形式，其由一法兰6覆盖，并配设有一个或多个制动盘连接孔。
本发明的方法的第一步(图1)包括如图所示在标号为7的操作装置上装载和夹紧盘1。该装置由一工作中心的工作台8以可操纵方式控制，该工作台8只有部分显示出来。图中只显示了工作中心的机床的基座9的一部分，工件支架装置支撑在该基座9上，该工件支架装置包括一具有旋转轴C的卡盘10。操作装置7结合工作台形成了工件装卸入口部分，或者可固定在机床的刀架滑件上，两者择一。操作装置与一个或其他结构相连的部分标记为11。
更详细地，操作装置7具有一支撑板12，该支撑板12被支撑以绕该板的中心轴C’转动，且在同一个方向从该板伸出多个夹紧工件的夹具13(优选为3-6个夹具，具有规律的角间距)。夹具的自由端各自带有夹紧推杆14，为了同心径向地夹紧并夹住工件，夹紧推杆14相对于轴C’横向延伸。优选地，夹紧推杆14形成与轴C’有关的对工件自定心夹持的夹具的一部分。操作装置7沿控制坐标系移动，这样，它的位置(定位坐标)由工作台8的工作轴线系统确定。
更详细地如图4所示，通过在盘上的面对杆14的相应径向通道4内推杆14的配合，盘1被夹紧在操作装置7上，盘的轴X与操作装置的轴C’重叠且对中。推杆在盘的径向通道里的配合限定了一个表面2和3之间的中间参考面，在图4中显示为标记为A的直线。该面的坐标(尤其是图中标记为H的垂直高度)可通过操作装置参照工作轴线系统的定位测量出来，也就可以用该面来限定从每个表面2和3去除的多余材料厚度，以引导刀具进入各自的工位。因而参照中间面A以均衡的方式切割所要去除的预定材料厚度，以确保盘重量的均衡、对心的分布。
在本方法的第二步(图2)中，通过刀架滑件(或与操作装置结合在一起的装卸部分)的移动将操作装置7靠近卡盘10，且轴C和C’对中，移动到轮毂部分5面对卡盘10的自定心夹紧装置的相应夹具15的夹紧表面的位置。
在随后的步骤(图3)中，盘1夹紧在卡盘10上，随后操作装置7释放并移开。应该注意，操作装置7的定位坐标是参照工作轴线系统测量的，因而参考中间面A的坐标也即是参照同样的坐标系测量的。由此得出结论，一旦操作装置7释放并移开，即使当盘1夹紧在卡盘10上的时候，要去除的预选多余金属厚度也即是参照面A的定位坐标测量的。
在随后的步骤中，工作台刀具沿着各自的工作路径驱动，对表面2和3进行加工，以均衡、对心的方式去除材料的预选多余厚度。
借助于上述步骤实现盘在卡盘上的一次而且唯一一次定位，盘1在卡盘10的在自定心刀具上的夹紧有利于允许加工刀具到达每个盘面2和3。卡盘的自定心夹紧装置的结构和尺寸允许刀具(标记为16)进刀给表面3，这样它能向上加工到图3所示的环状制动区域的较小直径。
在图5所示的变化形式中，卡盘10的自定心夹紧装置包括具有一锥面的夹具，标记为17，该夹具17包括环状夹紧元件18，该夹紧元件18具有一外表面19和一相对的内表面21，外表面19沿锥形导面20结合，内表面21用来夹紧机械工件。
在使用中，由于作用在环状元件上的轴向拉力引起环状元件和锥形导面之间的相对滑动，表面21抵靠在轮毂部分5上，相对于轴C横向推动，以此施加力来将盘夹紧在卡盘上。由于锥形导面的轴向对称，环状元件的楔入作用是自定心的，因此保证了盘在卡盘上的对中夹紧。
夹具17的总体重量比带有传统的自定心夹具的装置的重量小，因而，这有利于减小卡盘旋转过程中产生的离心力。由此，能够降低给定的卡盘转速下的卡盘上的夹紧力，或者能够增加给定的施加的夹紧力下的卡盘的转速。在第一种情况下，由于卡盘夹具的夹紧力趋向于使工件变形，所以通过产生较低的夹紧力能够降低变形程度。另一方面，在第二种情况下，不采用传统的自定心夹具，有可能获得相对高的切削速度。
因而，本发明通过提供能够解决已有问题的多个优点来实现提出的目的。
第一个优点在于，本发明的方法允许通过盘在卡盘上的一次而且是唯一一次定位，对盘的两个相对的表面进行加工。工件装卸时间和总体的循环时间随之降低。
另一个优点在于，要求的单一定位允许在表面加工操作中可获得更大的精确度，尤其是参考所要的盘的平面度公差和相对工作表面之间的平行度公差。
权利要求
1.一种机械工件的加工方法，尤其是一种对车辆制动盘(1)的制动表面(2、3)进行加工的方法，包括以下步骤往工作台(8)上装载工件、在相对的制动表面(2、3)之间的中间参考面(A)上夹紧工件、以及相对于与工作台的工作轴线系统相关的所述中间参考面的定位坐标限定要从每个所述的表面去除的多余材料厚度，以均衡、对心地从所述表面(2、3)分割去除多余金属，其特征在于，还包括以下步骤预先在操作装置(7)上装载和夹紧工件，该操作装置(7)由加工工件的工作台(8)以可操纵方式控制，在所述中间面(A)的区域内将工件夹紧在操作装置(7)上；将所述操作装置(7)向工作台(8)的一工件支架卡盘(10)移动，接着关于工作轴线系统测量所述中间面(A)的定位坐标；以及在工作台的卡盘(10)上夹紧工件，释放操作装置(7)，以允许在所述的工作台(8)上，通过去除关于所述面(A)的定位坐标计算出的预选的多余材料厚度，对相对的两个工件表面(2、3)进行加工。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在从操作装置(7)被释放之前，在工件的一部分(5)的区域内，将工件夹紧在工作台(8)的卡盘(10)上，所述部分(5)从所述的表面(2、3)突出且与之同轴，以允许加工刀具到达每个表面。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该工件为一未经加工的或半成品的制动盘(1)，其包括多个径向通道(4)，径向通道(4)限定在包含于所述的相对表面(2、3)之间的盘(1)的厚度内，通过在至少一些所述的径向通道(4)内操作装置(7)的各个夹紧部件进行配合，盘被夹紧在操作装置(7)上，夹紧部件在所述通道(4)中的定位，限定了表面(2、3)之间的中间面(A)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的径向通道(4)限定在各对相对应的翅片结构之间，所述翅片结构在所述盘(1)的厚度内径向延伸，以规律的角度间隔隔开。
5.如权利要求2和3所述的方法，其特征在于，夹紧在卡盘(10)上的半成品的工件的所述部分包括半成品的制动盘(1)的一中心轮毂(5)，该轮毂(5)从盘(1)的主体一体地突出，并与相对的制动表面(2、3)同轴。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述轮毂(5)的外壁区域，制动盘(1)夹紧在卡盘(10)上，从而允许加工刀具自由到达每个相对的盘制动表面(2、3)。
7.如上述的一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于，在相对的制动盘表面(2、3)上进行的加工操作包括车削或以去料方式进行的表面精加工，以从每个表面(2、3)均衡地分割去除多余金属。
8.一种工作中心，包括加工机械工件的工作台(8)，至少一个操作装置(7)用来在所述工作台的卡盘(10)上装卸工件，所述操作装置(7)沿关于所述工作台的工作轴线控制的轴线驱动，后续加工的工件的装载和夹紧依照前述的一个或多个权利要求的方法的步骤进行。
全文摘要
本发明披露了一种机械工件的加工方法，尤其是一种对车辆制动盘(1)的制动表面(2、3)进行加工的方法，包括往工作台(8)上装载工件、在相对的制动表面(2、3)之间的中间参考面(A)上夹紧工件以及限定从每个所述的表面上去除的多余材料厚度的步骤，以从所述表面(2、3)去除多余金属实现一个均衡、对心的切割，该厚度与所述中间面参照工作台的工作轴线系统的定位坐标有关。该方法还包括以下步骤预先在操作装置(7)上装载和夹紧工件，该操作装置(7)由加工工件的工作台(8)以可操纵方式控制，在所述中间面(A)的区域将工件夹紧在操作装置(7)上；将所述操作装置(7)向工作台(8)的一工件支架卡盘(10)移动，接着，参照工作轴线系统测量所述中间面(A)的定位坐标；以及在工作台的卡盘(10)上夹紧工件，释放操作装置(7)，以允许在所述的工作台(8)上，通过去除参照所述面(A)的定位坐标计算的预选多余材料厚度来对相对的两个工件表面(2、3)进行加工。
文档编号B23Q7/04GK1750904SQ03826091
公开日2006年3月22日 申请日期2003年3月5日 优先权日2003年3月5日
发明者罗伯托·萨马丁 申请人:玛斯股份有限公司