用于设置车削加工机床的方法和车削加工机床与流程

本发明涉及一种用于设置车削加工机床的方法，其中，工件夹具的基爪设置用于夹持待加工的工件类型，以及本发明涉及一种特别是用于执行根据本发明的方法的、具有工件夹具的车削加工机床，该工件夹具具有至少一个基爪。

背景技术

这种用于加工工件的车削加工机床是已知的。在此，工件被牢固夹紧在工件夹具中，该工件夹具相对于基本上固定的刀具能够转动。存在用于将工件牢固夹紧在工件夹具中的不同夹紧机构，所述夹紧机构可以根据工件形状和性质来选择。

这种工件夹具的一种常用形状为具有夹爪容纳部的圆形车床卡盘，所述夹爪能够固定在不同的径向位置中，以夹紧工件。通常这些夹爪具有闭锁元件，夹爪的闭锁元件与车床卡盘的相应闭锁元件配合作用，以便确定夹爪在车床卡盘内的径向位置。

为了保证闭锁元件的强度，闭锁不能任意精细地形成。因此，清楚的是，并非每个任意工件都与确定的闭锁位置之一相匹配并且可以被牢固夹紧。在这种情况下，在夹爪和工件之间留有间隙。为了填充这些间隙而存在垫板，例如所谓不同厚度的平行垫板，可以将垫板置于工件和夹爪之间。

但是即使利用这些垫板，工件的精确调整和夹紧有时也是困难并且费时的。

为了确保精确夹紧而存在如下车床卡盘，在这些车床卡盘中，夹爪能够径向地通过细螺纹调节，从而可以省去垫板的置入。但是工件的这种设置方式也是费时的。

最后，可以将夹爪适配于待被夹紧的刀具。这通过对通用基爪进行切削加工或通过匹配的夹爪的针对性制造进行。例如通过注塑、烧结、或者其它成型方式进行。然而，为此需要附加的加工步骤，这同样也是昂贵且耗费的。

该设置的所有这些方法的共同之处在于，它们不可避免地包含手动方法步骤，并且因此不能或难以自动化。车削加工机床的设置相应地昂贵、耗费且容易出错。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于，提供一种用于设置车削加工机床的方法，该方法能够自动化并且因此明显更高效、成本更低并且能够更快速地执行。

该任务通过具有在主权利要求中提到特征的根据本发明的方法来解决。

根据本发明，对基爪在至少一个工件接触面上施加涂层。基爪的尺寸可以借助涂层更精确地匹配于工件。因此不再需要手动调节基爪或者用垫板垫置工件。因此也不再需要将工件夹具手动匹配于工件。

可以在一个单独的涂层施加装置中施加涂层。然而，特别符合目的的是，在原位中施加涂层，即在装入的基爪上施加涂层。基爪在涂层施加开始和期间已经位于工件夹具中。通过施加涂层使基爪获得匹配于工件的形状。因此，在涂层施加之后不再需要附加的方法步骤。工件夹具和车削加工机床的设置因此可以简单地自动化，并且因此能够明显更容易且成本更低地执行。

特别有利的是，在车床中施加涂层。这意味着在已经装入车床中的工件夹具上施加涂层。

对基爪的涂层施加可以以不同的方式进行，例如通过已知的涂层施加方法进行。在本发明的一个符合目的的实施方案中，通过在待涂层的表面上、特别是在工件接触面上摩擦耗材施加涂层。在此，耗材例如可以由金属、塑料或复合材料构成。特别优选地，耗材由钢、有色金属和/或塑料构成。

该摩擦包含在耗材和基爪之间的相对运动，而将耗材以规定的压力挤压到基爪上。

所述相对运动例如可以通过转动、摆动或旋转摆动来完成。使耗材和/或基爪运动，例如通过电动机。

在本发明的一个备选实施方案中，例如通过激光烧结施加涂层。在此，将可烧结粉末施加到基爪上，该可烧结粉末接下来通过激光的热量输入而烧结。这里的粉末例如也可以由金属、塑料或其它材料构成。也可以使用由不同材料组成的粉末混合物来获得复合材料。通过重复涂覆和烧结因此也能够实现大的层厚度，该大的层厚度连续地具有相同的机械材料性能。

涂层施加也可以备选地或交替地借助电弧实现。为此，已知的方法例如是电弧气相喷镀或电弧注塑。

原则上，将多个这些涂层施加方法进行组合是可能的，以便例如将不同的层涂覆到基爪的不同部位上和/或将不同的层相叠地涂覆。在此，这些层也可以由不同的材料构成。

该涂层特别是用于使基爪匹配于工件。此外，该涂层还可以满足另外的功能。该涂层例如能够用于减少腐蚀和/或减少磨损。

特别符合目的的是，通过施加涂层来施加增大静摩擦的涂层。由此不仅使基爪的几何结构适配于工件，而且还提高了工件在基爪上的附着力。能够施加在工件上的扭矩由此增加，从而随后在实际车削加工期间，刀具可以以更大的力作用于工件，因此提高了去除率和加工速度，并减少了完成时间。

基爪的层厚度或涂层涂覆厚度取决于涂层施加方法并非精确可控或可调节。根据必需的公差，必要的或有意义的可以是，在涂层施加后对基爪再加工，以获得精确的表面。

该再加工可以包括任意的切削加工步骤或其它加工步骤。基爪的涂层例如可以被铣削、磨削或车削。

该再加工可以在单独的机器中在特有的过程中进行。在本发明的一个有利的构造中，在施加涂层后，可以利用设置在车削加工机床工作位置中的刀具对基爪在被施加涂层的工件接触面上进行切削加工。因此实现了对工件类型轮廓非常精确的匹配。优点在于，所述加工利用了也可用于加工工件的常用车削刀具在车削加工机床中进行。车削加工机床在此自行加工，因此实际上完全不需要手动步骤。这意味着，涂层施加和涂层再加工在原位中进行，即在车削加工机床中进行。车削加工机床的设置基本上可以全自动化进行。因此，根据本发明的方法明显更快、成本更低并且因此更高效。

根据本发明的任务也通过一种上述类型的车削加工机床解决，该车削加工机床具有涂层施加装置，利用该涂层施加装置能够对基爪在工件接触面上施加涂层。以此可以执行根据本发明的方法，并且实现与之相关联的优点。

特别有利的是，涂层施加装置如此构造，使得能够在基爪的使用位置中对基爪施加涂层。该基爪可以在涂层施加后直接保留在使用位置中并被使用。因此省去了手动设置。

符合目的地，涂层施加装置设置为在车削加工机床中可运动，使得该涂层施加装置能够在涂层施加位置和初始位置之间运动，在该涂层施加位置中能够在基爪的使用位置中对基爪施加涂层。

该涂层施加装置例如可以可枢转地或可移动地被支承。

该涂层施加装置可以具有针对不同涂层施加方法的不同设计方案。

在本发明的有利实施方案中，该涂层施加装置具有涂覆单元，利用该涂覆单元，耗材能够在工件接触面上被摩擦。因此，可以通过摩擦而如上所述对基爪施加涂层。

在本发明的一个备选实施方案中，该涂层施加装置设置用于激光烧结或借助电弧来施加涂层。

优选地，该涂层施加装置具有用于涂覆可烧结粉末的装置和用于产生激光束以加热所涂覆粉末的激光源。

对于被施加涂层的基爪的进一步再加工而言合适的是，在刀架中能够夹紧有刀具，利用该刀具能够对基爪的工件接触面进行车削加工。因此，被施加涂层的基爪的再加工可以在车削加工机床本身中进行。该基爪因此可以整体上完全在车削加工机床本身中进行加工并且适配于工件。车削加工机床的设置因此可以自动进行，并且因此成本低且高效。

附图说明

下面参考附图更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的车削加工机床的有利实施方式。

其中：

图1示出根据本发明的车削加工机床的示意图；

图2示出在涂层施加过程期间涂层施加装置的细节图；

图3示出在涂层施加过程后涂层施加装置的细节图；以及

图4示出在对基爪进行加工期间刀架的细节图。

具体实施方式

图1示出整体用1表示的根据本发明的车削加工机床，下文简称为车床。该车床1具有工件夹具2，该工件夹具例如构成为所谓的三爪车床卡盘3。在车床卡盘3上，三个基爪4沿径向以120°角距彼此定向设置，其中，在图中仅示出两个基爪4以便更好地概览。

基爪4主要具有在径向方向上延伸的方形并且具有轴向台阶5。该基爪4能够在车床卡盘3上在径向方向上定向，以夹紧工件。这种基爪4是车床1的标准件，并且以不同的形状和实施方式存在。因此，也存在不带有轴向台阶5的基爪4，或带有两个或更多轴向台阶5的基爪4。同样，也存在具有多于三个基爪4的车床卡盘2。

此外，车床1具有用于对基爪4和/或工件夹具2在原位中施加涂层的涂层施加装置6，和/或具有用于对基爪4和/或工件夹具2进行切削加工的加工装置7。

涂层施加装置6和加工装置7都设置为在车床1中可运动，从而该涂层施加装置和该加工装置能够定位到工作位置中，以用于对车床卡盘3施加涂层或进行加工。这种运动的方式和方法对于本发明来说不重要，因此这里不再详细示出。车床1例如可以具有转盘或旋转器，在该转盘或旋转器上设置涂层施加装置6和加工装置7，从而该涂层施加装置和加工装置能够通过转盘的转动被带到相应的工作位置中。

在图2中更详细地示出涂层施加装置5。该涂层施加装置例如构造用于通过在待涂层的物体上摩擦耗材来施加涂层，其中，摩擦由摩擦副之一旋转产生。

涂层施加装置6具有涂覆单元8，该涂覆单元主要包括杆形保持件9，由耗材10制成的圆形盘能够不可相对转动地固定在该杆形保持件上。

因为车床卡盘3已经构造为用于使工件旋转，所以为了涂层施加过程也驱动车床卡盘3。因此耗材10固定。

然而，备选地涂层施加装置6也可以如此构成，使得例如耗材10或保持件9能够被转动驱动。在这种情况下，车床卡盘3可以固定。

涂层施加装置6或车床1还具有用于使耗材10沿多个空间轴相对于待涂层的表面11线性运动的机构，从而耗材10能够被挤压到待涂层的表面11上。

替代于或附加于此处示出的摩擦涂层施加装置，可以存在激光烧结装置。这种激光涂层施加装置可以具有涂覆单元，利用该涂覆单元能够将可烧结粉末施加到待涂层的表面上。此外可以存在激光器，该激光器通过将热量输入到可烧结粉末中引起烧结过程。

在图4中更详细地示出加工装置7。该加工装置具有刀架12，在该刀架中，刀具13能够被用于车削加工。加工装置7或车床1还具有用于使刀具13沿多个空间轴相对于待涂层的表面11线性运动的机构。

车床1的设置现在可以利用以下方法步骤原则上全自动化进行。

首先，车床卡盘3、例如三爪夹盘配备标准基爪4，如图1所示。

接下来，使设置在车床1中的涂层施加装置6运动到用于涂层施加的工作位置中(图2)。驱动车床1的主轴并且因此使车床卡盘3旋转。涂覆单元8被线性移动，使得由耗材制成的盘10挤压靠到基爪4的待涂层的表面11上。通过利用车床卡盘3实现的基爪4运动以及耗材10挤压到表面11上的挤压压力，在耗材和表面11之间产生摩擦。该摩擦导致耗材10从盘上被去除，并且耗材10作为涂层14在表面11上沉积。

通过这种方式能够生产不同的涂层14，根据需要所述涂层也可以具有由不同材料制成的多个层。

当对相同类型的多个工件进行加工时，通过涂层14例如可以将基爪4的尺寸或几何结构适配于待加工的工件或工件类型。有利的例如是基爪4的贴靠于工件的工件接触面15上的涂层14。

除了几何结构匹配之外，该涂层14例如还可以是用于减少磨损的硬涂层或用于更可靠地保持工件的附着促进层。

在对基爪4施加涂层后，将涂层施加装置6又从工作位置中移出(图3)。

这些被如此施加涂层的基爪4现在具有合适的尺寸和性能，并且能够直接被用于夹持工件。不需要进一步设置或调整车床。

根据本发明的车床1可以根据本发明的方法自行设置，该设置能够非常简单并且高效地被实施。

基爪4的几何结构备选地也可以通过在车床1内的切削加工实现(图4)。在此，车床1最初也配备带有标准基爪4的车床卡盘3。

在加工装置7的刀架12中装入刀具13，并且使该刀具13相对于工件夹具2运动到工作位置中。该刀具例如可以是任何车削刀具。

驱动车床1的主轴，从而使车床卡盘3旋转。借助加工装置7的刀具13，现在以切削方式将材料从基爪4中去除。以这种方式可以将基爪4的几何结构与工件进行精确匹配。

在加工之后，可以将加工装置7从工作位置中移出，并且车床卡盘3可以立即用于夹持工件。基爪4的调整和加工也可以在原位中进行，因此不需要车床1的其它或附加设置。

当然也可以将这两种方法任意相互组合。

特别有利的是，首先借助涂层施加装置6对基爪4施加涂层，然后对被施加涂层的表面、特别是工件接触面15借助加工装置7进行切削再加工。

然而也可以想到，首先对基爪4进行切削加工并且然后施加涂层。

该方法例如也可用于实现车床1对于相互略微不同的工件的全自动自行设置。因此例如可以通过对基爪4施加涂层以及可能随后进行再加工，使工件夹具2适配于工件。

在对该工件进行车削加工后，可以借助加工装置7首先将涂层12从基爪4中移除，以便针对其它不同工件利用可能随后的再加工施加新涂层12。该过程于是几乎能够任意重复。

本发明描述了一种用于设置车削加工机床的方法，在该方法中，工件夹具的至少一个基爪设置用于夹持待加工的工件类型，并且对基爪在工件接触面上施加涂层。