专利名称：用于对具有球缺的工件的球形衬套进行表面加工的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，其借助具有细磨石的工具对具有球缺或球缺 段的工件的球窝进行表面加工，尤其是超精加工、抛光、磨光或研磨， 所述装置具有工件夹具和工具夹具以及各自的驱动装置。
背景技术：
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 工具与工件表面接触。例如通过工件旋转和工具振动的叠加，单个颗粒 沿着用于这种方法典型的正弦曲线运动。所有在接合中的磨粒通过各条 正弦曲线的叠加产生在限定的角度下交错的加工痕迹。因为工具在预先 确定的压力下紧贴在工件上，必须留意的是，在工件上的工具的接触不 能中断，也就是说工具不能离开待加工表面，因为工具在离开前必须被 拿起并且紧接着重新放置，这显著地延緩了加工。因此上述装置只是适 合不中断的表面的连续的加工，例如凸轮轴的凸轮表面或滑动轴承的轴 承表面。但是在圃周上中断的表面必须使用其它的方法进行加工。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种装置，借助所述装置尤其是借助超 精加工方法可以加工不连续的表面，尤其是在圆周上中断的表面。
该目的通过一种装置得以实现，所述装置尤其用于借助于具有细磨 石的工具超精加工在工件上设有的并且为球接头的一部分的球窝或者 球窝或球缺的部分，所述装置具有工件夹具、用于工件的振动运动的第 一驱动装置、工具夹具和用于工具夹具的振动运动的第二驱动装置，其 中第一驱动装置的轴线和第二驱动装置的轴线相互存在角度。
根据本发明，该装置具有两个驱动装置，即用于工件或工件夹具的 驱动装置和用于工具的驱动装置，其中两个驱动装置使工件和工具处于 振动运动。因此保证，在工件上的待加工的表面中断时，工具也不离开 加工表面，因为工件和工具都不旋转。将振动运动调节为使得细磨石不离开工件的待加工的且同样振动的表面。因此能够连续地，也就是说不 中断地进行加工。
在改进方案中提出，笫一驱动装置的轴线和第二驱动装置的轴线在 球窝或球缺的球体中心点的中心相交。有利的是，轴线相互垂直。以这 种方式产生希望的正弦曲线，在所述正弦曲线中加工痕迹相互具有限定 的角度。
有利的是，至少一个驱动装置的振动角度是可调节的。在改进方案 中提出，至少一个驱动装置的振动角度在加工期间也是可调节的。以这
种方式能够产生具有8字形或横放的8字形的形式的或具有利萨如曲线 (Lissajous-Kurven)的形式的加工痕迹。
在此振动角度最好为土5。至±20。，尤其是士8。至±15° ，并且 优选为±10。。用于工具的驱动装置的振动角度也能够不同于用于工件 的驱动装置的振动角度。
优选耦联驱动装置，使得能够产生相位差的移动，在所述相位差的 移动中引起的加工速度永不为零。
在优选的实施例中细磨石构成圆柱形并且具有相当于球缺的部分 球形的表面的几何形状。在此有利的是，部分球形的表面位于圃柱体的 端面上。圆柱体能够具有圆的，尤其是圆形的，或多边形的，尤其是四 角的，例如正方形的横截面。
优选细磨石可在第一驱动装置的轴线和/或第二驱动装置的轴线的 方向上或者在平行于第一驱动装置的轴线和/或第二驱动装置的轴线的 方向上运动，使得细磨石能够导入球窝或球缺中并且移近待加工的表 面。
为了达到希望的去除量，细磨石在第一驱动装置的轴线的方向上或 垂直于待加工的表面被加栽压紧力。这个压紧力最好是可调节的并且/ 或者最好能够在加工期间再次调节。
为了能够借助唯一的细磨石加工球窝或球缺的两个相互相对的待 加工表面，用于工具夹具的两个驱动装置构成为使得细磨石能够围绕其 振动轴线旋转180°并且/或者使得细磨石具有两个相互相对的工作表面。在其中 一个待加工的表面完成加工后细磨石必须只是沿另 一个待加 工表面的方向移动。
在变形方案中提出，细磨石由多个石段构成，其中石段由不同的材 料组成。以这种方式能够借助细磨石进行预加工和精加工.两个石段具 有带有例如不同颗粒度的工作表面。
本发明的另外的优点、特征和细节可由从属权利要求以及下面的说 明获得，在所述说明中参考附图详细地说明了尤其优选的实施例.其中 在附图中所示的以及在说明中和在权利要求中所述的特征能够分别单 独考虑或在任意的组合中是本发明的本质。
在附图中示出
图1示出根据本发明的装置的俯视图； 图2示出通过待加工的工件的纵向剖视图； 图3示出具有工具的第一实施形式的工件的俯视图； 图4示出具有工具的第二实施形式的工件的俯视图；以及 图5示出具有工具的第三实施形式的工件的俯视图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的用于表面加工的装置10的俯视图，例如用 于超精加工工件12，其中工件12被夹紧在第一驱动装置16的工件夹具 14内。在图2中的放大的图中描述了工件12并且其具有杆18以及球缺 20，所述球缺是例如用于驱动杆18的球接头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对并且在中间容纳球接头的球体. 固定在工具夹具26上的细磨石28被夹紧在球缺20中(图3和图4), 其中工具夹具26固定在第二驱动装置30上。
借助于第一驱动装置16，工件夹具14并且因此工件12能够围绕其 在图中水平的纵向轴线32振动地被驱动，这用箭头34示出(参见图3和图4)。
借助第二驱动装置30，工具夹具26围绕其在图中垂直的纵向轴线 36振动地被驱动，这用箭头38示出(参见图3和图4)，所述纵向轴线 垂直于轴线32并且在球缺20的中心与轴线32相交。
如从图3和图4中可看出，细磨石28借助于快速更换夹持装置固 定在工具夹具26上，其中细磨石28具有圃筒形的，尤其是圃柱形的形 状并且在端面上设有部分球形的工作表面40。
图4示出第二实施形式，在所述实施形式中细磨石具有两个部分圆 形的工作表面40和42，所述工作表面相互相对并且借助所述工作表面 能够依次加工球缺20的表面22和24,但是还可能的是，细磨石28由 两个细磨石半制成，其中一个细磨石半用于超精加工过程的粗加工并且 另一个细磨石半用于超精加工过程的精加工。
在细磨石28通过沿箭头44的方向移动工具夹具26的方式导入球 缺20后，工具夹具26首先能够朝表面22的方向移动(箭头46)，直到 工作表面44尤其是可借助预先给定的压紧力紧贴在待加工表面22上。 紧接着工件12沿箭头34的方向并且细磨石28沿箭头38的方向振动地 被驱动，因此表面22被加工并且产生具有8字形的加工槽。分別如此 选择工件12和细磨石28的振动角度，使得工作表面40不离开表面22. 可替代的是，在细磨石28导入球缺20内后工件12也能够朝着细磨石 28的方向移动到与表面40接触。
在图3的实施例中，在完成加工后工具夹具26沿箭头46的反方向 略微移动，直到将细磨石28从表面22上拿开并且然后沿箭头38的方 向旋转180。，使得能够加工位于对面的表面24.在表面24完成加工 后再次将细磨石28沿箭头46的方向移动到球缺20的中心并且沿箭头 44的反方向从球缺20中取出。
同样可能的是，对工件12附加地或可替代地，细磨石28围绕轴线 32振动地运动，这由箭头48示出。
在图4的实施例中在表面22完成加工后，工具夹具26沿箭头46 的反方向移动，直到工作表面42紧贴在表面24上，使得能够加工这个表面24。可替代地并且尤其是在两个不同的细磨石半中，在表面22完 成加工后并且在将细磨石28从表面22上拿起后，工具夹具26沿箭头 38的方向旋转180。，使得能够借助笫二细磨石半的工作表面42加工 表面22。然后工具夹具26沿箭头46的反方向移动，直到工作表面40 紧贴在表面24上，使得能够加工这个表面24。然后工具夹具26再次沿 箭头38的方向旋转180。，使得表面24能够借助工作表面42完成加工. 加工顺序能够任意地选择。
在图5中示出本发明的另一个变形方案。在这个实施例中，细磨石 28同样分为两部分，其中在两个细磨石段之间设有用于撑开细磨石段的 装置50。借助该装置50,这个装置细磨石段也能够以可限定的压紧力 被压紧在工件12的待加工的表面上。
此外从图5中可看出，在细磨石28的工作表面40和/或42和工件 20的待加工的表面之间能够插入细磨带52.这在其它的上述的变形方 案中也是可能的。为了将工具28从工件20中移出，细磨石段通过装置 50聚拢。借助于装置50，细磨石段同样能够以限定的压紧力被压紧在 工作表面40和42上.细磨带52与细磨石28共同振动，所述细磨石也 仅仅能够为用于传送希望的形状的元件并且例如由Vulkollan^组成。
在任何情况下能够借助根据本发明的装置10加工不超过360。延伸 的弯曲的表面22、 24，而在加工期间不必将细磨石28从待加工的表面 22、 24上拿起.待加工的表面22或24和细磨石的工作表面40和42 进行相互具有角度的振动运动。在此有利的是，振动运动具有不同的， 尤其是相互非整数倍的频率。
权利要求
1.一种装置，其用于借助具有细磨石(28)的工具对例如用于球接头的工件(12)的球窝或球缺(20)进行表面加工，尤其是超精加工、抛光、磨光或研磨，所述装置具有工件夹具(14)、用于所述工件(12)的振动运动的第一驱动装置(16)、工具夹具(26)和用于所述工具夹具(26)的振动运动的第二驱动装置(30)，其中所述第一驱动装置(16)的轴线(32)和所述第二驱动装置(30)的轴线(36)相互存在角度。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一驱动装置(16) 的所述轴线(32)和所述第二驱动装置(30)的所述轴线(36)在球窝 或球缺(20)的中心相交，
3. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一 驱动装置(16)的所述轴线(32)和所述第二驱动装置(30)的所述轴 线(36)相互垂直。
4. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个 所迷驱动装置(16和/或30)的振动角度是能调节的并且/或者在加工期 间是能改变的。
5. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个 所述驱动装置(16和/或30)的所述振动角度为土5。至±20° ，尤其为 ±8。至±15。，并且优选为±10° 。
6. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)为圃柱形并且具有至少一个部分球形的表面(40、 42)。
7. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)和/或所述工件(12)或其所述驱动装置(16)能够在所述第 一驱动装置(16)的所述轴线(32)的方向(箭头46)上运动。
8. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)和/或所述第一驱动装置(16)能够在所述第二驱动装置(30) 的所述轴线(36)的方向(箭头44)上运动。
9. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)和/或所述第一驱动装置(16)能够在所述第一驱动装置(16) 的所述轴线(32)的方向(箭头46)上被加栽压紧力。
10. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)具有两个相互相对的工作表面(40和42)。
11. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述细磨 石(28)由两个细磨石段组成并且每个细磨石段具有一个工作表面(40 和42 )。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，在所述细磨石段之 间设有用于撑开所述细磨石段并且聚拢所述细磨石段的装置。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述用于撑开所述 力压紧在所述工件(12)的所述待加工的表面上。
14. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述细 磨石(28 )和所述工件(12 )的所述待加工的表面之间能够插入细磨带。
全文摘要
本发明涉及一种用于对具有球缺的工件的球形衬套进行表面加工的装置，其用于借助具有细磨石的工具超精加工例如用于球接头的工件(12)的球窝或球缺(20)，所述装置具有工件夹具(14)、用于工件(12)的振动运动的第一驱动装置(16)、工具夹具(26)和用于工具夹具(26)的振动运动的第二驱动装置(30)，其中第一驱动装置(16)的轴线(32)和第二驱动装置(30)的轴线(36)相互存在角度。
文档编号B24B35/00GK101612721SQ20091015124
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月29日 优先权日2008年6月27日
发明者丹尼尔·韦勒, 奥利弗·希尔德布兰特, 托马斯·哈特, 西蒙·沃尔贝, 赫贝特·耶勒, 阿尔方斯·哈斯 申请人:德国索菲纳有限公司