专利名称：用于精加工曲轴轴承孔的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求1的前序部分的用于精加工工件内的孔，特别是用于精加工在内燃机的气缸体曲轴箱内的曲轴轴承孔的方法。此外本发明还涉及一种适用于实施该方法的装 置。
背景技术：
经常也被简称为曲轴箱或者发动机缸体的气缸体曲轴箱(ZKG)是内燃机或者汽油机(Brermkraftmaschine)的整体的组成构件，它们例如应用在轿车或者货车、飞机、船或者固定设备上。应用最广泛的构造型式是多气缸发动机，其活塞通过连杆连接在转动的曲轴上，曲轴将发动机产生的力传递到车轮、船螺旋桨、螺旋桨推进器、发电机或者类似物体上。曲轴在直列或者V型发动机内位于气缸下方，而在水平对置发动机中位于气缸之间，并且支撑在气缸体曲轴箱上曲轴轴承孔的轴承支承架内。该轴承支承架通常被实施为滑动轴承，必要时也被实施为滚动轴承。为了保证曲轴的高速转动并且因此使不期望的在运行时的磨损和振动最小化，曲轴必须满足较高的形状公差要求。轴承支承架在其尺寸和在气缸体曲轴箱内的位置方面也有严格的公差要求。内燃机和气缸体曲轴箱的标准零件的相对更严的公差由这些零件的复杂的功能产生。气缸孔的形状、尺寸和表面轮廓标准地确定内燃机的磨损、摩擦、燃油消耗以及排放量，并且作为摩擦的后果还确定了功率和效率。压缩的燃烧室体积特别是确定了发动机的压缩。这对功率有影响，并且通过燃烧过程还对排放量和发动机噪声有影响。此外，曲轴相对于活塞或者相对于气缸孔的精确位置对于高负荷的发动机零件的磨损减小很重要。这种发动机零件特别是活塞/活塞销、连杆以及连杆的在曲轴上的轴承和曲轴的在气缸体曲轴箱内的支座。对于孔轴心的位置，不仅其在空间中的绝对位置，而且其角位置或者方位也发挥作用。例如在具有离合器的变速器中，曲轴和变速器的输入轴共同运行。因此在这里两轴的同轴度对于较长的寿命起决定作用。对于曲轴支座，轴承支承架相互间的同轴度也很重要。轴承支承架应该尽量位于直线上，以便曲轴可以转动并且基本上均勻地装在所有的轴承支承架上。环绕曲轴轴承孔的工件区域总体由两个部件组成。在最常见的情况下，一个是气缸体曲轴箱的轴承梁，另一个是旋紧在其上的轴承盖。作为替代，曲轴轴承孔也可以位于两个气缸体曲轴箱半体的交接处，例如在水平对置发动机中。部件一般在未组装的状态下被这样预加工，即在气缸体曲轴箱的轴承梁上和在轴承盖上分别制作半圆形的表面段。在接下来的一个工艺步骤中，部件被组装，从而由半圆形的表面段在轴承支承架的区域内分别形成一个基本上为圆柱形的孔段。多个以一定距离成列布置的孔段形成了整个曲轴轴承孔。此后，对以这种方式制备的孔进行精加工。为了可以在制造气缸体曲轴箱时达到公差，如今组合地进行一次或多次钻孔处理和之后的珩磨处理。多数处理是预定的，因为例如由浇铸气缸体曲轴箱引起的不均勻性导致了数值为几个十分之一毫米的相对大的切除量或者使其更加必要，但同时形状和位置公差还可以在较低的微米范围内，并且因此要求高精度的加工。钻孔加工在此具有两个主要任务。钻孔加工的一个任务是整个曲轴轴承孔相对于工件固定的坐标系统，例如相对于气缸体曲轴箱上的相应的参考面的位置的制造。亦即，借助于钻孔处理产生孔轴心的为工件预定的理论位置。钻孔加工的另一个任务是各轴承支承架的相互定位，这在专业范围内也被称为曲轴轴承孔的“同轴度”。关于孔直径的切除量 在钻孔处理时典型地位于几个十分之一毫米的范围内，必要时为一个毫米或者大于一毫米。在钻孔之后进行曲轴轴承孔的珩磨加工。通过珩磨特别是达到直径公差、气缸形状和表面粗糙度方面的所要求的最终质量，从而遵守了关于孔内表面的可以预定的理论尺寸和可以预定的理论结构的公差。曲轴轴承孔的位置和同轴度不应该在珩磨时改变，因为它们已经通过之前的钻孔处理而固定。因此为了珩磨，在珩磨刀具和珩磨主轴之间设置了铰接的或者挠性的连接，从而珩磨刀具可以跟随位置已确定的孔，而其位置不会主动改变。 关于孔直径的切除量在珩磨处理中典型地位于小于ΙΟΟμπι的范围内。EP 0968069Β2说明了一种钻孔机，该机器可以用于在批量生产气缸体曲轴箱时钻曲轴轴承孔。从DE 19634415Β4公知一种珩磨刀具，该刀具例如可以应用在珩磨曲轴轴承孔或者珩磨其他的分成段落的具有成直线布置的孔段的孔。该珩磨刀具具有至少一个在加工前可相应于理论尺寸调整的珩磨区域，该珩磨区域具有分别带有至少一个切削涂层的切削区域和校准区域，以及具有带有至少一个切削涂层的导向切削区域，其中，导向切削区域可以径向扩张。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于在工件内精加工孔的方法以及一种适用于执行该方法的装置，通过它们特别是可以在保持对加工精度的最高要求的情况下，基于相对粗糙的加工，比当今更经济地精加工曲轴轴承孔和其他的长度较长的孔。为了解决该任务，本发明提供了具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求 9的特征的装置。有利的改进方案在从属权利要求中说明。所有权利要求的内容都被引用成为说明书的内容。通过本发明使得工艺链显著缩短，该工艺链具有更经济地执行精加工的潜力。在这里，制造方法“珩磨”不仅被用于调整直径公差、气缸形状和表面结构，而且被用于调整孔轴心相对于工件固定的参考系的正确位置。在形成孔轴心的准确位置时，一般还进行孔轴心在其理论位置方向上的位置调整或移动。对于具有轴向间隔的孔段的孔，在需要的地方同时实现了孔的同轴度的改善。因为为此一般在相对更短的时间内切除相对更多的材料， 所以该珩磨处理被称为“高效珩磨处理”。概念“珩磨”在该申请书中表示利用几何形状不确定的刀刃的切削方法，在该方法中，多刃的珩磨刀具进行由两个分量组成的工作运动，该运动导致被加工的内表面的独特的表面结构，该结构大多数情况下具有交叉的加工轨迹，然而不是强制的。从珩磨机的珩磨主轴传递到珩磨刀具上的工作运动一般由一种轴向的往复的行程运动和一种与行程运动叠加的旋转运动组成。与利用几何形状确定的刀刃工作的钻孔刀具相比，珩磨刀具具有长得多的使用寿命，从而不更换刀具即可以加工更多的零件。对于钻孔刀具，几何形状确定的刀刃的磨损可能会导致传动比(E ingriffsverh^ltnis)的逐渐变化，并因此导致表面质量和形状精度的恶化，而珩磨刀具的切削性能基于设置有结合的切削颗粒的刀刃组的自锋利作用而在整个使用寿命中基本上保持恒定，从而即使在加工的工件数目很大的情况下也可以获得很大程度上保持不变的表面微结构质量。珩磨方法可以分为传统的珩磨和所谓的芯轴珩磨。在传统的珩磨中，使用具有在珩磨时可径向进给的刀刃组的珩磨刀具，以便通过多个行程逐渐实现所期望的孔的理论尺寸。在芯轴珩磨中，相反地使用预调到理论尺寸(成品尺寸)的芯轴珩磨刀具，该刀具通常具有一个圆锥形的切削区域和一个连接在其上的同样切削的圆柱形的校准区域。在芯轴珩磨中，整个切除过程一般只要求一个或者几个，例如最多三个往复行程。两种珩磨方法都可以替代地或者组合地在本发明的范围内使用。高效珩磨加工可以完全替代钻孔处理和珩磨处理的传统组合。借此可以省去通常的单独的钻孔处理和为此必需的单独的钻削站(Bohrstation)。在优选的实施方式中，在制造准备好的孔和高效珩磨处理之间不中间插入钻孔处理。在加工曲轴轴承孔时，高效珩磨处理例如直接在装配好形成曲轴轴承孔的零件(气缸体曲轴箱和轴承盖或者气缸体曲轴箱的零件)后进行。装配好的或者以其他方式准备好的工件只需被一次夹紧在一个工件夹具上，这省去了耗时的夹具调换(Umsparmen)。然而也可能的是，在高效珩磨加工之前进行钻孔处理(例如精钻或者精车 (Feinspindeln)),以便预加工为高效珩磨准备的孔。高效珩磨加工的特征在于与传统珩磨相比更大的材料切除量，该切除量此外实现了孔轴心的正确定位或者孔轴心的位移。在一个工件上实际需要的切除量与准备相关，并且可以在一批工件之间改变。经常在至少一个工件或者一批工件的多个上形成至少Imm的切除量，其中，该切除量特别是还可以位于Imm和2mm之间。对于个别的，特别是准备较好的工件或者工件段，切除量可以小于0. 5mm或者小于0. 3mm。该切除量一般明显超过100 μ m 或 150 μ m。为了在较短的周期内实现经济的精加工，在某些方法方案中，在高效珩磨加工时至少分阶段地(phasenweise)借助于几何形状不确定的刀刃以Qw = V/t的明显大于传统珩磨时的材料切除率切除材料。在这里，V是工件的通过切削所去除的体积，t是为此所需的加工时间，从而形成量纲(Dimension) [mm3/s]。对于体积V，近似值V (π (D2_d2) L) /4 适用，其中d是切削前孔的(较小的)直径，D是切削后(较大的)直径，L是加工的孔或者在直径上扩大的孔段的长度。为了实现数值的可比性，在该申请书中，材料切除率被取为加工时间t = 20s(相应于典型的珩磨时间)并且长度L = 20mm(相应于轿车发动机的曲轴轴承孔的单个轴承梁的典型的梁宽度)。以这种方式标准化的材料切除率在该申请书中被称为“单位”材料切除
率，并且缩写为Qws。对于额定直径位于40mm到70mm之间的典型的孔，单位(spezifisch)材料切除率优选大于13mm7s (对于40mm)或者大于22mm7s (对于70mm)。典型的下限一般被明显地超过。对于40mm的额定直径，例如可以有Qws > 30mm7s，有时也可以是Qws > 50mm7s，或者甚至Qws > 100mm7s。对于70讓的额定直径，例如可以有Qws > 50mm7s，有时也可以是Qws > 100mm7s，或者甚至 Qws > 150mm3/s。此外，较高的材料切除率可以由非一般高的切削速度来促进达到，该切削速度又与珩磨刀具的旋转速度(转速)和/或行程速度相关。在某些方法方案中，珩磨刀具在高效珩磨加工时至少分阶段地以大于400U/min 的转速转动，其中，该转速优选至少分阶段地大于lOOOU/min，特别是大于1500U/min。转速通常位于1500U/min到2500U/min的范围内。作为替代或者附加，珩磨刀具在传统的珩磨(利用可扩张的珩磨刀具)中在高效珩磨加工时至少分阶段地以大于20m/min的最大行程速度移动，其中，最大行程速度优选至少分阶段地位于30m/min和50m/min之间，或者甚至大于50m/min。在芯轴珩磨(利用预调好的刀具)时，最大行程速度可以达到大于12m/min，特别是大于20m/min。珩磨机的主轴驱动根据最大转速、最大行程速度和驱动功率相应地被设计。 切削刀具(Schneidmittel)的一种特殊设计有利于实现高的切除率或者材料切除率以及其他的加工标准。例如可能有利的是，使用更长的切削条。在某些实施方式中使用一种珩磨刀具，该刀具具有多个环绕刀具体分布的切削条，其中，切削条的长度大于轴向孔长的60%，特别是80%。作为替代或者附加的是，切削条的长度可以大于珩磨刀具的有效直径的三倍或者四倍或者五倍。为了加工典型的例如具有40mm到70mm范围内的直径的曲轴轴承孔，切削条长可以例如为200mm或者大于200mm，例如位于300mm和400mm之间。 在使用相对更长的切削条时，具有可径向进给的切削条的珩磨刀具可以同时加工较大的孔范围。当使用圆锥形切削条时(芯轴珩磨)，可以在一个唯一的工作行程中引起较大的直径改变。相对较长的切削条一般还在所形成孔的直线性方面是有利的。在高效珩磨加工中优选使用相对颗粒较粗的切削刀具，特别是具有很硬的切削颗粒例如金刚石切削颗粒的切削刀具。如果高效珩磨加工单级地进行，通常，位于大约50 μ m 和大约15(^!11(对于金刚石条例如从054到D151)之间范围内的中等的颗粒大小是有利的，以便在高效珩磨加工结束后在高的切削效率和同时获得被加工的内表面的足够精细的表面结构之间取得折衷。特别是对于多级的例如两级的高效珩磨加工，还可以使用更粗糙的切削刀具。例如可以在第一级中使用大于150μπι的中等颗粒大小，对于金刚石切削颗粒例如直到D181。然后，第二级可以利用明显精细的颗粒进行，例如在传统方案(可扩张的珩磨刀具)中从D35到D64，或者在芯轴珩磨中从D91到D126。在某些方法方案中，工件被固定在工件位置上，珩磨刀具与孔轴心的理论位置同轴地被伸入孔中并且在孔中运动。当预加工后当前孔轴心(实际孔轴心)相对于工件固定的参考系统处于错误位置时，珩磨刀具也被偏心地伸入准备好的孔中，并且刀具轴在整个高效珩磨处理中保持在其位置上，而孔轴心的实际位置随着加工的进行接近其通过刀具轴的位置预定的理论位置。因此通过高效珩磨加工，孔轴心的位置可以被预定，必要时可以通过轴向和/或在圆周方向上不均勻地分布的材料切除量被改变，对刀具轴(关于在空间中的位置和角位置或者方位)的位置的精确确定在珩磨时进行。这可以通过对珩磨刀具的径向导向来实现。优选珩磨刀具利用轴端的连接结构刚性地连接在一根珩磨主轴上或者连接在与该珩磨主轴刚性连接的传动杆上，并且被引到至少一个与连接结构具有轴向距离地布置的轴承支承架上，其中，在连接结构和轴承支承架之间布置有珩磨刀具的至少一个切削组。作用在切削组上的径 向力可以因此被切削组的两侧承受，借此刀具轴的位置在切削组区域内在很强的横向力下也可以保持稳定。恰恰对于轴向长孔，例如长度-直径比明显大于3或者大于 4或者大于5或者大于6的孔，轴向运动的刚性导向方式被证明是有效的。在某些实施方式中，珩磨刀具的远离主轴的端部段被可转动地支承在对角式支架内的与孔的入口端相对的出口端。这种方案对于所有具有通孔的工件都是可行的。对角式支架可以在珩磨刀具轴向行程运动时与珩磨刀具共同运动，更确切地说，或者是被动地 (没有自身的位移驱动装置)运动，或者是主动地(借助于位移驱动装置)运动。对于共同运动的对角式支架，主轴侧的连接结构和轴承支承架之间的珩磨刀具的夹紧长度在行程运动时保持不变，这可以对加工质量产生积极作用。也可能的是，对角式支架固定在机器固定的位置上，从而珩磨刀具在行程运动时相对于对角式支架运动。这样的实施方式在结构上非常简单，因为可以省去直线导向装置，必要时省去对角式支架的驱动装置。具有孔前或孔后的导向段(FUhrimgsstelle)(前导向和后导向)的方案和/或具有内部导向的方案同样是可能的。曲轴轴承孔是轴向较长孔的一个例子，该孔具有多个孔段，各个孔段相互成直线并且相互间隔地被布置成排。对于这样的工件可能的是，至少一个用于珩磨刀具的刀具支架位于两个相邻的孔段之间。在某些实施方式中，这样的“内部导向机构”，也就是位于工件内部的刀具导向装置，被设置在两个相邻的孔段之间，并且因此在孔入口和孔出口之间。珩磨刀具的轴承支承架之间的轴向距离可以以这种方式保持较短，借此实现抵抗横向力的特别稳定的支承或者导向，并且珩磨刀具在轴承支承架之间的弯曲可以被防止或者避免。在适用于内部导向的方案中，用作为导向装置的刀具支架具有机器固定的可定位的轴承元件，相对于该轴承元件可自由转动的导向元件被可转动地支承在轴承元件上或者内部，该导向元件在工作中与穿过的、自身转动的珩磨刀具共同转动，并引导珩磨刀具且抵抗径向力地支撑。可转动的导向元件可以具有至少一个传动元件，该传动元件被设置用于 (在圆周方向上形状配合地)嵌入设置在珩磨刀具的刀具体上的凹口，从而导向元件被简单和耐用地实施为被动元件(没有自身驱动装置)。在导向元件的内周上可以设置轴向贯通的凹口，安装在珩磨刀具上的切削元件(例如珩磨条)无接触地通过该凹口。内部导向机构和组合刀具的组合也是有意义的，对于该组合刀具，在刀具体上布置有多个相互间以一定的轴向距离布置的、用于同时对多个相互间以一定的轴向距离布置的孔段进行珩磨加工的切削组，其中，切削组的数量优选相应于有待同时被加工的孔段的数量。用于直列四缸发动机缸体的组合刀具可以例如具有用于五个轴承支承架的五个切削组。内部刀具支架可以在两个切削组之间作用于刀具体。可以设置有两个或者多个内部刀具支架，例如每个内部刀具支架用于切削组之间的一个中间空间。本发明还涉及一种适用于实施该方法的、用于在工件内精加工孔特别是用于在内燃机的气缸体曲轴箱内精加工曲轴轴承孔的装置，该装置具有至少一个可通过主轴驱动装置驱动的珩磨主轴，珩磨刀具连接在或者可连接在该珩磨主轴上，并且具有用于珩磨刀具的行程运动的轴向导向的支承设备。优选珩磨刀具直接地或者中间通过一根刚性传动杆刚性地连接在或者可以连接在珩磨主轴上，并且支承装置被为此设立，即在一个相对于珩磨刀具的主轴侧的连接结构以一定轴向距离布置的轴承支承架上，这样作用在珩磨刀具上，即在连接结构和轴承支承架之间布置有珩磨刀具的至少一个切削组或者珩磨刀具的一个切削组的一段。可以设置前导向机构和/或后导向机构和/或内部导向机构。除了权利要求书外，前述的和其他的特征还可由说明书和附图得到。在此，各个特征可以单独地或者多个地以分组合的形式在本发明的实施方式中或者在其他的领域中被实现，并且描述有利的实施方式。将借助附图来阐述优选的实施方式。
图1示出用于高效珩磨加工曲轴轴承孔的卧式珩磨机的示意性的侧视图；图2示出具有曲轴轴承孔的发动机缸体的不同的视图；图3示出具有在端部侧相对支承的组合刀具的布置情况的示意性的侧视图，该组合刀具针对每个孔段各自具有自身的切削条组；图4示出具有组合刀具的布置情况的示意性的侧视图，该组合刀具在切削组之间的区域内支承在相邻的轴承支承架之间的工件内部；图5示出利用具有圆锥形切削区域的相对地支承在端部侧的芯轴珩磨刀具加工曲轴轴承孔的示意性的侧视图；图6示出具有相对地支承在端部侧的珩磨刀具的布置情况的示意性的侧视图，该珩磨刀具具有圆锥形的切削区域和集成的两级预备组；图7示出具有支承在前导向机构和后导向机构中并借助于传动杆固定在珩磨主轴上的珩磨刀具的布置情况的示意性的侧视图；和图8示出具有直接刚性地连接在珩磨主轴上，装备有贯通的切削条的珩磨刀具的布置情况的示意性的侧视图，该珩磨刀具借助于内部导向机构可转动地支承在相邻的轴承梁(Lagersteg)之间的工件内部。
具体实施例方式在图1中示出被构造成为卧式珩磨机的用于精加工气缸体曲轴箱内的曲轴轴承孔的装置的示意性的侧视图。该珩磨机被设立用于在组装发动机缸体的形成曲轴轴承孔的零件后紧接着对曲轴轴承孔进行完全精加工。该珩磨机这样设计，即借助于珩磨制造方法， 一方面可以调整曲轴轴承孔的孔轴心相对于工件固定的参考系统的正确位置，另一方面还可以达到关于直径、气缸形状和轴承支承架(Lagerstelle)的表面结构的公差。可水平运动的主轴滑块104被安装在珩磨机100的机床102上，该主轴滑块具 有主轴箱106，珩磨机的具有水平主轴中心线111的珩磨主轴110被可转动地支承在主轴箱中。用于主轴旋转的电子旋转驱动装置107被安装在主轴箱上。对于行程运动所必需的平行于主轴中心线111的行程驱动装置105被安装在机床中，并且驱动水平朝向的丝杠，与轴滑块104连接的螺母在丝杠上运行。行程驱动装置被设计用于在40m/min或者50m/min或者更大的范围内的最大行程速度，旋转驱动装置被设计用于从大约2500U/min到3000U/min的最大转速。可获得的用于行程和旋转的驱动功率大于10kW。
待加工的工件150在本例子中是直列四缸发动机(参见图2)的气缸体曲轴箱。工件固定地安装在工件夹具140上，工件夹具被固定在机床的顶侧。借助于可机械地或者手动地操纵的伺服驱动装置，工件夹具可以在水平的并且垂直于主轴中心线111(Z轴)的方向(X方向)上水平地运动。工件利用其平坦的油底壳(01wanne)连接面156紧贴在工件夹具上，并且借助于分度销andexierstift)142准确定位，从而通过工件夹具140的位置可以确定工件相对于主轴中心线111的精确位置。 在夹紧时，油底壳连接面156作为用于确定工件固定的坐标系相对于机器固定的坐标系的加工基准面。在其他的方法方案中，已事先加工好的位于对面的遮盖面 (Deckimche)l54(气缸头的连接面)作为加工基准面。在工件夹具的远离主轴的一侧，平行于主轴中心线111运动的水平的直线导向装置130被固定在机床上，滑块132在直线导向装置上运行，该滑块具有一个用于可转动的卡盘135的轴承元件134，该卡盘被可环绕与主轴中心线111同轴的水平轴转动地支承在轴承元件中。可水平运动和转动的卡盘135被设置作为珩磨刀具的远离主轴的端部的对角式支架(Gegenhalter)。滑块132在本例子中与行程驱动装置的滑块104机械地强制连接。也可能的是，被动滑块132的运动仅仅通过运动的刀具而产生。在其他的方案中，对角式支架具有自身的驱动装置，该驱动装置与珩磨主轴的行程驱动装置同步。珩磨刀具170借助于不易弯曲的传动杆120刚性地与珩磨主轴110连接。为此， 可拆下的连接结构125在传动杆和珩磨主轴之间被构造成为抗扭的不易弯曲的刚性连接结构，例如螺纹连接或者简单的法兰连接的形式。传动杆120和珩磨刀具170之间的可拆下的连接部分也是不易弯曲和抗扭的。为此，珩磨刀具的主轴端的连接结构172例如被构造成为螺纹部分，该螺纹部分与位于传动杆的刀具侧的端部的相应的配合螺纹部分共同作用。在其他的实施方式中，珩磨刀具的主轴侧的连接结构直接固定在珩磨主轴的刀具侧的端部，从而没有中间的传动杆地工作(参见图5)。珩磨刀具170具有伸长的圆柱形刀具体174，在该刀具体上，在主轴侧构造有主轴侧的连接结构172，并且在背离主轴侧构造有圆柱形的导向轴176。位于刀具体内中心的刀具轴175基于刚性连接与主轴中心线111同轴。可径向运动地支承的支承条位于刀具体的径向开口内，该支承条具有轴向伸长的带有金刚石切削涂层的切削条178。可扩张的珩磨刀具的切削条的径向进给借助于没有详细示出的机电地或者液压地驱动的形状配合的进给系统进行，该进给系统包括通过珩磨主轴和传动杆进入珩磨刀具的可轴向移动的进给杆， 在该进给杆的端部布置有具有单级或者多级支撑部分的扩张圆锥，该扩张圆锥与在支承条的内侧上的圆锥形的配合面共同作用，以便在进给杆轴向移动时保证切削条无切削条倾翻情况地径向进给。切削条的平行于刀具轴测得的长度优选大于有待利用珩磨刀具加工的曲轴轴承孔的长度的60%，必要时甚至大于70%，在本例子中甚至略大于80%，这一方面促进了较高的切削效率，另一方面有利于孔的直线度或者所加工的轴承梁的同轴度。导向轴176的远离主轴的端部在珩磨机的所述的加工配置中被夹紧在可转动的卡盘135内。由此，珩磨刀具的由切削条176构成的单个切削组被布置在两个对刀具轴的位置进行稳定的轴承支承架之间。轴承支承架中的一个在主轴箱106内由珩磨主轴110的支承部分构成，位于对面的轴承支承架由安装在滑块132上的并且可利用珩磨刀具做轴向运动的用作为支座(Gegenlager)的卡盘135构成。工件150的一些特征将借助于图2来说明，其中图2A示出纵剖面图，图2B示出平行于曲轴轴承孔的孔轴心的俯视图，图2C示出平行于气缸孔的孔轴心的俯视图。对于发动机缸体以及在其上构造的功能面和孔，在一定程度上需要非常严格的公差，以便保证可靠的功能。气缸孔151的关于气缸形状和气缸孔的直径的公差典型地位于几个微米的范围内，其中，也特别注意表面形状。对于气缸孔的孔轴心152的距离ZA，即所谓的内径量规 (StichmaP )，适用的典型的公差位于100 μ m的范围内。用于曲轴的轴承支承架在曲轴轴承孔160的区域内具有比气缸孔略大的形状公差。曲轴轴承孔与气缸孔(典型的长度与直径比最大为2. 5)相比是较长的孔，典型地具有长度_直径比LDV，该比值明显大于2. 5或者3，在本例子中大约为6。对于直列四缸发动机，曲轴轴承孔具有五个孔段161至165，这些孔段相互成直线，并且相互轴向间隔开地被布置成排。这些孔段构成了曲轴的轴承支承架。对于曲轴支座(Kurbelwellenlagerung) 来说，轴承支承架之间的同轴度特别重要。轴承应当尽量成直线排列，从而曲轴可以转动并且均勻地紧贴在所有的轴承支承架上。各个轴承支承架的同轴度应该不超过或者不明显超过15μπι。“同轴度”的定义参考DINISO 1101，其内容在这一点上作为本说明书的内容。关于曲轴轴承孔的另一个重要的标准是其孔轴心166的位置，它决定了发动机运行时曲轴轴心的位置。“孔轴心位置”这个概念在这里既包括轴在空间中的绝对位置，又包括其角位置，也就是其在空间中的方位。垂直位置可以例如通过孔轴心到发动机缸体的遮盖面154的距离ADA在孔入口或者孔出口处(或者相应的到油底壳连接面156的距离)被定义。曲轴和遮盖面之间的距离是发动机密封的标准之一。在这里虽然一般不需要微米级别的公差，然而希望有几个百分之一毫米范围内的公差。曲轴或者曲轴轴承孔的孔轴心相对于气缸孔的准确位置对于减少高负荷构件的磨损也很重要，除了活塞/活塞销、连杆和曲轴上的连杆轴承以外，气缸体曲轴箱内的曲轴的支承架也属于高负荷构件。孔轴心166 的角位置，也就是其相对于工件固定的参考系的方位在这里也有作用。典型地，孔轴心166 的位置相对于整个孔长度BL应当最多变化0. 05mm，其中，该值对于垂直方向(遮盖面方向)和与此交叉的方向(图2B中的水平方向)都适用。借助于珩磨机100可能的是，在发动机缸体上，在组装好形成曲轴轴承孔的零件后，紧接着借助于珩磨这样地精加工曲轴轴承孔160，即关于孔轴心位置和关于所要求的轴承支承架的表面质量的所有公差都能被实现。为此可以采取如下措施。首先工件150，也就是气缸曲轴箱，直接在安装之后，也就是没有中间的孔加工步骤，借助于分度销142被这样地夹紧在正确定位、扭转强度大的工件夹具140上，即珩磨主轴的主轴中心线111与曲轴轴承孔的孔轴心的所希望的理论位置同轴。一般轴位置至少相对于一些待加工的孔段不是位于其中心，而是偏心布置。另外这些孔段相对于其理论直径具有一定的尺寸不足(Untermaii )，该尺寸不足通过珩磨被切除。与准备的质量相关，该尺寸不足可以位于至少0. 5mm的范围内，或者超过该范围，例如在Imm到2mm的范围内。在夹紧工件后，珩磨刀具被从朝向主轴端的入口端伸入曲轴轴承孔内一定距离，即导向轴176 的远离主轴的端部段伸入卡盘135内，并且可以在该处被夹紧。切削条在准备阶段位于其收回的位置上，从而刚性连接在珩磨主轴和传动杆上的珩磨刀具可以被珩磨主轴在不与轴承支承架内侧接触的情况下部分地伸入曲轴轴承孔内。此后，行程驱动装置、旋转驱动装置和用于切削组扩大的进给系统的驱动装置被开启。为了在相对较短的时间内实现必要时很大的材料切除量，最大行程速度和最大转速典型地明显超过传统珩磨加工的相应的值，如它们例如在加工气缸孔时通常的那样。最大行程速度可以大于20m/min或者大于30m/min，直至例如大约40m/min，最大转速典型地至少在珩磨加工阶段大于lOOOU/min或者超过该值，其中，很少要求大于2500U/min。在进一步的珩磨刀具扩张(直径扩大)时，通过快速旋转的且快速轴向振动的珩磨刀具，首先轴承支承架的最里边的内部段被多刃的切削条切削。伴随着增大的扩展，单侧的局部切削不断进行，并过渡为在孔段的整个圆周上进行的完全切削。在此，所有的孔段都逐渐地获得与刀具轴175同心的圆柱形状，从而一方面产生了在孔轴心的通过刀具轴的位置预定的理论位置方向上的实际孔轴心的加长，另一方面产生了轴承支承架的更好的同轴度。切削速度可以在250m/min的范围内或者超过该范围，例如大于300m/min或者大于350m/min或者大于400m/min。精加工可获得的材料切除率(Zeitspanvolumen)在这里至少在最终阶段，当所有孔段上的材料被切除时，明显大于传统的珩磨加工，例如在大于 200mm3/s的范围内或者甚至大于500mm7s或者超过该范围。为了确定材料切除率，在该申请书中以一个单位材料切除率Qws = V/t[mm3/s]为出发点，其中V是通过切削切下的工件体积，t是为此所需要的加工时间。对于体积V，近似值V (π (D2-d2)L)/4适用，其中d是孔的在切削前的(较小的)直径，D是切削后的(较大的)直径，L是加工的孔或者在直径上扩大的孔段的长度。单位材料切除率在这里被取为或者被统一为加工时间t = 20s (相应于典型的珩磨时间)并且长度L = 20mm(相应于轿车发动机的曲轴轴承孔的单个轴承梁的典型的梁宽度)。在表A (见说明书末尾)中给出的材料切除率的值是针对从40mm到70mm的典型的标称孔直径给出的。在梁的数量等于1 的每一栏中，这些值相应于四种不同的直径的单位材料切除率。对于直列四气缸的直径为60mm且具有5个20mm长的轴承梁(孔段)的典型的曲轴轴承孔，产生例如大约为94mm7s (相应于在直径上0. 2mm的切除量)的材料切除率最小值，并且942mm7s的值相应于切除量2mm。通常，在对典型孔直径为大约40mm到70mm的曲轴轴承孔进行加工时，所实现的 (总体)材料切除率位于大约300mm7s至大约700mm7s的范围内。这是相对于传统珩磨方法的显著提高，如今在珩磨曲轴轴承孔时，最大总体材料切除率达到大约45mm7s的范围内。高的驱动功率结合非传统的高转速和高行程速度，与传统珩磨相比允许切削速度有很大提高。借此在例如20s至25s的一般的珩磨时间内，切除量可以在直径上达到Imm 和2mm之间的范围内，这相应于明显大于200mm7s或者甚至大于500mm7s的材料切除率。 高效珩磨处理的工艺参数可以因此被这样调节，即高效珩磨处理的珩磨时间位于对曲轴轴承孔进行传统珩磨加工的珩磨时间范围内，也就是说，在最大20至25秒的范围内。但由于通过高效珩磨处理可以省去以前必需的前置的钻孔处理，因此可以在质量至少不变的前提下实现更快的以及因此更经济的曲轴轴承孔精加工。通过珩磨加工引起了没有被完美准备的工件的曲轴轴承孔的孔轴心的有效的位置改变。根据准备状况，可以获得直至150μπι(相对于整个孔长度)的孔位置的移动，必要时还可以高于该值。同时，由于对珩磨刀具的抵抗横向力的稳定的两侧支承，一般可以获得小于士 20 μ m的孔轴心位置精度。此外还可以获得小于30 μ m或者甚至小于15 μ m的同轴度。为了能够显著地移动孔位置，在珩磨机中采用了刚性的、精确的机床设计。就珩磨主轴而言，从主轴的滑块导向直至工件夹紧，设置了精确的、刚性的元件，这些元件与传统的珩磨机的相应元件很少有共同点。例如，传统珩磨机上的珩磨主轴典型地利用简单的非紧固的斜球轴承(Schr^gkugellager)被支承。与此相反，主轴箱106内的支承具有更好的轴承，该轴承可以被紧固，也就是具有可紧固的径向/轴向轴承。此外利用相对更长和更细的珩磨刀具进行加工，该珩磨刀具在孔轴心移动时有时会受到很高的单侧挤压力。刀具轴的位置即使在困难的条件下也能保持稳定地与孔轴心的理论位置同轴，因为珩磨刀具在主轴侧刚性连接在珩磨主轴上，并且在远离主轴侧支承在对角式支架135上。在图1所示的实施例中设置有共同运动的对向轴承(Gegenlagerung)，该轴承通过主轴滑块的行程而共同运动，因此不需要自身的驱动装置(被动连动的对向轴承)。对向轴承的行程可以例如位于500mm的范围内。作为替代，也可以设置有固定的对向轴承， 例如以固定地安装在机床上的轴承块的形式，在该轴承块中设置有与主轴中心线111同轴布置的圆柱形的轴承孔，圆柱形的导向轴107和176可以无间隙地并且通过流体动力学的 (hydrodynamisch)润滑而摩擦很小地通过该轴承孔。入口侧的前导向和出口侧的后导向的组合也是可行的(见图7)。珩磨机100被构造成为卧式机床，从而集成到自动化的生产线上非常容易。该卧式构造还有利于接近机床构件，但要注意，由于有对向轴承，需要在轴向上相对更长的构造。但原则上也可以构造成立式机床，也就是具有垂直的主轴中心线。高效珩磨加工在很多情况下可以在单个加工阶段内利用简单的扩张的珩磨刀具进行。由于需要很高的切除效率，切削条最好带有金刚石切削颗粒，但必要时也可以使用其他的坚硬的切削颗粒材料，例如氮化硼(Bornitrid)。如果利用位于大约50 μ m和大约 100 μ m到150 μ m之间的范围内的中等大小的颗粒进行加工，则可以在获得相对较高的切除效率和使得加工好的内表面具有足够小的粗糙度之间达到很好的折衷，对于该内表面， 通常仅要求小于大约15 μ m的剩余粗糙度Rz (平均粗糙高度(Rauhtiefe))。特别是当希望获得更小的剩余粗糙度时，也可以在两个相继的阶段中进行加工。 在第一阶段可以利用相对更粗糙的颗粒实现材料切除的绝大部分，在第二阶段中实现相对更小的剩余切除量和所要求的表面粗糙度。为此可以使用双重扩张的珩磨刀具，就该珩磨刀具而言，用于第一加工阶段的第一组切削条具有例如不超过大约为200 μ m的中等颗粒大小的粗糙的颗粒，而独立进给的第二切削条组的切削条具有例如小于80 μ m或者小于 50 μ m的中等颗粒大小的精细的颗粒。在双重扩张的珩磨刀具的情况下，两个相继的或者在时间上重叠的加工阶段可以使用同一个珩磨刀具。在其他的方法方案中，规定在加工阶段之间进行刀具更换，或者设置有另一加工工位。也可能的是，高效珩磨的第一加工阶段借助于图1中所示形式的可扩张的珩磨刀具进行，而之后的精细的第二加工阶段借助于例如结合图5所描述的具有圆锥形的切削区域的、调整到成品尺寸的珩磨刀具进行。在借助于图3和图4说明的实施方式中，代替带有唯一一组相对更长的切削条(见图1)的可扩张的珩磨刀具，使用所谓的组合刀具。图3中的珩磨刀具370是组合刀具， 针对该组合刀具，在圆柱形的刀具体374上布置有五个以一定的相互轴向距离布置的组合刀具376A至376E。组合刀具的数量相应于待加工的轴承支承架的数量。切削组的各个切削条的轴向长度相对较短，并且大约位于待加工的轴承段的轴向长度(例如从20mm到30mm) 的数量级内。借此在各个切削组之间，刀具体的较长的段是自由的。所有可径向扩张或者收缩的切削组都通过相同的进给系统来操纵，该进给系统在珩磨刀具的内部具有带有五个配属于各个切削组的进给圆锥的进给杆。因此所有的切削组可以同时根据同样有效的加工量被进给。利用组合刀具可以实现对所有孔段的同时加工，但与图1的实施方式相比，行程长度要短很多。该行程长度可以例如在数量级上相应于切削条的长度，以便在两侧超程 (iiberlauf)时通过孔段的相应轴向端部保证内表面为圆柱形。如在图1中的实施方式中一样，对珩磨刀具的轴向导向在主轴侧通过刚性地连接在与珩磨主轴310刚性连接的传动杆 320上来保证，在远离主轴侧通过共同运动的对角式支架335来保证。在图4的实施方式中使用组合刀具470，该刀具同样借助于抗弯曲的传动杆420刚性地与珩磨主轴410连接。然而珩磨刀具470的对向支承不是通过作用在远离主轴的端部上的对角式支架实现，而是通过“内部”刀具导向装置436、437实现，该导向装置在工件内部，也就是说在入口侧和出口侧之间、在组合珩磨刀具的切削组之间的区域内，作用在刀具体474上，并且克服横向载荷而支撑刀具体并且轴向地引导刀具体。刀具导向装置436、437 通过螺栓或者以其他的方式固定在机床或者工件夹具上，从而不会与珩磨刀具的行程运动共同运动。作为端部侧的对向轴承的附加，可以设置这样的嵌入两个相邻的孔段462、463 或者463、464之间的刀具导向装置，以便提供抵抗长的工件孔的中间区域的弯曲的对珩磨刀具的支撑。如图4中所示，这样的内部刀具导向装置(一个或多个)也可以替代在端部作用的对角式支架被使用。在各种情况下，都可以在必要时在相邻的孔段之间的每个中间区域设置刀具导向装置。由于在这种设计中，在珩磨刀具的相邻的轴承支承架之间的轴向距离可以保持较小，因此可以对珩磨刀具进行抵抗横向力的特别稳定的轴向导向和支承。在图5中的实施方式中，为了对曲轴轴承孔进行高效珩磨，使用了预先调整到理论值(成品尺寸)的珩磨刀具570，该刀具在未进行刚性传动杆的中间连接情况下直接刚性地固定在珩磨主轴510上。如图1的实施方式一样，远离主轴的圆柱形导向销 (Fuhrungszapfen) 576夹紧在可被动地与珩磨刀具共同运动的对角式支架535的可转动的卡盘内，以便抵抗珩磨加工时可能在单侧作用的挤压力将刀具轴575的位置始终保持在期望的孔轴心的理论位置上。珩磨刀具570具有相对较长的圆锥形切削区域577和在主轴侧直接连接在其上的基本上为圆柱形的切削区域578，该圆柱形区域的外径相应于所期望的孔段的成品尺寸。圆锥形切削区域的直径从远离主轴侧的前端部到朝向主轴的端部以几度的锥角连续增大。圆锥形切削区域内的和校准区域内的切削条虽然在装入到珩磨机中之前可以手动调节，但是没有规定也不需要在珩磨处理期间进行进给，从而可以省去进给系统的结构上的花费。由于珩磨刀具通过在珩磨主轴上的刚性连接和通过在孔外在远离主轴侧对对角式支架的轴向运动的精确导向，珩磨刀具不需要用于孔内支撑的必要时可扩张的导向条， 从而珩磨刀具可以具有相对更简单的构造。在使用可扩张的珩磨刀具的传统珩磨中，需要许多往复行程(Doppelhub)以及珩磨刀具的逐渐的扩张，当使用这样的芯轴珩磨刀具时，整个切除过程一般只需要一个或几个往复行程。轴向行程速度典型地比相应的使用可扩张的珩磨刀具的珩磨方法小系数5到 10。轴向行程速度可以在高效珩磨加工时例如位于12m/min的范围内或者更大。由于在该加工方案中可达到2500U/min或者甚至达到3000U/min的较高的主轴转速以及相比之下较小的行程速度，孔段在珩磨刀具插入(Durchschieben)时被渐渐地相继调整到成品尺寸， 并且同时在必要时被校准位置，从而在一个或两个往复行程结束后，所有孔段的实际位置与通过刀具轴575预定的理论位置一致，并且孔段的内表面具有所期望的圆柱形状和表面结构。在图6中的高效珩磨加工中使用了芯轴珩磨刀具670，该刀具类似于图5的实施方式具有圆锥形的切削区域675和在主轴侧连接在其上的圆柱形的校准区域678。朝向主轴的端部通过刚性传动杆620与珩磨主轴610刚性连接，圆柱形的导向销676位于远离主轴的端部，导向销的端部被夹紧在可共同运动的对角式支架635的卡盘内。珩磨刀具的特点在于，在进给方向上在圆锥形的切削区域677之前布置有多级的预备组(VorgrUppe)690，该预备组被优化用于特别高的切除效率。预备组690具有第一切削元件692的连接在导向轴676上的第一环691，其中，第一环的有效外径略大于导向轴的外径，但是小于圆锥形切削区域的最小直径。第二切削元件694的第二环693连接在圆锥形切削区域上，该环的有效外径大于第一环691的有效外径，并且基本上与圆锥形切削区域的逐渐变细的端部上的有效直径相等。多级预备组的切削元件均包含多个相对更坚硬地连接的坚硬的切削颗粒，例如金刚石切削颗粒，其中，颗粒可以明显大于圆锥形切削区域内的颗粒。预备组的以端面切削的方式工作的切削元件可以在珩磨刀具第一次进给时在直径上形成强烈的分级的切除量，从而通过圆锥形切削区域形成的直径扩大还是很小。借此可以在不变的珩磨时间内进一步改善最终加工的孔的质量。单级的预备组或者这样的具有三个或者更多直径不同的环的预备组同样是可行的。在一种没有画出的实施方式中，预备组的切削元件分别具有确定的切削刃，从而在珩磨刀具进给运动时，首先利用确定的切削刃进行切削，紧随其后利用不确定的切削刃进行珩磨。以这种方式可以在珩磨刀具的单次工作运动中执行钻孔处理和紧随其后的对曲轴轴承孔的珩磨处理。这样的具有预备组的珩磨刀具还可以被与本发明的其它特征无关地有利地利用。还可以设置位置固定地安装的稳定的珩磨轴套(Honbuchse)形式的支座替代共同运动的对角式支架635，在该珩磨轴套中，珩磨刀具的远离主轴的导向销被无间隙地并且可轴向滑动地导向。作为可转动卡盘的替代，还可以在该实施方式的或者其他实施方式的对角式支架上设置圆锥形的尖端，该尖端嵌入珩磨刀具的远离主轴的端侧的凹锥形容纳孔中，以便无间隙地容纳珩磨刀具。图7和图8示出了将与其直径相比相对较长的、具有较长的切削条区域的珩磨刀具可靠地并且抵抗横向力地稳定地引导入长孔，也就是曲轴孔的其他的方案。在图7的实施方式中，伸长的珩磨刀具770通过可有限弯曲的传动杆720与珩磨主轴710连接。基本上为圆柱形的刀具体在切削条778的靠近主轴和远离主轴的两侧形成了圆柱形的导向轴， 也就是远离主轴的导向轴776和靠近主轴的导向轴777，用于连接在传动杆上的连接结构位于该导向轴的自由端部。远离主轴的导向轴被可轴向运动地引导入远离主轴的布置在工件的出口侧的后导向轴套731中。朝向主轴的导向轴777在工件的入口侧被可轴向滑动地引导入相应设计的前导向轴套732中。导向轴套的中间轴确定了刀具轴的位置和方位，因此也确定了完成加工的曲轴轴承孔的位置和方位。在这里不需要端部侧的对角式支架。在图8的实施方式中，装备有贯通的长切削条878的珩磨刀具870在工件内部在两个轴向相邻的轴承梁之间借助于刀具支架(Werkzeuglagerimg)890被在径向上不可运动地却可围绕刀具轴转动地导向。图8A中在轴向断面内和图8B中在俯视图内所示的“内部”刀具支架890具有板状的轴承元件891，该元件固定在机床的顶侧。基本上为环形的导向元件892位于轴承元件的圆柱形开口内，该导向元件借助于滚动轴承可相对于机器固定的轴承元件891无限制转动地被支承。导向元件892具有与珩磨刀具的外径匹配的轴向贯通的用于使珩磨刀具穿过的导向孔893。在导向元件的圆周上，在其内侧设置有多个均勻分布在圆周上的径向凹口 894，其数量相应于切削条的数量，并且被这样确定尺寸，即切削条即使在珩磨刀具最大扩张时也能装配入凹口中，而不接触导向元件。传动元件895固定在环形的导向元件892上，该传动元件沿着导向元件的环形部分的内周向内伸入圆形的通孔893内。向内突伸的部分被这样确定尺寸，即它在圆周方向上基本上无间隙地装配入设置在珩磨刀具的刀具体874上的长槽879内，该长槽在两个在圆周方向上相邻的切削条中间平行于刀具轴地延伸于刀具体的整个长度上。在珩磨加工开始前，直接刚性地固定在珩磨主轴810上的珩磨刀具870被从入口侧插入曲轴轴承孔中，并且首先利用其远离主轴的导向轴876穿过内部刀具支架890的导向孔893。珩磨刀具和可转动的导向元件892的相对转动位置被这样选择，即传动元件895 的向内突伸的部分已经在远离主轴的导向轴的范围内被进一步无间隙地穿入长槽879中。 由此保证了珩磨刀具的继续导入，即切削条878可以不与导向环892接触地穿过导向环。 当珩磨刀具被继续足够地导入时，导向轴876的自由端部被夹紧在对角式支架835中。在珩磨加工时，珩磨刀具相应于轴向行程运动在导向开口 893中来回运动，同时环形的导向元件通过珩磨刀具的旋转通过传动元件895在轴承元件内被转动。借此保证了珩磨刀具在工件内的可靠的支撑，从而长的珩磨刀具的弯曲即使在径向力很大时也能被最大程度地避免。由于可转动的导向元件892是被动的，也就是说不具有自身的驱动装置，而是通过珩磨刀具的运动被携带运动，因此这样的方案相对成本更低，同时非常牢固和运转可靠。这样的可以定位在轴向相邻的孔段之间的中间空间内的“内部导向装置”也可以在其他的实施例中，例如在图1中所示的实施方式中实现。也可以设置有两个或者多个内部导向装置。必要时可以省去端部侧的对向轴承，特别是当在最后的端部侧的轴承梁中间空间内安装有内部导向机构时。曲轴轴承孔是相对较长的孔，也就是说具有与孔直径相比相对更大的轴向长度的孔的典型例子。“长孔”在本申请书的意义下具有典型的明显大于2. 5或者3的长度-直径比LDV，其中，LDV例如可以大于4或者大于6或者大于8。与此相反，“短孔”，例如内燃机中的气缸孔具有典型的最大为2. 5的长度-直径比LDV。在本申请书中说明的装置和方法被特别优化用于长孔的加工，然而在原则上也可以被应用在短孔上。
1权利要求
1.一种用于精加工工件内的孔，特别是用于精加工内燃机的气缸体曲轴箱内的曲轴轴承孔的方法，在该方法中，基于准备好的孔产生加工好的孔，该加工好的孔具有可预定的理论尺寸、孔内表面的可预定的理论结构和孔轴心的可预定的理论位置，其特征在于至少一种高效珩磨处理，在该处理中，使用珩磨刀具根据孔的直径对孔进行珩磨，由此产生至少为 0. 5mm的切除量，其中，所述高效珩磨处理作为校正轴位置的珩磨处理被这样执行，即通过所述高效珩磨处理产生所述孔轴心的向理论位置的移动。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，在制造所述准备好的孔和所述高效珩磨处理之间不中间插入钻孔处理，其中，优选在加工发动机缸体内的曲轴轴承孔时，所述高效珩磨处理直接在装配好发动机缸体的形成曲轴轴承孔的零件后进行。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在所述高效珩磨处理期间，将材料至少分阶段地以大于13mm7s，特别是大于20mm7s的单位材料切除率通过切削加工被切除。
4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述珩磨刀具在所述高效珩磨加工期间至少分阶段地以大于400U/min的转速转动，其中，所述转速优选至少分阶段地大于 lOOOU/min，特别是大于1500U/min，并且/或者所述珩磨刀具在高效珩磨加工期间至少分阶段地以大于12m/min的最大行程速度移动，其中，该最大行程速度优选至少分阶段地大于20m/min，特别是处于30m/min和40m/min之间。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，工件被固定在工件位置上，并且所述珩磨刀具与所述孔轴心的理论位置同轴地被引入所述孔中并在所述孔内移动。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述珩磨刀具利用主轴侧的连接结构刚性地连接在珩磨主轴上，或者连接在与所述珩磨主轴刚性连接的传动杆上，并且被引到至少一个与连接结构在轴向上间隔开地布置的轴承支承架上，其中，在所述连接结构和所述轴承支承架之间布置有所述珩磨刀具的至少一个切削组。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述珩磨刀具的远离主轴的端部段可转动地支承在对角式支架内的与孔的入口端相对的出口端，其中，所述对角式支架优选在所述珩磨刀具进行轴向行程运动时与所述珩磨刀具共同运动。
8.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述孔具有多个孔段，所述孔段相互对准并且相互间以一定的距离布置成排，其中，所述珩磨刀具被引到两个相邻的孔段之间的至少一个位置上，并且抵抗径向力地被支承。
9.一种用于按照依据前述权利要求中任一项的方法精加工工件内的孔，特别是精加工内燃机的气缸体曲轴箱内的曲轴轴承孔的装置，具有至少一个可通过主轴驱动装置驱动的珩磨主轴(110)，珩磨刀具(170)连接在或者可连接在所述珩磨主轴上；用于引导所述珩磨刀具的行程运动的支承装置，其特征在于，所述珩磨刀具直接地或者在中间连接刚性传动杆的情况下刚性地连接在或者可以连接在所述珩磨主轴上，并且所述支承装置(135)被为此设立，即在相对于所述珩磨刀具的主轴侧的连接结构(172)以一定轴向距离布置的轴承支承架上，这样作用在所述珩磨刀具上，即在所述连接结构和所述轴承支承架之间布置有所述珩磨刀具的至少一个切削组(178)。
10.按照权利要求9所述的装置，其中，设置有用于所述工件的工件夹具(140)，并且所述支承装置在所述工件夹具的背离所述珩磨主轴(110)的一侧具有用于可转动地支承所述珩磨刀具(170)的支座(135)，其中，所述支座优选在所述珩磨刀具进行行程运动时可以与所述珩磨刀具共同运动。
11.按照权利要求9或10所述的装置，其中，所述装置为了加工工件而设立，就所述工件而言，所述孔具有多个孔段(462、463、464)，所述孔段相互对准并且相互间以一定的距离布置成排，其中，至少一个刀具支架(426、437、890)被设置用于引入到两个相邻孔段之间的中间空间中。
12.按照权利要求11所述的装置，其中，所述刀具支架(890)具有机器固定的可固定的支承元件(891)和可相对于所述支承元件自由转动的、可转动地支承在所述支承元件上或者内部的导向元件(892)，所述导向元件具有用于使得所述珩磨刀具穿过的导向孔(893)， 其中，可转动的所述导向元件优选具有至少一个传动元件(895)，所述传动元件被设置用于嵌入到设置在所述珩磨刀具的刀具体上的凹口内。
13.按照权利要求9至12中任一项所述的装置，其中，所述珩磨刀具具有多个环绕刀具体分布的切削条(178)，所述切削条的长度大于所述珩磨刀具的有效直径的三倍，特别是大于其四倍。
全文摘要
在一种用于精加工工件内的孔，特别是用于精加工内燃机的气缸体曲轴箱内的曲轴轴承孔的方法中，基于准备好的孔产生加工好的孔，该加工好的孔具有可预定的理论尺寸、孔内表面的可预定的理论结构和孔轴心的可预定的理论位置。该方法的特征在于至少一种高效珩磨处理，在该处理中，使用珩磨刀具根据孔的直径对孔进行珩磨，由此产生至少为0.5mm的切除量，其中，高效珩磨处理作为校正轴位置的珩磨处理被这样执行，即通过该高效珩磨处理产生孔轴心的向理论位置的移动。
文档编号B24B33/02GK102240961SQ20111011311
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月5日
发明者B·纳格, M·马耶 申请人:纳格尔机械及工具制造厂有限责任公司