专利名称：一种用于机械加工、尤其是用于对轻质合金轮钻孔和车削的方法，以及根据该方法运行的 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据主权利要求的前序部分的一种用于机械加工、尤其是用于对轻 质合金轮钻孔和车削的方法。本发明的主题还有根据上述方法运行的加工设备。
背景技术：
本发明尤其落入(尽管非排除地)用于轻质合金、尤其是铝合金的车轮的生产 中设置的机械加工操作的具体技术领域。应当理解，本发明可同样适用于通常具有 轴对称几何形状特征的其它类型机械部件(例如，轮、制动盘等)的机械加工。
在该具体领域中，使半成品轮铸件经受切削去除加工循环，主要是对首先适当 定中心并夹在合适的工件固定件上的半成品部件进行钻孔和车削。
通常，用于生产轻质合金轮的机械加工的工业领域的特征是高生产量和加工每 单个轮相当短的循环时间，这种机械加工应用在需要高生产率的大批量生产领域。
此外，目前考虑到市场的进展和全球化，需要相当高的生产灵活性，因而其主 要目的包括提供部件(轮)能够以几乎任意(关于尺寸、类型、几何形状等)的顺 序馈送到加工中心的生产线，该生产线具有能够识别并将最为适当的工作循环应用 于馈送到生产线的每单个部件的装置，同时可特别根据部件特性的不同和产量的变 化，来优化加工和切削时间和成本并迅速地且有效地响应于市场提出的要求和需 求。
在市场提出更高的灵活性和响应速度的同时提出的另一要求是甚至在更复杂 的领域中也能够经济、快速且有效地改变生产循环，以使技工能具有在生产线上的 这种干预水平。
此外，当今还要求在轻质合金轮的生产中获得更高水平的尺寸和形状的精确 度，其目标在于如果不能消除、也要减小对用以平衡轮的随后校正操作的需要，所 有这些还有利地使平衡操作中常规采用的诸如铅之类的材料的使用显著减少，这些 材料以其毒性和所伴随的处置困难而著称。
发明内容
因此本发明的主要目的是提供用于机械加工、尤其是对轻质合金轮进行钻孔和 车削的方法和设备，它们被设计成符合上述要求，同时又可克服已有技术方案所遇 到的限制。
借助于根据以下权利要求书实施的用于机械加工的方法和设备，通过本发明可 实现在下文中会变得清楚的该目的和其它目的。
本发明的特征和优点会从以下参照附图仅以非限制性实例方式示出的实施例 的较佳示例的详细说明书中显现出来，在这些图中
-图1是根据本发明的加工方法中主要步骤的框图，
-图2是根据本发明的方法的加工步骤中轮的轴向部分的示意图，
-图2A是箭头A标出的、图2中细节的放大图，
-图3是从图2中安置和定中心装置的顶部看的俯视示意图，
-图4和5是图2禾口 3的加工步骤中的轮的轴向部分的示意图，
-图6是本发明所揭示的加工方法的另一步骤中的轮的放大局部剖视图，
-图7是根据图1中步骤的机械加工操作设备的示意图。
具体实施例方式
首先参照图1，示出的框图表示用于根据本发明进行的轻质合金轮的机械加 工、尤其是钻孔和车削的方法中主要步骤的顺序。
在以下说明中，具体参见总体标以标号1并在图中示意地示出的、通过铸造工 艺得到的半成品轮的机械加工，将该半成品轮馈送到进行钻孔、车削和表面抛光(本 发明所揭示的方法的主题)的主要加工操作的机械加工线上。
在由标号IO确定的该方法的第一步骤中，使轮1经受识别过程，在该过程中， 通过使用探测装置(例如具有电视摄像机或类似物的视频装置)或使用触角装置来 识别诸如高度和/或主要直径之类的轮的几何形状的一些主要特征，且附加或替代 地识别关于铸造工艺中得到的几何形状的类型和形状的一些参数。一旦探测到这些 特征，通过处理单元将它们与存储在相应数据库中的参数相比较，在相应数据库中 已预先输入有关于每个相应和具体类型的轮的相应加工和处理次数和循环的信息。
结果是可通过自动识别步骤，将成批的半成品轮或单个部件以基本上任意的顺序馈 送到加工线，这是因为一旦接收到所有的信息， 一旦适当地确定具体类型的轮，该 加工中心就可自动地准备对具体类型的轮进行加工。这使得加工线尤其灵活，可实 现高的总体生产率。
在由20表示的该方法的第二步骤中，进行轮l的首次初步定向，用以随后形 成阀孔，阀孔位置与轮的几何形状相关，尤其与从阀孔的中心毂3径向延伸的轮的 前部2的形状相关(因此阀孔的位置取决于从毂延伸的轮辐的数量和尺寸)。
在标号30表示的加工方法随后的步骤中，使轮1经受用合适装置来进行的安
置和定中心操作，从而使定了中心的轮随后在所提供的加工步骤、尤其是接下来的 钻孔步骤中锁定。
在初步的安置步骤中，使用包括六个构件的安置装置，该六个构件具有平面上
扇形形状，都用标号4表示，它们彼此共面并以规则间距呈角度地间隔开。所述各 扇形部沿径向方向(标以R)引导在相应滑动件5上，它们在垂直于径向方向R 延伸的公共中心轴线Z处相交。每个扇形4具有表面4a，该表面能够与设置在面 向扇形4的位置的轮的前部2的表面的相应部分安置接触。通过扇形4上轮的表面 接触，在基本上环形展开的表面区域处得到安置。因为安置的轮表面是粗糙的铸造 表面，且尤其是由于先前在轮子上进行的热处理，因此易受扭曲，扇形4的环形表 面上的安置使该扭曲能够最终被平衡掉，因此确定了用作随后定中心操作的基础的 中值安置平面。应当注意，由于提供可沿着相应径向方向R可移动地引导的扇形4， 能够确保具有在预定范围值内变化的不同直径的轮的充分表面安置。例如对要引导 的安置扇形4，在数控下进行操作。 一般而言，因此结果有更大的操作灵活性，因
为不同类型和尺寸的轮子可容纳在相同的安置装置上而不需要不同的工具加工。 在图3中，实线和虚线用于表示扇形4的两种不同定位构型以对不同直径的一
对轮提供最合适的安置。
还可将第一组三个扇形4 (为了清楚期起见，图3中以4'表示)设置成沿着相 应径向方向R移动，直到与轮侧向接触，尤其是与从轮的前部2周界地突出的轮 边缘2a接触，以达到将轮子定中心的位置。其余三个扇形4可例如仅提供安置功 能并达到在任何情况下都距离轮边缘2a —定距离的径向位置。安置之后可进行为 轮子定中心的步骤，可使用不同的方法作为上述方法的替代形式。例如，可使用例 如三构件自定中心型，或电子触角之类的定中心装置，将其与例如靠近图中X表 示的、轮的主要几何轴线定位的轮子的表面的相应点接触。可在外表面上(图4中的直径D1)、或在中心部分或在中心毂处延伸的芯5 (图4中的直径D2)上、 或在铸造工艺中得到的并想要将轮子连接至车辆的粗糙孔6 (图6中的直径D3) 上进行定中心。或者，还可将定中心直径D4形成在专门提供的、在铸造工艺中形 成且想要通过机械加工随后移除的表面环7上(图5)。
直径D4还可选择为类型或预定值范围内的尺寸不同的一组轮的标准直径，从 而使定中心基本上与所加工的轮的类型和尺寸无关。
标号4b表示与相应扇形4 一体的锁定支架并设置成一旦达到定中心位置就锁 定该部件。 一旦进行了定中心并将轮1锁定在中心位置后，该方法就实施钻孔的机 械加工步骤40，在该步骤中在轮的毂3上形成将轮固定到车辆上的孔6。
在该步骤中，还可对位于靠近轮的最大外部直径De的轮直径Dl处的三个表 面8 (图6)(且设置成彼此间隔120° )进行加工，有利的是通过磨削。尤其是三 个表面8中的每个都具有表面部分8a，用于将轮安置在工件保持装置以进行随后 的加工操作，并具有想要与定中心装置接触的表面部分8b。还可对如图6所示的 前部分段8c进行局部加工。由于在钻出将轮子附连到车辆上的孔的同时加工这些 表面8，因此它们有与在先前步骤30中所得到的定中心精确性相关的高度尺寸精 确性的特征。此外，由于上述安置和定中心的预备步骤，表面8a (和表面8c，如 果有的话)平行于轮的中值安置平面，且在车削步骤中使用它们就能得到高度精确 的轮平衡。
在该方法的另一步骤50中，可在轮l上进行车削，尤其是设置用来将轮与轮 胎配合的圆柱形壁9的车削。
在该步骤中，将定中心装置与固定接触表面8接触，以确保高度定中心精确度 和因此明显减小的轮的不平衡。
应当理解，分别为钻孔和车削的加工步骤40和50可相对于以上描述以相反顺 序设置。
参照图7，标号IOO表示仅示意地示出的、用于根据前述本发明揭示的方法进 行机械加工的设备整体。
设备IOO包括在入口工位101a和出口工位101b之间延伸的、用于运输和传输 半成品轮1的生产线101。从工位101a再向后，设备包括设置成根据加工方法中 的步骤10和20对轮识别和定向的工作区域102。
标号103表示用于车削的加工中心，其中轮1经受定中心步骤30并还经受车 削步骤40。从钻孔中心103再向后，设有用于车削的加工中心104，轮1被传输到
这里以进行相应的车削步骤50，轮子在其终端处被移到出口工位101b。
因此本发明实现了所提出的目的，可提供所指出的、优于已知技术方案的优点。 主要优点在于用根据本发明的方法可得到的显著的灵活性，因为半成品轮可以
任意的顺序馈送到机械加工线上，与送入的轮的类型和成批部件的尺寸无关。
另一优点在于用本发明所揭示的方法得到的高的定中心精确性，这能够在加工
操作之后的轮子上得到特别小量的轮的不平衡，因此明显地减少了对随后轮平衡操
作的需要。
又一优点是本发明所揭示的方法和设备被设计成不需要专业人员的干预来重 新设置加工中心。
另一优点是使用本发明所揭示的方法，使用装备有自动工具库的机器设备，能 够不间断地工作，除非例行维修和有任何损坏时，永远不需要关掉设备。
权利要求
1.一种对轻质合金轮(1)进行机械加工、尤其是钻孔和车削的方法，包括定中心(30)并锁定所述轻质合金轮的步骤，所述轻质合金轮在对其进行钻孔和车削步骤(40，50)之前经受加工，其特征在于，所述定中心步骤还包括以下步骤-设置用于安置所述轮(1)的装置，所述装置包括多个具有在平面图上呈扇形(4)形状的构件，所述构件彼此共面并彼此呈角度地间隔开，每个所述扇形(4)可沿着预定径向方向(R)移动，所述方向(R)在垂直于所述径向方向(R)延伸的公共中心轴线(Z)处相交，每个所述扇形(4)具有相应的安置表面(4a)，以用于设置在面向所述扇形(4)的位置上的所述轮(1)的外前部(2)的相应部分，-沿着所述相应径向方向(R)移动所述多个安置扇形(4)以适合正在经受所述定中心步骤的所述轮(1)的外径，从而得以在所述装置上安置具有在预选值范围内变化的不同直径的轮(1)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扇形安置构件(4)围绕所述 中心轴线(Z)以规则间距呈角度地间隔开。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述扇形安置构件(4)在 相应滑动件(5)上沿所述相应径向方向(R)引导，并进行数控操作。
4. 如上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述多个构件 包括沿所述相应径向方向(R)同步移动的扇形形状的六个安置构件(4)。
5. 如上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，使所述扇形 安置构件(4)的至少一部分移动，直到它们与所述轮(1)侧向接触而进行所述轮 的定中心。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，准备以规则间距呈角度地间隔开的 第一组三个扇形安置构件(4)和与所述第一组扇形交替位置上设置的第二组安置 扇形(4')，以使所述第二组的扇形(4')可径向移动，直到它们与从所述轮的所述 外前表面部分(2)周界突出的所述轮(1)的侧边缘接触，以达到所述轮定中心的位置。
7. 如上述权利要求中任一项权利要求所述的用于机械加工的方法，其特征在 于，使其安置在所述扇形(4)上的所述轮的前面部分(2)的表面是在铸造所述轮(1)的工艺中得到的粗糙表面。
8. 如上述权利要求中一项或多项权利要求所述的用于机械加工的方法，其特征 在于，在定中心之前，进行馈送到所述加工中心的半成品轮(1)的识别步骤(10)， 将识别装置设置成探测所述轮(1)的几何尺寸特征，并将这些特征与数据库中存 储的特征相比较，以确定用于所识别轮(1)的加工和处理循环和次数，并还将用 于处理和机械加工的必要信息送到控制加工中心的单元，以使要经受机械加工的半 成品轮(1)能够以基本上任意顺序馈送到所述加工中心，在识别步骤(10)中识 别每个轮(1)的特征，且自动控制和设置加工中心而对每个所识别的相应轮准备 好其加工和处理循环。
9. 如权利要求8所述的用于机械加工的方法，其特征在于，对所述轮的识别步 骤(10)有意义的所述轮(1)的特征包括高度、轮直径或有关从所述铸造工艺所得到的半成品轮中获得的轮形式的风格类型。
10. 如权利要求8或9所述的用于机械加工的方法，其特征在于，在所述识别 步骤(10)之后，进行所述轮(1)的定向步骤(20)，以确定在所述轮上形成所述 阀孔的位置。
11. 如权利要求IO所述的用于机械加工的方法，其特征在于，所述定中心步骤 (30)在所述定向步骤(20)之后且先于钻孔步骤(14)，在所述钻孔步骤中在所述轮毂上形成用于将所述轮(1)固定到所述车辆的孔(6)。
12. 如权利要求11所述的用于机械加工的方法，其特征在于，在为钻孔加工操 作设置的所述定中心(30)和轮锁定的步骤中，还通过磨削来形成位于靠近所述轮 的最大外径(De)的轮直径处的表面(8)。
13. 如权利要求12所述的用于机械加工的方法，其特征在于，所述表面(8) 形成在所述轮的外径(Dl)处从所述中心毂径向延伸的所述轮的所述前面部分(2) 上。
14. 如权利要求12或13所述的用于机械加工的方法，其特征在于，所述表面 (8)构成用于与定中心装置接触的接触点，所述定中心装置能够在所述钻孔步骤 (40)之后进行的所述轮(1)的车削加工步骤(50)中将该部件定中心。
15. —种用于根据前述权利要求中一项或多项所述的加工方法来操作的轻质合 金轮(1)的机械加工、尤其是钻孔和车削的设备。
16. —种用于将轻质合金轮(1)安置和定中心以经受机械加工的装置，包括多 个具有在平面图上呈扇形(4)形状的构件，所述构件彼此共面并彼此呈角度地间 隔开，每个所述扇形(4)可沿着预定径向方向(R)移动，所述方向(R)在垂直于所述径向方向(R)延伸的公共中心轴线(Z)处相交，每个所述扇形(4)具有相应的安置表面(4a)，以用于设置在面向所述扇形(4)的位置上的所述轮(1) 的外前部(2)的相应部分，沿着所述相应径向方向(R)移动所述多个安置扇形 以适合正在经受所述定中心步骤的所述轮(1)的外径，从而在所述装置上安置具 有在预选值范围内变化的不同直径的轮(1)。
全文摘要
一种对轻质合金轮(1)进行机械加工，尤其是钻孔和车削的方法，包括定中心(30)并将在对该轮进行钻孔和车削步骤(40，50)之前经受加工的轮锁定的步骤。定中心步骤(30)还包括以下步骤设置用于安置轮(1)的装置，该装置包括多个具有在平面上呈扇形(4)形状的构件，所述构件彼此共面并彼此呈角度地间隔开，每个扇形(4)可沿着预定径向方向(R)移动，方向(R)在垂直于径向方向(R)延伸的公共中心轴线(Z)处相交，每个扇形(4)具有相应的安置表面(4a)，用于将轮(1)的外部前部(2)的相应部分设置在面向扇形(4)的位置上；以及沿着相应径向方向(R)移动多个安置扇形(4)以适合正在经受定中心步骤的轮(1)的外径，从而得以在该装置上安置具有在预选值范围内变化的不同直径的轮(1)。还描述了根据上述方法运行的设备。
文档编号B23Q3/18GK101208176SQ200580050213
公开日2008年6月25日 申请日期2005年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者R·萨曼汀 申请人:玛斯股份有限公司