专利名称：用于加工工件的机床和方法
技术领域：
本发明涉及一 种机床，所述机床包括至少一个机床主轴，刀具以可拆除方式固定到所述至少一个机床主轴，并且借助于所述至少一个机床主轴旋转所述刀具；和工件支架，其中所述至少一个机床主轴和所述至少一个工件支架能够相对于彼此移位。此外，本发明涉及一种使用不同的刀具加工工件的方法。
背景技术：
从文献DE 10 2006 034 497A1已知一种通过精密钻孔和随后的珩磨来精加工工件中的孔的内表面的方法，该方法包括下列步骤借助于精密钻孔装置的精密钻具对工件的孔进行精密钻削；以及将工件运送到珩磨装置的加工位置，借助于珩磨装置的珩磨刀具加工已精密钻削出来的孔。从DE 10 2007 045 045A1已知一种用于加工工件的方法，其中工件被固定到机床的工件支架，并且在工件固定到工件支架的状态下预加工工件，并且借助于珩磨刀具珩磨已预加工的工件。从DE 10 2006 028 728A1已知一种用于精加工-珩磨工件中的孔的珩磨刀具，该珩磨刀具具有至少一个珩磨石保持件，用于在所述至少一个珩磨石保持件的区域中调节珩磨刀具的直径的调节装置，用于将珩磨刀具连接至常规的机床主轴或常规适配器的接口，其中间件和一体形成到珩磨刀具中的用于操作调节装置的驱动单元。从DE 198 59 051A1已知一种方法，该方法用于借助于刀具对工件进行材料去除加工，以产生非水平表面，具体地是形成阀座，所述刀具具有被安装架保持的基体，基体具有刀片构件。从EP 0 780 192B2已知一种用于机床的主轴单元。从US 7，070, 491B2已知一种具有流体致动器的珩磨刀具。从GB 1259071已知一种包括滑动件的刀具保持器，刀具能够固定到该刀具保持器。所述滑动件相对于能够固定到机床的可旋转主轴的那部分径向可移动。驱动这一相对径向运动的可逆电动马达被安装在该部分中。从DE 102 25 514B4已知一种用于通过利用珩磨主轴进行珩磨而对工件进行超精加工的机床，所述珩磨主轴被安装在主轴壳体中并且能够由电动马达驱动，该主轴的行程运动由线性马达实现，主轴壳体则布置在该马达的可移动的辅助部分上，并且其中用于使布置在珩磨主轴上的珩磨刀具扩展的扩展杆被布置在珩磨主轴中，以随珩磨主轴一起旋转并且能够借助于伺服马达而在其中轴向地移位。从DE 39 18 034C2已知一种切削刀具，该切削刀具用于利用至少一个刀具支架和至少一个止推件而在工件上加工内轮廓和外轮廓，该刀具支架通过夹紧螺栓而被夹紧抵靠于刀具基体上的支撑表面，该止推件用于在支撑表面上定位刀具支架并且用于在调节位置中克服加工压力的额外支撑作用，并且该止推件以可移位方式安装在侧壁处开放的至少一个孔中，并且该止推件能够借助于致动器而被压靠于刀具主体的与所述侧壁相对地定位的支撑壁。
发明内容
形成本发明的基础的目的在于提供一种前述类型的机床，该机床允许以最小化时间支出和最优加工质量实现工件的大量加工可能。利用前述机床，根据本发明实现该目的，这在于所述至少一个机床主轴包括加载装置，该加载装置作用于刀具的至少一个可线性移动杆，该刀具固定至所述至少一个机床主轴；所述至少一个机床主轴包括马达装置，该马达装置联接到所述加载装置并且借助于加载装置驱动所述至少一个杆的线性位移布置；并且提供有刀具组，该刀具组包括至少一个第一刀具和至少一个第二刀具，借助于该刀具组能够对工件执行不同的加工操作，其中所述刀具每个均能够固定至所述至少一个机床主轴并且所述刀具每个均具有至少一个杆，当刀具固定至所述至少一个机床主轴时，该至少一个机床主轴的加载装置作用于所述至少一个杆。
在所述至少一个机床主轴和工件支架之间的相对运动并且具体地是相对位移使得能够在机床上执行工件和用于加工工件的刀具之间的行程运动。具体地，能够执行振荡行程运动。在该情况中，能够通过单独地移位刀具、通过单独地移位工件或通过工件位移和刀具位移的组合而实现工件和刀具之间的这一相对行程运动。能够借助于马达装置移动加载装置。因此，继而能够使所述至少一个可移位杆在刀具上移动。具体地，能够借助于所述至少一个可移位杆实现直接作用在工件上的刀具元件的(相对于行程运动的)横向运动。因此，例如可以使用珩磨刀具，其中能够通过刀具的所述至少一个可移动杆的相应定位而调节作用在工件上的接触压力。例如，还可以在珩磨之前对工件实施初加工操作，其中例如能够通过借助于所述至少一个杆或在孔直径的测量之后的相应的横向调节来补偿切削刃的磨损，例如，能够借助于横向调节而以限定的方式调节初加工刀具(诸如精密钻具)，以取得高的加工质量。可以在刀具上提供不同类型的横向调节。例如，如果机床主轴的加载装置和刀具被构造成配对部分，则相应地能够提供两个单独的切削刃布置的横向调节。例如，刀具能够包括共轴地进行彼此引导的两个杆，以能够调节两个切削刃布置。例如，刀具还可以包括杆，以能够调节切削刃布置。刀具能够包括例如借助于流体致动器而可进行调节的第二切削刃布置。在根据本发明的机床上，可以在相同的夹具操作中使工件经受诸如精密钻削操作的第一加工操作并且随后经受第二加工操作且具体地是经受珩磨操作。因此，能够在最小化时间支出的情况下实现高的加工质量。借助于根据本发明的机床，能够在不转换夹具布置的情况下以不同的方式加工工件并且具体地是能够组合不同的加工操作。例如，能够通过钻削、铰孔或剥削进行初加工操作，并且通过珩磨进行随后的加工。根据本发明的机床具体地被构造成加工中心。珩磨刀具然后能够刚性地联接到机床主轴并且具体地是然后还能够利用水平定向的机床主轴实施珩磨操作。例如，马达装置具体地包括电动马达，诸如力矩马达。加载装置由该马达驱动并且继而因此又能够进行刀具的所述至少一个杆的运动和定位。
马达装置例如借助于滚珠丝杠驱动件而联接到加载装置。借助于滚珠丝杠驱动件，能够以简单的方式将旋转运动转化成线性运动。例如加载装置因此能够形成为杆，或其包括至少一个杆，所述杆能够直接作用于刀具的所述至少一个可线性移动杆。例如，马达装置也可以包括因此作用在加载装置上的线性马达。在结构简单的实施例中，加载装置具有至少一个可线性移动杆，刀具的所述至少一个杆能够联接到该至少一个可线性移动杆。刀具的该至少一个杆然后能够以简单的方式联接到相应的机床主轴的加载装置。能够通过机床主轴的所述至少一个杆的定位而以简单的方式定位刀具的该至少一个杆。具体地，刀具的所述至少一个杆是推杆或推拉杆，能够借助于该至少一个杆调节至少一个刀具元件。刀具借助于刀具元件而作用于工件。例如，刀具元件是切削刃或切削
刃布置。在刀具的所述至少一个杆的构造是推杆的情况中，当加载装置施加压力时，能够通过机床主轴的加载装置的作用而移位所述至少一个杆。当加载装置不施加任何压力时，由例如弹簧装置复位刀具的所述至少一个杆。在构造是推拉杆的情况中，在进给动作和反向进给动作期间，加载装置都确定刀具的所述至少一个杆的位置。所述至少一个刀具元件是或包括切削刃或切削刃布置。例如，相应的刀具是具有相应的切削刃的精密钻具。该刀具还可以是具有切削刃布置的珩磨刀具，其是多刃的并且具体地包括珩磨石。最特别有利的是，刀具组包括至少一个初加工刀具(作为第一刀具)和珩磨刀具(作为第二刀具)。这实现大量的加工可能性。例如，能够借助于刀具的所述至少一个杆控制珩磨刀具的一个或更多个珩磨石保持件。具体地，由于此，能够调节刀具作用在工件上的接触压力。可以在工件的一个夹具操作中首先进行初加工操作并且然后进行珩磨加工操作。能够借助于珩磨刀具，具体地借助于动态压力测量而确定孔的直径。这一结果然后能够被用于借助于所述至少一个杆而再次调节初加工刀具以用于随后的工件。具体地,刀具组包括至少一个精密钻具。例如，由于此，能够实施诸如气缸孔的孔的精密钻削。然后能够使用珩磨刀具实施孔的珩磨。作为根据本发明的机床的结果，尤其能够在同一夹具操作中实施多个加工操作或加工操作的组合。例如，能够生产出曲轴上的孔、研磨轴承(lapped bearing)上的孔、用于阀座和阀套的孔、或用于气缸的孔,并能够用第一刀具实施精密钻削。能够在没有转换夹具布置的情况下对工件进行后续的加工。例如，进行铰孔、剥削、珩磨操作等。优选的是，刀具每个均具有与刀具的所述至少一个杆相联的至少一个切削刃或切削刃布置，其中借助于该至少一个杆能够在横向于旋转轴线的方向上调节所述至少一个切削刃或切削刃布置。因此，能够使刀具的刀具元件行进至工件。因此，能够根据刀具的类型最优化加工操作。例如，在精密钻具的情况中，能够实施切削刃的再次调节，以补偿切削刃的磨损，或能够实现再次调节，以最优化孔的设定尺寸。在珩磨刀具的情况中，能够调节接触压力。具体地，所述至少一个机床主轴相对于重力方向被水平地定向。例如，因此能够最优化切屑的移除。如果刀具被刚性地保持在所述至少一个机床主轴上，则能够实施水平的加工操作。具体地，能够实施水平的珩磨加工操作。有利地是提供作为机床的组成部分的刀具转换装置。因此，例如能够以时间优化的方式在初加工操作之后转换至诸如珩磨刀具的第二刀具。优选的是，提供清洁装置，以在使用第一刀具的加工操作之后而在使用第二刀具的加工之前清洁工件。因此，例如能够防止初加工操作产生的切屑遗留在工件上并且在珩磨操作期间导致不受控的刻痕。在一个实施例中，提供有射流装置和/或激光装置。在该实施例中，射流装置能够是清洁装置的组成部分以借助于一个或更多个射流清洁工件。例如还能够提供射流珩磨操作。激光装置允许在机床主轴上的刀具分开地加工工件。例如，能够实施激光成形操作。有利的是，清洁装置和/或射流装置和/或激光装置被布置在机床的前侧并且能够被工件支架接近。由此，相应的装置位于所述至少一个机床主轴的工作区域的边缘处而不在运动区域中。
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在有利实施例中，在所述至少一个车床主轴上设有用于刀具的标准接口。具体地，该标准接口是空心轴锥形接口。另外有利的是，所述至少一个机床主轴具有压缩空气接口。因此，能够借助于机床而向刀具提供压缩空气。该压缩空气能够例如被用于吹气或还用于压力测量且具体地是用于动态压力测量。由此，提供了具有用于接入压缩空气的接口的刀具。因此，刀具能够例如以气动方式作用于工件，以实施气动压力测量或清洁工件。然后优选的是，刀具具有至少一个用于压缩空气的出口。能够通过例如该至少一个出口将压缩空气吹出，以吹送到工件上。然后能够通过测量动态压力确定该孔的直径。根据本发明的机床例如被构造成加工中心。在该情况中，有利地提供了刀具和工件之间的在三个空间方向上的相对移动性。能够提供绕旋转轴线的运动的额外可能性。因此导致大量加工的可能性。具体地，提供有控制装置，通过该控制装置，能够借助于加载装置调节刀具的所述至少一个杆的位置。该控制装置例如是机床的主控制系统的组成部分。通过马达装置的相应控制，能够控制加载装置并且这继而定向所述杆的位置。这样，例如能够调节刀具的接触压力。在一个实施例中，提供有至少一个刀具，该刀具具有至少一个第一刀具元件和至少一个第二刀具元件，该至少一个第一刀具元件和第二刀具元件能够通过加载装置而被彼此独立地调节并且具体地是能够彼此独立地行进。这导致在工件上的大量加工可能性。例如，因此能够对工件实施两个不同的加工操作。相应刀具的示例是I行磨刀具，该I行磨刀具具有不同的珩磨石保持件组。形成本发明的基础的另一目的在于提供一种上述类型的方法，利用该方法实现优化的工件加工。根据本发明利用上述方法实现该目的，在该方法中工件被保持在同一夹具布置中并且首先利用第一刀具加工工件并且然后利用第二刀具加工工件，其中第一刀具和第二刀具分别被保持在机床主轴上，并且机床主轴实现相应刀具的旋转并且借助于一体形成在所述机床主轴中的马达装置而作用在相应刀具的至少一个可线性移动杆上并且使之移位，其中该至少一个杆的线性位移实现了所述相应刀具的至少一个切削刃或切削刃布置相对于刀具的旋转轴线的横向运动。
根据本发明的方法具有已经结合根据本发明的机床解释的优势。因为在使用第一刀具的加工期间和在使用第二刀具加工期间，工件被保持在同一夹具布置中，即不需要重新卡紧，从而实现具有最小加工时间的最优加工质量。能够通过一体形成到机床主轴中的马达装置以规定方式控制工件加工。例如，能够调节在工件上的接触压力。这还产生了刀具的大量再调节可能性。具体地，所述至少一个杆的位移以受控制的方式发生，使得可以实现预定的位移。例如，通过该至少一个杆的位移，调节刀具作用在工件上的接触压力，或补偿刀具的磨损。在一个有利实施例中，第一刀具是精密钻具。因此，例如能够通过精密钻削加工诸如圆柱形孔的孔。、在具体的有利实施例中，第二刀具是珩磨刀具。然后能够在不需要在初加工操作(诸如精密钻孔)或珩磨之间再卡紧工件的情况下在工件上实施珩磨操作。如果在使用第一刀具的加工之后和在使用第二刀具的加工之前清洁工件，则是最特别有利的。因此，能够防止例如在使用第一刀具的加工期间形成的切屑遗留在工件上。如果要进行例如珩磨操作，则切屑能够导致不确定的刻痕。能够在第一刀具和第二刀具之间实施刀具转换的时间内进行工件的清洁。优选的是，使用同一机床主轴在时间上先后保持第一刀具和第二刀具。在完成用第一刀具加工工件之后，在相应的机床主轴上转换到第二刀具。这使得能够最优化要实施的工件加工操作。与此相关，此外原理上可能的是，机床例如具有第一机床主轴和第二机床主轴(双主轴布置)，这些机床主轴保持不同的刀具，并且首先由第一刀具实施工件加工操作，然后在不转换刀具的情形下的操作中由第二刀具实施工件加工操作。在一个实施例中，至少部分地借助于水溶性冷却润滑剂或用珩磨油进行加工。如果孔的直径的测量是借助于动态压力测量而实施的，则是最特别有利的。该结果例如然后能够被用于在随后的工件上的精密钻削操作，以借助于相应的所述至少一个杆调节精密钻具，从而使得符合设定。
优选实施例的以下描述用于结合附图更详细地说明本发明。图I是根据本发明的机床的示例性实施例的示意性部分图示；图2是不具有包层的根据图I的机床的侧视图；图3是机床主轴的示例性实施例的示意性图示；图4是衝磨刀具的示例性实施例的示意性图示；图5是精密钻具的示例性实施例的示意性图示；并且图6是刀具的又一示例性实施例的示意性截面图示。
具体实施例方式根据本发明的机床刀具的示例性实施例是加工中心。加工中心的实施例包括在其上布置有机床框架14的机床床身12，该加工中心的实施例在图I和2中以部分图示的形式示意性地示出并且在图中被赋予附图标记10。机床框架14构造成入口的方式并且在相对于重力方向g的垂直方向上突出超过机床床身12。包括至少一个机床主轴18的机床支承布置16被保持在机床框架14上。在所示的示例性实施例中，机床支承布置16包括第一机床主轴18a和第二机床主轴18b。保持在各个机床主轴18a、18b上的刀具能够绕旋转轴线20a、20b旋转。在根据图I的图示中，旋转轴线20a、20b彼此平行。它们被定向成平行于Z方向，所述Z方向垂直于根据图I的图示的图面。具体地，Z方向是相对于重力方向g的水平方向。机床支承布置16被构造为滑动件22，该滑动件22被保持在滑动件导轨24上并且能够借助于滑动件导轨24在Y方向(正方向和反方向)上线性移动。所述Y方向横向于并且具体地是垂直于Z方向。具体地，Y方向是相对于重力方向g的垂直方向。为驱动滑动件22在Y方向上的移动及其定位，滑动件22具有相联的驱动装置26。该驱动装置26能够包括例如滚珠丝杠驱动件或线性马达。
滑动件22自身保持在滑动件28上，所述滑动件28能够在滑动件导轨30上沿X方向(正方向和反方向)线性移位。设有相应的驱动器，用于移位和定位。所述X方向横向于并且具体地垂直于Y方向和Z方向。具体地，X方向是相对于重力方向g的水平方向。在机床床身12上布置有(至少)一个工件支架32。第一机床主轴18a和第二机床主轴18b并且同时保持在其上的刀具和工件支架32上能够相对于彼此在Z方向(正方向和反方向)上移动。保持在工件支架32上的工件和机床主轴18a或18b因此能够相对于彼此在作为第一方向的X方向、作为第二方向的Y方向和作为第三方向的Z方向上移位。在一个示例性实施例中，机床主轴18a、18b不能够在Z方向上移动以加工工件，而工件支架32在Z方向上以可移位方式保持在机床床身上。工件支架32具有用于此目的的相关联的驱动件。在可替代的示例性实施例中，第一机床主轴18a和第二机床主轴18b以可移位方式保持在机床支承布置16上，以允许在Z方向上的可移位性。还可以将机床主轴18a、18b在机床支承布置16上的Z方向可移位性以及工件支架32在机床床身上的Z方向可移位性组合。例如，还能够将工件支架32设置成能够绕例如竖直轴线旋转。在所图示的示例性实施例中，加工中心10具有用于刀具36的、布置在工作区域38上方的储存布置34，工件在所述工作区域38中被加工。此外，设有刀具转换装置40，利用该刀具转换装置40，能够将刀具16插入到机床主轴18a和18b上并且将刀具16从机床主轴18a和18b移走。例如在WO 2009/033920A1中描述了相应的加工中心。参照该公布，并且将该公布作为本公开的组成部分。加工中心10也可以仅包括单个机床主轴或包括多于两个的机床主轴。加工中心10具有控制装置41，该控制装置41至少部分地布置在开关箱42中。借助于该控制装置41控制工件加工操作的次序。加工中心10具有前侧44和后侧46。工作区域38面朝向前侧44。在一个示例性实施例中，在前侧44上布置有一个或更多个附加装置48。除了刀具夕卜，能够借助于在机床主轴18上的附加装置48来作用于工件。在一个示例性实施例中，清洁装置50被设置成附加装置48。借助于工件支架32，能够将工件移动至清洁装置50。在清洁装置中，例如能够在第一加工操作之后而在第二加工操作之前清洁工件。因此能够改善加工质量。例如，通过吹气或通过清洁装置的直接作用进行清洁。附加装置48还能够例如由射流装置形成或包括射流装置。能够借助于该射流装置而使工件经受射流。该射流能够是气体喷射和/或液体喷射。例如，利用合适的构造，能够借助于该装置实施射流珩磨操作。可替代地或额外地，例如，能够使得附加装置48由激光装置形成或包括激光装置。因此可以例如执行工件的激光成形。附加装置48或多个附加装置48例如在前侧44上被布置在工作区域38的边缘处，使得附加装置48不阻碍工件支架32和机床主轴18a、18b之间的相对可移动性。主轴的示例性实施例包括用于刀具的接口 54，该主轴的示例性实施例在图3中被示意性地示出并且被赋予附图标记52。接口 54例如被构造成空心轴锥形(HSC)接口。在 接口 54处，刀具(在图4中使用附图标记56指示)能够被插入到机床主轴52中并且能够以可拆除方式固定到该机床主轴52。在该情况中，夹具被固定以抵抗旋转，从而使得例如在机床主轴52的相应可旋转部分绕旋转轴18a旋转时，刀具56与其一起旋转。机床主轴52包括壳体58。加载装置60安装在壳体58中以能够线性地移位。具体地是，加载装置60包括可线性移位杆62。如将会在下文中更详细地说明，刀具56具有杆64。当刀具56在接口 54处固定至机床主轴52时，杆62和64也彼此联接。通过机床主轴52的杆62的受控运动，则刀具56的杆64也能够被移动。机床主轴52包括马达装置66，该马达装置66布置在机床主轴52的壳体58中。马达装置66被一体形成到机床主轴52中。马达装置66例如包括电动马达68。马达装置66借助于例如滚珠丝杠驱动件而联接到杆62，该滚珠丝杠驱动件在图3中被赋予附图标记70。滚珠丝杠驱动件70使得能够将马达装置66的旋转运动变换成杆62的线性运动。能够通过马达装置66的相应致动而实现机床主轴52的杆62的限定的进给，以及还同时实现刀具56的杆64的限定的进给。借助于控制装置41的相应部分发生通过马达装置66的相应致动对杆62的运动的控制。借助于电动马达69而发生杆62的机电驱动运动，以及同时杆64的机电驱动运动。机床主轴52包括被赋予整体附图标记72的驱动装置，例如通过该驱动装置72，刀具56的接口 52能够绕旋转轴线20a旋转或转动。机床主轴52具有用于刀具56的压缩空气接口 74。机床主轴52包括空气供给装置76。该空气供给装置76与压缩空气接口 74流体连接。相应的刀具56具有相对于压缩空气接口 74的配合接口。然后能够将压缩空气从机床主轴52接入到刀具56中。该压缩空气能够被用作吹送空气，或如下面更详细地描述的，在动态压力测量的情况中，用作测量空气。此外，机床主轴52具有用于冷却润滑剂的接口 75，通过该接口 75能够向刀具56供给冷却润滑剂。例如，在杆62中形成由用于冷却润滑剂的管道77，该管道77与接口 75和用于机床的冷却润滑剂的供给装置79流体连接。在一个实施例中，至少部分地使用水溶性冷却润滑剂(乳胶)或使用油诸如珩磨油实施加工。加工中心10包括刀具组，该刀具组包括至少一个第一刀具，具体地为诸如精密钻具80 (图5)的初加工刀具78 ;和至少一个第二刀具，具体地为珩磨刀具82 (图4)。固定到同一夹具布置中的工件支架32的工件例如以如下方式被连续加工首先由精密钻具80加工，然后(如果需要，则在清洁装置50上清洁后)进一步由珩磨刀具82加工。珩磨刀具82的示例性实施例(图4)包括用于接口 54的接口 84。此外，设置有压缩空气接口 86，用于与压缩空气接口 74连接。珩磨刀具82具有杆88，该杆88具体地是推杆。当珩磨刀具82被固定到机床主轴52时，杆88能够联接到机床主轴52的杆62。杆88具有被定位在接收区域92中的区域90。该区域90具有环形表面94，该环形表面94被引导朝向区域90的端部96。在环形表面94和端部96之间设置有弹簧装置 98，该弹簧装置98施加用以将区域90且同时将杆88推动离开端部96的弹簧力。马达装置66的力与该弹簧力相反，其中该马达装置66的力确保杆62且同时确保杆88的进给。珩磨刀具82具有(至少)一个珩磨石保持件100，切削刃布置102设置在该珩磨石保持件100上。切削刃布置102形成相应的珩磨元件并且形成有多个切削刃，而珩磨刀具82借助于该切削刃布置102作用在工件上。具体地，切削刃布置102包括附接的若干微粒。由于切削刃布置102的原因，在珩磨操作期间，在珩磨刀具82和工件之间存在恒定的表面接触。在珩磨操作期间，在珩磨刀具82和工件之间发生纵向运动的方向的振荡改变。在该情况中，通过工件支架32和机床主轴52之间的相对运动实现该纵向运动。在珩磨操作期间实现的工件表面具有平行的交叉痕迹。珩磨石保持件100联接到杆88。例如，杆88具有用于此的第一锥形区域104和第二锥形区域106。珩磨石保持件100利用第一配合锥形区域108抵靠第一锥形区域104，并且利用第二配合锥形区域110抵靠第二锥形区域106。杆88在平行于旋转轴18a的方向112上的进给导致珩磨石保持件100在横向于且具体地是垂直于方向112的方向114上的位移。珩磨石保持件100相对于方向114的相应位置由杆88在方向112上的位置确定。该位置借助于马达装置66和弹簧装置98 —起得以保证。因此，该位置是可调节的。通过改变杆88的位置(通过改变杆62的位置实现)，能够使切削刃布置102行进到工件。能够以限定的受控方式调节珩磨刀具82作用在工件上的接触压力。例如，能够利用珩磨刀具82珩磨孔。珩磨刀具82具有用于压缩空气的一个或更多个开口 116，该开口 116与压缩空气接口 86流体连接。因此，压缩空气例如能够被吹送到孔中。该开口或多个开口借助于一个或更多个管道118与压缩空气接口 86流体连接。例如，利用气动的动态压力测量，能够借助于压缩空气测量在珩磨刀具82上的孔的直径。因此，不必要例如在精密钻削操作后借助于单独的测量装置(诸如测试心轴)进行再测量。依旧提供的珩磨刀具然后还是用于确定直径的测量刀具。珩磨刀具82具有一个或更多个开口 119，该开口 119与珩磨刀具82的冷却润滑剂接口 121流体连接。冷却润滑剂接口 121能够连接到机床主轴52的冷却润滑剂接口 75。因此，在加工操作期间能够向珩磨刀具82供给冷却润滑剂。初加工刀具的示例性实施例是精密钻具(图5)。精密钻具80包括用于联接到机床主轴52的接口 120。精密钻具80包括杆122，该杆122能够联接到机床主轴52的杆62。类似上述杆88，杆122具有加宽区域124，该加宽区域124具有环形表面126。弹簧装置132设置在环形表面126和用于这一区域124的相应接收区域130的端部128之间。该弹簧装置抵靠区域124的环形表面126和端部128。弹簧装置132施加意图在机床主轴52的方向上推动杆122的弹簧力。马达装置66必须作用以抵抗该弹簧力。精密钻具80包括切削刃134a、134b。切削刃134a、134b联接到杆122。通过在平行于精密钻具80的旋转轴18a的方向112上进给杆122，切削刃134a、134b能够在垂直于方向122的方向114上被调节并且具体地是能够行进到工件。例如通过该行进动作，能够补偿切削刃的磨损并且能够限定孔的直径。通过杆122的位置来预先确定，而杆122的位置则以受控方式通过杆62的位置调 节，由此切削刃134a、134b在方向114上定位于指定位置，其中该位置以限定的受控方式在方向114上被调节。根据本发明的机床和根据本发明的方法以如下方式操作在加工中心10中加工一个或更多个工件。例如，在气缸孔上进行诸如精密钻削的初加工操作。当工件或多个工件夹紧到工件支架32时，将精密钻具80插入到机床主轴18a或18b上。通过工件保持件32和机床主轴18a、18b的相对运动(行程运动)，例如使切削刃134a、134b进入工件上预先形成的孔中以用于精密钻削，实施加工。在该情况中，机床主轴18a、18b是包括马达装置66的马达主轴。由此，通过调节杆66的位置，能够以指定方式定位精密钻具80的杆122的位置，具体地是能够横向地调节切削刃134a、134b在方向114上的位置。这允许精确地调节孔的直径并且还例如补偿切削刃的磨损。在已经完成精密钻削操作之后，工件或多个工件例如借助于工件支架32移动到清洁装置并且在清洁装置中被清洁。清洁例如通过射流的作用来实施。这允许将初加工操作的切屑从工件移除。由此，能够防止在随后的珩磨操作中由于切屑嵌入在珩磨石保持件中而产生非预定的刻痕。在工件的精密钻削后，在机床主轴18a和18b (在双主轴布置的情况中)上转换成珩磨刀具82。该转换例如与清洁同时发生。然后将珩磨刀具82插入到工件的相应孔中。能够借助于动态压力测量执行直径的确定。然后通过珩磨加工工件。在该情况中，在工件支架32和机床主轴18a、18b之间发生振荡行程运动。与此相关的，借助于杆88执行一个或更多个珩磨石保持件100的横向行进，杆88又借助于杆62联接到相应的机床主轴18a或18b的马达装置66。在根据本发明的解决方法中，刀具56刚性地设置在机床主轴52上。工件也刚性地设置在工件支架32上。夹具布置在不同的加工步骤期间不变。能够以省时的方式有效地加工工件。例如，精密钻具80上的切削刃的磨损能够通过借助于马达装置66行进来补偿。
珩磨刀具82能够在准备操作之后确定孔的直径并且将相应的结果转发到控制装置41。然后，这能够确保在对于下一个工件的下一个准备操作期间对于精密钻具80的切削刃的再调节。在利用珩磨刀具82的珩磨操作期间，能够借助于马达装置66控制作用在工件上的接触压力。还可以在不改变工件支架32上的工件的夹具布置的情况下，在加工中心10内对工件执行多于两个的不同加工操作。刀具的示例性实施例包括一组第一刀具元件152和一组第二刀具元件组154，该刀具的示例性实施例在图6中被示出并且被赋予附图标记150。第一刀具元件152联接到杆156并且能够借助于杆156在方向114上横向移位。杆156自身能够在方向112上线性地移位。杆156在中空杆158中被引导。该中空杆158也能够在方向112上移位。该中空杆158联接到第二刀具元件154，该第二刀具元件154因此能够平行于方向118移位。 能够借助于中空杆158在方向114上调节第二刀具元件154的位置。能够借助于杆156在方向114上调节第一刀具元件152的位置。在该情况中，能够彼此独立地调节杆156和中空杆158的在方向112上的位置，使得也能够彼此独立地调节第一刀具元件152和第二刀具元件154的横向位置。保持刀具150的相应的机床主轴160具有用于刀具150的接口 162。机床主轴160包括加载装置，该加载装置被赋予整体附图标记164。加载装置164具有第一部分单元166，该第一部分单元166例如被构造成杆并且能够线性地移位。第一部分单元166借助于接口 162的第一接口部分单元168联接到杆156。加载装置164还包括第二部分单元170。该第二部分单元170例如包括中空杆，第一部分单元166在该中空杆中被引导。第二部分单元170能够借助于第二接口部分单元172联接到刀具150的中空杆158。刀具150能够与第一刀具元件组152和第二刀具元件组154 —起作为一个单元绕旋转轴18a或18b旋转。能够借助于刀具150在工件上执行双重加工操作。还能够以与借助于杆的方式不同的方式实现刀具元件的可调性。例如，借助于杆调节第二刀具元件154，而第一刀具元件152的调节是流体致动的。附图文字10 加工中心12 机床床身14 机床框架16 机床支承布置18a第一机床主轴18b第二机床主轴20a旋转轴线20b旋转轴线22 滑动件24 滑动件导轨
26 驱动装置28 滑动件30 滑动件导轨32工件支架34储存布置36 刀具38工作区域40刀具转换装置 41控制装置42开关箱44 前侧46 后侧48附加装置50清洁装置52机床主轴54 接口56 刀具58 壳体60加载装置62杆(机床主轴)64 杆(刀具)66马达装置68电动马达70滚珠丝杠驱动件72驱动装置74压缩空气接口75冷却润滑剂接口76空气供给装置77 管道78初加工刀具80精密钻具82珩磨刀具84 接口86压缩空气接口88 杆90 区域92接收区域94环形表面% 端部
98弹簧装置100珩磨石保持件102切削刃布置104第一锥形区域106第二锥形区域108第一配合锥形区域110第二配合锥形区域112 方向 114 方向116 开口118 管道119 开口120 接口121冷却润滑剂接口122 杆124 区域126环形表面128 端部130接收区域132弹簧装置134a 切削刃134b 切削刃150 刀具152第一刀具元件154第二刀具元件156 杆158中空杆160机床主轴162 接口164加载装置166第一部分单元168第一接口部分单元170第二部分单元172第二接口部分单元
权利要求
1.机床，所述机床包括至少一个机床主轴(18a、18b;52)，刀具(56 ；80 ；82)能够以可拆除方式固定到所述机床主轴(18a、18b ;52)，并且所述刀具(56 ；80 ；82)能够借助于所述机床主轴(18a、18b ；52)旋转；和工件支架(32)，其中所述至少一个机床主轴(18a、18b ；52)和所述至少一个工件支架(32)能够相对于彼此移位，其特征在于 所述至少一个机床主轴(52)包括加载装置(60 ; 164)，所述加载装置(60 ; 164)作用于刀具(56)的至少一个可线性移动杆(64)，而所述刀具(56)固定至所述至少一个机床主轴(52)； 所述至少一个机床主轴(52)包括马达装置(66)，所述马达装置(66)联接到所述加载装置(60)并且借助于所述加载装置(60)驱动所述至少一个杆(64)的线性移位布置；并且 提供有一组刀具(56)，所述一组刀具(56)包括至少一个第一刀具(78)和至少一个第二刀具(82)，借助于所述至少一个第一刀具(78)和所述至少一个第二刀具(82)能够对工件执行不同的加工操作，其中所述刀具(56)每个均能够固定至所述至少一个机床主轴(52)并且所述刀具(56)每个均具有至少一个杆(64),当刀具(56)固定至所述至少一个机床主轴(52)时,所述至少一个机床主轴(52)的所述加载装置(60)作用于所述至少一个杆(64)。
2.根据权利要求I所述的机床，其特征在于，所述马达装置(66)包括电动马达(68)。
3.根据权利要求I或2所述的机床，其特征在于，所述马达装置(66)借助于滚珠丝杠驱动件(70)联接到所述加载装置(60)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述加载装置(60)具有至少一个可线性移动杆(62)，所述刀具(56)的所述至少一个杆(64)能够联接到所述至少一个可线性移动杆(62)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述刀具(56)的所述至少一个杆(64)是推杆或推拉杆，至少一个刀具元件能够借助于所述至少一个杆(64)进行调节。
6.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述至少一个刀具元件是或包括切削刃(134a ；134b)或切削刃布置(102)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述一组刀具(56)包括珩磨刀具(82)和至少一个初加工刀具(78)。
8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，所述一组刀具(56)包括至少一个精密钻具(80)。
9.根据权利要求8所述的机床，其特征在于，所述刀具(56)每个均具有与所述刀具(56)的所述至少一个杆(64)相联的至少一个切削刃(134a ;134b)或切削刃布置(102)，其中借助于所述至少一个杆(64)能够在横向于所述刀具(52)的旋转轴(18a ；18b)的方向(114)上调节所述至少一个切削刃(134a ；134b)或切削刃布置(102)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述至少一个机床主轴(18a ； 18b)被保持在支承布置(16)上并且能够至少在第一方向(X)上和横向于所述第一方向(X)延伸的第二方向(Y)上移位。
11.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述至少一个机床主轴 (52)相对于重力方向(g)水平地定向。
12.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括刀具转换装置(40)。
13.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括清洁装置(50)，所述清洁装置(50)用于在使用第一刀具(80)的加工操作之后而在使用第二刀具(82)的加工操作之前清洁工件。
14.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括射流装置和/或激光装置。
15.根据权利要求13或14所述的机床，其特征在于，所述清洁装置(50)和/或所述射流装置和/或所述激光装置布置在所述机床的前侧(44)上并且适于由所述工件支架(32) 靠近。
16.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括位于所述至少一个机床主轴(52 )上的标准接口( 54 )。
17.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，所述至少一个机床主轴(52)具有用于刀具(56)的压缩空气接口(74)。
18.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，刀具(56)具有接入压缩空气的接口(86)。
19.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，刀具具有至少一个用于压缩空气的出口(116)。
20.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括作为加工中心(10)的构造。
21.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于包括控制装置(41)，通过所述控制装置(41)，能够借助于所述加载装置(60)调节所述刀具(56)的所述杆(64)的位置。
22.根据前述权利要求中的一项所述的机床，其特征在于，提供有至少一个刀具(150)，所述至少一个刀具(150)具有能够通过所述加载装置(164)彼此独立地进行调节的至少一个第一刀具元件(152)和至少一个第二刀具元件(154)。
23.利用不同刀具加工工件的方法，其中工件被保持在相同的夹具布置中，并且首先用第一刀具加工工件并且然后用第二刀具加工工件，其中所述第一刀具和所述第二刀具分别被保持在一机床主轴上，并且所述机床主轴实现相应刀具的旋转并且借助于一体形成在所述机床主轴中的马达装置而作用于所述相应刀具的至少一个可线性移动杆并且使所述至少一个可线性移动杆移位，其中所述至少一个杆的线性移位实现所述相应刀具的至少一个切削刃或切削刃布置相对于旋转轴线的横向移动。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述至少一个杆的位移以受控的方式进行。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述刀具施加在工件上的接触压力借助于所述至少一个杆的位移进行调节。
26.根据权利要求23至25中的一项所述的方法，其特征在于，刀具的磨损借助于所述至少一个杆的位移进行补偿。
27.根据权利要求23至26中的一项所述的方法，其特征在于，所述第一刀具是精密钻具。
28.根据权利要求23至27中的一项所述的方法，其特征在于，所述第二刀具是珩磨刀具。
29.根据权利要求23至28中的一项所述的方法，其特征在于，在使用所述第一刀具的加工操作之后而在使用所述第二刀具的加工之前清洁工件。
30.根据权利要求23至29中的一项所述的方法，其特征在于，所述第一刀具和所述第~■刀具在时间上先后由相冋的机床王轴保持。
31.根据权利要求23至30中的一项所述的方法，其特征在于，借助于动态压力测量进行孔的直径的测量。
全文摘要
本发明涉及机床，所述机床包括至少一个机床主轴(18a、18b；52)，刀具(56；80；82)能够以可拆除方式固定到所述机床主轴(18a、18b；52)上并且刀具(56；80；82)能够借助于所述机床主轴(18a、18b；52)旋转；和工件支架(32)，其中所述至少一个机床主轴(18a、18b；52)和所述至少一个工件支架(32)能够相对于彼此滑动，其特征在于所述至少一个机床主轴(52)包括加载装置(60；164)，该加载装置(60；164)作用在刀具(56)的至少一个可线性移动杆(64)上，所述刀具则固定至所述至少一个机床主轴(52)；且所述至少一个机床主轴(52)包括马达装置(66)，该马达装置(66)联接到所述加载装置(60)并且借助于所述加载装置(60)驱动所述至少一个杆(64)的线性移动；并且提供有一组刀具(56)，该组刀具(56)包括至少一个第一刀具(78)和至少一个第二刀具(82)，借助于该组刀具(56)能够对工件执行不同的加工步骤，其中所述刀具(56)每个均能够固定至所述至少一个机床主轴(52)并且所述刀具(56)每个均具有至少一个杆(64)，当刀具(56)固定到所述至少一个机床主轴(52)时，所述至少一个机床主轴(52)的所述加载装置(60)作用在所述至少一个杆(64)上。
文档编号B24B33/02GK102762339SQ201180010023
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月2日 优先权日2010年2月17日
发明者函斯-乌尔里希·戈尔茨, 托比亚斯·阿贝林, 托马斯·拜哈 申请人:美格工业自动化系统有限公司