用于对尤其是曲轴或凸轮轴的工件精加工的精加工装置的制作方法

本发明涉及一种用于对尤其是曲轴或者凸轮轴的工件进行精加工的精加工装置，精加工装置包括工件保持器和用于使工件围绕工件的工件轴线旋转的旋转驱动装置，且还包括用于对与工件轴线同轴的主轴承进行加工的至少一个第一精加工工具以及用于对附加轴承进行加工的至少一个第二精加工工具。

背景技术：

DE 102007059926 A1公开了这种精加工装置。这种精加工装置用于为轴承面提供作为精加工方法的特征的交叉磨削结构。为此目的，将精加工工具(尤其是精加工带或精加工磨石)朝着待被精加工的工件面挤压。在此情况下，工件的旋转运动与平行于工件旋转轴线的振荡运动叠加。

工件的精加工产生了具有最小表面公差的工件。对此的前提条件是，使加工工具相对于待被加工的工件精确地对准。在具有多个轴承的曲轴或凸轮轴的情况下，在沿工件的轴线方向观察时，必须精确地对彼此平行地布置的精加工工具的彼此之间的间距进行调整，使得能够根据曲轴或凸轮轴的径向尺寸来精确地执行彼此相邻的轴承面的精加工。

当前描述的需求要求工件在工件保持器中的精确对准以及精加工工具相对于工件的精确对准。

此外，精加工工具受到磨损，使得其必须定期进行更换。

之前描述的过程要求对精加工工具的尽可能良好的可接近性，然而这在已知的精加工装置中并不总是得到满足。例如，工件运送系统和/或防溅装置阻碍了对精加工工具的自由接近。由此，可能导致维护和/或调整工作变得困难。

技术实现要素：

由此出发，本发明的目的在于给出一种避免了之前描述的缺点的精加工装置。

根据本发明，在开头所述类型的精加工装置中实现了上述目的，其中，精加工工具能够沿着以超出由工件保持器界定的工作区域的方式延伸的运送轴线移动，使得精加工工具能够移动到布置在工作区域的外部的附加区域中。

根据本发明，能够将精加工工具定位在工作区域外部的附加区域中，使得在那里定位的精加工工具能够具有特别良好的可接近性，从而简化了对精加工工具的接近。由此，简化了精加工工具的维护工作的执行。

可以设想到的是，对工作区域的工件保持器进行支承，使得其能够从工作区域中移动到附加区域中并能够返回。然而，特别优选地，在附加区域中布置有附加的工件保持器。这实现了在附加区域中对特定工件在工作区域中的工况的模拟，从而能够在附加区域中执行调节过程。例如，针对精加工工具的相对彼此的间距和/或相对于待被加工的工件的位置，在附加区域中对这些精加工工具进行调节并接着将它们移动到工作区域中。在具有良好的可接近性的附加区域中执行的调节工作不必再在难以接近的工作区域中执行。

特别优选地，附加的工件保持器(尤其是圆锥形尖端)在其与工件共同作用的工件保持面的方面和工作区域的工件保持器具有相同的构造。

特别优选地，附加的工件保持器包括头架和尾架，使得工件或调节轴能够布置在附加区域中，并且在那里能够被容纳在附加的工件保持器的头架和尾架之间。

特别优选地，工作区域的工件保持器的头架和尾架相对彼此对准，并且附加的工件保持器的头架和尾架以相同的方式相对于彼此对准或者能够对准。这简化了对精加工工具的配置。

对于特别高的加工精度，优选地，相比于工作区域的工件保持器的头架和尾架的旋转轴线，附加的工件保持器的头架和尾架具有相同的相对于它们的旋转轴线的完全地同轴和平行的对准偏离的相对彼此的偏移和倾斜。这意味着工作区域的工件保持器的头架和尾架的定位误差和位置误差以精确的方式传递到附加的工件保持器的头架和尾架，并且通过附加的工件保持器的头架和尾架进行模拟。

为了测定工作区域的工件保持器的头架和尾架的定位误差和位置误差，可以在工作区域的工件保持器的头架和尾架之间夹入光滑的轴(“对准轴”)，并且优选地在两个不同的尤其彼此垂直的测量面内利用测量仪来巡检光滑的轴的表面。

为了对附加的工件保持器的头架和尾架的定位和/或位置进行调节，优选地，头架和尾架能够沿着三个彼此垂直的调节轴线调节头架和尾架的位置。

在此情况下，例如，调节轴线中的一者对应于头架或者尾架的相应的旋转轴线。另外的调节轴线实现了头架或尾架的位置在高度和/或侧面方向上的配置。

为了简化附加的工具保持器，优选地，附加的工件保持器的头架不具有旋转驱动装置。当在附加区域中不执行工件加工而是仅仅执行维护和/或调节工作时，驱动装置不是必要的。

为了简化对精加工工具的操作，将精加工工具保持在精加工工具保持器上，精加工工具保持器被以能够沿着运送轴线移动的方式驱动。运行轴线例如通过承载器引导装置形成，承载器能够沿着承载器引导装置移动。承载器是精加工工具保持器的一部分或者形成精加工工具保持器。尤其是，运送轴线是直线的，由此简化了精加工工具的运送。

当精加工装置的工作区域被分配有工件运送系统时，之前描述的措施是特别优选的。这样的工件运送系统简化了未被加工的工件的输送和被精加工的工件的向外运送。

此外优选地，精加工装置的工作区域被分配有防溅装置，从而保护工作区域之外的区域(优选包括附加区域)免受冷却流体和/或润滑流体。

特别优选地，精加工工具包括精加工带或者被构造成精加工带。精加工带要求相对复杂的操作，这些操作用于在与工件的接触区域中和从待被加工的工件离开时在工件上引导精加工带部段。在根据发明的精加工装置中，为此要求的精加工带引导装置对于维护过程来说具有特别良好的可接近性。

根据本发明的精加工装置尤其是适合对包括主轴承和具有连杆轴承形式的附加轴承的曲轴进行加工，并且适合于对包括主轴承和具有凸轮周面形式的附加轴承的凸轮轴进行加工。

本发明还涉及一种用于对之前描述的装置进行配置的方法，该方法的特征在于，检测与工作区域的工件保持器相关的定位误差和位置误差，并将附加的工件保持器或者附加的工件保持器的一部分进行定位和/或对准，使得与附加的工件保持器相关的定位误差和位置误差和与工作区域的工件保持器相关的定位误差和位置误差相同。

工件保持器的定位误差和位置误差对应于相对于工件保持器的头架和尾架的中心轴线彼此之间的完全地同轴和平行的对准的偏差。工作区域的工件保持器的中心轴线是旋转轴线。附加的工件保持器的中心轴线是旋转轴线或者用于保持调节工件或工件的在旋转方向上固定的保持轴线。

本发明还涉及一种用于操作前述的精加工装置的方法，该方法的特征在于，将精加工工具移动到附加区域中，在那里尤其通过调节工件(可替换地，通过工件)进行对准，接下来在精加工工具被对准的状态下将精加工工具移动到工作区域中并且在那里用于对工件进行精加工。

附图说明

下面根据优选实施例和附图来说明本发明的另外的特征和优点。

图1是现有技术的精加工装置的前视图。

图2是根据图1的精加工装置的俯视图。

图3是根据本发明的精加工装置的一个实施例的立体图，其中，精加工装置具有布置在工作区域中的精加工工具。

图4是相应于图3的视图，其中，精加工工具布置在附加区域中。

图5是根据图3和4的精加工装置的前视图。

图6是根据图3和4的精加工装置的立体图，其中，不存在保护罩。

图7是根据图3和4的精加工装置的一部分的前视图，其中，存在工作区域工件保持器和附加区域工件保持器。

图8以放大视图示出了根据图7的附加区域工件保持器的前视图。

图9是根据图7和8的附加区域工件保持器的侧视图。

图10是布置在附加区域中并用于沿着调节轴线的中心轴线定位两个示例性地示出的精加工工具的调节轴线的实施例的俯视图。

图11是与调节轴线相对应的用于布置在工作区域中的工件的实施例的俯视图，其中，存在沿着工件的中心轴线相对彼此定位的根据图10的精加工工具。

具体实施方式

现有技术的精加工装置在图1和2中示出，并且在整体上由附图标记10标示。精加工装置10被构造成工具机床的形式，并安放在安装面12上。精加工装置10包括底座14和用于界定内部空间的保护罩16。在工具机床的内部空间中布置有工件20以及多个精加工工具18。

精加工装置10包括具有壳体壁形式的防溅装置22以及工件运送系统24，工件运送系统24用于将工件20从精加工装置10的前侧移动到内部空间中并且能够再次由内部空间运送到外部。

为了接近精加工装置10的内部空间，设置有偏移部件26，偏移部件26是保护罩16的一部分，并且能够被偏移，使得在精加工装置10的前侧上产生进入开口。

在准备制造工件期间，需要使精加工工具18在其位置和对准方面匹配于工件20的几何轮廓。为此所要求的调节过程由于防溅装置22和工件运送系统24而变得格外困难。对于操作人员28来说尤其困难的是对被相邻的精加工工具遮掩的精加工工具进行调整。在这种关系上要注意的是，图1中和图2示例性示出的两个精加工工具18通常是一组精加工工具的一部分。例如为了加工四缸直列发动机的曲轴，总过需要九个精加工工具，这些精加工工具紧凑地彼此相邻布置。在此，五个精加工工具用于对曲轴的主轴承进行加工，并且四个精加工工具用于对曲轴的连杆轴承进行加工。

根据本发明的具有工具机床形式的精加工装置在图3和5中示出，并且在整体上由附图标记30标示。精加工装置30安放在安装面32上，并且包括底座34和用于界定工具机床的内部空间的保护罩36。

精加工装置30的内部空间包括工作区域38和布置在工作区域38外部的附加区域40。工作区域38用于对工件(尤其是曲轴或者凸轮轴)42进行精加工。为此设置有精加工工具44、46，精加工工具44、46彼此相邻地布置，并且在工件42的彼此相邻的工件面附近进行处理。为了提高清楚性，在附图中仅示出了两个精加工工具，即用于对工件42的主轴承进行加工的第一精加工工具44和用于对工件42的连杆轴承进行加工的第二精加工工具46。

将精加工工具44、46分别可偏移地保持在承载器48上，承载器48可沿着承载器引导部50偏移。承载器引导部50是直线形的。承载器引导部50的总长度对应于工作区域38和附加区域40的相应长度之和。

精加工装置30包括具有壁的形式的被分配给工作区域38的防溅装置52，防溅装置是保护罩36的一部分。精加工装置30还具有工件运送系统54，工件运送系统54相对于保护罩36从工作区域38向前伸出，由此如同防溅装置52，使至精加工装置30的工作区域38的接近变得困难。

附加区域40包括布置在地面上的平台56，平台56具有供操作人员58使用的踩踏面。

此外，为附加区域40分配有至少一个门60，门60优选地足够大，使得操作人员58能够进入附加区域40。例如，能够由门60打开的开口具有1.60m，优选2m的最小高度。能够由门60打开的开口的最小宽度例如为0.8m，优选1.2m。

为了配置和/或维护精加工工具44、46，将精加工工具从工作区域38(参见图3)移动到附加区域40(参见图4、5和6)中。为此，设置有出于清楚的原因而没有示出的电机驱动装置，电机驱动装置例如通过丝杠来驱动被分配给承载器48的芯轴螺母，并进而使承载器48沿着承载器引导部50偏移。也能够通过气动缸或液压缸在工作区域和附加区域40之间传送精加工工具44、46。

承载器引导部50布置在精加工装置30的内部空间的上部区域中，并且例如支承在三个支撑柱62、64和66上。优选地，相应一个柱(62或66)被分配给区域38和40中的相应一者，并且中央的柱64布置在工作区域38和附加区域40之间的过渡区域中。

承载器引导部50界定了传送轴线68，承载器48能够沿着传送轴线68在工作区域38和附加区域40之间移动。

下面参考图7至9对用于保持工件42的工件保持器70进行描述。被分配给工作区域的工件保持器70包括作为旋转驱动装置使用的头架74以及尾架76。在对工件42精加工期间，工件围绕工件轴线78旋转。旋转运动与振荡的往复运动叠加。为此设置有振荡驱动装置80，振荡驱动装置80使由头架74、工件42和尾架76构成的组合体以已知的方式和方法在平行于工件轴线78的方向上往复运动。

附加区域40的附加的工件保持器72也具有头架82和尾架84，从而与工件42相对应的调节轴104(参见图10)能够布置在附加的工件保持器72中。优选地，附加的工件保持器72的头架82如被构造成使得被容纳在头架82和尾架84之间的调节轴104被可旋转地支承，但不能在旋转方向上被主动地驱动。在特别优选的实施例中，调节轴104仅被容纳在头架82和尾架84的尖端之间并且在旋转方向上固定。

将附加的工件保持器72装配在机架86上，从而在将工件42布置到附加的工件保持器72中时，工件42的工件轴线78至少基本上与工作区域38的工件保持器70上或者中保持的工件42的工件轴线78对准。换句话说，附加区域40的工件保持器72模拟了工作区域38的工件保持器70的工件保持面。

附加的工件保持器72的头架82和/或尾架84可以以平行于精加工装置30的运送轴线68的方式移动并且保持在保持轨道88上。为了沿着以平行于运送轴线68的方式对准的调节轴线92来调节尾架84，设置可手动操作的调节轮90。为了沿着调节轴线92进行调节，头架82通过长孔螺栓连接部94固定在保持轨道88上。

为了沿着垂直调节轴线96和/或水平调节轴线98对头架82和/或尾架84进行定位，可以设置有相应的调节装置。在最简单的情况下，能够通过使用以移动程度拖动的间隔板100来沿着垂直调节轴线96进行调节，或者通过使用拖动的间隔板102在水平方向上进行调节(参见图9)。

为了确定附加的工件保持器72的头架82和/或尾架84的定位和位置，在工作区域38的工件保持器70中将光滑的圆柱形对准轴(未示出)夹持在头架74和尾架76的尖端之间。随后，优选地在两个彼此垂直的测量平面内，利用测量仪沿着对准轴的长度来巡检在旋转方向上固定的对准轴。通过这种方式确定定位误差和位置误差。定位误差和位置误差是相对于头架74和尾架76的旋转轴线的相对彼此的完全地同轴和平行的对准的偏离。

随后，在附加区域40的工件保持器72中将相同的对准轴容纳在头架82和尾架84之间并且在那里如之前描述的那样利用测量仪来进行巡检。通过这种方式确定的与附加区域40相关的定位误差和位置误差和与工作区域38相关的定位误差和位置误差进行比较。

随后，沿着调节轴线92、96和/或98来调节附加的工件保持器72的头架82和/或尾架84的位置，直至与附加区域40相关的定位误差和位置误差和与工作区域38相关的定位误差和位置误差相一致。

接下来示意性地描述能够在附加区域40中执行的调节过程，以作为在工作区域38中准备工件42的精加工的示例。

在附加区域40中定位有调节工件104，调节工件104沿着其轴线106具有多个轴向止挡部108、100(参见图10)。这些轴向止挡部108、100的间距与工件42的待被加工的表面区段的相应间距相一致，工件尤其具有曲轴的形式并且包括主轴承112和连杆轴承114(参见图11)。

在图10示出的实施例中，为对工件42的主轴承112进行加工而构造的两个精加工工具46以间距116相对彼此定位。在此情况下，相应一个精加工工具46抵靠在止挡部108、110中的一者上。随后，精加工工具46在沿着轴向方向相对彼此对准的状态下固定在承载器48上。当接下来通过承载器48使精加工工具46从附加区域40移动到工作区域38中时，精加工工具46相对彼此具有如下的间距，该间距已经适合于待被加工的工件42的几何轮廓，使得不再需要在工作区域38中执行与之相关的对准过程。

优选地，调节轴104也用于使与精加工工具44、46相关的(用于使精加工带朝向工件42的待被加工的表面挤压的)挤压外壳相对于挤压外壳载体(尤其是挤压臂)对准。为此，优选地，为了将挤压外壳固定在挤压臂上，设置有调节装置。例如，设置有用于将挤压外壳固定在挤压臂上的倾斜度可调的螺栓连接部，其中，倾斜度可调的螺栓连接部形成调节装置。这样的倾斜度可调的螺栓连接部优选地包括球面垫片和圆锥座，能够对球面垫片和圆锥座的倾斜度进行相对调节，使得能够调节穿过球面垫片和圆锥座的螺栓的轴线的倾斜度，从而定义挤压外壳相对于挤压臂的倾斜度。通过这种方式，整个系统中的在接口处被加和至工件42的制造误差和装配误差都能够得到补偿。

也可以考虑的是，作为调节轴104的替代，使用工件42来执行前述的对准过程(精加工工具的间距的调节、挤压外壳的对准)。