精加工带装置和工件精加工方法与流程

本发明涉及一种包括具有挤压辊的挤压装置的精加工带装置，挤压辊向精加工带的背侧施加挤压力，使得在精加工带的运行方向上观察时，能够在线性接触区域中根据挤压力的大小将精加工带的作用面朝着被精加工的工件的周面挤压。

背景技术：

WO2012/065949 A1在图2、4和7中公开了这样的精加工带装置。在本发明的上下文中，术语“线性接触区域”用于描述精加工带环绕工件周面的部分圆周的布置，例如参见WO 2012/065949 A1的图8。

在通过精加工带对工件进行精加工时，被精加工的工件以围绕旋转轴线旋转的方式被驱动。精加工带的作用面朝着被精加工的工件的旋转周面挤压。此时，工件的旋转运动与直线振荡运动叠加。在此，精加工带和工件相对彼此在平行于旋转轴线的方向上来回移动。由此产生精加工方法的交叉磨削特性。

已经发现，对偏离旋转对称几何形状的工件周面的加工成为问题。这对于凸轮轴的凸轮周面尤其如此。由此，力求沿着整个周面以相同的表面质量对凸轮面进行加工。然而，必须避免精加工带脱离被旋转驱动的凸轮表面的问题。为了对此进行确保，在实践中通常选择相对较低的旋转速度。然而，较低的旋转速度导致延长的加工时间。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够以较高的质量和较短的加工时间对工件的凸轮周面进行加工的精加工带装置。

在开头所述类型的精加工带方面通过如下方式实现上述目的，即设置有挤压辊支架，在挤压辊支架上布置有作为第一挤压辊的一个挤压辊和作为第二挤压辊的另一挤压辊，使得在从精加工带的运行方向上看时，通过两个挤压辊能够将精加工带的作用面在彼此间隔开的两个线性接触区域中朝着工件的被精加工的周面挤压。

在本发明的范畴内，能够利用精加工带的作用面同时在两个线性接触区域中精加工工件的同一周面(尤其是凸轮周面)。通过在挤压辊支架上布置两个挤压辊，能够共同地操作两个挤压辊。这简化了挤压装置的操作，其中两个挤压辊保持与工件的周面的线性接触。通过两个挤压辊与工件的同一周面的双接触也可以抑制在对凸轮部段进行加工时挤压辊从周面抬升的趋势。

因此，根据发明的精加工带装置使周面沿着被加工的工件的周向保持恒定的质量，且此外实现了相对较短的加工时间。

在本发明的范畴内，术语“线性接触区域”意味着：精加工带在精加工带的整个宽度(对应于线的“长度”)上与周面接触，并且当在精加工带的运行方向上观看时，接触区域相对于挤压辊的与工件周面相对的挤压面的曲率来说较窄(对应于线的“宽度”，大于0mm，但是优选地小于3mm，尤其是小于2mm)。

在实践中，线的“宽度”取决于被加工的工件周面的半径、挤压辊的半径、使用的精加工带的柔韧性以及挤压辊的弹性。挤压辊可以由相对硬的金属材料制成，由此产生相对狭窄的接触区域。挤压辊也可以由弹性柔韧的塑料材料构成，由此(在前述的限值内)产生较宽的接触区域。

在精加工带的运行方向上观看时，在线性接触区域之间将精加工带与被精加工的周面间隔开。

在特别优选的实施例中，设置有在从精加工带的运行方向上看时在两个挤压辊之间作用的第一偏转辊，以用于在第一偏转辊的高度上将精加工带与被精加工的周面间隔开。偏转辊具有用于引导精加工带的运行的功能。由于偏转辊能够围绕偏转辊轴线旋转，所以精加工带也能够无摩擦地被传送到偏转辊的区域中。

特别优选地，第一偏转辊布置在挤压辊支架上。以此方式，能被共同操作两个挤压辊和第一偏转辊。

此外，特别优选地，挤压辊支架以能够围绕枢转轴线枢转的方式保持在基座支架上。这能够简单地提供对具有非旋转对称的几何形状的周面进行加工时的自由度。

上述枢转轴线优选地以平行于上述偏转辊的旋转轴线的方式延伸。这实现了对精加工带的简单和无扭力的引导。

特别地，挤压辊支架的枢转轴线和第一偏转辊的旋转轴线彼此同轴。这使得精加工带在对凸轮表面的加工过程中的运动最小化。

此外，优选地，沿着相对于工件轴线径向延伸的轴线，通过推动装置能够将基座支架在朝向工件的方向上挤压。推动装置将力施加在基座支架上，基座支架通过挤压辊支架将该力传递到两个挤压辊。优选地，推动装置能够在相反方向(即，远离工件的方向)上屈服，从而使基座支架、挤压辊支架和两个挤压辊在对相对于工件轴线具有更大间距的凸轮部段进行加工时能够回缩。

推动装置例如可以是气动缸。推动装置也可以承担挤压装置相对于工件的定位的调节功能。可替代地，也可以设置有与推动装置分离的调节装置。

为了进一步改善精加工带的引导，在精加工带的运行方向上，在精加工带储存器与第一挤压辊之间和/或在第二挤压辊与精加工带收集器之间设置有至少一个附加偏转辊。优选地，附加偏转辊布置在挤压辊支架上。

特别优选地，至少一个附加偏转辊使精加工带在平面的高度上或附近偏转，所述平面以平行于挤压辊的旋转轴线的方式延伸，且两个偏转辊布置在平面的不同侧。以此方式，将用于在精加工带的运行方向上进一步传送精加工带的力极大地与挤压辊支架的运动解耦。这尤其适用于两个偏转辊至少相对于平面具有基本上相同的间隔的情况。

根据另一优选实施例，设置有精加工带传送装置，以用于将拉力施加在精加工带上并使精加工带保持张紧并被进一步传送。特别地，实现了在从精加工带的运行方向上看时精加工带的连续的进一步传送，从而在对周面进行加工时在线性接触区域中提供了精加工带的作用面的持续变化的部段。

优选的精加工带传送装置被构造成电机驱动型精加工带收集辊。它尤其布置在精加工带装置的基座支架上。

两个线性接触区域可以均沿着直线延伸，它们各自的长度对应于精加工带的宽度。为此目的，优选使用圆柱形挤压辊。然而，挤压辊中的至少一者也可以具有偏离圆柱形的形状，尤其具有凸或凹的弯曲形状，从而使精加工带的线性接触区域偏离直线并且尤其具有弯曲走向。以此方式，能够以简单的方式对多维弯曲的表面进行精加工。

优选地，精加工装置包括旋转驱动装置，以用于以围绕旋转轴线旋转的方式驱动工件。

此外，优选地，通过振荡驱动装置在平行于旋转轴线的方向上线性地驱动挤压辊支架和/或被精加工的工件。

本发明的另外的目的在于提出一种方法，利用该方法能够以较高的质量和较短的加工时间对工件的凸轮周面进行精加工。

根据本发明通过根据权利要求16的方法实现上述目的。

上面已经参考根据本发明的精加工装置描述了根据本发明的方法的实施例和优点。因此在此参考之前的描述。

接下来对优选的实施例的描述和图示旨在说明本发明的另外的特征和优点。

附图说明

图1示出精加工带装置的实施例的前侧立体图；

图2示出根据图1的精加工带的后侧立体图；

图3示出根据图1的精加工带的挤压装置的立体图；

图4示出根据图3的挤压装置沿着垂直截面的侧视图；以及

图5示出在对工件的凸轮形的周面进行加工时根据图1的精加工带装置的侧视图。

具体实施方式

在附图中，精加工带装置的实施例在整体上由附图标记10表示。

装置10包括基座支架12，基座支架12通过连接部段14(参见图2)连接到机架或者机床的基座。

基座支架12具有壳体16，壳体16尤其用于布置精加工带储存器18和精加工带收集器20。

精加工带储存器18包括储存辊22，在储存辊22上缠绕和储备有新的精加工带24。

精加工带收集器20包括精加工带收集辊26，以用于卷绕用过的精加工带24。精加工收集辊26被电机驱动装置28驱动。驱动装置28和精加工带收集辊26共同地形成精加工带传送装置30。基座支架12还包括与壳体16连接的保持器32，成对的叶片弹簧34、36的后端部固定在保持器32上。叶片弹簧34、36的与后端部间隔开的前端部连接到用于挤压装置40的保持部段38。

保持部段38界定用于挤压辊支架44的具有枢转轴线42的枢转轴承，因而，挤压辊支架44以能够围绕枢转轴线42枢转的方式支承在基座支架12的保持部段38上。

挤压装置40用于向精加工带的背侧施加挤压力，从而将精加工带24的前侧上的作用面朝着工件48的周面46挤压。工件48尤其是凸轮轴，在附图中示意性地示出凸轮轴的凸轮。

工件48以常规方式保持在未进一步示出的工件保持器(例如，头架和尾架)中并且被旋转驱动装置50以围绕工件轴线52旋转的方式驱动。

此外，精加工带装置10还包括振荡驱动装置54(参考图5a)，振荡驱动装置54连接到保持器32并且通过输出件(例如偏心轮)与保持部段38配合，从而在平行于旋转轴线52的方向上来回驱动保持部段38及其上枢转地支承的挤压装置40。这是相对小的行程，该行程在保持部段38的高度上并且相对于叶片弹簧34和36的后端部切向地延伸。

精加工带装置10还包括推动装置56，推动装置56例如被构造成气动缸的形式。沿着相对于工件轴线52径向延伸的轴线58，推动装置56将挤压力60施加在基座支架12上。推动装置56在与挤压力60相反的方向上屈服。以此方式，当精加工带24与工件48的凸轮部段62接触时，被挤压装置44作用的精加工带24保持与工件48的周面46的接触，此时基座支架12与保持部段38和挤压装置40一同在与挤压力60相反的方向上回缩。

壳体16的连接部段14可以是线性引导装置的一部分。连接部段14也可以连接到滑座，该滑座允许连接部段14并进而允许基座支架12在平行于轴线58的方向上的移动。

下面参考图3和4说明保持部段38以及挤压装置40。保持部段38包括U形夹64，在U形夹64上固定有引导杆66和68。引导杆66和68用于从精加工储存器18或者向精加工带收集器20引导精加工带24。

夹64在其面对工件48的前侧具有枢转轴承70，以用于挤压装置40的能够围绕枢转轴线42枢转的销72。销72与挤压辊支架44的支架板74、76连接。支架板74和76彼此平行地布置并且通过多个连接件78彼此连接和彼此间隔开。

支架板74、76用于旋转地布置接下来描述的挤压辊和偏转辊。

第一挤压辊80和第二挤压辊82不仅用于使精加工带24偏转，而且用于在线性接触区域84、86中使精加工带24的作用面朝着工件48的周面46挤压，参见图5a。

挤压辊80、82彼此间隔开，并且以能够围绕彼此平行的旋转轴线88、90旋转的方式保持在挤压辊支架44上。

挤压装置40还包括沿精加工带的运行方向在挤压辊80和82之间作用的第一偏转辊92，第一偏转辊92以能够围绕旋转轴线94旋转的方式支承在挤压辊支架44上。第一偏转辊92的旋转轴线94和枢转轴线42彼此同轴地延伸。

挤压装置40包括附加偏转辊96和98，偏转辊96和98同样以能够旋转的方式支承在挤压辊支架44上。

从精加工带储存器18开始，新的精加工带24首先沿着引导杆66被引导并且被输送给第一附加偏转辊96。偏转辊96具有在精加工带24缠绕第一挤压辊80之前在朝向中间平面100的方向上引导精加工带24的用途。然后，从第一挤压辊80开始，精加工带经过第一偏转辊92并且到达第二挤压辊82。从那里开始，精加工带24到达第二附加偏转辊98并且从那里开始到达引导杆68并最后到达精加工带收集器20。

在工件48的精加工期间，工件48被旋转驱动装置50以围绕旋转轴线52旋转的方式驱动。同时，挤压装置40被振荡驱动装置54在平行于旋转轴线52的方向上振荡地驱动。此外，基座支架12以及所有与之直接或者间接连接的部件还沿着轴线58来回移动。最后，挤压辊支架44能够围绕枢转轴线42相对于基座支架12的保持部段38枢转。

前述运动叠加，使得在工件48旋转时(参见图5a至图5e，工件48在顺时针方向上的旋转)，挤压辊80和82总是将挤压力施加到精加工带24的背侧上，从而使加工带24的作用面总是在两个线性接触区域84和86中与工件48的周面46接触。

在加工期间，通过使精加工带传送装置30连续地操作来连续地补充新的精加工带24。