用于磁靴外圆磨床的工件主轴和磁靴外圆磨床的制作方法

本发明涉及一种用于磁靴外圆磨床的工件主轴，在磨削期间可以借助该工件主轴固定工件并使工件旋转。

背景技术：

当对工件进行圆磨时，可以利用作用在外周面上的爪钳或磁靴来固定工件，并借助主轴使工件旋转，同时旋转的磨轮作用于工件的外周面。

长期以来一直都有低成本且伴有小公差地磨削环形工件的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是提出能够实现低成本地磨削出具有高精度的环形工件的措施。

根据本发明，达成上述目的的解决方案是一种具有权利要求1的特征的工件主轴。本发明的优选实施方案参阅从属权利要求和下述内容，它们相应可以单独地或以组合方式表示本发明的观点。

根据本发明，提供一种用于磁靴外圆磨床的工件主轴，工件主轴具有：用于使工件旋转的主轴；用于保持工件的保持装置，其中，该保持装置具有设计为磁靴的用于将工件张紧在保持装置中的保持靴；以及与主轴联接并与保持装置联接的用于改变保持装置与主轴的轴向距离的液压磁芯伸缩装置。

借助液压磁芯伸缩装置，保持装置可以在轴向方向上伸出和缩回，而主轴可以保持轴向不动。这样就能例如借助枢转臂和/或装载芯棒将待磨削的工件自动在轴向方向上定位于主轴和保持装置的前方，随后借助液压磁芯伸缩装置使保持装置伸出，以便磁性固定工件。此后，视情况，保持装置可以略微缩回，以便容纳工件并将工件从已将工件轴向定位于保持装置前方的工具移开。这样就能避免工件主轴与该工具的碰撞。特别是，该工具能够在垂直于工件主轴轴向方向的平面中运动而不必在轴向方向上移动，以免工具和/或工件发生非期望的撞击。这样就能简化工件的自动输送并实现成本降低。

此外，保持装置能够以倾斜的接触面抵接工件，并通过借助液压磁芯伸缩装置实现的轴向相对运动使工件在保持装置上自动对中。这里，保持装置可以支撑在已将工件定位于保持装置前方的工具上，从而将工件压到保持装置上。由此最小化对中误差，从而特别是在圆磨期间可以在环形工件中实现恒定的材料厚度。特别是就工件而言，可以允许工件具有从环体轴向凸出的凸片。通过保持装置的轴向移位，其可以利用轴向凸出的凸指从凸片旁经过并抵接环体，从而当对工件的指离凸片的端面进行平磨时，关于工件的轴向环宽可以实现极高的精度。因此可以避免在凸片的端面上设置用于测量环宽的基准点，所以凸片的轴向长度上的公差也不会影响轴向环宽的精度。由此提高制造精度。通过能借助液压磁芯伸缩装置轴向移位的保持装置，可以低成本地进行工件的自动输送，并且可以在制造工件时获得提高的精度，从而能够低成本地磨削出具有高精度的环形工件。

特别是，保持装置设计成径向自内而外地贴靠环形工件。这样，保持装置就能以倾斜的周面抵接环形工件的内径，该倾斜的周面例如是截锥的一部分。通过保持装置的利用液压磁芯伸缩装置实现的轴向偏置，可以将工件轴向定位于保持装置前方，而不会撞击保持装置，该保持装置在轴向伸出后可以沉入环形工件中并使工件在保持装置上自动对中。这里，特别是可以将环形工件压靠到保持装置的倾斜的周面上。因为并非径向自外而内地而是径向自内而外地保持环形工件，所以原则上能够磨削工件的整个外周面，而不必从未加工部分切出工件的加工部分或在两个尖端之间容纳工件。

优选地，保持装置设计成允许在径向外侧及指离主轴的第一端面上自由接近工件。例如，环形工件仅在一个轴向侧插接并紧固到保持装置上，以使磨轮能接近外周面和第一端面。这样，不必从保持装置松开工件或更换机床就能对工件进行圆磨和平磨。这样就能省除额外机床的成本。

特别优选地，保持装置具有沿周向方向相互错位的、用于轴向止挡在工件的指向主轴的、特别是凹陷定位的第二端面上的多个轴向止挡。轴向止挡特别是可以相应设置在沿轴向方向凸出的凸指的指向工件的端面上。从工件的环体轴向凸出的凸片可以沉入在凸指之间构成的间隙中，因此轴向止挡可以在凸片之间以端面止挡在工件的环体上。当对工件的裸露的第一端面进行平磨时，凸片之间指向主轴的第二端面可以用作工件的环宽的轴向延伸的基准点，从而即使在很高的公差要求下，也能高精度地获得所需的环宽。

特别是，保持装置具有用于磁性固定工件的磁装置。这样就能避免或减少工件与保持装置的摩擦锁合形式的楔入和/或压合。换而言之，工件可以仅通过磁性或至少部分地通过磁性由保持装置固定。优选地，磁装置具有电磁体，以便为了置入工件和/或取出工件可以切断能为固定工件而施加的磁力。这样就能简化输送和引离工件时对工件的自动操纵，并且同时可以实现在保持装置中良好地保持特别是实施成铁磁性的工件。

优选地，保持装置具有用于容纳工件的能置换的适配器，其中，该适配器特别是设计成容纳一个以上不同形状的工件。可以轻松置换适配器，以使工件主轴可以轻易又低成本地匹配于待制造的另外的工件。此外，适配器可以具有匹配于不同工件的功能面，以便能够容纳一种以上类型的工件。因此，例如，具有较小内径的工件的周面可能比具有较大内径的工件的周面在轴向方向上更加凸出。通过液压磁芯伸缩装置，可以补偿不同周面的轴向偏置，从而可以将两个工件定位于距主轴的相同轴向距离上。这样就能重复使用用于输送和/或引离工件的自动输送装置，由此可以节省成本。

根据本发明，保持装置具有设计为磁靴的用于将工件张紧在保持装置中的保持靴。在此情形下，保持靴可以构成放置部，在保持装置能够伸出以容纳工件之前可以将工件放置在该放置部上。优选地，保持靴可以构成用于工件的轴向止挡和/或对工件施加足够的保持力，以便保持装置在伸出时不会沿轴向方向推开工件。

特别是，设置有用于固定主轴的锁止装置。当进行圆磨时，可以解除对主轴的锁止，以使工件和磨轮都能够旋转。当对工件的端面进行平磨时，仅使磨轮旋转并由锁止装置固定主轴就已足够。这样就能在平磨期间产生限定的相对运动，从而实现高精度。

本发明还涉及一种用于对环形工件进行圆磨和平磨的磁靴外圆磨床，磁靴外圆磨床具有根据本发明的用于在磨削期间保持工件的工件主轴，其中，设置有用于对工件的径向外周面进行圆磨的第一磨轮以及用于对工件的第一端面进行平磨的第二磨轮，或设置有不仅用于对工件的径向外周面进行圆磨而且用于对工件的第一端面进行平磨的磨轮。可以使用不同的磨轮或共同的磨轮进行圆磨和平磨。通过能借助伸缩装置轴向移位的保持装置，可以较低成本地进行工件的自动输送，并且可以在制造工件时获得提高的精度，从而能够低成本地磨削出具有高精度的环形工件。

优选地，设置有用于将多个分隔的工件输送到保持装置中的输送臂，其中，该输送臂具有用于使工件移位的能运动的装载芯棒，其中，该装载芯棒能在轴向方向上定位于主轴前方和/或保持装置前方。可以将多个待磨削的工件置入输送臂中，借助分隔装置可以分隔这些工件。可以由装载芯棒容纳单个工件，并特别是可以将其在垂直于工件主轴的轴向方向的平面中定位于保持装置前方。为此，装载芯棒可以例如沿着线性导轨导引和/或可以连同工件一起绕枢转点在圆形轨迹上运动。在磨削之后，装载芯棒可以再次容纳工件并使其运动回到输送臂中，在此可以从装载芯棒背离地引离工件。此后，可以由装载芯棒将另外的分隔的工件定位于工件主轴的保持装置前方。这里，可以自动进行工件的输送和引离。

附图说明

下面参照附图结合优选实施例举例说明本发明，其中，如下所示的特征不仅能够相应单独地并且能够以组合方式表示本发明的观点。

图中：

图1示出用于磁靴外圆磨床的工件主轴的示意性剖视图；

图2示出用于图1中的工件主轴的适配器的示意性立体图；

图3示出用于将环形工件输送到图1中的工件主轴的输送臂的示意性后视图；以及

图4示出图3中的输送臂的示意性前视图。

具体实施方式

图1中所示的用于磁靴外圆磨床的工件主轴10具有主轴12，该主轴可以例如通过皮带轮14借助由马达驱动的皮带传动机构而处于旋转中。借助编码器16可以测量主轴12的角位置。工件主轴10具有保持装置18，该保持装置可以针对磨削过程通过能置换的适配器20固定环形工件21。为此，设置与磁靴46(参见图4)相互作用的磁装置22，其中具有铁芯26的可切换通电线圈24构成电磁体。保持装置18设计成能通过能液压操作的磁芯伸缩装置28沿轴向方向相对于主轴12运动。为此，液压磁芯伸缩装置28可以具有在主轴12中沿轴向方向导引的活塞30，该活塞例如经由铁芯26与保持装置18连接。

为了置入环形工件21，液压磁芯伸缩装置30可以使保持装置18缩回，以使工件21可以在轴向方向上定位于保持装置18前方。此后，保持装置18可以伸出并利用适配器20容纳工件21。为此，在图2中所示的适配器20可以具有呈锥形倾斜的外周面32，通过该外周面可以径向自内而外地对中容纳环形工件21。特别是，适配器20具有沿轴向方向延伸的凹口34，从工件21的环体轴向凸出的凸片可以伸入该凹口中。借助编码器16，主轴12以及经由液压磁芯伸缩装置28与主轴12连接的保持装置18可以转动到如下的角位置中：在该角位置中，以限定的角位置定位于保持装置18前方的工件21的凸出的凸片可以沉入适配器20的凹口34中而不会撞击适配器20或其他部件。适配器20还具有多个(例如正好三个)轴向止挡36，它们可以止挡在工件21上，以便例如限制压入工件21的内径中的外周面的插入深度。特别是，轴向止挡36不止挡在凸片上，而是止挡在工件21的凸片从其轴向凸出的环体的端面上，因此轴向止挡36在工件21的环体上的接触可以用作基准点，以便在对工件21的指离主轴12的端面进行平磨时，能够以高精度制造工件21的环体的轴向的环宽。

为了输送环形工件21，可以设置如图3和图4所示的输送臂38，在其中，环形工件21可以装在进料槽40中。借助工件推杆42，可以分隔工件21并将其单独输送给装载芯棒44。装载芯棒44可以容纳环形工件21并例如通过围绕间隔开的转动轴线的枢转运动将其定位于工件主轴10前方。例如，可以将工件21放置到磁靴46上，其中优选地，当保持装置18的适配器20插入到环形工件21中时，装载芯棒44和/或磁靴46可以构成轴向支撑。在磨削之后，装载芯棒44可以将制成的工件21又送回到输送臂38中，在此可以通过出料槽48导出工件21。

附图标记列表

10工件主轴

12主轴

14皮带轮

16编码器

18保持装置

20适配器

21工件

22磁装置

24线圈

26铁芯

28伸缩装置

30活塞

32外周面

34凹口

36轴向止挡

38输送臂

40进料槽

42工件推杆

44装载芯棒

46磁靴

48出料槽