用于磨削机芯轴的缓冲装置以及具有缓冲装置的磨削机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于磨削机芯轴的缓冲装置，特别是一种无顶座磨削机的磨削芯 轴或调节芯轴所用的缓冲装置。本发明还涉及一种用于磨削机的设有缓冲装置的芯轴，特 别是无顶座磨削机的磨削芯轴或调节芯轴。最后，本发明涉及一种磨削机，特别是涉及一种 无顶座的磨削机，用以对材料进行切削加工，特别是进行外圆磨削。
【背景技术】
[0002] 用于切削加工的磨削机在现有技术中普遍公知。另外，无顶座的磨削机是已知的， 特别是无顶座的圆磨机。无顶座的圆磨机例如可以构造为外圆磨削机或内圆磨削机。无顶 座的磨削机一般可以用来加工圆形工件，优选为旋转对称的工件。无顶座的磨削机例如可 以用于进行横磨或者进行磨穿或者说贯通磨削。
[0003] 无顶座的磨削机特别适合于进行批量制造和大量制造。无顶座的磨削机通常具有 磨削盘以及调节盘，其中，磨削盘还有调节盘通常彼此平行地布置并且被构造用于将需要 加工的工件容纳于自身之间。磨削盘通常具有具有磨料，或者涂覆有磨料。调节盘例如可 以具有橡胶材料或者涂覆有橡胶材料。可替换地，调节盘可以具有陶瓷材料或者涂覆有陶 瓷材料。
[0004] 另外，无顶座的磨削机通常具有工件托架，工件托架作为用于工件的支撑件发挥 作用。当在无顶座的磨削机中进行磨削加工时，工件据此可以被磨削盘、调节盘以及工件托 架接触。磨削盘和调节盘一般可以彼此平行地布置。也可以设想的是：调节盘相对于磨削 盘错开很小的角度。按照这种方式，可以产生工件的前移运动。
[0005] 磨削盘通常具有比调节盘更大的直径。磨削盘和调节盘一般能够设有驱动装置或 者能够与驱动装置联接。磨削盘和调节盘通常被以相同的转动方向驱动，但其中，对应的驱 动装置以如下方式得到控制：磨削盘的圆周速度与调节盘的圆周速度不同。因为工件在磨 削过程期间既保持与磨削盘嵌接，也保持与调节盘嵌接，磨削盘和调节盘通常被同向驱动， 所以工件通过磨削盘与调节盘的配合而发生转动方向与磨削盘或调节盘的转动方向相反 的旋转。基于磨削盘和调节盘不同的圆周速度，在工件与磨削盘之间实现了可以包括打滑 的相对运动。按照这种方式，可以从工件上磨去材料。
[0006] 当在磨削机（特别是无顶座的圆磨机、例如无顶座的外圆磨削机）上进行磨削时， 基于动态效应，一般产生可能对磨削过程（特别是精确度）产生不利影响的动态效果。按 照这种方式，特别是可能妨碍到磨削机或磨削机部件的动态挠曲性。这可能由于出现占主 导的动态挠曲性而发生。基于此，例如可能发生震颤。降低的动态刚性或占主导的动态挠 曲性可能导致磨削盘或调节盘的磨损升高，并且导致工件质量降低。特别是可能妨碍到加 工精度。另外，特别是在发生共振的情况下，磨削机上的构件负荷可能发生提高，这种构件 负荷例如可能不利地影响到支承件、引导件、驱动装置等。
[0007] 用于清除动态弱点（特别是避免过度的动态挠曲性）的措施在现有技术中是公知 的。这一方面可能涉及到磨削机的整体性结构设计方案。另外，可以设想的是：改变磨削参 数，以便能够清除或排除不利的动态效果。磨削参数例如可以涉及磨削材料、磨削盘的几何 形状或调节盘、驱动参数（磨削盘或调整盘的转速或圆周速度）、进给力等。磨削机的结构 性改动方案或磨削机的相应结构性设计方案可以例如当该磨削机主要用作单目的机床的 情况下被推荐。
[0008] 但也可以设想如下用途，该用途仅基于用来降低动态挠曲性或清除动态弱点的传 统方案不能实现或仅以明显提高的耗费才能实现。
[0009] 另外，在现有技术中，原则上已知的是用于影响或缓冲磨削机的振动特性的系统。 这种系统例如可以构造为主动式缓冲系统或被动式缓冲系统。主动式缓冲系统一般具有至 少一个促动器，该促动器能被与至少一个检测到的、表达磨削机振动特性的参量相关地操 控。由此，主动式缓冲系统通常仅以很大的耗费才能实现，这是因为必须提前准备相应的控 制技术、传感器件以及相应的促动器。被动式缓冲系统例如可以包括设置在机架方面的弹 簧-质点系统，以便有利地影响磨削机的缓冲特性。但已经表明：仅基于这种传统的系统， 至少在有些应用情形中不能实现对磨削机振动特性进行足够程度的优化。
【发明内容】
[0010] 基于上述背景，本发明的目的在于，提出一种用于磨削机芯轴的、特别是用于无顶 座磨削机的磨削芯轴或调节芯轴的缓冲装置，这种缓冲装置实现了对芯轴进行有效的振动 缓冲以及有效降低了芯轴的动态挠曲性。优选的是，缓冲装置能够以受限的耗费来实现。进 一步优选的是，缓冲装置适合在已经投入运行中的磨削机（特别是无顶座磨削机）中进行 加装。缓冲装置特别是应当能够有助于：提高磨削机（特别是磨削芯轴或调节芯轴或相应 芯轴驱动装置）的寿命。另外，应当尽可能改善磨削加工的精度。另外，优选的是：缓冲装 置能够以适度的耗费匹配于当前存在的应用情形。最后，应当给出一种设有这种缓冲装置 的芯轴以及磨削机，该磨削机包括至少一个具有相应缓冲装置的磨削芯轴或调节芯轴。 [0011] 与缓冲装置相关地，本发明的目的通过一种用于磨削机芯轴（特别是用于无顶座 的磨削机的磨削芯轴或调节芯轴）的缓冲装置来实现，其中，缓冲装置包括至少一个如下 的缓冲单元，其具有辅助机器分段、弹性分段以及缓冲分段，将这些分段整合到芯轴中并且 共同形成受到缓冲的能振动或者说具有振动能力的系统，用以提高芯轴的动态刚性。
[0012] 本发明的目的按照上述方式完美实现。
[0013] 根据本发明，提供如下的缓冲装置：该缓冲装置能够整合到芯轴中并且进而能够 在动态效应最早可能产生不利影响的位置有助于降低振动或提供芯轴的动态刚性。换言 之，能够直接在（被驱动或能被驱动的）芯轴中实现振动补偿。按照这种方式，能够获得提 高的过程稳定性。在磨削过程期间，芯轴的负荷可以明显降低。这可以有利地影响到芯轴 寿命以及磨削机其他部件的寿命。加工精度以及特别是可重现度能够进一步提高。这可以 对于处理能力和类似质量参数具有有利影响。
[0014] 优选的是，将这种缓冲装置构造在无顶座磨削机的芯轴中。在此，特别是可以涉及 无顶座的外圆磨削机。缓冲装置可以整合到磨削机的磨削芯轴中。可替换地，缓冲装置能 够整合到磨削机的调节芯轴中。不言而喻的是，磨削机的磨削芯轴还有调节芯轴可以设有 相应的缓冲装置。
[0015] 根据另一构造方案，至少一个缓冲单元构造为被动式辅助配重缓冲单元。换言之， 优选的是：缓冲装置不包括主动式系统（传感器、促动器等）。按照这种方式，能够以低耗 费实现缓冲装置。特别优选的是：缓冲装置或设有这种缓冲装置的芯轴构造为"替换件"，并 且可以将磨削机的现有的传统芯轴换掉。按照这种方式能够在现有的磨削机中以低耗费加 装所述缓冲装置。优选的是，缓冲装置在未对磨削芯轴或调节芯轴的外部轮廓或接口构造 做出结构性改变的情况下来实现。弹性分段例如可以构造为横截面减小部。该横截面减小 部可以类似于弹簧那样易曲地构造并且能够实现振动，特别是弯曲振动。
[0016] 优选的是，缓冲装置构造为宽频带缓冲器，即至少在具备常见工作频率的频率带 中有助于降低动态挠曲性的缓冲器。常见的工作频率例如可以为IOOHz至500Hz，优选例如 为 200Hz 至 400Hz (赫兹）。
[0017] 原则上为了提高动态刚性，可以对静态挠曲性的（有条件的）提高（即静态刚性 的降低）加以迀就。预想的缺点通过改善的动态特性加以补偿或过补偿。
[0018] 辅助配重缓冲器通常可以作为至少一个配重块、弹性元件以及缓冲元件的组合构 造而成。据此。辅助配重缓冲器本身通常构造为能振动的系统。磨削机的作用于芯轴的动 态振动又可以使辅助配重缓冲器发生振动。按照这种方式能够实现对不利的动态效应的补 偿。特别是能够使共振效应（例如共振过高的情况）最小化。
[0019] 根据缓冲装置的另一构造方案，辅助配重分段、弹性分段以及缓冲分段能够容纳 在芯轴的空心型材分段（特别是管状型材）中。换言之，芯轴可以至少分段地构造为空心 体。按照这种方式缓冲装置能够在无附加的结构空间耗费的情况下，被整合到芯轴中。即 便是类似于实心型材的情况那样，在芯轴的空心型材分段中，实现横截面的减小（这种横 截面的减小原则上可能引起静态挠曲性的提高）时，容纳在空心型材分段中的方案仍被推 荐用于降低动态挠曲性。
[0020] 换言之，芯轴的至少一个分段能够呈涡形或子弹形地构造，并且包围缓冲装置或 对其限定边界。空心型材分段例如可以围绕缓冲装置呈套环状地安置。按照这种方式，保 护缓冲装置免受外界环境影响。缓冲装置被从外部"不可见地"整合到芯轴中。优选的是， 空心型材分段构造为管状型材。优选的是，管状型材构造为旋转对称的或基本上旋转对称 的管状型材。空心型材分段可以至少分段地设有如下的壳面：该壳面可以作为针对磨削机 的磨削盘或调节盘的支座发挥作用。优选的是，壳面涉及的是旋转对称的壳面。壳面例如 可以构造为圆锥面或圆柱面。可替换地，空心型材分段的壳面也可以设有用于带动转动的 构造元件。据此，空心型材分段例如可以包括非旋转对称的横截面。其他用于带动转动的 构造元件是可以考虑的，例如多边型材、楔轴型材、多角形型材等。
[0021] 根据另一构造方案，缓冲分段具有至少一个空腔，所述空腔能够被装填缓冲流体， 特别是粘性缓冲流体。优选的是，空腔由空心型材分段来提供。缓冲分段中的缓冲流体能 够有利地影响到缓冲装置的自身缓冲。缓冲流体原则上可以构造用于例如通过发热来消解 动态能量。优选的是，缓冲流体是粘性液体，特别是油，优选是硅油。
[0022] 根据所述构造方案的改进方案，缓冲装置的缓冲特性通过对缓冲流体粘度的选择 而受到影响。根据对高粘度或低粘度的选取，例如可以将缓冲特性与低频振动或高频振动 进行匹配。
[0023] 不言而喻的