CN207873838U - 用于精加工工件的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够减少至另一种工件几何尺寸的改变所需的时间并简化维护过程的用于精加工工件的设备，其具有：工件支架；旋转驱动器，其用于产生所述工件的围绕工件轴线的旋转运动；摆动驱动器，其用于产生以平行于所述工件轴线的方式定向的摆动运动；至少一个加工单元，其分别具有至少一个精加工工具，其中，所述加工单元的位置能够沿以平行于所述工件轴线的方式取向的定位轴线进行调节，其中，在载架上设置有用于可拆卸地固定所述加工单元的固定装置，其特征在于，设置有连接装置，所述连接装置能够可拆卸地连接到所述至少一个加工单元，并能够可拆卸地连接到用于在平行于所述工件轴线的方向上移动所述连接装置或者所述载架的驱动装置。

Description

用于精加工工件的设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于精加工工件的设备，该设备具有：工件支架；旋转驱动器，其用于产生工件的围绕工件轴线的旋转运动；摆动驱动器，其用于产生以平行于工件轴线的方式定向的摆动运动；至少一个加工单元，其分别具有至少一个精加工工具，其中，可以沿以平行于工件轴线的方式取向的定位轴线来调节加工单元的位置，其中，在载架上设置有用于可拆卸地固定处理单元的固定装置。

背景技术

DE 44 23 422 A1公开了一种用于外精密加工旋转对称体的方法，其中旋转对称体旋转地运动，精加工刀具在与旋转轴线平行的方向上摆动运动，并且精加工刀具的摆动运动叠加在与旋转轴线平行的方向上的另一运动上。

这种方法也以关键词“采用叠加行程的精加工”为人所知，并其优点在于可以以偏离圆柱体的外表面的方式调整经精加工的工件面的外形。以此方式，例如可以产生轻微球形的曲轴支承面。

但由DE 44 23 422 A1公开方法的缺点在于，为建立具有特定几何形状的曲轴或凸轮轴的精加工装置需要相当高的装备费用。与这种工件的相关的精加工尺寸特别地是所要加工的主轴承和辅助轴承的直径和支座宽度、轴承彼此相对的轴向平行间隔以及辅助轴承向工件轴线的偏移。

在发动机制造中存在以下研制，该研制将具有不同气缸数量的不同发动机的重要尺寸统一，并例如按照与发动机的中心距(气缸轴线之间的距离)与气缸的数量无关的方式相同地选取并还尽可能地使用相同的主轴承直径和支座宽度。

在争取经济地制造大量的不同发动机方面，期望也可以利用尽可能少的开支进行曲轴的主轴承和连杆轴承以及凸轮轴的主轴承和凸轮面的精加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于减少至另一种工件几何尺寸的改变所需的时间并简化维护过程。

按照本实用新型，通过以下方式实现该目的：设置连接装置，该连接装置能够可拆卸地连接到至少一个加工单元并且能够可拆卸地连接到用于在平行于工件轴线的方向上移动连接装置或载架的驱动装置。

根据本实用新型的设备实现了加工单元在载架上的自动定位。在适配于新的工件批次时，这简化和加快了精加工设备的布置，与先前批次相比，该新的工件批次具有改变后的几何尺寸。特别地，多个加工单元可以针对它们彼此之间的距离调整到待精加工的曲轴的所谓的“标准度量(Stichmaβ)”。

为了能够沿定位轴线在载架上定位加工单元，设置有连接装置，该连接装置能够可拆卸地分别连接到加工单元。此外，设置有驱动装置，该驱动装置用于移动连接装置和与连接装置连接的加工单元或者移动载架。

根据本实用新型，驱动装置能够驱动连接装置，使得连接装置在连接到加工单元的状态下使加工单元相对于载架移动。

此外，根据本实用新型，连接装置是位置固定的并在连接到加工单元状态下沿着定位轴线保持加工单元，并且驱动装置使载架相对于加工单元移动。在位置固定的连接装置中，使用载架的驱动装置，以使新定位的加工单元处于连接装置的连接位置上，以便在连接过程之后保持处理单元，并且使载架相对于待定位的处理单元处于期望的相对位置上。

特别地，该设备包括彼此独立地、可拆卸地连接到连接装置的多个加工单元。

在多个加工单元的情况下，也可以例如通过使一个加工单元连接到被驱动的连接装置并接着使该加工单元沿定位轴线移动来同时新定位多个加工单元，其中，该加工单元与相邻的加工单元“碰撞”，并一起沿着定位轴线移动。以相应的方式，可以在固定的连接装置的高度上保持一个加工单元，并且使载架与其他的加工单元一起移动，从而这些加工单元“追赶”到被保持的加工单元处，并且由此沿定位轴线改变这些加工单元与载架的相对位置。

加工单元是已知的压力元件，特别是压力钳，其相对于待加工的工件表面压紧精加工工具，特别是精加工石料或精加工带。围绕旋转轴线驱动工件以用于精加工。同时，产生平行于旋转轴线的摆动运动。这种相对运动同样作用于精加工工具和待精加工的工件表面之间。通过叠加摆动运动和旋转运动，在工件的表面上产生表征精加工工艺的交叉研磨结构。特别地，这种类型的加工适用于其表面应满足最高要求的工件。这种类型的加工特别适用于曲轴的中心轴承和连杆轴承。曲轴的连杆轴承相对彼此偏移了所谓的“标准度量”；至具有不同的连杆轴承间距的曲轴的转换需要相对于载架重新定位加工单元。

在精加工工件期间，在载架上固定加工单元。一种简单的固定方式在于，固定装置包括可拆卸的夹紧套筒和夹紧杆。例如，在载架上固定有夹紧杆，并且夹紧套筒是加工单元的一部分。特别地，可以液压式地操作这种夹紧套筒。为了控制该夹紧套筒，可以独立地或者同时地控制(即拆卸和固定)不同的加工单元的夹紧套筒。

固定加工单元的另一个优选的方式在于，固定装置包括楔形连接。这种楔形连接是机械稳定的，并且可以通过移动楔形连接的楔形元件容易地拆卸和闭合该楔形连接。

为了操作该固定装置，特别是当使用楔形连接时，优选地，固定装置具有螺杆驱动器。因此，可以设置有紧凑的和机械稳定的驱动器。

在优选实施例中，设置有用于检测螺杆驱动器的螺杆部件的角位置的传感器。这实现了通过监视螺杆部件的角位置来监视固定装置的闭合状态或拆开状态。

此外，优选地，螺杆传动器具有螺杆工具，该螺杆工具能够在静止位置与用于操作固定装置的啮合位置之间沿螺杆轴线移动。这使得可以容易地分离和组装螺杆驱动器和固定装置。

此外，优选地，如果螺杆驱动器是转矩控制的，则可以以对公差不敏感的方式操作固定装置。

对于连接装置，优选地，该连接装置包括形状配合连接。

特别地，设置有在形状配合位置和静止位置之间可以相对于彼此移动的两个形状配合元件，以用于连接和拆卸形状配合连接，其中，至少一个形状连接元件可以借助于操作驱动器沿着操作轴线移动。

形状配合元件可以具有简单的基本几何形状。例如，形状配合元件中的一者可以设计为圆柱形，特别是设计为螺栓的形式，而形状配合元件的另一者可设计为中空圆柱体，特别是设计为螺栓容纳部的形式。优选地，所述元件中的至少一者，即螺栓和/或螺栓容纳部可以沿着操作轴线移动，从而使形状配合元件可以在形状配合位置和静止位置之间移动。

当操作驱动器的驱动元件在移动方面连接到前述螺杆传动器的螺杆工具时，装配过程会特别简单。从而可以使用操作驱动器，以不仅用于连接和拆卸形状配合连接，也用于连接和分离螺杆驱动器。

在另一优选实施例中，载架可以相对于由工件支架限定的工作区域至少部分地偏离地布置。这使得可以在相对于工作区域偏离的区域中布置加工单元，从而对加工单元的自动定位也可以用于使加工单元处于“维护位置”。该“维护位置”处于工作区域之外，使得可以维护和维修第一加工单元，而其他处理单元布置在相邻的工作区域中并且可以精加工工件。

对于用于精加工工件的设备的加工单元和其他部件的可触及性来说，维护位置也是特别有利的。例如，为了维护或修理在工作区域布置的加工单元，可以移动与其相邻的加工部件(特别地，并不是必须下降到使用位置)，以便改善在工作区中布置的加工单元的横向的可触及性。

附图说明

下述的说明和优选实施例的附图示出了本实用新型的其它特征和优点。

图1是示出用于精加工工件的设备的一个实施例的立体图；

图2是示出根据图1的设备的部件的立体图；

图3是示出根据图2的部件的垂直截面图，其中，示出了处于分离状态的部件的连接装置和处于静止位置的固定装置的螺杆驱动器的螺杆工具；

图4是对应于图3的视图，其中，示出处于连接状态的连接装置和处于啮合位置的螺杆工具；并且

图5是示出用于精加工工件的设备的另一个实施例的立体图。

具体实施方式

在图1中示出了用于精加工工件的设备，并且该设备在整体上由附图标记10表示。该设备具有用于在安装表面上进行安装的机架12。

机架12包括用于布置用于载架18的线性引导件16的机架部14。载架18可以借助驱动装置20沿移动轴线22移动。载架用于布置多个加工单元24和26。

优选地，为了加工曲轴，加工单元24、26中的至少一者被设计为用于加工曲轴的中心轴承。在附图中由附图标记24表示的这种加工单元具有在精加工中心轴承的过程中位置固定的工作区域28。在附图中，由附图标记26表示的至少一个其他的加工单元具有工作区域30，在精加工曲轴的连杆轴承时，工作区域30沿着连杆轴承表面的环绕工件轴线32的移动轨道进行跟踪。为此，加工单元26具有如下部件，该部件以已知的方式为工作区域30的圆形或者轨道形的移动创造移动自由度。

工件轴线32对应于机头座36的旋转驱动器34的旋转轴线。机头座36和尾座38一起形成工件支架。此外，该设备还包括摆动驱动器40，借助该摆动驱动器40使机头座36、尾座38和固定在它们之间的工件沿工件轴线32进行摇摆运动，即往复运动。

在加工单元24或26的工作区域28或30中布置有诸如例如精加工石料或精加工带等具有研磨作用的精加工工具，在加工工件的过程中相对于轴承表面按压该精加工工具。

加工单元24、26可以相对于载架18分别沿定位轴线42、44移动。优选地，沿着定位轴线42或者44分别设置有多个加工单元并且可以彼此独立地定位这些加工单元。然而，为清楚起见，附图仅示出了两个加工单元24和26。

设备10包括在图1中整体上由附图标记46表示的机架固定部件。部件46与设备10的加工单元24相配合。设备10包括另外的部件48，由于所选择的立体图，部件48在图1中未被示出并且布置在设备10的后侧上。部件48与根据图2的部件46相同，并且与加工单元26相配合，其中，以下参照加工单元24和部件46描述的结构和工作原理与部件48和加工单元26的结构和工作原理相同。

部件46具有用于布置垂直线性引导件52的机架固定板件50。此外，板件50还用于布置螺杆驱动器54，借助螺杆驱动器54能够可旋转地驱动螺杆部件56。螺杆部件56具有阶梯状的外周面58，外周面58用于使传感器60能够检测螺杆部件56的旋转位置。

螺杆部件56的旋转经由传动机构62传递到螺杆工具64。传动机构62允许螺杆工具64相对于螺杆部件56在平行于螺杆轴线66的方向上移动。通过这种方式，螺杆工具64可以在静止位置(参见图3)和啮合位置(参见图4)之间移动。

螺杆工具64由螺杆部件56上的压力弹簧68支撑，从而在朝向啮合位置的方向上预张紧螺杆工具64。为了使螺杆工具64保持在静止位置上，设置有对置支架70，对置支架70布置在能够在竖直方向上沿着线性引导件52移动的支架72上。

可以借助操作驱动器74在垂直方向上操作支架72，以便可以在下部位置(参见图3)和上部位置(参见图4)之间可移动地驱动对置支架70。

操作驱动器74例如可以设置为气动驱动器的形式，并设置有气动缸78，气动缸78可以在下部位置(参见图3)和上部位置(参见图4)之间沿着操作轴线76移动。

参见图2，支架72连接到形状配合元件(Formschlusselement)80。该形状配合元件具有螺栓容纳部82，螺栓容纳部82用于可拆卸地连接到加工单元24的螺栓84，比较图3和图4，其中，图3示出了形状配合元件82、84的静止位置，并且图4示出了形状配合元件82、84的形状配合位置。形状配合元件82、84与操作驱动装置74和支架72一起形成了连接装置86。

下面将参照图3和图4来描述设备10的整体上由附图标记88表示的固定装置。载架18具有载架板90。加工单元24具有底板92，底板92可以相对于载架18的载架板90沿定位轴线42移动。

在底板92上固定有用于可旋转地布置主轴96的主轴支架94。主轴96通过螺纹与楔形块98配合。楔形块98具有楔形表面100，楔形表面100与载架18的载架板90的楔形表面102配合。

在图3和图4中，固定装置88被示出为如下状态：经由楔形连接100、102在载架18上固定加工单元24。为了拆卸固定装置88，在驱动器74的操作下，可以将螺杆工具64从图3所示的静止位置移动到图4所示的啮合位置，使得螺杆工具64配合到主轴96的工具接合表面(未以附图标记示出)。由螺杆驱动器54产生的旋转运动传递到主轴96。主轴96的转动使楔形块98从图3和4所示的位置开始向下移动，从而拆卸楔形连接100、102。

楔形块98具有指示器104，以用于指示图3和图4中的固定装置88的闭合状态。如上所述，参看图4中的附图标记106，当拆卸楔形块98并且向下移动楔形块98时，指示器104同样向下移动。

具有螺栓容纳部形式的形状配合元件82连接到螺栓84，同时，与之一起进行的是，将螺杆工具64从根据图3的静止位置转移到根据图4的啮合位置。由此，在拆卸固定装置88之后，加工单元24可以固定在位置固定的连接装置86上。通过借助驱动装置20移动载架18，具有载架板90的载架18沿定位轴线42移动，由此改变了加工单元24相对于载架18的相对位置。在到达期望的相对位置之后，再次操作螺杆驱动器54，从而使螺杆工具64转动主轴96并且张紧楔形连接100、102。最后，形状配合元件82可以再次回到静止位置，并且螺杆工具64也可以再次回到静止位置，其中，借助操作驱动器74同时实现这些操作。

在使用部件48的情况下，将上述的对处理单元24的定位类似地用于加工单元26。

在图1中，在机头座36和尾架38之间形成的工作区域由附图标记108表示。以平行于工件轴线32的方式，用于载架18的线性引导件16延伸超过工作区域108，并到达维护区域110中。优选地，在其它加工单元被指派到工作区域108并且能够进行工件的精加工的同时，载架18可以至少部分地引入到维护区域110中，使得至少在载架18的特定区域中布置的加工单元24可以转移到维护区域110，从而可以维护和/或维修该加工单元(然而，也可以维护和维修在工作区域中布置的加工单元，特别是在通过移动相邻的加工单元改善了加工工件横向的可触及性(特别是直到维护区域110)之后)。

图5中示出的设备10具有固定装置88(其可以用于代替上述的固定装置88)。该固定装置88包括夹紧套筒112和夹紧杆114。夹紧杆114以平行于加工单元24的定位轴线42的方式延伸，并固定在载架18上，载架18可以以上述方式沿轴线22移动(参见图1)。夹紧套筒112设置在加工单元24上。为了拆卸并在夹紧杆114上固定夹紧套筒112，设置有已知的且未进一步说明的液压式操作设备116。

在根据图5的设备10中，可以省略上述的用于操作固定装置88的螺栓传动装置54。然而，根据图5的设备10同样具有用于操作驱动元件78的操作装置74。操作装置74沿着操作轴线76移动第一形状配合元件82(例如螺栓容纳部)，以使第一形状配合元件82在静止位置(在该位置拆卸连接装置86)和形状配合位置(在该位置连接连接装置86)之间移动。虽然形状配合元件82可沿着操作轴线76移动，但其相对于定位轴线42并且相对于机架12是位置固定的。这意味着操作装置74的位置固定的部分连接到机架12。

在加工单元24上固定有具有螺栓形式的第二形状配合元件84。以上述方式进行加工单元24和载架18之间的相对定位。此外，可参考上述对根据图1至图4中的实施例的描述。

Claims (15)

1.一种用于精加工工件的设备(10)，其具有：

工件支架(36、38)；

旋转驱动器(34)，其用于产生所述工件的围绕工件轴线(32)的旋转运动；

摆动驱动器(40)，其用于产生以平行于所述工件轴线(32)的方式定向的摆动运动；

至少一个加工单元(24、26)，其分别具有至少一个精加工工具，

其中，所述加工单元(24、26)的位置能够沿以平行于所述工件轴线(32)的方式取向的定位轴线(42、44)进行调节，

其中，在载架(18)上设置有用于可拆卸地固定所述加工单元(24、26)的固定装置(88)，

其特征在于，设置有连接装置(86)，所述连接装置能够可拆卸地连接到所述至少一个加工单元(24、26)，并能够可拆卸地连接到用于在平行于所述工件轴线(32)的方向上移动所述连接装置(86)或者所述载架(18)的驱动装置(20)。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述驱动装置驱动所述连接装置(86)，使得所述连接装置(86)在连接到所述加工单元(24、26)的状态下使所述加工单元(24、26)相对于所述载架(18)移动。

3.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述连接装置(86)是位置固定的并在连接到所述加工单元(24、26)的状态下沿所述定位轴线(42、44)保持所述加工单元(24、26)，并且所述驱动装置(20)使所述载架(18)相对于所述加工单元(24、26)移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)具有相互独立地、可拆卸地连接到所述连接装置(86)的多个所述加工单元(24、26)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述固定装置(88)包括夹紧杆(114)和可拆卸的夹紧套筒(112)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述固定装置(88)包括楔形连接(100、102)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，设置有用于拆卸和固定所述固定装置(88)的螺杆驱动器(54)。

8.根据权利要求7所述的设备(10)，其特征在于，设置有用于检测所述螺杆驱动器(54)的螺杆部件(56)的角位置的传感器(60)。

9.根据权利要求7所述的设备(10)，其特征在于，所述螺杆驱动器(54)具有螺杆工具(64)，所述螺杆工具能够沿螺杆轴线(66)在静止位置和用于操作所述固定装置(88)的啮合位置之间移动。

10.根据权利要求7所述的设备(10)，其特征在于，所述螺杆驱动器(54)是扭矩控制的。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述连接装置(86)包括形状配合连接。

12.根据权利要求11所述的设备(10)，其特征在于，设置有两个形状配合元件(82，84)，所述两个形状配合元件在形状配合位置和静止位置之间能够彼此相对移动，并用于连接和拆卸所述形状配合连接，其中，借助操作驱动器(74)，至少一个所述形状配合元件(82)能够沿操作轴线(76)移动。

13.根据权利要求12所述的设备(10)，其特征在于，

设置有用于拆卸和固定所述固定装置(88)的螺杆驱动器(54)，

所述螺杆驱动器(54)具有螺杆工具(64)，所述螺杆工具能够沿螺杆轴线(66)在静止位置和用于操作所述固定装置(88)的啮合位置之间移动，

所述操作驱动器(74)的驱动元件(78)能够在运动方面连接到所述螺杆工具(64)。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述载架(18)能够相对于由所述工件支架(36、38)限定的工作区域(108)至少部分地偏离地布置在维护区域(110)中。

15.根据权利要求14所述的设备(10)，其特征在于，在所述工作区域(108)中布置有至少一个所述加工单元(24)，并且同时在所述维护区域(110)中布置有至少一个其他的所述加工单元(26)。