[发明专利]精钻和珩磨组合加工方法和用于实施该方法的加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及适用于通过精钻和接着的珩磨来精加工工件中孔的圆柱形内表面的方法和用于实施该方法的加工装置。优选的应用领域是发动机制造的构件中的基本上圆柱形的滑动支承表面的精加工、特别是发动机缸体的气缸工作表面的加工或连杆中的连杆孔的加工。

背景技术

常规的珩磨是用几何上不确定的刀刃的切削方法，在该方法中，多刃的珩磨工具实施包括两个分量的切削运动，该切削运动导致加工的内表面的具有交叉的加工纹路的特征的表面结构。最终加工的表面可通过珩磨产生，该表面满足关于尺寸公差和形状公差和关于表面结构的非常高的要求。与之相应地，例如在发动机制造中气缸工作表面，亦即在发动机缸体中的或在装入发动机缸体中的气缸套的气缸孔的内表面、轴的支承表面和连杆孔中的圆柱形内表面受到珩磨加工。在加工气缸工作表面时通常实施多个不同的接连的珩磨操作，例如用于产生要求的孔的宏观形状的具有较大材料去除量的预珩磨，以及具有较少的材料去除量的最终珩磨，以产生在完成的工件上需要的表面结构。

为了为珩磨准备需要加工的工件，可以在珩磨操作之前通过精钻进行预加工，该预加工有时也称为精车或精旋。例如在加工连杆时，有时在切断与用于最终加工的珩磨之间中间进行精车加工。适合的精钻操作用于确定孔的要求的位置和角位置。由此在孔的接着的珩磨操作中可以用万向节接合地或按另一方式有限活动地支承的珩磨工具跟踪通过精钻操作确定的孔轴线。珩磨操作使用比精钻较少的加工余量的一个基本目的是产生要求的表面粗糙度、圆柱度和直径。

由国际专利申请WO 2008/009411已知同类方法和同类加工装置。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是，更有效地构成精钻-珩磨的工艺链。

为了达到该目的，本发明提供一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求30的特征的加工装置。有利的进一步的构成在诸从属权利要求中说明。全部权利要求的表述通过引用而成为说明书的内容。

按照本发明的阐述，用于通过精钻和接着的珩磨来精加工工件中的孔的内表面的方法具有下列步骤：借助于精钻装置的精钻工具精钻工件的至少一个孔，以产生精钻的孔；将工件传送到珩磨装置的加工位置，以借助于珩磨装置的珩磨工具加工精钻的孔；借助于为珩磨装置配置的测量装置测量精钻的孔，以产生至少一个代表精钻的孔的特性的孔测量信号；并且根据孔测量信号控制精钻装置的运转；其中，设置直接在传送之前的、作为半精加工进行设计的输出精钻加工，并且利用精钻工具实施该输出精钻加工，该精钻工具具有至少一个可控制的刀刃，所述可控制的刀刃的位置根据孔测量信号进行控制，并且在传送之后的输入珩磨加工中去除至少100μm的加工余量。

用于通过精钻和接着的珩磨来精加工工件中的孔的圆柱形内表面的适用于实施该方法的加工装置包括：精钻装置，其具有至少一个用于支承精钻工具的精钻主轴和用于控制精钻装置的运转的精钻控制装置；珩磨装置，其具有至少一个用于支承珩磨工具的珩磨主轴和用于控制珩磨装置的运转的珩磨控制装置；所述珩磨装置具有至少一个测量装置，该测量装置用于测定通过精钻装置加工的精钻的孔和用于产生代表精钻的孔的特性的孔测量信号，并且精钻控制装置用于根据孔测量信号控制精钻装置的运转。

本发明设定，去除量的较大份额从精钻加工或从精钻转到珩磨。因此按照本发明建议，在传送以后进行的输入珩磨加工去除至少100μm的加工余量。

与使用几何形状确定的刀刃工作的钻孔工具相比，珩磨工具具有显著更高的使用寿命，从而可以无刀具更换地加工较大量的件数。在钻孔工具中几何形状确定的刀刃的磨损可能导致切进状况的逐渐的改变并从而导致表面质量和形状精度的恶化，而珩磨工具的切削能力由于设有结合的切削细粒的刀刃组的自磨锐效果在其使用寿命中基本保持不变，从而即使在加工大量件数的工件和在每个孔的较大的去除量时，也可达到形状和表面微观结构的很大程度上保持不变的质量。

例如设定，直接设置在传送之前的输出精钻加工设计成半精加工。在现有技术中，使用几何形状确定的刀刃的切削加工分为预加工或粗加工过程(粗钻加工)、半精加工和最终加工。在精钻方面最终加工具有加工的表面的最高质量。在精加工方面不再需要该质量等级，所述最终加工被省去。

因此在加工任务的一部分从精钻向珩磨转移时可以提高总体工艺的生产率。