[发明专利]珩磨机器

说明书

珩磨机器，包括支撑结构和至少一个珩磨单元，并具有可以相对于支撑结构固定地安装的主支撑件，以及主轴单元，主轴可旋转地安装在主轴单元中，且在工具侧端部处具有用于紧固珩磨工具的装置。珩磨机器还具有：线性引导系统，其布置在主支撑件和主轴单元之间，且用于引导主轴单元相对于主支撑件的线性冲程运动；用于产生主轴单元的冲程运动的冲程驱动器；和对准系统，其用于设置主轴轴线相对于支撑结构的对准。对准系统被设计用于主轴轴线相对于支撑结构的对准的连续可变的、可逆的设置，其中对准系统被设计用于独立地设置主轴轴线沿两个相互垂直的平移轴线的位置，且用于设置主轴轴线相对于两个相互垂直的旋转轴线的定向。

技术领域

本发明涉及一种用于珩磨工件中的孔的珩磨机器(honing maching)。

背景技术

珩磨是一种利用几何形状不确定的切削刃的切削加工方法，在所述切削加工方法的情况下，珩磨工具实施由两个分量构成的切削运动，并且在珩磨工具的一个或多个切削材料本体(例如珩磨条)和待加工的孔的内表面之间有恒定的面接触。珩磨工具的运动学特征在于旋转运动、沿孔的轴向方向延伸的冲程运动(stroke movement)的叠加。通常，还设置可选的扩开运动(expansion movement)，其引起珩磨工具的有效直径发生变化。

珩磨工具在孔内的一次性冲程运动(包括进入孔内以及随后从孔内缩回)被称为“滚齿”(hobbing)。孔内的重复冲程运动(即进入孔内，然后在孔内循环往复运动，并随后在端部处从孔内缩回)被称为“振荡”(oscillating)。

在振荡珩磨过程中，通常需要扩开运动，因为珩磨工具的有效直径在振荡期间主动变化。另外，切割材料本体的磨损通常通过扩开运动来补偿。

珩磨工具的运动学产生了在孔的内表面上具有纵横交错的加工痕迹的表面结构。通过珩磨精加工的表面可以满足关于尺寸和形状公差的极高要求，并且在某些情况下具有特殊的表面粗糙度和结构，例如平台表面，其将由于高的材料接触率而具有较低的磨损与能够容易地接受用于润滑的油膜能力相结合。因此，通过珩磨加工了发动机或发动机部件中的许多高负荷滑动表面，例如发动机缸体中的缸筒或喷射泵壳体中的孔的内表面。

珩磨机器是适合于珩磨工件中的孔的机器工具。所述珩磨机器具有至少一个珩磨单元，该珩磨单元安装在固定至该机器的支撑结构上，例如支架、立柱或框架。珩磨单元包括主轴单元，在该主轴单元中可旋转地安装有主轴。主轴借助于旋转驱动器可绕其主轴轴线旋转，并且在工具侧端部处具有用于紧固珩磨工具的装置。线性引导系统布置在主支撑件和主轴单元之间，该线性引导系统用于引导主轴单元相对于主支撑件的线性冲程运动。为了产生平行于主轴轴线的主轴单元的冲程运动，设置了冲程驱动器。通常，此外还设置有用于扩开珩磨工具的扩开驱动器。扩开驱动器例如可以联接到在主轴内部延伸的进给杆。

切削材料本体与孔的内表面的面接触产生同轴加工作用，使得孔轴线和珩磨工具的轴线彼此对准。通常，工件和/或珩磨工具具有运动自由度，使得孔和珩磨工具可以彼此对准。

对于具有非常精确的孔的小型工件，在每种情况下，使得工件可以具有两个位移和倾斜自由度，并且珩磨工具绕其刚性旋转轴旋转并且借助于冲程驱动器在孔内上下运动。可以刚性地容纳大而笨重的工件，并且珩磨工具例如设有两个接头(joint)，使得珩磨工具的位置和角度姿态可以适应于当前的孔轴线。

如果既使用刚性珩磨工具(不具有接头)又使用刚性工件接收器(不具有位移和倾斜自由度)，那么会影响工件中的孔轴线的位置和姿态，因为珩磨工具和孔的内表面试图彼此对准，且因此在工件中存在局部不同的切削条件。如果仅限制了某些自由度(例如，如果仅防止了工件的倾斜，但允许位移且珩磨工具是刚性的，即没有接头)，则在这种情况下，孔轴线的角度位置受到影响，但是孔中心的位置基本保持不变。