用于对工件精加工的精加工装置

摘要

本发明涉及一种用于对工件（12）精加工的精加工装置（10），其包括用于产生驱动力的力产生装置、力传输臂和用于对精加工工具施加工作力的按压装置（20），其中设置有检测装置（76），用于对力传输臂（60）的设置在驱动力和工作力之间的力流中的区段的变形进行检测，和/或用于对该区段（64,66）中的变形力进行检测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对工件精加工的精加工装置，其包括用于产生驱动力的力产生 装置、力传输臂和用于对精加工工具施加工作力的按压装置。

背景技术

工件的精加工是一种也称作“超精加工”或“特细加工方法”的用于对工件进行表 面加工的方法。在该方法中，起磨蚀作用的精加工工具例如精加工石或精加工带按压到 待加工的工件表面上。在此，待加工的工件表面旋转。待加工的工件表面的旋转优选与 振荡运动叠加，在振荡运动中，精加工工具和待加工的工件表面沿着与旋转轴线平行或 者倾斜的方向相对于彼此运动。

待加工的工件和/或精加工工具的不同运动的复杂性使得即使在精心设置和操作精 加工装置的情况下仍会出现干扰，例如由于力产生装置的阻塞或者由于工件突出部与精 加工装置的部件之间的冲撞造成的干扰。

发明内容

由此，本发明基于如下任务：能够以尽可能简单和快速的方式检测在精加工工件期 间在精加工装置情况下出现的机械干扰。

根据本发明，该任务在开头所述类型的精加工装置中通过如下方式解决：设置有检 测装置，用于检测力传输臂的设置在驱动力与工作力之间的力流中的区段的变形，和/ 或用于检测位于该区段中的变形力。

在根据本发明的精加工装置中，传输驱动力并且将其转换为工作力的、就其本身而 言刚性的部件与检测装置结合来使用，以便检测变形和/或引起变形的力。检测所提及的 变量中的至少一个能够实现的是，可以检测精加工装置的机械干扰，并且更确切而言尤 其在精加工工具的工作区和待加工的工件表面附近设置的区域中检测精加工装置的机械 干扰。

检测装置例如能够实现的是，可以检测力产生装置的干扰。这样的干扰可能由于产 生不够高或者变化过于强烈的驱动力，由此，形成过高的工作力或者变化过于强烈的工 作力。工作力与预定工作力的这种所不希望的偏差影响在工件表面的精加工时能够实现 的精度。因此，除了检测精加工装置的机械干扰之外，根据本发明的精加工装置还能够 实现确定与预定加工质量的偏差。

如果在本发明的范围中提及力传输臂的位于驱动力与工作力之间的力流中的区段， 则就此指的是如下材料区段：在这些材料区段中能够由于驱动力的引入和工作力的引出 而检测变形和/或该变形引起的力。在此可以涉及具有外表面的材料区段和/或“位于内 部”的材料区段，即不具有外表面的材料区段。

根据本发明的精加工装置原则上适于力传输臂的任意负载。然而，当力传输臂由于 驱动力的引入和从工件通过精加工工具作用到按压装置上的反作用力而被弯曲时，得到 对于机械干扰的特别可靠的检测。在这种弯曲的情况下，尤其在力传输臂的外表面上出 现可以特别好地检测的变形。

当力传输臂由于从沿着振荡轴线振荡地驱动的工件作用到按压装置上的摩擦力而 扭曲时，根据本发明的精加工装置也是特别良好地适合的。在会附加于或替选于前述弯 曲负载出现的该负载的情况下，也可以以简单方式检测尤其在力传输臂的外表面上的变 形。

有利的是，检测装置检测的变形是拉伸和/或波状变形。这使得能够使用比较简单 的、下面还要更详细描述的传感器。

为了将驱动力转换为工作力而优选的是：力传输臂以能围绕枢转轴线枢转的方式安 置。

还有利的是：驱动力和工作力关于枢转轴线在力传输臂的彼此背离的区段上起作 用。这使得能够在具有两个彼此对置的力传输臂的精加工装置中设置力产生装置，该力 产生装置产生彼此背离的驱动压力，这些驱动压力然后转换成朝向彼此的工作力。

特别优选的是，检测装置设置在其中工作力起作用的区域与枢转轴线之间。由此， 对于力产生装置可用的结构空间完全保持不变。此外，可以检测出现比较大的变形和/ 或变形力的区域中的变形和/或变形力。

检测装置例如可以是表面拉伸传感器。这种表面拉伸传感器例如从瑞士温特图尔的 科斯特勒仪器股份公司（Kistler Instrumente AG）已知，例如类型名称为“9232A…”。 这种传感器比较鲁棒并且能够实现简单地检测在力传输臂的外表面上的拉伸或波状变 形。

对此附加或替选地可能的是，检测装置包括横向测量销（Quermessdübel）。在这种 横向测量销的情况下检测力传输臂的内部区域中的变形。例如，可以使用科斯特勒公司 的“9241C…”类型的石英横向测量销。

根据本发明的一个实施形式，按压装置与精加工石形式的精加工工具连接。在该情 况下，按压装置的工作力传输到精加工石中，然后精加工石以工作面来精加工工具表面。

对此替选地，按压装置具有用于朝着精加工带形式的精加工工具按压的按压面。在 该情况下，工作力施加到精加工带上，精加工带在其方面将工作力传输到待加工的工件 表面上。

附图说明

本发明的其他特征和优点是下面优选实施例的描述和附图的主题。

在附图中：

图1示出了用于对工件精加工的精加工装置的一个实施形式的立体图；

图2示出了根据图1的精加工装置的部分的侧视图；

图3示出了用于对工件精加工的精加工装置的另一实施形式的与图2对应的侧视 图。

具体实施方式

精加工装置的整体上以附图标记10表示的实施形式用于对工件12精加工。精加工 装置10包括位置固定的支架14，其具有支架部分16，用于将下面详细阐述的安置装置 18与支架14连接。安置装置18用于将下面详细阐述的按压装置20安置在支架14上。 按压装置20将例如精加工带形式的精加工工具22（参见图2）压向工件12的待精加工 的表面。

精加工装置10包括用于将工件12围绕工件轴线26（参见图2）旋转的旋转驱动装 置24（参见图1）。旋转驱动装置24包括主轴箱28和尾座30。工件12夹紧在主轴箱28 与尾座30之间。旋转驱动装置24与工件12的组合能够借助振荡驱动器32沿着与工件 轴线26平行的振荡轴线34短程地来回运动。

有利的是，振荡驱动器32包括用于固定主轴箱28和尾座30的支承体36。支承体 36借助就其本身而言已知并且因此未详细阐述的驱动装置、例如偏心驱动器形式的驱动 装置来驱动。

工件12具有相对于工件轴线26偏心错移的工件环周面38。尤其是，工件环周面 38围绕附加轴线40同心地延伸，其中附加轴线40与工件轴线26平行并且间隔地延伸。

工件12尤其是曲柄轴。工件环周面38尤其是曲柄轴的销轴承（Hublager）的安置 面。

在加工工件12时，工件12围绕工件轴线26旋转。在此，工件环周面38与轴线40 和26的间隔对应地圆形地围绕工件轴线26运动。上述旋转运动借助振荡驱动器32与图 1中以双箭头42表示的振荡运动叠加，以便在精加工工具22的摩擦作用下为工件环周 面38设置交叉磨削结构。

因为工件环周面38如上面阐述的那样圆形地围绕工件轴线26运动，所以需要的是， 精加工工具22并且由此按压装置20也能够跟随工件环周面38的该运动。因此，安置装 置18为了将按压装置20安置在支架14上而具有两个自由度，其能够实现按压装置20 在与工件轴线26垂直的平面内的运动。

安置装置18包括枢转部分44，其能够借助枢转轴承46围绕枢转轴线48枢转地保 持在支架部分16上。枢转轴线48与工件轴线26平行地延伸。

枢转部分44用于设置至少一个线性引导部50，借助该线性引导部，轴承部分52 以能够沿着线性引导部50的引导轴线54相对于枢转部分44推移的方式来安置。

轴承部分52基本上在垂直于工件轴线26的平面内延伸。轴承部分52具有穿通部 56，枢转轴承46穿过该穿通部。

轴承部分52具有朝向工件26的轴承部分端部58，用于设置至少一个力传输臂60， 优选用于设置两个力传输臂60。

力传输臂60能够相对于轴承部分52围绕相应的枢转轴线62枢转。枢转轴线64尤 其与枢转部分44的枢转轴线48平行。

力传输臂60具有在按压装置20与枢转轴线62之间延伸的第一区段64。力传输臂 60还具有第二区段66，其在枢转轴线62与力产生装置68之间延伸。

力产生装置68例如以液压单元70的形式构建，其对力传输臂60的第二区段66施 加驱动力72。

按压装置20包括至少一个与力传输臂60相关的按压元件73，优选两个分别与力传 输臂60相关的按压元件73，所述按压元件分别具有按压面75。按压面75尤其壳状地构 建，使得构建成精加工带的精加工工具22能够沿着工件环周面38的部分环周压向该工 件环周面。

按压装置20和力产生装置68关于枢转轴线64设置在按压元件60的彼此背离的侧 上。以该方式，彼此背离的驱动力72可以转换为朝向彼此的工作力74。

由于由按压装置20施加到工件12上的工作力74，分别彼此相反地取向的反作用力 从工件12作用到按压装置20上。该反作用力基本上平行于驱动力72取向，并且关于枢 转轴线62作用到力传输臂60的彼此背离的区段64和66上。由此，力传输臂60被弯曲。

由于工件12沿着振荡轴线42的振荡，摩擦力在工件环周面38与精加工工具22之 间起作用，该摩擦力传输到按压装置20上并且由此也传输到力传输臂60上。由此，力 传输臂60在与振荡轴线42平行的方向上承受横向力。由此，力传输臂60的弯曲应力与 扭曲应力叠加。

为了检测力传输臂60的至少之一的变形而设置有检测装置76，其与至少一个力传 输臂60连接。检测装置76例如是表面拉伸传感器78（参见图2）或者横向测量销80（参 见图3）。

检测装置76优选设置在力传输臂60的如下区域中：在该区域中，由于作用到力传 输臂60上的力，存在最大可能的变形。由于由工件12作用到按压装置20上的反作用力 和驱动力72所引起的力传输臂60的弯曲应力，力传输臂60的最大波状变形在力传输臂 60的（沿着力传输臂的纵向延伸来看的）中间区域中出现，并且更确切而言在力传输臂 60的与工件12背离的外侧82上出现（参见图2）。

力传输臂60的最大拉伸同样在力传输臂60的中间区域中出现，然而在力传输臂60 的朝向工件12的内侧84上（参见图3）。因此优选的是，表面拉伸传感器78定位在力 传输臂60的外侧82和/或内侧84上，或者与力传输臂60的外侧82和/或内侧84相邻 地定位。

在使用横向测量销80时也优选的是，横向测量销虽然设置在力传输臂的材料内， 然而在那里与力传输臂60的外侧82和/或内侧84相邻地设置。