CN101610874B - 用于完全研磨短的和/或条形工件的方法和研磨机 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于研磨短的和/或条形工件的方法和研磨机,用该方法和研磨机通过对两个平行的端面和对侧面的外部轮廓的研磨能够用极短的周期时间完全加工工件。研磨机包括两个研磨主轴,研磨主轴通过平行的转轴以串联结构设置在共同的研磨主轴头上并且共同在X方向上进给。与用于工件的特殊的保持和输送装置结合对每两个工件至少在部分时间段同时研磨,其中,在一个加工位置上研磨一个工件的端面以及在第二个加工位置上实现对第二个工件的外部轮廓的最终的非圆形研磨,之前第二个工件的端面已经研磨完成。

Description

用于完全研磨短的和/或条形工件的方法和研磨机
技术领域
本发明涉及一种用于完全研磨短的和/或条形工件的方法和研磨机,所述工件具有非圆形的、通过平直的和/或弯曲的直线形成的横截面以及平坦的相互平行延伸的端面,本发明还设计涉及一种研磨机,其中,以串联的方式设置有两个研磨主轴并且该研磨机特别适合于所述方法的实施。
背景技术
术语“短的和/或条形的工件”表示的是,工件无需通过研磨盘在Z方向上也就是说在工件的纵向上的位移进行研磨加工,或者最多只存在在Z方向上很小的位移,其比如用于在端面的区域中产生棱角。因此只有在与此垂直的X方向上实现研磨盘的进给。工件总是都具有两个互相平行的端面和优选与此垂直的长度为“L”的外部轮廓,其中,长度“L”可以大于或小于端面的有效直径。因此,既包括了条形的工件也包括了盘形的工件,其可以具有任意的横截面/外部轮廓。为了简略起见下文中运用“条形工件”,其中也应该包括盘形工件。
这种短的、条形的工件的优选的和示例性所指的应用领域包括机械的调节、开关和控制装置,其中,条形部分作为执行元件传递运动和力。在这种情况下,条形工件可优选具有10至80mm的长度和优选具有边长为2至15mm的正方形横截面。工件的材料可以是不同的金属,但也可以是陶瓷材料。通过非圆形的横截面在相应的引导下实现条形的执行元件在装入的状态下只在它的纵向上运动,但不转动。
在这种使用情况下对完成研磨的条形工件提出极高要求;所谓的要求首先是基本尺寸的精确度、端面的平行度、纵向和端面之间的直角的准确保持、端面的平整度以及最大的粗糙度梯度高Rz。
实际应用的情况下需要的精确度可以如此实现,其中,条形工件的每一面各自地通过水平的平面研磨进行加工。但这种方法限制为具有直角棱角的几何横截面。在这种研磨方法下基于和研磨盘的表面接触只能很困难地向研磨区供应冷却润滑剂。出于此原因不能够达到和用周边研磨一样的时间节省量。此外,工件必须经常地被翻转和包夹,从而无法得到经济的批量生产。由于工件被翻转和包夹,无法实现如同根据本发明的方法一样较小的制造公差。
在DE 102006007055A1描述了用于研磨加工此类工件的一种方法和一种设备,其中,首先将工件在它的周边处固定并且送至研磨台。在那里借助于双研磨盘同时粗磨和精磨两个端面。对于双研磨盘而言,两个相互成一定间距的同轴设置的、旋转的研磨盘包夹工件。研磨盘在彼此面对的内侧载有研磨层,用于粗磨和之后的精磨,该过程通过研磨主轴在进给方向(X轴)上依次移动实现。研磨盘的精磨区域的间距与待加工的工件的研磨尺寸一致。对端面进行加工之后将工件传递到第二夹紧处,其中,工件在它的端面上被夹紧。在那里通过非圆形研磨产生工件的外部轮廓,为此第二研磨主轴向加工位置向内摆动。用于双研磨的第一研磨主轴位于与第二研磨主轴同样可摆动的外壳上,这时第一研磨主轴从加工区域中向外摆动。加工外部轮廓以后将加工完全的工件取出并且将下一个工件放入用于对端面进行双研磨的位置中,为此第一研磨主轴必须重新向内摆动并且进给。
在实际中得出的是,用于在加工位置中的两个研磨主轴的交替的向内摆动和进给需要相当大的时间消耗,在这个时间消耗中无法实施对工件的加工。因此设备的生产能力受到损失,特别是在考虑通常极大的待生产的工件数的情况下这是个非常大的缺点。不能用于研磨的时间或者说期间不能至少部分地时间平行地研磨的时间,即能够占用用于工件的整个加工时间的30%至50%。
发明内容
本发明的任务在于,设计一种文章开头所述的方法和研磨机,使得实现加工周期的减小,并且因此达到改善的具有极好的研磨效果的经济的批量生产。
按照本发明的一个方面,用于研磨条形工件的方法(条形工件具有非圆形的、通过平直的和/或弯曲的线构成的横截面以及平整的、相互平行延伸的端面)具有以下的方法步骤:未加工的条形工件被传递给具有多个夹紧位置的、能够移动的保持装置,并且在第一夹紧位置上在条形工件的纵面处夹紧;将被夹紧的条形工件通过保持装置引入第一加工位置,同时,为了双平面研磨条形工件的端面,将条形工件在其第一加工位置中输送给两个旋转的、相互之间以轴向间距D同轴设置的第一研磨盘或者唯一的、具有与两个第一研磨盘对应的研磨层的研磨盘,其中,条形工件的纵向平行于第一研磨盘共同的转轴延伸;在加工位置上通过双平面研磨同时完成条形工件的两个端面的研磨;通过保持装置将被夹紧的条形工件运送到在两个同轴的相互成一定间距的夹具之间的第二加工位置并且在第二夹紧位置上由夹具在条形工件的已经被加工的端面处夹紧,在此之后在纵面处的第一夹紧位置被撤销;夹具被同步地可控地驱动旋转,通过根据C-X-内插法原理的CNC控制的周边研磨在第二加工位置由转动的第二磨盘完成条形工件的纵面的研磨,其中,通过两个夹具的共同转轴和传动轴构成C轴并且X轴垂直于C轴延伸,以及第二研磨盘的转轴平行于两个夹具的共同的转轴和传动轴延伸,其中,具有相互平行延伸的转轴的第一和第二研磨盘以串联结构相叠地以及彼此平行地在侧面错位地设置在共同的研磨主轴头上,其中,位于上方的第一研磨盘位于第二研磨盘前面;为松开第二夹紧,条形工件重新被保持装置接收并且夹具相互离开以及用保持装置引入卸料位置并且紧接着传递到卸料装置处。
通过根据本发明的方法对条形工件的完全的研磨加工在两个分过程中如下进行,即能够在单个研磨机上在连续加工过程中实现完全的加工。此外,依次实现两个相互不同的夹紧位置或者夹紧装置,其周期性地相互转换。首先在可移动的保持装置的多个夹紧装置的一个夹紧装置中分别将每个工件在其纵面上夹紧,即不只置入支承盘的成形的凹槽中,这是第一夹紧位置。夹紧装置优选被设计为装料夹具,其具有两个能相互合并以及相互离开的可移动的夹具,在两个夹具之间通过侧面的夹紧能够固定住工件。与工件接触的面优选与工件预制件的外形相匹配,以便针对通过研磨机的运输和研磨加工可靠地夹持工件。装料夹具如此进行尺寸设计,使得工件的两个端面侧面地从工件突出,从而使其研磨加工能够不受阻碍。装料夹具也必须如此成形,使其也能够接收完成研磨的工件并且为输送到卸料位置夹持住工件。
在夹紧装置中工件被运送到第一加工区域中并在此至少实现两个端面的最终研磨。通常端面在此类夹紧装置中被粗磨和精磨。但在这个位置上不必总是进行分开的粗磨。在夹紧装置相应的设计下双面平磨导致了在端面处极好的效果。同之前一样一直被夹紧,即处于第一夹紧位置的工件然后借助于夹紧装置在两个同轴的、相互成一定间距的夹具之间的运动被运送,并且由夹具在工件的端面处夹紧,该端面已经完成研磨并且由此为精密的后续加工提供了最好的前提条件。此外,在此要严格注意,在包夹时不会出现工件的纵向位移,该纵向位移使工件的位置从所要求的规定位置发生变化,其中该工件的位置是指相对于第二研磨盘的位置。通过实施夹具的运动(用夹具的运动将工件在其端面处夹紧)以及通过实施装料夹具的夹紧力的选择(该夹紧力确保针对第一研磨加工的夹紧),使得在用工具主轴头的夹具在工件的端面夹紧时,工件在其纵向上不移动。
夹具产生了条形工件的第二夹紧位置;此时第一夹紧位置被撤除。通过现在两个夹具同步地和同相地受控制地转动,可以在工件处进行根据C-X-内插法原理的CNC控制的周边研磨。此外,被两个夹具置于旋转中的工件(转轴C)的每个转动位置相应于研磨盘在X轴方向上的给定的距离。与此有关的细节对于CNC控制的非圆形研磨的研磨技术领域的本领域技术人员都很熟悉,在这里无需赘述。
如果条形工件根据非圆形研磨的原理加工,那么存在与平面研磨相反的研磨盘与工件之间的线性接触。由此冷却剂的供应得以改进,并且达到高的时间节省量,因此极大地缩短加工时间。
通过CNC控制的周边研磨能够粗磨和完全研磨具有不同横截面的条形工件,也就是说从简单的正方形的或者长方形的横截面,其具有倒圆的纵向棱边或者在纵向棱边上的平整的棱角,直到棱形的横截面或者具有不同弯曲的边界线的横截面,直到上述所有形状的混合形状。在研磨具有截断的或者倒圆的棱边的平坦的纵面的过程中,同样也在研磨具有完全弯曲的轮廓的横截面的过程中,因平面研磨造成的产生毛边的问题能够很容易避免。上述可能性在实施例的图1中示出。
如果通过覆盖条形工件的整个长度的成形的研磨盘实现周边研磨,工件的纵向轮廓也可以不同地进行设计。相关的例子在实施例的图2中示出。端面的棱角和倒圆也属于这种不同的纵向轮廓。
随着夹具完成研磨后相互离开,第二夹紧位置被松开,并且完成的条形工件又被保持装置中的第一夹紧装置的夹具压紧和夹持。保持装置进入另一个周期,也就是说,以通过夹紧装置的数目(至少3个,优选4、5或者6个)预先确定的角度α转动,并且将完成的工件带至卸载位置,在此工件被传递到卸载装置处。
通过在工件处依次进行两种研磨加工,其中,两个研磨盘必须各自在X方向上仅仅以很小的距离进给以及从工件处移开,产生了相对于根据在DE 102006007055A1中所描述的方法的极大的时间节省。这种时间节省为用于工件研磨加工的总周期时间的30%至50%。节省时间由此得出,用于在加工区域中的研磨主轴向内和向外摆动的相对较长的时间完全被省去,因为根据本发明的串联结构中的两个研磨主轴总是位于与所属的加工区域紧邻的近处。在狭窄限定的区域中,共同设置在主轴头上的研磨主轴和研磨盘只实施在X方向上的运动。取代根据现有技术的研磨主轴的耗费的摆动,仅仅将工件从具有第一研磨盘的第一加工位置输送到具有第二研磨盘的第二加工位置,这种输送能够很快地实现。对此可以在保持装置上同时夹紧多个工件并周期性地输送到研磨区域。在保持装置的每个运动周期中各有两个工件被加工,其中,一个工件在第一加工位置中得到两个端面的完全加工以及另一个工件在第二加工位置被加工完全。由此生产率明显提高。
生产率的另一提高可以由此得到,在加工位置上的两个工件至少在部分时间段内同时被研磨,这对于确定的工件外部轮廓很容易被实现。至少能够在加工周期中的更短的时间段实现两个工件的同时加工,其方式为,在第一加工位置中对端面的完全研磨在时间上与在第二加工位置上的非圆形研磨的开始相重叠。与现有技术相比的主要的优点是通过两个研磨主轴在研磨主轴头上的串联结构以特别的方式得以实现,这种优点也能在与在此描述的方法不同的在其他的输送和夹紧装置的应用中实现。
在本发明的一个有利的实施方式中给出了针对第一研磨过程、端面的双平面研磨的有利的细节。对此,在保持装置中夹紧的工件被运送到第一研磨盘处,该第一研磨盘作为“双研磨盘”可以由两个单独的研磨盘组成,该运送通过保持装置以一个预设的角度α转动得以实现。平面研磨的过程自身通过通常的方法在由第一研磨主轴支承的第一研磨盘处实现。为进行加工,旋转的第一研磨盘、双研磨盘可在X轴方向上移动。在研磨的过程中双研磨盘的两个研磨盘包夹条形工件,工件同时以其平行于第一研磨盘的转轴的纵向延伸。下文对“第一研磨盘”和“双研磨盘”的概念同义地使用,因为重要的是,在此所指的研磨盘具有两个研磨层,能够用这两个研磨层同时研磨工件的两个端面。
工件端面的双平面研磨也可以选择为以如下的方式实现,夹紧地支承工件的保持装置相对于第一研磨盘、双研磨盘为了进行进给而运动。该运动在可转动的保持装置的情况下例如以旋转的周期盘的形式优选以转动的方式实现。该运动当然也可以作为保持装置的线性移动来实现。根据本发明的方法的这种变化形式能够为加工周期获取另外的时间盈余,因为实际上可以同时研磨两个工件。为此已经在端面处加工完成的工件被保持装置带入第二加工位置上并且在那里被第二夹紧装置接收,在第二保持装置上至今夹持工件的夹具相互离开。因此工件与保持装置不再接触并能够被第二夹紧装置以旋转位移的方式在工件的端面处研磨。所涉及的工件从保持装置上的脱离能够使支承下一个其端面待加工的工件的该保持装置能够以如此方式运动,使得下一个工件到达第一研磨盘的研磨区域中并被该研磨盘完成研磨。在这种方法的变换下基本上与之前所述的工件的外部轮廓的非圆研磨同时地实现双平面研磨。如果根据按照本发明的特别优选的实施例的两个研磨盘在串联结构下设置在共同的研磨主轴头上,那么在非圆形研磨时第一研磨盘必然紧接着第二研磨盘的运动。然而这对于根据所描述的方法变化形式的双平面研磨没有意义,因为运动范围仅很小并且相对于第一研磨盘的旋转速度来说运动仅非常缓慢地进行。由此不会损坏第一研磨盘的研磨结果。
在这个位置上也可以如此实施该方法,工件固定保持在它的位置上并且第一研磨盘可以在纵向和横向上向工件移动。研磨盘在纵向上的移动优选用于相对于工件或者相对于用于加工外部轮廓的第二研磨盘的位置调节研磨盘。
根据本发明的方法的改进提供了平面研磨的第一分过程如何能够过渡到周边研磨的第二分过程的有利的可能性。对此选择如下的解决方案,一方面第一研磨盘以及另一方面至少一个第二研磨盘以其所属的研磨主轴支承在共同的研磨主轴头上,该研磨主轴头可以在X方向上移动。通过保持装置的摆动,单个工件依次地首先输送到第一研磨盘的作用区域,然后输送到第二研磨盘的作用区域。针对在研磨过程中所需的在X轴方向上的进给运动,共同的研磨主轴头在X轴方向上的可控地移动。
随着研磨完成之后夹具互相离开,第二夹紧位置松开,并且完成的条形工件重新传递给保持装置。在下一个工作周期中工件被保持装置通过相应的转动带入卸料位置,在该卸料位置上工件能够被卸料装置接收。
按照本发明的方法的一个有利改进,以有利的方式在保持装置的装料夹具中集成传感器,用该传感器能够得出单个的被夹紧的工件的研磨余量。这样得出的值传递到研磨机的控制装置处并且为确定周边研磨的流程所参考。由此也可以加快加工过程。
由于在非圆形研磨工件的外部轮廓时能够产生穿过工件的纵轴的相当大的压力,该压力导致工件的弯曲,由此根据本发明的方法按照一个优选的实施方式如下补充,设置有支架,用于支撑工件抵抗通过横向作用力产生的弯曲。每个装料夹具、即工件的夹紧位置都设有一个支架,支架与装料夹具共同安装在保持装置上。支架能够在保持装置上相对于工件的位置进给或者能够从这个位置上离开,并且只到达第二加工位置,用于通过第二研磨盘研磨外部轮廓。支架的使用根据该优选的实施方式如下实现:在工件在第二加工位置被夹具接收且夹紧之后,装料夹具的夹具打开,从而使工件可以自由旋转以及第二研磨盘具有用于加工的自由空间。在这种状态下首先将工件的边棱圆形地研磨成成品尺寸,这表示,由此确定了完成的工件的最大直径。然后,支架在工件上进给,直到支架在至少逐点的结构中到达工件并因此支撑工件以防止横向作用力。支架的运动优选通过液压的或气动的调整装置实现,该装置对于本领域技术人员非常熟悉。支架在其与工件夹持的一侧具有优选横截面为半圆形的凹槽,该凹槽与所提及的加工完成的工件的最大直径相匹配。由此实现,当工件在支架中旋转时在工件周边的至少一个区域和支架接触,从而在旋转的所有阶段都能发挥支架的支撑作用。然后用贴靠的支架实现工件外部轮廓的完全加工,从而工件的研磨加工结束。然后,支架远离工件,保持装置的装料夹具重新抓住并夹紧工件,然后工具主轴头的夹具互相离开并开始通过保持装置输送。然后保持装置重新在新的工作周期内以α角转动,由此完成的工件从第二加工区域离开并最终输送给卸料装置。根据保持装置上的夹紧位置的数目以及卸料台的设置可能在其它工作周期之后才到达卸料装置,该卸料台的设置与保持装置有关。
在本发明的一个优选实施方式中给出了所述方法的一种变化,根据该变化,边棱只被研磨到接近成品尺寸。这里“接近”是这样理解的,必须只还需磨掉百分之几个毫米,大约百分之一至百分之三毫米就达到成品尺寸。然后例如如根据上一优选实施方式描述的方法,将支架贴靠在工件处并且同样地将工件研磨到接近成品尺寸。此后将支架撤去并且整个外部轮廓被研磨成成品尺寸。因为为此仅还需要极小的去除量,该去除量仅需要很小的研磨压力,所以不会妨碍研磨的精度。
也可以如此操控支架,不必为剩余加工模量的完全研磨将支架拉回以及工件保持被支撑直到到达成品尺寸。
通过支架的使用使得不仅能在加工长的、细的工件时提高精度,也可以在研磨过程中单位时间里具有更高的切削体积下加工,这又减少了工件上的研磨时间。
根据上述实施方式所述的方法特别适合于如在图1(除了图1g)中所示的此类工件横截面的形状。对于此类具有基本上规则的、对称的轮廓和横截面的工件明显地提高了生产的精度。
按照本发明的另一方面,一种研磨机用于完全加工条形工件,条形工件具有非圆形的、通过平直的和/或弯曲的线构成的横截面以及平整的、相互平行延伸的端面,用于实施按照本发明的方法,该研磨机具有第一研磨主轴和第二研磨主轴,其以串联构造方式设置在共同的研磨主轴头上,研磨机还具有能够移动的、具有多个夹紧位置的保持装置,其中,待研磨的工件在保持装置中依次输送给设置在第一研磨主轴和第二研磨主轴上的研磨盘,用于研磨,两个研磨盘的进给始终作用在研磨主轴头的X轴上,其中,两个研磨主轴以串联结构相叠地、相对于垂直的平面彼此平行地在侧面错位地设置,以及串联结构被设计为,第一研磨主轴的第一研磨盘在第二研磨主轴的第二研磨盘的前面对各自所属的工件进行研磨。
这种研磨机的特点在于,在研磨主轴头上的具有平行的转轴的两个研磨主轴以“串联结构”被安装,并且可借助于转轴共同运动。“串联结构”的概念涉及到研磨主轴或者说研磨盘的布置方式并且应表示,两个研磨主轴的研磨盘至少能够在部分时间段内同时对两个工件进行加工,然而为此只需要一个进给机械作用。这个特征使这种结构原则上区别于已公知的两个研磨主轴在一个研磨主轴头上的结构,在该公知的结构中单个的研磨轴通过研磨主轴头的部件围绕转轴的摆动抓住单个的工件。研磨主轴的耗时的摆动通过串联结构被完全取消。尤其是即使根据DE 102006007055A1所公知的研磨机中必须将工件引入加工位置并且又必须引出,用根据本发明的研磨机将工件从一个工作位置引入另一个工作位置的时间消耗与之相反会减少。
按照本发明的研磨机提供了以下优点,总是多个条形工件同时通过机器输送和加工,同时工件在第一夹紧位置中在其端面上被平面研磨以及在第二夹紧位置上在其纵面上通过周边研磨进行加工。在穿过研磨机之后条形工件被研磨完成。加工时间减少到最小。
按照本发明的一个优选实施方式特别有利的是,用于工件的保持装置被设计为周期盘,其中保持装置既用于夹紧工件也用于将工件输送到加工位置并且通过研磨机从装料装置输送到卸料装置。优选构成为圆形平板的周期盘可以绕水平轴转动并且支承在边缘上或外边缘处设置的夹紧位置上,该夹紧位置优选构成为具有两个能相向以及相反运动的夹具的装料夹具。对此至少具有3个,优选4、5或6个夹紧位置,以相同的间距位于周期盘的圆周上。该夹紧位置根据数量的不同以其之间的转角α布置,该转角通过由夹紧位置的数量划分360°得出。在运行中存在以角度α转动的周期盘的周期。此外,优选至少一个工件预制件从装料位置被运送到第一加工位置上,在端面处完成研磨的工件被引入第二加工位置并且在研磨机的加工区域取出完全地研磨完成的工件。
在按照本发明的研磨机的一种优选实施方式中需要支架。
按照本发明的研磨机的另一个优选实施方式提出,根据本发明的研磨机的第二研磨盘与完成的条形工件的纵向轮廓相匹配并且也能够包围住工件端面的棱角。对工件侧面的加工通过按照C-X内插法数字控制的周边研磨能够无周期时间延长地与端面一起研磨倒圆半径或者棱边上的棱角。这在研磨盘的轮廓相应地成形时也适用于端面的棱角。与研磨侧面以及研磨沿纵向延伸的棱角或者倒圆半径同时地在轮廓线中的同样的夹紧中研磨端面的棱角。取消了包夹。上述过程总体上在所需的几何参数(尺寸公差、形状公差、和位置公差)方面基本上能够更容易地和更可靠地被掌控。不仅节约了加工时间,尤其也避免了与包夹紧密相关的不精确性的风险。此外,可以用调整精确度来修整研磨盘的轮廓,该精确度位于μm范围中。因此得出端面棱角,该棱角在其整个纵向上以及上下之间始终具有刚好相同的宽度。就这点而言通过本发明改进了加工的速度同时也改进了结果的精确度。此外也可以如下相应地成形,例如使用不必修整的电镀的研磨盘。
在周期盘的驱动的有利的和优选的设计中,周期盘不仅能在前进的方向上也能在相反设置的后退方向上被驱动。此外基本上能够实现两个研磨盘分别对一个工件的同时研磨,这导致针对工件的完全加工的特别短的周期时间,如下文借助图10和11的说明。
根据本发明的研磨机采用被证明是先进的研磨技术的基本元件工作,但这些基本元件通过智能的传送和夹紧***在新的方法下互相连接。研磨机的构造依旧很简单。研磨机的装料可以用装料单元通过装料孔实现,因此例如能够实现所谓的“关键孔方案”,此方案用于运送工件。此外也可以有其他的用于将工件向保持装置以及从保持装置上送入和送出的输送***的实施方案。
用根据本发明的研磨机也可以经济地完成较小的批量,因为建立该研磨机是为着手在确定的工件型号上的完整加工。因此其具有很高的件数灵活性。特别是通过按照C-X内插法原理的数字控制的周边研磨也得出很高的型号灵活性;在转换到条形工件的另一个横截面形状上的调整时间也可以非常短。例如在3分钟内在具有正方形横截面的条形工件上着手从通过棱角截断的纵向棱边转换到倒圆的纵向棱边,因为转换仅通过用于待生产的工件的部分程序实现。同时棱角和横截面相匹配。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明。附图如下:
图1描绘了应依据本发明的被研磨的条形工件的不同的非圆横截面。
图2示出了待研磨的条形工件可具有的不同的纵向轮廓。
图3是用于实施依据本发明所述的方法的研磨机的实施例的俯视图。
图4示出了依据本发明的研磨机在Z方向上的保持装置的高度上的示意侧视图。
图5A示出了第一和第二研磨盘的相对位置以及两个工件各自的加工位置。
图5B示出了第一和第二研磨盘的相对位置以及两个工件各自的加工位置,其中,两个研磨盘至少部分地同时地抓住工件。
图6示出了通过具有粗磨层和精磨层的双研磨盘的部分横截面以及待加工的工件。
图7示出了第二研磨盘与在转动的夹具之间夹紧的工件接触的详细视图。
图8示出了用支架支撑的工件在外部轮廓的加工位置上的详细视图。
图9示出了按照图8的布置剖开的俯视图。
图10示出了接近同时地加工两个工件的第一阶段。
图11示出了按照图10的实施方法的另一阶段。
具体实施方式
图1举例示出了待研磨的条形工件1的横截面可具有的形状的外观。在最简单的形状中条形工件1是具有正方形端面2和长方形纵面3的方形的条形件,纵面在侧面棱边3a处汇合,见图1a至1d。此类条形工件1的优选应用领域是在机械开关和调节装置中的执行元件。这些执行元件可以具有10至80mm之间的长度L和2至15mm之间的横截面宽度;然而这只是一个例子。作为此类条形工件1的材料可以考虑是不同的金属,也可以是陶瓷材料。横截面可以根据所希望的功能与几何严格的正方形(b)有所不同。因此纵向棱边可以为倒圆(c)或者具有平的棱角(d)。正方形也可以变换成具有凸面(e)或具有凹面(f)的正方形。此外,轮廓可以是具有仅仅通过弯曲的线条所限定的横截面(g),也可以是椭圆形的轮廓(h)或任意级别的多边形(k),其中,正方形横截面的变形具有同样的有效性。
待研磨的条形工件1的纵向轮廓任何情况下都不局限为几何严格的长方形,如同又一次在图2a中介绍。
图2示出了条形工件1的纵面的各种变化。因此也可以在向端面2的过渡中具有平的棱角2a(图2b)或者倒圆2b(图2c)。严格的长方形可以变化成鼓形(d)。此外可以是锥形的纵向轮廓(e),也可以是具有凹陷的中部的长方形的基本形状(f)。
图3示出了根据本发明的研磨机的实施例,用所述研磨机可以从预制件开始完整加工条形工件1。在机床4上设有具有滑轨5的研磨台。保持装置6可以在滑轨5的方向上移动。这种可移动性特别用于调节保持装置6的位置来匹配不同的工件1以及该工件的尺寸。也可以与图3不同,与工件1有关的研磨盘14、15在Z轴方向上的移动能够以十字研磨方案设置在机床4上的X轴下方。
保持装置6包括优选为圆形的周期盘6b,其能绕其中点在垂直于z方向(也即滑轨5的方向)的平面上转动。周期盘6b用支座部分6a与滑轨5相连并且基本上位于滑轨5上方。周期盘6b在它的圆周区域附近支承多个在相同的角度间距上设置的用于接收待加工的工件1、1′的夹紧位置40。此外夹紧位置40被设计为装料夹具24,该装料夹具能够在两个夹具24a之间固定夹紧工件1的外部周边或者通过夹具24a的互相远离移动松开工件的外部周边。装料夹具24朝向工件1的夹具24a的形状优选与未加工的工件1的外形相匹配,以便可靠地固定工件。当然装料夹具24必须也能够可靠地保持加工完全的工件1并且在加工过程中不允许与研磨盘14、15相抵触。
夹紧位置40的最小数目为3个,其中,在运行中至少一个(附图标记43)分别用于工件1的装料和卸料以及另外两个分别位于第一和第二研磨盘14、15的加工位置41、42。然而优选设置多于三个的夹紧位置40,如在图4中所示,其中具有六个夹紧位置。由此装料区域和卸料区域也可以相互分离。然而优选地在同一个位置43上实施工件的装料和卸料,因为由此所需的空间最少。为此当然可以设计本领域技术人员非常熟悉的任何装料和卸料装置。然而与夹紧位置40的数目无关,始终最多同时加工两个工件1、1′,因为根据本发明只有两个研磨主轴12、13,而其分别装配有一个或两个研磨盘14、14a、14b、15。
同样可以在滑轨5上移动的工件主轴头7a和7b位于保持装置6的两侧。工件主轴头7a和7b可以单独地或共同地移动。在工件主轴头7a和7b中设置有能够被驱动旋转的夹具8a、8b。同时具有控制装置,通过该控制装置两个同轴的、以一定的间距设置的夹具8a、8b严格地同步地和同相地转动。
夹具8a、8b在其外端各覆盖有一个摩擦层9a、9b,借助于该摩擦层可以将夹具8a、8b向条形工件1的端面2施加压力,用于夹紧工件,对此参照图7。夹具8a、8b的摩擦层9a、9b由非常耐磨的材料,例如硬金属构成,由此减少其磨损。
严格地垂直于具有滑轨5的研磨台以及工件主轴头7a、7b和/或其夹具8a、8b的侧面的移动方向,研磨主轴头10能够在X方向上,即相对于滑轨5垂直移动。研磨主轴头10支承两个研磨主轴12和13,其在高度上以及相对于与滑轨5的水平距离相互错位设置,如图4中所示。第一研磨主轴12支承两个第一研磨盘14a、14b,而第二研磨主轴13支承第二研磨盘15。研磨主轴12和13驱动所属的研磨盘14a、b和15绕其转轴14c和15a转动。
在研磨技术通常的标记中,滑轨5连同夹紧位置6以及工件主轴头7a、7b的侧面的移动方向定义Z轴。夹具8a、8b的共同的转轴和传动轴16形成转轴C,而垂直于Z轴和所述C轴延伸的研磨主轴头10的移动方向定义为X轴。
图6示出了以两个研磨盘14a、14b的双结构的形式设置的第一研磨盘14即双研磨盘14的细节。两个研磨盘14a、14b在第一研磨主轴12的共同的转轴14c上以轴向间距D设置,通过隔板17限定该轴向间距。每个研磨盘14a、14b由一个基体18a、18b组成。基体18a、18b的两个相互面对的宽面19a、19b在其外部的周边区域上分别具有凹陷20a、20b,具有粗磨层的外部环形区21a、21b和具有精磨层的内部环形区22a、22b位于该凹陷处。两个层21a、21b和22a、22b在凹陷20a、20b内部形成环形体。同时具有粗磨层的外部环形区21a、21b具有向外延伸的锥形的形状。
图5A说明了两个研磨盘14、15的结构和所属的研磨主轴12、13相互之间的轴线以及研磨主轴与具有工件1的保持装置6之间的轴线。该图是Z方向上的侧视图。对于所示出的时间点,第一研磨盘14已经结束了工件端面的加工并且通过在X方向上的移动到达某个位置,在该位置上双研磨盘的两个研磨层不再与工件1接触。此外,其外部轮廓还未加工的工件1还被夹紧位置的装料夹具24夹持。
第二研磨盘15刚开始与另一个工件1接触,该工件的端面2在前一个周期中被第一研磨盘14加工完全。工件1被未示出的夹具8a、8b在纵向上夹紧并且通过两个未示出的主轴头12、13的所属的驱动装置同步地围绕C方向转动。装料夹具24的夹具24a从工件1松开,之后工件1被夹具8a、8b抓住并且夹紧。
此外在图5B中示出了一种替换形式,其中,第一研磨盘14还处于与一个工件1的端面2加工咬合的状态,同时,第二研磨盘15刚刚开始研磨外部轮廓。在此类基本上由研磨主轴12、13的两条轴线之间的很小的水平距离产生的设置中,至少部分地在时间上重叠加工两个不同的工件1。这导致周期时间进一步被缩短以及由此提高了生产率。
在保持装置6中装料夹具24的两个夹具24a在每一个夹紧位置40中相互径向设置并且相互反向地可移动地被控制。装料夹具24用它的夹具24a与条形工件1的横截面相匹配。装料夹具24的夹具24a在图4的装料位置43相互分开。装料夹具24的夹具在位置41抓住条形工件1并且在两侧平衡地夹紧该工件。此类夹具和夹紧装置的优点是,在抓住和夹紧条形工件1时,其纵向中部即使是在不同的工件1的研磨尺寸下也总是处在相同的水平的平面上。因此与刚性的工件支承相反,研磨余量对工件中部的位置没有影响。在之后的周边研磨中加工余量均匀地被磨去。如图4的位置41所示,保持装置6能将压紧的条形工件1直至运送到贴近双研磨盘14的第一研磨盘14a、14b的位置。
以下详细说明根据图4的研磨机上的研磨过程的流程。
条形工件1的预制件从通常的输送***传递到在装料位置43上的夹紧装置处的保持装置6上。在那里工件1,如所描述的那样,借助于装料夹具24的夹具24a居中地被夹紧,参照图4的位置41。然后保持装置6以角度α向此位置转动并且将工件1引入到第一研磨盘14的作用区域中。在由图4中所示的第一加工位置的第一夹紧位置中运行对条形工件1的两个端面2的同时的双平面研磨。为此,研磨主轴头10在X轴方向上向条形工件1运行,比照图4。外部环形区21a、21b以粗磨层(见图6)研磨条形工件1的每个端面2。然后内部环形区22a、22b以精磨层覆盖每一个端面2,从而完全研磨端面2。
紧接着研磨主轴头在X方向上继续运行,由此第二研磨盘15与下一个工件1的表面接触,该工件被两个工件主轴头7a、7b保持在合适的加工位置上。该工件1的表面加工结束之后,研磨主轴头10在X方向上向其起始位置折返,从而使所有研磨盘14、15与工件脱离。为此保持装置6的周期盘6b以通过夹紧位置的数量确定的角度大小α继续转动,并且开始新的工作周期。这个开始在于,还未加工的工件1被带入第一研磨主轴12的加工区域并且在这个位置上已经在其端面2完成研磨的工件1被输送到第二研磨盘15的加工区域中。之后条形工件1位于两个夹具8a、8b的共同的转轴和传动轴16的区域中。在那里该工件通过夹具的相向运动被抓住和夹紧,接着装料夹具24放开工件。然后开始一轮新的研磨周期,其中,研磨盘通过在X方向上重新移动研磨台向保持装置以及由此向工件1进给。平面研磨也可以在包夹过程中已经实现。由此实现了进一步的周期时间缩短,因为在包夹期间已经在第一加工位置41上进行平面的研磨。
在加工区域42中第二研磨主轴13将两个工件主轴头7a、7b在两侧向条形工件1运送,直到夹具8a、8b以其摩擦层9a、9b在工件的端面2上夹紧条形工件。当该夹具不仅能够旋转驱动,还能够轴向移动时,根据工件主轴头7a、7b的设计的不同也可以仅仅通过夹具8a、8b在工件的端面2上实现条形工件1的夹紧。之后夹紧位置6的装料夹具24相互离开。
这种包夹的优点是,不必再单独地用装料操作来抓住两个研磨加工之间的工件1。由此能够使在夹具8a、8b之间的夹紧达到最佳的精确度;因为不再存在通过装料处理产生的定位误差。通过实施夹具8a、8b的运动以及装料夹具24的夹紧力确保了工件1在被包夹时不会在其纵向上移动。
条形工件1通过两个夹具8a、8b不仅在它的两个夹紧位置上被夹紧,也被两个夹具8a、8b可控地驱动旋转,其中,两个夹具8a、8b的共同的转轴和传动轴16构成研磨过程的C轴。当然只有当工件位于装料夹具24的外部,从而撤除第一夹紧位置时,夹具8a、8b才能转动条形工件1。此外6a示出了第二研磨盘15如何在X轴方向上运行到条形工件1的周边并且进给。
图7从上方示出了在第二夹紧位置上的周边研磨的状态,其中,夹具8a、8b夹紧条形工件1并且同时转动。共同的转轴和传动轴16构成研磨过程的C轴。第二研磨盘15以其轴向的宽度B覆盖条形工件1的长度L。
按照C-X内插法的原理实施周边研磨,其中,条形工件1的每一个转动位置对应于C轴和第二研磨盘在X轴方向上的转轴15a之间的确定的距离。这个过程对于本领域技术人员按照公知的CNC非圆形研磨原理是非常熟悉的并且这里不再赘述。很明显能够按照该原理设计在图1中所示的以及类似的横截面。同时工件1和第二研磨盘15的相反的运动通过研磨主轴头10在X轴方向上的移动产生。粗磨和精磨可以用唯一的第二研磨盘15完成。
在图2中所示的不同的纵向轮廓可以如此实现,使得第二研磨盘15的圆周轮廓15a相应地成形,参照图2d。特别是能够在轮廓线和在同样的夹紧中与研磨纵边3同时地研磨条形工件1上的端面的棱边2a或者倒圆2b。此外第二研磨盘15的周边轮廓15a必须相应地成形,参照图2b。
可见,保持装置6在依据本发明的实施方法的过程中完成不同的任务。首先它作为输送装置将条形工件1输送到在双研磨盘14的第一研磨盘14a、14b的作用区域中。在那里它同时作为夹紧装置确保在研磨端面时的条形工件1的第一夹紧位置。之后夹紧位置6又作为输送装置将条形工件1运送到对应于图4中的位置4的两个夹具8a、8b的区域。之后夹具8a、8b负责向第二夹紧位置上的夹紧从而实施周边研磨。保持装置6将研磨完成的工件继续输送到卸料位置,在此能够被未示出的卸料装置接收。因此空置的夹紧位置又可以装载新的工件预制件,其优选用在单独的装料位置43附近设置的装料装置实现。
在图8和9中示出了本发明的另一种设计,其中,保持装置6的各夹紧位置40具有支架50作为在用第二研磨盘15加工外部轮廓时支撑工件1的装置。此外在保持装置6的周期盘6b上分别设置有在径向上可移动的构件,该构件在装料夹具24的抓紧面相互离开时能够以装置的形式被引向被夹具8a、8b夹持的以及旋转驱动的工件1。该构件在面向工件的前端具有与工件1的尺寸相匹配的基本呈半圆形的凹槽51,如在图8中的侧视图中所示。通过凹槽51的尺寸确定以及构件内部轮廓的形状能够实现,工件1在绕其纵轴在C方向上转动时至少在中部区域始终可靠地支撑在它的外部轮廓上至少某个点上。因此,防止了在研磨压力的影响下的工件1的弯曲,从而能够达到特别高的研磨精确度以及高的研磨体积。
在图9中示出了按照图8的结构的俯视图,其中示出了通过作为支架50的构件的横截面。在该图中可以看出,构件的内部轮廓能够被设计为鼓形,从而支架和工件1在该工件的中部区域基本上只存在点接触或线接触。因此,对工件1的转动产生的损害降至最低并且减小了造成纹痕的风险或者工件的其他损伤。在图8和9上的附图标记具有与其它附图相同的的含义。
在按照本发明的方法的一种有利的改进中,依据本发明的支架由图8和9中未示出的操作装置液压地、气动地或者通过电子调节装置控制地以装置的形式被引至工件1或者被从工件1移开。所需的支架50的运动从各运用的方法的必要条件中得出。
当条形工件1如同针对某些应用情况有利地具有在横向上的层状结构时,这里所描述的周边研磨提供了特别的优点。在工件1中可以设置交替固定连接的出自不同材料的层。与平面研磨相反,在周边研磨工件时单个层的材料在侧面上不会互相涂抹在一起。
图10示出了依据本发明的实施方法的第一阶段,其中工件1、1′的端面的双平面研磨通过保持装置6的运动完成。这种方法的变化形式对应于按照本发明的一种替换形式。采用这种方法的设计能够使两个工件1和1′基本上同时被加工。此外被设计为周期盘6b的保持装置6针对工件1,1′如此***控和驱动,使得它不仅在前进方向上,即图4中的方向A,也有时在后退方向上转动。图10中示出了在方法流程中的一个状态,其中,第一工件1位于第二加工位置42并且在此处(被未示出的夹具8a、8b(见图7)夹持)被第二研磨盘15在周边上研磨。为输送和双平面研磨工件的端面而夹持工件的夹具24a此时继续互相远离。因此不再有与周期盘6b的接触,因为将第一工件1在纵向上夹紧在第二加工位置42中并且使其根据箭头C旋转的之前所述的夹具8a、8b与周期盘6b不相关地设置。打开的夹具24a即使是在支承夹具的周期盘6b转动时在限定的角度范围内也不会产生与第二研磨盘15抵触。因此当第一工件1被研磨盘15在周边上研磨时,周期盘6b***。另一个工件1′在周期盘6b处借助于所属的夹具24b被固定夹紧并且马上要与第一研磨盘14接触,借助于此两个端面应该被平面研磨。其如此实现,周期盘6b向前转动,直到到达图11中所示的状态,在该状态下另一个工件1′在其端面完成研磨。之后研磨盘6b向后转动,直到在第二加工位置42上完成研磨的第一工件能够重新被夹具24a抓住。这基本上对应于图10所示的状态。抓紧之后另一个夹具在第二加工位置42上被松开,并且从现在开始完全加工完成的工件1能够从周期盘6b被引至未示出的卸料位置43(见图4),这通过周期盘6b在前进的方向A上的转动实现。此外另一个工件1′从第一加工位置41运行到第二加工位置42,在此通过对周边平面的非圆形研磨实现最终加工。同时另一个工件1或1′从未示出的装料位置43前进到第一加工位置41,在此已经做好借助于双研磨盘14加工两个端面2的准备。这个过程逐步地针对所有待加工的工件实施。
在所描述的方法中另一个工件1′被迫多次穿过第一研磨盘14的作用区域。第一次相对缓慢地在前进方向A上运动用于双平面研磨两个端面2,紧接着一次返回运动以将周期盘6b引至用于完成加工的第一工件1的接收位置上,然后又向前运动用以将在端面2处完成加工的另一个工件1′运送到第二加工位置42。在上述后两个运动阶段中,该运动作为纯输送步骤能够相对快速地完成,第一研磨盘14基本上不再有在工件1′上的研磨作用,因为该工件已经被研磨完成。研磨主轴头10也可以在周期盘6b向后旋转的和重新向前旋转的较短的时间内选择在X方向上(见图4)从研磨位置离开,直到研磨盘到达工件的运动轨道以外。为此在输送中工件1的任何负面的影响都被消除。
通过在这个方法的变化形式中两个研磨盘14和15同时分别加工一个工件1、1′,与最开始描述的现有技术相反也和之前根据图5A和5B所述的实施方法相反(其中只将研磨盘进给到工件上),节省了大量的时间。节省的时间特别在于,研磨盘14和15没有通过等待另一个研磨盘完成研磨而引起的空闲时间。两个研磨盘除了相当短的输送时间以及用于工件的包夹时间实际上持续地得到应用。
在这种实施方法中,研磨主轴14c或15a的轴线的侧向的和垂直的距离在串联布置在所属的研磨主轴头10上时必须适应特殊的要求。因此在这种情况下两个轴线14c和15a必须比在根据图5A和5B的另一种的实施方法的变化形式下更紧密地靠拢,在根据图5A和5B的实施方法的变化形式下只将研磨主轴进给用于研磨,而用于工件1的输送装置6,此处为周期盘6b,并非进给地运动。轴线间的距离如此选择,在工件1运送到第二夹紧位置的夹具时,在第一夹紧位置上的另一个工件1′还没有接触到第一研磨盘,如图10中所示。
附图标记
1、1′  条形工件
2       端面
2a      端面棱角
2b      端面倒圆
3       纵面
3a      边棱
4       机床
5       滑轨
6       保持装置
6a      底座部分
6b      周期盘
7a、b   工件主轴头
8a、b   夹具
9a、b   摩擦层
10      研磨主轴头
11      竖轴
12      第一研磨主轴
13      第二研磨主轴
14      双研磨盘/第一研磨盘
14a、b  第一研磨盘
14c     第一研磨盘的转轴
15      第二研磨盘
15a     第二研磨盘的转轴
15b     第二研磨盘的周边轮廓
16      驱动装置和导向装置
17      隔板
18a、b  基体
19a、b  宽面
20a、b  凹陷
21a、b  外部环形区
22a、b  内部环形区
23      夹紧台的底座部分
24      装料夹具
24a     夹具
30      共同的转轴和传动轴
31      研磨余量
40      夹紧位置
41      第一加工位置
42      第二加工位置
43      装料和卸料位置
50      支架
51      凹槽
A       周期盘的转动方向
B       第二研磨盘的轴向宽度
C       在周边研磨时的条形工件的转轴
D       第一研磨盘彼此的间距
L       条形工件的长度
X       垂直于条形工件的纵轴的进给运动的轴向
α      相邻的夹紧位置间的角度

Claims (26)

1.一种用于研磨条形工件(1)的方法,所述条形工件具有非圆形的、通过平直的和/或弯曲的线构成的横截面以及平整的、相互平行延伸的端面(2),具有以下的方法步骤:
a)未加工的条形工件被传递给具有多个夹紧位置(40)的、能够移动的保持装置(6),并且在第一夹紧位置上在条形工件的纵面(3)处夹紧,
b)将被夹紧的条形工件(1)通过保持装置(6)引入第一加工位置(41),为了双平面研磨条形工件(1)的端面(2),将所述条形工件(1)在其第一加工位置(41)中输送给两个旋转的、相互之间以轴向间距D同轴设置的第一研磨盘(14a、14b)或者唯一的、具有与两个第一研磨盘(14a、14b)对应的研磨层的研磨盘(14),其中,所述条形工件(1)的纵向平行于第一研磨盘(14a、14b)共同的转轴(14c)延伸,
c)在加工位置(41)上通过双平面研磨同时完成所述条形工件(1)的两个端面(2)的研磨,
d)通过保持装置(6)将被夹紧的条形工件(1)运送到在两个同轴的相互成一定间距的夹紧夹具(8a、8b)之间的第二加工位置(42)并且在第二夹紧位置上由所述夹具在条形工件的已经被加工的端面(2)处夹紧,在此之后在所述纵面(3)处的第一夹紧位置被撤销,
e)夹紧夹具(8a、8b)被同步地可控地驱动旋转,通过根据C-X-内插法原理的CNC控制的周边研磨在第二加工位置(42)由转动的第二研磨盘(15)完成所述条形工件(1)的纵面(3)的研磨,其中,通过两个夹紧夹具(8a、8b)的共同转轴和传动轴(16;30)构成C轴并且X轴垂直于C轴延伸,以及第二研磨盘(15)的转轴(15a)平行于两个夹紧夹具(8a、8b)的共同的转轴和传动轴(16)延伸,其中,具有相互平行延伸的转轴(14c、15a)的第一和第二研磨盘(14、14a、14b、15)以串联结构相叠地以及彼此平行地在侧面错位地设置在共同的研磨主轴头(10)上,其中,位于上方的第一研磨盘(14a、14b)位于第二研磨盘(15)前面,
f)为松开第二夹紧,所述条形工件(1)重新被保持装置(6)接收并且夹紧夹具(8a、8b)相互离开以及
g)用所述保持装置引入卸料位置并且紧接着传递到卸料装置处。
2.按照权利要求1所述的方法,具有以下的;详细阐述步骤c)的方法步骤:
c1)通过第一研磨盘(14a、14b)在X方向上的运动或者通过保持装置(6)连同被夹紧的工件(1)相对于第一研磨盘(14a、14b)的运动实现平面研磨,
c2)在各自的运动中所述条形工件(1)的两个端面(2)依次穿过具有研磨层的外部环形区为研磨所用,所述外部环形区设置在两个第一研磨盘(14a、14b)或研磨盘(14)的彼此面向的宽面(19a、19b)处。
3.按照权利要求1或2所述的方法,其中,在同一时刻在第一加工位置(41)以及在第二加工位置(42)中各有一个工件(1),其特征在于,至少在部分时间段内同时地实现对两个工件(1)的研磨。
4.按照权利要求1或2所述的方法,其中,所述条形工件(1)被至少两个位于保持装置(6)处的装料夹具(24)夹住,所述装料夹具与所述条形工件(1)的横截面相匹配并且彼此相对地设置在所述条形工件(1)的纵面(3)处,以便夹紧所述工件(1)。
5.按照权利要求4所述的方法,其中,保持装置(6)具有多于三对的装料夹具(24)并且能够绕转轴可控地运动。
6.按照权利要求5所述的方法,其中,装料夹具(24)还用于确定研磨余量(31),研磨余量决定了在第二夹紧位置上的周边研磨的流程。
7.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下其它的方法步骤:
-在第二加工位置(42)上首先将所述工件(1)的所有的边棱(3a)研磨成成品尺寸,
-为此,为了容纳所述工件(1),具有基本上呈半圆形的凹槽(51)的支架贴靠在所述工件(1)处,
-用贴靠的支架实现所述工件的纵面(3)的进一步加工直到成品尺寸,
-随后将支架撤离所述工件。
8.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于,包括以下其它的方法步骤:
-在第二加工位置(42)上首先将所述工件(1)的所有的边棱(3a)研磨成接近成品尺寸,
-为此,为了容纳所述工件(1),具有基本上呈半圆形的凹槽(51)的支架贴靠在所述工件(1)处,
-用贴靠的支架实现所述工件的纵面(3)的进一步加工直到接近成品尺寸,
-随后将支架撤离所述工件以及
-所述工件(1)被研磨完成。
9.一种研磨机,用于完全加工条形工件,所述条形工件具有非圆形的、通过平直的和/或弯曲的线构成的横截面以及平整的、相互平行延伸的端面(2),用于实施按照权利要求1至8中任一项所述的方法,
具有第一研磨主轴(12)和第二研磨主轴(13),其以串联构造方式设置在共同的研磨主轴头(10)上;
具有能够移动的、具有多个夹紧位置(40)的保持装置(6),其中,待研磨的工件(1)在保持装置(6)中依次输送给设置在所述第一研磨主轴(12)和第二研磨主轴(13)上的第一和第二研磨盘(14或14a、14b以及15),用于研磨,两个研磨盘的进给始终作用在研磨主轴头的X轴上,
两个研磨主轴(12、13)以串联结构相叠地、相对于垂直的平面彼此平行地在侧面错位地设置,以及
串联结构被设计为,第一研磨主轴(12)的第一研磨盘(14或14a、14b)在第二研磨主轴(13)的第二研磨盘(15)的前面对各自所属的工件(1)进行研磨。
10.按照权利要求9所述的研磨机,其中,保持装置(6)为周期盘(6b),其中,在周期盘(6b)的圆周区域相互间隔地保持所述工件(1)以及通过周期盘(6b)的转动将所述工件(1)输送给第一和第二研磨盘(14或14a、14b和15)。
11.按照权利要求10所述的研磨机,其中,借助于第一研磨盘(14或14a、14b)能够在周期盘(6b)中夹紧的工件(1)处在一个研磨步骤中研磨两个端面(2),以及借助于第二研磨盘(15)能够在周期盘(6b)中夹紧的工件(1)前面的且可转动地保持的工件(1)处以非圆形研磨的方式来研磨所述工件(1)的外部轮廓。
12.按照权利要求9或10所述的研磨机,其中,第一和第二研磨盘(14或14a、14b以及15)具有相互之间的距离以及如此相互设置,使得在第二研磨盘(15)开始研磨操作之前,第一研磨盘(14或14a、14b)已经结束了其研磨操作。
13.按照权利要求9或10所述的研磨机,其中,第一和第二研磨盘(14或14a、14b、15)具有相互之间的距离以及如此相互设置,使得至少在一个时间范围内第一和第二研磨盘(14或14a、14b、15)同时实施其研磨操作。
14.按照权利要求9或10所述的研磨机,其中,第一和第二研磨盘(14或14a、14b、15)的主轴(14c、15a)相互之间的相对位置能够被调节。
15.按照权利要求9或10所述的研磨机,其中,第二研磨盘(15)具有宽度B,所述宽度至少与所述工件(1)的长度L相等。
16.按照权利要求9或10所述的研磨机,其中,第一研磨盘(14)在横截面上被设计为叉形并且同时研磨所述工件(1)的两个端面(2)。
17.按照权利要求10所述的研磨机,其中,为周期盘(6b)的每个夹紧区域设置一个能够向其进给的支架(50),在用第二研磨盘(15)进行研磨时,所述支架能够贴靠在所述工件(1)上用于支撑所述工件。
18.按照权利要求17所述的研磨机,其中,所述支架(50)具有横截面为半圆形的用作支撑区域的凹槽(51),用于贴靠在待研磨的工件(1)上。
19.按照权利要求17或18所述的研磨机,其特征在于,所述支架(50)能够通过电子的、液压的或气动的驱动装置可控地贴靠到所述工件(1)上或者能够远离所述工件(1)运动。
20.按照权利要求9所述的研磨机,其特征在于:
a)在机床(4)上构成滑轨(5),在所述滑轨上两个工件主轴头(7a、7b)单独地或共同地可移动地以及可固定地设置,
b)在工件主轴头(7a、7b)中设置有夹紧夹具(8a、8b),所述夹紧夹具的夹紧面相互面对,
c)每个工件主轴头(7a、7b)具有针对位于工件主轴头处的夹紧夹具(8a、8b)的电动的旋转驱动装置,其中,用于两个夹紧夹具(8a、8b)的转轴和传动轴(16)在几何尺寸上相同并且构成研磨过程的C轴,
d)设置有控制装置具有如下功能,使两个夹紧夹具(8a、8b)得以同步地、同相地作旋转运动,以及具有如下其它的功能,通过夹紧夹具(8a、8b)向所述条形工件(1)的端面(2)的并拢运行将所述工件(1)在夹具之间夹紧,
e)在所述机床(4)上能够被控制移动地设置有研磨主轴头(10),其中,研磨主轴头的移动方向限定了研磨过程的X轴,
f)第一研磨主轴(12)和第二研磨主轴(13)在研磨主轴头(10)上相对于垂直的平面彼此平行地在侧部错位地设置,使得第一研磨主轴(12)比第二研磨主轴更高以及更接近于滑轨(5),
g)在第一研磨主轴(12)上通过共同的转轴(14C)支承两个第一研磨盘(14a、14b)或一个具有与两个研磨盘(14a、14b)相对应的研磨层的第一研磨盘(14),其中,两个研磨层彼此的间距D与所述条形工件(1)的长度L相等,
h)在第二研磨主轴(13)处设置有第二研磨盘(15),第二研磨盘的轴向宽度B与所述条形工件(1)的长度L相等,
i)在工件主轴头(7a、7b)之间设置有保持装置(6),所述保持装置能够围绕与Z轴平行的转轴旋转以及所述保持装置具有至少三对居中的装料夹具(24),
j)保持装置(6)构成为,使得所述条形工件(1)在其纵面(3)处被夹紧并且以平行于所述C轴延伸的纵向从装料位置到达第一加工位置(41),在第一加工位置上通过第一研磨盘(14a、14b)的相互面对的宽面研磨所述条形工件的自由端面(2),并且将所述条形工件从第一位置引入传递位置和在夹紧夹具(8a、8b)区域中的第二加工位置(42),所述夹具夹紧地接收所述工件,
k)所述控制装置设置为,通过位于研磨位置的第二研磨盘(15)实施依据C-X内插法原理的CNC控制的周边研磨,其中,第二研磨盘的转轴(15a)平行于C轴延伸。
21.按照权利要求20所述的研磨机,其中,覆盖所述条形工件(1)的长度L的第二研磨盘(15)的圆周轮廓(15b)不同于圆柱形设计并且与完成研磨的所述条形工件(1)的纵向轮廓一致。
22.按照权利要求21所述的研磨机,其中,第二研磨盘(15)的圆周轮廓(15b)与应在所述条形工件(1)处研磨的端面棱边(2a)的形状或者端面倒圆(2b)的形状相一致地成形。
23.按照权利要求20至22中任一项所述的研磨机,其中,夹紧夹具(8a、8b)配有摩擦层(9a、9b),用于支承所述条形工件(1)的端面(2)。
24.按照权利要求20至22中任一项所述的研磨机,其中,两个第一研磨盘(14a、14b)或者具有相应的摩擦层的双研磨盘(14)的两个相互面对的宽面在其外部圆周区域分别具有带粗磨层的外部环形区(21a、21b)以及带精磨层的内部环形区(22a、22b),其中,两个外部环形区(21a、21b)彼此的轴向间距向外加大。
25.按照权利要求20至22中任一项所述的研磨机,其中,在保持装置(6)处具有至少三个装料夹具(24),每个装料夹具具有两个夹具(24a),其中,夹具(24a)的夹紧面与所述条形工件(1)的横截面相匹配。
26.按照权利要求10所述的研磨机,其特征在于,保持装置(6)被设计为能够绕转轴旋转的周期盘(6b),通过驱动装置不仅能够在前进方向(A)上也能够在后退方向上驱动所述周期盘。
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