CN103442848A - 滚压工具 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于加工、具体地光滑滚压柱形余隙的内侧横向表面的滚压工具。为此目的，该滚压工具至少具有一个滚动体，该至少一个滚动体被保持在可被驱动旋转的滚压工具中，并且能够被所述工具在沿着内侧横向表面的外周路径上驱动。在这种情况下，所述至少一个滚动体被***到滚压工具的径向余隙中，并且能够经受从内部沿径向余隙流向外部的加压流体。根据本发明，流体是气雾剂。该气雾剂是混合有气体的流体并且起到静压支承和润滑的作用。在这种情况下，基于最小量润滑（MQL），所需流体的量与现有技术相比被降低。

Description

滚压工具
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的滚压工具，并且涉及滚压方法。
背景技术
已知用于柱形余隙（诸如连杆孔）的滚压工具，其中滚动体利用向外指向的压紧力在余隙的内侧横向表面上滚动。
在专利说明书EP1 275 472B1中，公开了一种该类型的滚压工具，其中球体被流体压紧到所要进行滚压的表面上。对于每一个球体，设置有被供给流体的静压支承。
该类型的滚压工具的缺点是相当大的泄露以及相应的流体或乳化液损耗。
发明内容
与之相比，本发明的目的是提供一种滚压工具，该滚压工具的流体或乳化液损耗被降低。
该目的通过包括权利要求1的特征的滚压工具以及包括权利要求16的特征的滚压方法来实现。
根据本发明的滚压工具用于加工、具体地用于光滑滚压柱形余隙的内侧横向表面。为此目的，至少一个滚动体被容纳在可旋转驱动的滚压工具中且被滚压工具在沿内侧横向表面的外周路径上驱动。该至少一个滚动体被***工具的径向余隙中，并且能够经受从内部沿着径向余隙流到外部的加压流体。根据本发明，流体为气雾剂。气雾剂是混合有气体的流体并且起着静压支承和润滑的作用。在这种情况下，基于最小量润滑，所需的流体量与现有技术相比被降低。
在从属权利要求书中说明了本发明的其它有利的结构。
在特别优选的进一步发展中，气雾剂是混合有空气的冷却润滑剂。空气可以廉价地从环境中取得。冷却润滑剂润滑并且在如此作用时能够排热。
在特别优选的进一步发展中，该至少一个滚动体是球体。该至少一个球体在外周路径上沿着柱形余隙的内侧横向表面移动，在这种情况下，外周路径为螺旋形。以这种方式，能够滚压具有不同长度的柱形余隙。
在根据本发明的滚压工具的进一步优选的发展中，每一个径向余隙包括座圈，该座圈与***在径向余隙中的球体一起形成用于气雾剂的阀，当球体与柱形余隙接触时，该阀被打开。由此，当球体没有被加载时，径向余隙关闭，从而没有气雾剂逸出。按照这种方式，需求进一步减少。
为了在工具和径向余隙之间的力的均匀分布，特别优选的是，相应地具有两个或三个球体的两个或三个径向余隙均匀地分布在工具的外周。
在特别优选的应用中，滚压工具被用于连杆孔。
径向余隙和座圈能够在衬套处形成。
在这种情况下，衬套能够被胶合至工具。
或者另外地，衬套被***到工具中并且通过拧紧的压具（例如通过工作保持带（work-holding strap））保持在工具中。用这种方法，包括球体的衬套能够容易地进行更换。
在特别优选的实施例中，工具包括向外指向的清洗喷嘴，该清洗喷嘴被布置在工具的外周上并且适于被供给气雾剂。因此，在柱形余隙的生产或制造之后，柱形余隙还可以在第一步中被根据本发明的工具清洗（尤其是清除切屑）。在工具中可用的根据本发明的气雾剂（其压力有利于清洗）用作清洁剂且尤其用于冲洗。
在特别优选的实施例中，清洗喷嘴在工具的旋转方向上被弯曲（例如，旋转90°）或在工具的外周上在所述至少一个滚动体之前偏移。
在特别优选的实施例中，清洗喷嘴相对于工具的旋转方向反向地倾斜。倾角等于例如45°。
在特别优选的实施例中，清洗喷嘴相对于工具的线性进给方向反向地倾斜。倾角等于例如45°。
通过后面的三个实施例（尤其还通过其组合）清洗气雾剂射流指向滚动体前方，因此使得柱形余隙的区域首先被清洗（尤其是清除切屑），随后滚动体立即在同一工作循环中被施加。
在包括被布置于工具的相对置的外周部分处的两个滚动体的实施例中，清洗喷嘴相对于两个滚动体被弯曲或偏移90°。由此，清洗喷嘴在工具的外周被布置在两个滚动体之间。
清洗喷嘴能够被构造为喷嘴体中的孔，该孔从纵向通道大致径向地延伸至工具的外周。布置在喷嘴体内的径向通道使得纵向通道与该孔连通。喷嘴体能够被粘合至工具。
喷嘴体和滚动体能够布置于工具的共同切割平面上。然后，在纵向通道上形成中央位置，气雾剂从该中央位置沿不同方向径向分配。
在优选的进一步的发展中，根据本发明的工具包括快速排气阀，气雾剂到滚动体的施加通过该排气阀而能够被连接或断开，其中在后者的情况下，气雾剂到滚动体的施加能够经由快速排气阀被解除。
优选地，在包括清洗喷嘴的工具中，气雾剂到清洗喷嘴的施加也能够经由快速排气阀被接通或断开。
在特别优选的进一步发展中，快速排气阀响应于工具的旋转速度而经由根据离心力的回路进行切换。切换的旋转速度可以是例如3000rpm，因此当工具的旋转速度大于3000rpm时，气雾剂到滚动体的以及可能地到清洗喷嘴的施加被连接，而当旋转速度小于3000rpm时，气雾剂到滚动体的以及可能地到清洗喷嘴的施加被断开。当旋转速度增大时，切换速度也能够不同于旋转速度降低时的情况（滞后作用）。通过被断开，气雾剂到滚动体以及可能地到清洗喷嘴的施加被解除。
根据本发明通过前述滚压工具滚压柱形余隙的方法包括如下步骤：
-在滚压工具的第一旋转速度下并且在气雾剂的第一压力下，通过滚压工具的线性运动将所述至少一个球体移动进入柱形余隙中，并且将所述至少一个球体提升离开座圈；
-在滚压工具的加工旋转速度和同步的线性运动下并且在气雾剂的工作压力（例如55bar）下，光滑滚压或滚子磨光柱形余隙，其中加工旋转速度比第一旋转速度高，并且其中，工作压力比第一压力高；以及
-在滚压工具的加工旋转速度和气雾剂的工作压力下，通过线性运动将所述至少一个球体移动离开柱形余隙。
移动进入和移动离开能够通过柱形余隙相对于工具的线性运动或通过工具相对于柱形余隙的线性运动来执行。首先提及的可能性提供了这样的优势，即其它工具能够与根据本发明的滚压工具一起被布置在逆向机器中，并且包括柱形余隙的工件能够从一个工作站移到另一个工作站。
在包括清洗喷嘴的根据本发明的工具的工作期间，优选地在滚子磨光之前接通清洗喷嘴。由此，在滚子磨光期间，高效的气雾剂即时可用。
附图说明
在下文通过附图详细说明本发明的不同实施例，其中：
图1是包括根据本发明的滚压工具的第一实施例的滚压机的部分横截面图和部分示意图。
图2是根据本发明的滚压工具的第二实施例的透视图；
图3是根据本发明的滚压工具的第三实施例的透视图；以及
图4是根据本发明的滚压工具的第三实施例的局部剖视图。
具体实施方式
图1示出了滚压机的部分横截面图和部分示意图。滚压机包括滚压工具1，该滚压工具1适于相对于固定外壳3被旋转驱动。
工具1的一部分5被部分地引入到连杆4的连杆孔2中。连杆4被固定到容纳部6且因此能够相对于工具1平移移位（根据双箭头）。
工具1的被引入到连杆孔2中的部分5是大致柱形的。两个径向延伸的相对置的衬套8a,8b被***到部分5中。在部分5的径向外端部，通过相应的约束部形成座圈（未在图1中详细示出）。球体10a,10b主要容纳在衬套8a,8b内，其中球体10a,10b基本上有两种不同的位置：在空载位置（未示出）中，球体10a,10b与相应的座圈密封接触；而在工作位置，球体10a,10b被通过连杆孔2的内壁提升离开各自的座圈，并且被在工具1的纵向轴线14的方向上向内施力。该位置在图1中示出。
衬套8a,8b从内部经由在工具内沿纵向轴线14延伸的纵向通道12经受加压气雾剂。气雾剂是环境空气和冷却润滑剂的混合物。为生产气雾剂，环境空气被吸入并被压缩机16压缩，且经由空气流量计18被输送至混合单元20。与环境空气并行地，冷却润滑剂通过润滑剂单元22被输送至混合单元20。润滑剂单元22包括储存器和泵。气雾剂在混合单元20中被生产出来，该气雾剂是充气的冷却润滑剂。
气雾剂经由可编程回路24被输送至旋转式进给器26。回路24通过单向阀形成并且旋转式进给器26连接包括有旋转气雾剂管线30的固定气雾剂管线28。后者最终通到纵向通道12中，纵向通道12又通到两个衬套8a,8b中。
在所称的对连杆孔2进行的球体磨光的情况下，回路24被打开以便气雾剂径向向外推压球体10a,10b，例如在55bar的压力下利用对每个球体近似约150Nm的力。因为球体10a,10b因与连杆孔2接触而被提升离开它们相应的座圈，因而分别形成了环状间隙，同等的气雾剂通过该环状间隙而穿入加工区。通过经由工具保持器（HSK）7而传递至工具1的驱动器的旋转以及通过连杆4经由容纳部6同时执行的线性进给，球体10a,10b以较高的压紧力沿螺旋路径滚动通过连杆孔2，并且光滑滚压连杆孔2。
在根据图1的第一实施例中，两个衬套8a,8b被***到工具1的相应径向孔中，并且被粘合到相应的径向孔。图2示意了相对于径向孔偏移的根据第二实施例的滚压工具101的透视图。工具保持器（HSK）7、纵向通道12、衬套8a,8b和球体10a,10b等同于第一实施例中的那些部件。图2中未示出纵向通道12，而仅示出了两个衬套中的一个衬套8a和两个球体中的一个球体10a。
与第一实施例不同，两个衬套8a中的每一个衬套都经由工作保持带或压具而被保持在工具101的相应余隙中，图2中仅示出了其中的一个压具109a。两个压具109a具有各自的径向螺纹连接部并且覆盖衬套8a的相应外端面，以便它们被刚性固定地连接到工具101的一部分105。在这种情况下，每一个压具109a均被***到孔中，以使得在使用根据本发明的工具101时，压具置不接触连杆孔2（见图2）。
图3示出了根据本发明的滚压工具201的第三实施例的透视图。该第三实施例包括部分205，在滚子磨光期间，该部分205至少部分地以平移和旋转的形式移动进入到连杆4的较小的连杆孔2中（见图1）。两个球体10a、两个衬套8a以及两个压具109a与先前实施例中的那些部件一致，并且一方面在图3的顶部示出并且另一方面在图3的底部被遮盖。
除了前面的实施例以外，在第三实施例中设有清洗喷嘴232以及快速排气阀234。清洗喷嘴232在双重方面产生倾斜45°的气雾剂射流236。所述气雾剂射流一方面相对于工具201的进给方向238倾斜45°，另一方面相对于旋转方向240倾斜45°（见图4）。清洗喷嘴232被供给根据本发明的工具201内可获得的气雾剂。
在根据本发明的工具201的第三实施例的操作期间，后者一方面沿着进给方向238移动进入连杆孔2中（见图1）且另一方面沿其纵向轴线被驱动旋转，对于球体10a以及气雾剂射流236在连杆孔2中的撞击位置中的每一个，都形成螺旋运动方向。附图标记242a表示球体10a的运动方向并且附图标记244表示气雾剂236的撞击位置的运动方向。
快速排气阀234被布置在工具201内并且在图3中只是象征性地示出。快速排气阀234具有阀体，该阀体响应于工具201的速度而克服弹簧调节。由此，在较高速度的情况下，快速排气阀234可以连接两个球体10a的以及清洗喷嘴232的气雾剂供给，或者，在较低速度的情况下和在停转的情况下，断开气雾剂的供给，并且同时快速地对部分205内引导气雾剂的通道泄压。这通过孔246执行。
图4示出了根据本发明的工具201的第三实施例的部分205的局部剖视端面图。可以看到，清洗喷嘴232是位于大体中空柱形的喷嘴体248的端盖中的孔的形式。喷嘴体248从纵向通道12径向延伸至部分205的外周。因此，形成喷嘴体248的径向纵向轴线250。如参照图3所述，孔或清洗喷嘴232以及从孔或清洗喷嘴232排出的气雾剂射流236在双重方面被弯曲45°，其中在图4中只有相对于旋转方向240的弯曲可见。通过该弯曲，还相对于喷嘴体248的径向延伸的纵向轴线250产生45°角的***弯曲。径向通道252同样地沿着纵向轴线250在喷嘴体248内延伸，气雾剂从径向通道12通过径向通道252被供给到孔232。
在操作模式中，工具201首先被加速到约5000rpm并且以快速的预行程移动（根据图3中所示进给方向238）到连杆孔2的直接附近（见图1）。然后进行加工进给（根据进给方向238），在加工进给中，连杆孔2在大约50至60bar的压力下被同时清洗和滚子磨光。此后，旋转式驱动器被断开，并且在约2000rpm下，快速排气阀234打开。球体10a,10b的压力且由此径向力被快速降低，并且在快速返回行程中，工具201从连杆孔2（见图1）中撤出（相对于进给方向238反向）。然后，另一连杆4（见图1）可以移动到工具201。
在另一个操作模式中，首先，在大约6至8bar下，仅清洗喷嘴232以快速进给操作（根据进给方向238）通过连杆孔2（见图1）。然后，该速度增大并且快速排气阀234关闭。在随后的加工返回行程中，大约在50到60bar下进行滚子磨光。在这种操作模式中，可以省掉清洗喷嘴232的弯曲以及气雾剂射流236的撞击位置的提前。
公开了一种用于加工、具体地光滑滚压柱形余隙的内侧横向表面的滚压工具。为此目的，该滚压工具至少具有一个滚动体，该至少一个滚动体被保持在可被驱动旋转的滚压工具中，并且能够被所述工具在沿着内侧横向表面的外周路径上驱动。在这种情况下，所述至少一个滚动体被***到滚压工具的径向余隙中，并且能够经受从内部沿径向余隙流向外部的加压流体。根据本发明，流体是气雾剂。该气雾剂是混合有气体的流体并且起到静压支承和润滑的作用。在这种情况下，基于最小量润滑（MQL），所需流体的量与现有技术相比被降低。
附图标记
1;101;201            滚压工具
2                    连杆孔
3                    外壳
4                    连杆
5;105;205            部分
6                    容纳部
7                    工具保持器
8a,8b                衬套
10a,10b              球体
12                   纵向通道
14                   纵向轴线
16                   压缩机
18                   空气流量计
20                   混合单元
22                   润滑单元
24                   回路
26                   旋转式进给器
28,30                气雾剂管线
109a                 压具
232                  清洗喷嘴
234                  快速排气阀
236                  气雾剂射流
238                  进给方向
240                  旋转方向
242a                 运动方向
244                  运动方向
246                  孔
248                  喷嘴体
250                  纵向轴线
252                  径向通道

Claims (17)

1.一种旋转式滚压工具(1;101;201)，所述滚压工具(1;101;201)用于加工柱形余隙，其包括至少一个滚动体(10a,10b)，所述至少一个滚动体(10a,10b)被保持在所述滚压工具(1;101;201)中并且能够被所述滚压工具(1;101;201)驱动，其中，所述至少一个滚动体(10a,10b)被***到所述滚压工具(1;101;201)的径向余隙中并且能够经受沿着所述余隙流到外部的加压流体，其特征在于，所述流体为气雾剂。
2.根据权利要求1所述的滚压工具，其中，所述至少一个滚动体是球体(10a,10b)。
3.根据权利要求2所述的滚压工具，其中，每一个径向余隙都具有座圈，所述座圈与所述球体(10a,10b)一起形成用于所述气雾剂的阀，其中当所述球体(10a,10b)与所述柱形余隙接触时，所述阀打开。
4.根据权利要求2或3所述的滚压工具，其中，两个或三个径向余隙包括两个或三个相应的球体(10a,10b)并且均匀地分布在所述滚压工具(1;101;201)的外周上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的滚压工具，其中所述柱形余隙是连杆孔（2）。
6.根据前述权利要求3至5中任一项所述的滚压工具，其中，所述径向余隙和所述座圈在衬套(8a,8b)处被形成。
7.根据权利要求6所述的滚压工具，其中，所述衬套(8a,8b)被***到所述滚压工具(1;101;201)中，并且由被拧紧的压具（109a）保持在所述滚压工具(1;101;201)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的滚压工具，所述滚压工具包括清洗喷嘴（232），所述清洗喷嘴（232）适于被供给气雾剂并且被布置在所述外周。
9.根据权利要求8所述的滚压工具，其中，所述清洗喷嘴（232）相对于所述滚压工具(1;101;201)的旋转方向（240）反向地倾斜。
10.根据权利要求8或9所述的滚压工具，其中，所述清洗喷嘴（232）相对于所述滚压工具(1;101;201)的进给方向（238）反向地倾斜。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的滚压工具，其中，所述清洗喷嘴（232）呈喷嘴体（248）中的孔的形式，所述孔从纵向通道（12）大体径向延伸至所述外周，并且其中，布置在所述喷嘴体（248）中的径向通道（252）使所述纵向通道（12）与所述孔连通。
12.至少根据权利要求6和11所述的滚压工具，其中，所述喷嘴体（248）以及所述至少一个滚动体(10a,10b)被布置在一个平面上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的滚压工具，所述滚压工具包括快速排气阀（234），气雾剂到所述至少一个滚动体(10a,10b)的施加能够通过所述快速排气阀（234）而被连接和断开，并且其中，气雾剂到所述滚动体(10a,10b)的施加能够通过所述快速排气阀（234）被解除。
14.根据权利要求8至12中任一项以及根据权利要求14所述的滚压工具，其中，气雾剂到所述清洗喷嘴（232）的施加能够通过所述快速排气阀（234）被连接和断开。
15.根据权利要求13或14所述的滚压工具，其中，所述快速排气阀（234）能够响应所述滚压工具(1;101;201)的旋转速度而进行切换。
16.一种滚压柱形余隙的方法，所述柱形余隙包括根据权利要求3至15中任一项所述的滚压工具(1;101;201)，所述方法包括如下步骤：
在所述滚压工具(1;101;201)的第一旋转速度下并且在所述气雾剂的第一压力下，通过所述滚压工具(1;101;201)的线性运动将所述至少一个球体(10a,10b)移动进入所述柱形余隙中，并且将所述至少一个球体(10a,10b)提升离开所述座圈；
在所述滚压工具(1;101;201)的加工旋转速度和同步的线性运动下并且在所述气雾剂的工作压力下，光滑滚压所述柱形余隙，其中所述加工旋转速度比所述第一旋转速度高，并且其中所述工作压力比所述第一压力高；以及
在所述滚压工具(1;101;201)的所述加工旋转速度以及所述气雾剂的所述工作压力下，通过线性运动将所述至少一个球体(10a,10b)移动离开所述柱形余隙。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，移动进入和移动离开是通过所述柱形余隙相对于所述滚压工具(1;101;201)的线性运动进行的，或者其中移动进入和移动离开是通过所述滚压工具(1;101;201)相对于所述柱形余隙的线性运动进行的。
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