CN106938441B - 用于精加工工件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于精加工工件(18)的装置(10)，所述装置包括：用于精加工工具(12)的工具芯轴(26)；用于递送所述工具芯轴(26)的递送装置(32)；在所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)之间起作用的力测量装置(56)；以及在所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)之间起作用的连接装置(44)，所述连接装置用于连接所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)，其中，所述连接装置(44)包括两个能相对彼此运动的部件(46，48)，所述部件通过所述力测量装置(56)彼此连接，从而所述力测量装置(56)是所述连接装置(44)的起连接作用的组成部分。

Description

用于精加工工件的装置
技术领域
本发明涉及一种用于精加工工件的装置，所述装置具有用于精加工工具的工具芯轴、用于递送工具芯轴的递送装置、在工具芯轴和递送装置之间起作用的力测量装置以及在工具芯轴和递送装置之间起作用并用于连接工具芯轴和递送装置的连接装置。
背景技术
EP 1329289A2公开了这类装置。在该装置中，连接装置由钢板弹簧形成，并将工具芯轴支承在递送装置上。具有压电元件的形式的力测量装置用于测量在工件的精加工期间出现的处理力。
已知的装置的缺点在于，在工件的精加工期间出现的加工力会导致震动，从而降低了工件的精加工精度。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的在于改进上述类型的装置，使得能够在不会降低工件的精加工精度的同时对处理力进行测量。
上述目的是通过根据本发明的上述类型的装置实现的，在该装置中，连接装置包括能彼此相对运动的两个部件，这两个部件通过力测量装置彼此连接，使得力测量装置是连接装置的用于传导力的组成部分。
根据本发明，力测量装置是连接装置的用于传导力的组成部分。在本发明的范畴内，连接装置应被理解为在递送装置和工具芯轴之间产生机械连接的装置。力测量装置是连接装置的组成部分。力测量装置接收递送装置和工具芯轴之间的机械保持所需的力的至少一部分；由此，力测量装置的拆卸导致工具芯轴和递送装置之间的机械连接的断开。
根据本发明，通过将力测量装置集成到连接装置中能够获得总体上稳定的构造，该结构不会降低工件的精加工精度。同时，能够对在精加工工件期间出现的处理力进行测量，这是因为处理力从工具芯轴开始经过连接装置传递到递送装置上。
当连接装置的第一部件连接到递送装置并且连接装置的第二部件连接到工具芯轴时，获得了连接装置的特别简单的构造。
在特别优选的稳定构造中，所述部件被设计成平板体。平板体自身是机械稳定的，并且相应地作为用于工具芯轴或递送装置的承载件使用。
为了进一步提高稳定性，优选地，所述部件仅能够以单一自由度彼此相对运动。
当单一自由度是所述部件的相对枢转性时获得了特别简单的构造。
优选地，力测量装置能够被加载拉伸力和/或压缩力，并且阻止所述部件的相对运动。特别地，力测量装置仅能够被加载拉伸力和/或压缩力。在特别优选的变形例中，力测量装置仅被设置成用于接收压缩力。作为连接装置的组成部分，力测量装置传递递送装置和工具芯轴之间的机械连接所需静态连接力。静态连接力的值取决于所述部件的重量和装置的定向；静态连接力可以由力测量装置测量，例如从“零点”确定，从该零点开始然后测量在装置的运行期间出现的处理力。由力测量装置测量的处理力以及静态连接力沿着相同的力传递轴线延伸。
在特别优选的实施例中，连接装置包括相对于力测量装置并相对于工具芯轴的轴线间隔开地布置的枢转轴承，所述部件能够通过枢转轴承彼此相对枢转。由此获得了连接装置的简单并且稳定的构造，该连接装置此外还实现了处理力的简单的枢转，该处理力从工件开始对布置在工具芯轴上的工具产生影响并然后通过工具芯轴被引导到连接装置中并且到达力测量装置。
如果通过枢转轴承定义的枢转轴线相对于递送装置的递送轴线成角度地，特别是垂直地延伸，特别在对平坦的和球形的表面进行加工时，能够调节精加工工具相对于工件的作用角度，并因此影响所谓的“交叉磨削”的几何参数。
此外，优选地，力测量装置布置于在所述部件之间起作用的间距调节装置的力传递路径中。间距调节装置实现了对部件之间的在部件之间的沿着力测量装置测量的间隔的意义上的间距的调节。间距调节装置能够调节所述部件之间的绝对间距或者能够调节所述部件之间的角度间距。
针对优选实施例的下面说明和附图给出了本发明的其它特征和优点。
附图说明
图1示出了用于精加工工件的装置的实施例的立体图；
图2示出了图1的装置的侧视图，其中，装置的工具芯轴位于初始位置；以及
图3示出了类似于图2的侧视图，其中，工具芯轴位于相对于初始位置倾斜的运行位置。
具体实施方式
在附图中，用于精加工工件的装置在整体上由附图标记10表示。装置10包括精加工工具12，精加工工具12例如被设计成具有杯形砂轮的形式。杯形砂轮在其端面上具有环形作用面14，利用该作用面能够对工件18的平坦的或者球形的表面16进行加工。
工件18被容纳在工件保持件20(例如，夹盘)中。驱动工件18以围绕驱动轴线24旋转的方式被工件驱动装置22驱动。
工具12被保持在工具芯轴26上，并且以围绕芯轴轴线30旋转的方式被驱动装置28驱动。芯轴轴线30和工件18的驱动轴线24基本上彼此平行地延伸或者以数度(例如，最大5°)相对彼此倾斜。
为了能够在工件18的方向上递送工具12的作用面14以及再次离开，设置了在整体上由附图标记32表示的递送装置。递送装置32包括承载件34，承载件34连接到驱动装置36，且驱动装置36对滑座38进行作用。滑座38能够通过驱动装置36沿递送轴线40偏移。递送轴线40相对于芯轴轴线30平行地或者至少基本平行地(例如，最大以5°倾斜)延伸。递送装置32也用于产生挤压力，精加工工具12的作用面14以该挤压力被挤压到工件18的表面16上。
一方面为了连接递送装置32的滑座38以及另一方面连接工具芯轴26的壳体42，装置10包括在整体上由标记44表示的连接装置。
连接装置44包括两个能够相对彼此运动的平板体形部件46和48。第一部件46特别以螺栓连接的方式连接到递送装置32的滑座38。第二部件48特别以螺栓连接的方式连接到工具芯轴26的壳体42。
为了连接部件46和48，设置有枢转轴承50，枢转轴承50定义了枢转轴线52。枢转轴线52具有相对于工具芯轴26的芯轴轴线30的间距54。在附图中仅示意性地示出枢转轴承50。例如按照常规的方式，枢转轴承包括枢转销和包围枢转销的轴套。
部件46和48之间的枢转销连接部件46和48，使得它们仅能够以单一自由度相对于彼此运动。因此，部件46和48仅能够围绕枢转轴线52相对于彼此枢转。有利的是，枢转轴线52位于部件46和48的相邻于工具12的端部上。
为了阻止部件46和48之间的枢转，连接装置44包括连接区域54，连接区域54作为连接装置44的传导力的组件起作用。在连接区域54中仅传递拉伸力和压缩力。在连接区域54中，在部件46和48之间作用的连接力通过力测量装置56传递。力测量装置56例如可以由测力计形成。
在连接区域54中，力测量装置56沿着力传递轴线58传递拉伸力和压缩力。
特别地，力测量装置56仅沿着力传递轴线58传递压缩力。在此情况下，有利的是，力测量装置56包括能够彼此相对运动的两个部件，这两个部件通过弹簧相对彼此偏置并且通过传感器单元彼此间隔开。通过这种方式，部件46和48能够相对彼此无间隙地定位。
力传递轴线58相对于枢转轴线52成角度地，特别是垂直地或者至少基本上垂直地布置，并且相对于枢转轴线52具有间距60。
在连接区域54中布置有机械地与力测量装置串联地布置的间距调节装置62。间距调节装置62包括例如调节轴64，调节轴64在一端处连接到部件46和48中的一个，并且在另一端处连接到力测量装置56。为了固定间距调节装置62，可以设置有调节螺母66。
间距调节装置62允许对部件46和48之间的沿着力传递轴线58测量的间距进行调节。通过将力传递轴线58相对于枢转轴线52间隔开，部件46和48之间的沿着力传递轴线存在的间距的变化导致部件46和48围绕枢转轴线52的彼此相对枢转，参见图2和3。通过这种方式，能够调节芯轴轴线30的倾斜角。例如，轴线24和30能够彼此平行地延伸(参见图2)；或者轴线24和30彼此相对倾斜地延伸(参见图3)。
在工件18的精加工期间，工件18围绕轴线24旋转。同时，工具12围绕芯轴轴线30旋转。工具12的作用面14与工件18的工件面16啮合。由于为了精加工工件18而将工具12的压缩力施加到工件18上，所以工具12承受一个相应的挤压力，该挤压力在图2中由附图标记62表示。挤压力62通过“杠杆臂”54影响对工具芯轴26作用的围绕枢转轴线52的转矩(与在图2中的图示相对应地，该转矩在顺时针的方向上围绕枢转轴线52延伸)。
利用“杠杆臂”60相对于枢转轴线52间隔开的力测量装置56将相反的转矩施加到工具芯轴26上，从而使其相对于枢转轴线52静止。相反的转矩等于由力测量装置56沿着力传递轴线58测量的处理力(对应于由第二部件48施加到力测量装置上的压缩力的反作用力)和“杠杆臂”60的长度的乘积。
相应地，挤压力62等于由力测量装置56测量的处理力和杠杆臂因数(间距60除以间距54)的乘积。

Claims (7)

1.一种用于精加工工件(18)的装置(10)，所述装置包括：
用于精加工工具(12)的工具芯轴(26)；
用于递送所述工具芯轴(26)的递送装置(32)；
在所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)之间起作用的力测量装置(56)；以及
在所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)之间起作用的连接装置(44)，所述连接装置用于连接所述工具芯轴(26)和所述递送装置(32)，
其特征在于，所述连接装置(44)包括能够相对彼此运动的两个部件(46，48)，所述部件通过所述力测量装置(56)彼此连接，从而所述力测量装置(56)是所述连接装置(44)的用于传导力的组成部分，
所述连接装置(44)包括相对于所述力测量装置(56)并相对于所述工具芯轴的芯轴轴线(30)间隔开地布置的枢转轴承(50)，所述力测量装置(56)的力传递轴线(58)相对于所述枢转轴承(50)的枢转轴线(52)成角度地布置，所述部件(46，48)之间沿所述力传递轴线(58)存在的间距变化导致所述部件(46，48)能够通过所述枢转轴承彼此相对枢转。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，第一部件(46)连接到所述递送装置(32)，并且第二部件(48)连接到所述工具芯轴(26)。
3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述部件(46，48)形成为平板体。
4.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述力测量装置(56)能够被加载拉伸力和/或压缩力，并阻止所述部件(46，48)的相对运动。
5.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，由所述枢转轴承(50)定义的所述枢转轴线(52)相对于所述递送装置(32)的递送轴线(40)成角度地延伸。
6.根据权利要求5所述的装置(10)，其特征在于，由所述枢转轴承(50)定义的所述枢转轴线(52)相对于所述递送装置(32)的所述递送轴线(40)垂直地延伸。
7.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述力测量装置(56)布置于在所述部件(46，48)之间起作用的间距调节装置(62)的力传递路径中。
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