專利名稱：用于加工工件的機床和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一 種機床，所述機床包括至少一個機床主軸，刀具以可拆除方式固定到所述至少一個機床主軸，并且借助于所述至少一個機床主軸旋轉所述刀具；和工件支架，其中所述至少一個機床主軸和所述至少一個工件支架能夠相對于彼此移位。此外，本發(fā)明涉及一種使用不同的刀具加工工件的方法。
背景技術：
從文獻DE 10 2006 034 497A1已知一種通過精密鉆孔和隨后的珩磨來精加工工件中的孔的內表面的方法，該方法包括下列步驟借助于精密鉆孔裝置的精密鉆具對工件的孔進行精密鉆削；以及將工件運送到珩磨裝置的加工位置，借助于珩磨裝置的珩磨刀具加工已精密鉆削出來的孔。從DE 10 2007 045 045A1已知一種用于加工工件的方法，其中工件被固定到機床的工件支架，并且在工件固定到工件支架的狀態(tài)下預加工工件，并且借助于珩磨刀具珩磨已預加工的工件。從DE 10 2006 028 728A1已知一種用于精加工-珩磨工件中的孔的珩磨刀具，該珩磨刀具具有至少一個珩磨石保持件，用于在所述至少一個珩磨石保持件的區(qū)域中調節(jié)珩磨刀具的直徑的調節(jié)裝置，用于將珩磨刀具連接至常規(guī)的機床主軸或常規(guī)適配器的接口，其中間件和一體形成到珩磨刀具中的用于操作調節(jié)裝置的驅動單元。從DE 198 59 051A1已知一種方法，該方法用于借助于刀具對工件進行材料去除加工，以產生非水平表面，具體地是形成閥座，所述刀具具有被安裝架保持的基體，基體具有刀片構件。從EP 0 780 192B2已知一種用于機床的主軸單元。從US 7，070, 491B2已知一種具有流體致動器的珩磨刀具。從GB 1259071已知一種包括滑動件的刀具保持器，刀具能夠固定到該刀具保持器。所述滑動件相對于能夠固定到機床的可旋轉主軸的那部分徑向可移動。驅動這一相對徑向運動的可逆電動馬達被安裝在該部分中。從DE 102 25 514B4已知一種用于通過利用珩磨主軸進行珩磨而對工件進行超精加工的機床，所述珩磨主軸被安裝在主軸殼體中并且能夠由電動馬達驅動，該主軸的行程運動由線性馬達實現，主軸殼體則布置在該馬達的可移動的輔助部分上，并且其中用于使布置在珩磨主軸上的珩磨刀具擴展的擴展桿被布置在珩磨主軸中，以隨珩磨主軸一起旋轉并且能夠借助于伺服馬達而在其中軸向地移位。從DE 39 18 034C2已知一種切削刀具，該切削刀具用于利用至少一個刀具支架和至少一個止推件而在工件上加工內輪廓和外輪廓，該刀具支架通過夾緊螺栓而被夾緊抵靠于刀具基體上的支撐表面，該止推件用于在支撐表面上定位刀具支架并且用于在調節(jié)位置中克服加工壓力的額外支撐作用，并且該止推件以可移位方式安裝在側壁處開放的至少一個孔中，并且該止推件能夠借助于致動器而被壓靠于刀具主體的與所述側壁相對地定位的支撐壁。

發(fā)明內容
形成本發(fā)明的基礎的目的在于提供一種前述類型的機床，該機床允許以最小化時間支出和最優(yōu)加工質量實現工件的大量加工可能。利用前述機床，根據本發(fā)明實現該目的，這在于所述至少一個機床主軸包括加載裝置，該加載裝置作用于刀具的至少一個可線性移動桿，該刀具固定至所述至少一個機床主軸；所述至少一個機床主軸包括馬達裝置，該馬達裝置聯(lián)接到所述加載裝置并且借助于加載裝置驅動所述至少一個桿的線性位移布置；并且提供有刀具組，該刀具組包括至少一個第一刀具和至少一個第二刀具，借助于該刀具組能夠對工件執(zhí)行不同的加工操作，其中所述刀具每個均能夠固定至所述至少一個機床主軸并且所述刀具每個均具有至少一個桿，當刀具固定至所述至少一個機床主軸時，該至少一個機床主軸的加載裝置作用于所述至少一個桿。
在所述至少一個機床主軸和工件支架之間的相對運動并且具體地是相對位移使得能夠在機床上執(zhí)行工件和用于加工工件的刀具之間的行程運動。具體地，能夠執(zhí)行振蕩行程運動。在該情況中，能夠通過單獨地移位刀具、通過單獨地移位工件或通過工件位移和刀具位移的組合而實現工件和刀具之間的這一相對行程運動。能夠借助于馬達裝置移動加載裝置。因此，繼而能夠使所述至少一個可移位桿在刀具上移動。具體地，能夠借助于所述至少一個可移位桿實現直接作用在工件上的刀具元件的(相對于行程運動的)橫向運動。因此，例如可以使用珩磨刀具，其中能夠通過刀具的所述至少一個可移動桿的相應定位而調節(jié)作用在工件上的接觸壓力。例如，還可以在珩磨之前對工件實施初加工操作，其中例如能夠通過借助于所述至少一個桿或在孔直徑的測量之后的相應的橫向調節(jié)來補償切削刃的磨損，例如，能夠借助于橫向調節(jié)而以限定的方式調節(jié)初加工刀具(諸如精密鉆具)，以取得高的加工質量?？梢栽诘毒呱咸峁┎煌愋偷臋M向調節(jié)。例如，如果機床主軸的加載裝置和刀具被構造成配對部分，則相應地能夠提供兩個單獨的切削刃布置的橫向調節(jié)。例如，刀具能夠包括共軸地進行彼此引導的兩個桿，以能夠調節(jié)兩個切削刃布置。例如，刀具還可以包括桿，以能夠調節(jié)切削刃布置。刀具能夠包括例如借助于流體致動器而可進行調節(jié)的第二切削刃布置。在根據本發(fā)明的機床上，可以在相同的夾具操作中使工件經受諸如精密鉆削操作的第一加工操作并且隨后經受第二加工操作且具體地是經受珩磨操作。因此，能夠在最小化時間支出的情況下實現高的加工質量。借助于根據本發(fā)明的機床，能夠在不轉換夾具布置的情況下以不同的方式加工工件并且具體地是能夠組合不同的加工操作。例如，能夠通過鉆削、鉸孔或剝削進行初加工操作，并且通過珩磨進行隨后的加工。根據本發(fā)明的機床具體地被構造成加工中心。珩磨刀具然后能夠剛性地聯(lián)接到機床主軸并且具體地是然后還能夠利用水平定向的機床主軸實施珩磨操作。例如，馬達裝置具體地包括電動馬達，諸如力矩馬達。加載裝置由該馬達驅動并且繼而因此又能夠進行刀具的所述至少一個桿的運動和定位。
馬達裝置例如借助于滾珠絲杠驅動件而聯(lián)接到加載裝置。借助于滾珠絲杠驅動件，能夠以簡單的方式將旋轉運動轉化成線性運動。例如加載裝置因此能夠形成為桿，或其包括至少一個桿，所述桿能夠直接作用于刀具的所述至少一個可線性移動桿。例如，馬達裝置也可以包括因此作用在加載裝置上的線性馬達。在結構簡單的實施例中，加載裝置具有至少一個可線性移動桿，刀具的所述至少一個桿能夠聯(lián)接到該至少一個可線性移動桿。刀具的該至少一個桿然后能夠以簡單的方式聯(lián)接到相應的機床主軸的加載裝置。能夠通過機床主軸的所述至少一個桿的定位而以簡單的方式定位刀具的該至少一個桿。具體地，刀具的所述至少一個桿是推桿或推拉桿，能夠借助于該至少一個桿調節(jié)至少一個刀具元件。刀具借助于刀具元件而作用于工件。例如，刀具元件是切削刃或切削
刃布置。在刀具的所述至少一個桿的構造是推桿的情況中，當加載裝置施加壓力時，能夠通過機床主軸的加載裝置的作用而移位所述至少一個桿。當加載裝置不施加任何壓力時，由例如彈簧裝置復位刀具的所述至少一個桿。在構造是推拉桿的情況中，在進給動作和反向進給動作期間，加載裝置都確定刀具的所述至少一個桿的位置。所述至少一個刀具元件是或包括切削刃或切削刃布置。例如，相應的刀具是具有相應的切削刃的精密鉆具。該刀具還可以是具有切削刃布置的珩磨刀具，其是多刃的并且具體地包括珩磨石。最特別有利的是，刀具組包括至少一個初加工刀具(作為第一刀具)和珩磨刀具(作為第二刀具)。這實現大量的加工可能性。例如，能夠借助于刀具的所述至少一個桿控制珩磨刀具的一個或更多個珩磨石保持件。具體地，由于此，能夠調節(jié)刀具作用在工件上的接觸壓力?？梢栽诠ぜ囊粋€夾具操作中首先進行初加工操作并且然后進行珩磨加工操作。能夠借助于珩磨刀具，具體地借助于動態(tài)壓力測量而確定孔的直徑。這一結果然后能夠被用于借助于所述至少一個桿而再次調節(jié)初加工刀具以用于隨后的工件。具體地,刀具組包括至少一個精密鉆具。例如，由于此，能夠實施諸如氣缸孔的孔的精密鉆削。然后能夠使用珩磨刀具實施孔的珩磨。作為根據本發(fā)明的機床的結果，尤其能夠在同一夾具操作中實施多個加工操作或加工操作的組合。例如，能夠生產出曲軸上的孔、研磨軸承(lapped bearing)上的孔、用于閥座和閥套的孔、或用于氣缸的孔,并能夠用第一刀具實施精密鉆削。能夠在沒有轉換夾具布置的情況下對工件進行后續(xù)的加工。例如，進行鉸孔、剝削、珩磨操作等。優(yōu)選的是，刀具每個均具有與刀具的所述至少一個桿相聯(lián)的至少一個切削刃或切削刃布置，其中借助于該至少一個桿能夠在橫向于旋轉軸線的方向上調節(jié)所述至少一個切削刃或切削刃布置。因此，能夠使刀具的刀具元件行進至工件。因此，能夠根據刀具的類型最優(yōu)化加工操作。例如，在精密鉆具的情況中，能夠實施切削刃的再次調節(jié)，以補償切削刃的磨損，或能夠實現再次調節(jié)，以最優(yōu)化孔的設定尺寸。在珩磨刀具的情況中，能夠調節(jié)接觸壓力。具體地，所述至少一個機床主軸相對于重力方向被水平地定向。例如，因此能夠最優(yōu)化切屑的移除。如果刀具被剛性地保持在所述至少一個機床主軸上，則能夠實施水平的加工操作。具體地，能夠實施水平的珩磨加工操作。有利地是提供作為機床的組成部分的刀具轉換裝置。因此，例如能夠以時間優(yōu)化的方式在初加工操作之后轉換至諸如珩磨刀具的第二刀具。優(yōu)選的是，提供清潔裝置，以在使用第一刀具的加工操作之后而在使用第二刀具的加工之前清潔工件。因此，例如能夠防止初加工操作產生的切屑遺留在工件上并且在珩磨操作期間導致不受控的刻痕。在一個實施例中，提供有射流裝置和/或激光裝置。在該實施例中，射流裝置能夠是清潔裝置的組成部分以借助于一個或更多個射流清潔工件。例如還能夠提供射流珩磨操作。激光裝置允許在機床主軸上的刀具分開地加工工件。例如，能夠實施激光成形操作。有利的是，清潔裝置和/或射流裝置和/或激光裝置被布置在機床的前側并且能夠被工件支架接近。由此，相應的裝置位于所述至少一個機床主軸的工作區(qū)域的邊緣處而不在運動區(qū)域中。
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在有利實施例中，在所述至少一個車床主軸上設有用于刀具的標準接口。具體地，該標準接口是空心軸錐形接口。另外有利的是，所述至少一個機床主軸具有壓縮空氣接口。因此，能夠借助于機床而向刀具提供壓縮空氣。該壓縮空氣能夠例如被用于吹氣或還用于壓力測量且具體地是用于動態(tài)壓力測量。由此，提供了具有用于接入壓縮空氣的接口的刀具。因此，刀具能夠例如以氣動方式作用于工件，以實施氣動壓力測量或清潔工件。然后優(yōu)選的是，刀具具有至少一個用于壓縮空氣的出口。能夠通過例如該至少一個出口將壓縮空氣吹出，以吹送到工件上。然后能夠通過測量動態(tài)壓力確定該孔的直徑。根據本發(fā)明的機床例如被構造成加工中心。在該情況中，有利地提供了刀具和工件之間的在三個空間方向上的相對移動性。能夠提供繞旋轉軸線的運動的額外可能性。因此導致大量加工的可能性。具體地，提供有控制裝置，通過該控制裝置，能夠借助于加載裝置調節(jié)刀具的所述至少一個桿的位置。該控制裝置例如是機床的主控制系統(tǒng)的組成部分。通過馬達裝置的相應控制，能夠控制加載裝置并且這繼而定向所述桿的位置。這樣，例如能夠調節(jié)刀具的接觸壓力。在一個實施例中，提供有至少一個刀具，該刀具具有至少一個第一刀具元件和至少一個第二刀具元件，該至少一個第一刀具元件和第二刀具元件能夠通過加載裝置而被彼此獨立地調節(jié)并且具體地是能夠彼此獨立地行進。這導致在工件上的大量加工可能性。例如，因此能夠對工件實施兩個不同的加工操作。相應刀具的示例是I行磨刀具，該I行磨刀具具有不同的珩磨石保持件組。形成本發(fā)明的基礎的另一目的在于提供一種上述類型的方法，利用該方法實現優(yōu)化的工件加工。根據本發(fā)明利用上述方法實現該目的，在該方法中工件被保持在同一夾具布置中并且首先利用第一刀具加工工件并且然后利用第二刀具加工工件，其中第一刀具和第二刀具分別被保持在機床主軸上，并且機床主軸實現相應刀具的旋轉并且借助于一體形成在所述機床主軸中的馬達裝置而作用在相應刀具的至少一個可線性移動桿上并且使之移位，其中該至少一個桿的線性位移實現了所述相應刀具的至少一個切削刃或切削刃布置相對于刀具的旋轉軸線的橫向運動。
根據本發(fā)明的方法具有已經結合根據本發(fā)明的機床解釋的優(yōu)勢。因為在使用第一刀具的加工期間和在使用第二刀具加工期間，工件被保持在同一夾具布置中，即不需要重新卡緊，從而實現具有最小加工時間的最優(yōu)加工質量。能夠通過一體形成到機床主軸中的馬達裝置以規(guī)定方式控制工件加工。例如，能夠調節(jié)在工件上的接觸壓力。這還產生了刀具的大量再調節(jié)可能性。具體地，所述至少一個桿的位移以受控制的方式發(fā)生，使得可以實現預定的位移。例如，通過該至少一個桿的位移，調節(jié)刀具作用在工件上的接觸壓力，或補償刀具的磨損。在一個有利實施例中，第一刀具是精密鉆具。因此，例如能夠通過精密鉆削加工諸如圓柱形孔的孔。、在具體的有利實施例中，第二刀具是珩磨刀具。然后能夠在不需要在初加工操作(諸如精密鉆孔)或珩磨之間再卡緊工件的情況下在工件上實施珩磨操作。如果在使用第一刀具的加工之后和在使用第二刀具的加工之前清潔工件，則是最特別有利的。因此，能夠防止例如在使用第一刀具的加工期間形成的切屑遺留在工件上。如果要進行例如珩磨操作，則切屑能夠導致不確定的刻痕。能夠在第一刀具和第二刀具之間實施刀具轉換的時間內進行工件的清潔。優(yōu)選的是，使用同一機床主軸在時間上先后保持第一刀具和第二刀具。在完成用第一刀具加工工件之后，在相應的機床主軸上轉換到第二刀具。這使得能夠最優(yōu)化要實施的工件加工操作。與此相關，此外原理上可能的是，機床例如具有第一機床主軸和第二機床主軸(雙主軸布置)，這些機床主軸保持不同的刀具，并且首先由第一刀具實施工件加工操作，然后在不轉換刀具的情形下的操作中由第二刀具實施工件加工操作。在一個實施例中，至少部分地借助于水溶性冷卻潤滑劑或用珩磨油進行加工。如果孔的直徑的測量是借助于動態(tài)壓力測量而實施的，則是最特別有利的。該結果例如然后能夠被用于在隨后的工件上的精密鉆削操作，以借助于相應的所述至少一個桿調節(jié)精密鉆具，從而使得符合設定。


優(yōu)選實施例的以下描述用于結合附圖更詳細地說明本發(fā)明。圖I是根據本發(fā)明的機床的示例性實施例的示意性部分圖示；圖2是不具有包層的根據圖I的機床的側視圖；圖3是機床主軸的示例性實施例的示意性圖示；圖4是衝磨刀具的示例性實施例的示意性圖示；圖5是精密鉆具的示例性實施例的示意性圖示；并且圖6是刀具的又一示例性實施例的示意性截面圖示。
具體實施例方式根據本發(fā)明的機床刀具的示例性實施例是加工中心。加工中心的實施例包括在其上布置有機床框架14的機床床身12，該加工中心的實施例在圖I和2中以部分圖示的形式示意性地示出并且在圖中被賦予附圖標記10。機床框架14構造成入口的方式并且在相對于重力方向g的垂直方向上突出超過機床床身12。包括至少一個機床主軸18的機床支承布置16被保持在機床框架14上。在所示的示例性實施例中，機床支承布置16包括第一機床主軸18a和第二機床主軸18b。保持在各個機床主軸18a、18b上的刀具能夠繞旋轉軸線20a、20b旋轉。在根據圖I的圖示中，旋轉軸線20a、20b彼此平行。它們被定向成平行于Z方向，所述Z方向垂直于根據圖I的圖示的圖面。具體地，Z方向是相對于重力方向g的水平方向。機床支承布置16被構造為滑動件22，該滑動件22被保持在滑動件導軌24上并且能夠借助于滑動件導軌24在Y方向(正方向和反方向)上線性移動。所述Y方向橫向于并且具體地是垂直于Z方向。具體地，Y方向是相對于重力方向g的垂直方向。為驅動滑動件22在Y方向上的移動及其定位，滑動件22具有相聯(lián)的驅動裝置26。該驅動裝置26能夠包括例如滾珠絲杠驅動件或線性馬達。

滑動件22自身保持在滑動件28上，所述滑動件28能夠在滑動件導軌30上沿X方向(正方向和反方向)線性移位。設有相應的驅動器，用于移位和定位。所述X方向橫向于并且具體地垂直于Y方向和Z方向。具體地，X方向是相對于重力方向g的水平方向。在機床床身12上布置有(至少)一個工件支架32。第一機床主軸18a和第二機床主軸18b并且同時保持在其上的刀具和工件支架32上能夠相對于彼此在Z方向(正方向和反方向)上移動。保持在工件支架32上的工件和機床主軸18a或18b因此能夠相對于彼此在作為第一方向的X方向、作為第二方向的Y方向和作為第三方向的Z方向上移位。在一個示例性實施例中，機床主軸18a、18b不能夠在Z方向上移動以加工工件，而工件支架32在Z方向上以可移位方式保持在機床床身上。工件支架32具有用于此目的的相關聯(lián)的驅動件。在可替代的示例性實施例中，第一機床主軸18a和第二機床主軸18b以可移位方式保持在機床支承布置16上，以允許在Z方向上的可移位性。還可以將機床主軸18a、18b在機床支承布置16上的Z方向可移位性以及工件支架32在機床床身上的Z方向可移位性組合。例如，還能夠將工件支架32設置成能夠繞例如豎直軸線旋轉。在所圖示的示例性實施例中，加工中心10具有用于刀具36的、布置在工作區(qū)域38上方的儲存布置34，工件在所述工作區(qū)域38中被加工。此外，設有刀具轉換裝置40，利用該刀具轉換裝置40，能夠將刀具16插入到機床主軸18a和18b上并且將刀具16從機床主軸18a和18b移走。例如在WO 2009/033920A1中描述了相應的加工中心。參照該公布，并且將該公布作為本公開的組成部分。加工中心10也可以僅包括單個機床主軸或包括多于兩個的機床主軸。加工中心10具有控制裝置41，該控制裝置41至少部分地布置在開關箱42中。借助于該控制裝置41控制工件加工操作的次序。加工中心10具有前側44和后側46。工作區(qū)域38面朝向前側44。在一個示例性實施例中，在前側44上布置有一個或更多個附加裝置48。除了刀具夕卜，能夠借助于在機床主軸18上的附加裝置48來作用于工件。在一個示例性實施例中，清潔裝置50被設置成附加裝置48。借助于工件支架32，能夠將工件移動至清潔裝置50。在清潔裝置中，例如能夠在第一加工操作之后而在第二加工操作之前清潔工件。因此能夠改善加工質量。例如，通過吹氣或通過清潔裝置的直接作用進行清潔。附加裝置48還能夠例如由射流裝置形成或包括射流裝置。能夠借助于該射流裝置而使工件經受射流。該射流能夠是氣體噴射和/或液體噴射。例如，利用合適的構造，能夠借助于該裝置實施射流珩磨操作?？商娲鼗蝾~外地，例如，能夠使得附加裝置48由激光裝置形成或包括激光裝置。因此可以例如執(zhí)行工件的激光成形。附加裝置48或多個附加裝置48例如在前側44上被布置在工作區(qū)域38的邊緣處，使得附加裝置48不阻礙工件支架32和機床主軸18a、18b之間的相對可移動性。主軸的示例性實施例包括用于刀具的接口 54，該主軸的示例性實施例在圖3中被示意性地示出并且被賦予附圖標記52。接口 54例如被構造成空心軸錐形(HSC)接口。在 接口 54處，刀具(在圖4中使用附圖標記56指示)能夠被插入到機床主軸52中并且能夠以可拆除方式固定到該機床主軸52。在該情況中，夾具被固定以抵抗旋轉，從而使得例如在機床主軸52的相應可旋轉部分繞旋轉軸18a旋轉時，刀具56與其一起旋轉。機床主軸52包括殼體58。加載裝置60安裝在殼體58中以能夠線性地移位。具體地是，加載裝置60包括可線性移位桿62。如將會在下文中更詳細地說明，刀具56具有桿64。當刀具56在接口 54處固定至機床主軸52時，桿62和64也彼此聯(lián)接。通過機床主軸52的桿62的受控運動，則刀具56的桿64也能夠被移動。機床主軸52包括馬達裝置66，該馬達裝置66布置在機床主軸52的殼體58中。馬達裝置66被一體形成到機床主軸52中。馬達裝置66例如包括電動馬達68。馬達裝置66借助于例如滾珠絲杠驅動件而聯(lián)接到桿62，該滾珠絲杠驅動件在圖3中被賦予附圖標記70。滾珠絲杠驅動件70使得能夠將馬達裝置66的旋轉運動變換成桿62的線性運動。能夠通過馬達裝置66的相應致動而實現機床主軸52的桿62的限定的進給，以及還同時實現刀具56的桿64的限定的進給。借助于控制裝置41的相應部分發(fā)生通過馬達裝置66的相應致動對桿62的運動的控制。借助于電動馬達69而發(fā)生桿62的機電驅動運動，以及同時桿64的機電驅動運動。機床主軸52包括被賦予整體附圖標記72的驅動裝置，例如通過該驅動裝置72，刀具56的接口 52能夠繞旋轉軸線20a旋轉或轉動。機床主軸52具有用于刀具56的壓縮空氣接口 74。機床主軸52包括空氣供給裝置76。該空氣供給裝置76與壓縮空氣接口 74流體連接。相應的刀具56具有相對于壓縮空氣接口 74的配合接口。然后能夠將壓縮空氣從機床主軸52接入到刀具56中。該壓縮空氣能夠被用作吹送空氣，或如下面更詳細地描述的，在動態(tài)壓力測量的情況中，用作測量空氣。此外，機床主軸52具有用于冷卻潤滑劑的接口 75，通過該接口 75能夠向刀具56供給冷卻潤滑劑。例如，在桿62中形成由用于冷卻潤滑劑的管道77，該管道77與接口 75和用于機床的冷卻潤滑劑的供給裝置79流體連接。在一個實施例中，至少部分地使用水溶性冷卻潤滑劑(乳膠)或使用油諸如珩磨油實施加工。加工中心10包括刀具組，該刀具組包括至少一個第一刀具，具體地為諸如精密鉆具80 (圖5)的初加工刀具78 ;和至少一個第二刀具，具體地為珩磨刀具82 (圖4)。固定到同一夾具布置中的工件支架32的工件例如以如下方式被連續(xù)加工首先由精密鉆具80加工，然后(如果需要，則在清潔裝置50上清潔后)進一步由珩磨刀具82加工。珩磨刀具82的示例性實施例(圖4)包括用于接口 54的接口 84。此外，設置有壓縮空氣接口 86，用于與壓縮空氣接口 74連接。珩磨刀具82具有桿88，該桿88具體地是推桿。當珩磨刀具82被固定到機床主軸52時，桿88能夠聯(lián)接到機床主軸52的桿62。桿88具有被定位在接收區(qū)域92中的區(qū)域90。該區(qū)域90具有環(huán)形表面94，該環(huán)形表面94被引導朝向區(qū)域90的端部96。在環(huán)形表面94和端部96之間設置有彈簧裝置 98，該彈簧裝置98施加用以將區(qū)域90且同時將桿88推動離開端部96的彈簧力。馬達裝置66的力與該彈簧力相反，其中該馬達裝置66的力確保桿62且同時確保桿88的進給。珩磨刀具82具有(至少)一個珩磨石保持件100，切削刃布置102設置在該珩磨石保持件100上。切削刃布置102形成相應的珩磨元件并且形成有多個切削刃，而珩磨刀具82借助于該切削刃布置102作用在工件上。具體地，切削刃布置102包括附接的若干微粒。由于切削刃布置102的原因，在珩磨操作期間，在珩磨刀具82和工件之間存在恒定的表面接觸。在珩磨操作期間，在珩磨刀具82和工件之間發(fā)生縱向運動的方向的振蕩改變。在該情況中，通過工件支架32和機床主軸52之間的相對運動實現該縱向運動。在珩磨操作期間實現的工件表面具有平行的交叉痕跡。珩磨石保持件100聯(lián)接到桿88。例如，桿88具有用于此的第一錐形區(qū)域104和第二錐形區(qū)域106。珩磨石保持件100利用第一配合錐形區(qū)域108抵靠第一錐形區(qū)域104，并且利用第二配合錐形區(qū)域110抵靠第二錐形區(qū)域106。桿88在平行于旋轉軸18a的方向112上的進給導致珩磨石保持件100在橫向于且具體地是垂直于方向112的方向114上的位移。珩磨石保持件100相對于方向114的相應位置由桿88在方向112上的位置確定。該位置借助于馬達裝置66和彈簧裝置98 —起得以保證。因此，該位置是可調節(jié)的。通過改變桿88的位置(通過改變桿62的位置實現)，能夠使切削刃布置102行進到工件。能夠以限定的受控方式調節(jié)珩磨刀具82作用在工件上的接觸壓力。例如，能夠利用珩磨刀具82珩磨孔。珩磨刀具82具有用于壓縮空氣的一個或更多個開口 116，該開口 116與壓縮空氣接口 86流體連接。因此，壓縮空氣例如能夠被吹送到孔中。該開口或多個開口借助于一個或更多個管道118與壓縮空氣接口 86流體連接。例如，利用氣動的動態(tài)壓力測量，能夠借助于壓縮空氣測量在珩磨刀具82上的孔的直徑。因此，不必要例如在精密鉆削操作后借助于單獨的測量裝置(諸如測試心軸)進行再測量。依舊提供的珩磨刀具然后還是用于確定直徑的測量刀具。珩磨刀具82具有一個或更多個開口 119，該開口 119與珩磨刀具82的冷卻潤滑劑接口 121流體連接。冷卻潤滑劑接口 121能夠連接到機床主軸52的冷卻潤滑劑接口 75。因此，在加工操作期間能夠向珩磨刀具82供給冷卻潤滑劑。初加工刀具的示例性實施例是精密鉆具(圖5)。精密鉆具80包括用于聯(lián)接到機床主軸52的接口 120。精密鉆具80包括桿122，該桿122能夠聯(lián)接到機床主軸52的桿62。類似上述桿88，桿122具有加寬區(qū)域124，該加寬區(qū)域124具有環(huán)形表面126。彈簧裝置132設置在環(huán)形表面126和用于這一區(qū)域124的相應接收區(qū)域130的端部128之間。該彈簧裝置抵靠區(qū)域124的環(huán)形表面126和端部128。彈簧裝置132施加意圖在機床主軸52的方向上推動桿122的彈簧力。馬達裝置66必須作用以抵抗該彈簧力。精密鉆具80包括切削刃134a、134b。切削刃134a、134b聯(lián)接到桿122。通過在平行于精密鉆具80的旋轉軸18a的方向112上進給桿122，切削刃134a、134b能夠在垂直于方向122的方向114上被調節(jié)并且具體地是能夠行進到工件。例如通過該行進動作，能夠補償切削刃的磨損并且能夠限定孔的直徑。通過桿122的位置來預先確定，而桿122的位置則以受控方式通過桿62的位置調 節(jié)，由此切削刃134a、134b在方向114上定位于指定位置，其中該位置以限定的受控方式在方向114上被調節(jié)。根據本發(fā)明的機床和根據本發(fā)明的方法以如下方式操作在加工中心10中加工一個或更多個工件。例如，在氣缸孔上進行諸如精密鉆削的初加工操作。當工件或多個工件夾緊到工件支架32時，將精密鉆具80插入到機床主軸18a或18b上。通過工件保持件32和機床主軸18a、18b的相對運動(行程運動)，例如使切削刃134a、134b進入工件上預先形成的孔中以用于精密鉆削，實施加工。在該情況中，機床主軸18a、18b是包括馬達裝置66的馬達主軸。由此，通過調節(jié)桿66的位置，能夠以指定方式定位精密鉆具80的桿122的位置，具體地是能夠橫向地調節(jié)切削刃134a、134b在方向114上的位置。這允許精確地調節(jié)孔的直徑并且還例如補償切削刃的磨損。在已經完成精密鉆削操作之后，工件或多個工件例如借助于工件支架32移動到清潔裝置并且在清潔裝置中被清潔。清潔例如通過射流的作用來實施。這允許將初加工操作的切屑從工件移除。由此，能夠防止在隨后的珩磨操作中由于切屑嵌入在珩磨石保持件中而產生非預定的刻痕。在工件的精密鉆削后，在機床主軸18a和18b (在雙主軸布置的情況中)上轉換成珩磨刀具82。該轉換例如與清潔同時發(fā)生。然后將珩磨刀具82插入到工件的相應孔中。能夠借助于動態(tài)壓力測量執(zhí)行直徑的確定。然后通過珩磨加工工件。在該情況中，在工件支架32和機床主軸18a、18b之間發(fā)生振蕩行程運動。與此相關的，借助于桿88執(zhí)行一個或更多個珩磨石保持件100的橫向行進，桿88又借助于桿62聯(lián)接到相應的機床主軸18a或18b的馬達裝置66。在根據本發(fā)明的解決方法中，刀具56剛性地設置在機床主軸52上。工件也剛性地設置在工件支架32上。夾具布置在不同的加工步驟期間不變。能夠以省時的方式有效地加工工件。例如，精密鉆具80上的切削刃的磨損能夠通過借助于馬達裝置66行進來補償。
珩磨刀具82能夠在準備操作之后確定孔的直徑并且將相應的結果轉發(fā)到控制裝置41。然后，這能夠確保在對于下一個工件的下一個準備操作期間對于精密鉆具80的切削刃的再調節(jié)。在利用珩磨刀具82的珩磨操作期間，能夠借助于馬達裝置66控制作用在工件上的接觸壓力。還可以在不改變工件支架32上的工件的夾具布置的情況下，在加工中心10內對工件執(zhí)行多于兩個的不同加工操作。刀具的示例性實施例包括一組第一刀具元件152和一組第二刀具元件組154，該刀具的示例性實施例在圖6中被示出并且被賦予附圖標記150。第一刀具元件152聯(lián)接到桿156并且能夠借助于桿156在方向114上橫向移位。桿156自身能夠在方向112上線性地移位。桿156在中空桿158中被引導。該中空桿158也能夠在方向112上移位。該中空桿158聯(lián)接到第二刀具元件154，該第二刀具元件154因此能夠平行于方向118移位。 能夠借助于中空桿158在方向114上調節(jié)第二刀具元件154的位置。能夠借助于桿156在方向114上調節(jié)第一刀具元件152的位置。在該情況中，能夠彼此獨立地調節(jié)桿156和中空桿158的在方向112上的位置，使得也能夠彼此獨立地調節(jié)第一刀具元件152和第二刀具元件154的橫向位置。保持刀具150的相應的機床主軸160具有用于刀具150的接口 162。機床主軸160包括加載裝置，該加載裝置被賦予整體附圖標記164。加載裝置164具有第一部分單元166，該第一部分單元166例如被構造成桿并且能夠線性地移位。第一部分單元166借助于接口 162的第一接口部分單元168聯(lián)接到桿156。加載裝置164還包括第二部分單元170。該第二部分單元170例如包括中空桿，第一部分單元166在該中空桿中被引導。第二部分單元170能夠借助于第二接口部分單元172聯(lián)接到刀具150的中空桿158。刀具150能夠與第一刀具元件組152和第二刀具元件組154 —起作為一個單元繞旋轉軸18a或18b旋轉。能夠借助于刀具150在工件上執(zhí)行雙重加工操作。還能夠以與借助于桿的方式不同的方式實現刀具元件的可調性。例如，借助于桿調節(jié)第二刀具元件154，而第一刀具元件152的調節(jié)是流體致動的。附圖文字10 加工中心12 機床床身14 機床框架16 機床支承布置18a第一機床主軸18b第二機床主軸20a旋轉軸線20b旋轉軸線22 滑動件24 滑動件導軌
26 驅動裝置28 滑動件30 滑動件導軌32工件支架34儲存布置36 刀具38工作區(qū)域40刀具轉換裝置 41控制裝置42開關箱44 前側46 后側48附加裝置50清潔裝置52機床主軸54 接口56 刀具58 殼體60加載裝置62桿(機床主軸)64 桿(刀具)66馬達裝置68電動馬達70滾珠絲杠驅動件72驅動裝置74壓縮空氣接口75冷卻潤滑劑接口76空氣供給裝置77 管道78初加工刀具80精密鉆具82珩磨刀具84 接口86壓縮空氣接口88 桿90 區(qū)域92接收區(qū)域94環(huán)形表面% 端部
98彈簧裝置100珩磨石保持件102切削刃布置104第一錐形區(qū)域106第二錐形區(qū)域108第一配合錐形區(qū)域110第二配合錐形區(qū)域112 方向 114 方向116 開口118 管道119 開口120 接口121冷卻潤滑劑接口122 桿124 區(qū)域126環(huán)形表面128 端部130接收區(qū)域132彈簧裝置134a 切削刃134b 切削刃150 刀具152第一刀具元件154第二刀具元件156 桿158中空桿160機床主軸162 接口164加載裝置166第一部分單元168第一接口部分單元170第二部分單元172第二接口部分單元
權利要求
1.機床，所述機床包括至少一個機床主軸(18a、18b;52)，刀具(56 ；80 ；82)能夠以可拆除方式固定到所述機床主軸(18a、18b ;52)，并且所述刀具(56 ；80 ；82)能夠借助于所述機床主軸(18a、18b ；52)旋轉；和工件支架(32)，其中所述至少一個機床主軸(18a、18b ；52)和所述至少一個工件支架(32)能夠相對于彼此移位，其特征在于 所述至少一個機床主軸(52)包括加載裝置(60 ; 164)，所述加載裝置(60 ; 164)作用于刀具(56)的至少一個可線性移動桿(64)，而所述刀具(56)固定至所述至少一個機床主軸(52)； 所述至少一個機床主軸(52)包括馬達裝置(66)，所述馬達裝置(66)聯(lián)接到所述加載裝置(60)并且借助于所述加載裝置(60)驅動所述至少一個桿(64)的線性移位布置；并且 提供有一組刀具(56)，所述一組刀具(56)包括至少一個第一刀具(78)和至少一個第二刀具(82)，借助于所述至少一個第一刀具(78)和所述至少一個第二刀具(82)能夠對工件執(zhí)行不同的加工操作，其中所述刀具(56)每個均能夠固定至所述至少一個機床主軸(52)并且所述刀具(56)每個均具有至少一個桿(64),當刀具(56)固定至所述至少一個機床主軸(52)時,所述至少一個機床主軸(52)的所述加載裝置(60)作用于所述至少一個桿(64)。
2.根據權利要求I所述的機床，其特征在于，所述馬達裝置(66)包括電動馬達(68)。
3.根據權利要求I或2所述的機床，其特征在于，所述馬達裝置(66)借助于滾珠絲杠驅動件(70)聯(lián)接到所述加載裝置(60)。
4.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述加載裝置(60)具有至少一個可線性移動桿(62)，所述刀具(56)的所述至少一個桿(64)能夠聯(lián)接到所述至少一個可線性移動桿(62)。
5.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述刀具(56)的所述至少一個桿(64)是推桿或推拉桿，至少一個刀具元件能夠借助于所述至少一個桿(64)進行調節(jié)。
6.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述至少一個刀具元件是或包括切削刃(134a ；134b)或切削刃布置(102)。
7.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述一組刀具(56)包括珩磨刀具(82)和至少一個初加工刀具(78)。
8.根據權利要求7所述的機床，其特征在于，所述一組刀具(56)包括至少一個精密鉆具(80)。
9.根據權利要求8所述的機床，其特征在于，所述刀具(56)每個均具有與所述刀具(56)的所述至少一個桿(64)相聯(lián)的至少一個切削刃(134a ;134b)或切削刃布置(102)，其中借助于所述至少一個桿(64)能夠在橫向于所述刀具(52)的旋轉軸(18a ；18b)的方向(114)上調節(jié)所述至少一個切削刃(134a ；134b)或切削刃布置(102)。
10.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述至少一個機床主軸(18a ； 18b)被保持在支承布置(16)上并且能夠至少在第一方向(X)上和橫向于所述第一方向(X)延伸的第二方向(Y)上移位。
11.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述至少一個機床主軸 (52)相對于重力方向(g)水平地定向。
12.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括刀具轉換裝置(40)。
13.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括清潔裝置(50)，所述清潔裝置(50)用于在使用第一刀具(80)的加工操作之后而在使用第二刀具(82)的加工操作之前清潔工件。
14.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括射流裝置和/或激光裝置。
15.根據權利要求13或14所述的機床，其特征在于，所述清潔裝置(50)和/或所述射流裝置和/或所述激光裝置布置在所述機床的前側(44)上并且適于由所述工件支架(32) 靠近。
16.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括位于所述至少一個機床主軸(52 )上的標準接口( 54 )。
17.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，所述至少一個機床主軸(52)具有用于刀具(56)的壓縮空氣接口(74)。
18.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，刀具(56)具有接入壓縮空氣的接口(86)。
19.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，刀具具有至少一個用于壓縮空氣的出口(116)。
20.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括作為加工中心(10)的構造。
21.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于包括控制裝置(41)，通過所述控制裝置(41)，能夠借助于所述加載裝置(60)調節(jié)所述刀具(56)的所述桿(64)的位置。
22.根據前述權利要求中的一項所述的機床，其特征在于，提供有至少一個刀具(150)，所述至少一個刀具(150)具有能夠通過所述加載裝置(164)彼此獨立地進行調節(jié)的至少一個第一刀具元件(152)和至少一個第二刀具元件(154)。
23.利用不同刀具加工工件的方法，其中工件被保持在相同的夾具布置中，并且首先用第一刀具加工工件并且然后用第二刀具加工工件，其中所述第一刀具和所述第二刀具分別被保持在一機床主軸上，并且所述機床主軸實現相應刀具的旋轉并且借助于一體形成在所述機床主軸中的馬達裝置而作用于所述相應刀具的至少一個可線性移動桿并且使所述至少一個可線性移動桿移位，其中所述至少一個桿的線性移位實現所述相應刀具的至少一個切削刃或切削刃布置相對于旋轉軸線的橫向移動。
24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述至少一個桿的位移以受控的方式進行。
25.根據權利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述刀具施加在工件上的接觸壓力借助于所述至少一個桿的位移進行調節(jié)。
26.根據權利要求23至25中的一項所述的方法，其特征在于，刀具的磨損借助于所述至少一個桿的位移進行補償。
27.根據權利要求23至26中的一項所述的方法，其特征在于，所述第一刀具是精密鉆具。
28.根據權利要求23至27中的一項所述的方法，其特征在于，所述第二刀具是珩磨刀具。
29.根據權利要求23至28中的一項所述的方法，其特征在于，在使用所述第一刀具的加工操作之后而在使用所述第二刀具的加工之前清潔工件。
30.根據權利要求23至29中的一項所述的方法，其特征在于，所述第一刀具和所述第~■刀具在時間上先后由相冋的機床王軸保持。
31.根據權利要求23至30中的一項所述的方法，其特征在于，借助于動態(tài)壓力測量進行孔的直徑的測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及機床，所述機床包括至少一個機床主軸(18a、18b；52)，刀具(56；80；82)能夠以可拆除方式固定到所述機床主軸(18a、18b；52)上并且刀具(56；80；82)能夠借助于所述機床主軸(18a、18b；52)旋轉；和工件支架(32)，其中所述至少一個機床主軸(18a、18b；52)和所述至少一個工件支架(32)能夠相對于彼此滑動，其特征在于所述至少一個機床主軸(52)包括加載裝置(60；164)，該加載裝置(60；164)作用在刀具(56)的至少一個可線性移動桿(64)上，所述刀具則固定至所述至少一個機床主軸(52)；且所述至少一個機床主軸(52)包括馬達裝置(66)，該馬達裝置(66)聯(lián)接到所述加載裝置(60)并且借助于所述加載裝置(60)驅動所述至少一個桿(64)的線性移動；并且提供有一組刀具(56)，該組刀具(56)包括至少一個第一刀具(78)和至少一個第二刀具(82)，借助于該組刀具(56)能夠對工件執(zhí)行不同的加工步驟，其中所述刀具(56)每個均能夠固定至所述至少一個機床主軸(52)并且所述刀具(56)每個均具有至少一個桿(64)，當刀具(56)固定到所述至少一個機床主軸(52)時，所述至少一個機床主軸(52)的所述加載裝置(60)作用在所述至少一個桿(64)上。
文檔編號B24B33/02GK102762339SQ201180010023
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權日2010年2月17日
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