專(zhuān)利名稱(chēng)：用于切削式車(chē)削加工的方法和車(chē)削加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于切削式車(chē)削加工細(xì)長(zhǎng)形的具有縱軸線(xiàn)的工件的方法，該工件夾緊在夾緊裝置中并以一加工速度圍繞車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，其中進(jìn)行車(chē)削加工的車(chē)削刀具橫向于車(chē)削軸線(xiàn)地(特別是相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)徑向地)和/或切向地橫向進(jìn)給，并且車(chē)削加工的切削速度由工件相對(duì)于車(chē)削刀具的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。本發(fā)明還涉及一種車(chē)削加工裝置，具有由車(chē)削主軸驅(qū)動(dòng)的夾緊裝置和帶有車(chē)削刀具的刀架，該刀架橫向于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)地(特別是相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)徑向地)和/或切向地橫向進(jìn)給。
背景技術(shù)：
這種用于車(chē)削加工工件的方法和裝置已知具有各種形式，其中工件圍繞中心軸線(xiàn)、即車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，并且刀具可以徑向或切向地橫向進(jìn)給。但是對(duì)于某些工件，這種車(chē)削加工是不適合的，例如對(duì)于渦輪機(jī)葉片是不適合的， 渦輪機(jī)葉片目前通常相對(duì)于沿縱向大致穿過(guò)該渦輪機(jī)葉片延伸的軸線(xiàn)夾緊，并且也相對(duì)于該軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但是銑削刀具作用于該渦輪機(jī)葉片上。這種渦輪機(jī)葉片的加工方法需要銑削刀具的多次橫向進(jìn)和多次旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)以及相互匹配的驅(qū)動(dòng)和控制。在此切削速度由與車(chē)削相比非常高的8000-12000轉(zhuǎn)/分鐘的刀具
轉(zhuǎn)速產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此目的在于提供一種上述類(lèi)型的方法，其中利用較少的驅(qū)動(dòng)和調(diào)整軸可以制造不同于圓形橫截面的橫截面剖面。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在上述類(lèi)型的方法中如下設(shè)置所述工件以其縱軸線(xiàn)平行于車(chē)削軸線(xiàn)但是偏心地且與車(chē)削軸線(xiàn)徑向間隔地夾緊在夾緊裝置中，并且所述車(chē)削刀具徑向地從外部橫向于車(chē)削軸線(xiàn)橫向進(jìn)給，其中所述工件以假想的圓柱體圍繞車(chē)削軸線(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)，并且圓周運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)于工件的車(chē)削速度，并且工件在圍繞中心的車(chē)削軸線(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且總是工件的同一外側(cè)面在切削加工期間徑向向外指向。因此所述工件可以在假想的圓柱體上圍繞車(chē)削軸線(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)，其中圓周運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)于工件的車(chē)削速度，即，在工件圍繞中心的車(chē)削軸線(xiàn)或圍繞車(chē)削軸線(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)工件本身也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而總是同一外側(cè)面徑向向外指向，該外側(cè)面現(xiàn)在可以由刀具切削地加工。因?yàn)楣ぜ母鞔庸さ膮^(qū)域的縱軸線(xiàn)不與車(chē)削軸線(xiàn)一致，因此由于偏心的夾緊導(dǎo)致中斷的車(chē)削過(guò)程，該加工方法不在加工位置上車(chē)削地加工工件的整個(gè)圓周，而是僅加工在圓柱形圓形軌跡上環(huán)繞的工件的外側(cè)面。因此本發(fā)明與已知的方法相比以較少的橫向進(jìn)給軸線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。在此還有利的是，刀具與工件之間的用于切削加工所需的相對(duì)速度并不如同在已知方法中那樣由工件圍繞其縱軸線(xiàn)的自身旋轉(zhuǎn)的速度產(chǎn)生，而是由工件圍繞車(chē)削軸線(xiàn)的環(huán)繞速度和工件與車(chē)削軸線(xiàn)的
5徑向距離產(chǎn)生。因此也可以加工這樣的輪廓，該輪廓在工件夾緊在已知類(lèi)型的裝置中時(shí)導(dǎo)致，工件上的待加工區(qū)域由于工件在不同于圓形形狀的情況下圍繞車(chē)削中心的自身旋轉(zhuǎn)而超過(guò)刀具，這可導(dǎo)致工件和/或刀具的損壞。因此可以獲得更多的車(chē)削加工輪廓。本發(fā)明的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)如下設(shè)置在工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，總是同一外側(cè)面或同一表面區(qū)域徑向向外指向。因此可以以簡(jiǎn)單的方式加工工件，這些工件在外表面的區(qū)域內(nèi)具有較大的曲率半徑的曲率，并在鄰接于外表面的表面區(qū)域內(nèi)具有相對(duì)較小的曲率半徑的曲率，例如倒圓的棱邊或過(guò)渡區(qū)域。通過(guò)與車(chē)削軸線(xiàn)徑向間隔地偏心的夾緊，刀具可以簡(jiǎn)單地為了加工而徑向?qū)氲酵獗砻嬷泻蛷脑撏獗砻鎸?dǎo)出，并且可以避免車(chē)削速度低于或超過(guò)臨界值。如果所述車(chē)削刀具在工件旋轉(zhuǎn)期間以與車(chē)削軸線(xiàn)不同的徑向距離移動(dòng)，則可以加工工件表面的凸出和/或凹入的不同于圓柱形外周截面的外部輪廓。由此特別是，車(chē)削刀具相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)的徑向位置在去除切屑期間這樣改變，使得在工件上形成一表面輪廓， 該表面輪廓不同于圓柱形外周截面的形狀，即，該表面輪廓不是圓柱形外周截面。為此可以如下設(shè)置所述車(chē)削刀具的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與工件的旋轉(zhuǎn)同步地執(zhí)行。在此有利的是，所期望的加工尺寸可以通過(guò)在夾緊裝置旋轉(zhuǎn)期間連續(xù)的多個(gè)加工過(guò)程產(chǎn)生。 這等同于中斷的車(chē)削，因?yàn)樵谝粋€(gè)工件或兩個(gè)工件中在一圈旋轉(zhuǎn)期間僅在確定的區(qū)域中進(jìn)行圓柱形外周截面的加工。為了加工具有縱向的工件可以如下設(shè)置所述車(chē)削刀具和工件在車(chē)削加工期間附加地平行于車(chē)削軸線(xiàn)彼此相向地移動(dòng)。在此車(chē)削刀具或工件可以利用夾緊裝置保持空間固定，或者不僅車(chē)削刀具而且工件都利用夾緊裝置同時(shí)相對(duì)于彼此移動(dòng)。為了加工復(fù)雜的剖面或輪廓(這些剖面或輪廓例如通過(guò)在棱邊或倒圓上相交的至少兩個(gè)表面描述)，可以如下設(shè)置所述工件在車(chē)削加工徑向向外指向的表面區(qū)域之后在夾緊裝置中這樣改變位置，使得目前徑向向內(nèi)指向的表面區(qū)域向外指向，并且車(chē)削加工現(xiàn)在向外指向的表面區(qū)域。該位置改變例如可以通過(guò)移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)和/或換位實(shí)現(xiàn)。由此特別是，通過(guò)首先加工一個(gè)側(cè)面(即正面或頂面)并且在接著的加工過(guò)程中加工另一側(cè)面(即背面或底面)，可以加工出支承面輪廓或渦輪機(jī)葉片輪廓。因此在一次夾緊中可以加工具有凹入輪廓的側(cè)面和凸出輪廓的側(cè)面的工件?？商娲鼗蚋郊拥?，可以如下設(shè)置為了改變位置，所述工件在夾緊裝置中在位于徑向平面中的區(qū)段上、優(yōu)選在延伸通過(guò)車(chē)削軸線(xiàn)的區(qū)段上移動(dòng)，和/或移動(dòng)到相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)對(duì)置的側(cè)面上。因此所述工件移動(dòng)到夾緊裝置上的一個(gè)位置，在該位置，起初在第一次加工過(guò)程中向內(nèi)指向的并由此不能接觸車(chē)削刀具的表面徑向向外指向，并因此接觸徑向地從外部作用的車(chē)削刀具，因而處于其加工區(qū)域內(nèi)。還可以如下設(shè)置為了改變位置，所述工件在與車(chē)削軸線(xiàn)徑向間隔的位置和關(guān)于車(chē)削軸線(xiàn)中間的位置之間移動(dòng)。在這個(gè)車(chē)削軸線(xiàn)延伸通過(guò)工件的中間位置，對(duì)于復(fù)雜的剖面例如可以執(zhí)行中間加工步驟。還可以如下設(shè)置為了改變位置，所述工件在夾緊裝置中圍繞縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)一旋轉(zhuǎn)角、特別是旋轉(zhuǎn)180°。如果在旋轉(zhuǎn)的夾緊裝置上夾緊至少兩個(gè)工件，并且所述至少兩個(gè)工件在同一加工步驟中車(chē)削加工，可以實(shí)現(xiàn)特別短的加工時(shí)間。為了加工渦輪機(jī)葉片和/或沿著縱軸線(xiàn)的橫截面加粗部的底部或固定區(qū)域，可以如下設(shè)置所述車(chē)削刀具以其橫向進(jìn)給方向在車(chē)削加工期間在徑向平面和/或在包括車(chē)削軸線(xiàn)的平面中擺動(dòng)。為了同時(shí)加工多個(gè)工件，可以如下設(shè)置使用至少兩個(gè)車(chē)削刀具，所述車(chē)削刀具在車(chē)削加工期間作用于工件上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別適用于加工非圓的工件，特別是加工具有橫向于工件的縱軸線(xiàn)扁平的橫截面的工件。對(duì)此例如有渦輪機(jī)葉片或支承面輪廓。為了加工，可以橫向于一毛坯的縱軸線(xiàn)車(chē)削加工具有自由形狀、特別是具有矩形、 圓形或橢圓形的初始橫截面的毛坯。為了成本低廉且以較少的時(shí)間花費(fèi)接近于最終形狀，可以如下設(shè)置為了車(chē)削加工，首先進(jìn)行粗加工，接著進(jìn)行精加工。在此粗加工一般表示具有較大切屑的加工過(guò)程，精加工指具有較小切屑的精加工?？梢栽谝淮螉A緊中或在單獨(dú)的設(shè)備上執(zhí)行粗加工和精加工。為此可需要在粗加工期間執(zhí)行夾緊裝置的車(chē)削方向變換?？梢匀缦略O(shè)置在粗加工期間，刀具與夾緊裝置的車(chē)削軸線(xiàn)的徑向距離經(jīng)由一圈旋轉(zhuǎn)保持不變。如果用于粗加工過(guò)程的刀具還在去除切屑期間徑向移動(dòng)，則可以更好地接近于橫截面非圓的最終形狀。例如在此可以首先使該距離保持恒定，并且可以通過(guò)累進(jìn)的加工實(shí)現(xiàn)徑向的橫向進(jìn)給。因此可以如下設(shè)置在粗加工時(shí)使工件具有接近最終輪廓的形狀。在此可以根據(jù)工件在最終形狀中的曲率和/或工件大小選擇接近度。例如毛坯可以通過(guò)粗加工加工成偏離最終形狀達(dá)l/2mm或甚至l/10mm。如果工件的旋轉(zhuǎn)以至少5轉(zhuǎn)/min、優(yōu)選至少10轉(zhuǎn)/min執(zhí)行，則通過(guò)工件與車(chē)削軸線(xiàn)的徑向偏移已可達(dá)到足夠的切削速度。在本發(fā)明的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，可以如下設(shè)置在一次夾緊中，一方面在第一工件中且另一方面在第二工件中加工出不同的表面區(qū)域，特別是具有不同曲率的橫向于各自的縱軸線(xiàn)延伸的輪廓。由此例如可以設(shè)有兩個(gè)刀具，其中一個(gè)用于加工凹入的輪廓，另一個(gè)用于加工凸出的輪廓，或者刀具可以在夾緊裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間無(wú)需機(jī)械特別耗費(fèi)地、特別快速地這樣實(shí)現(xiàn)回位運(yùn)動(dòng)，使得通過(guò)刀具在每圈旋轉(zhuǎn)的半圈中加工一個(gè)工件上的位于徑向外部的輪廓并且在一圈旋轉(zhuǎn)的另半圈中加工另一工件上的位于徑向內(nèi)部的輪廓。為了實(shí)現(xiàn)目的，在上述類(lèi)型的車(chē)削加工裝置中如下設(shè)置所述夾緊裝置具有偏心地與車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)徑向間隔設(shè)置的工件容納部，并且設(shè)有同步裝置，該同步裝置使刀架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與車(chē)削主軸的旋轉(zhuǎn)同步。在此有利的是，可以加工具有沿著工件的在夾緊位置平行于車(chē)削軸線(xiàn)定向的縱軸線(xiàn)的非圓橫截面(即剖面或輪廓)的工件，其中與已知的裝置和方法不同，對(duì)于切削加工所需的最低切削速度不限制或基本不限制剖面或輪廓的可加工曲率半徑。而且，通過(guò)本發(fā)明總是實(shí)現(xiàn)大于零的切削速度。為了在切削加工期間精確地引導(dǎo)工件并避免工件的由于離心力或不平衡引起的振動(dòng)，可以如下設(shè)置所述夾緊裝置具有一個(gè)圍繞車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的尾座套筒，該尾座套筒具有用于工件的背離車(chē)削主軸的端部的對(duì)應(yīng)容納部。附加地或可替代地可以如下設(shè)置所述夾緊裝置具有用于夾緊工件的不平衡配重。
一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例可以如下設(shè)置所述不平衡配重與工件容納部同步地可移動(dòng)地設(shè)置。不平衡配重和工件容納部?jī)?yōu)選徑向可移動(dòng)。為此在夾緊裝置上和/或在車(chē)削加工裝置上構(gòu)成機(jī)械和/或電的同步機(jī)構(gòu)。在此有利的是，當(dāng)工件在夾緊裝置中的位置為了加工其他表面而改變時(shí)，不必重新調(diào)整不平衡配重。特別有利的是，所述不平衡配重由另一夾緊的工件構(gòu)成?？梢匀缦略O(shè)置所述工件同步地可改變位置地設(shè)置。為此可以如下設(shè)置所述夾緊裝置具有至少兩個(gè)工件容納部的關(guān)于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的布置。如果所述工件容納部和/或?qū)?yīng)容納部圍繞平行于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)定向的軸線(xiàn)可旋轉(zhuǎn)地可移動(dòng)地設(shè)置，則工件相對(duì)于夾緊裝置的位置改變可以無(wú)需松開(kāi)夾緊裝置和移除工件地執(zhí)行?？商娲鼗蚋郊拥乜梢匀缦略O(shè)置所述工件容納部和/或?qū)?yīng)容納部橫向于車(chē)削軸線(xiàn)可移動(dòng)地設(shè)置。為此例如可以構(gòu)成用于與車(chē)削軸線(xiàn)相交的移動(dòng)路徑的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和/或用于在相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)或軸向平面對(duì)置的側(cè)面上引導(dǎo)的移動(dòng)路徑的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。為了進(jìn)一步改善設(shè)置在夾緊裝置中的工件的運(yùn)動(dòng)精度，可以如下設(shè)置所述尾座套筒通過(guò)車(chē)削驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。在此特別有利的是，設(shè)有另一同步裝置，車(chē)削主軸的旋轉(zhuǎn)利用該另一同步裝置能夠與尾座套筒的旋轉(zhuǎn)同步。例如該同步裝置可以具有電或機(jī)械的同步機(jī)構(gòu)。對(duì)于多步驟的加工工藝，可以附加地設(shè)有用于粗加工的加工單元。如果所述刀架?chē)@傾斜于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)定向的軸線(xiàn)、特別是圍繞位于徑向平面中的軸線(xiàn)可擺動(dòng)地設(shè)置，可以加工例如具有沿著工件的縱軸線(xiàn)的橫截面加粗部的復(fù)雜剖面。在此，如果兩個(gè)數(shù)學(xué)軸線(xiàn)既不相互平行也不相交地延伸，則這兩個(gè)數(shù)學(xué)軸線(xiàn)相互傾斜。為了加工細(xì)長(zhǎng)形的工件，可以如下設(shè)置所述刀架和工件容納部附加地平行于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)相對(duì)于彼此可移動(dòng)地設(shè)置。在此刀架或工件容納部空間固定地設(shè)置，或者兩者可以同時(shí)相向移動(dòng)地調(diào)整。


現(xiàn)在本發(fā)明借助于一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)解釋?zhuān)遣痪窒抻谶@個(gè)實(shí)施例。其他實(shí)施例通過(guò)權(quán)利要求的單個(gè)和/或多個(gè)特征彼此間和/或與實(shí)施例的單個(gè)和/或多個(gè)特征的組合
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口 QQ ο在局部示意圖中圖1示出按照本發(fā)明的車(chē)削加工裝置的從斜上方觀(guān)察的總體視圖，圖2示出從前方觀(guān)察的按照?qǐng)D1的車(chē)削加工裝置，圖3示出按照?qǐng)D1的具有夾緊的工件的車(chē)削加工裝置的主軸座、尾座和刀具的從上方觀(guān)察的斜視圖，圖4示出按照?qǐng)D3的主軸座、尾座和刀具的從下方觀(guān)察的斜視圖，圖5示出從斜下方觀(guān)察的具有夾緊的工件和車(chē)削刀具的按照?qǐng)D4的工件容納部和對(duì)應(yīng)容納部，圖6示出夾緊的工件的不同工作位置，
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圖7示出按照?qǐng)D3的主軸座、尾座和刀架的從前方觀(guān)察的視圖，圖8示出沿著B(niǎo)-B截取的圖7的剖視圖，圖9示出圖8的細(xì)節(jié)圖，圖10示出在夾緊的工件位置變化時(shí)的不平衡配重，圖11示出工件和刀具相互間沿著車(chē)削軸線(xiàn)的相對(duì)移動(dòng)，圖12示出工件和刀具相互間圍繞垂直于車(chē)削軸線(xiàn)的軸線(xiàn)的相對(duì)擺動(dòng)，圖13示出工件和刀具相互間圍繞平行于車(chē)削軸線(xiàn)的軸線(xiàn)的相對(duì)擺動(dòng)，圖14示出圓形橫截面的毛坯，圖15示出矩形橫截面的毛坯，圖16示出具有橫截面加粗部的渦輪機(jī)葉片，圖17示出另一渦輪機(jī)葉片，圖18至圖20示出在按照?qǐng)D1的車(chē)削加工裝置中使用的刀具，圖21示出按照本發(fā)明加工橫截面加粗部的從前方觀(guān)察的視圖，并且圖22示出按照?qǐng)D21的按照本發(fā)明的加工的從下方觀(guān)察的斜視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出總體用附圖標(biāo)記1表示的車(chē)削加工裝置的從斜上方觀(guān)察的視圖。圖2示出車(chē)削加工裝置1的從前方觀(guān)察的視圖。該車(chē)削加工裝置1具有床身2，在該床身上設(shè)置兩個(gè)平行延伸的水平的直線(xiàn)導(dǎo)向部3?；?水平地沿Z方向、即在圖2中在繪圖平面中在直線(xiàn)導(dǎo)向部3上移動(dòng)。為此所需的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沒(méi)有另外示出。在滑座4上設(shè)置兩個(gè)另外的同樣平行延伸的且水平定向的直線(xiàn)導(dǎo)向部5。在圖1 中僅一個(gè)直線(xiàn)導(dǎo)向部5可見(jiàn)。直線(xiàn)導(dǎo)向部5限定一移動(dòng)路徑，該移動(dòng)路徑垂直于由直線(xiàn)導(dǎo)向部3限定的移動(dòng)路徑。在直線(xiàn)導(dǎo)向部5上可移動(dòng)地設(shè)置另一滑座6，該滑座由此可以沿Y方向沿著直線(xiàn)導(dǎo)向部5利用未另外示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)。在滑座6的正面7上設(shè)置平行且豎直地延伸的另一對(duì)直線(xiàn)導(dǎo)向部8。在這些直線(xiàn)導(dǎo)向部8上引導(dǎo)豎直滑座9，該豎直滑座由此可以沿X方向、即豎直地移動(dòng)，其中所需的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同樣未另外示出。所述直線(xiàn)導(dǎo)向部3、5和/或8可以包括導(dǎo)軌。在豎直滑座9上圍繞豎直擺動(dòng)軸線(xiàn)可擺動(dòng)地懸掛一橫梁或安裝滑座10。在安裝滑座10上構(gòu)造主軸座11和尾座13，主軸座具有未另外示出的車(chē)削主軸的卡盤(pán)12，尾座具有尾座套筒14。設(shè)有未另外示出的驅(qū)動(dòng)裝置，車(chē)削主軸與卡盤(pán)12可以利用該驅(qū)動(dòng)裝置圍繞車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。由此在卡盤(pán)12與尾座套筒14之間構(gòu)造夾緊裝置15，該夾緊裝置形成用于工件16 的車(chē)削位置。夾緊的工件16可以通過(guò)卡盤(pán)12的驅(qū)動(dòng)圍繞主軸的車(chē)削軸線(xiàn)或旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行車(chē)削加工。在床身2上固定地設(shè)置刀具橫向進(jìn)給裝置17，其提供刀具18，該刀具在車(chē)削加工期間作用于工件16上。因此在車(chē)削加工裝置1中空間固定地設(shè)置刀具橫向進(jìn)給裝置17，而夾緊裝置15可以與安裝滑座10沿X、Y和Z方向任意移動(dòng)，并圍繞安裝滑座10的懸掛部的上述擺動(dòng)軸線(xiàn)可擺動(dòng)地設(shè)置。在另一實(shí)施例中，安裝滑座10不是懸掛的而是固定的，和/或如下設(shè)置刀具橫向進(jìn)給裝置17沿一個(gè)空間方向或沿多個(gè)空間方向可移動(dòng)和/或安裝滑座10空間固定地設(shè)置。圖3示出安裝滑座10與夾緊裝置15的從斜上方觀(guān)察的視圖，圖4示出從斜下方觀(guān)察的視圖。安裝滑座10在其頂面19上具有附件20，借助于該附件安裝滑座10的懸掛部作用于豎直滑座9上，并且安裝滑座10的擺動(dòng)軸線(xiàn)通過(guò)該附件限定。為此設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置為了清晰圖示起見(jiàn)沒(méi)有另外示出。在圖3中兩個(gè)工件16對(duì)稱(chēng)且平衡地夾緊在夾緊裝置15中。為此在卡盤(pán)12上設(shè)置兩個(gè)工件容納部21，工件16分別以一端夾緊在該工件容納部上。工件16以其另一端夾緊在相應(yīng)的對(duì)應(yīng)容納部22上，所述對(duì)應(yīng)容納部設(shè)置在尾座套筒14上。刀具18設(shè)置在刀架23上，該刀架通過(guò)刀具橫向進(jìn)給裝置17徑向地相對(duì)于卡盤(pán)12 的車(chē)削軸線(xiàn)(下文中稱(chēng)為車(chē)削軸線(xiàn))移動(dòng)，并且徑向和/或切向地橫向進(jìn)給。如果該調(diào)整運(yùn)動(dòng)在去除刀具18上的切屑期間同步地與卡盤(pán)12的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行，則可以在工件16上切削地加工表面，這些表面不位于與車(chē)削軸線(xiàn)同心的圓柱體外周面上。由此可以加工幾乎任意的非圓工件16。工件容納部21和對(duì)應(yīng)容納部22分別例如在槽24、25中引導(dǎo)，并可以在加工步驟之間進(jìn)行徑向調(diào)整，以設(shè)置工件靠近車(chē)削軸線(xiàn)或遠(yuǎn)離車(chē)削軸線(xiàn)。為了補(bǔ)償例如由于一個(gè)工件16或多個(gè)工件16的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)引起的不平衡，在卡盤(pán)12上在凹槽26中設(shè)有可徑向移動(dòng)的質(zhì)體形式的不平衡配重27。在本申請(qǐng)中，使用相對(duì)于車(chē)削主軸和卡盤(pán)12的車(chē)削軸線(xiàn)的徑向和軸向的術(shù)語(yǔ)。圖5示出在通過(guò)刀具18的刀刃28切削加工期間的夾緊在夾緊裝置15中的工件 16。工件16具有縱軸線(xiàn)，該縱軸線(xiàn)在工件容納部21與對(duì)應(yīng)容納部22之間延伸并平行于車(chē)削軸線(xiàn)29定向。工件16偏心地與車(chē)削軸線(xiàn)29徑向間隔地夾緊，因此車(chē)削軸線(xiàn)29不延伸通過(guò)工件16。為了補(bǔ)償由此引起的不平衡，不平衡配重27同樣相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)29徑向錯(cuò)開(kāi)地設(shè)置?，F(xiàn)在刀具18相對(duì)于工件16的徑向位置在工件16圍繞車(chē)削軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)期間這樣控制，使得在去除切屑之后在工件16上得到所示的非圓輪廓。由此也可以加工支承面輪廓。圖6示例地示出可以利用車(chē)削加工裝置1加工的另一工件16。在這個(gè)工件16中， 刀具18在切削加工期間這樣徑向調(diào)整，使得在該工件上構(gòu)成在所示的夾緊位置徑向向外指向的表面區(qū)域30，該表面區(qū)域具有局部凹入的輪廓。為了另外的加工步驟，通過(guò)使工件16朝車(chē)削軸線(xiàn)29中心地移動(dòng)到第二徑向位置 31或者移動(dòng)到在徑向?qū)χ脗?cè)上的第三徑向位置32或者移動(dòng)到中間位置，可以改變工件16 在夾緊裝置15中的位置。在此只示例地示出位置31、32。也可以占據(jù)任意的自由限定的位置。圖7示出兩個(gè)相同的工件16的從前方觀(guān)察的視圖，這些工件夾緊在夾緊裝置15中以進(jìn)行車(chē)削加工。圖8示出沿著圖7中的剖面B-B截取的剖視圖。工件16的剖面33的非圓輪廓明顯可見(jiàn)。同樣可以看出，在工件16圍繞車(chē)削軸線(xiàn)29旋轉(zhuǎn)一周以?xún)?nèi)，通過(guò)刀具18在工件16 上分別加工出不同的表面區(qū)域，盡管工件16的剖面33彼此相同，但這些表面區(qū)域不一致。為了加工其他表面區(qū)域，工件16在夾緊裝置15中的位置、即相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)的位置必須利用卡盤(pán)12改變，如上所述，例如通過(guò)使工件容納部21和對(duì)應(yīng)容納部22圍繞工件 16的縱軸線(xiàn)擺動(dòng)和/或通過(guò)使工件16徑向移動(dòng)進(jìn)行改變。圖9示出圖8的細(xì)節(jié)圖，其中工件16已經(jīng)圍繞其縱軸線(xiàn)相對(duì)于在圖8中的位置擺
動(dòng)一角度。工件16在其端部或底部39通過(guò)可調(diào)整的夾爪34兩側(cè)地夾緊，其中夾爪34在導(dǎo)向元件35中直線(xiàn)引導(dǎo)。通過(guò)在去除工件16上的切屑期間相應(yīng)地改變工件18特別是刀刃28相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)29的徑向距離，可以在工件16上加工表面區(qū)域30的所示輪廓。為此未另外示出的同步裝置使工件16圍繞車(chē)削軸線(xiàn)29的旋轉(zhuǎn)與刀具18的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同步。為了也可以利用刀具加工在所示夾緊中徑向向內(nèi)指向的表面區(qū)域36，工件16在夾緊裝置15中的位置必須改變，例如通過(guò)圍繞工件16的垂直于圖8的繪圖表面的縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)180°的角度或者通過(guò)將工件16移動(dòng)到關(guān)于車(chē)削軸線(xiàn)29徑向?qū)χ玫奈恢蒙?。因此可以加工剖?3的幾乎任意的即使非對(duì)稱(chēng)的輪廓，這些輪廓由在連續(xù)的加工步驟中加工的表面區(qū)域30、36組成。在此這些表面區(qū)域30、36在倒圓的過(guò)渡區(qū)域37中或在棱邊38上相互鄰接。圖10示出處于按照?qǐng)D6的三個(gè)位置的夾緊的工件16的從前方觀(guān)察的視圖。工件16分別利用其頭部40夾緊在對(duì)應(yīng)容納部22的夾爪41中。夾爪41原則上與夾爪34 —樣地構(gòu)成并可移動(dòng)地設(shè)置。在局部剖視的視圖中示出，對(duì)應(yīng)容納部22在槽25中引導(dǎo)以進(jìn)行徑向調(diào)整。為了補(bǔ)償所述的不平衡，不平衡配重27與工件16同步地移動(dòng)到相對(duì)于中心位置偏心錯(cuò)開(kāi)的位置42、43。為此車(chē)削加工裝置1具有未另外示出的機(jī)械和/或電的同步裝置。圖11以正視圖示出工件16可以如何利用工件容納部21相對(duì)于刀具18沿著車(chē)削軸線(xiàn)29和工件16的縱軸線(xiàn)移動(dòng)，以執(zhí)行工件16的其他軸向段的車(chē)削加工。由此得到刀架 18相對(duì)于工件16的變化的軸向位置44。在此刀具18可以保持空間固定，并且可以如下設(shè)置工件16的加工后的剖面33沿著其縱軸線(xiàn)變化。在圖11中還看出，尾座13沿著車(chē)削軸線(xiàn)29相對(duì)于安裝滑座10在該安裝滑座10 上可移動(dòng)地設(shè)置，以允許不同長(zhǎng)度的工件16。圖12示出但工件16的待加工的剖面需要時(shí)，刀架23與刀具18可以圍繞位于徑向平面中的在圖12中垂直于繪圖平面的擺動(dòng)軸擺動(dòng)。該擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)例如可以通過(guò)使安裝滑座10圍繞其擺動(dòng)軸擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。示例性地示出刀架23的不同位置45，其中也可以占據(jù)中間位置。圖13示出尾座13的從側(cè)面觀(guān)察的視圖，其中示出刀架23與刀具18的不同工作位置46。這些位置46通過(guò)刀架23和安裝滑座10相互間圍繞一平行于車(chē)削軸線(xiàn)定向的軸線(xiàn)擺動(dòng)而轉(zhuǎn)變到彼此。也可以占據(jù)中間位置。圖14示出具有圓形橫截面的毛坯47，工件16可以由該毛坯加工。圖15示出具有矩形橫截面的毛坯48。在毛坯47、48中，首先在粗加工過(guò)程中加工出突出于刀具18的棱邊，以接近于工件16的所期望的最終形狀。圖16和17示例性地示出兩個(gè)可能的工件16，這些工件利用按照本發(fā)明的方法可以在按照本發(fā)明的車(chē)削加工設(shè)備上加工。在此工件16可以沿著其縱向具有其剖面的加粗部50。示意性渦輪機(jī)葉片被示例性地示出。圖18和圖19示例性地示出車(chē)削刀具18，其具有不同的刀刃28，用于加工工件16 的剖面33的不同輪廓。圖20示出具有銑刀49的刀具18，利用該銑刀例如可以加工出加粗部50的平坦表面。圖21和圖22示出這種加工，其可以接續(xù)前面所述的車(chē)削加工或者可以在車(chē)削加工之前進(jìn)行。在車(chē)削加工機(jī)床1中如下建議設(shè)置用于利用刀具18車(chē)削加工的工件16以其縱軸線(xiàn)平行于旋轉(zhuǎn)的夾緊裝置15的車(chē)削軸線(xiàn)29這樣夾緊，使得車(chē)削軸線(xiàn)29不與工件16相交，并且工件16在夾緊裝置15中的位置在車(chē)削加工的兩個(gè)加工步驟之間這樣改變，使得目前未加工的表面區(qū)域30、36處于刀具18的加工區(qū)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于切削式車(chē)削加工細(xì)長(zhǎng)形的具有縱軸線(xiàn)的工件(16)的方法，所述工件(16)夾緊在夾緊裝置(15)中，并以一加工速度圍繞車(chē)削軸線(xiàn)(29)旋轉(zhuǎn)，其中進(jìn)行車(chē)削加工的車(chē)削刀具(18)橫向于車(chē)削軸線(xiàn)(29)橫向進(jìn)給，并且車(chē)削加工的切削速度由工件(16)相對(duì)于車(chē)削刀具(18)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，其特征在于，所述工件(16)以其縱軸線(xiàn)平行于車(chē)削軸線(xiàn)(29)但是偏心地且與車(chē)削軸線(xiàn)(29)徑向間隔地夾緊在夾緊裝置(15)中，并且所述車(chē)削刀具(18)徑向地從外部橫向于車(chē)削軸線(xiàn)(29)橫向進(jìn)給，其中所述工件(16)以假想的圓柱體圍繞車(chē)削軸線(xiàn)(29)圓周運(yùn)動(dòng)，并且圓周運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)于工件的車(chē)削速度，并且工件在圍繞中心的車(chē)削軸線(xiàn)(29)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且總是工件(16)的同一外側(cè)面在切削加工期間徑向向外指向。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件(16)在車(chē)削加工期間相對(duì)于夾緊裝置(15)保持不動(dòng)，從而在工件(16)旋轉(zhuǎn)時(shí)總是同一外側(cè)面(30)徑向向外指向。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述車(chē)削刀具(18)在工件(16)旋轉(zhuǎn)期間以與車(chē)削軸線(xiàn)(29)不同的徑向距離移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述車(chē)削刀具(18)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與工件(16)的旋轉(zhuǎn)同步地執(zhí)行。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述車(chē)削刀具(18)和工件 (16)在車(chē)削加工期間附加地平行于車(chē)削軸線(xiàn)(29)彼此相向地移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述工件(16)在車(chē)削加工徑向向外指向的表面區(qū)域(30)之后在夾緊裝置(15)中這樣改變位置，使得目前徑向向內(nèi)指向的表面區(qū)域(36)向外指向，并且車(chē)削加工現(xiàn)在向外指向的表面區(qū)域(36)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了改變位置，所述工件(16) 在夾緊裝置(15)中在位于徑向平面中的區(qū)段上、優(yōu)選在延伸通過(guò)車(chē)削軸線(xiàn)(29)的區(qū)段上移動(dòng)，和/或移動(dòng)到相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)(29)對(duì)置的側(cè)面上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了改變位置，所述工件(16) 在與車(chē)削軸線(xiàn)(29)徑向間隔的位置和關(guān)于車(chē)削軸線(xiàn)(29)中間的位置之間移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了改變位置，所述工件(16) 在夾緊裝置(15)中圍繞縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)一旋轉(zhuǎn)角、特別是旋轉(zhuǎn)180°。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)的夾緊裝置(15)上夾緊至少兩個(gè)工件(16)，并且所述至少兩個(gè)工件(16)在同一加工過(guò)程中被車(chē)削加工。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述車(chē)削刀具(18)以其橫向進(jìn)給方向在車(chē)削加工期間在徑向平面中和/或在包括車(chē)削軸線(xiàn)(29)的平面中擺動(dòng)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用至少兩個(gè)車(chē)削刀具 (18)，所述車(chē)削刀具在車(chē)削加工期間作用于工件(16)上。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，加工非圓的工件(16)、特別是加工具有橫向于工件的縱軸線(xiàn)扁平的橫截面的工件。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，橫向于一毛坯的縱軸線(xiàn)車(chē)削加工具有自由形狀、特別是具有矩形、圓形或橢圓形的初始橫截面的毛坯(47，48)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了車(chē)削加工，首先執(zhí)行粗加工，接著執(zhí)行精加工。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在粗加工期間執(zhí)行車(chē)削方向變換。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在粗加工期間，刀具(18)與夾緊裝置(15)的車(chē)削軸線(xiàn)(29)的徑向距離經(jīng)由一圈旋轉(zhuǎn)保持不變。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在粗加工時(shí)使工件(16)具有接近最終輪廓的形狀。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，工件(16)的旋轉(zhuǎn)以至少5 轉(zhuǎn)/min、優(yōu)選至少10轉(zhuǎn)/min執(zhí)行。
20.如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在一次夾緊中，一方面在第一工件(16)中且另一方面在第二工件(16)中加工出不同的表面區(qū)域(30，36，37)，特別是具有不同曲率的橫向于各自的縱軸線(xiàn)延伸的輪廓。
21.車(chē)削加工裝置(1)，包括由車(chē)削主軸驅(qū)動(dòng)的夾緊裝置(15)；和橫向于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)橫向進(jìn)給的具有車(chē)削刀具(18)的刀架(23)，其特征在于，所述夾緊裝置(15)具有偏心地與車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)徑向間隔設(shè)置的工件容納部(21)，并且設(shè)有同步裝置，該同步裝置使刀架(23)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與車(chē)削主軸的旋轉(zhuǎn)同步。
22.如權(quán)利要求21所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述夾緊裝置(15)具有一個(gè)能?chē)@車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)旋轉(zhuǎn)的尾座套筒(14)，該尾座套筒具有用于工件(16) 的背離車(chē)削主軸的端部(40)的對(duì)應(yīng)容納部(22)。
23.如權(quán)利要求21或22所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述夾緊裝置(15)具有用于夾緊的工件(16)的不平衡配重(27)。
24.如權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述不平衡配重(27)與工件容納部(21)同步地特別是徑向可移動(dòng)地設(shè)置。
25.如權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述不平衡配重(27)由另一夾緊的工件(16)形成。
26.如權(quán)利要求21至25中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述夾緊裝置(15)具有至少兩個(gè)工件容納部(16)的關(guān)于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的布置。
27.如權(quán)利要求21至26中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述工件容納部(21)和/或?qū)?yīng)容納部(22)圍繞平行于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)定向的軸線(xiàn)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，和/或橫向于車(chē)削軸線(xiàn)(29)、特別是與車(chē)削軸線(xiàn)(29)相交地和/或在相對(duì)于車(chē)削軸線(xiàn)(29)對(duì)置的側(cè)面上可移動(dòng)地設(shè)置。
28.如權(quán)利要求21至27中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述尾座套筒(14)能夠通過(guò)車(chē)削驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
29.如權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，設(shè)有另一同步裝置，車(chē)削主軸的旋轉(zhuǎn)利用該另一同步裝置能夠與尾座套筒(14)的旋轉(zhuǎn)同步。
30.如權(quán)利要求21至29中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，附加地設(shè)有用于粗加工的加工單元。
31.如權(quán)利要求21至30中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述刀架(23)圍繞傾斜于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)定向的軸線(xiàn)、特別是圍繞位于徑向平面中的軸線(xiàn)可擺動(dòng)地設(shè)置。
32.如權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)所述的車(chē)削加工裝置(1)，其特征在于，所述刀架 (23)和工件容納部(21)附加地平行于車(chē)削主軸的車(chē)削軸線(xiàn)(29)相對(duì)于彼此可移動(dòng)地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車(chē)削加工機(jī)床，如下建議設(shè)置用于利用刀具(18)車(chē)削加工的工件(16)以其縱軸線(xiàn)平行于旋轉(zhuǎn)的夾緊裝置(15)的車(chē)削軸線(xiàn)(29)這樣夾緊，使得車(chē)削軸線(xiàn)(29)不與工件(16)相交，并且工件(16)在夾緊裝置(15)中的位置在車(chē)削加工的兩個(gè)加工步驟之間這樣改變，使得目前未加工的表面區(qū)域(30，36)處于刀具(18)的加工區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)B23B5/18GK102481634SQ201080038494
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月29日
發(fā)明者R·約爾格, T·雷蒂希 申請(qǐng)人:J.G.魏瑟爾澤內(nèi)有限責(zé)任兩合公司