專利名稱：用于制作硬質(zhì)金屬工具的外圓磨削的方法和制作硬質(zhì)金屬工具時用于對圓柱形的原材料 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的在外圓磨床上制作硬質(zhì)金屬工具的外圓磨削的方法，所述外圓磨床具有一個頭架和尾座，其中采用由硬質(zhì)金屬構(gòu)成的圓棒材作為原材料。
根據(jù)加工實踐已知的現(xiàn)有技術(shù)通常采用由燒結(jié)的硬質(zhì)金屬構(gòu)成的圓棒材作為原材料。所述棒材對工具刀柄范圍具有磨削余量并根據(jù)所需的工具長度被下料，或通過無頂尖的外圓磨削，即所謂的無心磨削，原材料體被磨削到所需的刀柄尺寸和接著被切斷。然后對各個下料的棒工件的整體通過磨削制作工具。為此在磨削時硬質(zhì)金屬工具被固定在內(nèi)頂尖、頂尖之間或卡盤內(nèi)。利用金剛石砂輪采取通常的磨削方法或采取切入磨削方法進(jìn)行磨削。由于首先必須通過磨削和下料，必要時也可以采用相反的順序制作各個棒工件和接著在其它的磨床上進(jìn)行的磨削過程中磨出工件輪廓，以及進(jìn)行截斷、梯階加工、螺旋槽等加工，因而必須進(jìn)行多次反復(fù)夾固。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的加工工藝是令人滿意的，但存在著同心旋轉(zhuǎn)誤差的危險。該誤差首先是由于多次反復(fù)夾固造成的。即使為實現(xiàn)精確度付出很大的代價，仍不能避免這種同心旋轉(zhuǎn)誤差。這種同心旋轉(zhuǎn)誤差將在制作好的工具上帶來明顯的困擾。特別是高速加工時，例如在飛機制造業(yè)領(lǐng)域，將出現(xiàn)此類問題。其中以每分鐘30000至60000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速用銑刀進(jìn)行加工。在飛機制造業(yè)中在繼續(xù)進(jìn)行對輕質(zhì)金屬部件的加工時，哪怕在工具上存在最小的同心旋轉(zhuǎn)誤差，造成的困擾也是非常明顯的。
所以本發(fā)明的目的在于對根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方法進(jìn)行改進(jìn)，以便在制作成本基本相同的情況下可以可靠地避免同心旋轉(zhuǎn)誤差。
根據(jù)權(quán)利要求1特征部分的特征通過下述的方法步驟實現(xiàn)了上述目的a)將其長度是單個的工具長度幾倍的圓棒材夾固在頭架的卡盤內(nèi)，在卡盤被松開的情況下圓棒材可在卡盤內(nèi)軸向移動，其中突出于頭架的圓棒材的端范圍面向尾座；b)在突出于頭架的圓棒材的端范圍上磨削出至少一個支架座和將支架壓合在支架座上；c)在面向尾座的圓棒材的端面上磨削出第一端錐；d)使位于尾座套筒上的內(nèi)頂尖嵌接運行，實現(xiàn)卡固；e)對突出于頭架的圓棒材的端范圍在大致與單個的工具相符的總長度上進(jìn)行外圓磨削，直至實現(xiàn)其外圓磨削的最終輪廓；f)將至此磨削完畢的單個工具從圓棒材上切斷開；g)松開仍保持處于夾固狀態(tài)的頭架的卡盤，將在頭架內(nèi)的圓棒材向尾座方向移動和接著用卡盤夾固，其中圓棒材的另一有待加工的端范圍突出于頭架。
根據(jù)本發(fā)明的方法對“連續(xù)的棒材進(jìn)行加工”。為此將由燒結(jié)的硬質(zhì)金屬構(gòu)成的例如長度為300至400mm的圓棒材逐步地穿過頭架的卡盤和分別被夾固，其中一定的與有待加工的工具的長度大致相等的圓棒材的端范圍突出于頭架并面向尾座。本發(fā)明的特點在于，在突出的端范圍尚處于與余剩的圓棒材連接的情況下將端范圍磨削到外圓磨削最終輪廓。有待加工的硬質(zhì)金屬工具的外圓磨削的最終輪廓是通過外圓磨削形成的工具的輪廓。在接著進(jìn)行的工藝中還必須對工具進(jìn)行切斷、螺旋槽等加工。由于突出于頭架的端范圍分別根據(jù)有待加工的工具其長度很大，所以需要對其自由端進(jìn)行夾固，為此又需要一個高精度的輪廓。所以在采用本發(fā)明的方法時首先在自由突出的端范圍上磨削出至少一個支架座。然后利用至少一個支架座將端范圍支撐在一個或多個支架上時，可以利用必要的精度在面向尾座的圓棒材或其端范圍的端面上磨削出第一端錐。將端錐與在尾座的套筒上的內(nèi)頂尖相互嵌接，實現(xiàn)夾固，而不必松開在頭架上的第一夾固。這時即可以用必要的精度進(jìn)行外圓磨削，實現(xiàn)所述的外圓磨削的最終輪廓。
接著可以將磨削完畢的單個工具從圓棒材上切斷開；將迄今仍處于夾固狀態(tài)的頭架的卡盤松開和將圓棒材在松開的卡盤內(nèi)向尾座繼續(xù)前移一段，其中接著使另一有待加工的圓棒材的端范圍突出于頭架。
在此“迄今磨削完畢的單個的工具”的定義略不同于與粗加工相反的精整加工意義的精磨。而且也并不意味著制成的硬質(zhì)金屬工具必須達(dá)到可以使用的程度。確切地說，在此精磨的概念意味著，在其第一夾固時制成的硬質(zhì)金屬工具被磨削的程度與通過外圓磨削實現(xiàn)的目的相同，即達(dá)到其所需的外圓磨削的最終輪廓。
本發(fā)明的方法的優(yōu)點首先在于，可以避免多次反復(fù)夾固。因此可以避免反復(fù)夾固出現(xiàn)的誤差，和可以實現(xiàn)最佳的同心旋轉(zhuǎn)和達(dá)到刀柄和磨削部分的形狀和位置公差。其中由于在唯一一臺磨床上可以從從原材料加工成半成品或甚至成品，實現(xiàn)對工具的加工，因而盡管購置外圓磨床的費用較高，仍可以降低加工單個工具的費用。另外由于可以將具有不同長度的所需的端范圍從圓棒材上切斷開，因而可以縮短生產(chǎn)周期，和可以根據(jù)對特定的硬質(zhì)金屬工具的訂單快速地做出反應(yīng)。由于可以靈活和快速地進(jìn)行加工，因而也可以減少半成品的庫存量。
本發(fā)明的有益的進(jìn)一步設(shè)計在于，在對突出于頭架的圓棒材的端范圍進(jìn)行外圓磨削時將支架移離支架座。支架首先用于以盡可能大的精度實現(xiàn)對突出于頭架的圓棒材的端范圍的面向尾座的夾固端的磨削。與此相反，在對工具輪廓進(jìn)行磨削時，不必用支架進(jìn)行附加的支撐，和可以直接實現(xiàn)外圓磨削的最終輪廓的完美的表面。
在對很細(xì)的棒材磨削時要求的精度很高時，在圓棒材的端范圍上可以軸向間隔地磨削出兩個支架座。但在大多數(shù)情況下當(dāng)硬質(zhì)金屬工具較短時，唯一一個支架座足以滿足要求。
本發(fā)明方法有益的進(jìn)一步設(shè)計在于，在進(jìn)行外圓磨削后將突出于頭架的端范圍與剩余的圓棒材斷開，其中在圓棒材旋轉(zhuǎn)的情況下用唯一一個砂輪首先在迄今磨削完畢的工具的面向頭架的端面上進(jìn)行磨削，接著在將砂輪對應(yīng)于圓棒材回縮和軸向偏移后僅留下一個構(gòu)成中心連接帶的分離段和最后在圓棒材停止轉(zhuǎn)動后磨削掉連接帶，結(jié)束斷開過程。
在采用這種方式時圓棒材的突出的端范圍直至最后的時刻都與余剩的圓棒材連接，即通過中間的連接帶連接。因此直至最后不必進(jìn)行調(diào)換夾固即可以保證對端范圍的兩端夾固，和不必付出附加的代價即可以進(jìn)一步改進(jìn)加工精度。另外在旋轉(zhuǎn)的圓棒材上可以盡可能長時間地進(jìn)行磨削，此點對于制成的工具的熱負(fù)荷是有利的。
在將磨削完畢的單個工具完全切斷時，接著可以將尾座和/或套筒回縮，移離制作好的工具。用夾持單元對制作好的工具進(jìn)行保持。在結(jié)束斷開過程后從磨床上夾持單元可以使加工好的工具從磨床中取出或移離，從而進(jìn)一步改善本方法的經(jīng)濟性。
對根據(jù)權(quán)利要求1的方法步驟e)的外圓磨削的最重要的工步可以采用已知的外圓磨削方法。采用窄的砂輪利用切入磨削工藝對工具的輪廓進(jìn)行加工和/或采用寬的砂輪利用擺動磨削工藝對工具的輪廓進(jìn)行加工，實現(xiàn)外圓磨削。
采用快速手工的方式以及高度自動化的設(shè)計同樣可以實施本發(fā)明的方法。在后者的情況下首先要注意到在最后有待加工的棒材段不得具有軸向延伸太小，而被夾固在頭架的卡盤內(nèi)。在這種情況下由于夾固長度很小同心旋轉(zhuǎn)很差將導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。由于夾固不充分，因而當(dāng)作業(yè)不注意時，將會造成磨床的損傷或甚至出現(xiàn)事故。為了避免此點，根據(jù)本發(fā)明方法的進(jìn)一步設(shè)計，至少在每次夾固過程時對圓棒材用于穿過頭架卡盤的尚可用的剩余長度進(jìn)行檢側(cè)和在小于最小剩余長度時發(fā)出信號和/或停止外圓磨床工作。
采用此方式可以保證方法過程的盡可能大的安全性。
本發(fā)明還涉及一種制作硬質(zhì)金屬工具時用于磨削圓柱形的原材料體，特別是用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法的外圓磨床。
根據(jù)權(quán)利要求8，本發(fā)明的磨床具有一個床身，具有可在床身上移動的磨削臺，在所述磨削臺上設(shè)置有頭架和尾座；具有在頭架上的卡盤，所述卡盤可使作為原始材料的圓棒材的軸向穿過和卡固在不同的軸向位置；具有至少一個設(shè)置在頭架和尾座之間的范圍內(nèi)的支架和一個設(shè)置在同一范圍內(nèi)的夾持單元，其中圓棒材的穿過頭架卡盤和被卡固的端范圍可有選擇地被尾座和/或支架和/或夾持單元附加保持，和具有至少一個砂輪軸座，所述砂輪軸座具有一個或多個砂輪軸，所述砂輪軸將一個或多個不同的砂輪壓合在圓棒材上。
在根據(jù)權(quán)利要求8所述的本發(fā)明的磨床中多個特征相互配合，以便實現(xiàn)本發(fā)明方法的所述的優(yōu)點。除了使由硬質(zhì)金屬構(gòu)成的圓棒材穿過和進(jìn)行逐步夾固的頭架的卡盤外，還需要設(shè)置有多個用于對圓棒材突出的端范圍進(jìn)行支撐的裝置，即尾座、一個或多個支架和有選擇使用的夾持單元。在一定的意義上需要所有這些單獨的部分進(jìn)行配合，以便可以經(jīng)濟地和高精度地制作硬質(zhì)金屬工具。
原則上講，當(dāng)砂輪可以傾斜地作用于圓棒材時，在本發(fā)明的外圓磨床具有唯一一個砂輪足以滿足要求。
采用此方式可以在制作的工具的兩端上設(shè)置端錐，同時在將砂輪和圓棒材平行設(shè)置時即可以實現(xiàn)對所需最終輪廓的外圓磨削。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的外圓磨床的設(shè)計設(shè)置一個砂輪軸座，所述砂輪軸座具有兩個砂輪軸和可圍繞擺動軸擺動，所述擺動軸垂直于一個平面，頭架、圓棒材和尾座的共同的軸在所述平面上。
采用此方式可以快速地將砂輪軸置于作用位置，其中這些砂輪軸的每個砂輪軸上可以安裝有多個砂輪盤。
特別優(yōu)選采用復(fù)合砂輪設(shè)置，其中兩個或多個具有不同直徑、不同寬度和/或不同外輪廓的砂輪盤直接并列位于一個共同的被驅(qū)動的軸上。
采用此方式可以將一個完全特定的為一特定的工步特殊設(shè)計的砂輪盤投入使用，而不會對直接相鄰的其它的砂輪盤造成干擾。例如兩個砂輪盤中的一個砂輪盤用于采用切入磨削工藝進(jìn)行外圓磨削，同時另一砂輪盤具有錐形的磨削輪廓，可以以最佳的方式實現(xiàn)對端錐的磨削。
在需要大量的這種復(fù)合砂輪的情況下，最好將不同的砂輪組合成一個共同的磨削體。其中設(shè)置有適配的形狀磨削體，但僅需要唯一一個載體。
本發(fā)明的外圓磨床最好具有一個CNC控制裝置，利用所述CNC控制裝置可以在很大程度上實現(xiàn)對整個磨削過程的自動化。
考慮到上述問題，恰恰在高度自動化的過程中需要對磨削過程自動地進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)進(jìn)一步設(shè)計為頭架的卡盤配屬有一個傳感器，至少在每次夾固時所述傳感器對圓棒材穿過卡盤仍可供使用的圓棒材的剩余長度進(jìn)行檢測和在小于最小長度時發(fā)出信號和/或停止外圓磨床工作。
采用這種設(shè)計可以可靠地避免對具有過小的夾固長度的圓棒材的最后的余剩段進(jìn)行磨削，后者易于導(dǎo)致誤差或甚至出現(xiàn)事故。
在本發(fā)明的外圓磨床中最好采用一個具有帶有內(nèi)頂尖的套筒的尾座。內(nèi)頂尖特別適用于對一個有待磨削的圓柱形的部分的端錐進(jìn)行定心和可靠的固定。
因此本發(fā)明的方法和本發(fā)明的外圓磨床不僅特別適用于對硬質(zhì)金屬工具進(jìn)行磨削，而且也適用于具有類似設(shè)置的輪廓和問題的所有工件。
下面將對照附圖中所示的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖中示出

圖1為用于實施本發(fā)明的方法的磨床的俯視圖；圖2示出圖1的磨床對支架座進(jìn)行磨削時的細(xì)節(jié)；圖3為與圖2相應(yīng)的視圖，其中示出在圓棒材上對端錐的磨削；圖4示出對突出于頭架的圓棒材的端范圍進(jìn)行夾固的所有方案；圖5附加示出夾持單元，其中在將端范圍從圓棒材上切斷時使用所述夾持單元；圖5a，5b和5c示出在對制成的工具進(jìn)行外圓磨削后的切斷過程；圖6示意示出對下一個圓棒材的端范圍進(jìn)行外圓磨削的過渡，和圖7形象地示出兩種不同的硬質(zhì)金屬工具的外圓磨削的最終輪廓。
圖1為實施本發(fā)明方法的磨床的簡圖。用附圖標(biāo)記1表示床身，在床身的前部的范圍內(nèi)設(shè)置有磨削臺2。磨削臺2在Z軸向上利用CNC控制進(jìn)行移動。在磨削臺2的左側(cè)設(shè)置有頭架3，所述頭架3對卡盤4進(jìn)行固定，所述頭架3被圖中未示出的電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動?？ūP4設(shè)置在頭架3的前側(cè)。所述卡盤4用于對工件進(jìn)行夾固，在本例中用于對圓棒材6進(jìn)行固定?？ūP4的設(shè)計應(yīng)使圓棒材6可以插入卡盤內(nèi)和利用卡爪5(圖2)被固定在所需的軸向位置上。尾座7與頭架3相對設(shè)置在磨削臺2上，所述尾座上固定有一個可在軸向上移動的套筒8。用箭頭9表示套筒的移動。套筒8的與頭架3相對的外端為內(nèi)頂尖10結(jié)構(gòu)和用于將圓棒材的被磨削成端錐形的端部進(jìn)行固定。
用11和12表示兩個支架，所述支架可以壓合在圓棒材6的端范圍上，進(jìn)行附加支撐。在圖2中用箭頭13和14表示支架11和12的移動。
圓棒材6、頭架3和卡盤4以及套筒8和尾座7構(gòu)成共同的中軸15，所述共同的中軸也被稱作共同的功能軸。
圖1還示出砂輪軸座16，所述砂輪軸座16對第一砂輪軸17和第二砂輪軸18進(jìn)行支撐。第一砂輪軸17具有第一砂輪20和第二砂輪軸18具有第二砂輪21。砂輪軸座16圍繞擺動軸19擺動，所述擺動軸垂直于一個平面，頭架3、圓棒材6和尾座7的共同的軸15在所述平面上。在圖1中還可以看出，通過砂輪軸座16圍繞擺動軸19的擺動可以有選擇地將第一砂輪20或第二砂輪21置于作用位置。另外砂輪軸座16也可在X軸向上線性移動。同樣采用CNC對在X軸向上的移動進(jìn)行控制。砂輪軸17和18具有安裝在一起的電機，所述電機對砂輪20、21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
在圖2-4中示出圖1中所示的外圓磨床的附加的細(xì)節(jié)。
在圖2中示出卡盤4的卡爪5，采用卡爪對磨削處理中的圓棒材6進(jìn)行夾固。如上所述，可以將圓棒材6穿過卡盤4并夾固在選定的軸向位置上。其中圓棒材6的端范圍23從卡盤4或頭架3突伸出。如圖5所示，端范圍23的長度大致等于包括特定的夾固和加工長度的有待制作的工具的長度。
圖5另外還示意示出夾持單元22，所述夾持單元的夾持部分24和25對圓棒材的外部進(jìn)行環(huán)圍和保持。用箭頭26、27示意示出夾持部分24、25的移動。
圖2示出砂輪軸座16的第一砂輪軸17是如何被移動到作用位置的。在此第一砂輪20被放大示出。第一砂輪具有一個其軸向延伸較大的基體28和一個從該基體徑向凸伸的狹窄的范圍29。狹窄的范圍29上固定有圓筒狀外形的磨料層30。砂輪20例如是金剛石砂輪，其金剛石層厚度大約為5mm。
在圖3中示出位于作用位置的具有第二砂輪21的第二砂輪軸。第二砂輪22具有第一砂輪盤31和第二砂輪盤32。因此第二砂輪在此是復(fù)合砂輪結(jié)構(gòu)。但兩個砂輪盤31和32也可以是具有唯一一個基體的共同的砂輪體的部分。用33和34表示兩個砂輪盤31和32的磨料層。兩個砂輪盤31和32具有不同的軸向厚度和兩者具有相互反向傾斜的錐形磨削面。
圖5中還示出處于工作狀態(tài)的具有第二砂輪21的第二砂輪軸18。
在圖2至5示出的其余的機器部件與上面使用過的附圖標(biāo)記相同，對此不再贅述。
在圖1-6中示出的在磨床上實施的方法以如下方式進(jìn)行采用上述的燒結(jié)的硬質(zhì)金屬構(gòu)成的圓棒材6作為原材料，這種圓棒材例如具有300mm至400mm的長度，將其穿過頭架3的卡盤4，直至所需長度的端范圍23(圖2)從從卡盤4內(nèi)突伸出。在該位置卡爪3向圓棒材6推進(jìn)，從而實現(xiàn)對圓棒材的卡固。
然后將砂輪軸座16的第一砂輪軸17置于作用位置。接著利用位于第一砂輪軸17上的和被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的具有圓柱形的磨削面的第一砂輪20在圓棒材6的端范圍23上磨削出第一支架座35。接著將第一支架11順箭頭13所示方向向第一支架座35進(jìn)給，以便在接著的磨削過程中對端范圍23進(jìn)行可靠的支撐。
必要時還可以在圓棒材6的端范圍23上磨削出第二支架座36或其它的支架座。為此例如設(shè)有第二支架12。然后首先對設(shè)置在卡盤4附近的支架座36進(jìn)行磨削和接著對第一支架座35進(jìn)行磨削。
如圖3所示，兩個支架11和12與相配合的支架座35、36壓合。因此可以可靠地實現(xiàn)對端范圍23的支撐。這時將具有第二砂輪21的第二砂輪軸18置于作用位置。其第一砂輪盤31用于在圓棒材6或其端范圍23的面向尾座7的端面上磨削出第一端錐37。第一端錐37的尺寸應(yīng)與套筒8的內(nèi)頂尖10吻合，所述套筒8在箭頭9所示的方向上可移動地設(shè)置在尾座7上。
圖4示出具有第一端錐37的端范圍23的自由端被夾固在內(nèi)頂尖10內(nèi)的狀態(tài)。砂輪軸座16上的第一砂輪軸17重新被置于作用位置，第一砂輪軸17這時受CNC控制，在X軸向上向端范圍23進(jìn)給。同時受CNC控制磨削臺2在Z軸向上移動。采用此方式利用第一砂輪20采用切入磨削的方法對端范圍23的整個長度迅速地進(jìn)行外圓磨削。這意味著，采用唯一一個工步砂輪20對端范圍23的整個長度進(jìn)行磨削。但也可以采用較寬的砂輪和采取擺動磨削的方法進(jìn)行磨削。其中進(jìn)行多次徑向進(jìn)給移動，和必須多次反復(fù)進(jìn)行縱向移動，直至磨削掉磨削余量38和實現(xiàn)所需的端范圍23的表面狀態(tài)。
在圖4中示出一種狀態(tài)，其中支架11和12即使在這種部分加工過程中也壓合在端范圍23上。但此點并不是非如此不可。首先在對第一端錐37進(jìn)行磨削時必須采用支架11和12。但在接著的工步中也可以以如下方式進(jìn)行加工作業(yè)，其中使支架回縮移動。
圖4中所示的外圓磨削的工步?jīng)Q不僅限于旨在獲得具有所需的表面質(zhì)量的連續(xù)的圓柱形的輪廓。確切地說，在該工步中可以實現(xiàn)制成的硬質(zhì)金屬工具的整體的外圓磨削的最終輪廓。即在端范圍23尚與圓棒材6上連接的階段已經(jīng)可以分別根據(jù)根據(jù)工具的最終輪廓磨削出具有圓柱形的、錐形的或鼓形的輪廓的梯階的分范圍?？梢月?lián)想到通過外圓磨削可以實現(xiàn)所有輪廓。也可以通過采用具有特定的輪廓的成組的砂輪盤實現(xiàn)此點。在圖4中對此沒有示出。
在圖7中舉例示出這種外圓磨削的最終輪廓。
采用對圓棒材6的端范圍23和制作的硬質(zhì)金屬工具進(jìn)行精磨。在此名稱“精磨”并不是不同于粗加工的精加工意義的精磨，而是針對相應(yīng)的工具通過外圓磨削實現(xiàn)的最終階段。接著還必須采用特殊的工藝進(jìn)行切斷、螺旋槽等磨削加工。首先必須將迄今磨削完畢的工具從圓棒材6上切斷下來。
下面將對照圖5以及圖5a至5c對該工步加以說明。首先如圖4所示將圓棒材6的端范圍23的兩端加以夾固?？梢詫⒁粋€或多個支架抵靠在端范圍23上；但也不必非得如此不可。與圖4不同的是，這時重新將第二砂輪軸18置于作用位置，其中砂輪軸座16圍繞擺動軸19擺動。但這時將作為復(fù)合砂輪的第二砂輪21中的其直徑大于第一單砂輪盤31的第二單砂輪盤32投入使用。旋轉(zhuǎn)的第二單砂輪盤32接著抵靠在圓棒材6的同樣被旋轉(zhuǎn)的端范圍23上。一旦第二單砂輪盤32磨削出第二端錐39(圖5a)，將中斷該第一壓合工步。
接著將第二砂輪21從圓棒材6的端范圍23上回縮移動。并實現(xiàn)圓棒材6與第二單砂輪盤32的相對軸向偏移。該偏移大致等于第二單砂輪盤32的厚度。接著將第二單砂輪盤32重新向圓棒材6的端范圍23進(jìn)給和促使產(chǎn)生一個分離段40。只要在圓棒材6的剩余的長度與其端范圍23之間仍然存在一個狹窄的連接帶41的情況下，該過程就一直進(jìn)行。直至此時刻，圓棒材6的端范圍23的兩端一直處于被夾固狀態(tài)和被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(圖5b)。
最后停止對頭架的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，和將具有套筒的尾座8回縮移動。這時露出具有第一端錐37的圓棒材6的端范圍23和夾持單元22的夾持部分24，25將端范圍環(huán)圍和牢固地保持。接著通過對第二單砂輪盤32的進(jìn)一步的進(jìn)給，繼續(xù)進(jìn)行切斷工步和磨削掉尚存的連接帶41(圖5c)。這時如圖5所示，將經(jīng)外圓磨削制成的工具從圓棒材6的剩余部分上斷開和制成的硬質(zhì)金屬工具直至此時一直被夾持單元22保持，和從磨床的夾持單元上取出和移離。
接著使圓棒材重新前移突出于卡盤4一段，以便可以對下一個端范圍23進(jìn)行加工(圖6)。
圖7示出在采用本發(fā)明的方法和本發(fā)明的外圓磨床可以實現(xiàn)的兩種不同的硬質(zhì)金屬工具的狀態(tài)。在圖中所示的經(jīng)磨削完畢的工具上還可以看到在其一端上的第二端錐。用虛線示出圓棒材6原來的的圓柱形的輪廓，以便可以看出通過外圓磨削旨在實現(xiàn)的外圓磨削的最終輪廓的原來的形狀。從圖中可以清楚地看出，可以直接實現(xiàn)成梯階的圓柱形的、錐形的或鼓形的輪廓。其特點在于，可以實現(xiàn)各種形狀，其中至少在一端上作用于作為原材料的圓棒材的夾固足以滿足要求。
還要提及一點的是，對本發(fā)明方法的實施并不僅限于在圖1至5中所示的措施。在可以將砂輪傾斜地對圓棒材進(jìn)給的情況下，甚至用唯一一個砂輪就足以滿足所有工步的要求。
附圖標(biāo)記對照表1床身2磨削臺3頭架4卡盤5卡爪6工件7尾座8套筒9箭頭(套筒移動方向)10 內(nèi)頂尖11 第一支架12 第二支架13 箭頭(支架11壓合移動)14 箭頭(支架12壓合移動)15 共同的軸(功能軸)16 砂輪軸座17 第一砂輪軸18 第二砂輪軸19 砂輪軸座的擺動軸20 第一砂輪21 第二砂輪22 夾持單元23 6的端范圍24 22的夾持部分25 22的夾持部分26 箭頭27 箭頭28 基體
29狹窄的范圍30磨料層31第一單砂輪盤32第二單砂輪盤3331的磨料層3432的磨料層35第一支架座36第二支架座37第一端錐38磨削余量39第二端錐40分離段41連接帶
權(quán)利要求
1.一種用于在外圓磨床上采用硬質(zhì)金屬制備工具時進(jìn)行外圓磨削的方法，所述外圓磨床具有頭架和尾座，其中采用一種有硬質(zhì)金屬構(gòu)成的圓棒材作為原材料，其特征在于下述方法步驟a)將一種其長度是單個的工具長度幾倍的圓棒材(6)夾固在頭架(3)的卡盤(4)內(nèi)，在卡盤(4)被松開時圓棒材(6)可以在卡盤(4)內(nèi)軸向移動，其中突出于頭架(3)的圓棒材(6)的端范圍(23)面向尾座(7)；b)在突出于頭架(3)的圓棒材(6)的端范圍(23)上磨削出至少一個支架座(35，36)和將支架(11，12)壓合在支架座(35，36)上；c)在面向尾座(7)的圓棒材(6)的端面上磨削出第一端錐(37)；d)使位于尾座(7)的套筒(8)上的內(nèi)頂尖(37)嵌接運行，實現(xiàn)卡固；e)對突出于頭架(3)的圓棒材(6)的端范圍(23)在大致與單個的工具相符的總長度上進(jìn)行外圓磨削，直至實現(xiàn)其外圓磨削的最終輪廓；f)將至此磨削完畢的單個工具從圓棒材(6)上切斷開；g)松開仍保持加固狀態(tài)的頭架(3)的卡盤(4)，將在頭架(3)內(nèi)的圓棒材(6)向尾座(7)方向移動和接著將卡盤(4)緊固，其中使圓棒材(6)的另一有待加工的端范圍突出于頭架(3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對突出于頭架(3)的圓棒材(6)的端范圍(23)進(jìn)行外圓磨削時將支架(11，12)回縮，移離支架座(35，36)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在圓棒材(6)的端范圍(23)上軸向間隔地磨削出兩個支架座(35，36)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，在外圓磨削后將突出于頭架(3)的端范圍(23)與剩余的圓棒材(6)斷開，其中在圓棒材(6)旋轉(zhuǎn)時用唯一一個砂輪盤(21)首先在迄今磨削完畢的工具的面向頭架(3)的端面上進(jìn)行磨削，在將砂輪(21)對應(yīng)于圓棒材(6)回縮和軸向偏移后緊留下一個構(gòu)成中心連接帶(41)的分離段(40)和最后在圓棒材(6)停止轉(zhuǎn)動后磨削掉連接帶(41)結(jié)束分離過程。
5.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在將單個工具磨削完畢后使尾座(7)和/或套筒(8)回縮，移離已經(jīng)加工好的工具和加工好的工具被夾持單元(22)保持。
6.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，用窄的砂輪采取切入磨削的方法進(jìn)行外圓磨削，形成工具輪廓和/或用寬的砂輪采取擺動磨削方法進(jìn)行外圓磨削，形成工具輪廓。
7.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，至少在每次夾固過程時對圓棒材(6)用于穿過頭架(3)的卡盤(4)的尚可用的剩余長度進(jìn)行檢測和在小于最小剩余長度時發(fā)出信號和/或停止外圓磨床工作。
8.一種外圓磨床，用于實施權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，用于在采用硬質(zhì)金屬制備工具時對圓柱形的原材料體進(jìn)行磨削，具有床身(1)；具有可在床身(1)上移動的磨削臺(2)，在所述磨削臺上設(shè)置有頭架(3)和尾座(7)；具有在頭架(3)上的卡盤(4)，作為原材料的圓棒材(6)可軸向穿過所述卡盤(4)和所述圓棒材(6)可被卡盤(4)卡固在不同的軸向位置上；具有至少一個設(shè)置在頭架(3)和尾座(7)之間的范圍內(nèi)的支架(11，12)和一個設(shè)置在同一范圍內(nèi)的夾持單元(22)，其中圓棒材(6)的穿過頭架(3)卡盤(4)和被卡固的端范圍(23)可有選擇地被尾座(7)和/或支架(11，12)和/或夾持單元(22)附加保持和夾持單元(22)的設(shè)計應(yīng)使加工完畢已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動的工具從磨床上取下和移離，和具有至少一個砂輪軸座(16)，所述砂輪軸座(16)具有一個或多個砂輪軸(17，18)，所述砂輪軸可使一個或多個不同的砂輪(20，21)向圓棒材(6)進(jìn)給。
9.按照權(quán)利要求8所述的外圓磨床，其特征在于砂輪軸座(16)，所述砂輪軸座對兩個砂輪軸(17，18)進(jìn)行支撐和可圍繞擺動軸(19)進(jìn)行擺動，所述擺動軸垂直于一個平面，頭架(3)、圓棒材(6)和尾座(7)的共同的軸(15)在所述平面上。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的外圓磨床，其特征在于復(fù)合砂輪(21)的設(shè)置，其中兩個或多個具有不同的直徑、不同的寬度和/或不同的外輪廓的單砂輪盤(31，32)直接并列地位于一共同的被驅(qū)動的軸上。
11.按照權(quán)利要求10所述的外圓磨床，其特征在于，不同的砂輪盤被組合成一個共同的砂輪體。
12.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的外圓磨床，其特征在于，所述外圓磨床具有CNC控制裝置。
13.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的外圓磨床，其特征在于，傳感器配屬給頭架(3)的卡盤(4)，至少在每次夾固時所述傳感器對圓棒材(6)穿過卡盤仍可供使用的圓棒材(6)的剩余長度進(jìn)行檢測和在小于最小長度時發(fā)出信號和/或停止外圓磨床工作。
14.按照上述權(quán)利要求中任一項所述的外圓磨床，其特征在于，尾座(7)具有一個帶有內(nèi)頂尖(10)的套筒(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磨削的方法和一種外圓磨床，其中將硬質(zhì)金屬構(gòu)成的燒結(jié)的圓棒材(6)穿過頭架的備有卡爪(5)的卡盤(4)。在突出于頭架(3)的圓棒材(6)的自由端范圍(23)上磨削出兩個支架座(35，36)和然后將支架(11，12)在方向(13，14)上壓合在支架座(35，36)上。因此在對端范圍(23)上形成的可靠的支撐的情況下可以非常精確同心旋轉(zhuǎn)地在面向尾座的套筒(8)的圓棒材(6)的端范圍上磨削出端錐。一個由兩個不同設(shè)計結(jié)構(gòu)的在軸向上直接貼靠在一起的單砂輪盤構(gòu)成的和在X向上向圓棒材(6)進(jìn)給的復(fù)合砂輪(21)用于對端錐(37)進(jìn)行磨削。復(fù)合砂輪(21)設(shè)置在砂輪軸(18)上。單砂輪盤(31，32)具有不同的磨削范圍(33，34)。在對端錐(37)磨削完畢后，將端錐設(shè)置在套筒(8)的前端上的內(nèi)頂尖(10)內(nèi)，其中套筒按照箭頭(9)所示的方向向端錐(37)移動。采用此方式可以在兩端上實現(xiàn)對圓棒材(6)的端范圍(23)可靠的夾固，而不必將卡盤(4)的第一夾固松開。在此情況下通過外圓磨削可以建立對端范圍(23)的所需的外圓磨削最終輪廓。這種方法對制作硬質(zhì)金屬工具是特別有利的。采用一次夾固對棒材加工可以經(jīng)濟地并且沒有同心旋轉(zhuǎn)誤差地進(jìn)行作業(yè)。復(fù)合砂輪(21)的不同的單砂輪盤(31，32)可以用于另外不同的磨削作業(yè)任務(wù)。在端范圍(23)實現(xiàn)了其外圓磨削最終輪廓時，利用單砂輪盤(32)將端范圍從圓棒材(6)上斷開。
文檔編號B24B41/06GK1753757SQ200480005088
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者埃爾溫·容克爾 申請人:埃爾溫容克爾機械制造有限公司