本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于加工軸承孔或?qū)蚩谆蛳鄳?yīng)作用的凹部的方法以及用于執(zhí)行該方法的裝置。
背景技術(shù):
在DE 10 2011 000 348 A1中公開了一種方法,其中,工件的孔的內(nèi)周邊面首先利用可徑向調(diào)整的精密鉆頭精密加工。精密鉆削可以分兩步實施。在精密鉆削之后,為了進(jìn)一步減小粗糙深度而實施珩磨加工。
在此可以使用螺旋滑動珩磨,通過這種螺旋滑動珩磨使孔表面設(shè)有交叉結(jié)構(gòu)。交叉的凹槽形成潤滑劑儲備部,從而滑動配對件的摩擦工藝基于潤滑劑保持能力的提高而得以改善。關(guān)于螺旋滑動珩磨的細(xì)節(jié)可參見在線雜志www.mtz-online.de(MTZ04/2009,年集70,第324頁至329頁)。
該方法的缺點是,精密加工和珩磨加工在不同的加工單元上實施,從而用于在加工單元之間輸送工件的設(shè)備技術(shù)成本和方法技術(shù)成本都很高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
與此相反,本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于加工工件的軸承孔或?qū)蚩谆蚱渌疾康姆椒?,其中,可以以較小的設(shè)備技術(shù)成本實現(xiàn)改善的潤滑劑保持能力。
此外,本發(fā)明的任務(wù)還在于提供一種用于執(zhí)行該方法的裝置。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法或具有權(quán)利要求12的特征的裝置解決。
本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法,首先利用具有限定的刀刃的刀具或摩擦刀具進(jìn)行對相關(guān)孔的精密鉆削,并且將潤滑劑保持結(jié)構(gòu)引入到孔的周邊壁中。根據(jù)本發(fā)明,為了進(jìn)一步最小化粗糙度,在引入潤滑劑保持結(jié)構(gòu)之后優(yōu)選以如下方式進(jìn)行超精密加工,即,潤滑劑保持結(jié)構(gòu)至少在通口側(cè)變窄一些。
通過這種工作方式構(gòu)造出非常狹窄的、然而相對較深的潤滑劑保持結(jié)構(gòu),其構(gòu)造出相對較大的潤滑劑儲備,然而在另一側(cè)沒有明顯提高表面的總粗糙度。具有限定的刀刃的刀具可以保持在精密鉆頭上。
超精密加工優(yōu)選通過利用沿周邊壁運動的整平滑體導(dǎo)致的變形或者通過滾壓過程(滾動)執(zhí)行。
替選地,超精密加工也可以通過摩擦加工、珩磨等進(jìn)行。
潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)造在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中優(yōu)選也利用實施有限定的刀刃的刀具實施,刀具優(yōu)選保持在精密鉆頭上,并且因而具有雙重功能:首先實施一級或多級精密鉆削,隨后利用相同的刀具實施潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)造(以下稱為“刻鑿”)。替選地也可以通過摩擦構(gòu)造出潤滑劑結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的實施例中設(shè)置的是,精密鉆削通過刀具的主刀刃,刻鑿?fù)ㄟ^刀具的副刀刃執(zhí)行。
也就是說,在這種變型方案中,精密鉆削通過精密鉆頭在一個方向上的進(jìn)給(進(jìn)刀)實施,刻鑿?fù)ㄟ^精密鉆頭沿反方向的回刀實施,其中,一次是主刀刃并且另一次是副刀刃起作用。
在替選的解決方案中,以分兩步的方式利用主刀刃進(jìn)行預(yù)精密鉆削和通過精密鉆頭的回刀利用副刀刃進(jìn)行再精密鉆削來實施精密鉆削。針對刻鑿可以在精密鉆頭上設(shè)置有自身的開槽刀刃。
原則上,潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)造也可以在回刀期間通過刀具的多次停住(停頓)來執(zhí)行,從而在“停止”期間構(gòu)造出環(huán)繞的溝槽。
根據(jù)另一替選方案,在回刀期間可以提高刀具(精密鉆削刀具、摩擦刀具)的進(jìn)給,從而構(gòu)造出螺旋形的溝槽。
原則上也可以構(gòu)造出交叉結(jié)構(gòu),其中,例如在回刀時構(gòu)造出在一個方向上設(shè)定出的溝槽并且在重新進(jìn)刀時構(gòu)造出橫向于其延伸的溝槽。
在用于精密鉆削和構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的、構(gòu)造有限定的/特定的刀刃的刀具中,刀刃幾何形狀可以以如下方式設(shè)計,即,主刀刃的半徑大于或等于副刀刃的半徑。
主刀刃和副刀刃的半徑的比優(yōu)選在大約4:1和1:1的范圍中。在優(yōu)選的實施例中,主刀刃的直徑大約是副刀刃直徑的兩倍。
在此,刀刃半徑可以在0.1mm至0.5mm之間的范圍內(nèi)。主刀刃的半徑優(yōu)選為大約0.4mm,副刀刃的半徑為大約0.2mm。
主刀刃半徑和副刀刃半徑之間的過渡部可以相切地構(gòu)造。原則上也可以通過半徑中心點的錯開構(gòu)造出該過渡部。
這些實施方案的特殊優(yōu)點是,其中,精密加工和潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的構(gòu)造通過刀具的主刀刃和副刀刃以如下方式實施,即,在基于磨損的直徑補(bǔ)償(磨損補(bǔ)償)中,半徑彼此間的相對間距保持恒定,從而對表面參數(shù)的控制相對于具有用于精密加工和構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的分開的刀刃/刀具的變型方案得到明顯簡化。如以下還闡述的那樣,磨損補(bǔ)償基于通過后處理測量裝置得到的測量來實施。原則上,也可以光學(xué)測量刀刃(主刀刃或副刀刃)。這種直接測量裝置例如具有用于測定刀刃的激光束。
磨損補(bǔ)償可以動態(tài)地利用刀具的受控運動,例如通過膜片頭或者也通過機(jī)器軸實施。在最后提到的解決方案中,精密鉆頭例如可沿兩個NC軸調(diào)節(jié)。
為了進(jìn)一步改善潤滑劑保持能力還可以附加地在超精密加工/整平滑之后構(gòu)造出溝槽或凹陷部。加工例如可以通過激光器,優(yōu)選Pico激光器實施。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是,平均粗糙值Ra在超精密加工后位于0.1μm至0.5μm之間。
用于執(zhí)行該方法的裝置實施有機(jī)器控制件,其設(shè)計為操控用于精密鉆削和構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的精密鉆削刀具或摩擦刀具。
特別優(yōu)選的是,控制件也設(shè)計用于操控滾壓刀具或整平滑刀具,利用其實施對孔的超精密加工/整平滑。
用于執(zhí)行該方法的裝置優(yōu)選是逆向機(jī)器,如其在申請人的WO 2013/038007 A2中所描述的那樣。逆向機(jī)器優(yōu)選可以利用后處理測量站實施,在后處理測量站中測定已加工的工件,之后在制造過程中相應(yīng)控制加工步驟,尤其是控制對刀刃磨損的補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點是,通過選擇超精密加工參數(shù),例如通過在滾壓時提高靜液壓力或者通過在精密加工和構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)時改變進(jìn)給可以控制主要的表面參數(shù),例如特征參數(shù)Rpk、Rk和Rvk和波浪性Wt等。
相應(yīng)地,取決于相應(yīng)所提出的任務(wù)地可以通過控制參數(shù)影響已加工的表面的承重比率。在此,所刻鑿的凹槽/溝槽的深度和間距確定油保留容積。
通過使用后處理測量裝置可以在使用具有限定的主刀刃和限定的副刀刃的刀具的情況下共同地對兩個刀刃進(jìn)行磨損補(bǔ)償。測量裝置在此可以以如下方式設(shè)計,即,其可以實現(xiàn)直徑測量、在至少兩個平面(例如徑向平面、軸向平面)內(nèi)的測定以及測定表面品質(zhì)/粗糙度。在直徑測定和/或兩個平面的測定中,優(yōu)選檢測大量的測量點,以便在徑向方向和軸向方向上獲得孔的精確的幾何形狀數(shù)據(jù)。對粗糙度的檢測(表面品質(zhì))例如可以非碰觸式地,通過掃描器(探知件)等實施。
如已闡述的那樣,可以將具有限定的刀刃的刀具或摩擦刀具或其他適當(dāng)?shù)牡毒哂糜诰茔@削和刻鑿,其中,刀具可以相應(yīng)用于精密加工和刻鑿。
附圖說明
以下結(jié)合示意圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。其中:
圖1示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的原理圖;
圖2示出用于闡述粗糙度的圖表;
圖3示出根據(jù)圖1的基本構(gòu)思的第一變型方案;
圖4示出按照根據(jù)圖3的方法加工的工件的測量報告;
圖5示出根據(jù)圖1的方法的另一變型方案;
圖6示出按照根據(jù)圖5的方法加工的工件的測量報告;
圖7示出在精密加工/刻鑿之后執(zhí)行的測量的測量報告;
圖8示出在滾壓之后執(zhí)行的測量的測量報告;
圖9示出精密鉆削刀具的刀刃結(jié)構(gòu)的原理圖;
圖10示出具有凹陷部的潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的原理圖;
圖11示出用于執(zhí)行前述方法的逆向機(jī)器;以及
圖12和圖13示出根據(jù)本發(fā)明的具有后處理測量的方法的實施例。
具體實施方案
圖1a示出根據(jù)本發(fā)明的方法和在此使用的刀具/刀具頭的基本構(gòu)思。原則上涉及的是,在工件的孔,例如軸承孔或?qū)蚩椎闹苓吤?上構(gòu)造出潤滑劑保持結(jié)構(gòu)4,其用于容納潤滑劑,例如油。
這種結(jié)構(gòu)如圖1b所示那樣可以呈溝槽狀,也就是說,由一個或多個周邊槽構(gòu)造或者然而構(gòu)造為螺旋形結(jié)構(gòu)或者構(gòu)造有交叉的螺旋形或螺紋形的結(jié)構(gòu)(交叉結(jié)構(gòu))。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例,首先利用圖1c上方所示的可徑向調(diào)節(jié)的精密鉆頭6實現(xiàn)對工件的精密鉆削。精密鉆頭例如可以構(gòu)造成膜片頭,如其在AT 404 001 B、DE 10 2014 107 461.0或WO 2013/011027 A1中公開的那樣。這種精密鉆頭構(gòu)造為膜片傾斜頭,其中,刀具容納部可傾斜地支承在膜片頭10上。膜片頭直接或間接與滑塊相連,滑塊在具有相對于軸線傾斜布置的導(dǎo)向面的叉形件內(nèi)受引導(dǎo)。叉形件可以利用調(diào)節(jié)裝置,例如橫進(jìn)刀12在軸向方向上受調(diào)節(jié),從而相應(yīng)地,刀具容納部圍繞膜片頭10的傾斜點傾斜,以便促成徑向調(diào)節(jié)。
刀具保持件在根據(jù)圖1c的視圖中用附圖標(biāo)記8表示。超精密加工(也稱為整平滑)通過圖1c下方示出的滾動刀具或滾壓刀具14實現(xiàn),如其在WO 2012/107582 A1中公開的那樣。
代替滾壓刀具或滾動刀具也可以使用具有固定的金剛石整平滑體的整平滑刀具,如其例如在DE 10 2007 017 800 A1中示出的那樣。替選地,借助研磨刀具的研磨也可以用于超精密加工。
在滾壓刀具或滾動刀具中,根據(jù)圖1d的視圖,一個或多個滾動體18靜液式地受支承,其中,變形力大致通過流體的壓力p來確定,通過流體來擠壓滾動體18緊貼工件的周邊面2。
“構(gòu)思A”和“構(gòu)思B”在圖1e中表示兩種不同的刀具或方法。在構(gòu)思A中使用精密鉆削刀具,其一方面具有精密鉆削主刀刃20和精密鉆削副刀刃22。相對于其錯開180°地設(shè)置有開槽刀刃24。在此構(gòu)思中,通過對刀具進(jìn)行進(jìn)刀,利用主刀刃20來實現(xiàn)預(yù)精密鉆削。在刀具回刀時,利用副刀刃22實現(xiàn)再精密鉆削。然后當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)一步進(jìn)刀時,利用有效作用的開槽刀刃24構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)。
在構(gòu)思B中沒有設(shè)置開槽刀刃,刻鑿在此通過副刀刃24實現(xiàn)。相應(yīng)地,在精密鉆削時進(jìn)行進(jìn)給(進(jìn)刀),其中,主刀刃20起作用。在刀具移回(回刀)時,通過副刀刃22實現(xiàn)刻鑿,其中,取決于進(jìn)給地,在返回運動(回刀)期間構(gòu)造出螺旋形。針對交叉結(jié)構(gòu)必須沿反方向再進(jìn)行一次刻鑿步驟。為了構(gòu)造環(huán)繞的溝槽也可以在回刀期間周期性地停止進(jìn)給(進(jìn)給等于零或者大約等于零),從而在該“停止”期間構(gòu)造出凹槽。在過渡至下一凹槽時,再次提高進(jìn)給,然后在達(dá)到下一開槽位置時停住。重復(fù)此過程直至構(gòu)造出所期望的潤滑劑保持結(jié)構(gòu)。在其他的替選方案(螺旋形的構(gòu)造方案)中,進(jìn)給確定螺旋線的幾何形狀。
以下闡述其他細(xì)節(jié)。
圖2示出幾個重要的表面特征值。相應(yīng)地,工件的粗糙度輪廓此外還具有特征參數(shù)Rpk、Rk和Rvk(Pdc)、Ra、Rz、Wt。
在此,參數(shù)Rpk表示承重比率或高地粗糙度。參數(shù)Rk表示核心粗糙深度。Ra表示算術(shù)平均粗糙值。粗糙深度用Rz表示。潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的油保留容積通過特性值Rvk(Pdc)確定,特性值Wt表示結(jié)構(gòu)的波浪性。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法尋求將粗糙深度Ra、Rz保持的盡量小,在此,承重比率保持的盡量高,(高地粗糙度(降低的尖端高度Rpk和核心粗糙深度Rk)很小),并且在此,油保持結(jié)構(gòu),即凹槽的寬度b設(shè)計的盡量狹窄,從而優(yōu)化滑動配對件的潤滑。波浪性Wt和油保留容積Rvk依賴于相應(yīng)待調(diào)節(jié)的摩擦工藝地受控制(參數(shù)化),其中,這些參數(shù)尤其是在構(gòu)造潤滑劑保持結(jié)構(gòu)時受到對進(jìn)給進(jìn)行選擇的影響。
結(jié)合圖3和圖4闡述按照根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的構(gòu)思B的第一實施例,通過該設(shè)備構(gòu)造出潤滑劑保持結(jié)構(gòu)的一個或多個溝槽。
在此,根據(jù)圖3a,用于加工的刀具(精密鉆削刀具)構(gòu)造有主刀刃20和副刀刃22。該刀具可以保持在根據(jù)圖1的精密鉆頭6上。如已述那樣,在第一方法步驟中進(jìn)行對孔的精密鉆削,其中,利用主刀刃(進(jìn)刀)在根據(jù)圖3的視圖中向左(參見上方的箭頭)進(jìn)行進(jìn)給。
在隨后的工作過程中,沿回刀方向?qū)崿F(xiàn)再精密鉆削,其中,副刀刃起作用,因而精密鉆削分兩步實施。在此,副刀刃的給送與預(yù)精密鉆削(沿箭頭方向進(jìn)給)時相比明顯更小。
在構(gòu)思B中以如下方式構(gòu)造出周邊溝槽,即,要么在預(yù)精密鉆削時要么優(yōu)選在再精密鉆削時停住進(jìn)給,從而相應(yīng)的刀刃作用于相同的周邊區(qū)域,并相應(yīng)構(gòu)造出溝槽。溝槽的數(shù)量可以通過進(jìn)給停止的次數(shù)發(fā)生變化。
原則上也可以取消再精密鉆削,從而在返回運動時僅刻鑿。
在以下工作過程中實施超精密加工,例如利用滾動刀具14進(jìn)行滾壓。
然后形成包括大量周邊溝槽的結(jié)構(gòu),如圖4所示。其也示出測量站的測量報告,利用該測量站測量整平滑之后的精密加工的工件。在圖4上方繪制出參數(shù)Ra、Wt、Pdc和Rz。
在中間示出實際測定的結(jié)果??梢郧宄闯龅玫降牟ㄐ谓Y(jié)構(gòu),其具有彼此保持間隔的刻鑿的溝槽和位于它們之間的粗糙度很低的區(qū)域,通過該波形結(jié)構(gòu)確保摩擦工藝面的最大的承重比率。
在圖4下方繪制出Abbott曲線,根據(jù)Abbott曲線可以通過繪入擬合線獲知材料份額和上述特性值。利用這種Abbott曲線分析參數(shù)是已知的并且例如按照DIN EN ISO 13565-1和-2標(biāo)準(zhǔn)限定,從而在參引這些說明的情況下不必進(jìn)一步闡述。
在前述方法中得到的溝槽結(jié)構(gòu)在圖4左側(cè)示意性地示出。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法構(gòu)思實際上可以內(nèi)容完整地滿足所有預(yù)定的粗糙度要求和公差要求。然而這種工作方式的缺點是,加工時間因進(jìn)給停止而被延長一些。
該缺點在根據(jù)圖5的方法中消除。
該圖示出測量報告,其同樣在根據(jù)構(gòu)思B加工工件時得到。在該構(gòu)思中,首先通過刀具的主刀刃20實施精密鉆削。然后在返回運動時,在不使刀具停止的情況下通過副刀刃22實施刻鑿。得到螺旋形結(jié)構(gòu),如其在圖5下方右側(cè)繪制的那樣。得到的凹槽結(jié)構(gòu)例如對應(yīng)于根據(jù)圖4的凹槽結(jié)構(gòu),其中,加工時間然而更短。
圖6示出三個測量報告,其中,中間的測量報告例如對應(yīng)于圖5中的測量報告,在此,滾動/滾壓刀具14的靜液加載的滾動體18被加載以大約70bar的靜液壓力。左側(cè)的測量報告在超精密加工時得到,其中,調(diào)節(jié)出相對更小的靜液壓力(50bar)。
圖6右側(cè)示出實驗測量報告,其中,在70bar的相對高的靜液整平滑壓力下,滾壓的進(jìn)給速度從0.09mm/U(圖6中間的測量報告)降至0.05mm/U。
根據(jù)這三個測量報告看到的是,在很小的滾壓壓力/整平滑壓力(50bar)的情況下,溝槽的寬度b與在兩個其他的測量報告中相比更大。在針對粗糙度而言重要的參數(shù)Ra、Wt、Pdc和Rz中相應(yīng)是這種情況。根據(jù)中間和右側(cè)的測量報告的實驗的粗糙度僅具有微小區(qū)別。
如前已述那樣,在根據(jù)構(gòu)思A的精密鉆頭8中,在刀具保持件8上還附加地布置有開槽刀刃24。在使用這種刀具的情況下,首先在預(yù)精密鉆削步驟中利用主刀刃20執(zhí)行預(yù)精密鉆削。然后利用副刀刃22在再精密鉆削中執(zhí)行實際的精密加工。通過將刀具容納部樞轉(zhuǎn)例如180°,在沿箭頭方向進(jìn)一步進(jìn)給(進(jìn)刀)時(參見圖3)構(gòu)造出螺旋形的凹槽結(jié)構(gòu)。為了構(gòu)造出交叉結(jié)構(gòu),開槽刀刃必須再次沿回刀方向作用。
在精密鉆削和刻鑿或超精密加工之后出現(xiàn)的表面結(jié)構(gòu)再次結(jié)合圖7和圖8中的圖表闡述,它們的基本結(jié)構(gòu)對應(yīng)于根據(jù)圖6的基本結(jié)構(gòu)。
在此,圖7示出測量報告,其描繪出在精密鉆削和刻鑿后的表面結(jié)構(gòu)。又示出Abbott曲線,根據(jù)該曲線得到在輪廓中特定的切割線的材料份額。另外,根據(jù)在中間示出的測量報告還得到表示特性的參數(shù)Ra、Wt、Pdc(Rvk)和Rz。在測量報告中看到的是,溝槽的深度和寬度b以及進(jìn)而油保留容積Pdc相對較大。另外,粗糙度Ra、Rz也是很大的。
在滾壓之后,粗糙度根據(jù)圖8所示的測量報告明顯降低。這直接根據(jù)特性值Ra、Rz和Abbott曲線得到。也可以明顯看出的是,溝槽的寬度b和深度以及因而其油保持能力Pdc減小。波浪性保持幾乎相等。油保持能力根據(jù)本發(fā)明可以通過選擇進(jìn)給和刀刃幾何形狀以及滾壓過程的參數(shù)(例如靜液整平滑壓力p)來匹配于相應(yīng)的要求(可項目化)。
圖9示出具有幾何形狀刀刃的用于精密鉆削的刀具的刀刃結(jié)構(gòu)的原理圖。該刀具具有前述的主刀刃20和副刀刃22。如前述那樣,主刀刃20的直徑(R1)比副刀刃22的直徑(R2)更大。兩個刀刃/半徑之間的過渡部在圖9所示的實施例中以如下方式構(gòu)造,即,副刀刃22的中心點相對于主刀刃的中心點向外(朝向刀刃)錯開,從而這兩個刀刃彼此匯合。原則上,過渡部也可以通過添加切線等構(gòu)造出。如所闡述的那樣,在進(jìn)刀時,具有大的直徑R1的主刀刃20有效作用。然后在回刀時,通過實施有比較小的半徑R2的副刀刃22進(jìn)行加工。然而在此,如果副刀刃用于精密加工,那么就相對于利用主刀刃20的加工確保了在微區(qū)域內(nèi)的明顯更小的給送。如所闡述的那樣,可以通過副刀刃,然而也通過提高進(jìn)給構(gòu)造出潤滑劑保持結(jié)構(gòu),從而得到在圖7中所示的結(jié)構(gòu)。替選地可以通過停頓(停住進(jìn)給)刻鑿大量的周邊溝槽。
通過刀刃20、22的該幾何設(shè)計方案可以在沿不同的進(jìn)給方向加工時生成不同的表面?;谶@些表面的疊加可以生成表面結(jié)構(gòu),其在微區(qū)域內(nèi)具有非常多的、準(zhǔn)確限定的凹槽。
這些限定的凹槽的數(shù)量在利用自身的用于構(gòu)造凹槽的刀刃的常見的方法中,僅在很小的限定的刀刃半徑并且相應(yīng)很小的進(jìn)給的情況下是可行的。然而,這種很小的刀刃半徑在加工鋼制刀具的情況下可能無法承受出現(xiàn)的切割力,從而存在材料失效的危險。這種危險在根據(jù)本發(fā)明的具有刀刃幾何形狀的重疊的刀刃設(shè)計方案中不存在。
如前述那樣,為了進(jìn)一步提高潤滑劑保持能力可以構(gòu)造出一種結(jié)構(gòu),例如凹陷部結(jié)構(gòu),如其示例性地在圖10中示出的那樣。這種凹陷部30例如可以利用激光器,例如Pico激光器構(gòu)造。這種凹陷部30本身的構(gòu)造方案是已知的(然而在沒有樣板的情況下與根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的油保持結(jié)構(gòu)共同作用)。
圖11示出逆向機(jī)器的兩個視圖,利用該逆向機(jī)器可實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。在這種逆向機(jī)器中,大量工件在刀盤上夾緊并且通過X軸、Y軸、Z軸和必要時更多相對于工件旋轉(zhuǎn)的軸引導(dǎo),工件以相應(yīng)的數(shù)量支承在機(jī)架的格層內(nèi)。
在具體的實施例中,在上排布置了滾動刀具14,在中間排布置了精密鉆頭6,并且在下排布置了用于定心和測量的單元。也就是說,在逆向單元中,測量裝置26(后處理測量裝置)集成到機(jī)器內(nèi)。代替后處理測量裝置地也可以將直接測量裝置用于一個或多個刀刃的光學(xué)測量。這些解決方案是已知的,其中,利用激光光束實施光學(xué)測量。
在后處理測量裝置中只能測定直徑。然而當(dāng)借助多個測量位置檢測直徑時,測量精度更高,從而例如可識別出橢圓率等。當(dāng)使用不僅沿徑向方向(直徑)而且沿軸向方向具有大量例如感應(yīng)測量位置的測量桿時,得到更高的測量精度,從而不僅可沿徑向方向而且可沿軸向方向檢測孔的幾何形狀。利用這種測量桿例如也可以檢測柱形孔與理想的柱形形狀(例如喇叭形狀)的偏差。
這種具有集成的后處理測量或直接的刀刃測定的逆向機(jī)器允許一種方法,如圖12和圖13所示。在右上方表示的是,兩個主要方法步驟是精密鉆削/刻鑿和整平滑(在此是滾壓)。在滾壓之后,通過后處理測量裝置26測定工件并且取決于對該測量的分析和與目標(biāo)值的比較必要時獲知修正值。取決于該修正值(磨損補(bǔ)償)地必要時執(zhí)行對精密鉆頭6的徑向調(diào)整,或者更準(zhǔn)確地說執(zhí)行刀刃補(bǔ)償。刀刃的調(diào)整例如可以通過操控精密鉆頭(膜片傾斜頭、壓電精密鉆頭)或者通過利用前述機(jī)器軸調(diào)整刀刃來進(jìn)行。然而優(yōu)選的是,刀刃補(bǔ)償通過適當(dāng)?shù)目蓮较蛘{(diào)整的精密鉆頭執(zhí)行。
如前面根據(jù)圖9所闡述的那樣,通過將刀具構(gòu)造有重疊的主刀刃和副刀刃20、22,磨損補(bǔ)償與具有分開的刀刃的解決方案相比可以得到明顯簡化,這是因為基于刀刃半徑R1、R2的不變的相對間距而同時以最高精度來實施用于兩個刀刃的直徑補(bǔ)償。
該工作方式避開傳統(tǒng)方法,在傳統(tǒng)方法中,在精密鉆削后和超精密加工后進(jìn)行測量。測量站26也可以布置在逆向機(jī)器之外。
在根據(jù)圖13的方法略圖中,除了后處理測量站26之外還在SPC位28上設(shè)置有光學(xué)檢驗。
通過在構(gòu)造出油保持結(jié)構(gòu)之后的根據(jù)本發(fā)明的整平滑優(yōu)選也減小了油保持結(jié)構(gòu)的溝槽的寬度b,從而還更好地遵守圖1所示的目標(biāo)參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法(構(gòu)思B)的最簡單的變型方案可以利用相對簡單地構(gòu)建的精密鉆頭實施。針對一種工作方式(其中,預(yù)精密鉆削和再精密鉆削以相同的刀刃幾何形狀執(zhí)行),應(yīng)當(dāng)使用高品質(zhì)的精密鉆頭,例如申請人的前述的精密鉆頭。這同樣適用于通過自身的刀刃進(jìn)行刻鑿的方法變型方案。
特別高品質(zhì)的結(jié)果可以利用壓電精密鉆頭獲得,如其在WO 2013/011 072 A1中公開的那樣。這種壓電精密鉆頭可以實現(xiàn)可變的精密鉆削,其中,孔幾何形狀可以通過半徑可變和/或軸向可變的操控橢圓形、梅花形或喇叭形地構(gòu)造??惕徔梢岳眠@種鉆頭同樣符合輪廓地執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法尤其是在摩擦工藝方面要求嚴(yán)苛的部件,例如連桿或曲軸箱(氣缸孔)中提供。
利用根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思也可以實現(xiàn)對表面結(jié)構(gòu)的最高要求。因此,例如在連桿中可能需要的是,必須在連桿方向上實施粗糙度Rz小于1.2μm的軸承孔并且在剩下的三個方向上實施帶有更大的、例如是連桿方向上的粗糙度的1.5倍的粗糙度Rz的軸承孔。
這些要求例如可以按照如下方式實現(xiàn)(項目化):
a)增大刻鑿間距/刻鑿進(jìn)給并且得到較小的Rz值,同時也得到較小的油保留容積(Pdc)或Rvk;
b)使用特殊的刀刃,其中,例如主刀刃具有0.4mm的半徑R1,副刀刃具有例如0.2mm的半徑R2,由此形成相對深的溝槽(刻痕),其寬度b相對較??;
c)替選地,可以通過相應(yīng)的參數(shù)化在滾壓時例如通過選擇靜液壓力來減小溝槽(刻痕)的寬度。
不言而喻,為了所期望的項目化也可以并行地設(shè)置上述措施,以便調(diào)整出所期望的油保持能力和粗糙度。
在前面已結(jié)合利用精密鉆削刀具精密加工來闡述本發(fā)明。然而如前面所闡述的那樣,精密加工也可以利用絞刀或摩擦刀具或其他適當(dāng)?shù)牡毒邔嵤?。在此,精密加工在進(jìn)刀的情況下進(jìn)行并且隨后在具有相對較快進(jìn)給的回刀期間構(gòu)造出凹槽(潤滑劑保持結(jié)構(gòu))。隨后如上面所描述的那樣,利用整平滑刀具或滾壓刀具實施超精密加工。
公開了一種方法,其中,精密鉆削出軸承孔或?qū)蚩撞㈦S后對其結(jié)構(gòu)化。在為了構(gòu)造出潤滑劑保持區(qū)域的結(jié)構(gòu)化之后,通過整平滑或滾壓實施超精密加工。
附圖標(biāo)記列表
2 周邊面
4 油保持結(jié)構(gòu)
6 精密鉆頭
8 刀具保持件
10 膜片頭
12 橫進(jìn)刀
14 滾動刀具
18 滾動體
20 主刀刃
22 副刀刃
24 開槽刀刃
26 測量站
28 SPC位
30 凹陷部