專利名稱：一種通過外圓研磨來研磨曲軸的主軸承和連桿軸承的方法以及一種用于實施該方法的研磨機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按照權利要求I的前序部分所述的通過外圓研磨來研磨曲軸的主軸承和連桿軸承的方法以及一種按照權利要求8的前序部分所述的用于實施該方法的研磨機。
背景技術：
所述類型的方法和研磨機從DE102008007175A1中公開。之前根據EP1181132B1已經建議，在外圓研磨曲軸的主軸承和連桿軸承時，連桿軸承在主軸承之前完成研磨。該建議基于以下認知，即在研磨連桿軸承時曲軸的巨大變形至少部分地在接下來的精磨主軸承時能夠再次被消除。此外當然必須以此為出發(fā)點，即主軸承的粗磨還必須在研磨連桿軸承 之前完成。因此根據EP1181132B1必須首先在曲軸的主軸承上磨削出中心座，由此能夠以所需的精確度粗磨主軸承。為此必須以精確定義的轉軸、即其定義的幾何縱軸夾持曲軸，該縱軸針對所有的主軸承在直徑、圓度、同軸度和中心度方面是某個特定的基準軸。該定義的幾何縱軸也必須作為基準軸用于加工連桿軸承。在粗磨和精磨主軸承之后最終完成曲軸的主軸承的研磨。從EP1181132B1公開的方法的優(yōu)點在于，所有研磨過程可以在唯一一個張緊中進行。通過在研磨時夾持和支撐曲軸所得出的夾緊當然會帶來其它變形的危險，如在DE102008007175A1中詳細描述的那樣。為了進行補救，根據該對比文件建議，放棄在唯一一個張緊中研磨曲軸。根據DE102008007175A1設置兩個研磨站，它們可以位于唯一一個研磨機內。首先在第一研磨站中粗磨和精磨連桿軸承。接下來將曲軸轉送到第二研磨站，在第二研磨站中粗磨和精磨主軸承。該公知的方法的特別之處在于，需研磨的曲軸在兩個研磨站中以其僅切削加工的原始輪廓來夾持。在這種情況首先通過旋轉、鉆孔或旋風銑削加工曲軸的圓柱形周向面，即在還未研磨的狀態(tài)下。在第一研磨站中將曲軸支承在殼式卡盤中，該殼式卡盤有利地放置在曲軸的端側的圓柱形分段上或放置在曲軸的兩個外部的主軸承上。這樣曲軸在研磨連桿軸承時自然不圍繞其定義的幾何縱軸而是圍繞與此不同的、通過曲軸在夾持位置上的原始輪廓得出的轉軸回轉。但由于連桿軸承的研磨無論如何都必須通過以鐘擺式研磨方法的CNC控制的外圓研磨來完成，根據DE102008007175A1在研磨機的計算機中進行相應的校正。為此必須在研磨之前準確地測量曲軸尺寸。如果知道了實際的轉軸與曲軸的定義的幾何縱軸的偏差，則可以通過計算獲取該偏差并且在CNC研磨時予以考慮。結果是在第一研磨站研磨之后存在具有還未加工的主軸承的曲軸，但其連桿軸承研磨的方式為曲軸圍繞精確定義的幾何縱軸旋轉。根據DE102008007175A1只有在第二研磨站中才將曲軸在尖部之間夾緊，該尖部伸入曲軸端面中的常見的定心孔中。這些定心孔在研磨連桿軸承之前就已經由曲軸的制造商完成并且確定每個曲軸的定義的幾何縱軸。
利用根據DE102008007175A1的方法實現了以仍舊經濟的方式首先粗磨和精磨所有的連桿軸承且之后才在改變的張緊中粗磨和精磨主軸承。但根據DE102008007175A1的方法意味著巨大的耗費，因為針對每個曲軸必須準確地測量在夾持位置上夾持原始輪廓所得到的轉軸相對于定義的幾何縱軸的位置
發(fā)明內容

因此本發(fā)明的目的在于，簡化根據權利要求I的前序部分已知的方法，從而以大大減小的耗費始終如一地實現研磨結果的同樣高的準確度。該目的利用具有權利要求I的全部特征的方法實現，該方法在具有根據權利要求9的特征的研磨機上實施。根據本發(fā)明的方法，將需研磨的曲軸在第一張緊中帶入與對應的工件旋轉驅動裝置的轉軸的協調一致當中。然后將兩個位于對應的旋轉驅動裝置的卡盤上的、在徑向平面中可動的支承機構貼靠在該夾持位置上并且在該位置上相互鎖緊用于形成按照棱形導軌類型的支承面，其可操作地固定在卡盤上。從支承機構的必要的相互V形狀態(tài)中產生棱形導軌支承面的特性。之后與支承機構徑向面對面的夾緊機構優(yōu)選液壓地貼靠在曲軸上并且將曲軸朝支承面按壓，該支承面通過兩個相互牢固地鎖定的支承機構得出。雖然支承機構和夾緊機構在研磨時主要引起曲軸的旋轉驅動；因為曲軸的夾持位置通過旋轉驅動裝置的尖部確定。但由于通過支承機構的牢固的鎖定存在形狀特別穩(wěn)固的夾持，在研磨時也得到對于曲軸的加固的以及支撐的效果。由此總體上得到特別準確的研磨結果，即便在研磨連桿軸承時始終無法避免曲軸的變形。因此可以舍棄中心架的使用。利用特別方式的夾持以有利的方式實現了曲軸在研磨連桿軸承時就已經圍繞其定義的幾何縱軸回轉。因此可以間接地以有利的方式舍棄了在CNC研磨時通過計算機的確定。針對第二夾緊站保留根據DE102008007175A1的已知方法的第二張緊。這里通常將曲軸在尖部之間夾緊并且通過平衡卡盤置入旋轉中，平衡卡盤的卡盤爪全都可以相互平衡。其原因在于，盡可能所有的主軸承都應在第二張緊中同時地或先后地研磨且因此夾持位置必須繼續(xù)向外，如通常放置在軸銷和/或法蘭上。由此得到的曲軸中的極小的抗彎剛度多半需要使用中心架，從而總體上在第二張緊中得出另一種工作方式。根據本發(fā)明的方法的改進在權利要求2至8中闡述。權利要求2至5展示了一些措施，比如在第一張緊(第一研磨站)中夾持曲軸時實現定義的幾伺曲軸縱軸與工件旋轉驅動裝置的轉軸的一致。權利要求6描述了將曲軸置入研磨機的第一張緊中的方法步驟。這里曲軸首先被放下到定位肩上，該定位肩固定在卡盤上，且之后由工件主軸頭的尖部和尾座的尖部在組合的進給運動和升降運動中帶入兩個特定軸的穩(wěn)固的一致中。權利要求7強調地著重指出，卡盤中的支承機構能夠相互獨立地徑向運動并且在作用在兩個支承機構中的一個上的液壓液體的作用下自動匹配地貼靠到曲軸的夾持位置上。在權利要求9中限定了用于實施根據本發(fā)明的方法的研磨機。權利要求10至16給出了研磨機的有利的設計上的細節(jié)。以權利要求16限定了，根據本發(fā)明的研磨機也包括了至兩個不同的張緊中的劃分且因此至兩個研磨站中的劃分，其中，保留根據DE102008007175A1的第二研磨站的設計。


下面參照附圖中展示的實施例進一步詳細描述本發(fā)明。其中圖I示出了用于實施根據本發(fā)明的方法的研磨機的俯視圖；圖2示出了具有卡盤的曲軸的部分剖開的側視圖并且描繪了在研磨連桿軸承時用于夾持曲軸的第一種可能性；圖2a示出了圖2的細節(jié)的放大示圖；圖3示出了在研磨連桿軸承時用于夾持曲軸的另一種可能性的相應示圖；
圖4示出了沿圖2中直線B-B的截面圖；圖5示出了沿圖2中直線A-A的部分截面圖。
具體實施例方式圖I示例性示出了研磨機的俯視圖，應利用該研磨機根據本發(fā)明研磨曲軸I。在圖2中作為示例示出了具有對應的卡盤43的常見的四缸曲軸I的側視圖，所述卡盤位于工件主軸頭26上。曲軸I具有鄂板(Wange) 2、內部的主軸承3和外部的主軸承4以及連桿軸承5。所示的曲軸I的左端部在法蘭6中終止以及右端部在軸銷7中終止。曲軸I具有定義的幾何縱軸10，其形成曲軸I的所有定心的部分如主軸承3、4、法蘭6和軸銷7的中心線并且對于外圓研磨的所有過程也起決定性作用。定義的幾何縱軸10已經由曲軸坯的制造商標記，通常通過安裝在曲軸I的兩個端面中的定心孔8和9來標記。因此定義的幾何縱軸10在研磨曲軸I時作為兩個定心孔8、9之間的連接直線給出。用作研磨此類曲軸I的機器可以在其整體上參照根據圖I的示意性概覽圖來描述，因為一個個組件和元件是本領域技術人員普遍熟悉的。研磨機形成研磨室21，其包括第一研磨站22和第二研磨站23。此外第一研磨站22僅用作研磨連桿軸承5，而在第二研磨站23中僅研磨主軸承3和4。曲軸I在貫穿研磨室時的流動方向通過箭頭20指示；這樣連桿軸承5在主軸承3和4之前粗磨和精磨。兩個研磨站22、23設置在共同的機床24上。機床24還包括機器臺25。第一研磨站22包括工件主軸頭26和尾座27，它們都可以被電動地同步驅動。曲軸I在工件主軸頭26和尾座27之間夾持。此外第一研磨站22還包括帶研磨主軸箱29的十字刀架28，在研磨主軸箱29上具有兩個帶磨盤31的研磨主軸30。十字刀架29作為一個整體可以在進給方向33上、即垂直于夾持的曲軸I的定義的幾何縱軸10行駛；位于其上的研磨主軸30可以單獨地或共同地在十字刀架29上在方向34上行駛，即平行于定義的幾何縱軸10行駛。此外可以改變研磨主軸30之間在方向34上的間距。通過這種方式可以實施用于研磨連桿軸承5的所有常見的過程，如具有或不具有CNC控制裝置的過程所公開的那樣。第二研磨站23同樣包括工件主軸頭36和尾座37，在它們之間夾持曲軸I并且驅動其旋轉。隸屬于第二研磨站23的十字刀架38在共同驅動的軸39上承載具有多個磨盤40的多重磨盤組，這些磨盤在研磨主軸承3、4時共同朝主軸承3、4進給。此外多重磨盤組也可以在方向34上行駛。利用41表示用于十字刀架28、38的進給軸的驅動電機以及利用42表示外罩，其使研磨屑遠離研磨站22、23的滑動引導裝置。兩個工件主軸頭26、36以及兩個尾架27、37的夾緊和驅動裝置位于共同的縱軸32上?？v軸32同時是研磨時曲軸I的轉軸(C軸)。為了在研磨過程期間的運行中的測量，設置測量設備，其細節(jié)未示出。從申請人的DE102008007175A1中公開了迄今為止描述的根據本發(fā)明的研磨機的特征，同樣公開了以下教導，即根據兩個研磨站22、23的不同應用目的，曲軸I在每個研磨站22、23中必須以不同的方式夾持。針對本申請，用于在第二研磨站23中夾持的公知的方法同樣可以取自DE102008007175A1。因此為了研磨主軸承3、4在第二研磨站23中將曲軸 I在尖部之間夾持，所述尖部位于工件主軸頭36和尾座37的主軸上。尖部的錐形端部輪廓在曲軸I的端部處咬入定心孔8和9中，且因此使得曲軸I的定義的幾何縱軸10位于與工件主軸頭36和尾座37的共同的縱軸32的一致中，該共同的縱軸同時是曲軸I在研磨時的轉軸。在尖部之間夾持的曲軸I通過具有平衡卡盤的驅動裝置驅動旋轉。在此類卡盤中優(yōu)選液壓操作由至少兩個卡盤爪組成的一組卡盤爪，其中，所有卡盤爪連接在液壓液體的同一個供應管道上并且在徑向上貼靠在曲軸I的、位于主軸承3、4的共同的縱向延伸中的部分上。作為夾持位置特別考慮法蘭6或軸銷7，因為由此將所有主軸承暴露出來用于研磨。夾持位置的外輪廓無須朝曲軸I的定義的幾何縱軸10準確地中心對稱；而可以是未研磨的原始輪廓；因為在尖部之間的夾持確保了曲軸I在任何情況下圍繞其定義的幾何縱軸10旋轉。平衡卡盤的卡盤爪雖然可以單獨地運動，但可以通過液壓的壓力介質相互平衡。這樣每個卡盤爪以相同的力貼靠在曲軸I的夾持位置上。此外卡盤爪僅引起旋轉地帶動曲軸I ;但由于其是撓性平衡地貼靠，因此其無法或僅將極小的加固的夾緊作用施加到曲軸I上并且其在研磨時不會抵抗曲軸I的彎曲。因此為了避免在直徑、圓度、同軸度和中心度方面的誤差，在第二夾緊站23中研磨主軸承3、4時迫切需要通過中心架將曲軸I支撐在其中部的長度區(qū)域中。對于此類平衡卡盤的例子在DE102008007175A1中參照圖8詳細描述。所有在那里給出的在第二研磨站23中用于夾持以及用于旋轉驅動曲軸I的實施例也算入本申請的內容。在使用平衡卡盤時可以將主軸承3、4在第二研磨站23中可靠地粗磨和精磨。但在用于研磨連桿軸承5的第一研磨站22中將曲軸I不同于根據DE2008007175A1的現有技術以這樣一種方式夾持和驅動旋轉，該方式如示例性地以及在很大程度上示意性地在圖2至5中示出。在圖2的左側區(qū)域中的截面圖對應于圖4中的截面線CMC，其中，M表示曲軸橫截面在定義的幾何縱軸10上的中心點。圖2和2a展示了工件主軸頭26的卡盤43，其中，尖部52可軸向移動。尖部52的面向曲軸I的前端設計成錐形的端部輪廓52a且因此使得引入曲軸I的對應的定心孔8變得容易。尾座27也可以設計有這種類型的卡盤43，參見圖3中具有錐形的端部輪廓和對應的定心孔9的尖部53。如圖4所示，在卡盤43的面向曲軸I的端面上設計有U形袋件11，其根據圖2、2a、3對于曲軸I的法蘭6和軸銷7是暴露的(freigelegt)。曲軸I根據圖2和3分別位于兩個定位肩54上，該定位肩根據凸輪的類型從袋件11的基底突出，V形相互傾斜地延伸并且共同形成接觸棱形導軌(Prisma)，該接觸棱形導軌關于卡盤43是靜止不動的。在圖4的示圖中定位肩54位于支承機構12的后面且因此不可見。在卡盤43中還設置兩個軸向滑塊14，其在液壓流體的作用下可相應于雙箭頭15軸向移動。兩個軸向滑塊14關于卡盤43的轉軸32以大約60至120度的角度錯開地相互呈V形地設置，如可從圖4中可見。軸向滑塊14的端面設置在同樣相互呈V形地設置的支承機構12后面，其也具有卡盤爪的功能并且可關于轉軸32徑向移動，參見雙箭頭13。每個軸向滑塊14通過斜面與徑向滑塊57處于有效連接中，徑向滑塊在徑向上可移動地支承在卡盤43中。每個徑向滑塊57又與支承機構12旋緊，該支承機構從卡盤43中突出。每個徑向滑塊57與其支承機構12形成一個功能單元；如果曲軸I應被夾持在具有另一個直徑的夾持位置上時，分開 的實施方式實現了容易地更換支承機構12。利用雙箭頭15表示，兩個軸向滑塊14可通過均勻地作用在這兩個軸向滑塊上的、連接在同一個供應管道上的液壓流體在兩個相反的方向上軸向移動。在圖2a中向左的移動中通過相互處于接觸中的斜面將徑向滑塊57向內朝轉軸32的方向移動。由此與徑向滑塊57旋緊的支承機構12也在相同的方向上移動且與曲軸I的夾持位置接觸，在圖2的情況下與位于左側的外部的主軸承4接觸。在軸向滑塊14的反方向的運動中(在圖2a中向右)，支承機構12又徑向向外遷移。支承機構12的壓緊力可以通過液壓回路中的各個壓力調節(jié)裝置來調節(jié)。在軸向延伸的孔18中平行于軸向滑塊14徑向將內錯開地設置兩個鎖定銷16，這兩個鎖定銷以關于轉軸32的相同的角度設置，參見根據圖5的截面圖。鎖定銷16可以在兩個相反的方向17上受控地移動，參見雙箭頭17。一個鎖定銷16在其激活的狀態(tài)下以其錐形的前端部咬入梯形的凹槽19中，該凹槽位于對應的徑向滑塊57的縱向和移動方向上。這樣徑向滑塊57固夾在所需的位置中。鎖定銷16可以通過機械的、液壓的、電的或氣動的裝置激活和重置，其中，也可以考慮用于激活和重置的不同的裝置比如通過液壓裝置激活以及通過彈簧重置(復位)。對于軸向滑塊14也存在相同的調節(jié)可能性。如特別從圖4中可見，在卡盤43的與支承機構12相面對的一側設置以擺動臂形式的可擺動的夾緊機構44。其擺動軸用55表示以及其作用端部用56表示。圖4以實線示出了夾緊機構44的夾緊位置，而以虛線示出了釋放位置。尺寸設計和安裝比例如此選擇，即夾緊機構44的作用端部56在激活時貼靠在曲軸I的一個位置上，該位置位于支承機構12之間的一半角度的延長線上。為了激活夾緊機構44考慮如用于鎖定銷16的相同的裝置。利用所述的研磨機如下實施該研磨方法需研磨的曲軸I由鋼或鑄造材料構成，可以是澆鑄的或鍛造的并且以未研磨的原始狀態(tài)存在；其是切削的，即尤其通過旋轉、鉆孔或渦流銑磨預加工。曲軸I首先通過傳送裝置帶入第一研磨站22中并且在那里夾持在工件主軸頭26和尾座27之間。示出了一種實施例，其中，工件主軸頭26和尾座27都設計有根據圖2至5的卡盤43，參見圖3。這樣每個卡盤43也配有尖部52、53。在置入曲軸I之前將工件主軸頭26和尾座27通過軸向向內插入的尖部52、53調節(jié)到一個軸向間距，該間距對應于曲軸I的長度尺寸?？ūP43的轉軸被帶入一個位置中，在該位置中支承機構12和定位肩14位于它們的下部位置中。之后將曲軸I在水平狀態(tài)下優(yōu)選從上部沉降到工件主軸頭26和尾座27之間并且支承在定位肩54上，它們共同形成一個棱形導軌，該棱形導軌關于卡盤43是靜止不動的。在圖3的情況下曲軸I以法蘭6位于工件主軸頭26的定位肩54上并且以軸銷7位于尾座27的定位肩54上。位于轉軸32中的尖部52、53和定位肩54之間的徑向間距以如下方式選擇，即曲軸I的定義的幾何縱軸10略微低于工件主軸頭26和尾座27的共同的轉軸。之后尖部52、53在定心孔8、9對面位于其開口寬度內。兩個卡盤43的支承機構12在該時間點以一定的間距位于兩個外部的主軸承下方。由于曲軸I以其未研磨的原始輪廓貼靠到卡盤的定位肩54上，在夾持的階段中曲軸I的定義的幾何縱軸10不是足夠準確地平行于工件主軸頭26和尾座27的共同的轉軸32延伸。在下一階段中實施校正。為此兩個尖部52、53駛出并且伸入定心孔8、9中，這通過尖部52、53的錐形的端部輪廓52a、53a實現。尖部52、53與定心孔8、9的內壁接觸并且向曲軸I施加升降和調節(jié)作用。這樣曲軸I的位置在高度上以及側部地被校正。如果尖部8、9完全駛出，則曲軸I從定位肩54上抬起，且其定義的幾何縱軸10準確地在工件主軸頭26和尾座27的共同的轉軸12中(吻合的狀態(tài))延伸。兩個卡盤43的支承機構12在該階段中始終如一地以一定間距位于外部的主軸承4下方。當然該間距很小，以至于其在附圖中按比例無法示出。隨后通過操作兩個卡盤43中的軸向滑塊14將支承機構12駛到兩個外部的主軸 承4處。由于支承機構12可以自動平衡它們的相互位置，在與曲軸I接觸時針對一個卡盤的兩個支承機構12得出相同的壓緊力，即便支承機構12的位置(由于外部主軸承4的原始輪廓引起)相互不同。壓緊力的大小如此選擇，即其有助于、但不產生危害曲軸I在尖部52,53中的張緊，并且針對在旋轉曲軸I時支承機構12作為卡盤爪的后續(xù)功能是足夠的。如果達到了該接觸位置，則在兩個卡盤43中操作鎖定銷16，其進入位于徑向滑塊57上的縱向凹槽19并且徑向滑塊57與對應的支承機構12 —起在接觸位置中鎖定。還要注意的是，在將曲軸I引入研磨站22中的同時也可以放到位于下部的支承機構12上，之后才將下部的支承機構駛到曲軸處。這樣，靜止不動的定位肩54是可有可無的。但被認為可靠的是，使得到靜止不動的定位肩54上的傳送過程終止并且就此而言將可動的支承機構12從初始存放的任務中解脫出來。在其鎖定的位置中，每個卡盤43的兩個支承機構12由于其V形結構共同地同樣形成按照用于曲軸I的棱形導軌的類型的支承面。該支承面可操作地(betrieblich)固定在卡盤43上，其中，鎖定銷16的壓緊力如此調節(jié)，即其在接下來的運行中不會松開；這在液壓產生的鎖定力的情況下也適用。第一研磨站22的卡盤43明顯與第二研磨站23的卡盤不同，其中，所有卡盤爪在研磨時曲軸I旋轉期間保持相互的平衡特性。每個卡盤43上的兩個支承機構在該狀態(tài)下僅如固定的支承棱形導軌一樣起作用，該支承棱形導軌有助于靜止的曲軸I在尖部52、53中的張緊。這時為了進一步夾持將可擺動的夾緊機構44從其釋放位置轉移到夾緊位置中，參見圖4。這時可擺動的夾緊機構44和兩個支承機構12接管卡盤爪的功能，該卡盤爪必須確保曲軸I的旋轉隨動和支撐。由于夾緊機構44的作用端部56大致位于支承機構12之間的半個角度的直線上(參見圖4)，在外部的主軸承4的周邊上的隨動力要盡可能均勻地加載。在研磨期間旋轉曲軸I時支承機構12保持固定地在卡盤43上鎖定并且可靠地接收由可擺動的夾緊機構44施加的力，不會危害到由尖部52、53引起的定義的幾何曲軸縱軸10與轉軸12的一致。曲軸I準確按照該縱軸10延伸地被夾持且也可以不被從中心擠壓出。這有助于將曲軸I在第一研磨站22中夾持在外部的主軸承4上。這形成了在盡可能向內、朝曲軸I的中間縱向區(qū)域擠壓的夾持位置，在該夾持位置下所有連桿軸承5可在一個張緊中粗磨和精磨。在該情況下曲軸I在夾持位置之間的自由長度最?。贿@結合按照棱形導軌的類型牢固地鎖定的支承機構12導致了曲軸I在磨盤的壓力下不彎曲。因此可以舍棄中心架的使用。在縮短的曲軸的極小數量(比如兩個或三個)的連桿軸承的情況下或在對于研磨準確度要求更小的情況下原則上也可以在第一研磨站22中將曲軸I夾持在法蘭和/或在軸銷上并且以如前所述的同一種方式進行研磨。如果連桿軸承5被精磨，必須將曲軸I始終如一地轉送到第二研磨站23中，在第二研磨站中進行第二張緊。由于所有主軸承3 、4應盡可能同時地粗磨和精磨，可以僅在曲軸I的外端部上進行夾持。因此在第二研磨站23中如果曲軸I回轉，則平衡盤的卡盤爪必須可以單獨地自動地偏移。由此不是在任何情況下都確保曲軸I在工件主軸頭36和尾座37的尖部之間的可靠保持，這樣在任何情況下在曲軸I的中部區(qū)域使用中心架是有利的。盡管在張緊面中轉換，根據本發(fā)明的方法的優(yōu)選相對于根據EP1181132B1的公知的方法更有優(yōu)勢。由于巨大的變形在粗磨和精磨連桿軸承5時在開始時就出現并且在接下來的粗磨和精磨主軸承3、4時又能夠在很大程度上得到排除，總體上說在任伺情況下都實現了研磨準確度的提高。附圖標記列表I 曲軸2 鄂板3內部的主軸承4外部的主軸承5連桿軸承6 法蘭7 軸銷8定心孔(法蘭)9定心孔(軸銷)10曲軸的定義的幾何縱軸IlU形袋件12支承機構13雙箭頭、卡盤爪的移動方向14軸向滑塊15雙箭頭、軸向滑塊的移動方向16鎖定銷17雙箭頭、鎖定銷的移動方向18 穿孔19縱向凹槽20流動方向(曲軸的傳送方向)21研磨室22第研磨站23第二研磨站
24共同的機床25機器臺26工件主軸頭(第一研磨站)27尾座(第一研磨站)28十字刀架29研磨主軸箱30研磨主軸31 磨盤
32曲軸的共同的縱軸、轉軸33磨盤的進給方向34 方向36工件主軸頭(第二研磨站)37尾座(第二研磨站)38十字刀架39共同的軸40 磨盤41驅動電機42 外罩43卡盤(第一研磨站)44可擺動的夾緊機構45可擺動的夾緊元件的擺動軸52工件主軸頭的尖部52a錐形的端部區(qū)域53尾座的尖部53a錐形的端部區(qū)域54定位肩55夾緊機構的擺動軸56作用端部57徑向滑塊
權利要求
1.一種通過在研磨機中外圓研磨來研磨曲軸的主軸承和連桿軸承的方法,所述研磨機具有工件旋轉驅動裝置和位于工件旋轉驅動裝置上的卡盤，所述方法具有下列方法特征 a)首先在第一張緊中粗磨和精磨連桿軸承； b)然后將曲軸帶入第二張緊中，在第二張緊中粗磨和精磨主軸承； c)在兩個張緊中將曲軸夾持在兩個相互間具有軸向間距的未研磨的、具有原始輪廓的夾持位直中， d)其中，第二張緊按照引起旋轉驅動的平衡卡盤的原理來實現，所述平衡卡盤引起圍繞曲軸的定義的幾何縱軸的旋轉； 其特征在于下列方法特征 e)為了形成第一張緊，將曲軸(I)的定義的幾何縱軸(10)帶入與對應的工件旋轉驅動裝置的轉軸(32)的協調一致中； f)然后，在第一張緊的兩個夾持位置的至少一個上將兩個位于對應的旋轉驅動裝置的卡盤(32)上的、能夠在一個徑向平面中移動的支承機構(12)貼靠到夾持位置上并且在所述位置上相互鎖定以形成按照棱形導軌類型的接觸面，所述棱形導軌通過操作固定在卡盤(43)上； g)將至少一個與支承機構(12)徑向地面對面設置的夾緊機構(44)貼靠到夾持位置上并且確保曲軸(I)在支承機構(12)上的位置； h)將第一張緊的旋轉驅動裝置置入旋轉中，所述旋轉也在第一張緊中圍繞曲軸(I)的定義的幾何縱軸(10)實現。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在第一張緊的兩個夾持位置上，曲軸(I)借助于支承機構(12)和相應設計的卡盤(43)的至少一個夾緊機構(44)夾持。
3.根據權利要求2所述的方法，用于在研磨機中實施，其中，曲軸以公知的方式在其端部處在工件主軸頭和尾座之間能夠旋轉地夾持并且驅動旋轉，其特征在于，在校正過程結束時曲軸的定義的幾何縱軸(10)與工件主軸頭(26)和尾座(27)的轉軸(32)之間所實現的一致以如下方式被鎖定，即形成在曲軸(I)的中心與工件主軸頭(26)和尾座(27)的能夠旋轉的支撐部分和驅動部分之間的型面配合的嚙合。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述型面配合的嚙合如下形成，即具有錐形的端部輪廓的尖部(52、53)被設計為能夠旋轉的定心部分，所述尖部咬入曲軸端部處的匹配的定心孔(8、9)中。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述尖部(52、53)能夠在工件主軸頭(26)和/或尾座(27)的卡盤(43)的內部軸向移動。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，為了將曲軸(I)置入研磨機的第一張緊中、為了校正其定義的幾何縱軸(10)以及為了夾持和旋轉實施下列方法步驟 a)工件主軸頭(26)和尾座(27)在拉回尖部(52、53)的狀態(tài)下被相互調節(jié)到一個間距上，所述間距與曲軸(I)的長度大小一致； b)將曲軸(I)由傳送方向以近似水平的狀態(tài)帶入工件主軸頭(26)和尾座(27)之間并且放到卡盤(43)的鎖定件(54)上，其中，以如下方式選擇高度調節(jié)，即曲軸(I)的定義的幾何縱軸(10)略微低于工件主軸頭(26)和尾座(27)的轉軸(32)并且雖然其尖部(52、53)的錐形的端部輪廓位于曲軸(I)的端面中的匹配的定心孔(8、9)之外，但在其開口寬度以內與定心孔(8、9)面對面； c)尖部(52、53)再次伸出并且伸入對應的定心孔(8、9)中，由此將曲軸⑴抬起并且將其定義的幾何縱軸(10)帶入與工件主軸頭(26)和尾座(27)的共同的縱軸(32)的穩(wěn)定的一致中； d)接下來將支承機構(12)貼靠到曲軸(I)的夾持位置上，且通過夾緊機構(44)的貼靠將曲軸(I)在支承機構(12)上固定夾緊； e)最后開動旋轉驅動裝置和研磨過程。
7.按照權利要求I至6中至少一項所述的方法，其特征在于，所述支承機構(12)在卡盤(43)中能夠相互獨立地徑向運動并且在均勻地作用在支承機構上的液壓流體的作用下自動匹配地貼靠到曲軸(I)的夾持位置上。
8.按照權利要求I至7中至少一項所述的方法，其特征在于，所述夾緊機構(44)被液壓地操作。
9.一種用于外圓研磨曲軸的主軸承和連桿軸承的研磨機， 具有兩個研磨站，其中每個研磨站具有工件主軸頭和尾座、具有所需的驅動地以及能夠受控地行駛的磨盤以及具有用于將曲軸夾持在兩個軸向地相互具有間距的未研磨的、具有原始輪廓的夾持位置上的卡盤， 以及具有用于將曲軸從第一研磨站轉移到第二研磨站的傳送裝置， 其中，第一研磨站設置用于粗磨和精磨連桿軸承，然而第二研磨站設置用于隨后粗磨和精磨主軸承， 用于實施按照權利要求I至8中至少一項所述的方法， 其特征在于， 在第一研磨站(22)中工件主軸頭(26)和尾座(27)的卡盤(43)具有兩個能夠徑向移動的支承機構(12)以及具有至少一個與所述支承機構面對面的、能夠徑向移動的夾緊機構(44)，所述支承機構和所述夾緊機構都相互獨立地朝曲軸(I)貼靠， 設置鎖定裝置，其將兩個支承機構(12)在卡盤(43)上的所需的位置中鎖定以形成通過操作固定的接觸面， 其中，所述設置以如下方式實現，即當兩個支承機構(12)在曲軸的定義的幾何縱軸(10)與工件主軸頭(36)和尾座(37)的共同的轉軸(32) —致的情況下貼靠到曲軸(I)上時實現夾緊機構(44)的鎖定和貼靠， 由此工件主軸頭(36)和/或尾座(37)的旋轉驅動引起曲軸(I)圍繞其定義的幾何縱軸(10)的旋轉。
10.根據權利要求9所述的研磨機，其特征在于，為了在第一研磨站(22)中精確校正曲軸(I)，將工件主軸頭(26)和尾座(27)上的用作定心部分的尖部(52、53)設計用于在調節(jié)和升降作用方面與定心孔(8、9)配合。
11.根據權利要求9或10所述的研磨機，其特征在于，支承機構(12)具有螺栓的基本形狀，所述基本形狀在卡盤(43)中在徑向上延伸并且在其面向曲軸(I)的區(qū)域中設計成錐形逐漸變細。
12.根據權利要求9至11中至少一項所述的研磨機，其特征在于，能夠徑向移動的支承機構(12)和能夠徑向移動的夾緊機構(44)的操作直接或間接地通過液壓、機械、電或氣動裝置實現。
13.根據權利要求11或12所述的研磨機，其特征在于，每個支承機構(12)的鎖定裝置具有能夠在卡盤(43)中可移動地引導的鎖定銷(16)，所述鎖定銷咬入支承機構(12)的縱向凹槽(19)中并且在其激活的情況下將支承機構(12)在其各位置中固定夾緊。
14.根據權利要求13所述的研磨機，其特征在于，鎖定銷的激活通過機械、液壓、電或氣動的裝置實現。
15.根據權利要求9至14中至少一項所述的研磨機，其特征在于，所述夾緊機構(44)被設計成擺動機構，其擺動軸(55)平行于工件主軸頭(26)和尾座(27)的共同的轉軸(32)延伸并且其作用端部(56)在擺入的狀態(tài)下在支承機構(12)對面貼靠在曲軸(I)的夾持位置上。
16.根據權利要求9至15中至少一項所述的研磨機，其特征在于，工件主軸頭(36)的卡盤在第二研磨站(23)中作為平衡卡盤設計有共同的液壓貼靠的、相互能夠平衡的卡盤爪并且所述曲軸(I)在兩個研磨站(22、23)中圍繞其定義的幾何縱軸(10)回轉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于研磨曲軸(1)的主軸承和連桿軸承(3、5)的方法，首先在第一研磨站(22)中粗磨和精磨連桿軸承(5)，然后在第二研磨站(23)中粗磨和精磨主軸承(3)。在兩個研磨站(22、23)中將曲軸(1)在中心段處以其未研磨的、僅切削加工的原始輪廓夾緊，比如夾緊在主軸承(6)處。為此首先將曲軸(1)在旋轉驅動裝置的尖部(52、53)之間中心地夾緊。適合于此的卡盤(43)具有兩個在徑向(13)上可移動的支承機構(12)，其隨后自動平衡地貼靠在主軸承(6)上。在貼靠的位置中，支承機構(12)以鎖定銷(16)牢固地在卡盤(43)上鎖定。之后可擺動的夾緊機構(44)以其作用端部(56)朝主軸承(6)夾緊地貼靠。由此引起的曲軸(1)的剛性夾緊在研磨連桿軸承(5)時有利地作用到研磨結果上。
文檔編號B24B1/00GK102753303SQ201080060428
公開日2012年10月24日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權日2009年11月3日
發(fā)明者格奧爾格·希梅爾斯巴赫 申請人:埃爾溫 容克爾機械制造有限公司