十字軸在車床上的加工過程的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造十字軸及類似工件的制造方法和一種適用于所述方法的機器，所述工件具有若干旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)域，這些區(qū)域的轉(zhuǎn)動軸互成一定角度，特別是互成直角。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明中的“十字軸”這一概念僅針對這類工件而言。
[0003]在這類十字軸上必須對就側(cè)面及端面而言的末端區(qū)域進行加工，而中心區(qū)域則通常保留因原始成形過程(澆注或鍛造)而產(chǎn)生的粗糙度。
[0004]過去是在車床上對這類十字軸進行加工，具體方式是，以某種方式將十字軸卡夾在一特種卡盤中，使得十字軸的僅一個軸頸自卡盤伸出，以及，在工件以圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方式受到驅(qū)動的情況下可對此軸頸進行加工。
[0005]隨后，可圍繞垂直于旋轉(zhuǎn)軸的節(jié)拍運動軸使得位于特種卡盤中的十字軸發(fā)生90°的進一步節(jié)拍運動，并對下一個軸頸進行旋轉(zhuǎn)式加工。
[0006]這一方法的缺點在于加工持續(xù)時間較長，因為需要一個接一個地對四個軸頸進行加工。
[0007]另一缺點在于，所需的復雜的特種卡盤不僅昂貴，還較大且占用空間，以及，隨著十字軸增大，此特種卡盤的重量及大小會以不成比例的方式增大，這使得受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的質(zhì)量非常巨大，而且，根據(jù)所采用的機器的尺寸，可能只能對相對較小的十字軸進行加工。
[0008]另一缺點在于，針對每個單獨軸頸的90°的進一步節(jié)拍運動的操作可能會導致節(jié)拍運動誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種針對十字軸及類似工件的加工方法，其能縮短加工時間，降低所需的輔助裝置的復雜度，并且能夠借助相同的機器加工更大的十字軸。為此所需的機器或裝置結(jié)構(gòu)更為簡單且成本更為低廉。
[0010]本發(fā)明用以達成上述目的的解決方案為權(quán)利要求1和7的特征。有利的實施方式參閱從屬權(quán)利要求。
[0011]在方法方面，本發(fā)明用以達成上述目的的解決方案為，借助另一設(shè)于所述坯件上的夾緊裝置，在夾緊裝置中對所述工件上的一對齊平且旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段進行加工，從而一方面縮短加工時間，另一方面將因重新夾緊而產(chǎn)生的誤差降低至最小程度:
[0012]在第一次夾緊時，將所述工件夾緊在其中心區(qū)域內(nèi)通常尚未經(jīng)過加工的面上，以便在這個夾緊裝置中對兩個彼此齊平且旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段，即借助兩個彼此平行的端面進行加工。其中通常包括對所述端面的加工，即沿從一端面至另一端面的長度對所述工件的加工，以及在這些端面中設(shè)置定心孔。
[0013]隨后，使得所述工件圍繞一回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，該回轉(zhuǎn)軸以與所述連接線垂直的方式位于所述已建立的定心孔之間，并且也與另兩個旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段的尚待建立的定心孔垂直，以及，在這個經(jīng)過回轉(zhuǎn)的位置中，以上述方式對另兩個彼此齊平且旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段進行加工，具體方式為:對所述端面進行加工，即沿從一端面至另一端面的長度對所述工件進行加工，以及在這些端面中設(shè)置定心孔。
[0014]也可以于稍后，即完成對所述第一軸頸對的最終加工后再實施上述操作。
[0015]在所述夾緊裝置中，所述工件優(yōu)選以以下方式布置:在這個步驟中待加工的旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段的轉(zhuǎn)動軸與所采用的車床的旋轉(zhuǎn)軸平行，或者，所述轉(zhuǎn)動軸位于所述旋轉(zhuǎn)軸上。
[0016]隨后，將所述工件夾緊在兩個定心頂尖之間，所述定心頂尖卡入先前制成的定心孔，將所述工件在其中心區(qū)域內(nèi)通常尚未經(jīng)加工的面上的夾緊解除。此外，對所述工件進行旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動，以及在所述旋轉(zhuǎn)中的工件上，對所述第一軸頸對的靠近或緊鄰所述經(jīng)加工的端面的側(cè)面進行加工。
[0017]在以相同的方式對所述第二軸頸對的側(cè)面進行加工前，應使得所述工件圍繞所述回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)回，為此，將所述工件重新夾緊在其中心區(qū)域內(nèi)通常尚未經(jīng)加工的面上，以及在解除所述頂尖之間的夾緊后，圍繞所述回轉(zhuǎn)軸將工件轉(zhuǎn)回，使得所述第一軸頸對位于所述旋轉(zhuǎn)軸上并可被夾緊在頂尖之間。
[0018]如此一來，對所述旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段中的兩個的最終加工便告完成。
[0019]隨后，以與上述步驟相同的方式再對所述第二對彼此齊平且旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)段進行加工。
[0020]在實施所述步驟時，可借助車銑或車削對所述側(cè)面進行加工。
[0021]此外，當設(shè)有兩個獨立的專用刀具單元時，可同時對彼此相對且平行的端面，以及待設(shè)置在這些端面中的定心孔進行加工。
[0022]為將所述工件夾緊在中間區(qū)域內(nèi)通常未經(jīng)加工的面上，將所述工件支承在一支承面上，該支承面與所述旋轉(zhuǎn)對稱的工件面的彼此交叉的轉(zhuǎn)動軸的平面平行。
[0023]在此情形下，優(yōu)選將至少兩個，視情況將四個徑向向內(nèi)指向位于所述旋轉(zhuǎn)對稱的區(qū)域之間的內(nèi)拐角的夾爪朝所述工件的內(nèi)拐角移動，從而將所述工件夾緊。
[0024]可借助一機器實施所述方法，除車床的常用組件，即床體、一或兩個可沿Z向或X向移行的刀具單元、主軸箱以及相對的尾座或?qū)鬏S箱以外，該機器具有附加的夾緊裝置，其包含與所述機器的旋轉(zhuǎn)軸平行的支承面。
[0025]在這個附加的夾緊裝置的支承面上對所述坯件進行支承及固定夾緊，以及對所述第二對旋轉(zhuǎn)對稱的面的加工而言，這個包含所述支承面的附加夾緊裝置應能夠圍繞垂直于所述容置面的回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，通常需要能回轉(zhuǎn)90°。
[0026]從這個激活位置出發(fā)，也可以將所述附加的夾緊裝置沿X向或沿Y向移入位于所述車床的工作區(qū)域外的去激活位置。
[0027]這個附加的夾緊裝置優(yōu)選具有偶數(shù)數(shù)目的，例如兩個或四個從所述支承面向上伸出的夾爪，可相對所述支承面的回轉(zhuǎn)軸以徑向向內(nèi)的方式對所述夾爪施加作用力，從而將位于所述夾爪之間的工件夾緊在其內(nèi)拐角上。
[0028]此外，至少一個刀具單元必須包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的刀具，例如用于制造定心孔的定心鉆，以及，所述至少一個刀具單元還需包括外周銑刀，其用于延長度對所述工件進行加工。
[0029]所述主軸箱及可能設(shè)有的對應主軸箱優(yōu)選配設(shè)有一夾緊裝置，在該夾緊裝置的中央設(shè)有定心頂尖以及用于沿旋轉(zhuǎn)方向的工件的傳動裝置，例如端部傳動器。
【附圖說明】
[0030]圖1a-1c為所述車床的不同工作狀態(tài)，以及
[0031]圖2a_2d為所述十字軸的不同加工狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0032]下面對本發(fā)明之實施方式作示范性的詳細說明。
[0033]如圖2a至2d所示，目標在于，在包含中間部分3 (在平面中沿四個彼此間隔90°的方向分別設(shè)有一從所述中間部分伸出的軸頸2)的十字軸上，對軸頸2進行端面加工并在所述十字軸的側(cè)面上進行切削加工，而所述借助原始成形(澆注或鍛造)制成的鋼件或鑄件通常不經(jīng)加工。
[0034]這兩個彼此相對且齊平的軸頸對亦可以相互成其他中間角的方式布置。為高效地實施加工，采用圖1a至Ic所示的具有特殊配備的車床:
[0035]所述車床一方面具有常用組件:
[0036]在床身11上設(shè)有主軸箱12，夾緊裝置13從所述主軸箱伸出，以便實施夾緊并圍繞旋轉(zhuǎn)軸10對夾緊的工件進行旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動，在本發(fā)明中所述旋轉(zhuǎn)軸被定義為Z軸。
[0037]以與主軸箱12相對的方式設(shè)有對應主軸箱14，其同樣承載有夾緊裝置13。
[0038]在床體11上(在此在主軸箱12和對應主軸箱14的上方)布置有兩個刀具單元20，其優(yōu)選具有相同的結(jié)構(gòu)并分別由Z滑塊16構(gòu)成，這些Z滑塊可沿Z導引裝置15沿Z向移行。
[0039]在Z滑塊16上布置有可沿X向移行的X滑塊17，其朝向彼此的正面上各承載有一個刀塔6，在所述刀塔上既可設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動式刀具，如定心鉆或側(cè)刃銑刀，也可設(shè)有不旋轉(zhuǎn)的刀具，如車刀。
[0040]借助所有這些刀具，刀具單元20能夠(必要時同時)在處于工作區(qū)域內(nèi)，特別是位于主軸箱12、14之間的工件I上進行工作。
[0041]本發(fā)明的車床的特別之處在于，在所述工作區(qū)域內(nèi)或在所述工作區(qū)域正下方增設(shè)有用于工件I的夾緊裝置19，其由以下元件構(gòu)成:較佳位于Z-Y平面中的用于借助其主平面對十字軸I進行支承的支承面18，以及從這個支承面18出發(fā)向上伸出的夾爪9，在圖2a至2d中可以明顯看出，所述夾爪可朝十字軸I之中央移行，并使得所述十字軸的中間部分3被夾緊在這些夾爪之間。
[0042]支承面18為上工作臺23之頂面，其可相對下方的支撐式下工作臺24圍繞優(yōu)選沿X向延伸的法線21回轉(zhuǎn)，特別是以進行例如為90°的節(jié)拍運動的方式回轉(zhuǎn)。
[0043]整個夾緊裝置19，優(yōu)選包括上工作臺23及下工作臺24，可沿X向沿X導引裝置25進入所述工作區(qū)域，以及較佳可向下，或者即可向上又可向上從所述工作區(qū)域移出。
[0044]視具體情況，用于夾緊裝置19的X導引裝置25向上延長至某種程度，使得位于其上的十字軸I可越過所述工作區(qū)域，即越過與所述車床的旋轉(zhuǎn)軸10齊平的位置向上移行，以便借助刀具單元20的驅(qū)動式刀具對所述工件進行較為微小的加工。
[0045]借助這種機器便能實現(xiàn)一種對十字軸I的軸頸2進行加工的方法，其包括以下步驟:
[0046]如圖2a所示，首先以底面位于支承面18上的方式，將十字軸I設(shè)置在收回的，即徑向向外移行的夾爪9之間的中心處，使得兩對軸頸2的彼此交叉的轉(zhuǎn)動軸10a，1b均與支承面18平行。
[0047]將夾爪9徑向向內(nèi)移行，直至其貼靠在中間部分3的相應內(nèi)拐角5上并將十