專利名稱：分離式磨具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括至少兩個部件的磨具。
背景技術(shù)：
多個砂輪，特別是具有不同厚度的砂輪，被固定在一起形成一個砂輪組的磨具，已知的如DE4103090C1。此砂輪組(wheel packets)特別用于要對輪廓(contour)進(jìn)行磨削的情況，由此用一相應(yīng)包(packet)將輪廓放在一起，該相應(yīng)包完全適合要被磨削的砂輪，并具有相應(yīng)部分外形的單個砂輪。要被磨削的寬度也可由從砂輪組增加或移除單個砂輪而直接影響。然而，這總是同大的設(shè)備重新裝配復(fù)雜度相聯(lián)系的。如果使用這種砂輪組諸如在一圓周區(qū)域上并同時在一個或多個平面肩上進(jìn)行磨削，將會出現(xiàn)來自進(jìn)行平面磨削的所述包各側(cè)面砂輪的削下量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用于圓周磨削的量的問題。出現(xiàn)此問題是由于當(dāng)進(jìn)行圓周磨削時，至少理論上該砂輪僅有與待磨削的工件線性接觸，此時由于進(jìn)給處理，平面表面上在砂輪和工件之間有表面接觸，其寬度等于平面肩處的量。
由于砂輪與平面表面的嚙合，這些區(qū)域中砂輪上的磨損通常都大于砂輪和/或砂輪組上圓周區(qū)域的磨損。
與單個砂輪相比，這種砂輪組具有當(dāng)砂輪組的側(cè)輪上快速產(chǎn)生磨損時，僅需要更換后者的優(yōu)點(diǎn)。但這是同重新裝配的高復(fù)雜度和長得多的整個周期相聯(lián)系的。
例如當(dāng)磨削軸承襯套時，其通常使用進(jìn)給磨削(plunge-grinding)方法進(jìn)行磨削，實(shí)際承力面，即圓周區(qū)域與側(cè)肩和/或平面表面同時被磨削。因此對于磨削這種承力面的一砂輪，圓周區(qū)域和其側(cè)面區(qū)都接觸。在此情況下，前面所提到的問題也會出現(xiàn)，因?yàn)閭?cè)面區(qū)比圓周表面更快地發(fā)生磨損。雖然砂輪可以修整(dress)，正常情況下這種砂輪并不在平面?zhèn)让嫘拚窃趫A周平面上修整(見圖8a砂輪上的一側(cè)半徑的實(shí)例)。但是如果該正常修整的量也在側(cè)面上修整，這將導(dǎo)致在修正后如果用進(jìn)給磨削方法進(jìn)一步制造軸承襯套時，將無法繼續(xù)保持幾微米或幾十微米的寬度公差，而這是此種軸承襯套寬度所要求的。如果是已經(jīng)拋光的砂輪，則有必要將砂輪側(cè)偏移至工件或反之，以致二平面肩必須分別磨削，這意味著更長的磨削時間。另一方面，如果在側(cè)面區(qū)內(nèi)沒有拋光，則產(chǎn)生一相對于砂輪目標(biāo)輪廓的形狀誤差。
為了避免上述問題，在用進(jìn)給磨削方法磨削有平面肩的軸承襯套過程中，為了能夠獲得盡可能短的磨削時間，因此有必要更頻繁地完全更換所提供的在圓周區(qū)域具有一個磨削區(qū)和在其側(cè)表面具有一個或兩個磨削區(qū)的砂輪。
但是由于砂輪的價格相對昂貴，這種磨削方法的總成本會收到很大影響。
當(dāng)今的很多磨削工作都使用具有CBN，金剛石或類似的磨削裝置(以下稱“CBN/DIA”)層的砂輪。這些CBN/DIA砂輪實(shí)際上比傳統(tǒng)砂輪的壽命要長得多。然而，CBN/DIA砂輪所要求的平面?zhèn)刃拚矊?dǎo)致砂輪寬度的減小，因此當(dāng)使用進(jìn)給磨削法而不側(cè)向偏移砂輪或工件時導(dǎo)致偏離特定目標(biāo)值的軸承襯套寬度的的減小。當(dāng)工件和工具之間有這種側(cè)向相對偏移運(yùn)動時，磨削工序則不是一個實(shí)際的真實(shí)進(jìn)給法。相反，將平面肩連續(xù)磨削入要進(jìn)行磨削的承力面。如此又造成較長的處理時間和較高的處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
與之相反，本發(fā)明的目的在于制造一種磨具，采用該磨具待磨削寬度的實(shí)際尺寸公差或改變能夠獲得補(bǔ)償或可能不用部分更換或全部更換磨具。具體地說，將制造一種特別在使用進(jìn)給磨削法情況下同時在多個接觸表面磨削的磨具，采用該磨具則與加工相關(guān)的磨損和否則將產(chǎn)生的磨具寬度相關(guān)實(shí)際公差能夠得到補(bǔ)償。
可通過使用具有根據(jù)權(quán)利要求1的特點(diǎn)的磨具而達(dá)到本目的，進(jìn)一步的有用的進(jìn)步在從屬權(quán)利要求中限定。
根據(jù)本發(fā)明，該磨具有至少兩個相互連接的可拆卸部件，且當(dāng)其相互接觸時形成一砂輪狀體。該砂輪狀體在其圓周區(qū)域上有一被中斷的磨削表面。這兩個可拆卸地相互連接的部件可用一調(diào)整機(jī)構(gòu)相互定位，且可固定位置，以便該砂輪狀體在磨削寬度方面可調(diào)整。
磨削寬度可調(diào)整的本發(fā)明磨具的優(yōu)點(diǎn)在于，針對不同的磨削工作該工具可以靈活的方式使用，特別是不必為改變磨削寬度而更換整個磨削工具或其一部分。這種更換總是需要額外的時間，其對整個的生產(chǎn)時間有消極影響并會導(dǎo)致整個成本的增加。
可有利地進(jìn)行寬度的調(diào)整，以便例如針對待進(jìn)行的進(jìn)給磨削加工，磨削寬度最大可調(diào)整到研磨層厚度的兩倍。由于該寬度可調(diào)節(jié)，以基本一致的尺寸如10μm進(jìn)行寬度調(diào)整后，本發(fā)明的磨具可在包括平面表面的整個輪廓上修整。由于該一致修整，首先總有可能通過修整來恢復(fù)磨具的尺寸精度并來保持平面肩之間的實(shí)際尺寸。第二，在修整后，得到的磨具中的顆粒被碎裂/粉碎/削尖，從而使磨具的切削能力完全恢復(fù)。此種方式避免了由修整顆粒使平面磨削側(cè)面變光滑。
優(yōu)選地，本發(fā)明磨具的磨削寬度通過定位機(jī)構(gòu)可進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。由于能連續(xù)調(diào)整磨具寬度，其可有利地獲得取決于磨具層的顆粒，最佳的修整尺寸可穿過整個磨削區(qū)如待修整的所有表面來修整，以便在修整后產(chǎn)生在空間和形狀方面精確地一砂輪。由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的砂輪僅有一單個部件，在平面?zhèn)葍?nèi)修整是不可能的，這也就是為什么修整區(qū)只能圍繞待磨削的圓周表面的半徑導(dǎo)入側(cè)面區(qū)中，必須移除一相對大量的研磨層，以便每次修整圓周表面時保持待磨削工件的最終形狀以及過渡到平面表面的半徑。相反，用本發(fā)明的磨具總是能夠在修整過程中移除一致的一少部分修整量，從而本發(fā)明的磨具的一個主要優(yōu)點(diǎn)也在于對砂輪來說給更多的修整圈數(shù)是可能地，以使砂輪的整個使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于傳統(tǒng)的單個部件的砂輪。
本發(fā)明的磨具還具有其它優(yōu)點(diǎn)，其中處理過程中的存貨大大減少，因?yàn)樵诤芏喙ぷ髦袃H僅一個單個的砂輪必須使用，其可通過將寬度調(diào)整到磨削工作所需而單獨(dú)適應(yīng)磨削工件。再者，當(dāng)用一寬度可調(diào)的磨具進(jìn)行磨削時，第二個，僅僅第二個磨具可為磨削工作調(diào)整到另一寬度，也是機(jī)床磨削過程中的優(yōu)點(diǎn)。對于這一新的磨削工作，接著將機(jī)床中的磨具更換為已調(diào)整的磨具。在使用已調(diào)整的磨具進(jìn)行磨削的過程中，為另一磨削程序，可選擇調(diào)整從磨削機(jī)床已拆下的磨具。于是，大量不同的磨削工作僅僅用兩個磨具就可進(jìn)行，而不需要更多不同的砂輪。
另外，還可通過將多個這種工具夾在一軸上，用本發(fā)明的磨具同時磨削多個磨削部位，特別是軸承襯套。
由于磨具寬度優(yōu)選的連續(xù)調(diào)整，理論上講，在各修整過程中發(fā)生定位或重新調(diào)整都是可能的，因此可調(diào)整性取決于定位機(jī)構(gòu)的調(diào)整性精準(zhǔn)度。重新校準(zhǔn)磨具的寬度從而使在一工具，如一軸承桿或一曲軸上獲得任何可能的配置成為可能。
特別有利的是，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選的進(jìn)一步的實(shí)施方案，除在圓周區(qū)域上包含中斷的磨削區(qū)之外，該砂輪狀體，也就是本發(fā)明的磨具在至少一個，最好是兩個其外側(cè)表面提供有一磨削表面。例如，可提供這樣的磨削面，例如由于一研磨層涂到磨具的圓周側(cè)面，并沿圓周區(qū)域外邊緣引導(dǎo)，至少部分地進(jìn)入該側(cè)表面中。為了磨削有平面肩的軸承襯套，磨削工序?yàn)橐贿M(jìn)給磨削工序，同時在三個磨削區(qū)，特別是實(shí)際的軸承襯套和從側(cè)面限制軸承表面的兩個平面?zhèn)让妗?br> 用這種具有至少兩個磨削表面(在圓周區(qū)域和另一側(cè)面區(qū)上)的磨具或甚至有三個磨削表面的磨具，特別在圓周區(qū)域和兩個外側(cè)面表面上，對于以下情況可能是有利的例如對于在磨具上有兩個磨削表面，在進(jìn)給磨削過程中，磨削一圓周區(qū)域和一平面肩，或例如對于一軸承襯套來磨削一圓周區(qū)域和兩個相互隔開的平面表面。在這種情況下，由于能夠改變磨具寬度，根據(jù)從磨削操作中補(bǔ)償砂輪磨損所需要的量，為修整而重新調(diào)整磨具是可能的。
磨具的兩個部件優(yōu)選具有一CBN/DIA層形式中的磨削裝置，因此該磨具的兩個部件由一具有研磨層的區(qū)域全部或部分覆蓋。
優(yōu)選地，形成該砂輪狀體的兩個部件在其內(nèi)側(cè)具有形狀疊合的鋸齒，即其軸側(cè)面是各自相對的，又稱作平面鋸齒。例如，為了能夠補(bǔ)償與磨損有關(guān)的磨具寬度尺寸的減少，或能夠改變待磨削的某個寬度，在本發(fā)明的磨具中這兩個相互連接的可拆卸部件可相對于另一個部件定位，采用該磨具改變了待磨削的可能的磨削寬度。為了能夠確保可靠的定位，兩個部件是相對對方被引導(dǎo)，從而保持相互定心，并同時防止了相互間的移動，這是在磨削過程中需要避免的。優(yōu)選在調(diào)整/定位單元外提供一圓柱形導(dǎo)向裝置，從而相對此產(chǎn)生的力由固定螺絲釘相關(guān)的壓力承擔(dān)。
嚙合形成分離式砂輪狀體的兩個部件的鋸齒進(jìn)一步具有優(yōu)選平面設(shè)置的表面，這些表面基本垂直于磨具的旋轉(zhuǎn)軸。這意味著這些表面形成在磨具上以圓周方向延伸的有一定距離的邊緣，但并不穿過整個圓周。優(yōu)選當(dāng)這些表面的鋸齒設(shè)置在向磨具的旋轉(zhuǎn)軸傾斜的平面中。在這種情況下，這些從磨具圓周表面俯視代表磨具分隔部的相分離的邊緣向圓周方向傾斜，而未從磨具的一個側(cè)邊向位于另一部件的其相反外邊緣延伸。這種設(shè)置在斜面上的分離的邊緣確保在磨削過程中，兩個砂輪部件之間的自由溝，即分離接縫，其中無研磨顆粒，相對其圓周延伸最小化。由于分離接縫的這些邊緣是傾斜設(shè)置的，其在圓周方向相互間的距離相對較小，以便在磨削過程中使顆粒位于邊緣上，在他們又一次被參與到磨削過程中時，相對其它顆粒僅需承擔(dān)些微增加的負(fù)荷。
不管兩個部件的這些分離邊緣是否進(jìn)入到圓周方向中或傾斜，根據(jù)本發(fā)明的磨具的一個優(yōu)選的進(jìn)一步改進(jìn)，該分離邊緣或形狀相互疊合的磨具的兩個部件的分離邊緣，提供有相對于在圓周區(qū)域的虛周向線的該圓周線交迭元件(alternating overlapping elements)。交迭元件應(yīng)該理解為相對該周向線，磨具各部件有一區(qū)域，該區(qū)域中鋸齒重疊(overlap)此虛周向線，跟著的是一區(qū)域，該區(qū)域中該周向線欠重疊。即基本鋸齒穿過磨具平面表面的整個徑向范圍延伸至其外圓周。在此區(qū)域內(nèi)，其中一個部件欠重疊(underlap)于該圓周線，另一部件具有相應(yīng)的重疊鋸齒，其與欠重疊元件(underlaping element)形狀疊合。此方式確保為達(dá)到原寬度大約175％的寬度，當(dāng)相互定位磨具的兩個部件時，可用磨具進(jìn)行磨削的最小可能的寬度，在磨削時，磨削裝置總是穿過整個寬度與待磨削表面相接觸，特別是甚至在包括實(shí)際分離接縫的區(qū)域中。因?yàn)榉蛛x接縫在垂直于磨具旋轉(zhuǎn)軸的平面中分段運(yùn)轉(zhuǎn)。
外圓周上重疊元件(overlaping element)的鋸齒的形狀優(yōu)選為相對于虛周向線的階梯形、梯形、鋸齒形、點(diǎn)形或其結(jié)合。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，鋸齒表現(xiàn)為波形，可為可能的各種不同波形。僅需注意連接在一起形成磨具的兩個部件自身在相互定位過程中或之后可靠地定心并結(jié)合。
根據(jù)磨具的一個優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)該砂輪狀體優(yōu)選為一分離式砂輪時，以及當(dāng)該砂輪在圓周區(qū)域和其側(cè)面區(qū)上有磨削區(qū)時，由于可調(diào)整性，可在進(jìn)給磨削過程中磨削待磨削的期望寬度。導(dǎo)致不符合特定目標(biāo)量(specified targetamount)的平面表面的較高磨損可被調(diào)整或補(bǔ)償，以便在保持所要求的如這種軸承襯套平面肩之間的縱向尺寸時，本發(fā)明的磨具可再次使用。使用此分離式磨具，用這種方法可獲得在同樣的磨削時間內(nèi)更長的工具使用壽命。這樣可大大降低磨削工藝中的工具成本。后者是特別真實(shí)的，因?yàn)镃BN/DIA裝配砂輪總是代表另一重要的成本因素。
在本發(fā)明的磨具中，優(yōu)選地，對兩個部件進(jìn)行相互間調(diào)整和固定的定位機(jī)構(gòu)具有至少三個調(diào)整/定位單元，它們在磨具的一側(cè)上以基本相同的角度間隔地圓周設(shè)置。優(yōu)選地，磨具的兩個部件中的一個被穩(wěn)固在驅(qū)動軸上，與之相反，上面設(shè)置有調(diào)整/定位單元的第二個部件被可定位地和/或可移位地相對于穩(wěn)固安裝在軸上的部件而固定。為了穩(wěn)固相對于兩個部件中的固定的那個部件的位置是可移動一個部件的定位位置，優(yōu)選提供一定心裝置(centeringdevice)，特別是一定心圈(centering collar)，通過這種工具，確保各自相對的磨具的兩個部件在每個調(diào)整位置寬度中可靠定心。另外，要求在軸頭上本發(fā)明的磨具定心。這可用其它已知的系統(tǒng)產(chǎn)生。例如，使用根據(jù)DE3322258Al和/或DE3405556的一圓錐形三點(diǎn)心軸(three-point arbor)或有一“窄”通路的孔徑(bore)可產(chǎn)生這種定心。
該調(diào)整/定位單元優(yōu)選設(shè)置在本發(fā)明的磨具外圓周方向外側(cè)盡可能遠(yuǎn)的地方，從而預(yù)防在調(diào)整待磨削的磨削寬度過程中和當(dāng)調(diào)整之后固定兩個砂輪時，兩個砂輪部件的擴(kuò)展(spreading)。如果在固定過程中依然發(fā)生兩砂輪部件同心特性的若干微小偏差，其可通過各調(diào)整之后所進(jìn)行的修整處理得到可靠的補(bǔ)償。因此，修整不僅制造出有良好切削性能的砂輪，如眾所周知的那樣，而且還在調(diào)整和固定兩個砂輪相互位置后產(chǎn)生最理想可能的尺寸和同心特性，以便在定位和隨后的修整后，本發(fā)明的可調(diào)整寬度即分離式磨具在磨削特性方面最大限度地精確地表現(xiàn)得如非分離式砂輪。
在優(yōu)選以非強(qiáng)制裝配(nonpositive fit)方式作用和在磨削寬度調(diào)整后將兩個砂輪部件固定在各自相關(guān)位置的夾緊裝置(clamping devices)中，鋸齒最好相互對應(yīng)設(shè)置，以便在其最大徑向運(yùn)轉(zhuǎn)的側(cè)表面不相互碰到。然而，在鋸齒的某些側(cè)表面上對向鋸齒相對放置也是可能的。在任何情況下，設(shè)計兩砂輪部件的非強(qiáng)制裝配連接以便在無可能的相互間和/或相反旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動時可靠的扭矩傳輸是可能的。將兩個砂輪部件相互非強(qiáng)制裝配固定的另一個優(yōu)點(diǎn)包括鋸齒的制造精度可相對地小，由于針對彼此相對而定位的部件，它們不會形成任何引導(dǎo)表面，也不會對扭矩傳輸有任何貢獻(xiàn)。
根據(jù)第一個實(shí)施例，定位機(jī)構(gòu)和/或調(diào)整/定位單元是機(jī)械手動驅(qū)動的。機(jī)械設(shè)計和手動可調(diào)性具有定位機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對簡單和費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。不過該調(diào)整/定位單元也可是自動驅(qū)動的。在這種情況下，磨具的復(fù)雜度和成本都會增加。但是，自動驅(qū)動用于補(bǔ)償加工過程中的輔助時間段磨損相關(guān)的磨削寬度偏差。在所述輔助時間內(nèi)砂輪不進(jìn)行有效磨削。
調(diào)整/定位單元的自動驅(qū)動對于磨削過程復(fù)雜自動化具有較大優(yōu)勢。
對此，設(shè)置優(yōu)選測量傳感器，其永久監(jiān)測工件上待磨削寬度并就此產(chǎn)生一可錄制和可評測的信號。于是為磨具可調(diào)寬度重新校準(zhǔn)寬度，基于已錄制的內(nèi)容產(chǎn)生。特別對于一進(jìn)給磨削過程，其中磨削表面也在外側(cè)表面上設(shè)置，這是工件準(zhǔn)確度和本發(fā)明磨具的壽命以及可用性的改進(jìn)。
針對調(diào)整/定位單元的自動驅(qū)動和機(jī)械手動驅(qū)動，優(yōu)選提供一刻度，它可用于讀取形成磨具的兩個部件之間的相互距離。使用這種寬度可調(diào)砂輪能夠獲得統(tǒng)一的高質(zhì)量，特別是進(jìn)給磨削過程中待磨削的軸承襯套，且具有高靈活性和低廉的成本。
基于鋸齒在其徑向表現(xiàn)的平面內(nèi)相互間沒有任何引導(dǎo)作用以及兩個砂輪如此表現(xiàn)以便在其相互的相關(guān)定位中，仍在磨具盡可能小的寬度中的兩砂輪部件間內(nèi)部形成另一個中間空間的事實(shí)，分離式砂輪工具的內(nèi)部出現(xiàn)溝槽，其基本從軸處磨具貼合區(qū)(area of attachment)直接轉(zhuǎn)至研磨層上的磨削區(qū)。優(yōu)選將冷卻劑通過中間空間或溝槽直接引導(dǎo)入直接磨削區(qū)。這可發(fā)生，因?yàn)樵谀ゾ邐A緊區(qū)域中，冷卻劑首先導(dǎo)入本發(fā)明的磨具中，優(yōu)選在軸向壓力下，并轉(zhuǎn)向內(nèi)部進(jìn)入中間空間，且是傳導(dǎo)的，或者是由于壓力或者是由于磨具旋轉(zhuǎn)引起的離心力的作用或者甚至是因?yàn)橥鈭A周方向分離式磨具內(nèi)部和直接進(jìn)入直接磨削區(qū)域的兩種影響。為彼此相對的兩砂輪部件的中央方向定心兩個砂輪部件是優(yōu)選圓周的并僅僅在一圈(collar)上為階梯式，以便產(chǎn)生足夠大的溝槽和/或中間空間來輸送在本發(fā)明的磨具內(nèi)部中的冷卻劑。
現(xiàn)通過具體實(shí)施例的詳細(xì)描述對本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用選項(xiàng)加以說明。


圖1為根據(jù)第一個實(shí)施例沿圖2中A-A剖面線的本發(fā)明磨具的剖面圖；圖2為從調(diào)整/定位單元角度所視，根據(jù)圖1的磨具的側(cè)視圖；圖3為一夾緊的(緊固定位)非強(qiáng)制裝配調(diào)整/定位裝置的部分剖面圖；圖4為從本發(fā)明磨具的圓周區(qū)域角度所視，根據(jù)圖1的實(shí)施例；圖5為從具有鋸齒相分離接縫的本發(fā)明磨具的圓周區(qū)域角度所視，接縫在一斜面上的另一實(shí)施例；圖6為從具有波形相分離接縫的本發(fā)明磨具的圓周區(qū)域角度所視的另一圖中1.磨具；2.磨削軸；3.安裝凸緣；4.張緊栓； 5.(磨具)部件；6.磨削表面；6A，B.磨削表面，圓周區(qū)域； 6C，D.磨削表面，側(cè)面；7.(磨具)部件； 8.外定心肩/定心圈； 9.砂輪狀體外側(cè)表面；10.砂輪狀體外側(cè)表面； 11.定位機(jī)構(gòu)刻度；12.定位機(jī)構(gòu)張緊栓； 13.螺紋張緊釘； 14.內(nèi)定心肩/定心圈；15.重疊； 16.重疊； 17.周向線；18.垂直于旋轉(zhuǎn)軸的表面； 19.垂直于旋轉(zhuǎn)軸的表面；20.傾斜于旋轉(zhuǎn)軸的表面； 21.傾斜于旋轉(zhuǎn)通路的表面；22.旋轉(zhuǎn)軸； 23.固定螺絲釘； 24.鄰接表面；25.中間空間； 26.冷卻劑； 27.修整輪；
28.金剛石層；29.修整前砂輪輪廓；30.工件；31.工件，原輪廓；32.工件，最終輪廓；33.磨削表面。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明第一個實(shí)施例的本發(fā)明磨具1的半剖面視圖。本身為已知方式作為一分離式磨具形式的本發(fā)明磨具1的驅(qū)動本身為一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磨削軸2，在其一端，即軸頭，附設(shè)并定位固定有第一部件5，也就是基體。類似地該部件5本身為已知方式以安裝凸緣定位固定。此安裝凸緣3通過多個圓周分布的張緊栓4將部件5非強(qiáng)制裝配定位固定于磨削軸2上。本發(fā)明磨具1具有一附加部件7，其為可移位體并可通過定位機(jī)構(gòu)相對部件5而定位，以便可用本發(fā)明磨具獲得的主動磨削寬度是可調(diào)的。
部件5和部件7都在其圓周方向均有一CBN研磨層6。類似地，二者向外面向本發(fā)明磨削體的側(cè)表面9，10，即圖1中固定在磨削軸2上的部件5的左側(cè)表面9和相對可移動的部件7的右側(cè)10，它們均有這一研磨層。由于磨具在寬度方向的分離，在圓周方向提供有兩部件5和7的磨削區(qū)6A和6B，在側(cè)表面9，10提供有兩部件5和7的磨削區(qū)6C和6D。部件7相對一固定螺絲釘23，通過以同一角度，優(yōu)選120度的角度由在圓周方向相互分隔排放的三個調(diào)整/定位單元11，23而提供。在本實(shí)施例中，該調(diào)整/定位單元11，23可通過固定螺絲釘23機(jī)械定位。通過定位固定螺絲釘23和刻度11，利用該寬度本發(fā)明磨具可進(jìn)給磨削，例如一軸承襯套可適應(yīng)當(dāng)前需要。
部件7在一外定心肩8，即定心圈上定心，從而磨削表面6A和6B總是置于同一圓周水平的磨具圓周側(cè)。該徑向外側(cè)盡可能遠(yuǎn)的引導(dǎo)定心是通過幾微米的空隙實(shí)現(xiàn)的，由此可獲得在磨削過程中高速下旋轉(zhuǎn)的本發(fā)明磨具的良好的集中性。由于旋轉(zhuǎn)磨具相對高的離心力，該外定心肩8置于調(diào)整/定位單元11，23的外側(cè)。根據(jù)這種外置定心，在內(nèi)部圈即內(nèi)定心圈14上提供有例如0.3mm的空隙。但是，也有可能在內(nèi)定心肩14上進(jìn)行定心，在此情況下在外定心肩8提供相應(yīng)空隙。
調(diào)整/定位單元11，23中的各固定螺絲釘23支撐于磨具的部件5的一鄰接表面或平面表面24上。為了一方面獲得至少三個調(diào)整/定位單元11，23的精確調(diào)整，另一方面能夠精確調(diào)整待磨削或重設(shè)的磨削寬度，為固定螺絲釘23提供有一刻度11。為將各個調(diào)整/定位單元調(diào)整到同一刻度值以便將砂輪設(shè)定為預(yù)期的寬度并因此確保磨具就每次定位保持定心和平衡狀態(tài)，調(diào)整固定螺絲釘23。例如，在進(jìn)給磨削過程中，如在重復(fù)磨削軸承襯套后，磨削表面6C和6D有了磨損，其在磨削容限之外，磨具的寬度可在刻度11上以一特定刻度值通過重設(shè)固定螺絲釘23來重設(shè)。這使該磨具能夠在進(jìn)一步的磨削工作中充分使用，而無需使用新的砂輪或更換部件，通常之后進(jìn)行修整。通過收緊位于同一中心軸的固定螺絲釘23內(nèi)部的張緊栓12將部件7相對部件5固定于磨具上。
確保磨具的部件7相對部件5定位的螺紋張緊釘13，特別在旋轉(zhuǎn)軸22方向，在緊固張緊栓12后徑向向外壓向固定螺絲釘23螺紋側(cè)翼。這保證部件7以非強(qiáng)制裝配緊固于部件5，沒有間隙(play-free)(見圖3及其相應(yīng)說明)。
圖2為從部件7側(cè)面至調(diào)整/定位單元11，23上的本發(fā)明磨具的側(cè)視圖。A-A剖面線是圖1剖面圖的基礎(chǔ)。以120°角于圓周周圍放置的是三個調(diào)整/定位單元11，23，在它們內(nèi)部有一用于定位緊固本發(fā)明磨具的調(diào)整寬度的張緊栓。置于同一圓周線上的是螺紋張緊釘13，其消除調(diào)整螺絲釘23中螺絲相對部件7的間隙，即通過螺紋張緊釘13在調(diào)整/定位單元的螺絲中最終獲得無間隙。在側(cè)視內(nèi)部區(qū)域中的圓周上同樣描述的以相距120°角度分離的是能夠使安裝凸緣3適應(yīng)軸2上本發(fā)明砂輪的三個張緊栓4。不過，亦可以各自間有距離地以同一角度的圓周地提供多于三個的張緊栓。
圖3為調(diào)整/定位裝置的放大部分剖面圖。砂輪部件5和7之間相對彼此可移動的距離通過固定螺絲釘23來調(diào)整。為得到精密的調(diào)整，調(diào)整螺紋為小圈的細(xì)螺紋，從而使砂輪寬度調(diào)整到非常精準(zhǔn)的程度成為可能。這些螺紋至少是車削的或磨削的。在固定螺絲釘23提供的刻度11可用于準(zhǔn)確讀取砂輪的實(shí)際調(diào)整寬度。為了實(shí)現(xiàn)砂輪部件7和5的相互移位，固定螺絲釘23支撐于一鄰接表面24上(圖3中未示出)，即兩部件7和5之間的距離，以及砂輪寬度，可通過旋轉(zhuǎn)固定螺絲釘23可調(diào)地控制。所選擇的砂輪部件7和5相互間的定位通過固定螺絲釘12固定至精確的預(yù)期砂輪寬度，以在固定螺絲釘23和鄰接表面14間得到非強(qiáng)制裝配連接。扭矩是通過此非強(qiáng)制裝配連接傳輸至可移動砂輪部件7。這樣，固定螺絲釘23精密螺紋中的側(cè)翼空隙被完全釋放，帶螺紋的張緊釘13于是被張緊，它們也是支撐于鄰接表面24上的。從而張緊這些帶螺紋的張緊釘13也消除了調(diào)整/定位機(jī)構(gòu)11，23中所有的間隙。
這樣，圓周周圍的各調(diào)整/定位單元中有統(tǒng)一的張緊，所有的張緊元件12，13通過精確可調(diào)的扭力力矩鍵張緊，以至于通過張緊元件和/或固定螺絲釘在鄰接表面24上施加大體相同的壓力。這樣穿過本發(fā)明磨具的圓周獲得兩砂輪部件5，7相對彼此的統(tǒng)一的定位固定。包含在兩砂輪部件7和5之間內(nèi)部的是一中間空間25，通過該中間空間，冷卻劑可傳導(dǎo)進(jìn)直接磨削區(qū)(見圖10)。
圖4提供了本發(fā)明磨具的圓周區(qū)域的俯視圖，其中部件7和部件5用相互嚙合的鋸齒形成一統(tǒng)一的磨具。關(guān)于虛周向線17，部件5和/或7以區(qū)域內(nèi)的疊置元件15，16疊覆此虛周向線17，此區(qū)域中兩部件5，7中的一個相對虛線17搭疊，而兩部件5，7中的另一部件有一相應(yīng)的欠重疊。鋸齒的形狀使其匹配各自的合適形狀。
圖4的實(shí)施例中，在垂直于旋轉(zhuǎn)軸22的平面中運(yùn)行的表現(xiàn)在分離邊緣上的是在圓周方向運(yùn)轉(zhuǎn)的表面18，19。在磨削操作過程中，置于磨削方向前邊緣的研磨顆粒由于當(dāng)部件5，7彼此相應(yīng)分隔時，沿分離接縫沒有研磨層，而被裝載很多。但是，其表現(xiàn)在相鄰重疊中以保證磨削裝置在磨削過程中穿過將磨削的整個寬度而接觸。
圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中位于分離接縫中鋸齒的表面20，21處，該平面傾斜于垂直于旋轉(zhuǎn)軸22的軸。通過此傾斜的分離接縫，確保設(shè)置在旋轉(zhuǎn)方向前邊緣上的研磨顆粒僅適中裝載，由于在磨削過程中其后相繼排列的其它研磨顆?？偸窍嘟佑|的。
圖6為本發(fā)明磨具的另一實(shí)施例，其中部件7和5之間的分離接縫為波形，其圖號與圖4和圖5中的相同。
圖7說明了砂輪的修整過程中的原理，其就根據(jù)通過一具有金剛石層28的杯形修整輪的現(xiàn)有技術(shù)的寬度為不可重設(shè)的。該砂輪具有一設(shè)在端面上和側(cè)表面9部分區(qū)域內(nèi)的研磨層6。為用進(jìn)給磨削法磨削軸承襯套，該砂輪寬度是與軸承襯套上平面肩之間的距離完全相同。因此在側(cè)表面9上修整研磨層6是不可能的。修整將導(dǎo)致不能再獲得軸承襯套平面肩之間的線性尺寸的情況。因此，在此砂輪中僅在圓周側(cè)進(jìn)行大面積的修整。虛線29表示修整工序之前的砂輪的輪廓。在修整過程中，最初的輪廓29和修整之后的輪廓之間的量被除掉。必須產(chǎn)生一修整深度以便在為砂輪產(chǎn)生最可能的同心特性之外，修整后的顆粒被重新削尖而不是磨平。這恢復(fù)砂輪良好的切削性能。圖7進(jìn)一步說明了有金剛石層28的修整輪27沿從砂輪圓周區(qū)域至側(cè)面區(qū)的傳輸區(qū)徑向?qū)?。而為保持單部件砂輪的寬度，修整量到砂輪半徑端部的擴(kuò)展為0。修整量越小，為了獲得具有良好切削性能和平滑表面的砂輪，來自打破顆粒目的的該區(qū)域中的偏差就越大。不過，當(dāng)進(jìn)行進(jìn)給磨削時，精確地，該徑向轉(zhuǎn)變區(qū)至側(cè)表面在承載表面的平面肩上必須有最大的磨削性能。與圓周磨削區(qū)相反，其中與將磨削工件有線形接觸，在傳輸區(qū)進(jìn)給至砂輪側(cè)面9或10的區(qū)域中有表面接觸(見圖9)。所有磨削工作將僅用前面的研磨顆粒進(jìn)行；其后直接在側(cè)表面內(nèi)放置的研磨顆粒對實(shí)際的磨削工作并無貢獻(xiàn)或貢獻(xiàn)極小。這樣，可保持完整的砂輪寬度，修整量不在側(cè)表面方向以完全90°繞半徑擴(kuò)展，而是以另一角度，如87°的角度達(dá)到0值。因此，對邊側(cè)翼不進(jìn)行修整。
這在圖8a)的放大圖中被再次圖解。角α，如3°(角β的余角)表示修整量29在砂輪外徑轉(zhuǎn)變內(nèi)降至0的點(diǎn)。但是，為了能夠保持軸承襯套相對平面肩的徑傳輸上的形狀關(guān)系，當(dāng)使用一單部件砂輪在圓周區(qū)域進(jìn)行修整的過程中，必須除去相對大量的磨削工具，否則其剖面將“坍塌”。
修整一本發(fā)明砂輪的情況則不同，這在圖8b)中進(jìn)行了描述?？煽闯?，修整輪27在要進(jìn)行修整的砂輪的整個輪廓周圍傳導(dǎo)，從圓周區(qū)域穿過半徑區(qū)，最后進(jìn)入側(cè)面區(qū)，且一統(tǒng)一的修整量被除去。由于本發(fā)明的砂輪，在修整過程中除去的量可通過寬度調(diào)整而得到補(bǔ)償。因此，修整過程中僅需依再次有良好的切削性能的砂輪所需的量更換磨削工具即可；可避免在砂輪的所有磨削區(qū)磨平。僅給出在磨削過程中要被除去的最小量，在砂輪的砂輪層被完全用完和砂輪不可再用之前，本發(fā)明的砂輪能夠被更頻繁地修整。
圖9為本發(fā)明磨具的放大圖。其描述了使用具有待磨削的工件30平面區(qū)中的磨削表面/側(cè)面6C的進(jìn)給磨削法磨具剛剛開始磨削平面肩時的磨削關(guān)系。僅描述了具有砂輪狀體外斜表面9斜面區(qū)的圓周區(qū)域中其研磨層6A的磨具的部件5。還描述了通過本發(fā)明的磨具將工件30原輪廓31磨削成工件最終的輪廓32，其用虛線示出。當(dāng)磨削這種有相反平面肩的軸承襯套時，如在圖9的進(jìn)給磨削工藝中發(fā)生的，為簡單起見在此省略相反平面肩。由于砂輪被修整，修整后的輪廓與將要磨削的工件的最終輪廓32相重合，可使用在三個磨削區(qū)域的一單獨(dú)進(jìn)給磨削工藝同時在圓周區(qū)域和平面表面上使軸承襯套完全磨削。可能的是，由于砂輪中的特別偏差，一方面由修整引起，另一方面由砂輪上的磨損引起，其可通過調(diào)整磨具寬度的能力來得到補(bǔ)償。
從砂輪的邊緣半徑向磨削表面/側(cè)表面6C轉(zhuǎn)變的區(qū)域通過一粗線識別，描述了其中的磨削帶33，由于磨具和工件為對稱旋轉(zhuǎn)的部件，除去最大量的磨削量，即軸承襯套平面?zhèn)让嫔系牧?，僅必須通過若干研磨顆粒進(jìn)行。磨具上此側(cè)面區(qū)域內(nèi)的顆粒在磨削過程中的負(fù)荷最大。其后在磨具徑向(即與工件30進(jìn)給方向相反)內(nèi)的研磨顆粒并不參與到實(shí)際的磨削過程當(dāng)中。因此修整循環(huán)被基本導(dǎo)向此處的磨損。然而，根據(jù)圖8b)，本發(fā)明磨具的統(tǒng)一修整可在圓周表面6B(未示出)，6A和6C處發(fā)生，砂輪可如此一遍又一遍地修整并以該寬度內(nèi)的修整量進(jìn)行調(diào)整從而可一遍又一遍地獲得待磨削工件的最終輪廓32。從而使工具的使用壽命大大增加。另一方面，通過在整個磨削區(qū)內(nèi)進(jìn)行修整砂輪可得到恢復(fù)，從而修整后砂輪總是“鋒利”的并具有良好的切削性能的效果。由于這一因素，避免了因?yàn)樵诠ぜ蠠崃Φ挠绊懣赡墚a(chǎn)生的微小結(jié)構(gòu)的變化。
圖10描繪了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的一磨具，其中的冷卻劑26通過砂輪部件5和7之間的中間空間25流動。冷卻劑優(yōu)選以軸向流入磨具，其優(yōu)選在壓力下發(fā)生。在中間空間25中，一方面由于壓力，另一方面由于離心力，冷卻劑由于磨具的旋轉(zhuǎn)受其控制，冷卻劑向外傳輸并因此可溢出圓周表面上部件5和部件7之間的分離接縫而直接進(jìn)入直接磨削區(qū)。這種具有內(nèi)部冷卻功能的磨具自然也可接受外部冷卻因而所有的磨削表面均可能獲得最好的冷卻劑供應(yīng)。
這種有內(nèi)部冷卻功能的磨具的另一個優(yōu)點(diǎn)是，由于冷卻劑不停地流動，部件5和7之間的分離接縫永遠(yuǎn)是清潔的，并且在這些分離接縫中收集不到任何的磨削殘渣。
此磨具其它的結(jié)構(gòu)很大程度上對應(yīng)于圖1中的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種磨具(1)，包括至少兩個相互連接的可拆卸部件(5，7)，其配備一具有一層CBN或金剛石磨削裝置的砂輪狀體，并且在其圓周區(qū)域上有一中斷的磨削表面(6)，其中所述部件(5，7)可用一定位機(jī)構(gòu)相互定位并可通過設(shè)置的一定心裝置被固定于該位置，以便所述砂輪狀體可根據(jù)其磨削寬度調(diào)整并且在固定后基本不會擴(kuò)展。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨具(1)，其中用于調(diào)整和固定所述兩個部件(5，7)相互位置的所述定位機(jī)構(gòu)具有至少三個調(diào)整/定位單元(11，23)，其以基本相同的角度圓周地間隔設(shè)置，其中所述的定心裝置具體體現(xiàn)為一定心圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨具(1)，其中所述的定心圈具有一徑向向外設(shè)置的定心圈(8)和/或一徑向向內(nèi)設(shè)置的定心圈(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磨具(1)，其中所述的調(diào)整/定位單元(11，23)設(shè)置在所述磨具(1)的外圓周方向外側(cè)盡可能遠(yuǎn)的徑向方向，借此所述定心圈徑向設(shè)置在所述的調(diào)整/定位單元(11，23)外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述的體現(xiàn)了所述磨具的兩個部件(5，7)中的一個部件(5)穩(wěn)固地設(shè)置在一磨削軸(2)上，且設(shè)置有所述調(diào)整/變位單元的在所述部件(5，7)上的所述另一部件(7)相對于所述穩(wěn)固部件(5)可定位和/或可變位地固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述部件(7)通過螺紋張緊釘和一加強(qiáng)張緊栓(12)以一非強(qiáng)制匹配和無間隙的方式固定于所述部件(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的磨具(1)，其中另外提供在磨削軸(2)上的軸頭上的定心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述的磨削寬度通過所述定位機(jī)構(gòu)可連續(xù)調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述部件(5，7)在其相對的軸向側(cè)面上具有形狀疊合的鋸齒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磨具(1)，其中所述的鋸齒相對于所述圓周區(qū)域中的一虛周向線(17)包括所述周向線(17)的交疊部件(15，16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的磨具(1)，其中所述的鋸齒在其相對的軸向側(cè)面上具有平面設(shè)置的表面(18，19或20，21)，所述平面基本垂直(18，19)或傾斜(20，21)于其旋轉(zhuǎn)軸(22)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨具(1)，其中由相對于所述虛周向線(17)在外圓周上的所述疊置形成的所述部件(5，7)接觸邊緣的形狀為階梯形、梯形、鋸齒形、波形、點(diǎn)形或其結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述的砂輪狀體在其外側(cè)表面(9，10)至少一面上具有一磨削表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述的砂輪狀體包括一砂輪，其包含兩個圓周分離輪樣等份，且在兩側(cè)面區(qū)上具有磨削區(qū)(6C，6D)，由此能用一進(jìn)給磨削工藝磨削一希望的待磨削寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中包含有其部件(5，6)以便在磨削過程中的各可調(diào)整磨削寬度中，磨削裝置在待磨削區(qū)寬度的各區(qū)中接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磨具(1)，其中所述的調(diào)整/定位單元(11，23)是機(jī)械地手動驅(qū)動的。
17.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磨具(1)，其中所述的調(diào)整/定位單元(11，23)是自動驅(qū)動的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中所述的調(diào)整寬度可用一刻度(11)來讀取和/或調(diào)整。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的磨具(1)，其中包含在各寬度設(shè)定中的所述部件(5，7)間的中間空間(25)，冷卻劑(26)通過其能夠直接被傳導(dǎo)進(jìn)所述磨削區(qū)(6)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磨具(1)，其包括至少兩個相互連接的可拆卸部件(5，7)。兩部件(5，7)形成一砂輪狀體，包括一在其外圍區(qū)上被中斷的磨削表面。所述部件(5，7)可通過一調(diào)整機(jī)構(gòu)相互調(diào)整，且可在其各自位置固定，以便該砂輪狀體可相對于其磨削寬度調(diào)整。所述調(diào)整最好連續(xù)進(jìn)行。所述磨削寬度可以一有利方式調(diào)整以適于一要磨削的可變磨削寬度，還可適于要以進(jìn)給磨削方式磨削的再調(diào)整磨削寬度。
文檔編號B24D7/00GK1878636SQ200480033066
公開日2006年12月13日 申請日期2004年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者埃爾溫·容克爾 申請人:Bsh 霍利斯股份公司