專利名稱：用于切削地加工不對稱工件復雜輪廓的方法和加工機器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在計算機控制的加工機器上切削地加工不對稱工 件如皮爾格軋輥的復雜輪廓的方法以及實施這種方法的加工機器。
背景技術：
為了進行非圓形車削，例如尤其為了生產皮爾格軋輥，在實際工作 中使用了具有電腦數控裝置的熱皮爾格軋輥加工機器。對于皮爾格軋輥 而言，含有較寬入口的非傳統(tǒng)形狀在非圓形切削時伴有不斷變化的切削 角和車刀后角，其中入口具有從軋輥旋轉軸較大偏移的旋轉料距，其中， 由于切削角度的變化，所以切削力產生較大變化。
所以，實際中常見的熱皮爾格軋輥加工機器需要具有五個可控軸的 機器構造方案，其中，在這些軸上產生慣性力和切削力的較高加速力。
加速度在普通輪廓內就已經處于20m/s2以上，該加速度對于降低由于車 刀高度變化產生的角度誤差而言、尤其是對于制造皮爾格軋輥嘴而言在 關于工件的徑向上或在X方向上明顯較大，為了限制該加速度，只能忍 受較低的切削速度。為了能夠實現期望的表面拋光和更長的刀具(車刀) 壽命，機器還需要具備較大驅動功率和堅固度。

發(fā)明內容
所以本發(fā)明的任務是提供一種開文所述類型的方法和一種加工機 器，憑借其可以生產復雜輪廓而沒有所述缺陷，其中在簡單的機器設計 下就可以實現相同的刀具切削速度、如200m/min和4交j氐的加速力。
該任務利用一種方法按照本發(fā)明如下解決，即，在機器上分別利用 作為切削刀具的圓片通過車削和銑削來加工工件，其中對工件的旋轉對 稱的4侖廓區(qū)域實行車削加工并對工件的不對稱的4侖廓區(qū)域實行4先削加 工。本發(fā)明基于如下認識，即，由于與圓片水平運作的刀具，所以不必 再向上和向下駛動圓盤，這樣，因為不再有定位角度的問題，所以可以 省去在現有車削機器中為使得車刀關于側方工件表面垂直定位而不可 或缺的Y軸。由于圓片是水平設置的，所以切削角度不會變化并繼續(xù)保持一致。這樣便可以實施高轉速的車削和低轉速的銑削。
本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式為，在外圍配備圓片的圓盤銑刀和配備 圓片的車刀為了各自對工件進行加工而利用圓片的在處于工件中點上
的作用線上的中點沿徑向(X軸)相對于旋轉的工件行進和與工件同軸 地(Z軸)行駛，其中，被驅動的圓盤銑刀的旋轉軸垂直于作用線走向。 就此而言圓盤銑刀可以設有在刀具滑板上的垂直或水平的旋轉軸。
按照本發(fā)明，在此運用的加工機器的特征在于，沿徑向可相對于工 件行進的、在線性導軌上可與工件同軸行駛的刀具滑板具有在其外圍上 配備圓片的被驅動的圓盤銑刀，并且在線性導軌上還設置了可沿徑向相 對于可旋轉工件行進的、具有配備了圓片的車刀的刀具滑板。 一旦關于 工件中點或中軸線旋轉對稱的或圓柱形的輪廓區(qū)域的車削加工結束，那 么圓盤銑刀的刀具滑板便相對于工件起動，從而可以銑削關于工件中點 或中軸線不對稱的輪廓區(qū)域。于是就可以在一作為車銑機的、僅4軸的 機器上實現具有可通過編程設定的復雜工件方案/軋輥方案或者復雜工 件輪廓/軋輥輪廓的車銑。軸中尚有的較小加速力允許在機器零件中可計 算的力并從而實現安全且節(jié)約成本的設置。通過非旋轉對稱輪廓區(qū)域的 銑削加工可以避免較高的加速力躍遷。
根據本發(fā)明的建議，工件的輪廓基于以確定的角度間隔、如10°變
化的半徑定義。就此而言，對于每個工件輪廓都可以實現文件匯編和數 據安全。半徑的集中點優(yōu)選位于工件的中點上。


本發(fā)明的其它特征和細節(jié)從權利要求書和對在附圖中利用皮爾格
軋輥作為工件所展示的 一種本發(fā)明實施例的描迷中給出。其中
圖l示出了一種現實運用的、屬于現有技術的、具有五個可控軸的
熱皮爾格軋輥車削機器的整體透視圖2是按照本發(fā)明的車銑床方案的局部透視圖，車銑床在線性導軌
上具有一個帶銑頭和垂直旋轉軸的刀具滑板用于設有圓片的圓盤銑刀，
車銑床還具有一個帶有配備了圓片的車刀的刀具滑板；
圖3以正視圖舉例地示出了作為具有復雜輪廓的工件的皮爾格軋
輥；
圖4是圖3橫截面中的皮爾格軋輥的幾何圖形，它具有抵靠在工件或皮爾格軋輥中心以用于實施加工的圓盤銑刀；
圖5是圖4的俯視圖，其中可以看到具有車刀(參見圖2)的刀具 滑板；
圖6作為局部視圖以簡化的展示單獨示出了圓盤銑刀的圓片工作
點；
圖7是橫截面中的皮爾格軋輥幾何圖形，其中指定了輪廓是以按照 10°的角度間隔變化的半徑為基礎的。
具體實施例方式
圖1中展示了屬于現有技術的一種車床1，它用于通過車削加工來 生產具有復雜的不對稱輪廓的工件，尤其如皮爾格軋輥2(也參見圖3 )。 工件/皮爾格軋輥2圍繞工件旋轉軸C旋轉地插入。圖中未示出的車削 刀是可圍繞轉軸A調節(jié)的，并且車削刀可以在旋轉的工件2上借助刀具 滑板3沿著刀具主驅動軸Z移動 車削刀/刀具執(zhí)行入切運動和進給運動 (X軸)并且具有為了讓車削刀垂直于側方工件表面定位所需的Y軸。
在圖2中以截取方式示出的加工機器IO作為車銑床構成。圍繞工件 旋轉軸C旋轉的工件2在線性導軌4上配備了兩個可沿Z方向移動并且 可隨著進給運動在X方向上入切的刀具滑板13a或13b。刀具滑板13a 具有由組合式刀盤5支承的、圍繞旋轉軸7 (參見圖3和圖4)驅動的 圓盤銑刀6，圓盤銑刀6在其外圍設有均勻分布的圓片8。刀具滑板13b 具有由組合式刀盤5支承的、具有圓片11的車刀12用于工件和皮爾格 軋輥2的車削加工。
為了將工件坯件加工成成品工件或皮爾格軋輥2，圓盤銑刀6-如圖 4和圖6中所示-或車刀12利用圓片8和11的中點在位于工件2中點 M上的作用線14上水平抵靠或入切，其中，被驅動的圓盤銑刀6的旋 轉軸7與作用線14垂直。水平抵靠或安放的具有圓片11的車刀12可 以圍繞轉軸A (參見圖2)調節(jié)，從而在傾斜加工時可以實現側向的轉 動。如在圖3和圖6中所示，由于水平抵靠和放置的圓片8、1的緣故， 所以可以獲得恒定的角系數，尤其是切削角度不會改變并始終保持一 致。
通過車削來加工的旋轉對稱的輪廓區(qū)域15在圖4和圖5中用粗線標 出 就皮爾格軋輥2而言，輪廓區(qū)域15是具有通向皮爾格軋輥輥嘴16
5及其圓柱形輪廓部分15b的過渡部15a的外表面，也就是像圖4中通過 分界線7a、 17b所表示的、基本上在近似過渡到變形區(qū)域和出口區(qū)域 之前的光滑區(qū)域。
根據圖7所示定義了在以10°的角度間隔變化的半徑這一基礎之上 的工件2輪廓，其中可以如圖6中所示那樣基于截止于圓片中心MRP 的銑刀半徑RFR和圓片半徑RRP對加工進行編程，還可以看到對于圖 4的加工情形而言的、在工件2的非對稱或非旋轉對稱的輪廓上的、圓 盤銑刀6的圓片8的工作點18。
附圖標記列表 1車床
2工件/皮爾格軋輥
3刀具滑板
4線性導軌
5組合式刀盤(銑刀)
6圓盤銑刀
7 (圓盤銑刀的)旋轉軸 8圓片
9 (車刀的)組合式刀盤 10加工機器/車銑床 11 (車刀的)圓片 12車刀
13a、 b刀具滑板 14作用線
15旋轉對稱的輪廓區(qū)域
15a過渡輪廓
15b圓柱形的輪廓部分
16皮爾格軋輥輥嘴
17a、 b分界線
18 (圓片的)工作點
RFR銑刀的半徑MRP銑刀圓片的中心 RRP圓片的半徑
A刀具中的轉軸 C工件旋轉軸
X刀具徑向入切軸/進給運動
Y刀具垂直定位軸
Z刀具主驅動軸
M工件中點(或中心)
權利要求
1. 一種用于在計算機控制的加工機器上切削地加工不對稱工件例如皮爾格軋輥的復雜輪廓的方法，其特征在于，在機器上分別利用作為切削刀具的圓片(8；11)通過車削和銑削對工件(2)進行加工，其中對工件(2)的旋轉對稱的輪廓區(qū)域(15)實行車削加工并對工件(2)的不對稱的輪廓區(qū)域實行銑削加工。
2. 按權利要求1所述的方法，其特征在于，在外圍配備了圓片(8) 的圓盤銑刀(6)和配備了圓片(11)的車刀(12)為了各自對工件(2) 進行加工而利用圓片(8)的在位于工件(2)中點(M)上的作用線(14) 上的中點沿徑向(X軸)相對于旋轉的工件行進和與工件同軸地(Z軸) 行駛，其中，被驅動的圓盤銑刀(6)的旋轉軸(7)垂直于作用線(14) 走向
3. 按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，工件(2)的輪廓 基于按照確定的例如IO。的角度間隔改變的半徑(R0至R35)定義。
4. 按權利要求3所述的方法，其特征在于，半徑(R0至R35)的 集中點在工件(2)的中心(M)上。
5. —種由計算機控制的、用于切削地加工不對稱工件例如皮爾格 軋輥的復雜輪廓的加工機器，特別是用于實施按權利要求1所述方法的 加工機器，其特征在于，沿徑向(X軸)可相對于工件(2)行進的、 在線性導軌(4)上可與所述工件同軸(Z軸)行駛的刀具滑板(13a) 具有在其外圍配備了圓片(8)的、被驅動的圓盤銑刀，并且在線性導軌(4)上還設置了沿徑向(X軸)可相對于旋轉的工件行進的、具有 配備了圓片(n )的車刀(12)的刀具滑板(13b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于切削地加工不對稱工件復雜輪廓的方法和加工機器。具體而言是用于在計算機控制的加工機器(10)上切削地加工不對稱工件(2)例如皮爾格軋輥的復雜輪廓的方法和加工機器。在簡單的機器設計中可以以相同的刀具(6，8；9，11)切削速度和較低加速力獲得復雜的輪廓。其中按照此方法作出了如下設置，即，在機器上分別利用作為切削工具的圓片(8；11)通過車削和銑削對工件(2)進行加工，其中對工件(2)的旋轉對稱的輪廓區(qū)域實行車削加工，對工件(2)的不對稱的輪廓區(qū)域實行銑削加工。
文檔編號B23P13/02GK101502925SQ20091000382
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權日2008年2月8日
發(fā)明者A·扎貝爾, E·普拉茨米勒, H·-P·施米特, K·-J·埃瑟, R·德里克斯 申請人:Sms米爾股份有限公司