[发明专利]用于对工件进行硬质面精加工的硬质面精加工机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对工件进行硬质面精加工的硬质面精加工机床(Hartfeinbearbeitungsmaschine)，其具有至少两个不同的、设置在一个刀具主轴上的硬质面精加工刀具，该刀具主轴在其轴线方向上能移动地设置在一个刀架上，该刀架相对于床身是能平移运动的，并且所述硬质面精加工机床还具有用于将冷却润滑剂导入至工件与硬质面精加工刀具之间的加工部位的冷却润滑剂输入装置。 

背景技术

这样的硬质面精加工机床在现有技术中早已公知，它例如在齿轮制造中用作磨齿机床。在这里，通常规定分配要磨去的加工余量，使得首先对齿轮进行粗加工，接着对齿轮进行精整加工。蜗杆砂轮可以用于粗加工，其中便采用连续的分度滚磨；精整加工可以利用成型磨削轮以成型磨削方法进行。 

为了能够无瑕疵地实施磨削过程和尤其是避免齿面的热过载，须保证可靠地供给磨削刀具与工件之间的接触部位，这通过设置冷却润滑剂输入装置实现。 

对于所述的两种方法，在可靠地避免工件热损伤方面对冷却剂输入存在明显不同的要求： 

在连续的分度滚磨时，由于切削速度与加工时间之间的相互关系通常以约60m/s或者更高的切削速度、即蜗杆砂轮的圆周速度进行加工。为了可靠地避免工件边缘区的热损伤，须力求使蜗杆砂轮的圆周速度与冷却剂射束的流出速度之差尽可能小，也就是说，来自冷却润滑剂喷嘴的冷却润滑剂的相对高的流出速度是必需的。该高的速度通过小的喷嘴流出横截面积和高的供给压力产生。在这些条件下产生相 对小的体积流量，但该体积流量不对磨削过程或制造的工件质量产生消极作用。 

而在成型磨削时，通常以在25至35m/s之间的较低的切削速度进行加工。该方法要求通过冷却剂射束可靠地覆盖整个磨削轮轮廓。根据相应的轮廓宽度和高度，由此得出需要相对大的喷嘴流出横截面积，其中，产生流出速度低且压力低、但体积流量相对高的冷却剂射束。 

除了所述对齿部进行硬质面精加工的特定应用情况外，还可想到其它通常的情况，其中先后使用对冷却剂输入具有显著不同的要求的多个刀具。 

根据常见的制造方法，在多个刀具的情况下，这些刀具在轴线方向上对齐地设置在一个刀具芯轴上，该刀具芯轴夹紧在主轴马达与对应轴承之间。包括主轴马达、对应轴承、刀具芯轴和刀具的整个单元设置在一个在刀具的轴线方向上能运动的滑座(刀架)上(大多称为Y轴)，各刀具通过该滑座被置于对于加工必需的相对于工件的轴向位置。 

用于分度滚磨的蜗杆形的刀具通常明显宽于通过刀具与工件的作用得到的纯作用宽度。这具有这样的目的，即能够使用各种各样的移位方法(Shiftmethoden)，以便以特定的方式磨削齿轮：首先在刀具轴线方向(Y轴)上在粗加工和精整加工之间或在加工各个工件之间采用不连续的移位，以便使新的、未损耗的蜗杆区域进入作用。对于在磨削加工工件期间在刀具轴线方向(Y轴)上的连续移位(也称为对角线磨削)，可以有针对性地影响齿面形貌和/或齿面表面结构。 

这里所使用的冷却剂喷嘴可以构造成刚性的，即对于确定的、不可改变的工件直径是优化的，这尤其是适合于直径不变的、不可修整的CBN磨削刀具。在具有可变直径的刀具的情况下，即特别是对于可修整的磨削刀具而言，冷却剂喷嘴可以这样安装，即这些冷却剂喷嘴能运动地设置在垂直于刀具主轴轴线的平面中，从而能够使冷却剂喷嘴相应地跟踪减小的刀具直径。喷嘴位置匹配于实际的刀具直径可以通过旋转运动或通过平移运动实现。 

在已知的加工情况中，要么仅用一个唯一的刀具加工工件(例如用一个可修整的蜗杆砂轮；粗加工和精整加工用同一刀具的不同的宽度区域进行)，要么使用类型相同且尺寸相同的两个刀具(例如利用CBN粗加工轮和CBN精整加工轮的无修整的成型磨削)。在这些情况下，可以毫无问题地使用一个唯一的喷嘴，其具有对于相应使用的刀具或加工方法优化的特性。 

在一个张紧装置中加工同一工件的多个齿部(例如变速器轴)时或者在对于粗加工和精整加工以不同方法加工齿部(例如以可修整的分度滚磨进行粗加工，以无修整的成型磨削进行精整加工，如开头所述)时，通常使用不同类型的多个刀具或加工方法的组合。 

在这些情况中已知冷却剂输入的以下变型方案： 

将同一喷嘴(带有或没有上述的直径跟踪)用于不同的刀具是已知的。其缺点是，冷却剂输入的条件不能对于每一个所使用的刀具都是优化的。因此对于所使用的刀具中的至少一个仅能以减小的进给速度进行加工，由此导致较长的加工时间并因而导致经济性损失。