[發明專利]用于高精度無心磨削具有高表面品質的軸部件的方法和磨削工具

在審

• 申請號: 201480008729.1
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN105121091A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 胡伯特·穆勒
• 申請（專利權）人: 埃爾溫容克爾研磨技術股份公司
• 主分類號: B24B5/22
• 分類號: B24B5/22;B24B5/02;B24D5/06;B24D5/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張啟程

技術領域

本發明涉及一種用于高精度無心磨削具有高表面品質的軸狀工件的方法和磨削工具，軸狀工件特別是指用于液壓缸或氣動缸的活塞柱塞、減震器部件以及活塞桿。

背景技術

對于高精度磨削的、具有高表面品質的軸部件在本發明的范圍內應當認為是如下的軸狀部件，其表面品質和圓度公差處在大約1μm以及以下。特別是對于壓力缸所用的活塞柱塞、減震器部件以及活塞桿，在形狀公差和表面品質方面提出非常高的要求，這種要求出于對在使用中極為可靠的運行的追求而實現。于是，例如在減震器中的軸狀的減震器部件中設置有密封元件，密封元件在減震器部件的表面上滑動并且必須確保從內向外以及從外向內的可靠密封。對于活塞柱塞要達到這種高質量要求主要是因為：在表面品質和形狀公差較差的情況下，相比于上面提到的情況，運行表現變差。

已知的是，所需的表面品質和形狀公差通過利用已知磨削盤的磨削無法實現，這種磨削盤在高表面品質的同時還應當需要適當的切削功率。盡管很多這種軸部件的件數需要量很大，但還是應當高性價比地而且以盡可能短的周期來制造，但是在已知的方法和機器中，以如下方式在高切削功率與高表面品質之間達成折衷：利用傳統的磨削機以相對高的品質產生很高的切削功率，而所需的高表面品質在布置于磨削機后面的另一機器中以超細加工工藝產生。即使能夠設想組合式的機械，其在第一站實現磨削，以及在第二站實施超細加工工藝，仍總是存在重大缺陷：工具必須通過至少兩個加工站，進而由于這種變換而在制造精度方面出現損失。當在兩個不同的制造機械上進行制造時：a)需要較高的占位需求，b)額外花費明顯更高，以及c)額外在兩個機器之間需要相應的操作系統。

在各道工序之間，一般必須額外地設置緩沖存儲器，這進一步提高制造成本。

為了仍能夠在工件制造中實現(低)制造成本以及短而簡單的材料流，按照已知方式需要的是：將制造步驟的數目降至最低。由此，在已知的機器和制造方法中，以在表面品質和形狀公差方面至少對于一系列應用令人滿意的精度來實現軸狀工件相對成本低廉的制造。這特別是通過無心磨削來實現。在無心磨削中，軸狀的構件通常在通過式方法(Durchlaufverfahren)中來加工。但是，前面提到的甚至還低于1μm的精度范圍在此無法實現。

這種無心磨削機的基本結構在側視圖中示例地以圖4示出。在此，需要磨削的工件靜置在也稱為標尺的托架上，并且在調節盤和相應與該工具處于接合中的磨削盤之間被磨削。因為磨削盤和調節盤以相反方向轉動，則通常在直徑方面比調節盤更大的磨削盤能夠相應地磨削工件。這種穩定的無心磨削機例如像由申請人的JUPITER系列機型的機器那樣已知。

為了實現不同的磨削任務，一方面達到盡可能高的削除功率，以縮短周期，另一方面實現良好的表面品質，例如在G8904986.1中已知一種由彼此挨著成行排列的而且在軸向上彼此相對夾緊的磨削盤集合成磨削盤組件的磨削工具，其中，磨削襯層基于一種且為同種磨削介質的不同粒度按照各個盤彼此不同地構造。

在DE29516264U1或DE19533836B4中，介紹了一種磨削盤，其中，在其磨削襯層內部，襯層組分的物理特性在軸向上是不同的并且進而與在軸向上不同的磨削負荷相匹配。這以如下方式實現：顆粒的密集度沿軸向能改變地(優選能直線式改變地)構造。由此，磨削襯層的磨削表現應當與工件需要磨削的量相匹配。

在DE3811584A1中介紹了一種用于深磨的磨削盤，其中，磨削盤的不同的表面分段承擔不同任務。在已知的磨削盤中，在顧及到不同的載荷的情況下以不同方式構造磨削面的各部分，具體而言是在分段中所應用的金剛石粒徑及其密集度方面以不同方式構造。由此，主要切削工作應當由磨削盤-磨削面的在進給方向上首先發生接合的部分來承擔，而后面跟著的部分應當盡可能決定表面品質。這應當以具有粗粒金剛石的區域和具有細粒金剛石的跟在后面的區域來實現。

在DE2462847C2中已知一種用于珩磨加工的方法以及一種用于執行所述方法的珩磨機，其中，借助具有錐形及圓柱形磨削區域的工具特別是能夠磨削出孔。這種工具在錐形區域中以高效率進行切削并且在圓柱形的調整出成品規格的區域中產生所希望的表面。切削襯層在錐形區域中為了實現較高的削除功率而比圓柱形的區域具有較為粗糙的品質。

由此，基于上面介紹的現有技術，已知的是：在唯一的磨削盤內部，與磨削要求相對應地改變磨削顆粒的密集度和尺寸，以便利用一個磨削盤實現不同的磨削任務。另外，由現有技術已知的是：使用如下的磨削盤，其具有用于實現高削除功率的錐形分段以及用于實現相應表面品質的圓柱形分段。

發明內容