專利名稱：曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加工方法
曲軸主軸7R和連桿軸7R的軸7f義座力0工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加工方法，其中主軸承 和連桿軸承的軸承座在曲軸通過鍛造或鑄造預(yù)成形后實(shí)施多個(gè)加工工序。
按傳統(tǒng)的方式，曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座分成多個(gè)階段切削加 工。按一種就這方面來說典型的加工順序，鍛造或鑄造曲軸的軸承座，首先 通過車、銑或旋轉(zhuǎn)拉削初加工，接著通過磨削中間加工，以及最后進(jìn)行最后 一道工序加工。尤其為了防止軸承座在進(jìn)一步的加工過程中受損，所述的加 工通常還包括淬火，以及隨這之后磨削，使軸承座在淬火后達(dá)到其最終尺寸。
例如Hegenscheidt, Erkelenz公司乂人 1983年起以 "Technologie der Kurbelwellen-Bearbeitung zur Steigerung von Qualitaet und Lebensdauer(提高 質(zhì)量和使用壽命的曲軸加工技術(shù))"為題的公司說明書中，介紹了 "四缸、5 軸承轎車曲軸的加工順序，，(下面將此文件簡稱為D0)。已知的加工順序包括 曲軸全套加工的25道工序(參見D0，第8和9頁)。本發(fā)明并不是對于說明 的所有工序都感興趣。在這里感興趣的工序是04、 05、 06、 09、 10、 11、 12、 13、 14和22a。工序04至06可以概括表述為"通過用規(guī)定的切削刃切削加 工成形"。作為工序09和10淬火和消除應(yīng)力的替代，規(guī)定工序22a精整； 亦即硬化軸承座未經(jīng)淬火的表面。之后，在任何情況下均按照工序13和14 實(shí)施主軸承和連桿軸承軸承座的精磨。
例如在DE212950和AT286067中還重復(fù)建議了曲軸軸承座的旋轉(zhuǎn)銑削。 其中繞一個(gè)與要加工的軸承座軸線垂直的軸線旋轉(zhuǎn)的指形銑刀，有切向進(jìn)給 地在旋轉(zhuǎn)工件上通過。近來又重提這些建議，尤其為了避免在磨削的同時(shí)產(chǎn) 生的磨塵。
例如WO97/32680Al(下面將此文件簡稱為Dl)建議了 一種不經(jīng)濕磨也 可行的曲軸軸承座加工方法，其中，曲軸借助一個(gè)將曲軸夾緊并可被驅(qū)動(dòng)繞 其與機(jī)床C軸重合的縱軸線旋轉(zhuǎn)地支承在其中的承接裝置，每分鐘旋轉(zhuǎn)約 20至100轉(zhuǎn)，以及用銑刀加工，銑刀可以在刀具軸內(nèi)繞其平行于機(jī)床X軸 的A軸旋轉(zhuǎn)，可沿其X軸朝工件方向切深進(jìn)給以及可垂直于其X軸(沿機(jī)床 Y軸；與工件成切向)移動(dòng)。在這里相應(yīng)的加工分成兩個(gè)階段。在說明了這些后，為了考慮刀具的不同負(fù)荷和加工過程要達(dá)到的質(zhì)量， 應(yīng)當(dāng)將切向進(jìn)給速度控制為，在初加工階段(粗加工)銑刀的圓周切削刃有最 佳的切削條件，以及在軸承座最后加工(磨光)期間可以包括整個(gè)軸承座(參見
Dl，第11頁，第11至25行)。通過旋轉(zhuǎn)銑刀比較高的轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到在高 速切削時(shí)要求的高切削速度，而盡管如此曲軸仍以普通的約達(dá)100min"的轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)，這也在用于獲得高質(zhì)量工件的磨削時(shí)使用。由于切削速度高，工件 負(fù)荷小和可以達(dá)到非常好的空間幾何尺寸。對于與軸承座的輪廓匹配的刀
具，旋轉(zhuǎn)銑刀的切向進(jìn)給可以在一個(gè)加工過程中實(shí)現(xiàn)加工軸承座的整個(gè)寬 度。軸承座這些傳統(tǒng)的初加工和磨削加工步驟，可以在一臺機(jī)床內(nèi)和通過一 次夾緊曲軸綜合為一個(gè)加工步驟，并由此達(dá)到一種非常合理化的安排。在銑 刀上設(shè)三個(gè)用傳統(tǒng)種類的刀具材料制成的、分別有一個(gè)端側(cè)和一個(gè)圓周側(cè)刀 刃的刀片。刀片的幾何形狀，在過渡半徑、方形肩等方面，與要加工的軸承 座的幾何形狀相匹配(參見D1，第6頁第33行至第7頁第5行)。
鑒于曲軸的連桿高度，已知的旋轉(zhuǎn)銑刀必須延伸得非常長(懸臂長度)， 以便能從事軸承座的加工(參見Dl,第8頁，第18至20行)。
總之，在D1中建議了一種方法和一種設(shè)備，在加工曲軸的軸承座時(shí)它 們通過使用高速旋轉(zhuǎn)銑刀，應(yīng)能達(dá)到短的周期時(shí)間和非常高的質(zhì)量，從而可 能完全取消磨削的加工步驟(參見D1，第15頁，第22至27行)。只是在可 以鍛造或鑄造的汽車曲軸與例如船用發(fā)動(dòng)機(jī)的大而重的曲軸之間加以區(qū)別 (參見D1，第1頁第l和2段，第2頁第2段，以及第3頁第l段)。沒有明 確的問題是，所提及的曲軸是否淬火或經(jīng)受其他某種方式硬化軸承座表面。 然而專業(yè)人員知道，在加工轎車曲軸與船用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸之間存在巨大的技術(shù) 差異。因此人們可以懷疑，Dl的教導(dǎo)是否能無限制地轉(zhuǎn)用于所有類型的曲 軸，專業(yè)人員不必在這方面再積極地進(jìn)行創(chuàng)造性思考勞動(dòng)。
粗略地估計(jì)，占轎車曲軸產(chǎn)量的約25%是不淬火的。在生產(chǎn)的所有轎 車曲軸的約50%中，對軸承座進(jìn)行淬火硬化處理。生產(chǎn)的轎車曲軸中將近 25 %在軸承座與曲柄臂之間還有淬火的過渡區(qū)或淬火的凹槽。
由EP1030755B1(下面將此文件簡稱為D2)已知通過加工步驟切削加工-淬火-切削加工-最終加工的順序加工曲軸。為此^L定，尤其對于鋼的曲軸， 軸承座表面在其表面附近的區(qū)域內(nèi)淬火。這用于提高軸承座耐磨性、在整個(gè) 生產(chǎn)過程中預(yù)防作業(yè)時(shí)損壞這些軸承座、以及影響曲軸的強(qiáng)度特性(參見D2,第1欄第23至30行)。D2中考慮問題時(shí)在技術(shù)上的出發(fā)點(diǎn)是，曲軸按傳統(tǒng) 分四個(gè)步驟加工第一步是用規(guī)定的刀具切削加工；在這方面也列舉了旋轉(zhuǎn) 銑削，尤其高速旋轉(zhuǎn)銑削。在接著的第二個(gè)加工步驟中曲軸的軸承座淬火。 第三步涉及借助實(shí)心硬質(zhì)磨具，例如砂輪磨削。最后，在第四步借助通常靜 止地壓靠在曲軸的旋轉(zhuǎn)軸承座外圓周上的環(huán)形砂布帶或磨輪完成最后一道 工序。在最后一道工序中去除的材料加工余量在1至10pm的范圍內(nèi)變動(dòng)(參 見D2，第2欄第32行至第3欄第15行)。
為了在曲軸加工時(shí)降低生本，按D2力圖將軸承座的加工從四個(gè)減少到 三個(gè)不同的加工步驟(參見D2，第3欄第21至24行)。通過省去磨削加工， 將工序從四種減少到僅三種基本不同的加工方法。由此不僅避免消除磨塵的 廢物處理問題，而且還取消了磨床的投資費(fèi)用、刀具消耗費(fèi)用以及特別是由 于磨削延長工件周轉(zhuǎn)時(shí)間從而增加工件庫存量。與之相對，廢物排除切削加 工產(chǎn)生的切屑沒有什么困難，因?yàn)榕c磨塵相比切屑的比表面小得多，所以完 全可以或(高速銑削)干式切削或分離切屑-油(參見D厶第4欄第21至B行)。
此外還必須考慮，在迄今軸承座磨削時(shí)由切削的初加工得出的圓度偏差 通過磨削通常僅減小其絕對值，而不是其特征值。因此通過磨削并不會(huì)由長 波的圓度偏差形成短波的圓度偏差，而是或保持或甚至減少波谷的數(shù)量，帶 來的結(jié)果是要通過最終加工進(jìn)一步改善圓度偏差，從每單位時(shí)間的改善成果 方面來看，無疑增加了最終加工的難度(參見D2，第7欄第49行至第8欄 第3行)。按D2在淬火后再次通過切削加工實(shí)施材料去除，具體而言是分兩 階段切削加工的第二個(gè)切削加工步驟(精切削加工)(參見D2，第9欄第20至 24行)。
因此在Dl和D2中陳述的共同點(diǎn)是，用濕式磨削避免軸承座多階段旋 轉(zhuǎn)銑削加工。由此如已說明的那樣也可以使淬火的(參見D2)軸承座提高加工 質(zhì)量并通過取消磨塵的同時(shí)導(dǎo)致降低成本。因此，已知的取得一致同意的見 解為，將多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工綜合在初加工中。在沒有提出與此見解相背的 意見的情況下，列舉了直至曲軸可使用的狀態(tài)作為可能的工序組合切削加 工_淬火-切削加工_最終加工(參見D2,第4欄第50至54行)。
德國專利文件4446475也涉及一種曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加 工方法，其中沒有明確說明反對可以以此為出發(fā)點(diǎn)，即，在相應(yīng)的軸承座加 工前曲軸先進(jìn)行通過鍛造或鑄造預(yù)成形。所述文件教導(dǎo)了連桿軸承的一種旋轉(zhuǎn)銑削加工；該文件表示，與此相對應(yīng)地，曲軸主軸承的加工并非通過旋轉(zhuǎn) 銑削完成，而是通過旋轉(zhuǎn)拉削或旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)拉削來進(jìn)行。按這篇對比文件所 述，只有"偏心的工件表面"，亦即連桿軸承，才應(yīng)經(jīng)受旋轉(zhuǎn)銑削加工。
本發(fā)明基于下述認(rèn)識考慮到帶軸承座，尤其偏心軸承座的曲軸和其它 軸結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，僅僅采取已知的措施還不能達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)成本和加工結(jié) 果。本發(fā)明的目的是，提供一種曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加工方法， 它可以有助于在成本比較低的同時(shí)加工高質(zhì)量的曲軸。按本發(fā)明為達(dá)到此目 的提供一種曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加工方法，其中主軸承和連桿軸 承的軸承座在曲軸通過鍛造或鑄造預(yù)成形后實(shí)施下列加工工序
-通過用規(guī)定的切削刃切削加工成形，
-強(qiáng)化滾壓主軸承和連桿軸承所有的倒角或凹槽，
-滾壓校直曲軸，
-用指形銑刀分別通過高速的
-粗銑和
-精銑
精密切削加工，以及
-在精銑后精整曲軸的軸承座，
其中，粗銑和精銑分別在曲軸基本上旋轉(zhuǎn)一整圈的過程中，在指形銑刀 沒有縱向進(jìn)給和沒有切向進(jìn)給的情況下完成。
若曲軸在用切削加工刀刃成形與強(qiáng)化滾壓倒角或凹槽之間還要淬火，則 在軸承座淬火后，還要用規(guī)定的切削刃，通過包括粗銑和精銑的旋轉(zhuǎn)銑削， 實(shí)施多階段的切削加工過程，其中在曲軸涉及的每次旋轉(zhuǎn)過程中，亦即在指 形銑刀切入與退出之間，不改變指形銑刀相對于要加工的軸承軸線的位置。 基于要切除的材料的密度或硬度以及旋轉(zhuǎn)銑削加工的多階段性，所以只同時(shí) 產(chǎn)生比較小的退火的切屑，它們是干的并可以作為廢物順利排除。通過曲軸 在粗銑期間以及在精銑期間按數(shù)量級只分別旋轉(zhuǎn)大約一個(gè)整圖，如后面還要 詳細(xì)說明的那樣這包括曲軸旋轉(zhuǎn)約一個(gè)半整圈，所述的旋轉(zhuǎn)銑削加工可以在 最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)行。
精整工藝是一種用于所有可塑性變形的金屬材料的無切屑表面精加工。 這種加工借助淬硬后拋光的工作軋輥，在旋轉(zhuǎn)的曲軸上作用較低的擠壓力完 成。在精整過程中，在材料表層發(fā)生塑性變形，此時(shí)斷面的隆凸向下流動(dòng)并整平尖點(diǎn)，直至發(fā)生部分或全部修平。在精整前和后的組織結(jié)構(gòu)清楚地表明， 沒有造成搭接。
與其他所有改善高應(yīng)力工件表面質(zhì)量的工藝技術(shù)相比，精整工藝的優(yōu)點(diǎn)
在于
-均勻的表面加工， -高的承重比， -低的工具成本，
-長的工具使用壽命， -提高表層內(nèi)的硬度， -提高抗扭強(qiáng)度，以及 -延長使用壽命。
強(qiáng)化滾壓工藝與精整工藝類似，但要達(dá)到的目的完全不同。用強(qiáng)化滾壓 力壓緊的工作軋輥?zhàn)裱ぜ妮喞螤?。在本方法使用于凹槽時(shí)，軋輥的強(qiáng) 化滾壓力，在要加工的直徑的整個(gè)圓周上，可以根據(jù)角度在可預(yù)選的最小壓 力與最大壓力之間自動(dòng)調(diào)整，確切地說在曲軸每轉(zhuǎn)一圈的范圍之內(nèi)。強(qiáng)化滾 壓的次數(shù)可以預(yù)選。
達(dá)到的疲勞強(qiáng)度的提高與凹槽的材料、半徑大小、軋制壓力和強(qiáng)化滾壓 次數(shù)有關(guān)。
強(qiáng)化滾壓的優(yōu)點(diǎn)在于
-提高表層硬度，
-加入壓應(yīng)力，
-按照規(guī)定形成要強(qiáng)化滾壓的幾何結(jié)構(gòu)形狀。 有一些與之不同的強(qiáng)化滾壓方法，它們是 -進(jìn)給法和 -切入法。
在按本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)銑削時(shí)，指形銑刀的軸線相對于要加工的軸承座的軸 線錯(cuò)開一個(gè)偏心距，在相應(yīng)的包括刀具切入和退出階段在內(nèi)的加工階段中它 保持不變，亦即是常數(shù)。在旋轉(zhuǎn)銑削期間，不實(shí)施指形銑刀橫向于縱軸線， 亦即沿Y方向或與工件切向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工速度(相對進(jìn)給)僅取決于曲軸 的旋轉(zhuǎn)速度和要加工的軸承座半徑。在這里例如達(dá)到下列加工速度相對進(jìn) 給在200mm/min與9000mm/min之間，優(yōu)選地在約600mm/min與1500mm/min之間切削速度在60m/min與600m/min之間，優(yōu)選地在約 80m/min與180m/min之間。指形銑刀軸線相對于要加工的軸承座軸線的錯(cuò) 移量，取決于軸承幾何尺寸和等于指形銑刀直徑的0.1倍至0.25倍，優(yōu)選地 約0.15倍至0.2倍。通過指形銑刀的所述偏心距，端面切削刃可以覆蓋整個(gè) 軸承座。為了減小銑削過程的動(dòng)力學(xué)(振動(dòng)特性)可以優(yōu)化偏心距。軸承座的 銑削加工可以在切削刃進(jìn)入時(shí)按順銑或逆銑進(jìn)行。
按本發(fā)明的一個(gè)特別的方面，工件在第一個(gè)加工階段粗銑后進(jìn)行測量， 以及在第二個(gè)加工階段根據(jù)該測量結(jié)果針對精銑決定銑刀的切深進(jìn)給。重要 的是，為了每個(gè)軸承座的中間加工實(shí)施適當(dāng)?shù)腘C(數(shù)控)控制。這種控制是 存在測量機(jī)構(gòu)和測量程序的前提條件，借助它們直接;險(xiǎn)測加工結(jié)果并應(yīng)用于 軸承座加工機(jī)械的NC(數(shù)控)程序中。優(yōu)選地，在中間加工的粗銑后測量直 徑，并接著進(jìn)行針對最終尺寸的精切削精確的切深進(jìn)給。在這里，確定表面 幾何尺寸，例如直徑、圓度、粗糙度和直度，以及與補(bǔ)償策略相結(jié)合利用于 切深進(jìn)給。所述的測量優(yōu)選地用非接觸式測量裝置。在第一次切削后，借助 可編程的NC(數(shù)控)軸，將一個(gè)或多個(gè)測量裝置使用于測量主軸承和連桿軸 承。在這里粗銑后軸承座的測量在夾緊的曲軸上進(jìn)行，所以粗銑、測量和精 銑按直接的順序執(zhí)行。取決于各自的既有情況，在軸承座旋轉(zhuǎn)銑削加工的各 個(gè)階段中，可以分別切削軸承座大小相同但加工余量不同的表面。在這方面 特別有利的是，按規(guī)則居第二位提及的情況，在淬火后存在的加工余量的60 %至80% ,優(yōu)選地約65至75%在粗銑期間切除，其余的量在精銑期間去除。 在第一與第二加工階段之間加工余量的分配，取決于第一個(gè)加工階段的加工 結(jié)果。在旋轉(zhuǎn)銑削時(shí)，必要時(shí)應(yīng)遵守最小切屑厚度(例如O.lmm)。為確定通 過旋轉(zhuǎn)銑削加工要切除的總加工余量在旋轉(zhuǎn)銑削加工兩個(gè)階段的最佳分布， 有利的是，曲軸的軸承以前面說明的方式在高速粗銑之前已經(jīng)測量。
根據(jù)對表面質(zhì)量和其他邊界條件的要求，緊接在旋轉(zhuǎn)銑削后按規(guī)則還進(jìn) 行軸承座的精整。然而從成本的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選的是一種沒有最終加工 的工藝過程。這在原則上也可以實(shí)現(xiàn)；只要在精銑后在軸承座內(nèi)還存在的表 面不平度不是工藝引起的平行延伸，而確切地說是橫向于運(yùn)動(dòng)方向延伸。因 此這種表面不平度在工作中迅速校平，以及潤滑膜在那里被局部撕裂的危 險(xiǎn)，比在軸承座內(nèi)存在徑向環(huán)形細(xì)槽的情況下低。
按本發(fā)明另 一項(xiàng)優(yōu)選的進(jìn)一 步發(fā)展，在開始粗銑和開始精銑的切入期間，指形銑刀相對于指形銑刀軸線的切深進(jìn)給僅分別有一個(gè)軸向分量。換句 話說，指形銑刀總是沿著它的縱軸線切深進(jìn)給以及沿徑向置于工件上，在此 期間曲軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)規(guī)定的量(參見后面)。這是有利的，以便在指形銑刀切入 要去除的材料中時(shí)防止形成"凹地"。通過以此方式避免形成凹陷，在旋轉(zhuǎn)
銑削前存在的加工余量可以相應(yīng)地留得比較小(例如僅0.5mm ，亦即 r二0.25mm至r-0.15mm)，這對于多階段精銑的經(jīng)濟(jì)性帶來有利的效果。業(yè)已 證實(shí)特別有利的是，指形銑刀在其對于粗銑起決定性作用的位置切入要去除 的材料內(nèi)，沿曲軸的一個(gè)約為3°至15°,優(yōu)選地約5。的轉(zhuǎn)角延伸。相應(yīng)地這 也適用于指形銑刀在精銑時(shí)的切入。
為了與指形銑刀的切入和退出協(xié)調(diào)配合以達(dá)到優(yōu)化圓度的目的，借助傳 感和致動(dòng)技術(shù)通過刀具軸補(bǔ)償被動(dòng)力(Passivkraft)的波動(dòng)。在這里，刀具軸的 軌跡用壓電元件在約10至20pm的Xm范圍內(nèi)校正。為了改善經(jīng)精銑的軸 承座的圓度，借助力的測量和X軸位置調(diào)整自動(dòng)化切深進(jìn)給修正，在精銑加 工期間建立刀具/工件被動(dòng)力的平衡。這通過沿刀具軸(刀具的軸向)力的測量 以確定被動(dòng)力實(shí)現(xiàn)。為了確定力的正/負(fù)值上升(包括時(shí)間信號At在內(nèi))，兩 個(gè)彼此相繼的測量點(diǎn)比較高的掃描頻率(取樣頻率)〉lkHz和用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì) 算是必要的。需要快速的X軸驅(qū)動(dòng)器，它可以例如通過壓電元件產(chǎn)生10至 20pm(按已知的間隔錯(cuò)開時(shí)間測量脈沖/計(jì)算脈沖/移動(dòng)脈沖)同樣〉lkHz。
作為背景的基本思想是，若基于硬度波動(dòng)或由于改變切削截面(油孔)使 被動(dòng)力改變，則應(yīng)相應(yīng)地修正刀具沿X方向的切深進(jìn)給。在X軸驅(qū)動(dòng)器有 在10至2(^m范圍內(nèi)(移動(dòng)窗口)足夠高的分辨率和速度時(shí)，甚至由于切削刃 切入和退出的振動(dòng)影響也可以顯著減小(波峰與波谷的抗振/消振原理)。
然而在這方面必須注意，系統(tǒng)通過改變#1動(dòng)力傾向于大幅度擺動(dòng)，這可 能通過經(jīng)修正的移動(dòng)速度引起。若例如硬度減小，由此也降低被動(dòng)力，如果 此時(shí)"修正，，工件+X距離，則被動(dòng)力進(jìn)一步下降以及系統(tǒng)"自振"。
一種可能的解決辦法在于，在較長的時(shí)間范圍內(nèi)評估力信號，或通過積 分計(jì)算浮動(dòng)的平均值，以及在從事修正之間有間歇的延遲修正。盡管如此仍
須減少高頻振動(dòng)。
本發(fā)明另 一項(xiàng)優(yōu)選的進(jìn)一步發(fā)展其特征在于，用于旋轉(zhuǎn)銑削的切削刃直
徑大于要加工的軸承座寬度。優(yōu)選地應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)銑削的指形銑刀直徑，大約
等于要加工的軸承座寬度的1.15倍至1.35倍。在這種情況下恰當(dāng)?shù)卦陬A(yù)成形期間在要制造的軸承座兩側(cè)分別加工一個(gè)凹槽，在旋轉(zhuǎn)銑削加工時(shí)銑刀可 以在凹槽內(nèi)跑空?？紤]到這一參數(shù)，旋轉(zhuǎn)銑削加工后在軸承座表面上留下的 表面形狀，有 一種對于保持潤滑劑膜有利的徑跡。
在加工曲軸的軸承座時(shí)有利的是，曲軸為了多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工在其法 蘭 一端夾緊在可旋轉(zhuǎn)的第 一卡盤內(nèi)，以及在其軸頸 一端夾緊在可旋轉(zhuǎn)的第二
卡盤內(nèi)。在這里優(yōu)選地這兩個(gè)卡盤可以同步驅(qū)動(dòng)，并以在1與100圈/min之 間的圓周速度旋轉(zhuǎn)。
曲軸各個(gè)主軸承的軸承座恰當(dāng)?shù)赜梦ㄒ坏囊粋€(gè)旋轉(zhuǎn)銑刀先后加工，在此 期間曲軸優(yōu)選地同時(shí)在至少一個(gè)相鄰的主軸承處沿徑向被一個(gè)或兩個(gè)中心 架支撐。以相應(yīng)的方式各個(gè)連桿軸承的軸承座用唯一的一個(gè)旋轉(zhuǎn)銑刀先后加 工，在此期間曲軸同時(shí)在至少一個(gè)與加工的連桿軸承相鄰的主軸承處沿徑向 被一中心架支撐。
采用中心架支承避免曲軸在加工力作用下彎曲，并由此避免惡化加工結(jié)果。
與之不同，多個(gè)主軸承或多個(gè)連桿軸承用，個(gè)旋轉(zhuǎn)銑刀同時(shí)力o工。在這 種情況下采用相應(yīng)多數(shù)量的旋轉(zhuǎn)銑刀。
特別有利的是，對于每個(gè)軸承座的多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工運(yùn)行自己獨(dú)自的 NC控制程序。這種個(gè)性化控制的前提條件是存在測量機(jī)構(gòu)和測量程序，借 助它們直接檢測各自粗銑的加工結(jié)果，并在精銑期間使用于所涉及軸承座加 工機(jī)械的NC程序中。優(yōu)選地，如已說明的那樣，在多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工的 粗銑后進(jìn)行測量，并接著為精切削執(zhí)行切深進(jìn)給。由于最新的發(fā)展，機(jī)床的 這種復(fù)雜的NC控制如今無疑是可能實(shí)現(xiàn)的。
除了引言說明的加工轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸外，也可以^按類似的方式加工較 大型發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，例如用于小型船舶、坦克或機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)。同樣可以加 工凸輪軸或控制軸。
本發(fā)明還涉及一種實(shí)施所述方法的機(jī)床。機(jī)床有
-主軸，它有一條繞相應(yīng)于要加工的軸的主旋轉(zhuǎn)軸線的Z軸的旋轉(zhuǎn)軸線 (C軸)，
-可在C軸內(nèi)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的一-^盤，
-至少一個(gè)繞X軸旋轉(zhuǎn)的刀具軸，它可沿Y方向和沿Z方向移動(dòng)以及 沿X方向切深進(jìn)給，
12-至少一個(gè)可沿Z方向移動(dòng)的中心架，它有至少一個(gè)在曲軸軸承座處的 用于曲軸的支座，以及
-一個(gè)帶頂尖的尾架或一個(gè)第二卡盤。
除了這種切削加工曲軸的機(jī)床外，還設(shè)置單獨(dú)的機(jī)械或裝置，用于強(qiáng)化 滾壓倒角或凹槽或用于主軸和曲軸上軸承座的精整。如果這些切削加工裝置 并未在連桿軸承用的機(jī)床上已經(jīng)存在或不能安裝在上面，則規(guī)定，強(qiáng)化滾壓 和精整的作業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)鏈內(nèi)部的為此專門化的獨(dú)立的機(jī)械上進(jìn)行。
在具有兩個(gè)可驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的卡盤的機(jī)床內(nèi)加工曲軸的軸承座時(shí)，曲軸在其 法蘭端安裝在其中第一卡盤中，以及，曲軸在其軸頸端安裝在第二卡盤中。 作為卡盤優(yōu)選地使用帶頂尖安裝座的平衡卡盤。
旋轉(zhuǎn)銑刀的刀具軸還有一個(gè)裝置，以便能調(diào)整刀具軸，為的是調(diào)整在要加工
的軸承座軸線與刀具軸線之間沿機(jī)床Y方向的偏心距(錯(cuò)移量)。最后，刀具 軸還可以沿機(jī)床的Z方向移位和定位，以便能先后加工各個(gè)軸承座。
為了加工連桿軸承的軸承座表面，刀具軸有一個(gè)裝置，借助它刀具軸可 以協(xié)調(diào)沿X軸方向的振動(dòng)，從而在曲軸繞其主軸線旋轉(zhuǎn)期間可使刀具軸依隨 連桿軸承的圓運(yùn)動(dòng)。第二 "重疊的"X軸設(shè)置用于借助壓電元件切深進(jìn)給， 直至例如10pm。由此也可以減d、過程動(dòng)力。
刀具軸優(yōu)選地設(shè)置用于安裝指形銑刀，它的刀桿長度與其直徑之比在 10:1.5至10:3之間。指形銑刀的這種細(xì)長度，是曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)能用此刀具加工 軸承座所有表面(外表面)的前提條件。但所述細(xì)長度還有一個(gè)先決條件是， 指形銑刀的刀桿應(yīng)有高的抗彎強(qiáng)度。有利的是，指形銑刀的刀桿用硬質(zhì)合金 或其他有高抗彎強(qiáng)度的材料制造。指形銑刀的夾緊優(yōu)選地在 一個(gè)縮緊夾頭內(nèi) 實(shí)現(xiàn)。
為了達(dá)到平穩(wěn)而均勻地切削，在指形銑刀上優(yōu)選地設(shè)至少三個(gè)由釬焊或 其他適當(dāng)方法固定的CBN(立方氮化硼)刀片構(gòu)成的，或由另 一種適用的刀具 材料制成的刀片構(gòu)成的端面切削刃。指形銑刀的端面切削刃優(yōu)選地分別有一 個(gè)很小的偏角在0.02。與0.08°之間。采用這種偏角可以達(dá)到軸承座的一種在 曲軸上有利的凸形(球形)。在這里可通過斜磨端側(cè)刀刃造成的偏角可尤其約 為0.04°。在需要時(shí)刀具可以內(nèi)部冷卻。
各個(gè)未處于加工狀態(tài)的軸承座可優(yōu)選地規(guī)定的通過中心架的支承(見上)，恰當(dāng)?shù)卦谝粋€(gè)主軸承的三點(diǎn)進(jìn)行，其中之一(在旋轉(zhuǎn)銑刀對面)處于沿X 方向。為避免所述支承受主軸承和連桿軸承中必要的油孔的干擾，中心架的 支承面優(yōu)選地設(shè)計(jì)為滑塊，它們在主軸承座的油孔區(qū)內(nèi)可分別有一個(gè)槽狀缺 口。除此之外，滑塊可以與軸承外體線的表面輪廓形狀相匹配，尤其通過與 軸承直徑協(xié)調(diào)的凹面磨削。這用于使承力部分最大化來優(yōu)化所述的支承。
如上面已詳細(xì)說明的那樣，尤其對于它們的軸承座經(jīng)淬火的曲軸和其他 軸，本發(fā)明顯然有突出的優(yōu)點(diǎn)。然而，若對于軸承座的淬火既非為了在進(jìn)一 步處理過程中保護(hù)軸承座也非為了求得耐磨性而所需要，則可考慮在軸承座 不淬火的情況下使用按本發(fā)明的方法。在這種情況下對旋轉(zhuǎn)銑刀的切削刃的 要求較低。此外，因?yàn)橥ǔＴ诖慊饡r(shí)產(chǎn)生的翹曲變形不再出現(xiàn)，所以為旋轉(zhuǎn) 銑削加工預(yù)留的加工余量比淬火的軸承座小，這從生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看是 有利的。
下面借助實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖不按尺寸比例示出和局部非常簡
化，附圖中:


圖1表示一個(gè)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的透^f見圖2以縮小的尺寸表示一個(gè)可用于加工圖l所示曲軸的軸承座的指形銑 刀側(cè)視圖1^、放大的尺寸表示按圖2的指形銑刀沿圖2箭頭A方向的俯視圖4以放大的尺寸i示指形銑刀端部的側(cè)視圖5用剖面圖表示加工圖1所示曲軸的主軸承；
圖6表示在旋轉(zhuǎn)銑削加工不同階段相對進(jìn)給的矢量圖7用剖面圖表示另一個(gè)主軸承的支承；以及
圖8表示中心架滑塊的俯視圖9在側(cè)視圖中表示曲軸具有針對強(qiáng)化滾壓優(yōu)選的位置； 圖IO表示強(qiáng)化滾壓工具作用在連桿支承頸上； 圖11在側(cè)視圖中表示曲軸具有針對精整優(yōu)選的位置； 圖12表示精整工具作用在連桿支承頸上。
在用規(guī)定的切削刃通過切削加工(預(yù))成形的曲軸1上，若規(guī)定這樣做， 則首先將所有軸承座的表面淬火，并與之同時(shí)過渡部分-倒角或凹槽大多也 淬火。與此無關(guān)，接著作為下一道工序強(qiáng)化滾壓所有倒角或凹槽42(圖9)。 在這里用預(yù)先給定的強(qiáng)化滾壓力在凹槽42內(nèi)壓入兩個(gè)強(qiáng)化滾壓軋輥43和44，在此期間曲軸1旋轉(zhuǎn)。強(qiáng)化滾壓軋輥43和44在強(qiáng)化滾壓期間由導(dǎo)輥45 支承，它可旋轉(zhuǎn)地支承在強(qiáng)化滾壓軋輥頂端46上(圖10)。與強(qiáng)化滾壓軋輥 43和44相對，支承頸PL由兩個(gè)支承輥47支承，它們可旋轉(zhuǎn)地支承在支承 輥頂端48上。強(qiáng)化滾壓軋輥頂端46和支承輥頂端48是強(qiáng)化滾壓工具(未表 示)的組成部分。
如果需要，曲軸在淬火和/或強(qiáng)化滾壓倒角或凹槽35后定向。所述的定 向用與強(qiáng)化滾壓時(shí)所用的同一個(gè)強(qiáng)化滾壓工具進(jìn)行，當(dāng)然此時(shí)根據(jù)尺寸和方 向調(diào)整強(qiáng)化滾壓力。通過強(qiáng)化滾壓，與原始的疲勞強(qiáng)度相比，可以提高鋼制 曲軸的疲勞強(qiáng)度約200%，以及球墨鑄鐵制曲軸的疲勞強(qiáng)度約300%。切削 加工預(yù)成形的未淬火或已淬火的定向強(qiáng)化滾壓的曲軸1,可繞其主旋轉(zhuǎn)軸線 2旋轉(zhuǎn)地夾緊在機(jī)床(未表示)內(nèi)，現(xiàn)在其主軸承和連桿軸承的軸承座在機(jī)床 內(nèi)通過精銑進(jìn)行加工。從軸頸3處開始，主軸承先后稱為HL1至HL5。連 桿軸承類似地計(jì)數(shù)，它們在圖中從軸頸3那里開始先后用符號PL1至PL4 表示。在曲軸1與軸頸3對置端是法蘭4。在本實(shí)施例中，曲軸1在法蘭4 和軸頸3處分別被一個(gè)卡盤夾緊，圖中只分別表示了卡盤的兩個(gè)夾爪5。夾 緊力相應(yīng)于箭頭6的方向沿徑向作用在法蘭4上。
曲軸1的旋轉(zhuǎn)軸線2同時(shí)也是機(jī)床沿Z方向延伸的C軸。在法蘭4那 里開始，按箭頭9通過精銑先后切削加工首先是曲軸1的主軸承HL5至HL1。 在沿箭頭9方向，即機(jī)床的X方向加工期間，沿與加工方向9反向的箭頭 10的方向進(jìn)行曲軸1的支承。所述沿箭頭10方向的支承通過機(jī)床的一個(gè)或 兩個(gè)中心架(未表示)實(shí)現(xiàn)。在這里，當(dāng)支承在HL4上時(shí)實(shí)施HL5的加工， 當(dāng)支承在HL3上時(shí)實(shí)施HL4的加工，當(dāng)支承在HL4和/或HL2上時(shí)實(shí)施HL5 的加工，當(dāng)支承在HL3上時(shí)實(shí)施HL2的加工，以及當(dāng)支承在HL2上時(shí)實(shí)施 HL1的加工。類似地設(shè)計(jì)在加工連桿軸承PL1至PL4時(shí)的支承。在例如沿 加工方向11加工PL1時(shí)，實(shí)施在HL1和/或HL2上的支承。當(dāng)支承在HL2 和/或HL3上時(shí)則實(shí)施PL2的加工，當(dāng)支承在HL3和/或HL4上時(shí)實(shí)施PL3 的加工，以及最后當(dāng)支 K在HL4和/或HL5上時(shí)實(shí)施PL4的加工。為了簡化， W支定加工方向11與加工方向9并因而與才幾床的X方向一:f丈。
為了精銑軸承座HL和PL采用指形銑刀12(圖2)。在本實(shí)施例中指形 銑刀的直徑13為24mm,而主軸承座HL和連桿軸承座PL的寬度為19mm。 因此在通過曲軸1切削加工預(yù)成形期間，在每個(gè)軸岸義座兩側(cè)分別加工一個(gè)2.5mm的凹槽，指形銑刀12可以在凹槽內(nèi)空跑。與其直徑13相比，指形銑 刀12的刀桿15有大的長度14。刀桿15大的長度14提供可能性，例如連桿 軸承PL1或PL4的軸承座表面，當(dāng)它們在曲軸1大約旋轉(zhuǎn)半圈后處于下部 位置時(shí)也可以從方向9和11加工，圖1表示兩個(gè)在內(nèi)部的連桿軸承PL2和 PL3正處于這一位置。為此目的，指形銑刀12的刀桿15有大的抗彎剛度。 刀桿15插入機(jī)床刀具軸(未表示)普通的刀架16內(nèi)。指形銑刀12的旋轉(zhuǎn)軸線 17同時(shí)平行于才幾床的X方向。
從箭頭A的方向觀察，指形銑刀12有三個(gè)刀片18，它們沿圓周均勻分 布(圖3)。刀片18用簡稱CBN的等軸結(jié)晶的立方氮化硼(kubisch kristallines Bornitrid)制造。刀片18的端面切削刃朝旋轉(zhuǎn)軸線17的方向分別有一個(gè)小的 偏角19。
圖5表示通過曲軸1任意一個(gè)主軸承HL的剖面圖。機(jī)床的C軸處于沿 旋轉(zhuǎn)軸線2的方向；因此Z軸垂直于圖紙平面。X軸與之成直角延伸，以及 Y軸又與X軸和與Z軸正交(見圖1右下方)。指形銑刀12的旋轉(zhuǎn)軸線17相 對于X軸沿Y方向移動(dòng)一個(gè)錯(cuò)移量e,它在本實(shí)施例中約為4至5mm。曲 軸l的旋轉(zhuǎn)方向用彎曲的箭頭20表示，指形銑刀12的旋轉(zhuǎn)方向則用彎曲的 箭頭21表示。
為了主軸承HL的多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工，預(yù)留有加工余量22(例如 0.25mm)。在粗4先期間，此時(shí)曲軸1沿方向20大體旋轉(zhuǎn)一整圈，從主軸承 HL切除一個(gè)有預(yù)定厚度的外層23(粗加工余量，例如0.15mm)。直接在這之 后，例如不重新夾緊曲軸1，在粗銑并測量軸承后通過精銑實(shí)施內(nèi)層24的切 除(精加工余量，例如0.1mm),此時(shí)曲軸1仍沿旋轉(zhuǎn)方向20旋轉(zhuǎn)，以及指形 銑刀12沿旋轉(zhuǎn)方向21旋轉(zhuǎn)。也可以為了精銑改變旋轉(zhuǎn)方向20和21。在精 銑期間使曲軸1略超過一整圈旋轉(zhuǎn)。加上在精銑階段一開始用于將指形銑刀 12切入的轉(zhuǎn)角范圍，指形銑刀12在切削過程中大體經(jīng)過一個(gè)角度范圍為 420。。
圖6借助矢量圖示意表示指形銑刀12在材料內(nèi)插入，亦即切入時(shí)(虛 線)、旋轉(zhuǎn)時(shí)(實(shí)線)以及退出時(shí)(點(diǎn)劃線)的相對進(jìn)給。由幾何學(xué)關(guān)系得出(在旋 轉(zhuǎn)時(shí)僅軸承座的直徑和角速度決定矢量)，在曲軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)不存在純切向的 相對進(jìn)給；確切地說，切向分量35上疊加了一個(gè)(夸張地放大表示的)徑向分 量36,由此在曲軸1旋轉(zhuǎn)期間得到表示為矢量的相對進(jìn)給37。在切入過程
16中，指形銑刀12的切深進(jìn)給運(yùn)動(dòng)38沿著它的縱軸線17(沿X軸)發(fā)生。通過 與矢量37疊加得出的切入期間的相對進(jìn)給，由相應(yīng)的切入或插入矢量39表 示。當(dāng)曲軸l完整地旋轉(zhuǎn)后在指形銑刀12退出期間，指形銑刀12沿X方向 完成的切深進(jìn)給運(yùn)動(dòng)40導(dǎo)致相對進(jìn)給37。在指形銑刀12退出期間通過與矢 量37疊加得出的相對進(jìn)給，用相應(yīng)的退出矢量41表示。切深進(jìn)給運(yùn)動(dòng)38 和40各自的大小事先通過試驗(yàn)確定，其中，曲軸1的旋轉(zhuǎn)方向20可以考慮 或沿銑刀軸線17相對于曲軸1旋轉(zhuǎn)軸線2錯(cuò)移e的方向，或與此方向相反。 作為取決于其他加工參數(shù)及幾何關(guān)系確定切深進(jìn)給速度數(shù)量級的依據(jù)，可適 用的是，使所述的切入優(yōu)選地沿曲軸1旋轉(zhuǎn)3。至15。的角度范圍延伸。這對 于主軸承HL和連桿軸承PL是同樣適用的。
如已提及的那樣，在多階段旋轉(zhuǎn)銑削加工主軸承HL時(shí)，曲軸l由機(jī)床 的一個(gè)或兩個(gè)中心架(未表示)支承。所述的支承最初沿X方向進(jìn)行，在圖7 中它表示為垂直方向?；瑝K25用于支承，它可以沿X軸在兩個(gè)方向26運(yùn)動(dòng)。 除了沿X方向通過滑塊25支承外，附加地還通過另外兩個(gè)滑塊27和28支 承，它們可以分別沿徑向29運(yùn)動(dòng)到靠在曲軸1主軸承座HL上以及能重新 移開。中心架的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未表示)以這樣的方式協(xié)調(diào)這三個(gè)運(yùn)動(dòng)26和29， 即，將滑塊27和28運(yùn)動(dòng)到主軸承HL上，而在此期間使滑塊25沿雙向箭 頭26的方向向下運(yùn)動(dòng)。 一個(gè)已知的在這里無需進(jìn)一步說明的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，保 證協(xié)調(diào)26和29的運(yùn)動(dòng)，由此在軸承座直徑不同的情況下導(dǎo)致曲軸1定心地 夾緊。
但主軸承HL的軸承座30也被油孔31截?cái)?。在主軸承HL由滑塊25、 27和28支承期間，當(dāng)曲軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)油孔31的邊緣可能引起干擾。為避免這 些干擾，滑塊25、 27和28分別制有一個(gè)槽32。槽32促使滑塊25、 27和 28整個(gè)支承面上用于支承的部分33,小于它們各自在支承期間面朝主軸承 HL的橫截面積34。圖中沒有表示借助凹面磨削(見上)使滑塊與要加工的軸 承座外體線可能的匹配。
接著前面的粗銑和精銑的工序，可以隨意，亦即按需，再實(shí)施主軸承 HL和連桿軸承PL的軸承座的精整工序(圖11和12)。
圖11表示在曲軸1上優(yōu)選地要精整的主軸承軸承座HL和連桿軸承座 PL的位置。曲軸1止推軸承HL3的軸環(huán)面BL也優(yōu)選地精整；不過這一工 序并不屬于本發(fā)明的范圍，在這里我們只是為了完整性才提及。取代通過砂輪或環(huán)形砂布帶的最終加工，對主軸承HL和連桿軸承PL的軸承座實(shí)施精 整。
精整借助沿連桿軸承PL的軸承座圓周分布的三個(gè)圓柱形精整輥進(jìn)行。 圖12中只能看到其中兩個(gè)精整輥49和50;為了更好地理解將后者表示在圖 紙平面內(nèi)。每個(gè)精整輥49和50側(cè)面分別由兩個(gè)支承輥51和52支承，在這 里同樣將它們回轉(zhuǎn)到圖紙平面內(nèi)。如可看出的那樣，支承輥51和52本身可 旋轉(zhuǎn)地裝在外殼53或54中。在精整期間曲軸1旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)使精整輥49 和54處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并通過精整輥49和54同樣使支承輥51和52旋轉(zhuǎn)。 在精整時(shí)，精整輥49和54以預(yù)先給定的軋制力壓靠在曲軸1的軸承座PL 上。
通過精整，達(dá)到軸承座HL和PL有功能更好的表面特征。在精銑后遺 留的剩余粗糙度減小。增大型面承力部分和提高表層硬度。提升曲軸l的抗 扭強(qiáng)度。最后，還能減小也許還存在的形狀誤差。
優(yōu)選地，在每個(gè)曲軸1上還精整軸頸3的密封面55和法蘭4的密封面 56(圖11)。
上面介紹的方法除加工曲軸外，也適用于以相同的方式加工所有類型的 凸輪軸和控制軸。
權(quán)利要求
1. 一種曲軸主軸承和連桿軸承的軸承座加工方法，其中主軸承和連桿軸承的軸承座在曲軸通過鍛造或鑄造預(yù)成形后實(shí)施下列加工工序-通過用規(guī)定的切削刃切削加工成形，-強(qiáng)化滾壓主軸承和連桿軸承所有的倒角或凹槽，-滾壓校直曲軸，-用指形銑刀分別通過高速的-粗銑和-精銑精密切削加工，-在精銑后精整曲軸的軸承座，其中，粗銑和精銑分別在曲軸基本上旋轉(zhuǎn)一整圈的過程中，在指形銑刀沒有縱向進(jìn)給和沒有切向進(jìn)給的情況下完成。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，在粗銑后進(jìn)行曲軸主軸承 和連桿軸承的直徑測量，然后根據(jù)測量結(jié)果借助對于加工機(jī)械的數(shù)字控制實(shí) 施精切削的切深進(jìn)給。
3. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，在用規(guī)定的 切削刃切削加工成形后接著淬火。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征為，在開始粗銑和開 始精銑的切入期間，指形銑刀相對于指形銑刀旋轉(zhuǎn)軸線的切深進(jìn)給僅沿旋轉(zhuǎn) 軸線的方向進(jìn)行。
5. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征為，在指形銑刀切入期間切口 延伸3°至15°,優(yōu)選地約5°曲軸轉(zhuǎn)角。
6. 按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征為，應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)銑削 的指形銑刀直徑等于要加工的軸承座寬度的1.15倍至1.35倍。
7. 按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征為，在預(yù)成形期間要 制造的軸承座兩側(cè)分別加工 一 個(gè)凹槽。
8. 按照權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征為，將指形銑刀的旋 轉(zhuǎn)軸線相對于軸承座的旋轉(zhuǎn)軸線錯(cuò)開指形銑刀直徑約0.15至0.2倍的量進(jìn)行 粗銑和精銑。
9. 按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征為，曲軸的軸承座通 過粗銑和精銑進(jìn)行加工，曲軸在其法蘭一端夾緊在第一卡盤內(nèi)以及在其軸頸 一端夾緊在第二卡盤內(nèi)。
10. 按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征為，加工曲軸主軸承 的軸承座，為此用唯一的一個(gè)指形銑刀先后精加工主軸承的每一個(gè)軸承座， 在此期間曲軸同時(shí)在每一個(gè)相鄰的主軸承處沿徑向被一中心架支撐。
11. 按照權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征為，加工曲軸連桿軸承的 軸承座，為此用唯一的一個(gè)指形銑刀先后精加工連桿軸承的每一個(gè)軸承座， 在此期間曲軸同時(shí)在每一個(gè)相鄰的主軸承處沿徑向被一 中心架支撐。
12. 按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其特征為，精銑圍繞曲軸 360°以上的轉(zhuǎn)角。
13. 按照權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其特征為，在粗銑和/或精 銑時(shí)在油孔的區(qū)域內(nèi)開始實(shí)施精密切削加工。
14. 一種尤其對曲軸實(shí)施按照權(quán)利要求1至13之一所述方法的機(jī)床， 其特征為機(jī)床有-主軸，它有一條繞相應(yīng)于要加工的曲軸(1)主旋轉(zhuǎn)軸線(2)的Z軸的旋 轉(zhuǎn)軸線(C軸)，- 一可在C軸內(nèi)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的曲軸(1)卡盤，-至少一個(gè)繞X軸旋轉(zhuǎn)的刀具軸，它可沿Y方向和沿Z方向移動(dòng)以及 沿X方向切深進(jìn)給，-至少一個(gè)可沿Z方向移動(dòng)的中心架，它有至少一個(gè)在曲軸(l)主軸承 (HL)軸承座處的用于曲軸(1)的支座，以及-兩個(gè)卡盤或一個(gè)卡盤和一個(gè)帶頂尖的尾架或一個(gè)彈簧夾頭。
15. 按照權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征為，機(jī)床有兩個(gè)可驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 的卡盤，曲軸(1)在其法蘭端(4)安裝在其中第一卡盤中，以及，曲軸(l)在其 軸頸端(3)安裝在其中第二卡盤中。
16. 按照權(quán)利要求14或15所述的機(jī)床，其特征為，刀具軸可沿Y方向 錯(cuò)移一個(gè)量e。
17. 按照權(quán)利要求14至16之一所述的機(jī)床，其特征為，刀具軸設(shè)置用 于安裝指形銑刀(12),該銑刀的刀桿(15)長度與其直徑(13)之比在10:1.5至 10:3之間。
18. 按照權(quán)利要求17所述的機(jī)床，其特征為，指形銑刀(12)有三個(gè)由釬 焊的CBN刀片(18)構(gòu)成的端面切削刃。
19. 按照權(quán)利要求18所述的機(jī)床，其特征為，CBN刀片(18)分別有一 個(gè)偏角(19),它從指形銑刀(12)的外圓周朝其縱軸線(17)的方向減d、一個(gè)在 0.02°與0.08。之間的量。
20. 按照權(quán)利要求14至19之一所述的機(jī)床，其特征為， 一個(gè)或兩個(gè)卡 盤的轉(zhuǎn)速與刀具軸轉(zhuǎn)速之比在l:400至l:2000之間。
21. 按照權(quán)利要求14至20之一所述的機(jī)床，其特征為，中心架的支承 在曲軸(l)主軸承(HLl-5)的三個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行，其中之一沿X方向。
22. 按照權(quán)利要求21所述的機(jī)床，其特征為，曲軸(l)通過中心架的支 承由滑塊(25、 27、 28)構(gòu)成，它們在主軸承軸承座(30)的油孔(31)區(qū)內(nèi)分別有 一個(gè)凹槽(32)。
23. 按照權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征為，它有借助強(qiáng)化滾壓工具(43 至48)強(qiáng)化滾壓倒角或凹槽(42)的裝置。
24. 按照權(quán)利要求14或23所述的機(jī)床，其特征為，它有精整主軸承(HL) 和連桿軸承(PL)軸承座的裝置。
25. 按照權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征為，它有一個(gè)給主軸承(HL) 和連桿軸承(PL)的倒角或凹槽(42)或軸承座淬火的裝置。
26. 按照權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征為，它有一個(gè)為了兩端驅(qū)動(dòng) 工件而被驅(qū)動(dòng)的對向頂軸。
27. 按照權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征為，機(jī)床有至少一個(gè)可回轉(zhuǎn) 和/或可定位的測量裝置，用于測量主軸承和連桿軸承。
28. 按照權(quán)利要求27所述的機(jī)床，其特征為，設(shè)有非接觸式測量裝置用 于測量主軸承和連桿軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種曲軸(1)主軸承和連桿軸承(HL、PL)的軸承座加工方法，其中主軸承和連桿軸承(HL、PL)的軸承座(30)在曲軸(1)通過鍛造或鑄造預(yù)成形后實(shí)施下列加工工序通過用規(guī)定的切削刃切削加工成形；強(qiáng)化滾壓主軸承和連桿軸承所有的倒角或凹槽；滾壓校直曲軸(1)；用指形銑刀(12)分別通過高速的粗銑和精銑精密切削加工；在精銑后精整曲軸的軸承座，其中，粗銑和精銑分別在曲軸(1)基本上旋轉(zhuǎn)一整圈的過程中，在指形銑刀(12)沒有縱向進(jìn)給和沒有切向進(jìn)給的情況下完成。
文檔編號B23C3/06GK101448593SQ200780018260
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者漢斯·J·諾曼 申請人:奈爾斯-西蒙斯工業(yè)設(shè)備有限責(zé)任公司