[发明专利]用于磨床的工件保持组件和磨削方法

说明书

一种工件夹持组件(20)，包括磁性卡盘(22)，以及独立的第一及第二组的工件架，用以与环形工件(40，60)的外周表面接合。所述工件架能构造成使得当所述工件(40，60)的外周表面被磨削且卡盘沿一个方向旋转时，所述外周表面仅被推动与第一组(26，28)工件接触，并且当所述工件的内周表面被磨削且卡盘的旋转方向反向时，所述外周表面仅被推动与第二组(30，32)工件接触。还描述了使用这种工件保持组件的磨削方法。

技术领域

本发明涉及一种用于磨床的工件保持组件，并且更具体地涉及一种适于在磨削期间保持环形工件的组件。还描述了使用这种组件保持工件的磨削方法。

背景技术

薄的环形工件在其直径上可能不是固有刚性的。在磨削过程中，工件需要固定到工作主轴上，而不会引起不适当的径向变形。这种形式的工件可以使用涡卷卡盘、膨胀心轴和筒夹卡盘来夹持。用于保持部件的力的量可以被减小以最小化变形，但是这可能以加工周期时间为代价，因为需要限制切削力以避免导致工件脱离。

磁性面板或卡盘也用于表面磨削和旋转磨削工艺。它们特别适合于工件的一面可以被预加工成平面度，其中由磁性卡盘引起的任何机械变形将显著小于成品部件所需的精度水平。

研磨靴(shoe)磨削或微中心磨削提供一种工件保持方法，该方法允许工件在外和内周表面上被机器人加载和加工。

发明内容

本发明提供一种用于磨床的工件保持组件，该组件包括：

磁性卡盘，其用于保持工件，所述工件具有围绕工件中心轴线而同心定位的外周表面和内周表面；

卡盘驱动器，用于在磨削期间使卡盘绕卡盘旋转轴线旋转；以及

独立的第一及第二组的工件架，用以与由该卡盘保持的环形的工件的外周表面接合，且其横向侧表面与该卡盘接合，

其中，所述第一组工件架和所述第二组工件架是可配置的，使得：

当所述工件的外周表面由沿磨轮旋转方向旋转的磨轮磨削并且卡盘沿卡盘旋转方向旋转时，所述外周表面仅被推压成与第一组工件架和第二组工件架中的第一组接触；以及

当所述工件的内周表面由沿磨轮旋转方向旋转的磨轮磨削并且卡盘的旋转方向相对于在磨削外周表面期间的卡盘旋转方向反向时，所述外周表面仅被推压成与第一和第二组工件架中的第二组接触。

这样，在工件的外周表面和内周表面的磨削期间产生的磨削力被相应的单独的工件架组抵抗。因此，该组件可以在每次磨削期间提供对工件的精确和坚固的约束。此外，这可以在不需要移除工件或在磨削之间重新配置磨床的情况下实现，从而使花费的时间最小化并提高加工过程的精度。

这种组件构造能够可靠地约束工件以抵抗高磨削力。因此，它可以使得能够使用超硬材料磨轮(例如具有包括立方氮化硼(CBN)材料的磨削表面的磨轮)磨削外周表面和内周表面两者。以小批量制造的高附加值的定制部件受益于超硬材料磨轮的使用，该超硬材料磨轮可以用通用轮廓(例如小半径)来修整以遵循所产生的路径或轨迹来精加工该部件的工作表面。高磨削比(即，体积材料去除/体积轮损失)在使用超硬材料磨轮的小批量生产中也是有益的。

特别是用超硬材料磨轮磨削内周表面可能在已知构造中会推动部件在远离工件的方向上产生更大的力，因为磁性卡盘的强度可能不足以安全地保持工件。

在一些实施方式中，在磨削工件的外周表面和内周表面的步骤期间，第一组和第二组工件架中的工件架相对于卡盘旋转轴线位于相同的位置。利用这种构造，由于在工件的外周表面和内周表面的整个磨削过程中，工件架位置相对于卡盘旋转轴线固定，因此简化了磨削过程。

第一和第二组工件架中的每一组的至少一个工件架可以是独立于其它工件架相对于卡盘旋转轴线可运动的可动工件架。