用于机械打毛的工具和方法技术

本发明专利技术为用于机械打毛的工具和方法，涉及一种装置，所述装置在一个工序中这样加工内燃机的气缸孔，使得气缸孔接下来可以进行热覆层。

【技术实现步骤摘要】
用于机械打毛的工具和方法
本专利技术涉及一种用于对基底表面进行机械打毛的工具和方法。
技术介绍
工艺链打毛、热覆层和珩磨用于制造内燃机的气缸孔中的在摩擦学上适当的表面。打毛用于在基底表面上形成合适的形貌，这种形貌使得可以在热喷覆层和基底之间形成牢固的连接。轮廓形状和轮廓深度的设计对于层的粘接抗拉强度有明显的影响。层附着力本身通过两种材料相互间的粘附性、横向收缩张力和径向的形锁合来确定，所述横向收缩张力在打毛轮廓的成形元素和嵌入的层之间形成，由于凸起的打毛轮廓元素的侧凹而形成所述径向形锁合。本专利技术涉及一种用于对基底表面进行机械打毛的工具和方法，从而可以在根据本专利技术处理的基底表面上施加非常好地附着的覆层。除了其他的方法，如喷砂处理、激光照射或高压喷水处理，还已知机械加工的方法，在这些方法中，切削和整形(Umformen)在工艺技术上相互结合。在后面一组方法中还已知这样的工艺，在所述工艺中采用切削和压制，这里在压制工具和材料之间发生滑动过程。另一种切削和整形的组合在于切削连同随后的滚轧。在这种情况下，首先通过精钻、车削或铣削制成的表面轮廓通过滚轧整形。在此，辊子在基底表面上滚动并通过对表面的整形实现附着特性的改进。由于本专利技术涉及最后提及的切削与滚轧(或滚压)的组合，可以举出以下现有技术。EP2267178A2记载了一种为切削与滚轧的组合的打毛方法。滚轧操作设计成，使得在组合工具中，辊子与成形刀之间的距离取决于在第一方法步骤中切割出的成形轮廓(条带(Steg)、宽度和进刀量)的周期性。辊子分别覆盖一个轮廓条带。切削刀具和辊子的轴向布置形式取决于成形刀和其运动学条件，如进给量、条带宽度、轮廓深度。这要求对成形刀和辊子的工作面相互间进行精确的调节。因为辊子总是只加工一个条带宽度，所以这里可以认为辊子具有小的使用寿命。此外，辊子在径向方向上不能相对于成形刀进行再调整，从而使得对于不同的磨损率不能进行新的调节，进而降低整形的程度并形成较小的侧凹。DE102006004769A1涉及一种打毛方法，其中基底表面在第一个方法步骤中被切削加工，在下一个步骤中将之前切削制成的轮廓顶端“弯曲”。这可以通过滚轧、压制或喷射处理来实现。基底表面，即以后用于覆层的接触面形成具有侧凹的轮廓形状。辊子不是垂直于切削加工的轮廓而倾斜的，因此在辊子和切削加工的轮廓之间出现打滑。公开文献DE102008024313Al同样公开了一种在切割之后的滚轧加工法。但辊子构造有大量的盘形刀具，这些盘形刀具的切割刀刃与轮廓条带相间隔地设置。这种设计方案的一大缺点在于，首先这种工具必须精确地在轴向位置中与预先加工的轮廓形状的轮廓顶端位置对齐，以便然后通过径向的进给在这些突起的轮廓条带处分开轮廓。此外必要的是，盘形刀具的间距精确地基于进刀量或基于突起的轮廓条带的间距设置。这里，滚轧工具在轴向位置上进行轮廓导向，并且在设计方案中确定，这保留了在过程调整中困难的操作以及还有在盘形刀具间隔开的情况下的复杂的制造。在DE202009014180Ul中同样将切削过程与用于对轮廓条带整形的滚轧过程相组合。在这种方法中，辊子必须设有成型部，所述成型部根据进刀量或轮廓条带的间距进行定向。这种工具在辊子侧具有很大的磨损，从而不能实现经济的运行。在调整工具时，辊子的轮廓到成形刀的轴向间距也需要大的耗费。在所有上面所述的方法中都需要制造和调整复杂的工具，这种工具磨损相对较快并且部分地不能再调整，并且因此难以实现或不允许实现经济的和过程可靠的大批量制造。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于机械打毛的装置和方法，所述装置和方法可以与接下来的覆层方法无关地使用。在此，根据本专利技术的装置应该既可以用于珩磨机上也可以用于加工中心上。根据材料和轮廓几何形状，应可以进行微量润滑或完全润滑。根据本专利技术提出一种用于在孔的内表面形成打毛轮廓的装置，所述装置构造成组合的切削和整形工具，所述装置具有：用于借助几何形状确定的刀具进行切削的切割工具，用于形成打毛轮廓的预成形体；以及用于对所述打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具，其中这些工具能够沿径向方向进给，其特征在于，第一工具设有至少一个几何形状确定的刀具，并且所述第一工具沿进刀方向安置在所述切割工具和所述用于对打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具的前面，其中所述切割工具是第二工具，所述用于对打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具是第三工具，其中所述第三工具具有能旋转地支承的辊子，其中所述辊子的圆周面至少局部地布设有硬质材料,其中所述硬质材料是金刚石，其中所述辊子的装有金刚石的面的长度至少是所述第二工具的两个分刀之间的间距的10倍，或至少是进刀量的10倍。根据所述目的，本专利技术提出一种组合工具，所述组合工具在工件一次夹紧中或者在一个工作行程中同时或者在多个工作行程中相继在不变的工件(夹紧)位置中执行以下加工步骤：-精钻(第一工具)-成形切割(第二工具)，就是说形成成型的表面，以及-滚轧(第三工具)。借助这种设计确保了，所有过程具有相同的运动状态和轴线位置，并且因此在轮廓切割时在圆周上环绕地实现了恒定的轮廓深度，因为精钻刀和轮廓刀在相同的工具中位于相同的旋转轴线上。所述工具可以用在具有双进给方向的珩磨机上或用在具有类似进给可能性的加工中心上。根据本专利技术的组合工具与机器主轴刚性地连接并从上部的孔边缘以第一工具的先行工作的精钻刀开始加工。至少一个精钻刀为孔提供在垂直度和位置方面的定位精度。精钻刀固定地嵌接、钎焊或粘接在所述工具中并被磨削到加工直径上，或者所述精钻刀旋拧或夹紧地位于弯曲支座(Biegehalter)或固定的嵌入支座上，并可以通过调节螺丝调整到所需轴向位置并调整到希望的工作直径上。第二工具的在进刀方向上设置在精钻刀后的刀片(成形刀)将孔的直径扩大约50μm的最小增量，从而完全同轴地除去由第一工具实现的表面。第二工具的刀片优选由多个分刀组成，这些分刀的横截面上并由此在这些分刀的有效切削横截面逐渐增大。由此将第二工具的切削体积分配到多个分刀上，这引起使用寿命的提高。分刀的切削横截面的改变既可以随着深度(即沿径向方向)的增加实现，也可以随着宽度(即沿轴向方向或进刀方向)的增加实现。借助于第二工具的成形刀，可以有利地利用成形刀制造通常呈矩形的槽/轮廓，但也可以制造尖的、圆形的、菱形的或梯形的轮廓。成形刀是一件式的刀片，所述刀片根据相应的轮廓形状烧结和/或磨削或腐蚀而成。所述轮廓获得成形切割的微结构，如矩形轮廓、梯形轮廓或三角形轮廓，在这些轮廓的侧面上，通过对轮廓条带的整形，亚微轮廓如侧向的带有极小的裂缝和薄片(Verschuppung)的侧凹式的材料悬伸部附加地有助于提高附着强度。整形过程设计成无打滑的，从而使得没有切削，而只有辊子轮廓的压痕在整形步骤中造成材料流。由于经济的使用寿命，这种方法应该能够在制造热覆层的气缸孔时使用在批量制造中。第二刀具的成形刀支承在弯曲支座上，并且通过根据本专利技术的装置的第一进给系统1例如机电地进行尺寸调整。由此在加工之前、期间或之后可以进行再调整，以便补偿刀片的磨损、尺寸稳定地工作并提高使用寿命。与进刀方向相反，沿轴向以尽可能小的间距设置带有能旋转地支承的(整形)辊子的第三工具。辊子轴向和径向地支承，从而使得辊子只通过滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在孔的内表面形成打毛轮廓的装置，所述装置构造成组合的切削和整形工具，所述装置具有：用于借助几何形状确定的刀具进行切削的切割工具，用于形成打毛轮廓的预成形体；以及用于对所述打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具，其中这些工具能够沿径向方向进给，其特征在于，第一工具（7）设有至少一个几何形状确定的刀具（11），并且所述第一工具（7）沿进刀方向安置在所述切割工具（第二工具）和所述用于对打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具（第三工具）的前面。

【技术特征摘要】
2011.05.31 DE 102011076827.0;2012.05.04 DE 1020121.用于在孔的内表面形成打毛轮廓的装置，所述装置构造成组合的切削和整形工具，所述装置具有：用于借助几何形状确定的刀具进行切削的切割工具，用于形成打毛轮廓的预成形体；以及用于对所述打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具，其中这些工具能够沿径向方向进给，其特征在于，第一工具(7)设有至少一个几何形状确定的刀具(11)，并且所述第一工具(7)沿进刀方向安置在所述切割工具和所述用于对打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具的前面，其中所述切割工具是第二工具，所述用于对打毛轮廓的所述预成形体进行整形的工具是第三工具，其中所述第三工具(23)具有能旋转地支承的辊子(39)，其中所述辊子(39)的圆周面至少局部地布设有硬质材料，其中所述硬质材料是金刚石，其中所述辊子(39)的装有金刚石的面的长度至少是所述第二工具(21)的两个分刀(43、45、47)之间的间距的10倍，或至少是进刀量的10倍。2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第一工具(7)包括至少一个刀具(11)，所述至少一个刀具(11)间接地或直接地设置在所述装置的基体(9)上。3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述第一工具(7)的所述至少一个刀具(11)固定在支架(13)上，并且所述支架(13)与所述基体(9)螺纹连接。4.根据权利要求2或3的装置，其特征在于，所述第一工具(7)的所述至少一个刀具(11)在加工之前能够调整。5.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第二工具(21)的成形刀(37)具有多个分刀(41、43、45)。6.根据权利要求2或3的装置，其特征在于，所述第二工具(21)的成形刀(37)具有多个分刀(41、43、45)。7.根据权利要求5的装置，其特征在于，所述第二工具(21)的成形刀(37)具有至少三个分刀(41、43、45)。8.根据权利要求2或3的装置，其特征在于，所述第二工具(21)的所述成形刀(37)固定在弯曲支座(35)上，所述弯曲支座(35)在与所述成形刀(37)间隔开的位置处与所述基体(9)螺纹连接。9.根据权利要求8的装置，其特征在于，在所述基体(9)中引导能径向移动的进给销(33)，所述进给销(33)的第一端部支撑所述弯曲支座(35)，并且所述进给销(33)的第二端部平放在第一进给杆或第一进给管(25)的进给锥体(31)上。10.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述辊子(39)的旋转轴线(40)与所述装置(5)的进刀方向围成角度alpha，其中所述角度alpha大于0°且小于15°。11.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述辊子(39)沿径向和沿轴向支承地固定在能径向移动的进给框架(41)上。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·弗洛里斯，埃尔温·鲍姆加特纳，米夏埃尔·拉奇，
申请(专利权)人：格林技术有限公司，
类型：发明
国别省市：