用于工件的断离的方法和装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于带有一个或多个轴向前后对齐布置的环状工件段的工件的断离的方法和装置。现有技术
由DE 197 04 131 A1已知一种用于带有一个或多个轴向前后对齐布置的环状工件段的工件的断离的方法，其中该方法包括下列步骤。首先在由环状工件段形成的孔内分别制造两个径向相对的断裂缺口。这通常在一个专门为此目的而设的加工站中实现。制做了断裂缺口以后将工件从加工站取下，送到一个特别地卡紧和支持装置并固定到那里以进行真正的断离。在取下和固定中间还可能或必须要经过一定时间的中间存放。然后将一个张开装置轴向导入由环状工件段构成的孔内并张开来以使至少一个环状工件段断离。在DE 197 04 131A1中公开的实施该方法的装置包括一个用于固定工件的卡紧和支持装置及一个张开装置，该张开装置在由环状工件段构成的孔内可轴向导入并可张开。
另外在WO 95/28248、EP 0 167 320 B1及US-P 4 684 267中分别公开了一种可对比的方法和一种可对比的装置。本发明的说明
本发明的技术问题在于创制一种用于工件的断离的方法以及一种适用于这种方法的用于工件的断离的装置，用该方法和装置以尽可能简单有效的方式和方法使工件的加工进一步合理化并可降低装置技术上的生产成本。
上述技术问题通过具有权利要求1所述特征的一种按照本发明的方法得以解决。
这种用于带有一个或多个轴向前后对齐布置的环状工件段的工件的断离的方法包括下列步骤：固定要断离的工件；将至少一个张开装置轴向导入至少一个由各个环状工件段构成的孔内；当张开装置轴向导入之时和/或之后在至少一个孔内制造至少一个断裂缺口；使张开装置张开来以断离至少一个环状工件段。
断裂缺口的制造最好用一个象下面还将联系本发明的装置更确切地说明的那样的分离装置实现。这里断裂缺口的制造既可从由各个环状工件段构成的孔的轴线上一端也可从两端着手进行。如果在本发明的方法中采用两个张开装置，那么此外还能使张开装置从轴线上相对的两端导入到一个或多个由各个环状工件段构成的孔里来。
用本发明的方法当张开装置导入之时和/或(直接)在张开装置导入之后，但在真正的断离过程之前，可直接在事先为了断离业已固定的工件上制造至少一个断裂缺口。断裂缺口最好是在张开装置导入之时或之后完全加工好。然而也可以是在张开装置导入之时只是部分地制作，别的部分直到张开装置部分或完全导入之后再制造。
对于按照本发明的方法，可不需要象现有技术中所需的用于至少一个断裂缺口的一个在先进行的附加生产步骤和专门为此所设的加工站。因而取消了将工件从所说加工站取下和将工件运送和夹紧在为断离而采用的卡紧和支持装置内的步骤。在制造断裂缺口和真正的断离之间时期，工件可能的外部中间存放也多余的了。到断裂过程为止(包括断裂过程)工件的加工可因此而大大加速和简化。因此按照本发明的方法以相当简单有效的方式和方法使工件的加工显著合理化并降低了装置技术上的生产成本。举例来来说按照本发明的方法不但可用于：
a)带有一个单个环状工件段的一个单个工件，
b)带有一个单个环状工件段的多个单个工件轴向前后对齐的布置，
c)带有多个轴向前后对齐布置的环状工件段的一个或多个工件，而且还可用于
d)由a)-c)的组合。
本发明的方法的其他有利结构特征是从属权利要求2至9的内容。
此外本发明提出的技术问题还通过具有权利要求10所述特征的一种按照本发明的装置得以解决。
用于带有一个或多个轴向前后对齐布置的环状工件段的工件的断离的该装置包括：至少一个用于固定要断离的工件的卡紧和支持装置；至少一个在至少一个由各个环状工件段构成的孔内可导入并可张开来的张开装置；和至少一个基本上布置在张开装置周围上、与之一起可沿轴向随动的、用于当张开装置导入之时或之后在至少一个孔内制造至少一个断裂缺口的分离装置。
对于分离装置(该分离装置就其用于制造断裂缺口的功能来说不要与为工件真正的断离所设的装置混淆)最好为带有至少一个几何特征确定的刀刃的一个分离装置。然而本发明不仅仅限于这种分离装置类型。分离装置也可具有几何特征不确定的刀刃(如制成磨削工具)甚至制成分离过程中根据热、化学、或电化学磨蚀原理作用的分离装置，例如在电火花加工装置或激光切割装置的范畴等等。由单个的分离装置类型组合也可以。
这里，分离装置的用于制造至少一个断裂缺口必需的分离作用可在其上设有分离装置的张开装置导入时，例如通过一个由于导入运动所产生的分离装置和其上要加设断裂缺口的孔之间的相对运动，或者通过分离装置、张开装置和工件之间的组合的相对运动来实现。对于张开装置导入之后断裂缺口的制造却最好保持张开装置相对于孔位置恒定，只是进行分离装置和相关的工件表面和/或静止的张开装置之间的相对运动。然而两种情况均能使分离装置相对于孔的工件表面的进给运动不仅仅包含基本上平行于轴线的导入方向，还包含与之成一定角度延伸的分量。
由于分离装置如前所述设置在张开装置上，因此张开装置用作分离装置的驱动和/或进给装置。不过按照本发明，分离装置也可能具有一个独立于张开装置的驱动和/或进给装置。
按照本发明的装置提供了开头就本发明的方法已述及的优点。由于分离装置设置在张开装置上，因此张开装置还具有有利的双重功能，因为它在一定程度上起到分离装置的功能部件的作用并与之一起具有在一般情况下所需的用于制造断裂缺口的独立的加工站的附加功能。因此本发明的装置具有一种组合的断裂缺口制造/断离工具。
本发明的装置的其他有利结构特征是从属权利要求11至19的内容。
下面根据附图详细地描述及阐明本发明优选实施例的附加结构细节和其他优点。附图的简要说明
其中：
图1表示一个按照本发明的用于工件断离的装置的大大简化了的横截面图；
图2表示按第一种结构型式的、图1的装置中设置的张开装置的侧视图；
图3表示图2的张开装置的前视图；
图4表示图1所示的壳体块的轴承盖区域的横截面图；
图5表示按第二种结构型式的、图1的装置中可采用的张开装置的大大简化了的横截面图。本发明实施例的说明
在下列说明和附图中，为了避免重复相同的部分和部件，只要是不需要进一步区别的，就还用相同的标记号表示。
图1为一个按照本发明的用于带有多个轴向前后对齐布置的环状工件段4的工件2的断离的装置的横截面图。本例中要加工的工件2为一个带有五个制成整体的环状工件段4，下面称为轴承盖4的壳体块2，这五个轴承盖沿轴向围成相互间隔的共轴的孔6，这些孔用于支承曲拐轴、凸轮轴等并具有一个共同的支承轴线A。轴承盖4应通过断离从残剩的壳体块2脱离开，使得在预定断面上分别产生一个特别的、分离开的轴承盖4和残留的外壳块2的材料接合处的宏观结构啮合，并在各轴承盖4和其所属的壳体块段之间产生一个精确相配的配合。
该装置包括一个用来使要断离的壳体块2定位和固定的卡紧和支持装置8。该卡紧和支持装置8具有一个位置固定的下部工件支承10及一个通过一滑架12可垂直于支承轴线A进给的、带有一个同样可垂直于支承轴线A进给的轴承盖支撑16的工件支座14。工件支座14和轴承盖支撑16的进给在附图中用双箭头表示。可能具有液压的、电机的或别的适用控制装置的附属的进给机构，为更好地通览起见未绘示出来。
另外该装置还包括一个带有一纵向延伸的膨胀或破断心轴18的张开装置，该破断心轴可沿纵轴线A轴向导入孔6内并且可张开来以产生破断力，如附图中双箭头所示。破断心轴的长度在这种情况下如此确定，使其在导入状态下伸过壳体块2的全部孔6穿过去。该破断心轴18具有两个下面还要详细说明的破断心轴半轴。
在图2中，按第一种结构型式的、图1的装置中设置的张开装置的侧视图可进一步看出破断心轴18的细节。破断心轴18的前端制成锥形，这易于破断心轴18导入孔6内。破断心轴18的外廓基本上为圆形。破断心轴18的外径略小于孔6的内径。第一破断心轴半轴18.2沿其纵向长度制成连贯的。第二破断心轴半轴18.4具有沿轴线方向相互间隔的、固定在第一破断心轴半轴18.2上的导块22。在相邻的导块22之间均嵌入一个其外廓基本上为半圆形的、活动的断裂弓体24，其中各个断裂弓体24就其布置和功能来说分别配属于各个轴承盖。这里总共有五个断裂弓体24。断裂弓体24通过一个布置在两破断心轴半轴18.2、18.4之间的纵向延伸的断裂弓体操作元件26相对于第一破断心轴半轴18.2沿径向，即垂直于支承轴线A的方向可共同运动(图2中用虚线表示)，这样就实现了破断心轴18的张开作用而在各个轴承盖上施加一个破断力。
破断心轴18的背向壳体块2的端部与一个进给和操作装置28(参阅图1)连接，用该进给和操作装置将破断心轴18通过一个沿支承轴向可运动的滑架30沿轴向导入孔6内并可在断离过程结束之后再拉回。进给和操作装置28进而破断心轴18的运动在图1中用双箭头表示。进给和操作装置28的这一运动的驱动装置为通览起见未表示出来。然而在这里它可以是液压的、电机的或别的适用的驱动装置。进给和操作装置28还具有一个与断裂弓体操作元件26共同作用的、与一个测力装置34耦接的执行元件32，而确保各个断裂弓体24的精确确定的破断力。
如图2所示，本发明的装置还包括一个基本上在张开装置，即这里的破断心轴18周围上设置的、可与其沿轴向A随动的、用于当轴向导入破断心轴18时在壳体块2的全部五个孔6内制作两个径向相对的断裂缺口38的分离装置36。
要制作的断裂缺口38的位置由表示图1所示壳体块2的一个轴承盖区域的横截面的图4得出。要注意：图2、3和4的比例不同。
本实施例中的分离装置36制成拉削装置36并包括两个设置在相对于轴向导入方向前面的一段破断心轴18上的拉削刀具40。该拉削刀具40对应于要制作的断裂缺口的布置和径向延伸量径向相对地定位于破断心轴18的周围并分别以其刀刃稍稍径向伸出于破断心轴18的周围。这由表示图2的破断心轴前视图的图3可以很清楚地看出。
相对于破断心轴18的纵向，即沿纵轴线A的方向，两拉削刀具40面对面正对。不过对特定的用途它们也可以沿纵向相互偏离地布置。各个刀刃的几何特征与要制作的断裂缺口38的几何特征匹配。
此外拉削刀具40以转位式刀片的方式制成可换刀具并且分别在一个设置在破断心轴18前端部区域的刀具支座或刀具支承42内可拆卸但位置固定地紧固，使得它们在磨损、断裂或要维护时易于更换。这里刀具支座包括一个拉削刀具40的凹槽44、一个紧固件46和一个螺钉48，用该螺钉可将紧固件46压紧在拉削刀具40上进而可靠地固定在破断心轴18上。
上述布置使破断心轴18与拉削装置36一起构成一个组合的拉削/破断工具并同时与此联系地用作刀具支承和拉削刀具40的挺杆。
现说明用上述本发明的装置可进行的用于工件断离的本发明的方法。
首先将要加工的工件，即如所述的具有五个轴向前后对齐布置的环状整体轴承盖4的壳体块2，通过用于断离的卡紧和支持装置8定位、固定。为此壳体块2先要以其背向轴承盖4的一侧布置在位置固定的下部工件支承10上。然后工件支座14和轴承盖支撑16进给，使接下来要加工的工件2固定并被可靠地紧固而阻止轴承盖4在断离过程中扭转。
现处于未张开状态的破断心轴18通过在滑架30上可动的进给和操作装置24，相对于图1右面的轴承盖4沿轴向A开始导入由各个轴承盖4围成的孔6内。由于拉削装置36固定地布置在破断心轴18的前端部，因此破断心轴18和拉削装置或其拉削刀具处于相互之间相对运动独立的状态。本例中拉削过程中所需的工件2和拉削刀具40之间的相对运动也通过破断心轴18的轴向运动自行产生。通过径向稍稍伸起的拉削刀具40，当破断心轴18导入时在各个孔6的内周表面6.2内分别拉削出两个径向相对的断裂缺口38。随着破断心轴18继续沿轴向穿过孔6前进，孔6内接着制造断裂缺口38，直至所有五个孔均具有两个断裂缺口。在完全导入状态下，破断心轴18处于图1所示的位置，其中断裂弓体24均刚好位于其各自所属的轴承盖4的孔6内。
接下来断裂弓体24通过执行元件32和断裂弓体操作元件26张开来，通过这样向轴承盖4上施加一个由测力装置34控制的破断力。当轴承盖4内达到极限应力时，该轴承盖就在用作理论断离位置进而确定预定断离面的断裂缺口38上基本上同时地从残剩的壳体块2分离开来。对此要说明的是：根据张开装置或破断心轴18的结构型式当然也可能使轴承盖4依次断离开来。这特别针对于有大量要断离的工件段和/或破断力应保持很小的情况。
轴承盖4断离之后，断裂弓体24又重新回到其初始位置。然后将轴承盖支撑16导回，破断心轴18从工件2中拉回，最后工件支座14回复。现可取下加工好的壳体块2，用一个新的壳体块2装备到装置上以进行新一轮加工周期。
图5表示按第二种结构型式的、图1的装置中可采用的张开装置的大大简化了的横截面图。该张开装置50也制成一个两分的断裂心轴50的方式并具有两个相对于轴承盖4的孔6沿径向可相对活动的断裂心轴半轴50.2和50.4。不同于按图2的变型方案，在该断裂心轴50中分离或拉削装置36相对于断裂心轴50活动地设置并在断裂心轴半轴50.2和50.4之间沿纵向延伸。拉削装置36具有两个径向相对的棒形拉削刀具52，该拉削刀具在破断心轴50的横截面内分别设在两邻接的断裂心轴半轴50.2和50.4之间的分界面内并基本上通过破断心轴的总长延伸且沿轴向A(参阅图1)可来回运动。
指向破断心轴50的外侧进而指向各个工件孔6的内周表面6.2的拉削刀具52一侧设有刀刃54，其几何特征决定于要制作的断裂缺口38的几何特征。指向破断心轴50内侧的拉削刀具52的背面56在一个由断裂心轴半轴50.2和50.4构成的这种拉削刀具导轨58内导向。该拉削刀具导轨58相对于壳体块2的每个轴承盖4具有同样的斜台形纵段60，该纵段与拉削刀具52的背面56上的相应的斜台形纵段60配合。在初始位置刀具导轨58和拉削刀具52的两斜台形纵段60、60如此相贴靠，使得拉削刀具52的刀刃54不伸出于破断心轴50的径向周面。然而如果拉削刀具52通过一个未示出的操作机构沿轴向运动，同时拉削刀具52就分别在斜台形纵段60、60上微小而均匀地径向向外运动，使得刀刃54可沿径向外移出破断心轴50的周围(如图5中虚线所示)因而能起到作用。
用具有这样一个破断心轴50的本发明的装置可以如此地进行本发明的方法，使得断裂缺口38在破断心轴50导入各个孔6内之后(直接)制得。为此上述破断心轴50与径向拉回的拉削刀具52一起先完全穿过所有的孔6，直至达到图1相应的位置。导入之后两拉削刀具52同时通过操作机构沿轴向运动，其中拉削刀具52的刀刃54径向外移，由于继续向前轴向运动而在所有的孔6内基本上同时地拉削出两个断裂缺口38(当然也可选择先操作一个拉削刀具52然后再操作别的)。该过程中不仅仅有一个拉削装置或其拉削刀具52和工件2之间的相对运动，还有拉削装置或其拉削刀具52和破断心轴50之间的相对运动。断裂缺口制成以后拉削刀具52又重新回到其拉回的位置，轴承盖4以上面已述及的方式和方法断离开来，然后移去破断心轴50。
本发明不限于上述的、只是对本发明的核心思想一般性说明的实施例。其实，按照本发明的方法和装置还可采取不同于上述的结构型式而不超出保护范围。这里该装置和方法可能具有由权利要求的各个单个特征组合而表现出来的特别的特征。显然也可以使用另一种适用的张开装置来替代上述的破断心轴结构。此外张开装置和分离装置还可能在导入的时候相互相对运动。另外又能从上述变型方案中得出同样也属于本发明的保护范围的组合。此外按照本发明的装置还可具有控制和/或调整和/或操纵装置。
权利要求书、说明书和附图中的标记号只是用来更好地理解本发明而不应限制保护范围。
标记号一览表2 工件/壳体块4 状工件段/轴承盖6 4内的孔6.2 6的内周面8 卡紧和支持装置10 8的工件支承12 8的滑架14 8的工件支座16 8的轴承盖支撑18 张开装置/破断心轴18.2 第一破断心轴半轴18.4 第二破断心轴半轴20 18的前端部22 18的导块24 18的断裂弓体26 断裂弓体操作元件28 进给和操作装置30 28的滑架32 执行元件34 测力装置36 分离装置/拉削装置38 4或6内的断裂缺口40 36的拉削刀具42 刀具支承44 42的凹槽46 42的紧固件48 42的螺钉50 张开装置/破断心轴50.2 破断心轴半轴50.4 破断心轴半轴52 棒形的拉削刀具54 52的刀刃56 52的背面58 槽形的拉削刀具导轨60 52和58的斜台形纵段A 支承轴线/轴向