刀具磨削機的主軸的制作方法

專利名稱:刀具磨削機的主軸的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種刀具磨削機的主軸。當工件緊貼在至少一個、優選兩個靜止的支撐元件處，并且固定在主軸的夾頭內時，能夠特別精準地完成對圓柱形的、要通過磨削進行加工的工件的定位，該主軸的夾頭能夠平衡擺動同時允許主軸軸線向工件的縱軸徑向推移。
【專利說明】刀具磨削機的主軸

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種刀具磨削機，特別是一種用于刀具磨削機的夾頭的主軸。

【背景技術】
[0002]刀具磨削機一般都有夾頭，用于夾緊后來的刀具的至少基本上為圓柱形的工件。這種通過磨削制造而成的刀具的典型例子有鉆頭和銑刀。
[0003]為了全方位地加工工件，要在加工期間圍繞著圓柱體軸線旋轉工件。理想的是，這里的工件的旋轉軸線和縱軸在數學意義上是相同的。然而在實際中由于各種原因存在公差。例如，在夾緊工件時的重復精度是有限的。還有主軸的軸承公差和作用于工件的加工力也會減少成品刀具的精密度。然而，鉆頭或銑刀的精密度要求在幾微米的范圍內。因此，工件大部分都支撐在一個或多個固定中心架上，從而避免工件在加工期間偏移。
[0004]在EP1419852A1中描述了一種具有用于夾頭的主軸的刀具磨削機。夾頭坐落在主軸的頭端部上，該頭端部相對于軸承座能夠由兩個流體靜力軸承旋轉地支承。工件由夾頭固定，并且還額外地通過作為靜止支架的固定中心架支撐住。流體靜力軸承取代否則常用的球軸承。朝向工件的流體靜力軸承允許存在比背向工件的流體靜力軸承更大的徑向間隙，由此要避免過渡約束的支承效果，并且要補償在環繞時的不準確性。要通過流體靜力軸承中的相應高的壓力避免主軸的側向偏移。
[0005]在DElO 2005 007 038A1中描述了一種用于刀具磨削機的工件主軸箱。該工件主軸箱如通常那樣具有帶夾頭的主軸，用于容納工件。為了平衡夾緊時的不準確性，在每個夾緊過程之后都要測量并且校準工件的所謂的偏心率。為了進行校準，主軸有一個可釋放的定向接口(Ausrichtschnittstelle)，它能夠以電動機調節夾頭的朝向，并且因此能夠讓工件的朝向與主軸軸線形成直角。
實用新型內容
[0006]本實用新型的基本任務是，提供一種刀具機，它能夠相對于現有技術提高加工的精密度并且簡化操作。
[0007]本實用新型基于以下認識，S卩，最好通過一個或者優選地通過兩個固定中心架完成對工件的精密的引導。但是在將工件夾入夾頭時的重復精度不如由固定中心架進行的工件的引導，所以存在的危險是，主軸和/或工件在自身圍繞著它們的縱軸旋轉時預張緊，這有損精密度。在現有技術中建議的流體靜力主軸支承系統無法讓人信服，因為或者為了平衡擺動運動將軸承設置成柔軟的，或者卻為了承受徑向的加工力而設置成剛性的。無法解決在設置軸承壓力時的這種目標的沖突。
[0008]本實用新型的核心是一種具有軸承的主軸，該軸承能夠平衡擺動運動和/或補償后方的主軸部段(也就是驅動軸)和固定在主軸的夾頭中的工件的縱軸之間的徑向錯位。
[0009]如通常的那樣，主軸有前方的部段，該部段稱為主軸頭并且如通常的那樣能夠固定用于工件的夾頭。相應的夾頭固定件例如可以插入主軸頭的軸向凹進部內。作為代替，夾頭固定件可以是主軸頭的組成部分。主軸頭的縱軸至少差不多相當于夾頭的縱軸，并且也稱為第一軸線。此外，主軸還有后方的主軸部段，該部段位于第一軸線的延長線上。后方的主軸部段是主軸頭的驅動軸并且具有第二縱軸。后方的主軸部段能夠像通常的那樣由刀具機的軸承座或主軸箱容納并驅動。在后方的主軸部段上可以連接其他的主軸部段。在主軸頭和后方的主軸部段(也就是驅動軸)之間有至少一個軸承，該軸承允許第一軸線相對于第二軸線的傾斜和/或(優選的是并且)第一軸線相對于第二軸線的徑向推移。傾斜在這里是指兩個軸線在兩個相互線性無關的方向上偏轉，使得能夠在主軸頭和后方的主軸部段之間進行擺動運動。優選地，該軸承在第一或第二軸線的軸向上在主軸頭和后方的主軸部段之間傳遞壓力和/或牽拉力。為了將轉矩從驅動軸傳遞到主軸頭上，軸承或者是抗扭的或者由抗扭的聯軸器搭接。
[0010]第一和第二軸線在實際中極其靠近，并且也只會最小程度地相互傾斜。常見的徑向錯位在百分之幾毫米的大小等級內(相當于幾百至10 μπι)。傾斜度通常在百分之幾度的大小等級內。軸承優選地應該允許幾毫米的徑向錯位和幾度的傾斜，另外也因為能夠手動檢查軸承的移動性。
[0011]下面不區分聯軸器是否是軸承的一部分，因為是否在軸承中集成了相應的聯軸器或者是否將聯軸器視為附加的組件，這在功能上沒有任何區別。在本申請的范圍內，軸承理解為允許主軸頭相對于后方的主軸部段受限地運動的組件的總和。聯軸器理解為允許在主軸頭和后方的主軸部段之間傳遞轉矩的組件的總和。通過這種界定也可以明白，(旋轉的)聯軸器嚴格來說總是軸承的一部分，因為它優選地禁止主軸頭和后方的主軸部段之間發生旋轉運動，并且因此局限這種運動。
[0012]具有前述的主軸的刀具機允許通過可固定的支撐元件(例如固定中心架)將工件支撐和/或固定在兩個位置上，例如通過一個或多個壓緊銷(此時應該仍然能夠圍繞著縱軸旋轉)。因此，棒形的工件的方位和位置僅由進行支撐的并且至少在徑向上承受加工力的靜止的支撐元件確定。特別是能夠由此可靠地承受住在徑向上作用于棒形的工件的加工力，而不會嚴重地改變工件的位置和方位。由于在夾頭中夾入工件而產生的可能的不準確性通過主軸頭和后方的主軸部段之間的軸承得到補償，由此提高精密度。在軸向上作用于工件的加工力也能夠向轉矩一樣通過軸承從主軸頭傳輸給后方的主軸部段，并且例如通過主軸箱導入刀具機的結構內。在需要加工一系列相同的工件中的新工件時，就不必改變支撐元件的儲備設置。只有當為了新的系列，也就是當需要加工其他尺寸的工件時，才需要為這個新的系列一次性設置支撐元件。因此，主軸頭和驅動軸之間的軸承結構相對于剛性的主軸具有三個優點:不僅提高工件的定位精度，而且此外還縮短了裝備時間。此外還能夠比較簡單地將驅動軸支承到刀具機上，因為不再需要昂貴的精密軸承結構。然而，當驅動軸的軸承結構的精密度相對于軸承座減少時，就必須在第一次校準或調節工件或校準心軸時相應地移動中心固定架。因此通常更簡單的是，驅動軸的軸承結構的精密度相對于軸承座不減少。這就能夠定位工件或校準心軸(也就是“校準”)并且緊接著將固定中心架貼靠到工件或校準心軸上。
[0013]優選地，主軸具有定心裝置，用于相互定心主軸頭和后方的主軸部段。“定心”這個概念是說，如下地相互對準主軸頭和后方的主軸部段的朝向，即，使第一軸線和第二軸線優選地至少在大約平齊的或者至少在規定的水平位置上相互定心。優選地，定心裝置允許主軸頭在限定的位置上相對于后方的主軸部段鎖止，并且能夠再次取消鎖止。
[0014]為此，主軸頭和軸體例如可以分別具有相互對置的定心面，在定心面之間能夠在至少一個第一位置和至少一個第二位置之間移動至少一個定心滑動器。在第一位置上時，定心面通過該滑動器彼此預張緊，由此由定心滑動器鎖止地搭接軸承，并且由此使主軸頭和后方的部段彼此定心。在第二位置上時，取消鎖止。定心滑動器例如可以具有變細的區域和加粗的區域，其中，為了定心將加粗的區域推入定心面之間的空隙內，從而使定心面彼此之間預張緊。定心滑動器例如可以是能夠在主軸頭的軸向的定心榫頭和后方的主軸部段的定心插口之間軸向推移的環形體或環形區段。當然，也可以將定心插口布置在主軸頭上并且將定心榫頭布置在后方的主軸部段上。
[0015]定心裝置允許在更換工件時將工件精確地安插在主軸頭上，并且特別是為此使用一種自動裝載裝置，例如機械夾持手，例如由DElO 2011 052976中公知的那樣，同時不必設置用于主軸頭的位置檢測。一旦結束對工件的加工，就借助定心裝置朝后方的主軸部段定心主軸頭。現在就非常準確地得知工件的位置和方位，并且能夠例如利用機械夾持手從夾頭中將其取出，而不需要用于識別工件的位置的傳感器。此外還可以將新的工件非常精確地安插在夾頭上。緊接著打開定心裝置并且相應地取消定心，也就是說該軸承現在又是打開的并且能夠平衡擺動運動和/或能夠徑向移位。優選地這時候才對著至少其中一個支撐元件套上工件。其中，軸承平衡在通過夾頭剛性地與主軸頭連接的工件縱軸和后方的主軸部段的位置或定向中的差別。由此在旋轉后方的主軸部段時精確地圍繞著它的軸線而不是圍繞著第二軸線轉動工件。
[0016]優選地，軸承具有第一和/或第二空氣軸承。例如第一空氣軸承可以具有球面區段形的支承面，并且第二空氣軸承具有平坦的支承面，其表面法線與第一或第二軸線平行。將軸承實現為空氣軸承或實現為兩個空氣軸承的組合能夠平衡第一軸線相對于第二軸線的擺動運動和徑向推移，而不必克服附著磨擦作用。因此進一步提高了精密度。此外，實現為空氣軸承使得緊湊的構造形式和在軸向上的極高的剛硬度成為可能。空氣軸承的支承面之間的空隙如往常那樣只有幾微米(μπι)，因此在工件所追求的加工精度的范圍內。與之相應地，空氣軸承在主軸的軸向上極其剛硬，由此提高了工件的定位的可能的精密度并且因此進一步提高了工件加工的精密度。空氣軸承是簡稱的滑動軸承，其中，兩個滑動面通過氣墊相互分隔開。因此，空氣起到潤滑劑的作用。作為將空氣作為軸承的潤滑劑的代替，還可以使用其他的流體。因此，空氣軸承這個概念是流體靜力軸承的下位概念。例如可以將在磨削時使用的散熱劑用作軸承的潤滑劑。由此可以不必像在其他的(非氣體形式的)流體中那樣單獨導出或分離出潤滑劑。
[0017]例如，該軸承可以具有環形的或者至少環形區段形的中間件。中間件優選地具有至少一個第一球面區段形的支承面，并且在其背向球形區段形的支承面的一側上具有至少一個第二平坦的支承面。在這個意義上，中間件也可以稱為中間座。通過平坦的支承面能夠相對于第二軸線在徑向上移動第一軸線的位置。通過球面區段形的支承面能夠相對于第二軸線傾斜第一軸線。因此，球區段的球心優選地落在第一或第二軸線上。特別優選的是，球心，也就是主軸頭能夠圍繞著它相對于后方的部段擺動的點，位于夾頭前方的相應的軸線上。這樣一來，工件的縱軸和后方的主軸部段的縱軸之間的、必須通過擺動運動補償的夾角變得更小。特別優選的是，球心位于(優選地帶有夾住的工件)主軸頭的重心的上方。于是在主軸軸線垂直時，夾頭開口總是朝上。
[0018]作為代替，中間座的兩個支承面可以是圓柱套面的區段。相應地，主軸頭和后方的主軸部段的分別互補的支承面也是圓柱套面的區段。換句話說，軸承具有第一和/或第二優選地實現為空氣軸承(總稱流體靜力軸承)的子軸承，其中，第一子軸承具有兩個互補的、具有第一圓柱套面區段形的支承面的第一軸承座，并且第二子軸承具有兩個互補的、具有第二圓柱套面區段形的支承面的第二軸承座。兩個子軸承中的每一個都允許相應的軸承座在與各自的圓柱套面區段的縱軸的中心軸線正切的平面內傾斜運動，并且允許在與之正交的平面內平移。與此同時能夠傳遞圍繞著兩個平面的相切軸線的旋轉運動并且因此在軸承座之間傳遞轉矩。只是為了完整起見提醒，兩個圓柱套面區段的圓柱縱軸不應該相互平行，而是優選地至少在沿著第一和/或第二軸線軸面投影時優選地形成直角。優選地，兩個圓柱縱軸位于一個平面內，由此像在球形接頭中那樣，可能圍繞著一個點在兩個線性無關的方向上擺動主軸頭。能夠通過相應地調適圓柱區段面的半徑和/或通過調節圓柱區段面的朝向使這些圓柱縱軸相互重合。
[0019]如果可以放棄平衡擺動運動，也不能使用旋轉對稱的支承面作為圓柱套面區段形的支承面的代替，例如棱柱形的支承面。在最簡單的情況下，支承面是V形的。
[0020]支承面通常是相應互補的軸承座的表面，在它們之間有由支承面限定的空隙(總成流動間隙)。優選地，至少一個空氣軸承的相互對置的、也就是互補的支承面或相應的軸承座優選彼此磁性地預張緊。“預張緊”要理解為施加將支承面擠壓到一起的力，這個力在一定的空氣通量下通過軸承決定間隙寬度。這使得特別緊湊并且剛硬的空氣軸承成為可能。擠壓力優選地超過在軸向上作用的加工力，使得加工力不會造成明顯的軸承間隙。優選地，預張緊力Fv至少等于在軸向上承受的加工力FBax的1.2倍(Fy> 1.2.FBax，特別優選的是Fy彡2.FBax，更優選的是Fy彡10.FBax)。通過放入軸承座中的永磁體能夠輕松地實現這種高的預張緊力。
[0021]優選地可以通過放入互補的軸承座中的永磁體完成磁性預張緊。在最簡單的情況下，以如下方式將磁體布置在間隙的兩側，即，使磁通搭接間隙，也就是第一軸承座中的第一磁體的北極穿過間隙向相對置的第二軸承座中的至少一個第二磁體的南極延伸。但是，當磁體兩極通過至少一個磁導體相互連接時，一個唯一的磁體就足夠了，其中，磁通穿過間隙。在任何情況下，至少一個磁體的南北極之間或者至少兩個不同的磁體之間的磁通搭接地穿過支承面之間的空隙。
[0022]為此可以如下地相互對準互補的軸承座中的磁體的南北極，即，使磁體相互吸引并且因此向軸承座施加將支承面擠壓到一起的力。當然為了引導磁場也可以使用磁軛板(Ruckschlussbleche)或者諸如此類。只是為了簡單起見在本實用新型的范圍內僅說到了南北極，因為從中發出或進入其中的磁場線能夠通過導磁能力比周圍的材料(正如那些通常用于磁性的磁軛板的材料)更強的磁導體“敷設”幾乎任意的位置上。唯一重要的是，通常用磁場線表示的磁通從支撐在第一軸承座上的磁體的磁性北極優選地與相應的支承面相交地從支承面進入空隙，并且在相對置的一側上進入支撐在相對置的軸承座上的磁體的南極。作為代替，磁體北極的磁通能夠穿過空隙并且利用磁導體穿過相對置的軸承座，使得它再次穿過空隙流向另一個或同一個磁體的南極。因此，南北極可以布置在幾乎任意的方位和位置上，只要磁通例如由磁導體引導穿過空隙。
[0023]在一種特別簡單的實施方式中，軸承座各布置有至少一個凹進部，其中分別布置著至少一個永磁體。例如，永磁體可以布置在相應的支承面的凹進部內。在將(至少一個永磁體)放入凹進部內以后，可以例如利用一種聚合物封住凹進部，優選地使封口延續支承面。這句話的意思是，讓支承面之間的間隙盡可能的均勻。因為流體靜力軸承的支承面通常是磨削成的，所以能夠相應輕松地首先插入磁體，然后用聚合物封住凹進部并且在硬化后磨削或磨光支承面，特別優選的是在此露出南北極或者與南北極連接的磁導體，并且由此露出支承面的一部分。由此能夠達到特別高的預張緊力。作為代替可以將(至少一個)磁體從背向支承面的背側或者從將支承面與背側連接的窄側插入例如袋孔形式的凹進部內，其中，磁體與支承面的間距應該盡可能的小。磁體的南北極應該優選地朝向相對置的支承面的方向。
[0024]當然也可以用永磁性的材料制成整個軸承座或者軸承座的一個區段。
[0025]后方的主軸部段和主軸頭之間的轉矩傳遞能夠通過搭接軸承的聯軸器實現。
[0026]例如聯軸器可以有能夠相對于第一和/或第二軸線自由推移的并且優選地可傾斜的連接元件。連接元件優選地環形地包圍軸承，或者包圍其中的一部分。后方的主軸部段通過至少一個、然而優選地兩個至少幾乎平行的(±15° )的第一斜撐(Strebe)與連接元件相連。第一斜撐優選地在第一和/或第二縱軸的相對置的側面上布置在驅動軸和連接元件的側面上，并且優選地至少以大約(±15° )在與第一和/第二軸承正切的平面內延伸。在俯視該平面時，固定在連接元件上的端部優選地朝著至少幾乎(±15° )正好相反的方向。由此在無論轉矩的方向借助斜撐將轉矩從驅動軸傳遞到連接元件上時總是讓兩個斜撐的其中一個承受拉力，由此使得聯軸器非常剛硬。連接元件以類似的方式與主軸頭連接，也就是通過至少一個、優選地兩個相互之間至少以大約(±15° )平行的第二斜撐。這兩個第二斜撐也優選地布置在第一和/或第二軸線的兩個相互對置的側面上，并且至少以大約(±15° )相互平行。優選地，第二斜撐的縱軸落在和第一斜撐相同的平面內，或者在與之至少以大約(±15° )平行的平面內，然而相對于第一斜撐轉動，也就是說，斜撐的縱軸至少在兩個平面的其中一個上的投影內構成平行四邊形。固定在連接元件上的端部優選地朝向至少幾乎(±15° )正好相反的方向上。
[0027]通過斜撐能夠將轉矩可靠地從作為主軸頭的驅動軸的后方的主軸部段傳遞到主軸頭上。即使在主軸旋轉時也不會被聯軸器阻止主軸頭相對于后方的、通常容納在刀具機的軸承座內的后方的主軸部段在徑向上移位，也就是說第一軸線相對于第二軸線的移位，斜撐只會稍微彈性變形。但是這些徑向的平衡運動比較微小，通常在百分之幾毫米的范圍內(大約10至ΙΟΟμ--)。因此，在斜撐長度為例如1cm時，可以忽略作用于軸承的復位力。在傾斜運動時，斜撐輕微地扭轉并且還沿著它們的縱軸彎曲。然而因為在刀具主軸中第一軸線相對于第二軸線通常只會略微傾斜百分之幾度，所以由此產生的復位力非常小并且對在固定中心架上引導的工件的旋轉的影響不顯著。聯軸器在同時平衡第一和第二軸線之間的徑向錯位以及擺動運動時候以低廉的成本提供了高抗扭強度的優點，并且需要的空間非常少。后者尤其適用于當斜撐由帶狀的彈性材料制成時，例如由彈簧鋼條制成。這種帶狀的斜撐例如可以布置在圍繞著中間座的橫截平面內，也就是斜撐的縱軸位于該平面內。橫截平面優選地正交地由中間座的縱軸穿過。中間座的縱軸優選地與第一和/或第二軸線重入口 ο
[0028]優選地，主軸頭具有穿通的凹進部，夾頭坐落在凹進部的一側內。夾頭能與能在凹進部內推移的并且相對于主軸頭預張緊的牽拉元件(例如長桿)連接。由此能夠通過推移長桿打開和/或關閉夾頭。優選地在一個方向上向長桿施加預張緊力，例如拉伸。那么為了打開夾頭只需要利用例如布置在后方的主軸部段內或者連接在后方的主軸部段內的活塞就足以抵對預張緊力在夾盤的方向上推移長桿。
[0029]刀具機具有上述的主軸，該主軸具有用于盡可能精確地夾緊工件的夾緊裝置，例如用于工件的夾頭。在這個意義上，夾頭這個術語作為任意的夾緊裝置的同義詞。后方的主軸部段支承在至少一個軸承座中。此外，刀具機優選地具有至少一個、優選地兩個固定中心架，其中至少由一個實現為引導棱柱體。這種引導棱柱體是具有大部分為V形的導槽的棱柱形的組塊，其上可以安放工件。壓緊銷能夠相對引導棱柱壓緊工件。此外，刀具機像通常那樣具有磨削頭和/或銑頭、機床控制裝置，大部分還有機艙和/或裝載和卸載裝置。

【附圖說明】

[0030]下面在不限制總體的實用新型理念的情況下借助實施例參照附圖舉例描述本實用新型。
[0031]圖1示出主軸的等距視圖。
[0032]圖2示出主軸的第一側視圖。
[0033]圖3示出主軸的第二側視圖。
[0034]圖4示出對主軸的俯視圖。
[0035]圖5示出已安裝遮蓋的主軸的側視圖。
[0036]圖6示出主軸的沿著圖5中的平面A-A的縱剖面圖。
[0037]圖7示出主軸的沿著圖6中的平面B-B的縱剖面圖。
[0038]圖8示出已部分安裝的刀具磨削機中的主軸。

【具體實施方式】
[0039]圖1中的主軸I具有帶夾頭凹進部41的主軸頭10，夾頭42坐落在夾頭凹進部中。主軸頭I具有軸承座11，它的后方部分可以由遮蓋50保護住(遮蓋請見圖6和圖7)。在所示實施方式中，夾頭凹進部42是與軸承座11相連接的組件；作為代替，軸承座11也可以具有構造成夾頭凹進部的凹進部。
[0040]向后，也就是在背向夾頭42的一側上，主軸I具有驅動軸20，它也稱為后方的主軸部段20。在驅動軸20上連接著空氣輸送和操作單元60。通過驅動軸20，主軸I能夠與刀具機相連接，也就是驅動軸能夠與驅動件連接，并且由刀具機的軸承座容納。其中，軸承座像通常那樣僅允許驅動軸圍繞著它的縱軸，也就是圍繞著第二軸線旋轉。
[0041]正如借助圖6和7能夠最佳地看出的那樣，主軸I具有軸承，它在允許驅動軸20和主軸頭10在徑向上錯位的同時還允許驅動軸20和主軸頭10相互傾斜。該軸承由兩個子軸承組成，它們構成前方的子軸承和后方的子軸承。后方的子軸承具有兩個相對置的并且能夠相對推移的支承面24、34。為此，驅動軸20可以具有平坦的圓環形的后方的支承面24，它優選地被驅動軸20，也就是后方的主軸部段20的縱軸正切。在這個意義上，后方的主軸部段20是或者具有軸承座。后方的軸承的第一支承面24的對面是中間座30的與之互補的第二支承面34。在兩個支承面24，34之間優選地是窄的空隙，該空隙例如能夠通過空氣通道46饋入壓縮空氣。作為代替的流體也可以使用潤滑劑。因此，后方的主軸部段20和中間座30構成具有兩個自由度的線性軸承；換句話說，中間座能夠在徑向上朝后方的主軸部段20推移。中間件30在不具有靠后描述的聯軸器的情況下可能也能夠相對于驅動軸20旋轉，因此，后方的子軸承嚴格來說有三個自由度。
[0042]前方的子軸承同樣由第一和第二支承面33，13構成，它們優選地是互補的球面區段。為此，在中間座30的與圓環形的支承面34相對的一側上可以有第一球面區段形的支承面33。該支承面33位于主軸頭10的支承面13對面。又可以用壓縮空氣或者另一種流體饋給支承面33，13之間的間隙。因此，前方的子軸承允許主軸頭10相對于后方的主軸部段20圍繞著球面區段(2個自由度)的共同的中心點傾斜。在不具有靠后描述的聯軸器的情況下，主軸頭10可能也能夠相對于中間件30旋轉，因此前方的子軸承嚴格來說也有三個自由度。在所示例子中，球面區段的中心點在未示出的工件的區域內。這有以下優點，即，徑向錯位在平衡擺動運動時保持很小，并且主軸頭的重心在傾斜時落在旋轉點的下方，因此，主軸頭不是翻轉而是在豎立安裝的主軸中朝向垂直線自定心。
[0043]第一子軸承還有第二子軸承都通過永磁體相對施加預張緊力。然而，這些永磁體位于兩個以90°相對錯位的剖面以外，并且因此不可見。磁體環形地圍繞著相應的組件的縱軸布置在軸承座的凹進部內。
[0044]與所示不同，前方的子軸承也可能是線性軸承，并且后方的子軸承是球形接頭。對于本實用新型重要的只有，子軸承一起優選地不僅允許以兩個自由度傾斜而且還允許主軸頭10和后方的主軸部段20的縱軸在徑向上移位(同樣以2個自由度)，并且它們盡可能地抗扭，為此可以設計聯軸器。
[0045]為了讓軸承抗扭，在所示例子中由旋轉聯軸器搭接它。在圖1至4中最好地示出了聯軸器的元件:后方的主軸部段20通過兩個相互平行的第一斜撐51與連接元件52相連(圖1至圖4和圖5至圖6)。連接元件由兩個半環形體組成，并且環形地包圍住中間座30，然而至少在其休止位置上不貼靠在中間座上。連接元件通過第一斜撐51和第二斜撐52保持在它的位置上。
[0046]為了固定第一斜撐51，后方的主軸部段20在兩個相對于驅動軸的縱軸正好相反的側面上具有一些固定元件55，例如所示的夾角塊55，其上分別固定著一個第一斜撐51的一個端部。第一斜撐52的另一個端部力配合地與連接元件53相連。正如所示的那樣，第一斜撐51的縱軸優選地至少大致相互平行地(±15°，特別優選地是±5°，更優選的是±1° )在與中間件的縱軸正切的平面內延伸。優選地在相同的平面內可以布置其他的兩個(第二)斜撐52。其他的斜撐52以相同的方式在兩個正好相反地對置的側面上與連接元件53相連，卻相對于第一斜撐51以90°錯開。第二斜撐52的另一個端部通過第二固定元件56 (例如夾角塊56)與主軸頭10力配合地相連。因此，斜撐51，52連同連接元件53構成旋轉聯軸器(參見圖5)。主軸頭10相對于后方的主軸部段20的徑向移位只會受到斜撐51，52的很小的復位力的影響。這同樣適用于在主軸頭10相對于后方的主軸部段20擺動運動時。
[0047]正如在圖6和圖7中能夠很好地看出的是，主軸具有定心裝置，利用它例如能夠在向夾頭42插入和/或從夾頭42取走工件時將主軸頭10與后方的主軸部段20定心，也就是說軸承被鎖止。為此，后方的和主軸部段20具有至少一個第一環形的或環形區段形的定心面44，它們在所示例子中以圓錐的形式朝主軸頭10的方向逐漸變細。在第一定心面44上作為定心滑動器43貼靠著環形的或者作為代替是環形區段形的活塞，其具有在主軸頭10的方向上逐漸變細的套面部段45。定心滑動器43能夠在軸向上朝主軸頭10的軸向榫頭14的優選地為圓柱形的貼靠面141推移，該貼靠面構成第二定心面。借助彈性的元件47 (只能在圖7中看到)，定心滑動器43在朝主軸頭10的方向上被施加預張緊力，使得定心滑動器43利用它的套面部段45對著第一定心面壓緊，由此相對于后方的主軸部段定心主軸頭10。為了松開定心并且由此松開軸承，可以從主軸頭一側向活塞施加流體，例如壓縮空氣，從而由此對著彈性的元件推移該活塞，使得套面部段不再貼靠在第一定心面上。
[0048]在夾頭的后端部上，夾頭與牽拉元件48，這里是與長桿連接(參見圖6和圖7)。長桿48落在在主軸頭10的穿通的凹進部16內，并且在牽拉時由支撐在主軸頭10上的夾緊元件49(示出的是盤簧組)在后方的主軸部段10的方向上施加預張緊力。為此在長桿上安置有夾緊環59，其上連接著夾緊元件49。夾緊元件在主軸頭10的腔40內。為了打開夾頭42在夾頭的方向上軸向推移長桿48。
[0049]長桿48具有軸向凹進部46，它用作空氣通道46用于為軸承輸送壓縮空氣(或者另一種流體)并且同時用于打開定心裝置。為此，空氣通道46通過相應的鉆孔部461或刺孔與支承面13，33和24，34之間的間隙連接，還與其中坐落著定心滑動器的密封住的環形間隙431連接。如果空氣通道46被施加壓縮空氣，那么結果首先移動定心滑動器并且松開軸承。一旦壓力足夠大，能夠補償磁性預張緊力時，軸承就能夠自由移動了。
[0050]為了打開夾頭42，在后方的主軸部段20的軸向延長線上坐落著空氣輸送和操作單元60的活塞桿61，該活塞桿與(至少一個)活塞62相連。活塞62坐落在空氣輸送和操作單元60殼體的用作活塞62的汽缸的凹進部63中，并且能夠對著復位元件65的力被施加壓力，由此在夾頭的方向上推移活塞62并且因此也推移活塞桿61，并且因此去掉牽拉元件，也就是長桿48的負載。活塞桿61和活塞62具有與空氣通道46溝通相連的軸向通道66。為了連接軸向通道66和空氣通道46，長桿48在其末端上具有徑向的突起部，它被導入活塞桿的互補的凹進部內，并且然后可以通過旋轉90°閂在凹進部內。
[0051]在圖8中繪出連同刀具磨削機的幾個元件在一起的主軸。為了能夠看清楚，未示出主軸箱、可選的機箱(Kabine)、磨削頭連同驅動件和行駛單元。優選地，主軸如所示的那樣豎立地安放，也就是說它的縱軸至少幾乎(±15° )等于垂直線。與僅初步示出的機架力配合地連接的支撐單元80上布置著具有壓緊銷71的棱柱70以及固定中心架75。引導棱柱70具有導槽711，其中可以利用壓緊銷固定工件。可以借助調節單元73改變引導棱柱70相對于支撐單元80的位置和方位，并且因此也改變相對于主軸的位置和方位，直到到達指定位置。在指定位置上可以固定連同引導棱柱70在一起的壓緊銷71。以相同的方式也可以通過另一個對位置和方位的調節單元76將固定中心架75帶到指定位置，并且可以將其固定在那里。
[0052]為了磨削工件，首先將工件或者優選地將校準心軸插入夾頭。其中，優選地借助定心裝置鎖止住主軸頭10和后方的主軸部段之間的軸承。現在就可以將引導棱柱和固定中心架貼靠在校準心軸或工件上，并且固定在相應的位置上。在固定住引導棱柱70的位置和方位之前，優選地在引導棱柱70的方向上向壓緊銷71施壓，由此引導棱柱干凈利落地抵靠到工件上。換句話說，工件現在貼靠在引導棱柱的相應的導槽711，751內或固定中心架上。現在如果需要就可以用工件替換校準心軸。緊接著打開定心裝置，也就是說，軸承被松開并且可以開始加工工件。只要加工力在徑向上作用于工件，加工力就僅由引導棱柱70或固定中心架75承受。即使在工件在V形導槽711，751中旋轉時，也只由引導棱柱70和固定中心架75決定工件的方位(至少在徑向上)。即使在工件旋轉時，由于主軸頭10和后方的主軸部段20之間的軸承沒有徑向力從后方的主軸部段傳遞到工件上，由此提高了工件在加工時定位的精度。
[0053]附圖標記列表
[0054]10主軸頭(簡稱:“頭”)
[0055]11主軸頭的軸承座(簡稱:“頭座”)
[0056]13支承面
[0057]14軸向榫頭
[0058]141用于定心環/定心面的貼靠面
[0059]16穿通的凹進部
[0060]20后方的主軸部段
[0061]24支承面
[0062]30中間件/中間座
[0063]33支承面
[0064]34支承面
[0065]40用于夾緊元件的膛
[0066]41夾頭凹進部，總稱:夾緊裝置凹進部
[0067]42夾頭，總稱:夾緊裝置
[0068]43定心滑動器/逐漸變細的滑動器
[0069]431環形間隙
[0070]44圓錐形的套面部段
[0071]45用于定心滑動器的圓錐形的貼靠面
[0072]46空氣通道
[0073]461鉆通部
[0074]462 刺孔
[0075]47彈性的元件
[0076]48牽拉元件，這里是長桿
[0077]49夾緊元件，例如盤簧
[0078]50 遮蓋
[0079]51第一斜撐(從驅動軸20到中間座30)
[0080]52第二斜撐(從中間座30到主軸頭10)
[0081]53連接元件
[0082]55用于斜撐51的第一固定元件(例如夾角塊)
[0083]56用于斜撐52的第二固定元件(例如夾角塊)
[0084]60空氣輸送及操作單元
[0085]61活塞桿
[0086]62活塞
[0087]63凹進部/圓柱體
[0088]64殼體
[0089]66通道
[0090]70棱柱/引導棱柱/支撐棱柱
[0091]71壓緊銷
[0092]75固定中心架
[0093]73用于支撐棱柱的調節單元
[0094]76用于固定中心架的調節單元
[0095]80支撐單元。
【權利要求】
1.一種刀具磨削機的主軸(I)，具有: -至少一個具有第一縱軸的、用于容納夾緊裝置(42)的主軸頭(10)，以及 -至少一個具有第二縱軸的、用于容納在軸承座內作為驅動軸(20)的、后方的主軸部段(20)， 其特征在于， 至少一個軸承布置在所述主軸頭(10)和后方的所述主軸部段(20)之間用于使所述主軸頭和后方的所述主軸部段連接，其中，所述軸承允許所述第一縱軸相對于所述第二縱軸傾斜和/或徑向推移，并且壓力和/或牽拉力沿縱向從所述主軸頭(10)傳遞到軸上，并且所述軸承為了在后方的所述主軸部段(20)和所述主軸頭(10)之間傳遞轉矩而由至少一個聯軸器(51，52)搭接。2.根據權利要求1所述的主軸(I)，其特征在于，所述主軸頭(10)和后方的所述主軸部段(20)具有分別相互對置的定心面(45，141)，在所述定心面之間，逐漸變細的定心滑動器(43)能夠在至少一個第一位置和至少一個第二位置之間移動，其中，在第一位置上時，所述軸承被鎖止地搭接，由此使所述主軸頭(10)和后方的所述主軸部段彼此定心。3.根據權利要求1所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有第一子軸承和/或第二子軸承，其中，所述第一子軸承具有兩個互補的、帶有球面區段形的支承面(13，33)的第一軸承座，并且所述第二子軸承具有兩個互補的、帶有平坦的支承面(24，34)的第二軸承座，所述平坦的支承面的表面法線與第一軸線或第二軸線平行。4.根據權利要求2所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有第一子軸承和/或第二子軸承，其中，所述第一子軸承具有兩個互補的、帶有球面區段形的支承面(13，33)的第一軸承座，并且所述第二子軸承具有兩個互補的、帶有平坦的支承面(24，34)的第二軸承座，所述平坦的支承面的表面法線與第一軸線或第二軸線平行。5.根據權利要求1所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有第一子軸承和/或第二子軸承，其中，所述第一子軸承具有兩個互補的、帶有第一圓柱套面區段形的支承面(13，33)的第一軸承座，并且所述第二子軸承具有兩個互補的、帶有第二圓柱套面區段形的支承面(24，34)的第二軸承座。6.根據權利要求2所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有第一和/或第二子軸承，其中，所述第一子軸承具有兩個互補的、帶有第一圓柱套面區段形的支承面(13，33)的第一軸承座，并且所述第二子軸承具有兩個互補的、帶有第二圓柱套面區段形的支承面(24，34)的第二軸承座。7.根據權利要求3所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有環形的或者至少一個環形區段形的中間件(30)，所述中間件具有至少一個球面區段形的或者圓柱套面區段形的第一支承面(33)，并且在所述中間件背向所述第一支承面(33)的一側上具有至少一個平坦的或者至少一個圓柱套面區段形的第二支承面(34)。8.根據權利要求5所述的主軸(I)，其特征在于，所述軸承具有環形的或者至少一個環形區段形的中間件(30)，所述中間件具有至少一個球面區段形的或者圓柱套面區段形的第一支承面(33)，并且在所述中間件背向所述第一支承面(33)的一側上具有至少一個平坦的或者至少一個圓柱套面區段形的第二支承面(34)。9.根據權利要求3至8中任一項所述的主軸(I)，其特征在于，所述子軸承中的至少一個是具有在至少其中兩個所述支承面(13，24，33，34)之間的流體間隙的流體靜力軸承。10.根據權利要求9所述的主軸，其特征在于，所述子軸承中的至少一個的所述軸承座彼此磁性預張緊。11.根據權利要求10所述的主軸，其特征在于，為了所述磁性預張緊，在兩個互補的軸承座的至少一個第一軸承座中布置至少一個永磁體，所述永磁體的磁通從所述永磁體的北極經過所述支承面之間的空隙至少一次地搭接地導向磁性南極。12.根據權利要求1至8中任一項所述的主軸(I)，其特征在于，所述主軸頭(10)具有穿通的凹進部(16)，在所述凹進部的一側內安置至少一個夾緊裝置，所述夾緊裝置與布置在所述凹進部內的、并且相對于所述主軸頭(10)預張緊的牽拉元件(28)連接。13.根據權利要求7所述的主軸(I)，其特征在于，所述聯軸器在所述第一軸線和/或所述第二軸線的兩側具有固定的、能彈性變形的斜撐(51，52)，所述斜撐至少間接抗扭地相互連接所述主軸頭(10)和所述主軸部段。
【文檔編號】B24B3-24GK204277753SQ201420393584
【發明者】京特·斯特拉瑟, 阿道弗·福伊希蒂貝爾, 賴因哈德·恩德雷斯 [申請人]精密機械邁克戴克有限及兩合公司