專利名稱：機(jī)床主軸軸套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)用于工具的工具容納機(jī)構(gòu)的機(jī)床主軸軸套，該工具容納機(jī)構(gòu)具有一個(gè)工具夾和一個(gè)用于與一個(gè)由鋼制成的主軸軸套進(jìn)行傳力連接的錐體，其中主軸軸套在一個(gè)空心軸中-該空心軸在一個(gè)加工單元中可旋轉(zhuǎn)地支承-縱向可移動(dòng)地被導(dǎo)向，并且在一個(gè)面對(duì)工具容納機(jī)構(gòu)的端部處可旋轉(zhuǎn)和軸向支撐地設(shè)置在一個(gè)軸承滑塊中。
眾所周知，為了檢測(cè)機(jī)床的工作主軸的熱狀態(tài)設(shè)置了溫度測(cè)量點(diǎn)。在這種情況下，作為傳感器的測(cè)量電阻以相同的距離縱向地設(shè)置在主軸中，并且用人造樹(shù)脂澆注。在主軸的后端部處從旋轉(zhuǎn)的主軸朝固定的軸承座設(shè)置一個(gè)無(wú)接觸工作的測(cè)量值傳輸裝置，這樣，這些信號(hào)就可繼續(xù)傳輸?shù)骄哂袛?shù)字化機(jī)構(gòu)的測(cè)量值處理裝置。溫度測(cè)量值的傳輸與主軸的從靜止到最大轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。在遙測(cè)的距離上既控制測(cè)量電阻，也輸出測(cè)量值。從測(cè)量值中計(jì)算出的主軸膨脹是用于通過(guò)CNC控制將要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)妮敵鰠?shù)。這種其目的在于補(bǔ)償?shù)那蟪龉ぷ髦鬏S的熱膨脹即使在機(jī)床主軸軸套中也是很重要的。
在一種具有一個(gè)用于工具的工具容納機(jī)構(gòu)的機(jī)床主軸軸套中-該工具容納機(jī)構(gòu)具有一個(gè)工具夾和一個(gè)用于和主軸軸套進(jìn)行傳力連接的錐體，所述主軸軸套可旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)加工單元的一個(gè)空心軸中，并且在對(duì)置端處可旋轉(zhuǎn)地并且軸向支撐地設(shè)置在一個(gè)軸承滑塊中。這種補(bǔ)償裝置具有下述缺陷，即其目的在于求出熱膨脹的、對(duì)于測(cè)量值的采集和傳輸需要高的技術(shù)花費(fèi)。此外，所述熱膨脹主要與測(cè)量值有關(guān)，因此錯(cuò)誤的測(cè)量值就導(dǎo)致錯(cuò)誤的膨脹求出，這種錯(cuò)誤的膨脹求值繼而導(dǎo)致對(duì)主軸軸套在數(shù)值上的不正確的軸向調(diào)整。
DE 101 237 17 A1公開(kāi)了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的主軸。該主軸被容納在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的殼體中的一個(gè)固定軸承和一個(gè)浮動(dòng)軸承中，其中被容納的工具在一個(gè)工具切削點(diǎn)處當(dāng)主軸被驅(qū)動(dòng)時(shí)與被加工的工件接觸，并且在處理工件時(shí)所述工具切削點(diǎn)沿主軸的軸向方向發(fā)生一個(gè)位移，其中為了求出工具切削點(diǎn)的軸向位移在主軸軸承上設(shè)置一個(gè)位移傳感器。
DE 4009461 A1具有一個(gè)用于一個(gè)機(jī)床的主軸，該主軸包括一個(gè)用于容納工具柄的圓筒元件，該圓筒元件是通過(guò)纏繞碳纖維或者玻璃纖維而制成，其中被纏繞的纖維用一種可硬化的樹(shù)脂浸漬過(guò)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)可降低主軸的線性膨脹系數(shù)，并且通過(guò)此措施可改進(jìn)加工精度。
本發(fā)明的任務(wù)是研制一種具有用于工具的工具容納機(jī)構(gòu)的機(jī)床主軸軸套，該工具容納機(jī)構(gòu)具有一個(gè)工具夾和一個(gè)用于和鋼制成的主軸軸套進(jìn)行傳力連接的錐體，其中主軸軸套在一個(gè)空心軸中-該空心軸在一個(gè)加工單元中可旋轉(zhuǎn)地支承-縱向可移動(dòng)地被導(dǎo)向，并且在一個(gè)與工具容納機(jī)構(gòu)對(duì)置的端部處可旋轉(zhuǎn)和軸向支撐地設(shè)置在一個(gè)軸承滑塊中，其中可以低的技術(shù)花費(fèi)、并以高的可靠性和高的精度求出主軸軸套的熱膨脹，以用于補(bǔ)償目的。
根據(jù)本發(fā)明這個(gè)任務(wù)是通過(guò)下述措施完成的，即，在主軸軸套中同心地設(shè)置一個(gè)構(gòu)件，該構(gòu)件在工具和主軸軸套進(jìn)行傳力連接的部位處與主軸軸套固定連接，并且在長(zhǎng)度上一直延伸到軸承滑塊中的主軸軸套的端部，并且軸向支撐地設(shè)置在軸承滑塊中，該主軸軸套具有不同于構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)，并且在溫度變化時(shí)由于這兩個(gè)熱膨脹系數(shù)的數(shù)值不同使得主軸軸套的長(zhǎng)度相對(duì)于構(gòu)件發(fā)生了變化，這個(gè)變化借助一個(gè)傳感器作為輸出信號(hào)采集，并且通過(guò)一臺(tái)電子分析機(jī)構(gòu)和機(jī)械控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成用于借助軸承滑塊對(duì)受位置控制的主軸軸套調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。從屬權(quán)利要求2至9表示本發(fā)明的其它實(shí)施形式。
下面借助一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。所屬附圖
表示一個(gè)機(jī)床主軸軸套的一個(gè)縱剖面圖。
附圖表示一個(gè)具有用于工具8的工具容納機(jī)構(gòu)3，該容納機(jī)構(gòu)具有一個(gè)工具夾和一個(gè)用于與主軸軸套1進(jìn)行傳力連接的錐體9的機(jī)床主軸軸套。主軸軸套1由鋼制成。該主軸軸套在一個(gè)空心軸10中-該空心軸在一個(gè)加工單元11中可旋轉(zhuǎn)地支承-沿縱向可移動(dòng)地被導(dǎo)向，并且在工具容納機(jī)構(gòu)3的對(duì)面可旋轉(zhuǎn)地、并軸向支撐地設(shè)置在一個(gè)軸承滑塊4中。在主軸軸套1中同心地設(shè)置一個(gè)構(gòu)件2，該構(gòu)件在工具進(jìn)行傳力連接的區(qū)域與主軸軸套1固定連接，并且在長(zhǎng)度上一直延伸到在軸承滑塊4中的主軸軸套1的端部，并且在軸承滑塊4中軸向支撐地設(shè)置。這個(gè)構(gòu)件2具有一個(gè)比主軸軸套1的熱膨脹系數(shù)低多倍的熱膨脹系數(shù)。構(gòu)件2可由碳纖維復(fù)合材料制成，它的熱膨脹系數(shù)等于零。構(gòu)件2也可由其熱膨脹系數(shù)比主軸軸套1高多倍的一種材料制成。由于這兩個(gè)共軸設(shè)置的構(gòu)件-主軸軸套和構(gòu)件2-的熱膨脹系數(shù)有比較大的差異，所以在溫度變化時(shí)主軸軸套1的端部相對(duì)于構(gòu)件2的端部會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度變化。這些長(zhǎng)度變化被一個(gè)傳感器采集到，并且作為輸出信號(hào)通過(guò)一臺(tái)電子分析機(jī)構(gòu)和機(jī)床控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜诮柚S承滑塊4對(duì)位置控制的主軸軸套調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。這個(gè)傳感器在附圖中是作為一個(gè)位移傳感器構(gòu)成的，其中在軸承滑塊4的部位處在構(gòu)件2上設(shè)置有一個(gè)測(cè)量套筒6，并且一個(gè)傳感器7固定在軸承滑塊4上。構(gòu)件2是用于使工具8和主軸軸套1進(jìn)行傳力連接的夾緊系統(tǒng)5的一根拉桿。該構(gòu)件也可以是在工具和主軸軸套1進(jìn)行傳力連接的部位處和這個(gè)主軸軸套固定連接的一根管子。在本發(fā)明的一個(gè)其它實(shí)施形式中該傳感器是作為力傳感器形成的，其中用于使工具8和主軸軸套1傳力連接的夾緊力通過(guò)彈簧施加到該拉桿的端部上，并且采集在溫度變化時(shí)由于主軸軸套長(zhǎng)度的變化所產(chǎn)生的夾緊力的變化，并且通過(guò)電子分析機(jī)構(gòu)和機(jī)床控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償數(shù)值。
附圖標(biāo)記列表1.主軸軸套2.構(gòu)件3.工具容納機(jī)構(gòu)4.軸承滑塊5.夾緊系統(tǒng)6.測(cè)量套筒7.傳感器8.工具9.錐體10.空心軸11.加工單元
權(quán)利要求
1.具有一個(gè)用于工具的工具容納機(jī)構(gòu)的機(jī)床主軸軸套，該工具容納機(jī)構(gòu)具有一個(gè)工具夾和一個(gè)用于與一個(gè)由鋼制成的主軸軸套進(jìn)行傳力連接的錐體，其中所述主軸軸套在空心軸中-該空心軸在一個(gè)加工單元中可旋轉(zhuǎn)地支承-縱向可移動(dòng)地被導(dǎo)向，并且在工具容納機(jī)構(gòu)對(duì)面的一個(gè)端部處可旋轉(zhuǎn)地和軸向支撐地設(shè)置在一個(gè)軸承滑塊中，其特征在于，在主軸軸套(1)中同心地設(shè)置一個(gè)構(gòu)件(2)，該構(gòu)件在工具與主軸軸套進(jìn)行傳力連接的部位處和主軸軸套(1)固定連接，并且在長(zhǎng)度上一直延伸到軸承滑塊(4)中的主軸軸套(1)的端部，并且在軸承滑塊(4)中軸向支撐地設(shè)置；主軸軸套(1)具有不同于構(gòu)件(2)的熱膨脹系數(shù)，并且在溫度變化時(shí)由于這兩個(gè)熱膨脹系數(shù)的不同數(shù)值使得主軸軸套(1)相對(duì)于構(gòu)件(2)的長(zhǎng)度變化作為輸出信號(hào)借助一個(gè)傳感器(7)進(jìn)行采集，并且通過(guò)一個(gè)電子分析機(jī)構(gòu)和機(jī)床控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為用于借助軸承滑塊(4)對(duì)受位置控制的主軸軸套調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。
2.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，主軸軸套(1)的熱膨脹系數(shù)至少比構(gòu)件(2)的熱膨脹系數(shù)高兩倍。
3.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，主軸軸套(1)的熱膨脹系數(shù)至少比構(gòu)件(2)的熱膨脹系數(shù)低兩倍。
4.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，構(gòu)件(2)由一種碳纖維復(fù)合材料制成，它的熱膨脹系數(shù)等于零。
5.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，構(gòu)件(2)由一種鋼制成，它的熱膨脹系數(shù)比主軸軸套(1)的熱膨脹系數(shù)低多倍。
6.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，構(gòu)件(2)是一根管子。
7.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，構(gòu)件(2)是一根用于使工具(8)和主軸軸套(1)進(jìn)行傳力連接的夾緊系統(tǒng)(5)的拉桿。
8.按照權(quán)利要求1所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，傳感器(7)構(gòu)成為位移傳感器，其中在軸承滑塊(4)的部位處將一個(gè)測(cè)量套筒(6)固定在構(gòu)件(2)上，并將傳感器(7)固定在軸承滑塊(4)上。
9.按照權(quán)利要求1和5所述的機(jī)床主軸軸套，其特征在于，傳感器(7)構(gòu)成為力傳感器，其中通過(guò)彈簧將用于工具(8)與主軸軸套(1)進(jìn)行傳力連接的夾緊力施加到拉桿的端部處，并且采集在溫度變化時(shí)由于主軸軸套(1)的長(zhǎng)度變化而引起的夾緊力的變化，并且轉(zhuǎn)化為用于借助軸承滑塊(4)對(duì)受位置控制的主軸軸套調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。
全文摘要
本發(fā)明的任務(wù)是研制一種機(jī)床主軸軸套，其中可以低的技術(shù)花費(fèi)、并以高的可靠性和高的精確度采集主軸軸套的熱膨脹，以用于補(bǔ)償目的。根據(jù)本發(fā)明這個(gè)任務(wù)通過(guò)下述措施得以完成，即在主軸軸套(1)中同心地設(shè)置一個(gè)構(gòu)件(2)，該構(gòu)件在工具和主軸軸套(1)進(jìn)行傳力連接的部位處與該主軸軸套(1)固定連接，并且該構(gòu)件在長(zhǎng)度上延伸到在軸承滑塊(4)中的主軸軸套(1)的端部，并且在軸承滑塊(4)中軸向支撐地設(shè)置；主軸軸套(1)具有不同于構(gòu)件(2)的熱膨脹系數(shù)，并且當(dāng)溫度變化時(shí)由于這兩個(gè)熱膨脹系數(shù)的數(shù)值不同主軸軸套(1)相對(duì)于構(gòu)件(2)的長(zhǎng)度變化作為輸出信號(hào)借助于一個(gè)傳感器(7)采集，并且借助一臺(tái)電子分析機(jī)構(gòu)和機(jī)床控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為用于借助軸承滑塊(4)對(duì)受位置控制的主軸軸套調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。
文檔編號(hào)B23Q1/70GK1744965SQ200480003382
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者L·米勒, A·贊德 申請(qǐng)人:開(kāi)姆尼斯聯(lián)合機(jī)器制造廠有限責(zé)任公司