CN103097059B - 在机床中使用的组合式刀盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在机床中使用的组合式刀盘(10)，其包括围绕旋转轴线(28)可旋转的基体(12)。该组合式刀盘(10)具有一滑座(14)。滑座(14)通过在基体(12)中轴向定向的拉杆(30)可移动。滑座(14)能够装夹至少一个刀具或者一个刀架。在滑座(14)上固定有至少一个可调节的齿条(36，38)。齿条(36，38)具有起传动件作用的斜齿(42，44)，用于与拉杆(30)的与之互补的斜齿(46，48)啮合。根据本发明，滑座(14)具有一调节装置(66)，该调节装置用于使所述至少一个齿条(36，38)运动而以其斜齿(42，44)进入拉杆(30)的与之互补的斜齿(46，48)中。

Description

在机床中使用的组合式刀盘
技术领域
本发明涉及一种在机床中使用的组合式刀盘，其包括：围绕旋转轴线可旋转的基体和通过在基体中轴向定向的拉杆可移动的滑座，该滑座能够装夹至少一个刀具或者一个刀架，其中，在滑座上固定有至少一个可调节的齿条，该齿条具有起传动件作用的斜齿，用于与拉杆的与之互补的斜齿啮合。
背景技术
这种类型的组合式刀盘被使用在用于加工结构元素的机床中，诸如槽口、铲背、轴颈和钻孔。原则上，在组合式刀盘上也可以具有两个或者更多的滑座。
在DE 43 14 295 A1中对这样的组合式刀盘进行了介绍。这个组合式刀盘具有一个基体，该基体围绕一个旋转轴线旋转。组合式刀盘包含一个滑座。该滑座用作切削工具的接纳部。滑座被装在一个直线导向装置中。在直线导向装置中，带有切削工具的滑座可以沿一个相对旋转轴线而言为径向的调节轴进行运动。为了对滑座进行调节，组合式刀盘具有一根拉杆。这根拉杆可以沿旋转轴线的方向作轴向运动。拉杆具有斜齿，该斜齿与被构造在滑座上的、与之互补的斜齿啮合。借助这个啮合，拉杆的轴向运动被转向为滑座的径向运动。
为了使用被装在这样一个组合式刀盘上的切削工具对工件进行精密加工，滑座能够与拉杆无间隙地调节是必不可少的。
在机床中的旋转的机床主轴上，滑座遭受很大的作用力。这些作用力特别是由离心力和切削力引起，它们作用在工具上，例如切削工具上。拉杆与滑座的齿啮合承受着这些力。当组合式刀盘在利用刀具对工件进行较长时间的加工中承受很强的负载时，这将引起磨损并产生不希望有的调节间隙。
发明内容
以此为出发点，本发明的目的是，提供一种带有滑座的组合式刀盘，其中，滑座与拉杆的齿啮合的不希望有的间隙能够得到补偿。
这个目的通过文首所述类型的组合式刀盘得以实现，在该组合式刀盘中，滑座具有一调节装置，用于使至少一个齿条运动而以其斜齿进入拉杆的与之互补的斜齿中。
具体而言，本发明提供一种在机床中使用的组合式刀盘，其包括：围绕旋转轴线可旋转的基体和通过在所述基体中轴向定向的拉杆可移动的滑座，该滑座能够装夹至少一个刀具或者一个刀架，其中，在所述滑座上能够固定至少一个可调节的齿条，该齿条具有起传动件作用的斜齿，用于与所述拉杆的与之互补的斜齿啮合；并且，所述滑座包含一调节装置，该调节装置用于使所述至少一个齿条运动而以其斜齿进入所述拉杆的与之互补的斜齿中，其特征在于：所述调节装置具有装在所述滑座内的调节螺栓，借助该调节螺栓能使一个可运动地设置的调节楔进行位移，该调节楔作用在构造于所述至少一个齿条上的楔面上。
本发明的组合式刀盘不仅只能包含一个滑座，而是也可以包含两个或者更多的滑座。在拉杆-斜齿与组合式刀盘-滑座的齿条的斜齿啮合时产生的摩擦力在调节滑座的过程中导致滑座和拉杆的斜齿上的材料磨蚀。本发明的中心思想在于：材料磨蚀仅仅是产生于滑座与拉杆的倾斜结构的面相互接触的地方。本发明的观点如下：使得具有斜齿的齿条在滑座上以仅仅一种运动自由度被直线调节，以此方式，通过这种材料磨蚀所导致的传动机构间隙便能够得以补偿。
为了实现这一点，使所述至少一个齿条在构造于滑座上的直线导向装置中被引导。这个直线导向装置垂直于滑座的调节方向定向。如果直线导向装置被构造成平行齿(Parallelverzahnung)的话是有益的。利用这样的平行齿，很大的力可以从所述至少一个齿条上被传递到滑座中，以及反过来。
为了使所述至少一个齿条在滑座上运动，滑座中的调节装置与一楔传动机构，一凸轮传动机构或者一螺旋传动机构相耦接。本发明的一种优选设计规定：调节装置具有装在滑座内的调节螺栓，借助该调节螺栓能使一个可运动地设置的调节楔进行位移，该调节楔作用在构造于所述至少一个齿条上的楔面上。所述至少一个齿条于是便能够借助至少一个优选构造为固定螺栓的固定件可拆卸地被固定在滑座上。
有益的是，为了将所述至少一个齿条的斜齿压入拉杆的与之互补的斜齿内而设置给所述至少一个齿条加载力的弹簧件。优选地，所述至少一个齿条设置在构造于基体上的凹槽内，该凹槽具有支承弹簧件的壁部段。
本发明的一种改进方案规定：所述至少一个齿条被一弹簧件加载力，该力将所述齿条压向滑座。在这种情况下，如果齿条被设置在具有支承弹簧件的壁部段的、构造于基体上的凹槽内的话是有益的。优选地，这个弹簧件是装在基体上或者齿条上的、有弹性的、带有支承在所述基体上或者齿条上的作用面的压力件，和/或是固定在所述基体上或者齿条上的推力球螺栓(Kugeldruckschraube)，该推力球螺栓具有支承在所述基体上或者齿条上的、可运动的球体。这样，特别是在组合式刀盘被连接在机床的机床主轴上的情况下能够对滑座与拉杆的齿啮合的间隙进行补偿，而无需进行成本过高的测定和校正。
对于利用很高的调节力使滑座运动来说下述设计是有益的：在滑座上固定有至少一个可调节的第一齿条，该齿条具有起传动件作用的、用于与拉杆的与之互补的斜齿啮合的斜齿，以及在滑座上固定有一个可调节的第二齿条，该齿条具有起传动件作用的、用于与拉杆的与之互补的斜齿啮合的斜齿。在此，对于啮合间隙的补偿来说，如果第一齿条与第二齿条可以彼此独立地调节的话是有利的。
根据本发明，组合式刀盘中的齿与拉杆的不希望有的间隙特别是可以如下地得到补偿：在第一步，首先使至少一个齿条从滑座松脱开。在接下来的第二步，将相应的齿条形状锁合地靠装到滑座上。在第三步，齿条在滑座上通过一个调节装置被加载调节力，借以将齿条的斜齿压入拉杆的与之互补的斜齿中。在紧接第三步之后的第四步，齿条在滑座上被如此地固定，即，使所述齿条被力锁合地定位在滑座体上。在继第四步之后的第五步，为了将齿条形状锁合地固定在滑座上，齿条然后在滑座上通过调节装置被加载调节力。
附图说明
下文将参照附图中示意性示出的实施例进一步阐述本发明。
附图中示出：
图1为组合式刀盘的正面的俯视图；
图2为组合式刀盘的背面的俯视图；
图3为组合式刀盘的侧视图，其包含多个沿图1中示出的I-I、II-II和III-III线的部分剖面；
图4为组合式刀盘沿图1中所示出的IV-IV线的剖视图，其包含图1中所示出的V-V线的部分剖面；
图5a以及图5b为从不同视向观察的组合式刀盘的分解图；
图6为组合式刀盘中的推力球螺栓；以及
图7为使用在组合式刀盘中的有弹性的压力件。
具体实施方式
图1中示出的组合式刀盘10具有基体12。在该基体12上装有可动的滑座14。该滑座14在构造于基体12上的滑动支承16中可直线运动地被引导。滑座14借助第一板条18以及借助第二板条20被保持在滑动支承16之中。
滑座14具有一滑座工作面22，该滑座工作面可以装夹切削工具用的刀架。为了与刀架连接，在滑座14上设置有多个用于接纳固定螺栓的螺纹孔24。
图2示出的是组合式刀盘10的背面。在组合式刀盘10的背面上设置有连接元件26。借助连接元件26，组合式刀盘10可以被连接到未被进一步示出的机床的旋转的机床主轴上。在该机床的机床主轴上，组合式刀盘10能够围绕旋转轴线28以高转速旋转。组合式刀盘10包含一根拉杆30。该拉杆30与组合式刀盘10的旋转轴线28对齐。拉杆30可以沿旋转轴线28的方向位移。通过使拉杆30位移，可以按照在图1中所示出的双箭头32使滑座14运动。
图3是组合式刀盘10的侧视图，该侧视图包含多个沿图1中示出的I-I、II-II和III-III线的部分剖面。在组合式刀盘10中设置有第一齿条36和第二齿条38。齿条36、38被设置在直线导向装置中在滑座14的背后的部段上。齿条36、38可以通过固定螺栓40被固定在滑座12上。齿条36具有斜齿42。在齿条38中构造有斜齿44。拉杆30被装在组合式刀盘10的基体12上的一个直线导向装置47中。拉杆30具有带有斜齿46的第一部段。它包括一个第二部段，在该部段中构造有斜齿48。
拉杆30的斜齿46与齿条36的斜齿42互补。齿条36的斜齿42起到传动件的作用并且与拉杆30的斜齿46相啮合。拉杆30的斜齿48相应地与齿条38的斜齿44互补。齿条38的斜齿44也起到传动件的作用并与拉杆30的斜齿48相啮合。
齿条36、38与拉杆30的、带有斜齿46、48的部段构成一个传动机构。利用这个传动机构，拉杆30的与双箭头50相应的、沿旋转轴线28的方向的运动被转换为与其相垂直的、滑座14的径向运动。滑座14的这个径向运动的方向与图1中所示出的双箭头32的方向相符。
图4是组合式刀盘沿图1中所示的IV-IV线的剖视图，该剖视图包含图1中所示的V-V线的部分剖面。图4示出了拉杆30的带有斜齿46的部段以及带有斜齿44的齿条38。拉杆30的斜齿46具有齿肋(Verzahnungsrippe)52。斜齿46的各齿肋52位于一个共同的平面53内。这个平面53被相对组合式刀盘10的旋转轴线28侧向偏移地定位。平面53与组合式刀盘10的旋转轴线28平行。斜齿46的齿肋52与旋转轴线28在这个平面内的垂直投影形成夹角α＝40°。齿肋52具有齿面54。齿肋52的齿面54倾斜于斜齿的所述平面。齿肋56的齿面54相对平面53的倾斜角β为β＝60°。相应地，同样的情况适用于齿条38的斜齿44的齿肋56和适用于拉杆30的斜齿48的齿肋以及齿条36的斜齿42的齿肋。
齿条36、38被装在组合式刀盘10的基体12上的凹槽内。图4示出了用于齿条38的该凹槽92。基体12包含一螺栓84。螺栓84具有一个伸入凹槽92内的挡块86。挡块86是用于齿条38的止挡。借助螺栓84可以调定滑座14在组合式刀盘10内的运动路程，即它的行程。滑座14上的齿条36配置有一个与所述螺栓84相应的螺栓88，该螺栓被固定在这个组合式刀盘10的基体12内。
滑座14上齿条36、38的直线导向装置被构造成平行齿。图4示出了在滑座14上齿条38所用的平行齿58。平行齿58包括带有齿肋60的齿，这些齿肋在滑座14内延伸。与之互补地，在齿条38上设置有齿肋62。平行齿58的齿肋60是垂直于齿条38的斜齿44的齿肋的平面设置的。构造于齿条38上的、带有齿肋62的齿与滑座14上的、具有齿肋60的平行齿58梳状啮合。相应地，同样的情况适用于滑座14上齿条36的、被构造成平行齿的直线导向装置。通过齿条36、38在平行齿内的运动，每个齿条36、38的斜齿42、44都可以按照图3中所示的双箭头64、65相对拉杆30的斜齿46、48进行位移。这样能够使齿条36、38的斜齿42、44运动到拉杆30的、与之互补的斜齿中。
为了使齿条36、38运动，在滑座14内设置有一调节装置。图3示出了用于齿条36的调节装置66。该调节装置66是一调节螺栓，该调节螺栓在组合式刀盘10的滑座14中的螺纹67内被引导。可以借助一个调节工具从滑座工作面22处对调节螺栓66进行操作。调节螺栓66作用在带有调节楔70的楔传动机构上。调节楔70具有一楔面72。该楔面72位于齿条38上的与之互补的楔面74上。通过调节螺栓66在滑座14内的运动，调节楔70可以按照箭头76位移。通过这种方式，齿条38沿双箭头64的方向被压向拉杆30上的斜齿46。
图5a和图5b示出的是从不同视向观察的组合式刀盘的分解图。
齿条36、38在组合式刀盘10内位于被构造于该组合式刀盘10的基体12上的凹槽90、92中。在凹槽90、92中，齿条36、38分别沿两个空间方向被加载弹力。
齿条36借助一个被固定在组合式刀盘10的基体12内的推力球螺栓94沿方向96被压入滑座14上的平行齿57内。此外，齿条36通过被旋入基体12内的推力球螺栓98沿方向100被加载弹力，所述方向与齿条36在滑座14上的被构造成平行齿57的直线导向装置中的运动方向相符。一个被固定在组合式刀盘10的基体12内的推力球螺栓102相应地作用在齿条38上，借助该推力球螺栓，齿条38沿箭头104的方向被压入滑座14上的平行齿56内。如同齿条36一样，另外齿条38也通过一个被旋入基体12中的凹槽92的壁部段内的推力球螺栓106沿方向108被加载弹力，所述方向与齿条38在滑座14上被构造成平行齿56的直线导向装置中的运动方向相符。
图6示出的是组合式刀盘10内的推力球螺栓98。该推力球螺栓98具有一个螺纹体110。在螺纹体110上构造有一个用于调节扳手的啮合卡口112。螺纹体110具有一个空腔114，一个压力弹簧116被定位在该空腔内。压力弹簧116作用在一个由淬火金属制成的球珠118上。球珠118被保持在螺纹体上的一个凸缘部段120中。球珠118可以相对螺纹体110按照双箭头112位移。借助球珠118，齿条36在图5a中的组合式刀盘10中被压向滑座14。当滑座14在组合式刀盘10中位移时，球珠118同时可以在齿条36上滚动。推力球螺栓94、98、102和106分别被固定在组合式刀盘10的基体12内的凹槽90或者92的壁部段中。
图5a中所示出的组合式刀盘10中推力球螺栓94、102和106的构造同推力球螺栓98一样。
需要说明的是：这样的推力球螺栓原则上也可以被旋入齿条36、38内。螺栓的球体于是作用在构造于组合式刀盘的基体12中的、用于齿条36、38的凹槽中的相应的壁部段上。
借助推力球螺栓94、98、102、106保证了：在用以将齿条36、38固定于滑座14上的固定螺栓40被松开后，齿条36、38被自动压入滑座14上的被构造成平行齿56、57的直线导向装置中和拉杆30的斜齿46、48中。这样可以对滑座14上的齿条36、38的齿的不希望有的间隙和拉杆30的齿的不希望有的间隙进行补偿，而不需测定齿条36、38的位置。
当组合式刀盘10与机床的机床主轴相连接时，组合式刀盘10中的由齿条36、38和拉杆30的斜齿46、48构成的传动机构因此可以通过操纵固定螺栓40和调节螺栓66、67被调定得甚至无间隙。
在这种情况下可以如下地实施对上述组合式刀盘10中的齿条36、38的无间隙调节：
第1步：打开和轻靠装上齿条36、38用的固定螺栓40。齿条36、38贴靠在滑座14上的被构造成平行齿56、57的直线导向装置中。这样齿条36、38可以不倾翻地在平行齿56、57的直线导向装置中移动。
第2步：对调节螺栓66、67进行调节，以便通过使带有调节楔70或者71的楔传动机构运动为齿条36、38调定所期望的位置。
第3步：以额定扭矩将固定螺栓40拧紧。通过这种方式，齿条36、38力锁合地被固定在滑座14上所期望的位置中。
第4步：给调节螺栓66或67加载事先规定的扭矩：这使得相应的齿条36、38与滑座14形状锁合。以这种方式保证了齿条36、38的不可推移性。
图7示出的是一个有弹性的压力件124。借此齿条可以在上述组合式刀盘中类似于借助推力球螺栓那样被压向组合式刀盘中的滑座。有弹性的压力件124具有一个带有空腔128的螺纹体126。一个压力弹簧130被设置在空腔128中，该压力弹簧作用在一个接触件132上。接触件132具有一个作用面134。作用面134贴靠在滑座中齿条的侧面上，借以将齿条压向滑座或者压向组合式刀盘中拉杆的齿。如上面针对设置在组合式刀盘中的推力球螺栓所叙述的那样，这种有弹性的压力件当然也可以被固定在组合式刀盘内的齿条中。在这种情况下，有弹性的压力件的接触件如同推力球螺栓的球体那样支靠到组合式刀盘的壳体内用于接纳安装齿条的壁部段上。
概括地，可以确定如下：本发明涉及一种在机床中使用的组合式刀盘10，其包括围绕旋转轴线28可旋转的基体12。组合式刀盘10具有一滑座14。滑座14通过在基体12内轴向定向的拉杆30可移动。滑座14可以装夹至少一个刀具或者一个刀架。在滑座14上固定有至少一个可调节的齿条36、38。齿条36、38具有起传动件作用的、用于与拉杆30的与之互补的斜齿46、48啮合的斜齿42、44。滑座14具有一调节装置66，该调节装置用于使所述至少一个齿条36、38运动而以其斜齿42、44进入拉杆30的与之互补的斜齿46、48中。

Claims (15)

1.在机床中使用的组合式刀盘(10)，其包括：围绕旋转轴线(28)可旋转的基体(12)和通过在所述基体(12)中轴向定向的拉杆(30)可移动的滑座(14)，该滑座能够装夹至少一个刀具或者一个刀架，其中，在所述滑座(14)上能够固定至少一个可调节的齿条(36，38)，该齿条具有起传动件作用的斜齿(42，44)，用于与所述拉杆(30)的与之互补的斜齿(46，48)啮合；并且，所述滑座(14)包含一调节装置(66)，该调节装置用于使所述至少一个齿条(36，38)运动而以其斜齿(42，44)进入所述拉杆(30)的与之互补的斜齿(46，48)中，其特征在于：所述调节装置具有装在所述滑座内的调节螺栓(66)，借助该调节螺栓能使一个可运动地设置的调节楔(70)进行位移，该调节楔作用在构造于所述至少一个齿条(36，38)上的楔面(72)上。
2.如权利要求1所述的组合式刀盘，其特征在于：为了将所述齿条(36，38)压向所述滑座(14)，设置有给所述至少一个齿条(36，38)加载力的弹簧件。
3.如权利要求2所述的组合式刀盘，其特征在于：所述至少一个齿条(36，38)设置在构造于所述基体(12)上的凹槽(90，92)内，该凹槽具有支承所述弹簧件的壁部段。
4.如权利要求2所述的组合式刀盘，其特征在于：所述弹簧件是装在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的、有弹性的、带有支承在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的作用面(134)的压力件(22)和/或是固定在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的、带有支承在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的可运动球体(118)的推力球螺栓(98)。
5.如权利要求3所述的组合式刀盘，其特征在于：所述弹簧件是装在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的、有弹性的、带有支承在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的作用面(134)的压力件(22)和/或是固定在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的、带有支承在所述基体(12)上或者所述齿条(36，38)上的可运动球体(118)的推力球螺栓(98)。
6.如权利要求1至5之任一项所述的组合式刀盘，其特征在于：所述至少一个齿条(36，38)利用至少一个固定件能够可拆卸地被固定在所述滑座(14)上。
7.如权利要求6所述的组合式刀盘，其特征在于：所述固定件构造为固定螺栓(40)。
8.如权利要求1至5之任一项所述的组合式刀盘，其特征在于：在所述滑座(14)上固定有至少一个可调节的第一齿条(36)，该第一齿条具有起传动件作用的斜齿(42)，用于与所述拉杆(30)的与之互补的斜齿(46)啮合；以及在所述滑座(14)上固定有可调节的第二齿条(38)，该第二齿条具有起传动件作用的斜齿(44)，用于与所述拉杆(30)的与之互补的斜齿(48)啮合。
9.如权利要求8所述的组合式刀盘，其特征在于：所述第一齿条(36)与所述第二齿条(38)能够彼此独立地调节。
10.如权利要求1至5之任一项所述的组合式刀盘，其特征在于：所述至少一个齿条(36，38)在构造于所述滑座(14)上的直线导向装置内被引导。
11.如权利要求10所述的组合式刀盘，其特征在于：所述直线导向装置垂直于所述滑座(14)的调节方向(32)定向。
12.如权利要求10所述的组合式刀盘，其特征在于：所述直线导向装置为一种平行齿(56，57)。
13.如权利要求11所述的组合式刀盘，其特征在于：所述直线导向装置为一种平行齿(56，57)。
14.如权利要求10所述的组合式刀盘，其特征在于：所述调节装置与一带有调节楔(70)的楔传动机构、一凸轮传动机构或者一螺旋传动机构相耦接。
15.用于对根据权利要求1至14之任一项所构造的组合式刀盘(10)中的齿与拉杆的不希望有的间隙进行补偿的方法，按该方法，在第一步使所述至少一个齿条(36，38)从所述滑座(14)松脱开；在第二步将所述齿条(36，38)形状锁合地靠装到所述滑座(14)上；在第三步通过调节装置(66，67)给滑座(14)上的该齿条(36，38)加载调节力，借以将斜齿(42，44)压入到拉杆(30)的与之互补的斜齿(46，48)中；在第四步将所述齿条(36，38)在所述滑座(14)上这样地固定，即，使所述齿条(36，38)被力锁合地定位到滑座(14)上；以及在第五步通过调节装置(66，63)给所述齿条(36，38)往滑座(14)上加载调节力，借以将所述齿条(36，38)形状锁合地固定到所述滑座(14)上。
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