CN104582897A - 用于加工的快速更换流体供应装置 - Google Patents

Abstract

一种机床的流体供应装置(2)，包括集管部分(4)和可附连到集管的一个或多个流体歧管(6、8)，其中，流体歧管可快速且容易地更换到集管上而不用工具。

Description

用于加工的快速更换流体供应装置

本申请要求2012年8月28日提交的美国临时专利申请第61/693,872号的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。

发明领域

本发明涉及在机加工过程中供应流体(例如冷却流体和/或润滑流体)给刀具和/或工件的装置。具体地说，本发明涉及具有可快速且容易替换的喷嘴歧管的流体供应基部或集管。

发明背景

在材料、尤其是诸如金属和某些非金属(例如，金刚石)的坚硬材料的加工中，在存在引到刀具和/或工件上的流体(诸如冷却和/或润滑流体)下进行加工操作是众所周知的。这些加工操作的实例包括钢工件的切削和/或研磨以产生齿轮和面联轴器；工具钢和/或金刚石材料的研磨以形成齿轮及其它齿状物品的切削工具或使该切削工具锋利，以及修整或整形操作以修复诸如磨削轮的研磨工具的期望形状。

在很多利用冷却和/或润滑流体施加到刀具和/或工件的加工操作中，已知的是通过从诸如基部或集管(下文统称为“集管”)的主流体接纳固定装置延伸的一个或多个喷嘴或管路来供应这种流体给刀具和/或工件。例如，参见Mundt的美国专利第7,182,674号。特定流体通常在压力下供应到集管，其中将流体分配到喷嘴和/或管路。喷嘴和/或管路自身可有任何数量、长度和/或构型以在加工过程中将要输送的流体输送到在刀具、工件上的所需位置或刀具-工件接触区。

在诸如加工不同构造或大小的工件需要不同构造的喷嘴和/或管路的情况下，喷嘴和/或管路通常以需要用工具拆卸和更换的方式(例如，螺纹或螺栓)附连到集管。在某些情况下，集管制造成与喷嘴和/或管路形成一体，使得加工不同构造或大小的工件需要具有适当构造的喷嘴和/或管路的另一集管。在任一种情况下，通常投入相当长的时间、工具和精力来准备用于将流体输送到不同构造或大小的工件的机器。

同样已知的是，采用可重新构造的附连到流体集管的流体喷嘴和/或管路，由此，可通过重新构造每个喷嘴和/或管路以将流体重新引到相对于不同工件的适当位置来适应不同构造或大小的工件的加工。这里，这种重新构造通常又牵扯到时间和精力，以及可能的工具。

发明内容

本发明涉及一种用于机床的流体供应装置，该流体供应装置包括集管部分和可附连到集管的一个或多个流体歧管，其中，流体歧管可快速且容易地更换到集管上而不使用工具。

附图说明

图1是本发明流体供应装置的正视图。图2是本发明流体供应装置的后视图。

图3示出了与流体歧管分离的集管的剖视图。

图4示出了与流体间隔开的集管的接触端面。

图5示出了流体歧管及其接触端面。

图6示出了绕机床上的磨削轮布置的流体供应装置的实例。

图7示出了包括流体喷嘴的图6所示的布置。

图8是图7所示的布置的正视图。

图9示出了将流体歧管附连到集管的相对定位次序中的第一步。

图10示出了流体歧管与集管的最初互锁以及将流体歧管与集管对准以将流体歧管附连到集管。

图11示出了在流体歧管与设置在集管上的闭锁件接触之前的视图。

图12示出了闭锁件处于流体歧管中的锁定位置的、组装好的流体供应装置。

具体实施方式

用于本说明书中的术语“发明”、“本发明”以及“本发明”旨在广义上是指本说明书和以下任何专利权利要求的所有主题。包含这些术语的声明不应理解成限制本文所述的主题或限制以下任何专利权利要求的意思或范围。此外，本说明书不试图描述或限制由本申请的任何具体部件、段落、声明或附图的任何权利要求涵盖的主题。主题应参考整个说明书、所有附图以及以下任何权利要求理解。本发明可具有其它实施例并以其它方式实践或实施。而且，应理解本文所采用的措辞和术语是为说明的目的而不应认为是限制。

现将会参照仅以示例的方式说明本发明的附图讨论本发明的细节。在附图中，类似特征或部件可用相同的附图标记标注

本文中“包含”、“具有”和“包括”及其变体的使用意思是包含此后所列项目及其等同物和附加项目。虽然在描述附图中可参照以下诸如上面的、下面的、向上的、向下的、向后的、底部、顶部、前面、后面等的方向，但为了方便，相对于附图参照(如正常观察)。这些方向不旨在以任何的形式字面上接受或限制本发明。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语用于本文中是为了说明的目的而不旨在表明或暗示重要性或显著性。

图1示出了包括具有集管部分4以及快速更换流体歧管6和8的流体供应装置2的前侧视图的发明实施例。虽然示出了两个流体歧管，但本发明考虑了多个可附连到集管的可更换的流体歧管。第一流体歧管6包括用于喷嘴和/或管路(例如，图7和8所示的喷嘴52)的配件10、12，而第二流体歧管8包括用于喷嘴和/或管路的配件14、16。任意数量的喷嘴和/或管路可连接到流体歧管，且连接到一个流体歧管的喷嘴和/或管路的数量可不同于连接到另一流体歧管的喷嘴和/或管路的数量。具体喷嘴和/或管路的构型和/或定向依赖于机床的设计和工作的参数，如熟练技工可理解的那样。

流体供应装置2可包括附连到管路19的辅助喷嘴18，管路19可沿方向X直线地定位在通道21(图3)中，并通过可松开的夹紧螺钉20保持在所需位置。例如，喷嘴18可用于输送高压流体到诸如磨削轮(例如，图6、7、8中的54)的工具，以从工具去除碎屑(即，清洗工具)。为了适应不同工具直径大小，喷嘴18的位置较佳地可调节并可诸如通过松开螺钉20、沿X方向(相对于图6的磨削轮54为径向方向)将喷嘴18定位到所需位置且拧紧螺钉20以设定喷嘴位置来设定。喷嘴18可缩回到通道21中(图3中向左)足够量以在安装到机器或从机器拆卸时允许工具(例如磨削轮)经过集管4，从而在任何这种安装或拆卸过程中不需要拆卸集管。或者，喷嘴18可远离集管4的前面枢转一定量(例如，90度)以形成工具安装或拆卸所需的间隙。

图2示出了图1所示的流体供应装置2的相反侧(即，后侧)。流体入口30可通过诸如供应管路31(图6和7)的输送装置连接到流体源(例如，高体积流体流量)，并通过形成在集管4中和流体歧管6、8中的内部流动通道与配件10、12、14、16流体连通。还可包括另一流体入口32，该流体入口32用于通过诸如供应管路33(图6和7)的输送装置从源(高压流体)引进流体，以通过合适内流体流动通道输送流体到喷嘴18熟练技工将会理解，内部流动通道可通过诸如钻孔、原位铸造或加成制造(例如3D打印)的任何合适工艺形成。

流体供应装置2可通过安装面34可释放地固定到机床37。这种机床的实例可在Stadtfeld等人的美国专利第6,712,566中找到。支承件、较佳地为纵向可调节(手动操作或计算机控制)圆筒35通过表面34附连到流体供应装置2，以使得流体供应装置2可根据需要定位和/或重新定位(即，沿图6中的磨削轮54的旋转轴的方向)。当使用诸如圆筒35的可调节支承件时，较佳的是，流体供应管路31、33同样纵向可调节。例如，磨削轮(例如，图6所示的磨削轮54)的修整可导致磨削轮的高度降低，且因此，流体供应装置2可重新定位(通过可调节圆筒35)以与大小调整后的磨削轮适当对准。在另一实例中，重新安装好的磨削轮可具有显著比其替换的旧磨削轮大的高度。在这种情况下，流体供应装置2可重新定位以与较大尺寸的新磨削轮适当对准。

图3和4示出了流体歧管6、8的可快速且容易拆卸和可更换的特征。集管4包括歧管支承件22、26，歧管支承件22、26具有较佳的大致钩状的形状，且较佳地沿集管4的至少一部分宽度W(图4)延伸。集管4还包括诸如可枢转运动的闭锁件24、28的弹性抓持装置，闭锁件24、28较佳地各自通过一个或多个(较佳地2个)诸如弹簧36的弹性装置保持在关闭位置。弹簧36的一端附连到闭锁件24、28，而另一端通过定位于孔40(图4)中的销钉38附连到集管4。通常，每个流体歧管使用一个歧管支承件和一个闭锁件，但本发明不限于此。

集管4还包括接触面5、7，接触面5、7在流体供应装置2组装时(例如，图1)与流体歧管6、8的相应的接触面9、11配合。接触面5、7各自包括至少一个流体出口42，流体出口包括诸如例如O形圈的密封件44。每个接触面5、7中的孔40中的至少一个用作引导件，以在将歧管附连到集管4的过程中通过如下方式来对准流体歧管6、8，即，适当位于每个流体歧管6、8的接触面上的至少一个桩钉46、48插入孔40内，以在附连到歧管的过程中将流体歧管与集管4对准。

流体歧管6、8各自包括沿流体歧管的至少部分宽度W延伸的相应的大致钩状互锁表面23、27。互锁表面23、27具有与歧管支承件22、26的形状互补的形状，使得在附连过程期间(图10)，在接合时，钩状表面23、27与相应的互补歧管支承件22、26互锁。流体歧管6、8还包括闭锁件接纳槽25、29，每个闭锁件接纳槽均具有用于在附连过程期间接纳并配合相应的闭锁件24、28的形状。

图5示出了流体歧管6的接触面9和用于在附连到集管4时从出口42接纳流体的流体入口50。通道(未示出)在流体歧管6内延伸，以将流体从入口50输送到配件10、12并继续穿过适当的喷嘴和/或管路(例如，图7和8中的喷嘴52)。应当理解，类似入口和通道形成在流体歧管8以及根据本发明的任何其它流体歧管中。

图9-12示出了在流体歧管6、8附连到歧管4的过程中的一系列集管-歧管位置。钩状表面23、27与相应的互补歧管支承件22、26(图9和10)接合并互锁，且歧管6、8接着以绕歧管支承件22、26大致枢转的方式向集管4旋转，以将流体歧管附连到集管4。桩钉、48与接纳孔40对准并插入接纳孔40(图10和11)，从而确保歧管6、8与集管4适当对准。歧管6、8进一步向与闭锁件24、28接合而运动，直到闭锁件24、28由于弹簧36和闭锁件24、28的倾斜前表面56以及闭锁件接纳槽的肩部58(图9)而以卡配接合的方式接合相应的闭锁件接纳槽25、29。在该位置，集管4的表面5、7与流体歧管6、8的相应表面9、11接触，且流体出口42对准流体入口50。流体供应装置2准备好进行操作。

流体歧管6、8可以以反向的方式从冷却剂集管4拆除，其中闭锁件24、28通过其相应的凸片60(图1、2)升起(较佳为依次)，且流体歧管6、8可接着以绕歧管支承件22、26大致枢转的方式旋转远离集管4，以将流体歧管从集管4脱开。旋转持续直到钩状表面23、27从其与相应的互补歧管支承件22、26的互锁关系中脱离。应该注意，流体歧管6、8与集管4的附连以及流体歧管6、8从集管4的移除未借助工具完成(即，以无工具的方式)且容易用手完成。

关于流体歧管6、8，较佳的实施例是沿宽度方向W彼此偏移地布置配件10、12和14、16，如图5和6所示。这种布置使得喷嘴52(图7和8)可更容易且更有效地引导到工件和/或刀具的某些区域，譬如引导到磨削轮54的内工作面62和外工作面64。

虽然本发明流体供应装置2已示出成包括附连到流体歧管的喷嘴52，但喷嘴中的一些或全部可用管路来取代。任何数量的喷嘴和/或管路可考虑用于每个歧管。一个或两个以上的流体歧管同样在本发明的范围内。此外，一个或多个喷嘴和/或管路可属于可调节类型，其中，每个个别喷嘴和/或管路的精确定向可设定或调节(即，细调)。此外，虽然闭锁件24、28示出成定位于集管4上而桩钉示出成定位于流体歧管6、8上，但闭锁件可位于流体歧管上(通过在集管上的接纳槽25、29)，而桩钉可位于集管上。

借助本发明的冷却剂供应装置2，流体歧管可容易且快速手动进行更换而不用工具。这使得能够避免为工件的每个新构型和/或尺寸而重新构造喷嘴和/或管路、或者用不同构造的喷嘴和/或管路更换各个喷嘴和/或管路的费时任务。具有适当数量和构型的喷嘴和/或管路的流体歧管能预先准备好并储存，以便在改变工件的构型和/或大小时，一个或多个事先构造好的流体歧管可容易且快速附连到新工作的集管，由此与以前重新定位和/或更换方法相比，大大地降低机器停机时间。

虽然本发明已讨论了关于通过互锁的钩状表面和弹性闭锁件将流体歧管附连到集管，但本发明不限于这个具体实施例。例如，一对相对的闭锁件(上下面或前后侧)可用于要么集管上要么流体歧管上以代替互锁钩状表面。可使用四分之一圈或半圈螺钉锁定机构代替闭锁件。可使用诸如销和套筒的其它接合和枢转结构来代替互锁的钩状表面。流体歧管可通过沿宽度W方向延伸的销钉结构而在集管上滑动到位。

较佳地，集管和流体歧管由诸如铝的铸造金属制成，但考虑诸如铁或钢的其它金属或合金。或者，集管和/或流体歧管可由诸如塑料的非金属材料制成。流体歧管可譬如通过油漆或阳极电镀金属或使用彩色塑料来进行彩色编码。彩色编码可用于识别、库存控制、便于存储或指示各种工作，由此用作为具体工作安装适当流体歧管的核查。

虽然本发明已参照较佳实施例描述，应当理解，本发明不限于其具体说明。本发明旨在包括对本领域技术人员来说会显而易见的属于本主题的变型而不偏离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (15)

1.一种用于机床的流体供应装置，所述流体供应装置包括：

集管部分；

可拆卸地附连到所述集管部分并与其流体连通的至少一个可更换的流体歧管，所述至少一个流体歧管具有用于与其流体连接的至少一个配件；

所述至少一个流体歧管能附连到所述集管部分并能从所述集管部分拆卸，而不使用工具。

2.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，还包括通过供应管路与所述集管部分流体连通的辅助喷嘴，所述辅助喷嘴能直线地定位。

3.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，所述集管部分包括至少一个流体入口。

4.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，所述至少一个可更换的流体歧管能通过位于所述集管部分和所述流体歧管中的每个上的互补的互锁表面而附连到所述集管部分。

5.如权利要求4所述的流体供应装置，其特征在于，所述至少一个可更换的流体歧管具有宽度，且其中，所述流体歧管上的所述互补的互锁表面沿所述宽度的至少一部分延伸。

6.如权利要求4所述的流体供应装置，其特征在于，所述集管部分具有宽度，且所述集管部分上的所述互补的互锁表面沿所述宽度的至少一部分延伸。

7.如权利要求4所述的流体供应装置，其特征在于，所述互锁表面包括位于所述集管部分上的第一互锁表面和位于所述流体歧管上的第二互锁表面，所述第一和第二互锁表面互补且为大致钩状。

8.如权利要求4所述的流体供应装置，其特征在于，所述互锁表面包括位于所述集管部分和所述流体歧管中的一个上的弹性抓持装置，以及位于所述集管部分和所述流体歧管中的另一个上的互补的接纳槽。

9.如权利要求8所述的流体供应装置，其特征在于，所述弹性抓持装置包括可枢转运动的闭锁件。

10.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，还包括在附连过程中将所述流体歧管对准在所述集管部分上的引导装置。

11.如权利要求10所述的流体供应装置，其特征在于，所述引导件包括位于所述集管部分和所述流体歧管中的一个上的至少一个桩钉和位于所述集管部分和所述流体歧管中的另一个上的互补的至少一个孔，在附连过程中，所述至少一个桩钉能插入所述至少一个孔内，以使所述集管部分和所述流体歧管对准。

12.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，集管部分包括具有流体出口的接触面，而所述至少一个可更换的流体歧管包括具有流体入口的接触面，由此当所述流体歧管附连到所述集管部分时，所述接触面彼此接合，且所述集管部分的流体出口对准流体歧管入口。

13.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，所述集管部分流体出口和所述流体歧管体入口中的一个包括密封件。

14.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，还包括用于将所述流体供应装置附连到机床的可调节支承装置，由此一旦附连到所述机床，所述流体供应装置相对于所述机床的位置是可调节的。

15.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，还包括通过所述至少一个配件与所述流体歧管流体连通的、可拆卸地附连的喷嘴和管路中的至少一个。