CN105935885A - 加工车床的带可拆卸附件的设备和组件及数控加工车床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于加工车床的带可拆卸附件的设备和组件及数控加工车床。一种用于带有数字控制的加工车床的设备，包括活动刀架(4)、带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)，其被安装以便在该活动刀架(4)上枢转从而能够围绕枢转轴线(B)枢转，以及用于相对于活动刀架(4)致动带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)的装置。所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)包括至少一个安装位置(105)，以可拆卸地接收可拆卸附件(120)从而支撑和驱动刀具。

Description

加工车床的带可拆卸附件的设备和组件及数控加工车床
技术领域
本发明涉及使用带有数字控制的车床的机械加工的领域。更准确地，本发明涉及一种用于带有数字控制的加工车床的设备和组件，以及这样的带有数字控制的加工车床。
背景技术
由车床执行的大多数加工操作通过使待加工材料相对于刀具旋转来进行，由于这种旋转，所述刀具切入经过其前方的材料。
一些形状不能通过这样的过程制造。这是例如，带有侧平面或带有孔的情况，其中所述孔具有相对于用于保持和驱动待加工材料的心轴的旋转轴线倾斜的轴线。
带有数字控制的车床可以包括附加设备，当制造中的工件仍然保持在车床中时，凭借该附加设备可能在该工件上制造倾斜的孔或侧平面，这样的孔或侧平面不能够通过要求材料被旋转驱动的加工来获得。这样的附加设备通常被称为“B轴线”，这是由于在那个位置处其实现围绕一条本身也被称为“B轴线”的轴线的枢转运动。在该设备中，活动刀架支承带有一体式驱动器的刀具支撑系统。这种带有一体式驱动器的刀具支撑系统能够枢转并且通常设有多个车削刀具，这些刀具中的每一个仍然是切刀或钻头中的任一者。这些车削刀具执行活动刀架被引起进行的运动。它们具有能够通过使得带有一体式驱动器的刀具支撑系统相对于活动刀架枢转而调整的取向。凭借这些，能够制造带有特殊取向或其它特点的某些形状。
在上述附加设备中，每一个刀具由旋转装置支承，该旋转装置是带有一体式驱动器的刀具支撑系统的组成部分并且是其永久零件。上述附加设备提供了从一开始就被固定的加工可能性，其限制于钻孔和切削，钻孔和切削具有共同的原理，即刀具绕其轴线旋转。
上述的附加设备并不是已知的唯一一种。具体地，执行螺旋运动的装置也是已知的，其使得制造内螺纹或外螺纹成为可能，并且被称为螺纹切刀。使用这些装置的加工操作要求在先的手动调整，这是费时和复杂的。相同的缺点也在另一种类型的附加设备上被发现，即，用于形成多边形的装置，其用于制造带有多边形横截面的工件。
发明内容
本发明的目的是至少使得车床可能提供更多的加工可能性，并且仅需要容易执行的在先操作(调整等)。
根据本发明，这个目的借助于一种用于带有数字控制的加工车床的设备实现。该设备包括活动刀架、带有一体式驱动器的刀具支撑系统(其被安装成在该活动刀架上枢转，从而能够围绕枢转轴线枢转)，以及能够引起带有一体式驱动器的刀具支撑系统围绕枢转轴线相对于活动刀架枢转的致动装置。带有一体式驱动器的刀具支撑系统包括至少一个安装位置以可拆卸地接收至少一个可拆卸附件，以支撑和驱动刀具。
能够在安装位置处安装各种类型的可拆卸附件。例如，可拆卸附件可以是螺纹切刀。一旦该螺纹切刀被安装到根据本发明的设备的带有一体式驱动器的刀具支撑系统上，那么就通过带有数字控制的加工车床的计算机以自动方式控制它的运动、取向和操作。各种类型的可拆卸附件因此能够进行自动调整和自动控制。
装备有根据本发明的设备的车床也具有高度通用的优点。这种高水平的通用性不需要与车床的机箱内增加的占用空间相关，原因在于本发明使得不需要与可用加工附件同样多的支撑件固定于车床机架成为可能。
由本发明实现的高水平的通用性也不需要与加工车床自身的复杂性的过度增加相关，原因在于这种车床能够利用比其所结合的装置更多的装置。例如，应用本发明的车床能够利用用于形成多边形的装置，并且随后利用螺纹切刀，而不需要同时永久地装配有这两者。
以上限定的设备能够单独地或者组合地结合一个或多个其它有利的特征，特别是来自下文限定的那些特征当中的特征。
带有一体式驱动器的刀具支撑系统有利地包括允许在安装位置处快速固定可拆卸附件的器件。
设备有利地包括永久驱动装置，其包括接合器件，该接合器件使得可能建立运动连接以从该永久驱动装置向可拆卸附件传递驱动。在这种情况下，可拆卸附件不需要具有其自己的机械化(motorisation)器件，这能够转化为特别是对于电缆的简单化、减少的成本、重量方面的节省和/或空间方面的节省。
接合器件有利地包括齿的环状布置，以便与可拆卸附件的旋转输入构件上的互补的齿啮合。在可拆卸附件的安装期间，互补齿的接合几乎自动地并以可靠的方式发生，这在安装工效学方面是有利的。
设备有利地包括至少一个用于支撑和驱动刀具的永久子组件。
永久驱动装置有利地包括用于将驱动传送到可拆卸附件的机构，该传送机构包括旋转部分，其是用于支撑和驱动刀具的永久子组件的组成部分。在这样的情况下，能够借助于更简单的传送机构来实现将同样的驱动传送到可拆卸附件并且同时传送到用于支撑和驱动刀具的永久子组件。
设备有利地设有可拆卸附件，其可拆卸地固定在安装位置处。
可拆卸附件有利地从钻削或切削附件、螺旋运动的螺纹成形附件以及多边形成形附件当中选取。
本发明也涉及一种用于带有数字控制的加工车床的组件，其包括如上限定的设备，以及一组若干可互换附件，其中的每一个都能够固定在安装位置处并构成用于支撑和驱动刀具的可拆卸附件。
本发明也涉及一种带有数字控制的加工车床，其包括如上限定的设备。
加工车床有利地包括用于保持和驱动待加工材料的心轴，该心轴能够绕旋转轴线旋转，作为设备的组成部分的活动刀架能够沿不平行于心轴的旋转轴线的两个平移方向位移，带有一体式驱动器的刀具支撑系统的枢转轴线不平行于心轴的旋转轴线。
附图说明
其它的优点和特征将从本发明的具体实施例的以下描述中变得更加清楚，所述具体实施例以非限制性示例的方式给出，并且在附图示出，附图中：
图1a是根据本发明的带有数字控制的车床的透视图；
图1b是俯视图并且是水平平面中的横截面视图，并且示出了与图1a相同的车床，用于该车床的带有一体式驱动器的刀具支撑系统在图1a和图1b中具有不同的位置；
图2是根据本发明并且提供给图1的车床的设备的主要部分的局部分解透视图；
图3是示出了图2的设备的透视图，其中可拆卸附件，即螺纹切刀，可拆卸地安装在该设备上；
图4是剖视侧视图，并且如图3中那样，示出设有螺纹切刀的图2的设备；以及
图5是局部透视图，其示出代替螺纹切刀可拆卸地安装在带有一体式驱动器的刀具支撑系统上的用于钻削和/或切削的可拆卸附件，所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统作为图2的设备的组成部分并且以点划线标记。
具体实施方式
在图1中，如图2中那样，仅仅示出了根据本发明的带有数字控制的车床1的一些组成部分，未示出的这种车床1的部分本身是已知的。车床1包括旋转心轴2，其旋转轴线被标记为Z并且被提供为支撑和旋转驱动未示出的待加工材料。
车床1也包括设备3，其是根据本发明的所谓的“B轴线”类型的设备。设备3包括活动刀架4，其能够在竖直平面中沿两个垂直的平移方向位移，即，水平平移方向X和竖直平移方向Y。活动刀架4由本领域技术人员公知的器件引导并且沿X和Y平移方向位移。当活动刀架4也能够沿与旋转轴线Z平行的平移方向位移时，其也能够由本领域技术人员公知的器件引导并且平行于该旋转轴线Z位移。
根据图2，设备3被单独示出并且其活动刀架4的部分未示出。该活动刀架4支承多个子组件，包括带有一体式驱动器的刀具支撑系统5，其相对于活动刀架在竖直枢转轴线B上枢转。用于相对于活动刀架4致动带有一体式驱动器的刀具支撑系统5的装置100包括马达101，以及在附图中被壳体隐蔽的蜗轮-蜗杆机构。该致动装置100能够实现带有一体式驱动器的刀具支撑系统5在多个工作位置中的任意一个选定位置的定位，其中所述多个工作位置围绕枢转轴线B相对于彼此成角度地偏移。
带有一体式驱动器的刀具支撑系统5包括弯曲臂102，在其一个竖直部分中存在三个永久子组件103，一个在另一个后方，它们彼此相同并且每一个更准确地是用于支撑和驱动一个或两个旋转刀具104的子组件103。在图示的示例中，每个旋转刀具104都是钻头。然而，旋转刀具104的至少一个部分可以不是钻头，而是另一种类型。例如，旋转刀具104的任何一个可以是切刀。
紧接用于支撑和驱动的永久子组件103并且在其下方，带有一体式驱动器的刀具支撑系统5的弯曲臂102包括安装位置105，其被提供为可拆卸地接收用于支撑和驱动刀具的可拆卸附件。在图示的示例中，安装位置105呈外壳的形式，并且该外壳是在侧面开放以便放置和移除可拆卸附件。在安装位置105周围，多个螺纹孔106形成允许快速固定可拆卸附件的器件。螺纹孔中的每一个旨在接收螺钉107以便通过夹持将可拆卸附件固定于带有一体式驱动器的刀具支撑系统5。可以替换螺纹孔106和螺钉107，或者通过其它快速固定器件(诸如由卡扣设备操作的固定器件)对其进行补充。
当没有可拆卸附件配合至带有一体式驱动器的刀具支撑系统5时，可以暂时安装保护件108，从而封闭和/或填充安装位置105。
而且在图2中，活动刀架4支承驱动马达110，所述驱动马达110形成用于驱动旋转刀具104的永久装置111的一部分。除了驱动马达110，永久驱动装置111还包括传动机构112、传动带113，其在图2中可以看到。
在图3中，安装位置105被螺纹切刀120占据，其是可拆卸的加工附件，执行螺旋运动从而允许制造内螺纹或外螺纹。螺纹切刀的操作原理本身是已知的，并且因此，为简单起见，将不在本文中描述。作为可拆卸的，螺纹切刀120能够用另一个可拆卸附件来代替。事实上，其形成一组若干可互换附件的一部分，这组附件中的每一个均能够被固定在安装位置105处。除了螺纹切刀120，该组附件可包括其它螺纹切刀、一个或多个钻削附件、一个或多个切削附件和一个或多个多边形成形附件。
在图4中，传动机构112包括一系列彼此啮合的旋转单元140、141、142、143、144、145，和将旋转单元140联接到驱动马达110的传动带113。旋转单元143、144和145中的每一个都具有构成永久支撑和驱动子组件103的旋转部分的特征。旋转单元145位于传动机构112的端部并包括齿轮150，其齿的环状布置151同时与旋转单元144的齿轮152以及形成螺纹切刀120的旋转输入构件的齿轮153啮合。由驱动马达110产生的驱动是共用驱动，其被传送到所有永久支撑和驱动子组件103以及传送到可拆卸附件120。远至可拆卸附件120的该驱动的传送经由永久支撑和驱动子组件103实现。
当取出螺纹切刀120时，齿轮153容易地从齿的环状布置151脱离。不同地，在带有一体式驱动器的刀具支撑系统5上安装螺纹切刀120的期间，齿轮153容易地与齿轮150啮合。齿的环状布置151因此形成接合器件，从而允许容易地建立运动连接，以便在传动机构112和螺纹切刀120之间传递驱动。
带有数字控制的车床1的计算机控制设备3，特别是马达101和驱动马达110。
在图5中，仅示出了带有一体式驱动器的刀具支撑系统5的下部，并且由点划线示出。其更精确地由从为图5的实施例所选的视角通常可见的外部边缘表示。在该图5中，安装位置105由取代了螺纹切刀120的可拆卸附件160占据，并且更准确地是用于支撑和驱动两个钻头161的附件，每一个钻头都能够由切刀替代。可拆卸附件160在图5中是完全可见的，包括穿过带有一体式驱动器的刀具支撑系统5，其如同是透明的那样被示出。
枢转轴线B实质上正交于旋转心轴2的旋转轴线Z。在图2中，弧α象征能够由带有一体式驱动器的刀具支撑系统5占据的工作位置连续通过的角度范围。借助于该带有一体式驱动器的刀具支撑系统5围绕B轴线的枢转，在带有一体式驱动器的刀具支撑系统5上呈现的旋转刀具104和可拆卸附件120或160的取向能够相对于由旋转心轴2保持的加工中的材料被修改。根据操作者已输入车床1的计算机控制单元的数据，可拆卸地安装在带有一体式驱动器的刀具支撑系统5上的螺纹切刀120或另一可拆卸附件的位置的调整以自动方式而不是手动地实现，这可以转化为节省时间、提高的效率和/或提高的精度。
带有一体式驱动器的刀具支撑系统5相对于活动刀架4的角度位置能够在加工操作之前进行调整，然后在该加工操作期间固定。根据另一操作，带有一体式驱动器的刀具支撑系统5能够在加工操作期间被致动为围绕B轴线的枢转运动，该枢转运动也能够与其它运动结合，诸如与平移轴线X和/或平移轴线Y和/或旋转轴线Z平行的活动刀架4的平移运动。

Claims (11)

1.一种用于带有数字控制的加工车床(1)的设备，所述设备包括活动刀架(4)、带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)，其被安装以便在所述活动刀架(4)上枢转从而能够围绕枢转轴线(B)枢转，以及包括致动装置(100)，其能够引起所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)围绕所述枢转轴线(B)相对于所述活动刀架(4)枢转，其特征在于，所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)包括至少一个安装位置(105)以能够拆卸地接收至少一个能够拆卸的附件(120、160)从而支撑和驱动刀具(161)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)包括允许所述能够拆卸的附件(120、160)在所述安装位置(105)处快速固定的器件(106)。
3.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，其包括永久驱动装置(111)，所述永久驱动装置(111)包括接合器件(150、151)，从而使得能够建立运动连接，以将驱动从所述永久驱动装置(111)传递至所述能够拆卸的附件(120、160)。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述接合器件有利地包括齿的环状布置(151)以便与所述能够拆卸的附件(120、160)的旋转输入构件(153)上的互补齿啮合。
5.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，其包括至少一个用于支撑和且驱动刀具(104)的永久子组件(103)。
6.如权利要求5以及权利要求3和4中的任一项所述的设备，其特征在于，所述永久驱动装置(111)包括用于将驱动传送至所述能够拆卸的附件(120、160)的机构(112)，所述传动机构(112)包括旋转部分(143、144、145)，其是用于支撑和驱动刀具(104)的所述永久子组件(103)的组成部分。
7.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，其设置有能够拆卸地固定在所述安装位置(105)处的所述能够拆卸的附件(120、160)。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述能够拆卸的附件(120、160)是从钻孔或切削附件(160)、带有螺旋运动的螺纹成形附件(120)以及多边形成形附件当中所选择的。
9.一种用于带有数字控制的加工车床(1)的组件，其特征在于，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的设备(3)，以及一组若干能够互换的附件(120、160)，其中的每一个能够被固定在所述安装位置(105)处并且构成用于支撑和驱动刀具(161)的能够拆卸的附件(120、160)。
10.一种带有数字控制的加工车床，其特征在于，其包括如权利要求1-8中的任一项所述的设备(3)。
11.如权利要求10所述的加工车床，其特征在于，其包括用于保持和驱动待加工材料的心轴(2)，所述心轴(2)能够围绕旋转轴线(Z)旋转，还包括活动刀架(4)，所述活动刀架(4)是所述设备(3)的组成部分，能够沿与所述心轴(2)的所述旋转轴线(Z)不平行的两个平移方向(X、Y)位移，所述带有一体式驱动器的刀具支撑系统(5)的所述枢转轴线(B)不平行于所述心轴(2)的所述旋转轴线(Z)。
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