CN107073665B - 心轴组件 - Google Patents

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Abstract

一种被构造成组装在加工装置中的心轴组件。心轴组件的前盖包括通道，以允许高压流体流向涡轮的叶片并使涡轮旋转；位于前盖的前端处的开口可以允许低压流体流出心轴组件；从涡轮的后面延伸到前盖的前端的通道可以允许收集在撞击涡轮的叶片之后流向心轴的后端的低压流体，并且引导这些流体朝向前盖的前端并离开心轴组件。心轴组件的壳体可以包括被构造成组装至加工装置上的后部。

Description

心轴组件
技术领域
本发明涉及一种心轴组件。
背景技术
心轴组件可以被组装在诸如车床、铣床、钻床等的加工装置上。例如，心轴组件可以被组装在加工装置的工具保持器的锥形插槽处，并且可以使用通过主心轴提供的高压流体。这种心轴组件可以提供高旋转速度。到目前为止，这种高速心轴的利用由于阻碍其广泛的商业应用的技术问题而受到限制。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供心轴组件，该心轴组件被构造成组装在加工装置中，该心轴组件具有后端和前端，其中，前端靠近心轴组件的工具夹持系统，而后端与工具夹持系统相对，该组件可以包括：旋转轴；轴承组件，该轴承组件包括前端轴承组件和后端轴承组件，被构造成在心轴组件内支撑旋转轴并且使得旋转轴能够高速旋转；在前端轴承组件和后端轴承组件之间放置在前端轴承组件的前面并与旋转轴操作地连接的涡轮，该涡轮被构造成使旋转轴旋转；机械地支撑心轴组件的部件的中空壳体，该中空壳体可以包括允许由加工装置提供的高压流体流动的多个通道；以及位于中空壳体的前面的前盖，该前盖可以包括：第一组通道，该第一组通道流体地连接至中空壳体的多个通道，以允许高压流体从中空壳体的通道流向涡轮的叶片并且使涡轮旋转；中空空间，该中空空间基本上位于前盖的中心处以为涡轮的叶片提供自由空间；开口，该开口位于前盖的前端处以允许低压流体从中空空间流出心轴组件；第二组通道，该第二组通道在涡轮的叶片和前端轴承组件之间从叶片的后面延伸至前盖的前端以允许收集在撞击涡轮的叶片之后流向心轴组件的后端的流体，并且引导这些流体朝向前盖的前端并离开心轴组件；
进一步地，根据本发明的实施方式，心轴组件可以被构造成组装在工具保持器的内锥形插槽处，并且至少后端轴承组件可以被放置在心轴组件的一部分中，该部分被构造成位于由工具保持器的锥形插槽和前端夹持螺母限定的空间内。
进一步地，根据本发明的实施方式，壳体可以包括被构造成组装至加工装置上的后部。
进一步地，根据本发明的实施方式，前盖的中空空间可以包括后部和前部，其中，中空空间的后部可以被构造成为涡轮叶片提供自由空间，中空空间的后部的直径大于涡轮的直径，并且其中，中空空间的前部在涡轮的前面延伸并且具有比中空空间的后部的直径更大的直径，以允许在撞击涡轮的叶片之后收集流体。
进一步地，根据本发明的实施方式，前盖可以包括能调节喷洒器，该喷洒器被组装在第二组通道处并且被构造成能够调节引导从心轴组件排出的低压流体。
进一步地，根据本发明的实施方式，第一组通道中的每个通道可以包括锥形部分，其中，锥形部分的窄端面向涡轮的叶片。
进一步地，根据本发明的实施方式，第一组通道的朝向涡轮的叶片的开口是椭圆形的。
进一步地，根据本发明的实施方式，叶片的压力表面在径向方向上成凹形。
进一步地，根据本发明的实施方式，叶片的压力表面包括在叶片的后端处的靠近叶片与涡轮的基部的连接处的凹形部分，以及在叶片的前端处的与涡轮的基部的连接处有一定距离的基本上笔直部分，并且其中，第一组通道被构造成朝向凹形部分和笔直部分的连接线注射高压流体。
进一步地，根据本发明的实施方式，涡轮可以包括基部，叶片在叶片的后端处附接至基部，并且第二组通道的开口可以面向基部。
进一步地，根据本发明的实施方式，可以在涡轮的叶片的内侧和旋转轴之间设置有间隙。
附图说明
在说明书的结论部分中特别指出并清楚要求保护被认为是本发明的主题。然而，关于操作的组织和方法以及其目的、特征和优点，当与附图一起阅读时，可以参考以下详细描述而最好地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的示意性截面图；
图2A是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的中空壳体的正视图；
图2B是根据本发明的实施方式的壳体沿BB平面的示意性截面图；
图3A是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的前盖的正视图；
图3B是根据本发明的实施方式的前盖沿DD平面的示意性截面图；
图3C是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的前盖的侧视图；
图3D是根据本发明的实施方式的前盖沿JJ平面的示意性截面图；
图3E是根据本发明的实施方式的图3D的前盖的示意性截面图的圆圈区域K的放大图；
图4A是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的涡轮的3D图；
图4B是根据本发明的实施方式的涡轮的正视图；
图4C是根据本发明的实施方式的涡轮沿AA平面的示意性截面图；
图4D是根据本发明的实施方式的图4B的涡轮的示意性截面图的圆圈区域B的放大图；
图5是根据本发明的实施方式的心轴组件的示意性局部等距截面图；
图6A是根据本发明的实施方式的涡轮和旋转轴的3D图；
图6B是根据本发明的实施方式的涡轮和旋转轴的正视图；
图7是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件的示意性截面图，其被组装在工具保持器上并且由前夹持螺母固定；
图8是根据本发明的实施方式的带有能调节喷洒器的心轴组件的示意性截面图；
图9A是根据本发明的实施方式的图8的心轴组件的前盖的3D图；
图9B是根据本发明的实施方式的图9A的前盖的正视图；
图9C是根据本发明的实施方式的图9A的前盖沿DD平面的示意性截面图；
图9D是根据本发明的实施方式的图9C的前盖的示意性截面图的圆圈区域J的放大图；
图10A是根据本发明的实施方式的图8的心轴组件的涡轮的3D图；
图10B是根据本发明的实施方式的图8的心轴组件的涡轮的正视图；
图10C是根据本发明的实施方式的图8的沿CC子午平面的心轴组件的涡轮的示意性截面图。
图11是根据本发明的实施方式的图8的心轴组件的3D图；
图12是根据本发明的实施方式的内置心轴组件的示意性截面图；以及
图13是根据本发明的实施方式的图12的内置心轴组件的示意性局部等距截面图。
应当理解，为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，附图标记可以在图中重复以指示相应的或类似的元件。
具体实施方式
在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下，未详细描述已知的方法、过程和组件，以免模糊本发明。
尽管本发明的实施方式在这方面不受限制，但是本文使用的术语“许多”和“多个”可以包括例如“很多”或“两个或更多个”。术语“许多”或“多个”可以在整个说明书中使用以描述两个或更多个部件、装置、元件、单元、参数等。
根据本发明的实施方式，心轴组件可以被构造成组装在加工装置的主心轴的工具保持器的内锥形插槽处。贯穿本申请，术语“主心轴”可以指与加工装置成一体的心轴。因此，根据本发明的实施方式的心轴组件可以代替工具被安装在加工装置的主心轴的工具保持器处。根据一些实施方式，心轴组件的壳体可以包括被构造成组装至加工装置上的后部，消除了使用单独的工具保持器的需要。
心轴组件被设计成使得当心轴组件被安装在工具保持器上时，心轴组件可以被设置在或位于由工具保持器的锥形插槽和前夹持螺母限定的空间中。心轴组件可以沿心轴组件的纵向尺寸被划分为第一部分和第二部分。例如，当心轴组件被安装在工具保持器上时，根据本发明的实施方式的心轴组件的纵向尺寸的至少一半可以被设置在或位于由工具保持器的锥形插槽和前端夹持螺母限定的空间中。根据本发明的实施方式，心轴组件的第一部分至少包括心轴的后端轴承组件。
根据本发明的实施方式的心轴组件的主要部件可以包括壳体和前盖、被构造成围绕旋转轴线R在壳体和工具保持器内旋转的旋转轴、被构造成在心轴组件内在径向和轴向上支撑旋转轴并且使得旋转轴能够高速旋转的轴承组件以及被放置在与旋转轴操作地连接的前端轴承组件的前面的涡轮。涡轮可以被构造成响应于流体(诸如由加工装置通过心轴组件供应的高压冷却剂流体)的流动来旋转旋转轴。壳体和前盖可以包括多个通道，该多个通道被构造成允许高压冷却剂流体从加工装置流过心轴组件以驱动涡轮。至少一个轴承(例如，心轴的后端轴承组件)位于或被设置在锥形腔中，该锥形腔是由工具保持器的插槽和前夹持螺母限定的空间。工具保持器的插槽可以是具有锥形形状的渐缩的。
根据本发明的实施方式的心轴可以达到例如40Krpm的旋转速度，具有0.2Nm的力矩。然而，根据本发明的实施方式的心轴可以达到更高或更低的旋转速度以及其他大小的力矩。应当注意，当与根据本发明的一些实施方式的心轴一起工作时，加工装置的主心轴通常不旋转。这可以消除由于工具保持器和心轴中的公差的累积效应而导致的公差误差的叠加，并且提高了心轴性能的总体精度。然而，本发明的实施方式不限于此；因此，根据一些实施方式，加工装置的主心轴可以与心轴一起旋转，从而达到高工作速度，其是根据本发明的实施方式的心轴和主心轴的特定旋转速度的代数和。
旋转轴线R可以是位于心轴组件和工具保持器的中心的纵向轴线。贯穿本申请使用的描述根据本发明的实施方式的心轴中的元件的位置的术语是沿旋转轴线R的相对于根据本发明的实施方式的心轴组件的工具夹持系统的。向前或前方向指的是工具夹持系统的方向，或者可能具有接近该工具夹持系统的含义。类似地，相反的向后方向指的是相反的方向，心轴的与工具夹持系统相对的端部，或者可能具有接近与工具夹持系统相对的端部的含义。类似地，术语“在前方”或“在前面”可能涉及沿旋转轴线R相对于另一元件更靠近工具夹持系统放置的元件，并且术语“在后方”可能涉及沿旋转轴线R相对于另一元件更远离工具夹持系统放置的元件。
根据本发明的实施方式，工具保持器可以是诸如BT30、BT40、BT50、CAT40、CAT50、HSK-A、HSK-E、HSK-F、ISO26623等的标准工具保持器，或专用工具保持器。工具保持器的后锥形端可以使得能够牢固地安装在诸如车床、铣床、钻床等的加工装置(未示出)上。工具保持器的内锥形插槽可以符合并遵守涉及将心轴附接至旋转工具保持器上的任何已知的相关标准。例如，工具保持器的内锥形插槽可以符合ER40或ER32、TG100、SC、R8、MT2夹头标准。
根据本发明的实施方式，心轴的涡轮可以操作地与旋转轴连接。涡轮可以使用任何合适的技术(诸如螺纹连接、胶合等)安装在旋转轴上。或者，涡轮和轴可以一体设置。涡轮可以是冲击式涡轮、反动式涡轮或其任意组合。涡轮可以在前端轴承和工具夹持系统之间位于轴的前端。
根据本发明的实施方式，轴承组件可以包括前端轴承组件和后端轴承组件。前端轴承组件和后端轴承组件中的每一个都可以包括一个或多个轴承。轴承组件可以包括支撑径向和轴向载荷的任何类型的轴承。轴承组件的公差范围可以从低精度(诸如ABEC标度的ABEC 1级或ISO 492标准的标准级6X)直至高精度(诸如ABEC标度的ABEC 9P级或ISO 492标准的正常2级)。例如，轴承组件可以包括球轴承，诸如深沟球轴承、角接触球轴承、四点接触球轴承、陶瓷轴承或磁轴承。可以根据具体设计要求使用带卡环槽的轴承、接触密封型、非接触密封型、屏蔽型或开口型轴承。
前端轴承组件和后端轴承组件可以以背靠背(BTB)、面对面(FTF)或串联构造被安装。
轴承预载可以通过任何合适的预载技术来实现。预载旨在通过施加负载来消除轴向和径向两个方向上的间隙以推动轴承，使得轴承被固定至轴承轨道。例如，前端轴承和后端轴承可以使用恒压技术进行预载。例如，可以使用弹簧来实现轴承预载，该弹簧抵靠刚性止动器元件(诸如预载螺钉、螺丝帽、涡轮等)向前端轴承组件和后端轴承组件施加一致的(恒定的)压力。可以使用任何类型的合适的弹簧(诸如O形环、螺旋弹簧、碟形弹簧、波形弹簧和/或指状弹簧)用于预载前端轴承组件和后端轴承组件。根据前端轴承组件和后端轴承组件的构造，可以将预载施加在前端轴承组件和后端轴承组件的内轨道或外轨道上。或者，也可以使用定位预载。定位预载可以通过在轴向负载下将前端轴承和后端轴承机械锁定就位来实现。
高压流体可以是由工具保持器附接至的加工装置供应的任何流体，诸如冷却剂流体。通常，冷却剂流体是约95％的水和5％的油的乳液。高压冷却剂流体通常由加工装置在12巴的压力下供应，并且可以达到由加工装置供应的90巴或更高。
根据本发明的实施方式，在被用于驱动涡轮之后，应当特别注意流体排出。例如，流体排出可以包括被设置在心轴组件的前端处的开口，开口允许流体从心轴流走。另外，可以提供第二组通道，其从涡轮的后面延伸至心轴组件的前端，以允许收集在撞击涡轮的叶片之后流向心轴组件的后端的流体，并且引导这些流体离开心轴组件。另外，为涡轮叶片提供自由空间的中空空间可以在涡轮的前面在直径上延伸，以允许在撞击涡轮的叶片之后收集流体。
本发明的实施方式不限于特定的工具夹持系统或特定的工具。根据本发明的实施方式，任何合适的工具(诸如任何切割工具、研磨工具、珩磨工具等)都可以被安装在心轴组件上。另外，可以使用任何合适的工具夹持系统和技术，诸如夹持夹头、热收缩夹持、弹性变形夹持、液压或镍钛(镍钛诺)形状记忆合金(NiTi)夹持等。类似地，本发明的实施方式不限于用于在组装和拆卸工具期间防止心轴轴转动的任何特定的转子保持方法。例如，在心轴中可以包括用于转子保持的准备措施，诸如两个平坦区域(适用于平键)、多个孔、六个平坦区域、特殊槽等。如本文所使用的，转子可以指心轴的旋转部件，诸如轴和附接至轴的部件。
本发明的实施方式可以包括用于测量轴的旋转速度的手段。可以使用任何合适的旋转速度测量方法和技术。例如，可以将磁体安装在旋转轴上，并且可以使用包括霍尔效应传感器的旋转速度测量系统来进行旋转速度测量。
现在将通过示例性设计来说明本发明的实施方式。应当注意，本发明不限于所示的具体实例，并且本文所描述的原理的实现可以根据特定设计要求的需要而改变。
参考图1，其是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件100的示意性截面图。根据本发明的实施方式，心轴组件100可以被构造成组装在工具保持器(例如，图7中的工具保持器700)的内锥形插槽(例如，图7中的插槽710)处。诸如工具保持器700的工具保持器根据标准制造并且广泛普及。因此，许多已经拥有工具保持器的用户可能仅必须购买可以适合于现有工具保持器的心轴组件100。
后端和前端被限定为用于心轴组件100，其中前端靠近心轴组件100的工具夹持系统120，而后端与工具夹持系统120相对。心轴组件100可以包括旋转轴110、轴承组件103、105、涡轮107、中空壳体101和前盖102。心轴组件100的后端可以包括后盖117和螺栓108，而前端可以包括前螺母106。应当注意，本发明的实施方式不限于特定的工具夹持布置和方法，并且可以使用任何合适的工具夹持布置和技术，诸如收缩、液压或形状记忆允许单元。
旋转轴110可以被构造成在旋转轴线R上在中空壳体101和工具保持器内旋转。轴承组件103、105可以包括前端轴承组件105和后端轴承组件103，前端轴承组件和后端轴承组件被构造成在壳体101和工具保持器700(图7中所描绘的)内在径向和轴向上支撑旋转轴110并且使得旋转轴110能够在工具保持器内高速旋转。根据本发明的一些实施方式，至少后端轴承组件103可以被设置在心轴组件100的一部分中，该部分被构造成位于由工具保持器700的锥形插槽710和前端夹持螺母720限定的空间内。
涡轮107可以被放置在前端轴承组件105的前面，并且可以与旋转轴110操作地连接，以便使旋转轴110旋转。根据本发明的实施方式，不希望使来自加工装置的流体到达后端和前端轴承组件103、105。已经发现，即使少量的这些流体到达轴承，后端和前端轴承组件103、105的使用寿命也会被缩短。将涡轮107放置在前端轴承组件105的前面使得能够设计出基本上防止任何机器流体流入轴承内地有效的流体排出系统。这里将详细描述流体排出系统。
前端轴承组件105和后端轴承组件103可以分别包括一个或多个轴承。轴承可以包括角接触球轴承或其他合适类型的轴承。前端轴承105和后端轴承103可以以背靠背(BTB)构造或者可选地以面对面(FTF)或串联构造安装，如在本领域中已知的。前端轴承105和后端轴承103相对于彼此的安装的具体类型可以选择成满足特定的设计要求。
前端轴承105和后端轴承103可以通过使用恒定压力技术来预载，例如，后盖117和螺栓108可以抵靠前螺母106经由波形弹簧109向前端轴承105和后端轴承103施加一致的压力。可以使用其他类型的弹簧(诸如螺旋弹簧、碟形弹簧，O形环和指状弹簧)用于预载前端轴承105和后端轴承103。
前盖102可以位于中空壳体101的前面，并且可以通过任何适用的装置(例如，使用被插入到匹配孔122、121中的螺钉或销)连接至中空壳体101。应当注意，主要由于加工过程的制造考虑，中空壳体101和前盖102在本文中被描述为两个分开的部件。然而，本发明的实施方式在这方面是不受限制的。中空壳体101和前盖102可以被制造为单个部件，例如使用模制技术或三维(3D)打印。下面将详细讨论前盖102。
现在参考图2A和图2B，图2A是根据本发明的实施方式的心轴组件100的中空壳体101的正视图，图2B是根据本发明的实施方式的中空壳体101沿BB平面的示意性截面图。
中空壳体101可以机械地支撑心轴组件100的部件。中空壳体101可以包括多个内部通道111，以允许高压流体从工具保持器朝向前盖102处的通道301流动。在图2A所描绘的实例中具有三个内部通道111。本发明的实施方式不限于特定数量的通道111，并且通道的数量可以变化以适合设计考虑。
现在参考图3A、图3B、图3C、图3D和图3E，图3A是根据本发明的实施方式的心轴组件100的前盖102的正视图，图3B是前盖102沿DD平面的示意性截面图，图3C是前盖102的侧视图，图3D是前盖102沿JJ平面的示意性截面图，图3E是图3D的前盖的示意性截面图的圆圈区域K的放大图。
前盖102可以包括多个高压通道301，高压通道流体地连接至中空壳体101的多个内部通道111，以允许高压流体从中空壳体101的内部通道111流向涡轮107的叶片400(图4中所描绘的)并且使涡轮107旋转。根据本发明的实施方式，高压通道301可以包括锥形部分302，其中锥形部分302的窄端303面向涡轮107。窄端303的直径可以被调节以控制流体流的速度和压力，窄端的直径与其他参数(诸如涡轮107的尺寸)一起可以控制旋转的速度和力矩。根据本发明的实施方式，朝向涡轮107的叶片400的第一组通道301的开口304是椭圆形的。本发明的实施方式不限于特定数量和构造的高压通道301，然而其数量应当等于中空壳体101的内部通道111的数量，并且它们的位置应当对应于中空壳体101的内部通道111的位置，使得它们将流体连接或形成单个通道。可以使用可以使高压流体能够以足够的速度和压力到达涡轮107并且使涡轮107以期望的速度和力矩以适当的角度旋转的任何通道设计。例如，通道301的流体注入开口304可以是水平的，即平行于JJ平面，或者可以相对于JJ平面和涡轮107的叶片400以一定角度设置。
根据本发明的一些实施方式，可以从前盖102的外周缘钻出水平截面的通道301。因此，可以通过任何可适用的方式(例如，使用螺栓或螺钉)在前盖102的外周缘处密封通道301。
中空空间310、311可以基本上位于前盖102的中心处。中空空间可以具有后部310，以为涡轮叶片400提供空间。因此，中空空间的后部310的直径可以充分地大于涡轮叶片400的直径，以允许涡轮叶片400在中空空间的后部310内自由旋转。中空空间可以朝向前盖102的前端330延伸到前部311中。前部311可以基本上位于涡轮107的前面。前部311可以具有比中空空间的后部310的直径更大的直径，以允许在撞击涡轮107的叶片400之后收集流体。流体在撞击涡轮107的叶片400之后的压力可能比在撞击叶片400之前低得多，因此，在本文中，流体在撞击涡轮107的叶片400之后可以被称为低压流体。
前盖102可以包括流体排出系统，该流体排出系统包括前开口312和后排出通道320。开口312可以位于前盖102的前端330处，以允许低压流体从中空空间的前部311流出心轴组件100。根据本发明的一些实施方式，开口312可以允许流体朝向安装在心轴组件100上的工具的工作点流动。可以在开口312处设置喷嘴或喷洒器，以引导至少一些流体朝向工具的工作点离开涡轮区域，从而冷却并且从工作点清除碎屑。开口312可以朝向工作点指向一角度。工具的工作点可以是工具与工件接触的点或区域。
本发明的发明人已经发现，前开口312可能不足以排出全部流体。发明人已经注意到，一些流体在撞击涡轮107的叶片400之后流向心轴组件100的后端。向后流动的流体可能进入前端轴承组件105和后端轴承组件103并且对这些轴承造成损坏。因此，根据本发明的实施方式，前盖102可以包括后排出通道320，该后排出通道从涡轮107的后面延伸至前盖102的前端330，以允许收集在撞击涡轮107的叶片400之后流向心轴组件100的后端的低压流体，并且将这些流体引向前盖102的前端330并离开心轴组件100。
例如，后排出通道320可以沿前盖102的后端331从前盖102的位于涡轮107的基部430附近的内径340朝向后端331的中圆(mid-circle)341延伸，并且从那里处于从前盖102的后端331到前端330的基本上狭窄通路处。
参考图4A、图4B、图4C和图4D，图4A是根据本发明的实施方式的心轴组件100的涡轮107的3D图，图4B是涡轮107的正视图，图4C是涡轮107沿AA子午平面的示意性截面图；图4D是图4B的涡轮的示意性截面图的圆圈区域B的放大图。涡轮107具有8个叶片400。涡轮107的叶片400可以是竖直的，即平行于AA子午平面。因此，如果通道301的流体注入开口304是水平的，则流体可以以最大功率以直角撞击叶片400以使涡轮107旋转。在撞击涡轮107的叶片400之后，流体可以扩散到前盖102的中空空间310、311内的所有方向，并且通过前盖102的排出系统从心轴组件100中排出。应当注意，本发明的实施方式不限于与通道301组合的涡轮107的具体设计。例如，可以使用其他数量的叶片400和/或通道301。附加地或替代地，叶片400可以相对于AA平面具有角度，和/或通道301可以相对于JJ平面具有角度。叶片400可以被组装在基部430上，该基部的外周缘对应于前盖102的后端331的内周缘，使得当心轴组件100被组装时，基部430可以装配到前盖102的后端331中，并且通道320的开口可以在叶片400和前端轴承组件105之间面向基部430，以收集流向心轴组件100的后端的流体。
现在参考图5，该图是根据本发明的实施方式的心轴组件100的示意性局部等距截面图。该图提供了心轴组件100的各部件的相对位置的清楚呈现。在该图中，呈现了本发明的实施方式的另一特征。根据本发明的实施方式，可以在涡轮107的叶片400的内侧和旋转轴110之间设置间隙500。对于被设计用于标准工具保持器(诸如BT40或HSK40)的心轴组件，间隙500可以在1mm或更小的范围内。间隙500可以向朝向心轴组件100的中心扩散的流体提供路径，因此可以帮助排出流体并且使得涡轮107能够平滑旋转。然而，间隙500可以减小涡轮107的力矩，因此，可以消除间隙500。
参考图6A，该图是根据本发明的实施方式的涡轮107和旋转轴110的示意性局部等距截面图，再次呈现了在涡轮107的叶片400和旋转轴110之间形成的间隙500。旋转轴110可以与涡轮107操作地连接，使得涡轮107的旋转可以使旋转轴110旋转。例如，涡轮107可以通过螺纹连接、胶合、焊接或任何其他可适用的方法机械地连接至旋转轴110，或者涡轮107和旋转轴110可以使用任何可适用的制造方法(例如使用模制技术或3D打印)被一体制造。
参考图7，该图是根据本发明的实施方式的示例性心轴组件100的示意性截面图，该心轴组件被组装在工具保持器700上并且由前夹持螺母720固定。
心轴组件100可以沿心轴组件100的纵向尺寸被划分为具有表示为L1的纵向尺寸的第一部分710和具有表示为L2的纵向尺寸的第二部分720。心轴组件100被设计成使得当心轴组件100被安装在工具保持器700上时，心轴组件100的第一部分被设置在或位于由工具保持器700的锥形插槽710和前夹持螺母720限定的空间中。根据本发明的实施方式，心轴组件100的第一部分可以至少包括后端轴承103。因此，至少后端轴承103可以被设置在锥形腔中，该锥形腔是由工具保持器700的锥形插槽710的内表面和前夹持螺母720限定的空间。
参考图8，该图是根据本发明的实施方式的带有能调节喷洒器816的心轴组件800的示意性截面图。与心轴组件100的相应元件相同的心轴组件800的部件被赋予相同的附图标记，并且参考心轴组件100给出的这些元件的描述也与心轴组件800相关。根据本发明的实施方式，心轴组件800可以被构造成组装在工具保持器(例如，图7中的工具保持器700)的内锥形插槽(例如，图7中的插槽710)处。后端和前端被限定为用于心轴组件800，其中前端靠近心轴组件800的工具夹持系统120，而后端与工具夹持系统120相对。心轴组件800可以包括旋转轴110、轴承组件103、105、涡轮804、中空壳体101和前盖802。心轴组件800的后端可以包括后盖117和螺栓108，而前端可以包括前螺母106。应当注意，本发明的实施方式不限于特定的工具夹持布置和方法，并且可以使用任何合适的工具夹持布置和技术，诸如收缩、液压或形状记忆允许单元。
图8还描绘了可选的在中空壳体101的外周缘的专用凹部处组装的O形环814和在中空壳体101和前盖102的连接点处围绕高压通道301组装的O形环813。可以设置O形环814、813以防止高压流体的泄漏。
旋转轴110可以被构造成在旋转轴线R上在中空壳体101和工具保持器内旋转。轴承组件103、105可以包括前端轴承组件105和后端轴承组件103，前端轴承组件和后端轴承组件被构造成在壳体101和工具保持器700(图7中所描绘的)内在径向和轴向上支撑旋转轴110并且使得旋转轴110能够在工具保持器内高速旋转。根据本发明的一些实施方式，至少后端轴承组件103可以被设置在心轴组件100的一部分中，该部分被构造成位于由工具保持器700的锥形插槽710和前端夹持螺母720限定的空间内。
涡轮804可以被放置在前端轴承组件105的前面，并且可以与旋转轴110操作地连接，以便使旋转轴110旋转。例如，涡轮804可以通过螺纹连接、胶合、焊接或任何其他可适用的方法机械地连接至旋转轴110，或者涡轮804和旋转轴110可以使用任何可适用的制造方法(例如使用模制技术或3D打印)被制造为单个部件。
类似于前盖102，前盖802可以位于中空壳体101的前面并且可以通过任何可适用的手段(例如，使用被插入匹配孔的螺钉或销1130(图11中所描绘的))连接至中空壳体101。应当注意，主要由于加工过程的制造考虑，中空壳体101和前盖802在本文中被描述为两个分开的部件。然而，本发明的实施方式在这方面是不受限制的。中空壳体101和前盖802可以被制造为单个部件，例如使用模制技术或3D打印。下面将详细讨论前盖802。套筒807可以位于旋转轴110和中空壳体101之间，以支撑轴承103和105。
现在参考图9A、图9B、图9C和图9D，图9A是根据本发明实施方式的心轴组件800的前盖802的3D图，图9B是前盖802的正视图，图9C是前盖802沿DD平面的示意性截面图，图9D是图9C的前盖的示意性截面图的圆圈区域J的放大图。与前盖102的相应元件相同的前盖802的元件被赋予相同的附图标记，并且参考前盖102给出的这些元件的描述也与前盖802相关。
根据本发明的实施方式，前盖802的后排出通道920可以包括位于前盖802的前端930附近的能调节喷洒器816。能调节喷洒器816可以具有球体(具有中心通路912)914的总体形状。球体914可以被放置在前盖802的前端930附近设置的相应凹口910中。球体914可以在凹口910内滑动以使直接中心通路912到达期望的方向。例如，加工装置的操作者可以朝向被安装在心轴组件800上的特定工具的工作点调整能调节喷洒器816的注射方向。如果更换工具并且改变工作点，则操作者可以通过在凹口910内滑动球体914来朝向新工作点调整能调节喷洒器816的注射方向。由于球体914和凹口910之间的摩擦，能调节喷洒器816可以在心轴组件800的操作期间保持在适当位置。
参考图10A、图10B和图10C，图10A是根据本发明的实施方式的心轴组件800的涡轮804的3D图，图10B是涡轮804的正视图，图10C是涡轮107沿CC子午平面的示意性截面图。涡轮804具有八个叶片1010。涡轮804的叶片1010可以是竖直的，即基本上平行于CC子午平面。在撞击涡轮804的叶片1010之后，流体可以扩散到前盖802的中空空间310、311内的所有方向，并且通过前盖802的排出系统从心轴组件800中排出。应当注意，本发明的实施方式不限于与通道301组合的涡轮804的具体设计。例如，可以使用其他数量的叶片1010和/或通道301。
在本文中，面向被注入流体的表面将被称为压力表面。叶片1010的压力表面1020可以在径向方向上成凹形。在本文中，竖直方向被定义为从涡轮804的基部1030朝向涡轮804的前端的方向。在竖直方向上，叶片1010的压力表面可以包括在叶片1010的后端处的凹形部分1040(靠近叶片与涡轮804的基部1030的连接处)和在叶片1010的前端处的基本上狭窄的部分1050(与涡轮804的基部1030的连接处有一定距离)。根据本发明的一些实施方式，第一组通道301可以被构造成将高压流体的流的中心基本上引向凹形部分1040和笔直部分1050的连接线1060。
叶片1010可以位于圆形基部1030上，该圆形基部的外周缘对应于前盖802的后端1031的内周缘，使得基部1030可以配合在前盖802的后端931中，并且通道920的开口可以在叶片1010和前端轴承组件105之间基本上面向基部1030定位，以收集流向心轴组件800的后端的流体。
现在参考图11，该图是包括带有能调节喷洒器816的前盖802的心轴组件800的3D图。图11描绘了分别被插入前盖802和中空壳体101的匹配孔122、121中以将前盖802连接至中空壳体101的螺钉或销1130以及用于密封通道301的螺钉1120。
应当注意，心轴组件100和800可以包括前盖102、802和涡轮107、804的任意组合。例如，心轴组件100、800中的每一个都可以包括前盖102与涡轮804或前盖802与涡轮107。
参考根据本发明的实施方式的图12和图13，图12是内置心轴组件1200的示意性截面图，图13是图12的内置心轴组件的示意性局部等距截面图。与心轴组件100和800的相应部件相同的心轴组件1200的部件被赋予相同的附图标记，并且参考心轴组件100和800给出的这些部件的描述也与心轴组件1200相关。此外，心轴组件1200可以包括前盖102、802和涡轮107、804的任意组合。例如，心轴组件1200可以包括前盖102与涡轮107，前盖802与涡轮107，前盖102与涡轮804以及前盖802与涡轮804。
根据本发明的实施方式，心轴组件1200的壳体1201包括被构造成组装至加工装置上的后部1202，消除了使用单独的工具保持器的需要。后部1202可以符合工具保持器的任何可适用的标准，诸如BT30、BT40、BT50、CAT40、CAT50、HSK-A、HSK-E、HSK-F、ISO26623等。
壳体1201可以包括内部通道1211，以允许高压流体从加工装置流向前盖802的通道301。图12还描绘了拉钉(pull stud)1209。
与单独的心轴组件和工具保持器相比，内置心轴组件1200可以提供以下优点：
-内置心轴组件1200包括较少的部件-现在工具保持器700和壳体101是单个联合部件1201。因此，不需要前端夹持螺母720和后盖117。这可以降低总体成本。另外，不需要将壳体101安装到工具保持器700。因此，消除了可能由公差误差(由工具保持器700和壳体101的制造所引起的，或者由于使用这些部件而造成的腐蚀所引起的)导致的不精确，并且可以提高内置心轴组件1200的总体精度。
-因为不需要前端夹持螺母720，所以减少了内置心轴组件1200的总重量。此外，在远离机器插槽的点处减少了重量，从而减少了不精确。
-心轴的直径不受标准工具保持器700的设计限制，特别是不受夹持螺母720的直径限制。可以减小直径以使工具更容易接近被加工部件的边缘，或者可以增加直径以使得能够使用更大的涡轮和/或提供更高的力矩。
-这种构造可以允许在内置心轴组件1200上安装用于测量旋转速度的装置。用于测量旋转速度的磁性和光学装置通常需要接近旋转轴110。在内置心轴组件1200中，这可以由壳体101处的孔提供。如果使用单独的工具保持器和心轴，这是不可行的。
虽然本文已经描绘和描述了本发明的某些特征，但是现在本领域普通技术人员将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这样的修改和改变。

Claims (11)

1.一种心轴组件，所述心轴组件被构造成组装在加工装置中，所述心轴组件具有后端和前端，其中，所述前端靠近所述心轴组件的工具夹持系统，而所述后端与所述工具夹持系统相对，所述心轴组件包括：
旋转轴；
轴承组件，所述轴承组件包括前端轴承组件和后端轴承组件，所述前端轴承组件和所述后端轴承组件被构造成支撑所述旋转轴并使得所述旋转轴在所述心轴组件内能够高速旋转；
涡轮，与所述旋转轴操作地连接，所述涡轮被构造成使所述旋转轴旋转；
中空壳体，机械地支撑所述心轴组件的部件，所述中空壳体包括多个通道以允许由所述加工装置提供的高压流体流动；以及
前盖，位于所述中空壳体的前面，所述前盖包括：
第一组通道，所述第一组通道流体地连接至所述中空壳体的所述多个通道，以允许所述高压流体从所述中空壳体的通道流向所述涡轮的叶片并且使所述涡轮旋转；
中空空间，所述中空空间基本上位于所述前盖的中心处以向所述涡轮的所述叶片提供自由空间；
开口，所述开口位于所述前盖的前端处以允许低压流体从所述中空空间流出所述心轴组件；
第二组通道，所述第二组通道在所述叶片和所述前端轴承组件之间延伸至所述前盖的所述前端以允许收集在撞击所述涡轮的所述叶片之后流向所述心轴组件的后端的低压流体，并且引导该低压流体朝向所述前盖的所述前端并离开所述心轴组件，
其中，所述涡轮被放置在所述前端轴承组件和所述前盖之间。
2.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述心轴组件被构造成组装在工具保持器的内锥形插槽处，并且其中，至少所述后端轴承组件被放置在所述心轴组件的一部分中，所述心轴组件的该部分被构造成位于由所述工具保持器的所述锥形插槽和前端夹持螺母限定的空间内。
3.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述壳体包括后部，所述后部被构造成组装至所述加工装置上。
4.根据任一前述权利要求所述的心轴组件，其中，所述前盖的所述中空空间包括后部和前部，其中，所述中空空间的所述后部被构造成为所述涡轮的所述叶片提供空间，所述中空空间的所述后部的直径大于所述涡轮的直径，并且其中，所述中空空间的所述前部在所述涡轮的前面延伸并且具有比所述中空空间的所述后部的直径更大的直径，以允许在撞击所述涡轮的所述叶片之后收集流体。
5.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述前盖包括能调节的喷洒器，所述喷洒器被组装在所述第二组通道处并且被构造成能够调节地引导从所述心轴组件排出的所述低压流体。
6.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述第一组通道中的每个通道包括锥形部分，其中，所述锥形部分的窄端面向所述涡轮的所述叶片。
7.根据权利要求6所述的心轴组件，其中，所述第一组通道的朝向所述涡轮的所述叶片的开口是椭圆形的。
8.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述叶片的压力表面在径向方向上成凹形。
9.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述叶片的压力表面包括：凹形部分，所述凹形部分位于所述叶片的后端处，靠近所述叶片与所述涡轮的基部的连接部；以及基本上笔直的部分，所述基本上笔直的部分在所述叶片的前端处，与和所述涡轮的所述基部的连接部相距一定距离，并且其中，所述第一组通道被构造成朝向所述凹形部分和所述基本上笔直的部分的连接线注射所述高压流体。
10.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，所述涡轮包括基部，所述叶片在所述叶片的后端处附接至所述基部，其中，所述第二组通道的开口面向所述基部。
11.根据权利要求1所述的心轴组件，其中，在所述涡轮的所述叶片的内侧和所述旋转轴之间设置有间隙。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023028875A (ja) 2021-08-20 2023-03-03 三菱重工コンプレッサ株式会社 加工装置及び加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179375A (zh) * 1996-09-09 1998-04-22 F·M·工程及弗拉维奥·马雷利两合公司 将电动心轴转动件可拆连接于定子的锁紧装置
JP2002126963A (ja) * 2001-08-03 2002-05-08 Nippei Toyama Corp 加工装置
CN1966188A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 普夫隆腾德克尔-马豪有限责任公司 马达心轴
CN101223004A (zh) * 2005-07-12 2008-07-16 空气涡轮技术有限公司 旋转工具
CN103252672A (zh) * 2012-02-01 2013-08-21 盖威有限公司 心轴组件
CN103433787A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 成都华川电装有限责任公司 双锥度自动定心装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3251618B2 (ja) * 1991-12-03 2002-01-28 株式会社日平トヤマ 加工装置
JP3122310B2 (ja) * 1994-06-24 2001-01-09 株式会社モリタ製作所 小型流体駆動タービンハンドピース
JP3672781B2 (ja) * 1999-12-03 2005-07-20 株式会社モリタ製作所 空気駆動回転切削器
JP4152553B2 (ja) * 2000-02-10 2008-09-17 Ｔｈｋ株式会社 タービンロータを備えたスピンドル装置
SE523573C2 (sv) * 2000-12-22 2004-04-27 Atlas Copco Tools Ab Tryckluftdrivet maskinverktyg.
DE102004016172A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-20 Bosch Gmbh Robert Hand-Oberfräse
US7192248B2 (en) * 2004-05-11 2007-03-20 The Boeing Company High speed machining device
JP2006102835A (ja) * 2004-10-01 2006-04-20 Nakanishi:Kk スピンドルユニット
JP2007190636A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Amc:Kk スピンドルホルダ及び工作機械
JP4832257B6 (ja) * 2006-11-13 2021-10-20 有限会社篠原工業所 高速エアスピンドル
SE532444C2 (sv) * 2008-10-03 2010-01-19 Atlas Copco Tools Ab Anordning i ett pneumatiskt drivet verktyg samt drivet verktyg
DE102009011336A1 (de) * 2009-03-05 2010-09-09 Bielomatik Leuze Gmbh + Co Kg Lanzeneinheit und Spindel mit einer solchen
US8784022B2 (en) * 2010-06-23 2014-07-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Multiple zone cooling apparatus
EP2964420B1 (en) * 2013-03-06 2019-10-09 Sfi Alpha Spin Ltd. Turbine driven power unit for a cutting tool
US9333611B2 (en) * 2013-09-13 2016-05-10 Colibri Spindles, Ltd. Fluid powered spindle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179375A (zh) * 1996-09-09 1998-04-22 F·M·工程及弗拉维奥·马雷利两合公司 将电动心轴转动件可拆连接于定子的锁紧装置
JP2002126963A (ja) * 2001-08-03 2002-05-08 Nippei Toyama Corp 加工装置
CN101223004A (zh) * 2005-07-12 2008-07-16 空气涡轮技术有限公司 旋转工具
CN1966188A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 普夫隆腾德克尔-马豪有限责任公司 马达心轴
CN103252672A (zh) * 2012-02-01 2013-08-21 盖威有限公司 心轴组件
CN103433787A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 成都华川电装有限责任公司 双锥度自动定心装置

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