CN107848043A

CN107848043A - 具有用于刀具的夹紧装置的刀具主轴和机床

Info

Publication number: CN107848043A
Application number: CN201680036465.XA
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·辛特迈耶; 约瑟夫·雷纳奥尔
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2036-06-22
Also published as: EP3310512A1; WO2016207218A1; CN107848043B; KR20180020259A

Abstract

公开了一种刀具主轴(1，101)，其具有从前侧可安装且可操纵的夹紧装置。还公开了一种机床，其具有一个或多个这种刀具主轴(1，101)。

Description

具有用于刀具的夹紧装置的刀具主轴和机床

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有用于刀具的夹紧装置的刀具主轴和一种具有这种刀具主轴的机床。

背景技术

在旋转驱动的刀具主轴上抗旋转且精确定位地紧固有各种刀具，以便可以使用刀具主轴和刀具以各种方式对各种工件进行加工。因此可以例如进行钻、铣或车。

在文献DE 10 2004 009 217 A1中公开了一种手动操作的用于刀具主轴的夹紧装置。其缺点是换刀很费时。

特别是当在昂贵的机床上操作刀具主轴时，和/或当要频繁更换刀具时，使用各种自动夹紧系统或夹紧装置。因此，自动夹紧装置是公知的，其在主轴的背离刀具的后部区域上以机械、电气、液压或气动方式将夹紧力和释放力施加到拉杆上。

专利文献DE 10 2009 021 407 B4公开了这样一种夹紧装置，其中，该夹紧装置被预组装和设定，然后不经进一步设定而直接插入到刀具主轴的内腔中。这种插入几乎只从刀具主轴的前侧来实现。通过在刀具主轴的内部延伸的拉杆将用于刀具的夹紧力和释放力从主轴的后部区域传递到前部区域。

这种刀具主轴的缺点是，用于夹紧和释放夹紧装置的驱动器必须布置在刀具主轴的后部区域中，由此刀具主轴达到很大的结构长度。另外，刀具主轴的后部区域通常难以进入。

发明内容

与此相比，本发明的目的是提供一种具有自动夹紧装置的刀具主轴，其中，用于致动夹紧装置的能量供给装置具有改善的可接近性。

该目的是通过具有权利要求1的特征的刀具主轴和具有权利要求16的特征的机床来实现的。

有利的改进方案是从属权利要求的主题。

所要求保护的可旋转的刀具主轴具有用于刀具或刀架的自动夹紧装置，其中，所述夹紧装置以液压或气动方式被操作。在这种情况下，所述夹紧装置布置在所述刀具主轴的内腔中。所述夹紧装置可以从前侧(主轴鼻部)安装。根据本发明，所述夹紧装置的致动，即夹紧和/或释放通过与所述内腔可连接或连接的压力介质供应装置来实现，并且所述压力介质供应装置布置在刀具侧前半部上或刀具侧前端部上或所述刀具主轴的前侧上。因此，消除了在刀具主轴的后部区域的夹紧装置的驱动器，并且夹紧装置的驱动能量被传递到刀具主轴所在的区域更容易接近。

在根据本发明的刀具主轴的一个特别优选的改进方案中，所述压力介质供应装置布置在所述刀具主轴的所述外圆周上，由此缩短了其结构长度。

在一个优选的改进方案中，所述夹紧装置可通过至少一个释放活塞来释放，所述释放活塞与至少一个相应的压力腔一起布置在所述内腔中。所述压力腔由所述释放活塞限定。

优选地，整个液压或气动致动器，即所有活塞和压力腔都布置在所述刀具主轴的所述内腔中。

术语“刀具”在下面也(仅)被理解为刀架。

夹紧装置的压力介质供应装置可以通过可释放的连接件来实现，其中，该连接件专门装设用于在所述静止的刀具主轴上致动所述夹紧装置。另一个原则上可比较的可释放的连接件可以用于致动所述夹紧装置和/或其它功能。

在所述刀具主轴的所述外圆周上可以布置有所述静态的压力介质供应装置，所述压力介质供应装置的密封件特别是在停止状态下可贴合到所述外圆周上并且特别是在旋转时可从所述外圆周提升。所述压力介质供应装置可以布置在主轴支座中。此外，所述压力介质供应装置可以通过固定安装的管线来实现。

换刀可以通过辅助装置例如机器人或拾取器(Pickup)来完成，或者没有机器操作员的手动工作即全自动来完成。通过机器控制器仅发出用于释放夹紧装置和用于更换刀具的指令。

换刀可以部分地手动完成。例如仅夹紧装置的释放通过机器控制器的指令来触发。所有其他工作都是手动完成的。

换刀可以纯手动完成。通过启动压缩空气供应来释放夹紧装置，这也可以通过致动简单的机构例如球阀来实现。

可以使用刀具保护装置，使得刀具在释放夹紧装置后不会从刀具主轴脱落，刀具保护装置在释放后保持刀具。刀具保护装置可以在刀具主轴的外圆周上具有释放按钮，在致动所述释放按钮时刀具最终从刀具主轴被释放。该刀具保护装置还可以在夹紧装置的夹紧之前保持刀具，使得操作者只须通过刀具保护装置预先定位刀具，然后夹紧装置可以在没有进一步手动干预的情况下夹紧刀具。

在具有半自动换刀的根据本发明的刀具主轴的特别优选实施例中，为了换刀而首先从机器控制器发出释放指令。于是，夹紧装置释放刀具，从而刀具由刀具保护装置防止脱落。然后，操作者致动刀具保护装置的释放按钮并取出刀具。在清洁刀具主轴的内锥体之后，操作者将随后的刀具插入到锥体内，直至刀具保护装置卡扣或发卡嗒声。然后，可以从机器控制器发出夹紧指令给夹紧装置。

如果刀具主轴具有同样可旋转的传动环，该传动环布置在刀具侧区域或端部段上并且优选也布置在刀具主轴的内腔中，则能够仅在刀具主轴的刀具侧区域或端部段的区域中简单地紧急拆卸夹紧装置。传动环可以例如通过至少一个附接到主轴纵向轴线或旋转轴线的保持螺钉而抵靠夹紧装置被夹紧。在该情况下，刀具主轴的内腔优选地设计为阶梯式或锥形，直径从刀具侧端部段到后端部段减小。

为了均匀地施加力并且为了避免倾斜，优选地设置有多个均匀地分布在刀具主轴的圆周上的保持螺钉。优选地，保持螺钉被设计为埋头螺钉或螺纹销并且可从刀具主轴的外圆周接近。优选地，夹紧装置作为预安装单元被插入到内腔中并因此通过释放保持螺钉而又可拆卸并可取出。在特别优选的设计方案中，这甚至在刀具被夹紧时也能实现。

在装置技术和安装技术简单的改进方案中，夹紧装置具有第一压力腔，所述第一压力腔的压力施加引起刀具的释放，并且所述第一压力腔布置在刀具主轴的内腔中。

然后，可以在刀具主轴的外圆周上布置静止的压力介质供应装置，所述压力介质供应装置的密封件特别是在静止状态下可贴合到外圆周上并且特别是在旋转时可从该外圆周移除。第一压力腔通过形成在刀具主轴中的至少一个通道与外圆周可连接或连接。压力介质供应装置可以布置在主轴支座中。

此外，可以在刀具主轴的外圆周上布置液压或气动致动的顶出环，所述顶出环可通过辅助通道从压力介质供应装置被供应压力介质，并因此在朝刀具侧端部段的方向上可移动。在顶出环上可以紧固有径向向内指向的顶出指，所述顶出指接合在刀具下方或后方的自由空间中。

为了形成用于在朝刀具侧端部段的方向上的移动的止挡，可以在刀具主轴的外圆周上布置挡环，用于顶出环的至少一个止挡螺钉被旋入到所述挡环中。为了均匀地施加力并且为了避免倾斜，优选地设置有多个均匀地分布在圆周上的止挡螺钉。

当夹紧装置的状态可通过贴合控制装置或通过非接触式传感器(特别是通过具有反馈振荡器的非接触式终端开关)监测时，可以实现前述的半自动或全自动换刀，所述贴合控制装置或所述非接触式传感器连接到机器控制器。

贴合控制装置用于监测刀具在刀具主轴的锥体上的平面贴合。当在刀具的锥体和刀具主轴的锥体之间夹入颗粒时，该平面贴合可能例如是不正确的。

非接触式传感器如此设计和/或布置，使得其检测两种状态：“刀具夹紧在夹紧装置中”和“刀具未夹紧在夹紧装置中”。优选地，传感器还如此设计和/或布置，使得其还检测“夹紧装置空夹紧”状态。

非接触式传感器对此优选地监测顶出环的轴向位置。对此，传感器可以定位在顶出环的外圆周上(直接监测)，或者顶出环的位置通过探针杆被传输到根据本发明的刀具主轴的另一区域并在那里由传感器里检测(间接监测)。

特别是当传感器布置在顶出环的外圆周上时，传感器的保护是优选的，对此可以例如将传感器包封起来。

对于全自动换刀，除了非接触式传感器和贴合控制装置之外，还优选是用于锥体的自动清洁装置。

在该情况下特别优选的是，贴合控制装置和清洁装置同样可使用压力介质(例如空气)来操作，所述压力介质同样可通过所述压力介质供应装置来供应。压力介质可以通过所述连接件或者通过另一可释放的连接件来供应。为了形成另外的可释放的连接件，特别是可以设置另一密封件，该另一密封件布置成与所述密封件中的一个密封件相邻并且与该密封件形成或限定所述另一可释放的连接件。

贴合控制装置可以通过压力介质状态的请求来实现。清洁装置可以通过指向锥体的压力介质螺旋来实现。

在特别优选的设计方案中，刀具主轴具有同心的滑块，在该滑块的外圆周上紧固有或轴向稍微地可移动地收纳有第一释放活塞，所述第一释放活塞限定第一压力腔。而且，滑块优选地大致布置在刀具主轴的内腔中。

对于具有空心轴锥体(HSK)的刀具，优选地在滑块上形成有或紧固有提升锥体，通过该提升锥体可扩张夹紧装置的扩张钳的节段。由此，这些节段可以接合在空心轴锥体的后面并因此将刀具固定在刀具主轴上。

滑块可以由拉管形成，在所述拉管中布置有用于内部冷却(润滑)介质供应装置(IKZ)的通道。

夹紧装置可以具有气缸，所述气缸同心地插入到刀具主轴的内腔中。在气缸中可以布置有第一压力腔并且第一释放活塞可以被引导。

当刀具主轴的内腔和夹紧装置的部件包括滑块在内彼此同心时，在制造技术和安装技术上是简单的。

在根据本发明的刀具主轴的第一优选变型例中，夹紧装置具有第二压力腔，所述第二压力腔的压力施加引起刀具的释放，并且所述第二压力腔由第二释放活塞限定。两个释放活塞都形成或紧固在滑块上。第二压力腔可以在装置技术上简单地由刀具主轴的内周壁限定。

特别优选的是，夹紧装置具有至少一个作用在刀具的夹紧方向上的压缩弹簧，特别是盘簧组件，通过所述压缩弹簧可产生夹紧力并可将所述夹紧力持久地传递到滑块上。压缩弹簧一方面可以贴合在第二释放活塞的背离第二压力腔的一侧上，另一方面可以贴合在气缸的气缸底部上。

在具有两个作用于刀具的释放方向上的压力腔和压缩弹簧的设计方案中，该压缩弹簧优选地布置在滑块部段的外圆周上，在所述滑块部段的内部，在作用于刀具的释放方向上的两个压力腔之间形成有压力介质连接件或连接通道。

在根据本发明的刀具主轴的第二优选变型例中，夹紧装置具有第二压力腔，所述第二压力腔作用在刀具的夹紧方向上，并且所述第二压力腔布置在刀具主轴的内腔中，并且所述第二压力腔优选同样是同心的。

第二压力腔可以布置在气缸中并且由气缸的气缸底部限定。

当第一释放活塞可在滑块上轴向移动并且具有轴环时，滑块可以附加地固定，所述轴环由至少一个优选作为夹紧件来构成的锁定元件贯穿。优选地，多个锁定元件均匀地分布在圆周上。

在该情况下特别优选的是，锁定元件插入到滑块的具有倾斜底部的凹槽中并可抵靠气缸的锥形内壁径向地夹紧。对此，优选地，倾斜底部比锥形内壁更陡。

夹紧装置可以具有夹紧活塞，所述夹紧活塞紧固在滑块的外圆周上，并且所述夹紧活塞布置在刀具主轴的内腔中。夹紧活塞布置在第二压力腔和第一释放活塞之间并且限定第二压力腔。

优选地，在夹紧活塞和第一释放活塞之间布置有至少一个压缩弹簧。为了均匀地施加力并且为了避免倾斜，优选地在两个活塞的圆周上均匀地分布有多个压缩弹簧。

根据本发明的机床具有一个或多个前述的刀具主轴，在所述刀具主轴的外圆周上分别布置有压力介质供应装置。压力介质供应装置与机床的中央压力介质源或单独的压力介质源可连接或连接。通过机床的优选所有刀具主轴的压力介质供应装置的耦接，可以同时致动即夹紧和释放这些刀具主轴。

而且，机床的不同大小的刀具主轴可以耦接并使用中央压力介质源来供应。统一的操作压力优选为24巴。因此，费用低，只需要一个简单的控制器。

附图说明

在附图中示出了根据本发明的刀具主轴的多个实施例。

图1示出了根据本发明的第一实施例的刀具主轴的纵向剖视图；

图2示出了图1的刀具主轴的另一纵向剖视图；

图3示出了图1的刀具主轴的另一纵向剖面的剖面图；

图4示出了图1的刀具主轴的立体图；

图5示出了图1的刀具主轴的后视图；

图6示出了根据本发明的第二实施例的刀具主轴的纵向剖视图；

图7示出了图6的刀具主轴的另一纵向剖视图；

图8示出了图6的刀具主轴的另一纵向剖视图；

图9示出了图6的刀具主轴的后视图；

图10示出了根据本发明的机床；以及

图11示出了用于监测夹紧装置的非接触式传感器。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的刀具主轴1的第一实施例的纵向剖视图。刀具主轴1通过在图1中未示出的驱动器，围绕纵向轴线3旋转地被驱动，所述驱动器与刀具主轴的后端部段2耦合。

在刀具主轴1的前端部4的区域中设置有用于耦合和保护刀具6的夹紧装置。在这种情况下，刀具6具有空心轴锥体8，所述空心轴锥体8被插入到同心阶梯状的且朝刀具侧端部段4打开的内腔10中。

夹钳的多个分布在圆周的节段12接合在空心轴锥体8后面。在图1中示出了夹紧装置的释放状态，在所述释放状态中，节段12的朝刀具6指向的头部从空心轴锥体8的绕转的径向凹槽径向向内被拉回。

为了致动夹紧装置，(在图1中向右)沿着纵向轴线3拉入提升锥体14，所述提升锥体14整体形成在构造为拉管的滑块16上。在这种情况下，滑块16与用作加长件的滑块部段18牢固连接。在滑块部段18的与刀具6间隔开的端部上紧固有被称为第二释放活塞20的活塞，所述活塞用作用于盘簧组件22的接触件。盘簧组件22同心地布置在滑块部段18的外圆周上并且在刀具侧支撑在气缸26的气缸底部24上，所述气缸26通过分隔盘28并通过传动环30借助螺纹销或保持螺钉32抵靠内腔10的凸肩被夹紧。

当刀具6被夹紧时，盘簧组件22使第二释放活塞20在朝刀具主轴的后端部段的方向上移动，并且通过滑块部段18并通过滑块16将提升锥体14拉到扩张钳的节段12之间，使得刀具6被夹紧并被保持。

当要释放刀具6时，将压缩空气输送到第一压力腔34和第二压力腔36中，第一压力腔34和第二压力腔36双方都作用在刀具6的释放方向上。第一压力腔34布置在气缸26中并由气缸26限定，而第二压力腔36布置在内腔10中并由内腔10限定。两个压力腔34、36在刀具侧具有释放活塞20、38，其中，两个释放活塞20、38都被紧固在滑块16或滑块部段18的外圆周上。当向两个压力腔34、36施加压缩空气时，两个释放活塞20、38移动到夹紧装置的图1所示的释放位置并在这种情况下压缩盘簧组件22。

多个所示的刀具主轴1被分组在具有共同的机器控制器39和共同的压缩空气泵的机床中。通过机器控制器39控制各个刀具主轴1的压缩空气供应。

换刀可以由机器人完全自动完成，无需机器操作员的任何手动工作。仅通过机器控制器39发出用于释放夹紧装置和用于更换刀具6的指令。

换刀可以部分手动完成。例如，仅通过机器控制器39的指令来触发夹紧装置的释放。所有其他工作都是手动完成的。

图2示出了图1的刀具主轴1的另一纵向剖视图。在这种情况下，剖面被选择为使得可以看到用于压缩空气的第一通道40，第一通道40具有：贯穿刀具主轴1的主体的(第一)通道部、布置在气缸26和刀具主轴1的主体之间的(第二)轴向通道部、以及贯穿气缸26的多个(第三)径向通道部。

此外，示出了第二通道42，作用在刀具6的释放方向上的第一压力腔34通过第二通道42与作用在刀具6的释放方向上的第二压力腔36连接。

第二通道42具有多个贯穿滑块部段18的径向通道部42a和第二轴向通道部42b，第二轴向通道部42b布置在滑块部段18与容纳在滑块部段18内部的用于内部冷却介质供应的冷却介质管44之间。在这种情况下，冷却介质管44也延伸穿过滑块16和提升锥体14并通到刀具6。

当向两个压力腔34、36施加压缩空气时，滑块16克服盘簧组件22的力在朝刀具6的方向上移动(到图2所示的位置)并释放夹紧装置。为了向刀具主轴1供应压缩空气，在其外圆周上设置有静止法兰46，在法兰46上形成有连接件48并在法兰46中形成有通道50，其中，通道50的主轴侧口部与刀具主轴1的第一通道40的法兰侧口部最小地间隔开。

在根据本发明的刀具主轴的操作中，通道50的口部和两个径向相邻的自贴合密封件52与刀具主轴1的外圆周稍微地间隔开。在停止刀具主轴1之后，连接件48被供给压缩空气，由此首先将两个自贴合密封件52贴合到刀具主轴1的外圆周，然后通过两个通道40、42完成两个作用在刀具6的释放方向上的压力腔34、36的压缩空气供应。

从第一通道40的贯穿刀具主轴1的主体的通道部分支出辅助通道54，所述辅助通道54通过刀具主轴1的主体在朝刀具6的方向上延伸。辅助通道54通到顶出环56的区域中，所述顶出环56在刀具主轴1的刀具侧端部段4处包围刀具主轴1。在顶出环56上的刀具侧紧固有均匀地分布在圆周上的顶出指58，所述顶出指58径向向内延伸并接合在空心轴锥体8的轴环的后面。

在相应数量的分布于圆周上的辅助通道54中或者在具有相应大的直径的辅助通道54中约24巴的压力下，顶出环56产生足够大的顶出力，以便移除刀具6。

盘簧组件22、两个释放活塞30、38、被设计为拉管的具有提升锥体14和滑块部段18的滑块16、冷却介质管44、分离盘28、传动环30、两者都作用在释放方向上的压力腔34、36以及刀具主轴1的主体相对于纵向轴线是旋转对称的。

图3以另一纵向剖面示出了根据图1和2的根据本发明的刀具主轴1的第一实施例的剖面图。在该纵向剖面图中可以看到，顶出环56在朝刀具6的方向上的移动路径由均匀分布在圆周上的止挡螺钉60限定。止挡螺钉60在轴向方向上被旋入到挡环62中，所述挡环62被紧固在刀具主轴1的主体的外圆周上。

当要将整个夹紧装置、必要时也与夹紧的刀具6一起从刀具主轴1向前拉出时，必须在向前的方向上推动挡环62，从而可以释放保持螺钉32。

在到达图1和图2所示的夹紧装置的释放状态之后，顶出环56与顶出指58一起通过辅助通道54的压缩空气移动到刀具6并使刀具6与夹紧装置分离。为此只需向连接件48施加压缩空气就足够了，由此首先将两个自贴合密封件52贴合到刀具主轴1的外圆周上，然后通过两个通道40、42向作用在刀具6的释放方向上的两个压力腔34、36施加压缩空气，由此释放夹紧装置，最后使顶出环56朝刀具6移动，并顶出刀具6。

在重新启动刀具主轴1之前，切断连接件48处的压缩空气，由此将两个自贴合密封件52从刀具主轴1的外圆周提起，并且盘簧组件22可以拉入提升锥体14，并且扩张钳的节段14可以夹紧刀具6。

图1还示出了挡环62和顶出环56，其中在该剖面中无法看到止挡螺钉和顶出指。在静止法兰46中示出了封堵空气通道64，该封堵空气通道64通到挡环62与两个自贴合密封件52中的一个之间的区域中。即使在刀具主轴1旋转时，封堵空气通道64的封堵空气连接件66也被供给压缩空气，使得挡环62和静止法兰46之间的压缩空气总是向外部渗透并防止污染。

图4示出了根据前述附图的根据本发明的刀具主轴1的立体透视图。在该情况下，特别是可以看到，在顶出环56上设置有两个彼此对置的顶出指58和两个彼此对置的止挡螺钉60。此外，在图4中可以看到刀具保护装置68，所述刀具保护装置68防止在由顶出环56产生的刀具主轴1的分离之后刀具66从刀具主轴1脱落和掉落。将参照图6和图7中的第二实施例更详细地说明刀具保护装置68。

图5示出了刀具主轴1的后视图以及在从后部朝刀具侧端部段的观察方向上的法兰46的透视图。在法兰46的面向后端部段的一侧设置有连接件48和封堵空气连接件66，所述连接件48和所述封堵空气连接件66在圆周方向上彼此隔开并且布置在相同的半径上。连接件48用于贴合密封件52、用于释放夹紧装置并用于顶出刀具6，并且仅在刀具主轴1的静止状态下才被供应。封堵空气连接件66用于持久施加封堵空气。

图6示出了根据本发明的刀具主轴101的第二实施例的纵向剖视图。与根据图1至图5的第一实施例的主要区别在于，导致将提升锥体114拉入到夹钳的节段12之间的夹紧力是通过压缩空气产生的。为此，通过在第二实施例中仅用于进行夹紧装置的夹紧或者用于进行刀具6的夹紧的连接件148b，通过形成在法兰146中的通道150b并通过形成在刀具主轴101中的第一通道140b将压缩介质引导到作用在夹紧方向上的第二压力腔136中。第二压力腔136布置在气缸126中，气缸126的气缸底部124布置在刀具侧并且通过传动环130固定在那里。夹紧活塞170在气缸126中被引导并限定第二压力腔136。由于夹紧活塞170紧固在滑块116的外圆周上，因而产生提升锥体114的(在图6中向右的)夹紧移动。图6示出了拉入的提升锥体114以及因此夹紧装置的夹紧位置。

当通过夹紧活塞170按照箭头(在图6中向右)的移动来进行夹紧装置的夹紧时，夹紧活塞170通过均匀分布在圆周上的压缩弹簧172在相同方向上朝刀具主轴101的后端部段2移动释放活塞138。在这种情况下，释放活塞138的轴环174移入到气缸126的锥形部段176中。锥形部段176构成在气缸126的圆筒形构件上，所述圆筒形构件被旋入到气缸126的主要部段中。

图7示出了根据图6的第二实施例的另一纵向剖视图。在这种情况下，剖面被如此选择，使得可以看到四个锁定元件178中的两个，其穿透释放活塞138的轴环174。四个锁定元件178用作滑块116在图6所示的夹紧位置中的附加固定件。锁定元件178用作夹紧件，其夹紧在滑块16的锥形内壁176和相应的凹槽179之间。对此，内部插入有锁定元件178的凹槽179均具有倾斜的底部。为了激活夹紧，在滑块116的位移端部借助压缩空气还提供压缩空气脉冲(例如24巴)，以使锁定元件178通过释放活塞138并通过机械脉冲在朝后端部段2的方向上移动并因此夹紧锁定元件178。

图7示出了四个锁定元件178中的两个，其总是插入到对应的凹槽179中，并且在图7所示的状态下不抵靠锥形内壁176来夹紧。对此，自贴合密封件152预先通过法兰146的连接件148a和通道150a贴合就位并且二分式压力腔134被供应压缩空气。由此，释放活塞138向左移动，并且在该情况下，释放锁定元件178。此外，释放活塞138与夹紧活塞170碰撞并已使所述夹紧活塞170与紧固其上的滑块116一起移动到图7所示的释放位置。

作用在释放方向上的第一压力腔134在第二实施例中被分成两个彼此间隔开的子腔，所述两个子腔在压力技术上总是相互连接。

在释放夹紧装置之后，通过刀具保护装置68阻止刀具6掉落。刀具保护装置68具有销69，所述销69径向地穿入到刀具6的空心轴锥体8的相应的贯通凹槽中。当按下刀具保护装置68的释放按钮180时，通过摇臂从贯通凹槽中拉出销69，并且最终释放刀具6。当多个根据本发明的刀具主轴被组合成机床时，该刀具保护装置68是特别重要的，所述机床通过中央压缩空气供应装置同时释放所有刀具主轴1、101的刀具6。

图8示出了根据本发明的刀具主轴101的第二实施例的另一纵向剖视图，其中夹紧装置处于释放位置。在选定的剖面中示出了在释放功能中的压缩空气的整个流动路径。压缩空气从连接件148c出发，通过法兰146的径向通道150c，通过刀具主轴101的第一通道140c流到第一压力腔134的布置在释放活塞138的轴环174的外圆周上的部分中，并从那里通过轴环174和气缸126的后部之间流到第一压力腔134的第二部分中。通道140c大致分为三个部段：第一部段从刀具主轴101的外圆周通过其主体延伸到气缸126的外圆周。第二部段沿着气缸126的外侧延伸。第三部段由多个穿过气缸126的径向孔构成，这些径向孔布置成与气缸126的后部相邻。

图9示出了根据本发明的刀具主轴101的第二实施例的后视图以及在该情况下特别是法兰146的透视图。在法兰146的面向刀具主轴101的146的后端部段的一侧，在圆周方向上彼此间隔开地且在以相同的半径布置有：用于“贴合密封件”功能的连接件148a、用于“夹紧刀具”功能的连接件148b、用于“释放并顶出刀具”功能的连接件148c以及封堵空气连接件66。透视示出了相关联的通道150a、150b、150c和封堵空气通道64。

与图9中的视图不同的是，也可以以不同的半径布置有：用于“贴合密封件”功能的连接件148a、用于“夹紧刀具”功能的连接件148b、用于“释放并顶出刀具”功能的连接件148c以及封堵空气连接件66。

图10示出了根据本发明的多主轴机床的剖切立体图。此外，示出了执行换刀的机器人，也就是说，一方面，将刀具1从刀具主轴6取下并将其移开，另一方面将刀具1移动到刀具主轴6并将其附接。

该机床是具有静止刀具主轴1的反向机床，工件(未示出)移动到这些刀具主轴1。通过机床的框架结构特别地产生上部隔间182和端面侧隔间182，其中，在这两个隔间182中分别设置有多排刀具主轴1，在这些刀具主轴1中分别附接和夹紧相同的刀具6。在所示的实施例中，每排设置有六个刀具主轴1，从而同时加工六个工件。

当要在工件上制造或加工错开90度的孔或凹槽时，可以在所示的机床中省去使工件枢转90度，因为两个隔间182与主轴排互成90度设置。

图11示出了根据图1至图5的根据本发明的刀具主轴1的第一实施例的立体剖视图，所述刀具主轴1具有用于监测夹紧装置的非接触式传感器71。

传感器71被设计为具有反馈振荡器的非接触式终端开关。传感器71布置在顶出环56的外圆周上并紧固在法兰46的外圆周上。

非接触式传感器如此设计和/或布置，使得所述传感器检测三种状态：“在夹紧装置夹紧刀具”、“在夹紧装置中未夹紧刀具”和“夹紧装置空夹紧”。

根据本发明的刀具主轴1、101允许操作员使用以下方法进行半自动换刀，其中，在封闭空间(Einhausung)的门的旁边准备了具有新刀具和手动锥形清洁器的三个刀座筐：

1.按下“换刀”按钮，由此通过机器控制器39(参见图1)释放夹紧装置；

2.打开门；

3.按下释放按钮180(参见第二实施例的图7)；

4.拆下“旧”刀具6并将其存放在刀座筐中；

5.清洁刀具主轴1的内锥体；

6.取出“新”刀具6；

7.将“新”刀具6插入到刀具主轴1、101的内锥体中，直到刀具保护装置

6(参见第二实施例的图4和图)发卡嗒声或卡扣；

8.关闭门，由此最早自动夹紧“新”刀具6；

9.启动程序，由此最迟自动夹紧“新”刀具6并由此开始加工。

当在机床(多主轴)中使用多个这样的刀具主轴1、101时，相应地执行多次该方法的中间步骤4至7。

所提到的使用刀具主轴1、101的方法需要约20秒。在具有四个这样的刀具主轴1、101的机床中产生约60秒的时间需求。这明显比根据现有技术的方法快，在根据现有技术的方法中，操作者使用旋转六角扳手释放夹紧装置并使用扭矩扳手对夹紧装置进行夹紧。在该情况下，根据本发明的方法更加可靠，因为消除了例如在使用扭矩扳手夹紧时的人为错误的影响。

公开了一种具有从前侧可安装且可致动的夹紧装置的刀具主轴。还公开了一种具有一个或多个这种刀具主轴的机床。

附图标记列表

1；101 刀具主轴

2 后端部段

3 纵向轴线

4 前刀具侧端部段

8 空心轴锥体

10；110 内腔

12 节段

14；114 提升锥体

16；116 滑块

18 滑块部段

20 第二释放活塞

22 盘簧组件

24；124 气缸底部

26；126 气缸

28 分离盘

30；130 传动环

32 保持螺钉

34；134 第一压力腔

36；136 第二压力腔

38；138 第一释放活塞

39 机器控制器

40；140b，140c 第一通道

42 第二通道

42a 径向通道部段

42b 轴向通道部段

44；144 冷却介质管

46；146 法兰

48；148a，148b，148c 连接件

50；150a，150b，150c 通道

52 自贴合密封件

54 辅助通道

56 顶出环

58 顶出指

60 止挡螺钉

62 挡环

64 封堵空气通道

66 封堵空气连接件

68 刀具保护装置

69 销

71 传感器

170 夹紧活塞

172 压缩弹簧

174 轴环

176 锥形内壁

178 锁定元件

179 凹槽

180 释放按钮

182 隔间

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种可旋转的刀具主轴(1；101)，具有用于刀具(6)的自动夹紧装置，其中，所述夹紧装置布置在所述刀具主轴(1；101)的内腔(10；110)中并且可从所述刀具主轴(1；101)的前侧安装，其特征在于，所述夹紧装置适于通过静止的压力介质供应装置来致动，所述压力介质供应装置布置在刀具侧前半部上或刀具侧前端部(4)上或所述刀具主轴(1；101)的前侧上，并且所述压力介质供应装置的密封件(52)可贴合到所述外圆周上并且可从所述外圆周提升。

2.根据权利要求1所述的刀具主轴，其中，所述压力介质供应装置具有一个或多个可释放的连接件，所述一个或多个可释放的连接件适于专门装设在所述静止的刀具主轴(1；101)上。

3.根据权利要求1或2所述的刀具主轴，其中，在所述刀具主轴(1；101)的外圆周上布置有所述压力介质供应装置，所述压力介质供应装置的密封件(52)适于在停止状态下贴合到所述外圆周上并且在旋转时可从所述外圆周提升。

4.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，具有机器控制器(39)，通过所述机器控制器(39)可控制全自动换刀。

5.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，具有机器控制器(39)，通过所述机器控制器(39)可释放所述夹紧装置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的刀具主轴，其中，致动所述压力介质供应装置用以致动所述夹紧装置和/或换刀均可纯手动执行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，具有刀具保护装置(68)，通过所述刀具保护装置(68)可在所述夹紧装置释放之后和/或夹紧之前保持所述刀具(6)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，具有传动环(30；130)，所述传动环(30；130)抵靠所述夹紧装置可夹紧或被夹紧。

9.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，其中，所述夹紧装置具有作用在所述刀具(6)的释放方向上的第一压力腔(34；134)，所述第一压力腔(34；134)布置在所述刀具主轴(1；101)的所述内腔(10；110)中。

10.根据权利要求3和9所述的刀具主轴，其中，所述第一压力腔(34；134)通过形成在所述刀具主轴(1；101)中的至少一个通道(40；140c)与所述外圆周连接。

11.根据权利要求10所述的刀具主轴，其中，在所述刀具主轴(1)的所述外圆周上布置有液压或气动致动的顶出环(56)，所述顶出环(56)通过辅助通道(54)与所述压力介质供应装置可连接或连接。

12.根据权利要求11所述的刀具主轴，其中，在所述刀具主轴(1)的所述外圆周上布置有挡环(62)，用于所述顶出环(56)的至少一个止挡元件(60)被旋入到所述挡环(62)中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的刀具主轴，具有：贴合控制装置，通过所述贴合控制装置可检测所述刀具(6)在所述刀具主轴(1；101)的锥体上的贴合；和用于所述锥体的清洁装置，其中，所述贴合控制装置和所述清洁装置适于借助压力介质来操作，所述压力介质可通过所述压力介质供应装置来供给。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的刀具主轴，具有滑块(16，18；116)，在所述滑块(16，18；116)上布置有第一释放活塞(38；138)，所述第一释放活塞(38；138)限定所述第一压力腔(34；134)。

15.根据权利要求14所述的刀具主轴，其中，所述夹紧装置具有插入到所述内腔(10；110)中的气缸(26；126)，在所述气缸(26；126)中布置有所述第一压力腔(34；134)，并且所述第一释放活塞(38；138)在所述气缸(26；126)中被引导。

16.一种机床，具有根据前述权利要求中任一项所述的一个或多个刀具主轴(1；101)。

17.根据权利要求16所述的刀具主轴，其中，在所述刀具主轴(1；101)的一个外圆周上或者在所述刀具主轴(1；101)的多个外圆周上分别布置有压力介质供应装置，所述压力介质供应装置与所述机床的压力介质源或单独的压力介质源可连接或连接。

Claims

1.一种可旋转的刀具主轴(1；101)，具有用于刀具(6)的自动夹紧装置，其中，所述夹紧装置布置在所述刀具主轴(1；101)的内腔(10；110)中并且可从所述刀具主轴(1；101)的前侧安装，其特征在于，所述夹紧装置适于通过压力介质供应装置来致动，所述压力介质供应装置布置在刀具侧前半部上或刀具侧前端部(4)上或所述刀具主轴(1；101)的前侧上。

3.根据权利要求1或2所述的刀具主轴，其中，在所述刀具主轴(1；101)的外圆周上布置有所述静止的压力介质供应装置，所述压力介质供应装置的密封件(52)适于在停止状态下贴合到所述外圆周上并且在旋转时可从所述外圆周提升。