CN108500310A - 用于机床主轴的卡盘的夹紧单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机床主轴的卡盘的夹紧单元。用于机床主轴的卡盘的夹紧单元（10）包括用于调节卡盘的夹紧爪的螺纹轴杆（12）。该螺纹轴杆（12）可借助连接到伺服马达致动器（15,18）的转子（15）的螺纹螺母（13）在夹紧单元（10）中轴向调节。可电气致动的、可释放的离合器（19,20,23）具有第一离合器元件（19）和第二离合器元件（20），所述第一离合器元件以旋转固定且可轴向移位的方式连接到螺纹轴杆（12），所述第二离合器元件与第一离合器元件（19）配合并以旋转固定的方式连接到转子（15）。当启动离合器（19,20,23）时，螺纹轴杆（12）和螺纹螺母（13）以旋转固定的方式相互连接，并防止螺纹轴杆（12）的轴向移位。

Description

用于机床主轴的卡盘的夹紧单元

本发明涉及一种用于机床主轴的卡盘的夹紧单元，其包括用于调节卡盘的夹紧爪的螺纹轴杆，该螺纹轴杆可借助连接到伺服马达致动器的转子的螺纹螺母在夹紧单元中轴向调节。

这种夹紧单元在机床上用以致动卡盘，在该卡盘中夹紧工件或工具。已知以下这样的夹紧单元：在其中，通过在主轴的纵向方向上起作用的气动或液压驱动器来施加用于拧紧和/或松开的力。如果这种驱动器在机床上不存在，或者不需要，则使用电动驱动器来执行拧紧和松开运动。

例如从文献DE102006017645A1已知以下这样的夹紧单元：在其中，借助弹簧来维持夹紧力。在这种夹紧单元中，松开力克服弹簧力起作用，使得它们不适合例如用于致动卡盘，工件或工具旨在利用所述卡盘，根据选择，被夹紧在外部上或内部上。

文献EP2081717A1在“electrically operated clamping mechanism（电气操作的夹紧机械装置）”的名称下描述了一种夹紧单元，在该夹紧单元中，通过螺纹主轴驱动器来实现用于拧紧和松开的调节运动，其中，该螺纹主轴驱动器操作地连接到滑动锥形齿轮，该滑动锥形齿轮对于其部分可通过外部伺服马达驱动。设定的夹紧力在操作期间，也就是说在主轴旋转时，仅通过螺纹主轴驱动器和与其连接的滑动锥形齿轮的自锁而在此维持。这个构思不允许高的主轴速度，例如在10,000min-1的范围内，并且不允许高的旋转加速度。

从该现有技术出发，本发明的目的是提出一种夹紧单元，该夹紧单元能够在两个相对的轴向方向上施加大的力，并且即使在高的主轴速度下也能够维持这些力。

该目的根据本发明通过在权利要求1的特征部分中限定的特征来实现。

根据本发明的这种技术方案的优点在于，离合器确保在操作期间，并且特别是在主轴速度的升高和降低期间，螺纹轴杆与螺纹螺母一起旋转，并因此防止了夹紧力的不希望的调节。

本发明的特定实施例在从属权利要求中限定。

下面参考附图描述本发明的说明性实施例，在附图中单个

图1示出具有根据本发明的夹紧单元的马达主轴的示意性剖面透视图。

马达主轴1具有中空的主轴轴杆2，夹紧活塞7被容纳在该主轴轴杆2中，使得其可轴向地来回运动。卡盘（未示出）被紧固并固定到主轴轴杆2的端面3。通过夹紧活塞7的轴向运动，卡盘被拧紧或松开。该轴向运动由在下面描述的夹紧单元10执行。在主轴轴杆2的外部上布置有主轴马达转子9，该主轴马达转子9以旋转固定的方式连接到主轴轴杆2并且该主轴马达转子9对于其一部分来说由主轴马达定子8围绕。为了可旋转地安装主轴轴杆2 ，使用轴承4,5和6。

夹紧单元10利用螺钉11连接到马达主轴1。在夹紧活塞7的与端面3相反安置的一侧上，布置有螺纹轴杆，该螺纹轴杆在该示例中被构造成滚柱螺杆轴杆12并且被与之相配合的滚柱螺杆螺母13围绕。滚柱螺杆轴杆12由花键轴杆14或由具有对应功能的轴杆区域邻接。滚柱螺杆螺母13连接到致动器转子15，该致动器转子15由轴承16支承，并且对于其部分来说由致动器定子18围绕。通过在滚柱螺杆轴杆12静止时旋转致动器转子15，因此能够在轴向方向上调节夹紧活塞7并因此打开和关闭卡盘。取决于待夹紧的工件或工具旨在用卡盘从外部还是内部夹紧，由夹紧活塞施加的夹紧力是张力或压缩力。夹紧力的大小由致动器15,18的扭矩确定，并且例如通过其电流消耗被测量。

花键轴杆14以旋转固定但可纵向移位的方式容纳在离合器转子19中。离合器绕组23紧固到周围的壳体。与离合器转子19相反地布置有连接到连接套筒21的电枢盘20，并且离合器转子19由轴承24支撑抵靠连接套筒21，并利用螺钉22紧固到致动器转子15。在外部上，连接套筒21由轴承17支承。

为了夹紧工件或工具，离合器绕组23在主轴静止时保持无电流，使得在离合器转子19和电枢盘20之间不存在力封闭（force closure）。如果现在致动器转子15转动并且滚柱螺杆螺母13与其一起转动，则不旋转的滚柱螺杆轴杆12沿轴向方向移位并且夹紧活塞7与其一起沿轴向方向移位。夹紧力在此能够通过致动器中的电流流动来控制。为此，主轴马达转子9必须利用主轴马达定子8保持。在夹紧操作之后，首先对离合器绕组23进行通电，由此电枢盘20被牵拉抵靠离合器转子19并与其非刚性地（non-positively）连接。在主轴马达8,9随后升高时，致动器转子15通过离合器19,20,23被传送，并且可靠地防止了滚柱螺杆轴杆12与滚柱螺杆螺母13之间的相对运动。在主轴的旋转期间，当然不能致动致动器15,18，并且滚柱螺杆驱动器12,13必须经由通电的电磁离合器19,20,23具有力封闭。如果没有离合器19,20,23，那么将存在下述危险：由主轴速度的快速升高和降低、以及由在主轴驱动器的操作期间负载的变化所引起的旋转加速力导致克服滚柱螺杆驱动器12,13的自锁，并因此导致夹紧力的不希望的变化。

通过旋转主轴和夹紧系统的各种力流动不会作用在轴承系统或其他周围部件上。

参考符号列表

1 马达主轴

2主轴轴杆

3端面

4轴承

5轴承

6轴承

7夹紧活塞

8主轴马达定子

9主轴马达转子

10夹紧单元

11螺钉

12滚柱螺杆轴杆

13滚柱螺杆螺母

14花键轴杆

15致动器转子

16轴承

17轴承

18致动器定子

19离合器转子

20电枢盘

21连接套筒

22螺钉

23离合器绕组

24轴承

Claims (4)

1.一种用于机床主轴的卡盘的夹紧单元（10），其包括用于调节所述卡盘的夹紧爪的螺纹轴杆（12），该螺纹轴杆可借助连接到伺服马达致动器（15,18）的转子（15）的螺纹螺母（13）在所述夹紧单元（10）中轴向调节，其特征在于，可电气致动的、可释放的离合器（19,20,23），其具有第一离合器元件（19）和第二离合器元件（20），所述第一离合器元件（19）以旋转固定且可轴向移位的方式连接到所述螺纹轴杆（12），所述第二离合器元件（20）与所述第一离合器元件（19）配合并以旋转固定的方式连接到所述转子（15）。

2.根据权利要求1所述的夹紧单元（10），其特征在于，所述螺纹轴杆被构造成滚柱螺杆轴杆（12），并且所述螺纹螺母被构造成滚柱螺杆螺母（13）。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的夹紧单元（10），其特征在于，所述离合器（19,20,23）被构造成摩擦离合器。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的夹紧单元（10），其特征在于，所述离合器（19,20,23）被构造成使得所述第一和所述第二离合器元件（19,20）在无电流状态下可相互旋转。