CN109926665B - 旋铣装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋铣装置(1)。该旋铣装置包括保持环(2)，该保持环围绕环轴线(A1)和中央开口(3)延伸并具有至少一个用于加工件(5)的容纳区(4)，该加工件具有接合区(6)以在中央开口(3)区域内加工杆状材料。冷却剂供应机构(7)包括供应套(8)，该供应套通过转动轴承安置在保持环(2)上并包括冷却剂连通机构(9)和邻接保持环(2)的连接区(16)的供送区(10)。从保持环(2)的连接区(16)内的至少一个入口孔(17)起，至少一个通道(18)经过该保持环(2)通向至少一个出口孔(19)，该出口孔面向该保持环(2)的中央开口(3)且形成在用于加工件(5)的容纳区(4)里。在保持环(2)和相关车床之间不需要用于冷却剂供应机构的空间。

Description

旋铣装置
技术领域
本发明涉及一种旋铣装置(whirling device)。旋铣装置被用于加工杆状材料，尤其用于形成螺纹。
背景技术
常用的旋铣装置通常被称为螺纹旋风切削装置并且包括至少一个环形保持件，加工件尤其是刀片将被如此固定在环形保持件上，它们能在环形保持件的中央开口区域中加工杆状材料。WO2017/042061A1和EP1902804A2示出了这种环形保持件的例子，其可被描述为保持环。
WO2013/038028A1示出一种螺纹旋风切削装置，其中，保持环被固定至轴套，其中该轴套以可绕第一轴线转动的方式安装在支承装置上。支承装置被设计成该轴套能绕第二轴线枢转，其中这两个轴线基本上相互垂直对准。支承装置可以被附接至车床，从而被车床驱动转动的杆状材料可以被附接至保持环的加工件加工。加工过程产生须被去除的碎屑和热。为此，例如如DD20886所示，冷却剂自远离轴套的保持环侧借助呈其敞开端指向带有加工刀具的区域的供应管线形式的冷却剂供应机构被喷射向加工区域或者保持环的中央开口。在环形保持件与车床之间需要有用于供应管线的空间。杆状材料因此必须远超出车床，这可能在加工过程中导致在加工件区域内的不希望有的杆状材料振动。
发明内容
现在，本发明的目的是找到一种旋铣装置，其中可以无需占用太多妨碍空间地实现冷却。
根据本发明的旋铣装置包括保持环，其围绕环轴线和中央开口延伸并具有至少一个用于加工件的容纳区，加工件具有接合区以在中央开口区域中加工杆状材料。冷却剂供应机构包括供应套，供应套通过转动轴承(bearing)被安置在保持环上并且包括冷却剂连通机构以及邻接保持环的连接区的供送区。从该保持环的连接区内的至少一个入口孔起，经过保持环的至少一个通道通向至少一个出口孔，该出口孔面对保持环的中央开口且在用于加工件的容纳区中形成。
在保持环和对应的车床之间不需要用于冷却剂供应机构的空间。因此，杆状材料只须以最小程度超出车床，其基本排除在加工过程中的杆状材料的扰人振动。因为喷出冷却剂的至少一个出口孔直接位于保持环中央开口处且因此非常靠近待冷却的接合区，故可极其高效地利用冷却剂。
安置在保持环上的供应套保证了冷却剂从冷却剂连通机构到达供送区并从这里到达保持环的连接区。
根据一个优选实施方式，该供应套径向朝外地朝向环轴线延伸于保持环的一个部段上。供应套最好如此就位于保持环上，其中在该供应套的两端沿径向延伸向环轴线的第一位置表面在轴向上邻接第二位置表面，第二位置表面径向向前突出或向后突出地形成在保持环上。
为了使位置表面到达定位所需的位置，该供应套或保持环可以设计成是两件式的。该两件式构件于是从对置两侧布置在另一构件上，并且该两件式构件的两个部分通过一个连接机构保持相互接合。当供应套就位于该保持环的两个位置表面之间时，保持环优选应该包含端环，该端环在被安放在保持环区域上之后邻接供应套，使得供应套被保持在保持环上。
在优选实施方式中，该保持环的连接区形成在径向朝外的环面上。可被连接至保持环的朝外对准的连接区的冷却剂供应机构的供送区径向靠外地邻接该连接区。如果现在冷却剂在压力下从供送区到达连接区，则在冷却剂供应机构和保持环之间基本未出现在环轴线方向上有分量的力。
在冷却剂供应机构和保持环之间由冷却剂压力产生的力基本垂直于环轴线地对准方向。在优选设计方案中，将压迫保持环区域和冷却剂供应机构区域压合的径向合力得以避免，因为可相互连接的保持环连接区和冷却剂供应机构供送区环形闭合地围绕环轴线延伸且被设计成以基本上关于环轴线为点对称的方式形成合力。在压力下所供应的冷却剂在保持环的连接区和相邻的冷却剂供应机构的供送区之间形成浮动安装环形区，其也允许供应套和保持环之间的高转速，却没有扰人的磨损。
在一个尤其优选的实施方式中，该连接区的环形面形成在该保持环的至少一个柱形部段的外表面上。冷却剂自供送区转送到至少一个入口孔以便流过保持环如此得到改善，即在该连接区的环形面中形成一个环形槽，其中所述至少一个入口孔布置在该槽中。优选地也在该供送区内形成一个槽，该槽紧邻该连接区的槽，从而冷却剂进入这两个槽内的围绕环轴线分布的所有的入口孔。
因为在杆状材料加工过程中在保持环的中央开口区域中只有一部分的加工件以其接合区接合待加工材料，故尤其针对这些加工件需要冷却剂。为了减小冷却液体的所需供应量，供送区最好可以被缩减至带有接合被加工材料的加工件的周向区。
为了保证所述流体支承结构以关于环轴线镜像对称的方式形成，也以如下的周向区形成供送区是明智的，该周向区远离带有接合被加工材料的加工件的周向区。如果要保持很小的所需冷却剂供应机构，则由至少一个槽形成的且沿轴向相对于入口孔错开的至少一个冷却剂支承设置用于支承。这保证了冷却剂只被用于支承和工作的加工件。
供应套沿轴向在保持环上的上述定位包括多个第一位置表面，它们在供应套两端沿径向延伸向环轴线并且邻接多个第二位置表面，这些第二位置表面径向向前突出或向后突出地形成在保持环上。这些相邻的位置表面也封闭在环轴线方向上在连接区与供应套之间延伸的环区域，即冷却剂所处的区域。供应套在保持环上的定中就位于是也通过冷却剂压力来保证。另外，所述位置表面减少了冷却剂逸失。已经证明，为了获得足够少量的冷却剂泄漏损失而不需要密封。省掉密封容许更高的转速，因为最终的热不会造成密封损毁。
保持环的和供应套的彼此相对的表面的至少一部分最好被涂覆以在缺少冷却剂的情况下防止腐蚀。该冷却剂保证浮动支承并且也冷却该保持环和供应套的相对转动区域。
在保持环连接区内自至少一个入口孔到在保持环中央开口处的至少一个出口孔的至少一个通道包括第一区段，其纵轴线最好距环轴线有一定距离地延伸。如果保持环以该入口孔在第一区段之前的方式转动，则冷却剂通过第一区段的壁被加速，从而除了离心力外也必然在径向向内方向上看到小的加速度分量。该径向向内的加速度分量减轻离心力作用，因此也减小使冷却剂自入口孔经转动的保持环到达在保持环中央开口处的出口孔所需要的供应压力。
所述至少一个通道优选在出口孔处在第二区段中不同于在第一区段中地对准方向。如此选择在第二区段的对准，即冷却剂在离开出口孔后到达加工件的接合区，在这里它保证了期望的冷却效果和冲洗走从杆状材料上去除的材料。
该保持环连同可相对转动地安装在其上的冷却剂供应机构可以被设计成其可以被用在已知的装置中。不具冷却机构的常用的旋铣装置或旋铣环可以被本发明的旋铣装置替换。除了呈只在保持环径向上占据一定空间的供应套形式的冷却剂供应机构外，根据本发明的解决方案还包括易于接近的保持环。所述环可以被设计成它允许与轴套的常见连接可行方式。在换上带有一体的冷却机构的保持环后，可以更高速地进行加工，因为热和任何削除碎屑被更好地去除。
可被直接安装在车床上的优选的旋铣装置还包括轴套和支承装置，其中该保持环可被附接至轴套，轴套可绕环轴线转动地安装在支承装置上，支承装置被设计成使该轴套可绕环轴线被驱动且可绕调节轴线枢转，其中该环轴线和调节轴线基本上相互垂直地对准方向。围绕调节轴线的可调节的枢转对准决定了保持环中心平面相对于所供给的杆状材料对准的角度。该支承装置优选包括将旋转运动从驱动侧传递至轴套的旋转传动机构。
该旋转传动机构例如包括从驱动侧起的、平行于调节轴线延伸的且可转动安装在支承装置中的第一轴。当第一轴的轴线位于调节轴线上时，环轴线的取向可以被改变但不影响第一轴的安装和驱动。该保持环也基本上位于如下区域内，该调节轴线经过该区域的中心。因此缘故，即便当环轴线的取向被改变时，该保持环也基本上保持在相同的位置上。从第一轴到轴套的驱动传动最好通过第二轴进行，第二轴可转动地安装在支承装置内且垂直于第一轴取向，其中，带有两个相互啮合的锥齿轮的这两个轴保证了旋转传动机构。安装在第二轴上的齿轮可以通过安装在轴套上的齿轮将该转动运动传递至该轴套。
冷却剂最好经由在支承装置上的连通机构被供应给冷却剂供应机构的冷却剂连通机构。这保证了本发明的旋铣装置可以容易地安装在冷却剂原先经敞口管线被喷向加工刀具区域的现有支承装置上。冷却剂管线或连通机构包括快换连通机构，其也可以被用在例如150巴的高压下。
附图说明
附图利用实施例解释了本发明，但本发明不局限于此，其中：
图1示出带有支承装置的旋铣装置的分解立体图，
图2示出供应套和保持环的立体图，
图3示出受支承的轴套和带有供应套的保持环的纵向截面的一部分，和
图4示出带有供应套的保持环的横截面。
具体实施方式
图1示出旋铣装置1，其可以直接安装在车床上。它包括围绕环轴线A1和中央开口3延伸的保持环2。在保持环2上设有用于多个加工件5的多个容纳区4。加工件5包括接合区6，杆状材料可以借助该接合区在中央开口3区域中被加工。加工件5通过紧固螺钉5a被固定至保持环2，为此在保持环2内形成有螺纹5b。冷却剂供应机构7包括带有冷却剂连通机构9和供送区10的供应套8。供应套8通过转动轴承安装在保持环2上。
保持环2借助被附接的供应套8被附接在轴套11上。例如紧固机构由三个连接螺钉4a组成，它们被拧入轴套11的螺纹11a中。在所示实施方式中，保持环2包括端环2a，端环封闭带有供应套8的保持环2区域，使得供应套8在期望位置上被保持在保持环2上。端环2a通过连接螺钉4a在保持环2与轴套11之间被夹紧。也将可行的是轴套的端面具有端环2a的功能。
该轴套安装在支承装置12上，使得它可以绕环轴线A1转动。支承装置12被设计成轴套11可以绕环轴线A1被驱动且可绕调节轴线A2枢转，其中，环轴线A1和调节轴线A2基本上相互垂直对准。保持环2的中心平面相对于所供给的杆状材料的纵轴线对准方向的角度由可在调节装置13上调节的绕调节轴线A2的转动取向决定。
支承装置12优选包括旋转传动机构，其将转动运动自驱动侧14传递至轴套11。旋转传动机构例如包括从驱动侧14起的、平行于调节轴线A2延伸的且可转动安装在支承装置12中的第一轴。因为第一轴的以及还有保持环2的轴线基本位于调节轴线A2上，因此环轴线A1的取向可以被改变，并且保持环2在不同取向下基本上留在相同的地点。从第一轴至轴套11的驱动传动最好通过第二轴实现，第二轴可转动地安装在支承装置12中并且垂直于第一轴地对准方向，在此，这两个轴保证了带有两个相互啮合的锥齿轮的旋转传动机构。设置在第二轴上的齿轮可以将转动运动经设置在轴套上的齿轮传递至轴套11。
冷却剂最好经由支承装置12上的连通机构被供应给冷却剂供应机构7的冷却剂连通机构9。带有快换接头15的冷却剂管线14为此被插入在冷却剂连通机构9和未示出的在支承装置12上的连通机构之间。
图2清楚示出保持环2和供应套8的细节。供应套8的朝向环轴线A1的内侧面适配于保持环2的远离环轴线A1的外侧面，从而在这两个部件之间形成转动轴承。连接区16形成在保持环2的径向朝外的环形面上，在环形面上设有多个入口孔17用于经保持环2的通道18(见图3)。通道18通向多个出口孔19，这些出口孔面对保持环2的中央开口3且布置用于容纳区域4内的加工件。
图3示出了保持环2连同被附接至轴套11之后的供应套8。供应套8径向向外地朝向环轴线A1延伸经过保持环2的一个部段。供应套8在环轴线A1方向上如此就位于保持环2上，做法是在供应套8的两个端面，沿径向延伸向环轴线的第一位置表面8a在轴向上邻接径向突出的多个第二位置表面2b，这些第二位置表面形成在保持环2上。两个第二位置表面2b之一形成在端环2a上，端环封闭带有供应套8的保持环2区域，使得供应套8在期望位置上被保持在保持环2上。另外，位置表面8a和2b减少了冷却剂逸失。在所示的实施方式中，端环2a被夹紧在保持环2和转动轴承20或者被紧固至轴套11的转动轴承20的侧面之间。转动轴承20由板21保持在支承装置12上。应该理解的是，端环2a也可以作为保持环的一部分被直接附接至保持环2。
供应套8的供送区10径向靠外地邻接保持环2的朝外的连接区16。如果现在冷却剂在压力下自供送区10到达连接区16，则在供应套8和保持环2之间基本上没有在环轴线A1方向上有分量的力。该合力基本上垂直于环轴线A1对准方向。将压迫保持环2的和冷却剂供应机构7的区域相互压靠的径向合力得以避免，因为连接区16和供送区10呈环形闭合地围绕环轴线A1延伸。在压力下所供应的冷却剂从连接区16和供送区10起形成浮动支承，这也允许在供应套8和保持环2之间的高转速，却没有扰人的磨损。
连接区16被设计成在保持环2的柱形部段的外表面上的槽。入口孔17布置该槽内。供送区10也被设计成槽状，该槽紧邻连接区16的槽，从而来自冷却剂连通机构9的冷却剂经过这两个槽到达所有的入口孔17。
因为在杆状材料加工过程中在保持环2的中央开口3的区域内只有一部分的加工件5以其接合区6接合待加工材料，故尤其针对这些加工件需要冷却剂。为了减少所需的冷却液供应量，供送区10的槽可以在一个具体实施方式中被缩减至加工件在此接合被加工材料的周向区。另外，在连接区16内省略了槽，因此只给在供送区10的槽区域中的入口孔17供应充分的供应液。为了关于环轴线A1镜像对称地形成所造成的流体支承，形成与第一槽区段对置的供送区10的另一个槽区段是明智的，最好是在环轴线A1的方向上错开，从而该另一个槽区段相对于入口孔17错移。但如果需要，采用附加的环形槽用于支承。
在保持环2的连接区16内，自入口孔17通到出口孔9的通道18包括根据图4的第一区段18a，其纵轴线最好距环轴线A1有一定距离地延伸。如果保持环2以入口孔17在第一区段18a之前的方式转动，则冷却剂通过第一区段18a的壁被加速，从而除了离心力外，也必然在径向向内的方向上看到小的加速度分量。径向向内的加速度分量减轻了离心力作用，进而减小了将冷却剂从入口孔17经转动的保持环2输送向对应的出口孔19所需要的供送压力。如果需要，一连通开口22形成在供应套8内，压力传感器、泄压阀或冷却剂出口例如可连通至该连通开口。如果不需要连通开口22，则可以如图所示地用螺钉封闭。
通道18在出口孔19处在第二区段18b中以不同于在第一区段18a中的形式对准方向。在第二区段18b中的所述取向被选择成使得冷却剂在离开出口孔19后到达加工件的接合区。

Claims (10)

1.一种旋铣装置(1)，该旋铣装置具有保持环(2)和冷却剂供应机构(7)，该保持环围绕环轴线(A1)和中央开口(3)延伸并包括至少一个用于加工件(5)的容纳区(4)，该加工件具有接合区(6)以在所述中央开口(3)区域内加工杆状材料，其特征是，所述冷却剂供应机构(7)包括供应套(8)，该供应套通过转动轴承安置在所述保持环(2)上并包括冷却剂连通机构(9)和邻接所述保持环(2)的连接区(16)的供送区(10)，其中从所述保持环(2)的所述连接区(16)内的至少一个入口孔(17)起，至少一个通道(18)经过所述保持环(2)通向至少一个出口孔(19)，该出口孔(19)面向所述保持环(2)的所述中央开口(3)且形成在用于加工件(5)的容纳区(4)中。
2.根据权利要求1所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述供应套(8)在所述环轴线(A1)的方向上径向向外地延伸经过所述保持环(2)的一个部段。
3.根据权利要求2所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述供应套(8)在轴向上如此就位于所述保持环(2)上，其中在所述供应套(8)的两端沿径向延伸向所述环轴线(A1)的多个第一位置表面(8a)在轴向上邻接多个第二位置表面(2b)，这些第二位置表面径向向前突出或径向向后突出地形成在所述保持环(2)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述保持环(2)的所述连接区(16)形成在径向朝外的环形面上。
5.根据权利要求4所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述连接区(16)的所述环形面形成在所述保持环(2)的至少一个柱形部段的外表面上。
6.根据权利要求5所述的旋铣装置(1)，其特征是，在所述连接区(16)的所述环形面中形成一个环形槽，至少一个入口孔(17)布置在所述环形槽中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述供应套的所述供送区(10)包括配属于所述保持环(2)的所述至少一个入口孔(17)的槽。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述至少一个通道(18)从所述至少一个入口孔(17)起包括第一区段(18a)，该第一区段的纵轴线距所述环轴线(A1)有一定距离地延伸。
9.根据权利要求8所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述至少一个通道(18)在所述出口孔(19)处在第二区段(18b)中与在第一区段(18a)中不同地对准方向。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的旋铣装置(1)，其特征是，所述旋铣装置(1)包括轴套(11)和支承装置(12)，其中所述保持环(2)能被紧固至所述轴套(11)，所述轴套(11)能绕所述环轴线(A1)转动地安装在所述支承装置(12)上，所述支承装置(12)被形成为，使得所述轴套(11)能绕所述环轴线(A1)被驱动且能绕调节轴线(A2)枢转，其中所述环轴线(A1)和所述调节轴线(A2)基本上相互垂直地对准方向。
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