CN1874870A

CN1874870A - 与机床相联的抽吸装置

Info

Publication number: CN1874870A
Application number: CNA2004800322476A
Authority: CN
Inventors: 安德烈·阿泽玛
Original assignee: Comau Systemes France SA
Current assignee: Comau Systemes France SA
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2024-11-03
Also published as: CN100526003C; WO2005044510A3; EP1680258A2; KR20060121132A; DE602004006889D1; JP2007510550A; FR2861618B1; EP1680258B1; FR2861618A1; DE602004006889T2; ES2288275T3; US20080131220A1; ATE363961T1; WO2005044510A2

Abstract

本发明涉及一种用于通过抽吸而除去切削机床所产生的切屑的装置(D)，该刀具借助了由一个刀具支架模块致动的至少一个刀具(200)；装置(D)包括形成一个低压的抽吸单元。刀具(200)包括一个切削部分(210)和一个标准连接支撑部(220)。本发明的装置的特征在于具有与刀具(200)的所述标准连接支撑部(220)柔性连接的管道(100)，从而在所述刀具(200)周围直到其端部的范围产生一个低压，且所述管道(100)固定且准确地连接到所述刀具支架模块，从而使管道(100)相对于所述刀具(200)得到定位，而在它们之间形成一个空间，从而使所述刀具能够相对于所述管道转动。本发明用于除去切削过程中产生的切屑和流体。

Description

与机床相联的抽吸装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，且更具体地说涉及使得能够在对机械加工操作所产生的切屑进行优化排放的适配设置。

背景技术

机械加工操作所产生的切屑的排放，一直是机床设计者所关心的问题。

实际发生的情况是，环境标准的改变，促使机床的设计者限制用于润滑、排放或冷却的流体的使用。

一种润滑技术包括：借助在刀具本身中设置的管道，用微雾化的切削流体来取代传统的喷射的流体。由于这种技术不能排放切屑，要给它配置一个抽吸模块。

在借助微雾化的一个应用的场合，已经确定，使抽吸在尽可能靠近切屑产生区域的位置进行，即，采用与所述刀具相结合的抽吸装置，从而使所产生的流出物能够在其被产生的同时被排放，是非常重要的。

在美国专利第5791842号中，描述了一种这样的被结合在刀具中的抽吸装置；该专利提出了一种用于抽吸和除去切屑的装置，用于包括具有用于自动改变刀具的结构的机械加工机床。这种抽吸装置用于由所述机床借助至少一个由刀具支架模块所致动的一个刀具而产生的切屑产物，并包括了用于产生一个低压的一个抽吸单元，所述刀具由用于切削的部分和用于附件支撑的部分组成。这种装置包括一个抽吸管道，该管道与所述抽吸单元耦合，并且：

-被与一个标准刀具连接支撑部相耦合的一个枢轴所固定，从而在所述刀具的周围直到其端部的区域中产生一个低压并同时允许所述端部转动，以及

-被固定到所述刀具支架模块上。

所述管道的一部分由一个套筒的后部构成，该套筒由借助所述耦合枢轴而与所述刀具的转动轴线同心地被设置在标准连接支撑部上。外壳的内部以这样的方式布局，即，接收提供所述管道与所述刀具的所述标准连接支撑部之间的一个枢轴耦合的外部滚动环，且其内部环被固定在所述刀具的所述连接支撑部的端部的一个表面上。这种滚动环由一个台肩和一个螺线被固定在所述刀具连接支撑部的正面部分上，该部分是从一个柱面表面预制的，从而提供上述滚动的位置设定和位置保持。上述与刀具整装的管道通过所述刀具的致动模块而与所述刀具耦合，所述刀具包括用于所述管道的一部分的一个接收装置，该部分具有把所述管道耦合至所述抽吸单元的功能。在所述刀具相对于所述刀具支架模块进行对应于刀具被上述刀具支架模块纳入的没有附加动作的相对运动期间，上述与所述刀具整装的管道被置于刀具支架模块上。上述管道包括一个管道端部；在所述刀具被置于其致动模块上时，上述管道端部与同所述用于位置设定和位置保持的装置相耦合的一个管道端部相配合。也接收所述管道的所述刀具支架模块带有一个公共固定适配器，该适配器在所述刀具进入所述刀具支架模块期间与管道的一个相应的被结合的适配器相对地设置，且所述固定适配器带有用于与所述抽吸单元相连接的一个管道端部。在该专利所提出的该装置中，管道相对于刀具的定位因而是通过由滚动部分所实现的枢轴耦合而实现的。

在EP 0955125中，提出了另一种装置；该文件描述了用于诸如铣床的机床的一种切削刀具，它包括一个转动的移动体和设置在该刀具的本体上的多个切削面。

该切削刀具包括一个回收装置，用于回收转动刀具的本体的切削表面上围绕和包围的切屑，以回收由机械加工操作所产生的切屑。该回收装置包括一个排放开口，该开口能够与抽吸装置相连接以促进切屑的排放。为铣具提供包围的管道与一个抽吸管道相耦合，并与所述刀具本体相枢轴耦合；所述枢轴耦合是由滚珠轴承实施的。因此，在此文件中，管道相对于所述刀具的定位也是借助通过滚动而实施的枢轴耦合而实现的。

发明内容

在此情况下，本发明人进行了研究，以通过提出一种技术解决方案来消除现有技术的这些缺点，该技术解决方案使得能够把一种抽吸模块安装到所述刀具上，该抽吸模块即用于由至少带有由一个刀具支架模块所致动的一个刀具的机械加工机床产生的切屑的抽吸装置，该装置包括产生一个低压的一个抽吸单元，该刀具由一个切削部分和一个标准连接支撑部构成。

本发明人所采取的一个标准，是所设计的解决方案的实施的简易性和低成本。实际上，所述抽吸模块的被结合的部分必须是最简单的，因为其成本是所述机械加工机床所要接收的刀具的数目的倍数。实际上，在现有技术中描述的解决方案中一或几个辊的使用，除了该组件的单独成本之外，还要求有用于该辊的接收表面以及提供位置设定和位置保持设定的部分。辊的安装要求具体的筒形表面，以形成对转轴和与其耦合的筒的准确调节。这种耦合是在刀具与汇流排之间实现的，该刀具的连接支撑部必须是专用的或对对象作大的改动。这种由刀具的数目所倍乘的实施是特别沉重的。

根据本发明的主要特征，所述装置包括一个抽吸管道。它包括如下的一个抽吸管道：

-该抽吸管道以一种浮动方式并以产生围绕所述刀具直到其端部的一个低压的方式耦合到刀具的标准连接支撑部，以及

-该抽吸管道以一种固定且精确的方式被耦合到刀具支架模块，从而通过在所述管道与所述刀具之间产生一个游隙而使所述管道相对于所述刀具得到定位，从而使得所述刀具能够相对于所述管道转动。

这种装置使得能够用套筒或不可渗透的管道对各个刀具进行分别的包围，而该套筒或管道在纳入刀具的期间里自动地与机床的刀具保持销或模块上的公共固定子组件相连接。随后，从工作刀具的端部至刀具支架模块的一个空气流得到保持，以抽吸所产生的流出物。通过与所要加工的工件相接触，该管道提供了该空气流在由所要加工的工件、所述刀具的外表面、以及所述管道的内表面所限定的空间中的约束。

所述刀具支架模块可以由只为其提供转动致动的简单的刀具保持销构成，或者由能够提供多种附加运动的一个凸轮构成。

因此，在实施本发明的装置的场合，各个刀具都包括一个抽吸管道，该管道不仅在机械加工阶段里而且在变换刀具的阶段里都跟随所述刀具的运动，应理解的是，该管道只有在它被安装到刀具支架模块上并处于机械加工阶段里时才能够起抽吸模块的作用。根据本发明，该管道只有当所述刀具被固定到其致动模块上时才相对于所述刀具得到准确的定位。这种定位包括在转动表面(刀具与刀具的本体)与所述固定表面(管道)之间的一个游隙。当所述刀具没有被安装到所述致动装置上时，“浮动”安装的管道并不相对于所述刀具被准确地定位而是只被其所保持。因此，与所述刀具致动模块相关的用于位置设定和位置保持的装置不仅具有现有技术文件所允许的把所述管道耦合到所述抽吸单元的功能，而且还实现了使“浮动”安装的管道相对于转动的刀具以不与这种转动发生干扰的方式得到定位的功能。实际上，与导向的缺乏相关的这种功能的缺乏，将由于管道与转动的部件的偶发接触(由于震荡)，而使得无法进行机械加工操作。

这种特征的进一步的特别有利之处，在于它使得能够把所述抽吸装置浮动固定在支撑各个刀具的所述标准附件上。本发明人提出了一种新颖的技术解决方案，它通过把被结合的抽吸管道浮动安装在所述刀具上和在所述管道与所述刀具支架模块之间的耦合中在所述管道与所述刀具之间转移所需的定位功能，而简化了被结合的抽吸管道与所述刀具之间的耦合。“浮动”在此的含意是非固定的连接并具有相对的运动自由。因此，与现有技术提出由辊执行的管道与刀具之间的转动导向的解决方案不同(该解决方案限定了沿着刀具的转动轴线的单个的转动自由度)，本发明人提出了，在限制所述管道相对于所述刀具的运动范围的同时，不提供所述刀具与所述管道之间的耦合。因此，本发明所执行的所述管道与所述刀具之间的耦合允许六个自由度。

本发明人在设计本发明的装置时的考虑之一，是这种固定的简易性。实际上，所选择的解决方案的简易性必须保证其在机械加工机床上的使用期间里的可靠性。

根据本发明的一个特别有利的特征，所述管道包括一个套筒；该套筒与在其标准连接支撑部上的所述刀具的转动轴线同心地被设置在所述刀具周围。这个管道的内部设置有一个槽，在该槽中设置有与延伸至所述刀具的所述标准连接支撑部上的端部的槽相配合的一个弹性环。

本发明人所设计的这种固定，不要求改变已有的标准刀具支撑部，而只是要进行简单的适配以进行实施，因为所涉及的是实现用于接收一个“簧环”式的弹性环的一个槽。另外，所述管道在所述刀具周围的安装本身不要求特别困难的装配，因为它只要求实施一个簧环以使所述标准连接支撑部能够穿入所述管道的内部和在所述“簧环”的内表面处于设置在所述支撑部中的槽内时使所述簧环松弛。另外，这种槽的实现不要求改变已经被采用的功能表面。

这种安装固定的简易性的优点，在于提供了一种有吸引力的成本和不在所述刀具的周围产生一个笨重的部分，这种笨重部分会限制所述刀具在所述加工站内的运动。进一步地，这样的解决方案避免了给所述刀具添加大的致动质量。实际上，现有技术的滚动及其安装所要求的部件，在所述刀具的周围形成了一个特别大的部分，该部分使得所述刀具在传统的存储装置中的存储变得困难。

所述刀具的连接支撑部的再利用的另一个优点，在于可以保持已有的界面，诸如所述刀具与所述刀具支架模块之间所用的界面或所述刀具与可能的存储模块之间所用的界面。

根据本发明的另一个特别有利的特征，所述装置带有用于表示角度指标的装置，使得所述管道能够提供一种角位置，该角位置适合于其在所述刀具支架模块中的装配，以使装有抽吸装置的所述刀具的部分本身具有一个角度取向，该角度取向足以使其能够相对于所述刀具支架模块得到位置设定和位置保持。

本发明人还进行了研究，以对与抽吸装置的各个刀具结合的各个部件在固定的公共部分或刀具支架模块上的设置进行优化。因此，根据本发明的一个特别有利的特征，与所述刀具整装的上述管道，在所述刀具相对于所述刀具支架模块的、与所述刀具纳入所述刀具支架模块的运动相应的相对运动的期间里，被设置在所述刀具支架模块上，而没有附加的动作。因此，本发明的抽吸装置的位置设定和位置保持不要求相对于已经存在于刀具变换的场合中的动作的附加动作。

以上对本发明的基本概念的基本形式作了说明。从以下结合附图并借助非限定的例子对本发明的抽吸装置的实施例所进行的描述，可以对其他的细节和特征有更清楚的理解。

附图说明

图1是本发明的装置的一个实施例的透视横截面示意图，

图2是一种典型的单元的透视示意图；该单元包括了一个刀具和用于接收本发明的部分的标准连接支撑部。

图3是本发明的装置的单个被结合的部分的横截面示意图。

图4是透视示意图，显示了装有本发明的装置并与一个抓取装置相接触的刀具的刀具支架模块上的安装操作，

图5是本发明的装置的实施例的侧视示意图，且

图6a、6b和6c是横截面示意图，显示了所述刀具支架模块上的所述装置的被结合的部分与所述刀具的不同的安装阶段。

具体实施方式

如图1、3、4、5和6所示，整体上被标为D的、用于抽吸切屑的装置包括一个抽吸单元(未显示)；该抽吸单元产生一个低压并与一个抽吸管道100相耦合；抽吸管道100尽可能靠近受到机床(未显示)的一个刀具支架模块的致动的刀具200的工作端；刀具200包括固定在一个标准连接支撑部220上的一个切削部分210。

根据本发明，抽吸管道100，以一种浮动的方式被固定在刀具200的标准连接支撑部220上，从而产生围绕刀具200的一个低压并使刀具200能够转动。空气的运动由箭头F表示。因此，一旦刀具200和作为抽吸装置D的被结合部分的抽吸管道100被设置到位，在被固定的抽吸管道100的内表面与能够绕刀具200的轴线作转动运动的连接支撑部220和刀具200的外表面之间，有一个功能游隙。

实际上，所述管道与刀具的固定侧的保持，只在机械加工操作期间是必需的。因而，当刀具被装在刀具支架模块中时，本发明包括了所述管道相对于所述刀具的准确定位。本发明人所提供的技术解决方案因而在所述管道和刀具被安装到所述刀具的致动模块上时启动了所述管道与所述刀具之间的准确定位功能。导向的缺失减小了所要致动的部件的质量、体积、和成本以及在已有的设备中所要进行的改动的数目。

如图3中以更为详细的方式所显示的，管道100的后部由与标准连接支撑部220上的刀具200的转动轴线同心地设置的一个套筒构成。

根据一个未显示的特征，上述管道100的前部借助一个管道而得到延伸，该后一管道具有适配于与所要加工的工件(未显示)相接触的刀具200的长度的长度，其长度是根据刀具200的轴向运动而变化的。

另外，管道100的内部设置有在所述套筒处的一个第一槽110；在第一槽110中设置有一个弹性环300；弹性环300是“簧环”式的并与设置在刀具200的标准连接支撑部220上的一个第二槽221相配合。

槽221和弹性环300在其中的布设，显示在图2的外视图中。根据所示的实施例，标准连接支撑部220是HSK式的并在其前部包括一个柱形表面，在该柱形表面上设置了槽221。为固定所述管道而选择的解决方案不仅使得能够采用已有的刀具支撑装置，而且还只要求已有装置的最小设置。根据一个优选的实施例，弹性环300是在静止时保持开放的。

安装本身是非常简单的。

在弹性环300在形成管道100的后部的套筒中保持在闭合位置的情况下，使刀具200及其连接支撑部220进行滑动，直到簧环300被定位到所述套筒的相应槽中(在那里它重新恢复到它的静止位置)，就构成了充分的操作。

根据本发明的一个特别有利的特征，弹性环300以一个游隙被安装在设置于所述刀具连接支撑部220上的所述槽221上，从而一旦所述环被置于管道100的所述槽110中且所述管道与装置D的固定部分相耦合，所述环不与所述刀具连接支撑部220相接触。因此，如图3所示，一旦弹性环300被定位到刀具支架模块的整装固定部分上，弹性环300在保持由标号J1、J2和J3所表示的游隙的同时不与上述槽221相接触。

实际上，这种安装的功能不是实现管道100与刀具200之间的紧密固定或转动导向，而是避免标准固定模块220与管道100之间的脱离并使刀具200在受到其销的致动时能够进行转动。

如所示，这种安装的简易性的优点，是刀具周围和加工站中的部件的体积不过大。另外，实施的这种简易性保证了这样的技术解决方案的可靠性。因此，根据所示的实施例，管道不具有超出所示的HSK刀具连接支撑部的最大直径的厚度。因此，由与所述管道耦合的所述刀具所形成的组件在加工、刀具变换和刀具存储阶段中所要求的空间管理相当于不带有这样的抽吸装置的一个刀具所要求的空间管理。

如上所述，装置D由一个第一部分和一个第二部分组成；所述第一部分被称为被结合的部分并包括与各刀具200相联的多个管道100；所述第二部分相对于所述刀具支架模块被固定，而所述刀具支架模块可包括一个滑动销支架，该滑动销支架不仅在所述刀具的转动中提供致动而且还可能在沿着传统的轴X、Y、Y的平移中提供致动。

更具体地说，与刀具200的运动构成整体的上述管道100经过刀具200的致动模块而与刀具200耦合。所述致动模块包括：一个用于管道100的位置设定的装置400；以及，一个用于位置保持并使管道100与抽吸单元(未显示)耦合且使管道100保持在不与刀具200的转动发生干扰的位置的装置。

根据本发明的一个特别有利的特征，上述管道100包括一个管道端部120，一旦刀具200被设置在其致动模块500中，该管道端部120与同所述用于位置设定和位置保持的装置相耦合的另一管道的端部相配合。

根据本发明的另一个特别有利的特征，为了实施管道100的位置设定和位置保持，也接收管道100的刀具200的固定装置400包括一个主体410，该主体410提供了装置D的固定部分与刀具支架模块500的耦合。

该主体带有一个公共固定适配器，该固定适配器在刀具支架模块500纳入刀具200期间与同管道100对应的一个被结合的适配器相对地设置，这种公共适配器还带有用于与所述抽吸单元(未显示)相连的管道的一个端部412。

该适配器包括与一个阻挡突出物413相关联的一个定中心棒411，当刀具200处于刀具支架模块500中时，该棒411提供了管道100在围绕所述刀具200的适当位置的位置设定和位置保持，从而相对于刀具支撑模块保持固定的管道100的内表面与在机械加工操作期间进行转动的刀具连接支撑部220的外表面之间有一个游隙。另外，该游隙是得到计算的，以使所述“簧环”不在所述槽内与所述刀具的连接支撑部相接触。

这些固定部件被耦合在用于接收所述棒411的定中心孔121与重新俘获突出物413的用于引导/阻挡的一个辊122中的被结合的部分上。

图6a、6b和6c显示了与其管道100相耦合的刀具200在刀具支架模块500上的位置设定。如所示，与管道100相结合的管道120的端部对应于与抽吸单元(未显示)相耦合的固定管道412的端部，从而形成了连续的抽吸管道。

所述用于位置设定和位置保持的装置的选择，使得所述抽吸装置的装配能够不要求附加动作或附加的工作时间。实际上，所述抽吸装置的装配，即所包括的部分与固定部分的接合，是与在工件保持模块纳入刀具的操作同样的操作中进行的，因而是在同样的工作时间中进行的。

如图4所示，上述管道100包括一个外部缺口130；在变换刀具和存储的阶段中，该缺口130与所述用于接收或用于抓取刀具200的装置相配合，以使它所包括的管道的端部有正确的取向。

根据一个特别有利的实施例，“簧环”300的端部可通过由所包括的管道的端部120所形成的开口而被由刀具200和管道100所形成的组件进行操作。因此，所要做的，只是把“簧环”300的端部置于一起以使其与设置在管道100的内表面上的槽110相脱离并使所述刀具连接支撑部220能够从管道100上拆下。因此，安装操作和拆下操作都借助本发明的装置所体现的技术解决方案而得到便利。

应该理解的是，以上对抽吸装置所作的描述和显示都是为了公布而非限定的目的。当然，在不脱离所附的权利要求书所限定的本发明的范围的前提下，可以对上述例子作各种布置、修正和改进。因此，例如，虽然本发明的装置具体适用于涉及微雾化的机械加工操作，但本发明的装置也可用于涉及传统的的排放装置的机械加工操作的场合。

Claims

1.用于机械加工机床所产生的切屑产物的一种抽吸装置(D)，所述机械加工机床至少借助了受到一个刀具支架模块致动的一个刀具(200)，所述装置包括产生一个低压的一个抽吸单元，所述刀具(200)包括一个切削部分(210)和一个标准连接支撑部(220)，其特征在于所述抽吸装置包括一个抽吸管道(100)，该抽吸管道(100)

-以一种浮动的方式并以在所述刀具(200)的周围直到其端部产生一个低压的方式耦合到所述刀具(200)的所述标准连接支撑部(220)，并且

-以一种固定和准确的方式耦合到所述刀具支架模块，从而通过在所述管道(100)与所述刀具(200)之间产生一个游隙，而使所述管道(100)相对于所述刀具(200)得到定位，并使得所述刀具能够相对于所述管道进行转动。

2.根据权利要求1的装置(D)，其特征在于所述管道(100)的后部上包括一个套筒，该套筒与所述刀具(200)的转动轴线同心地被设置在位于标准连接支撑部(220)上。

3.根据权利要求1的装置(D)，其特征在于所述管道(100)的内部设置有一个第一槽(110)，在该第一槽(110)中置有一个弹性环(300)，该弹性环(300)与设置在所述刀具(200)的标准连接支撑部(220)上的一个第二槽(221)相配合。

4.根据权利要求3的装置(D)，其特征在于弹性环(300)以游隙被安装在设置在所述标准连接支撑部(220)上的所述槽(221)上，从而当弹性环(300)被置于管道(100)的槽(110)中且管道(100)与所述装置的一个固定部分相联时，弹性环(300)不与所述刀具的所述连接支撑部(220)相接触。

5.根据权利要求1的装置(D)，其特征在于与刀具(200)形成整体的所述管道(100)借助所述刀具的一个致动模块而与所述刀具(200)相耦合，所述致动模块包括一个用于管道(100)的位置设定的装置和一个用于管道(100)的位置保持的装置(400)，所述致动模块具有使所述管道(100)与所述抽吸单元耦合并保持所述管道(100)的位置从而使所述管道(100)不与所述刀具的转动发生干扰的功能。

6.根据权利要求1的装置(D)，其特征在于，当所述刀具(200)相对于所述刀具支架模块进行与所述刀具被上述刀具支架模块纳入的运动相对应的运动时，与所述刀具(200)形成整体的所述管道(100)被定位在所述刀具支架模块上而没有附加的动作。

7.根据权利要求5的装置(D)，其特征在于所述管道(100)包括一个管道端部(120)，当所述刀具(200)被定位在其致动模块上时，该管道端部(120)与同用于位置设定和位置保持的装置(400)相耦合的另一管道的端部(412)相配合。

8.根据权利要求1的装置(D)，其特征在于接收所述管道的所述刀具支架模块带有一个公共固定适配器，在所述刀具(200)被所述刀具支架模块纳入的期间里所述公共固定适配器与用于所述管道(100)的一个相应的被结合的适配器相对地设置，该固定适配器带有用于与所述抽吸单元相连的管道端部(412)。

9.根据权利要求8的装置(D)，其特征在于所述固定适配包括与一个阻挡突出部(413)耦合的一个定中心棒(411)，当管道(100)在所述刀具支架模块上得到定位时所述棒(411)提供了所述管道(100)在围绕所述刀具(200)的适当位置的位置设定和位置保持，这些部件被耦合在带有一个被结合的适配器的一个被结合的部分上，所述被结合的适配器包括用于接收所述棒(411)的一个定中心保持部(121)和重新俘获突出部(413)的一个引导阻挡辊(122)。

10.根据权利要求1的装置，其特征在于所述管道(100)包括外部缺口(130)，在变换刀具的阶段中，该缺口(130)与所述用于接收和用于抓取刀具(200)的装置相配合，以使管道(100)所包括的管道的端部有正确的取向。