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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Spindelvorrichtung und einen Werkzeughalter
einer Werkzeugmaschine, die Sprühkühlmittel
aus dem Ende eines Werkzeugs versprüht.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Für die Bearbeitung
durch Werkzeugmaschinen wird den Bearbeitungsstellen viel Kühlmittel
zum Kühlen
und Schmieren von Werkstücken
und Werkzeugen oder zum Entfernen von Schneidspänen zugeführt. In diesem Fall gibt es
viele Probleme, wie schädliche
Wirkungen für
Umweltverschmutzung und die menschliche Gesundheit infolge des Kühlmittels,
hohe Kosten, die aus der Ölabfallentsorgung des
Kühlmittels
entstehen, Standzeitverkürzung
eines Werkzeugs, die auf die Unterkühlung des Werkstücks zurückzuführen ist,
und Gleitreibung infolge von zu viel Kühlmittel bei wenigem Schneiden
des Werkzeugs. Außerdem
haftet viel Kühlmittel
an den Schneidspänen
bei der Bearbeitung und somit muss das klebrige Kühlmittel
abgetrennt werden, wenn die Schneidspäne behandelt und recycelt werden.
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In
den letzten Jahren sind zur Lösung
der obigen Probleme Werkzeugmaschinen erschienen, die eine sogenannte
Trockenbearbeitung durchführen,
die spanen, während
Bearbeitungsstellen Sprühnebel
zugeführt
wird. Dabei wird der Sprühnebel
aus einer sehr kleinen Menge Kühlmittel
gebildet.
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Der
Anmelder hat bereits Werkzeugmaschinen für die Trockenbearbeitung ausgeführt, zum
Beispiel ist ihre Spindelvorrichtung wie 5 oder 6.
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Zuerst
wird eine Erläuterung
von 5 folgen. Bezugszeichen 2 ist eine Spindel, 7 ist
eine Zugstange und 11 ist eine Klemmstange. Hier ist die
Zugstange 7 in der Mitte/Achse der Spindel 2 vorgesehen und
die Klemmstange 11 ist auf das Ende der Zugstange 7 geschraubt.
Außerdem
ist ein in der Spindel angeordneter Sprühkühlmittelkanal 102 über beide Mitten/Achsen
der Zugstange 7 und der Klemmstange 11 vorgesehen.
Bezugszeichen 11c ist eine Anschlusskegelachse eines Werkzeughalters 18,
die eng in eine Anschlusskegelaufnahme 5a, die in dem Ende
der Spindel 2 vorgesehen ist, eingesetzt wird, durch einen
Spannzangeneinsatz 12 in Richtung 12 nach hinten
gezogen wird und in Eingriff gelangt. Bezugszeichen 14 ist
eine Zerstäubungsdüse für Kühlmittel, 103 ist
ein in dem Halter angeordneter Sprühkühlmittelkanal, der in der Mitte/Achse
des Werkzeughalters 18 vorgesehen ist. Das vordere Ende des
Kanals 103 öffnet
sich zur Endfläche
des Werkzeugs, das an dem Werkzeughalter 18 befestigt ist, und
das hintere Ende davon öffnet
sich zu einer Grundfläche
einer Aussparung „b”, die in
der Mitte der Anschlusskegelachse 11c vorgesehen ist.
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Als
nächstes
wird eine Erklärung
von 6 folgen. Eine Hülse 25 ist in der
Mitte/Achse der Spindel 2 befestigt, und eine Stahlkugel 26 wird
in einem Durchgangsloch 25a auf einer Umfangswand der Hülse 25 gehalten,
so dass sie in radialer Richtung verschiebbar ist. Die Stahlkugel 26 wird
in eine keilförmige
Ausnehmung 27 in Übereinstimmung
mit der rückwärts gerichteten
Verschiebung der Klemmstange 11, die mit der Zugstange 7 kombiniert
ist, gedrückt,
in eine radial nach außen
gerichtete Richtung der Hülse 25 verschoben
und in ein kreisförmiges Loch
b1, das auf einer Umfangswand der Anschlusskegelachse 18c des
Werkzeughalters 18 vorgesehen ist, eingesetzt, wodurch
die Anschlusskegelachse 18c in Richtung 12 nach
hinten gezogen wird. Folglich gelangt die Anschlusskegelachse 18c in
Eingriff. Das Andere ist das Gleiche wie in 5.
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In 5 oder 6 sprüht Sprühkühlmittel aus
einem Auslass der Zerstäubungsdüse 14 in
der Spindel 2 in den in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanal 102.
Das versprühte
Sprühkühlmittel strömt in die
Aussparung „b” des Werkzeughalters 18 aus
der vorderen Öffnung
der Klemmstange 11 und strömt dann zur Umgebung aus dem
Ende des Werkzeugs durch den in dem Halter angeordneten Sprühkühlmittelkanal 103 und
einen Sprühkühlmittelkanal, der
in der Mitte/Achse des Werkzeugs, das an dem Halter 18 befestigt
ist, vorgesehen ist.
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Bei
dieser Art von Werkzeugmaschine wird, selbst wenn das Werkzeug eine
tiefe Position eines Werkstücks
bearbeitet, seine Bearbeitungsstelle durch das Sprühkühlmittel,
das aus dem Ende des Werkzeugs versprüht wird, effektiv geschmiert.
Entsprechend wird das Bearbeiten rational durchgeführt.
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Allerdings
strömt
bei der obigen herkömmlichen
Werkzeugmaschine das Sprühkühlmittel,
das die Innenseite der Aussparung „b” des Werkzeughalters 18 erreicht
hat, durch eine Öffnung
zwischen den Teilen zur Umgebung aus. Somit wird Kühlmittel
verschwendet.
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Außerdem,
da die Aussparung „b” einen
vergleichsweise großen
Durchmesser verglichen mit ihrem vorderen und hinteren Kanal aufweist,
verflüssigt sich
das Sprühkühlmittel,
das die Aussparung „b” erreicht
hat. Die Verflüssigung
hindert das Kühlmittel daran,
der Bearbeitungsstelle des Werkstücks stabil zugeführt zu werden,
und wirkt sich schädlich
auf eine Rückmeldung
zum Starten oder Stoppen für
das Versprühen
des Sprühkühlmittels
aus dem Ende des Werkzeugs aus.
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Aufgaben
der vorliegenden Erfindung sind, eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine anzugeben,
die die obigen Probleme lösen
kann, und einen Werkzeughalter dafür.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
obigen Aufgaben werden durch einen Werkzeughalter für eine Spindeleinrichtung
nach Anspruch 1 oder 3 gelöst.
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Ein
Verlängerungskanal
ist in dem Zustand ausgebildet, dass sich ein in dem Halter angeordneter
Sprühkühlmittelkanal,
der in der Mitte/Achse eines Werkzeughalters ausgebildet ist, nach
hinten verlängert
erstreckt. Und ein in der Spindel angeordneter Sprühkühlmittelkanal,
der in der Mitte/Achse einer Spindel vorgesehen ist, steht mit dem
in dem Halter angeordneten Sprühkühlmittelkanal
durch den Verlängerungskanal
in Verbindung.
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Entsprechend
sind der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal, der in dem Halter
angeordnete Sprühkühlmittelkanal
und der Verlängerungskanal
kaum unterschiedlich in ihren Durchmessern und stehen eng miteinander
in Verbindung. Daher wird verhindert, dass das Sprühkühlmittel,
das durch diese Kanäle
hindurch tritt, durch große
Unterschiede zwischen deren Durchmessern verflüssigt wird, und es sprüht stabil
aus dem Ende eines Werkzeugs des Werkzeughalters aus. Außerdem wird,
da diese Kanäle
eng miteinander verbunden sind, das Sprühkühlmittel daran gehindert, ohne
Nutzen durch eine Öffnung
zwischen den Teilen in die Umgebung auszuströmen. Weiterhin kann, da der
Verlängerungskanal
an dem Werkzeughalter vorgesehen ist, eine Struktur der herkömmlichen
Spindel spindelseitig verwendet werden, wie sie ist.
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Nach
Aspekt 2 ist der Verlängerungskanal frei
in Längsrichtung
des Werkzeughalters verschiebbar und wird durch eine Feder in Richtung
nach hinten gedrückt.
Darum wird die hintere Endfläche
des Verlängerungskanals
auf die vordere Endfläche
des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals durch die Elastizität der obigen
Feder gedrückt.
Entsprechend kann, selbst wenn sich die Spindel dreht, das vordere
Ende des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals durch die Federkraft
eng in Verbindung mit dem hinteren Ende des Verlängerungskanals gehalten werden.
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In
diesem Fall, wie in Aspekt 3 gezeigt ist, stimmt die vordere Endfläche des
in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals
mit der vorderen Endfläche
einer Klemmstange, die ein Klemmmittel bildet, überein. Somit kann die Struktur
der herkömmlichen
Spindel spindelseitig verwendet werden, wie sie ist.
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Außerdem,
anstelle von Aspekt 2, kann es wie in Aspekt 4 gemacht werden. Das
heißt,
das hintere Ende des Verlängerungskanals
ist derart in das vordere Ende des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals
eingesetzt, dass es hineingehen und hinausgehen kann. Darum kann
der Verlängerungskanal
fest an dem Werkzeughalter vorgesehen sein.
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In
diesem Fall, wie in Aspekt 5 gezeigt ist, ist es wünschenswert,
dass das vordere Ende des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals
die Klemmstange bildet. Entsprechend kann die Struktur der herkömmlichen
Spindel spindelseitig nahezu genauso verwendet werden, wie sie ist.
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Des
Weiteren ist in dem Werkzeughalter, wie in Aspekt 6 gezeigt, der
Verlängerungskanal
in der Mitte/Achse der Grundfläche
einer Aussparung mit vergleichsweise großem Durchmesser vorgesehen, die
an einer Anschlusskegelachse in dem Zustand vorgesehen ist, dass
sich der in dem Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal, der in der Mitte/Achse
eines Halterkörpers
vorgesehen ist, nach hinten verlängert
erstreckt. Entsprechend kann ein herkömmliches Klemmmittel nahezu
genauso verwendet werden, wie es ist.
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In
diesem Fall, wie in Aspekt 7 gezeigt ist, kann der Verlängerungskanal
derart vorgesehen sein, dass er in seiner Längsrichtung hineingehen und
hinausgehen kann, sowie, dass er durch Federkraft nach hinten gedrückt wird.
Entsprechend kann das herkömmliche
Klemmmittel nahezu verwendet werden, wie es ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht in einer Seitenansicht einer Spindelvorrichtung
einer Werkzeugmaschine, die sich auf eine Ausführungsform der Erfindung bezieht.
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2 ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Hauptteils der obigen Spindelvorrichtung.
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3 ist
eine Schnittansicht in einer Seitenansicht einer Modifikation der
Spindelvorrichtung der obigen Ausführungsform.
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4 ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Hauptteils der Spindelvorrichtung, die sich auf die Modifikation
bezieht.
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5 ist
eine Schnittansicht in einer Seitenansicht eines Teils der herkömmlichen
Spindelvorrichtung der Werkzeugmaschine.
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6 ist
eine Schnittansicht in einer Seitenansicht eines Teils der weiteren
Spindelvorrichtung der herkömmlichen
Werkzeugmaschine.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Eine
Erläuterung
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die Figuren folgen.
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In
den Figuren ist 1 ein Spindelhaltegehäuse einer Werkzeugmaschine, 2 ist
eine Spindel, die durch ein Lager 3 drehbar gelagert ist.
Bezugszeichen 4 ist ein Ringelement zum Regulieren jeder
Verschiebung des Lagers 3 und der Spindel 2 in
Längsrichtung „f”, das an
der vorderen Endfläche
des Gehäuses 1 durch
Bolzen befestigt ist.
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Bezugszeichen 5 ist
ein ringförmiges
Halteelement, das in ein gestuftes Loch 2a mit vergleichsweise
großem
Durchmesser an dem Ende der Spindel 2 eingesetzt ist und
an der Spindel 2 durch Bolzen befestigt ist. Das ringförmige Halteelement 5 weist eine
Flanschendfläche
s1 senkrecht zu einer Spindeldrehachse „c” an seiner Vorderseite sowie
eine Anschlusskegelaufnahme 5a in seiner Mitte/Achse auf.
Bezugszeichen 6 ist ein zylindrisches Führungselement, das in ein zentrales
Loch 2b der Spindel 2 eingeführt ist und sein vorderes Ende
in Eingriff mit einer Stufe „k” des zentralen
Lochs 2b hält.
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Klemmmittel
KR sind im Inneren der Spindel 2, nämlich wie folgt verwirklicht,
befestigt.
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Eine
Zugstange 7 ist in ein zentrales Loch des zylindrischen
Führungselements 6 derart
eingesetzt, dass sie in der Längsrichtung „f” verschiebbar ist,
und ein Federsitz 8 ist außen auf der Mitte der Länge der
Zugstange 7 so angeordnet, dass er auf dem vorderen Ende
des zylindrischen Führungselements 6 abgestützt ist.
Eine Tellerfeder 9 befindet sich vor dem Federsitz 8 und
ein Andrückringelement 10 ist
in das zentrale Loch der Spindel 2 derart eingesetzt, dass
die Tellerfeder 9 von vorne bedeckt ist. In diesem Fall
ist in Längsrichtung „f” ein Einschnitt
a1 an dem vorderen Teil des Andrückringelements 10 vorgesehen
und die vordere Endfläche
bildet eine Schräge
s2 und ein äußerer Umfang
wird derart geführt,
dass er frei gleitend in Längsrichtung „f” durch das
zentrale Loch der Spindel 2 verschiebbar ist.
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Eine
Klemmstange 11 ist auf das Ende der Zugstange 7 geschraubt.
Das vordere Ende der Klemmstange 11 bildet ein Ausdehnungsteil 11a und die
vordere und hintere Endfläche
des Ausdehnungsteils 11a bilden Schrägen. Außerdem bildet die hintere Endfläche der
Klemmstange 11 eine Schräge, und ein gestuftes inneres
Loch 11b ist in der Mitte/Achse der Klemmstange 11 vorgesehen.
Ein Spannzangeneinsatz 12 ist um die Klemmstange 11 angeordnet. Der
Spannzangeneinsatz 12 ist zylindrisch und nicht dargestellte
Längsschlitze
sind an seinem vorderen Teil in geeigneten Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen.
Außerdem
ist der vordere Teil des Spannzangeneinsatzes 12 elastisch
in einer radialen Richtung deformierbar und sein hinteres Ende bildet ein
Ausdehnungsteil. Das vordere und hintere Ende des Ausdehnungsteils
bilden Schrägen
und ein Schlitz a2 ist an dem hinteren Ende vorgesehen. Eine Grundfläche des
Schlitzes a2 bildet eine Schräge zum
Kontaktieren der obigen Schräge
s2.
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In
der Mitte/Achse des obigen Klemmmittels KR sind ein Gas-Flüssigkeits-Kanal 100,
ein Zerstäubungsmittel 101 und
ein in der Spindel angeordneter Sprühkühlmittelkanal 102 vorgesehen.
Der Gas-Flüssigkeits-Kanal 100 weist
ein inneres Rohr 13 auf, das konzentrisch zu einem gestuften
Innenloch, das in der Mitte/Achse der Zugstange 7 vorgesehen
ist, angeordnet ist. Das Innere des inneren Rohrs 13 bildet
einen Kühlmittelkanal 100a,
und eine Öffnung
zwischen einem inneren Loch der Zugstange 7 und dem inneren
Rohr 13 bildet einen Druckluftkanal 100b. Das
Zerstäubungsmittel 101 weist
eine Zerstäubungsdüse 14 und
ein Druckluftzu fuhrventil 15 auf. Die Zerstäubungsdüse 14 mischt
und verrührt Kühlmittel
und Druckluft, die von Außen
der Spindel 2 durch den Gas-Flüssigkeits-Kanal 100 zugeführt werden,
und erzeugt Sprühkühlmittel.
Wenn der Druck des Sprühkühlmittels,
das in den in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanal 102 eingesprüht wird,
vor der Düse 14 fällt, verschiebt
sich das Druckluftzufuhrventil 15 ein wenig nach vorne
und bläst
die Druckluft in dem Druckluftkanal 100b direkt in das Sprühkühlmittel.
Hier bildet der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal 102 ein
inneres Loch des Druckluftzufuhrventils 15.
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In
diesem Fall weist das Druckluftzufuhrventil 15 einen Bereich
großen
Durchmessers und einen Bereich kleinen Durchmessers auf. Der Bereich
kleinen Durchmessers ist frei gleitbar in ein zentrales Loch einer
Verbindungsschraube 16, die in das innere Loch der Klemmstange 11 geschraubt
ist, eingeführt.
Das Druckluftzufuhrventil 15 wird durch die Elastizität einer
Feder 17, die an der hinteren Fläche der Verbindungsschraube 16 abgestützt ist,
in Richtung f2 nach hinten gedrückt
und schließt
eine Verbindungsstelle für
den Druckluftkanal 100b. Außerdem weist die Verbindungsschraube 16 kleine
Durchgangslöcher
um das zentrale Loch herum auf und entlässt entwichenes Kühlmittel
und Druckluft an einer geeigneten Stelle durch die kleinen Durchgangslöcher.
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Bezugszeichen 18 ist
ein Werkzeughalter, der in die Anschlusskegelaufnahme 5a des
ringförmigen
Halteelements 5 eingesetzt ist und der durch das Klemmmittel
KR gegriffen wird.
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Der
Werkzeughalter 18 weist einen Halterkörper 18a, einen Haltergriff 18b und
eine Anschlusskegelachse 18c auf. Wird ein Werkzeug 19 an
dem Ende des Halterkörpers 18a befestigt,
wird der Haltergriff 18b durch eine nicht dargestellte
automatische Werkzeugwechselvorrichtung gegriffen und die Anschlusskegelachse 18c wird
in die Anschlusskegelaufnahme 5a des ringförmigen Halteelements 5 eingesetzt.
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Der
Halterkörper 18a weist
ein inneres Loch in der Mitte/Achse auf und das Werkzeug 19 ist
dort hinein eingeführt.
Das Werkzeug 19 ist durch eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung 20 verschraubt, die
an dem Ende des Halterkörpers 18a zur
Befestigung montiert ist. Zwei Sprühkühlmittelkanäle 19a sind in der
Mitte/Achse des Werkzeugs 19 vorgesehen. Das innere Loch
des Werkzeughalters 18 bildet ein Innengewinde und ein
Werkzeuganschlag 21 zum Abstützen des hinteren Endes des
Werkzeugs 19 ist dort hineingeschraubt.
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Die
Anschlusskegelachse 18c weist eine konische Außenfläche s3 und
eine Kontaktfläche
s4 senkrecht zu deren Mittellinie (die mit einer Spindeldrehachse „c” übereinstimmt)
auf. Außerdem
ist eine Aussparung „b” mit einem
vergleichsweise großen Durchmesser
in der Mitte/Achse der Anschlusskegelachse 18c vorgesehen,
und eine Mehrzahl kreisförmiger
Löcher
b1 ist in deren Umfangswand vorgesehen. In diesem Fall werden die
Außenfläche s3 und die
Kontaktfläche
s4 gleichzeitig an die Anschlusskegelaufnahme 5a und die
Flanschendfläche
s1 zur integralen Verbindung mit der Spindel 2 gedrückt. Eine Schräge ist auf
der Innenfläche
der Aussparung „b” zum Eingriff
mit dem vorderen Ende des Spannzangeneinsatzes 12 vorgesehen.
Außerdem
ist eine Einkerbung „d” an dem
hinteren Ende der Umfangswand der Aussparung „b” vorgesehen.
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Ein
in dem Halter angeordneter Sprühkühlmittelkanal 103 ist
in der Mitte/Achse des Halterkörpers 18a sowie
vor einer Grundfläche
s5 der Aussparung „b” vorgesehen.
Genauer ist ein zentrales Loch in dem Haltergriff 18b vorgesehen,
ein Verbindungsrohr 22 ist dort eingesetzt und das Ende
des Verbindungsrohrs 22 ist eng in ein zentrales Loch des
Anschlags 21 eingesetzt. Hier bilden der vordere Teil des
inneren Lochs des Verbindungsrohrs 22 und das zentrale
Loch des Anschlags 21 den in dem Halter angeordneten Sprühkühlmittelkanal 103.
In diesem Fall ist das Ende des Verbindungsrohrs 22 in
Längsrichtung
des Anschlags 21 relativ verschiebbar, wodurch die vordere
und hintere Position des Werkzeugs 19 eingestellt wird.
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Außerdem ist
ein Verlängerungskanal 104 auf
der Grundfläche
der Aussparung „b” zum Verlängern des
in dem Halter angeordneten Sprühkühlmittelkanals 103 in
Richtung nach hinten vorgesehen. Genauer ist ein Mundstückelement 23 außen auf
den hinteren Teil des Verbindungsrohrs 22, das in Richtung
f2 nach hinten von der Grundfläche
der Aussparung „b” vorsteht,
aufgesetzt, und der vordere Kragen des Mundstückelements 23 ist
an der Grundfläche der
Aussparung „b” durch
eine Schraube 24 befestigt. In diesem Fall bilden der hintere
Teil des Verbindungsrohrs 22 und die Innenseite des Mundstückelements 23 den
Verlängerungskanal 104.
Wenn der Werkzeughalter 18 an der Spindel 2 befestigt
ist, ist das Ende des Mundstückelements 23 nahezu
eng innen in das innere Loch 11b der Klemmstange 11 eingeführt, während es
nahezu eng außen
auf das vordere Ende des Teils kleinen Durchmessers des Druckluftzufuhrventils 15 aufgesetzt
ist.
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In
der obigen Spindelvorrichtung wird, wenn der Werkzeughalter 18 auf
der Seite der Spindel 2 befestigt oder entfernt wird, zuerst
die Zugstange 7 in Richtung f1 nach vorne verschoben.
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Folglich
wird die Klemmstange 11 in Richtung f1 nach vorne verschoben,
wodurch die Vorderseite des Spannzangeneinsatzes 12 aus
dem verbundenen Zustand freigegeben wird. Dabei reduziert sich der
vordere Durchmesser des Spannzangeneinsatzes 12 durch seine
Elastizität.
Darum wird der Eingriff zwischen dem Spannzangeneinsatz 12 und
der Schräge
an dem inneren Umfang der Aussparung „b” gelöst, und außerdem wird auch der Werkzeughalter 18 aus
dem Griff durch das Klemmmittel KR freigegeben. Darum kann der Werkzeughalter 18 herausgezogen
werden.
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In
diesem Zustand zieht die nicht dargestellte automatische Werkzeugwechselvorrichtung
den Werkzeughalter 18 in Richtung f1 nach vorne und setzt
dann passend eine Anschlusskegelachse 18c eines neuen Werkzeughalters 18 in
die Anschlusskegelaufnahme 5a des ringförmigen Halteelements 5 von
vorne ein.
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Danach
wird die Zugstange 7 nach hinten verschoben. Hierbei greift
der Ausdehnungsteil 11a der Klemmstange 11 in
den vorderen Teil des Spannzangeneinsatzes 12 ein und vergrößert deren
Durchmesser. Darum kommt der vordere Teil des Spannzangeneinsatzes 12 in
Eingriff mit der Schräge
des inneren Umfangs der Aussparung „b”. Außerdem werden der Spannzangeneinsatz 12 und
die Anschlusskegelachse 18c in Richtung 12 nach
hinten gegen die Elastizität
der Tellerfeder 9 verschoben. Darum wird die konische Außenfläche s3 der
Anschlusskegelachse 18c an die Anschlusskegelaufnahme 5a gedrückt und
die Kontaktfläche
s4 wird an die Flanschendfläche
s1 gedrückt.
Dabei wird der Werkzeughalter 18 durch das Klemmmittel
KR gegriffen.
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Während sich
die Spindel in dem Zustand, bei dem der Werkzeughalter 18 gegriffen
ist, dreht, werden, wenn das Sprühkühlmittel
aus dem Ende des Werkzeugs 19 gesprüht wird, die Druckluft und das
Kühlmittel
entsprechend von außerhalb
der Spindel 2 in den Gas-Flüssigkeits-Kanal 100 in der Spindel 2 zugeführt. Danach
wird jeder Teil wie folgt betrieben.
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Der
Gas-Flüssigkeits-Kanal 100 führt das Kühlmittel
und die Druckluft der Zerstäubungsdüse 14 zu.
Die Zerstäubungsdüse 14 sprüht diese
derart in den in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanal 102 des
inneren Lochs des Druckluftzufuhrventils 15, dass sie vermischt
und verrührt
werden, und erzeugt das Sprühkühlmittel.
Der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal 102 leitet
das Sprühkühlmittel
in den Verlängerungskanal 104 durch
das Mundstückelement 23.
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Als
nächstes
leitet der in dem Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal 103,
der den vorderen Teil des Verbindungsrohrs 22 und das zentrale
Loch des Anschlags 21 aufweist, das Sprühkühlmittel, das in den Verlängerungskanal 104 geleitet
wurde, in den Sprühkühlmittelkanal 19a in
dem Werkzeug 19. Folglich sprüht das Sprühkühlmittel aus dem Ende des Werkzeugs 19.
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In
diesem Fall, da der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal
nahezu eng mit dem Verlängerungskanal 104 in
Verbindung steht, wird das Sprühkühlmittel
daran gehindert, in großer
Menge in die Aussparung „b” außerhalb
des Verlängerungskanals 104 auszuströmen. Daher
wird das Sprühkühlmittel
daran gehindert, ohne Nutzen aus Öffnungen zwischen den Teilen
verstreut zu werden. Außerdem,
da der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal 102,
der Verlängerungskanal 104 und der
in dem Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal 103 sich
kaum in ihren Durchmessern in der Längsrichtung unterscheiden,
wird das Sprühkühlmittel
daran gehindert, sich infolge großer Erweiterung und Verengung
des Kanals zu verflüssigen.
Somit sprüht das
Sprühkühlmittel
stabil aus dem Ende des Werkzeugs 19.
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In
der obigen Ausführungsform
kann ein anderer in der Spindel angeordneter Sprühkühlmittelkanal, der ein einziges
kreisförmiges
Loch bildet, anstelle des Gas-Flüssigkeits-Kanals 100 und
des Zerstäubungsmittels 101 vorgesehen
sein, und das Sprühkühlmittel,
das vorher außerhalb
der Spindel 2 erzeugt wird, kann in den obigen, in der
Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanal 102 durch
den anderen, in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanal zugeführt werden.
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Als
nächstes
folgt eine Erläuterung
einer Modifikation der obigen Ausführungsform. 3 ist
eine Seitenansicht, die die Modifikation zeigt, und 4 ist
eine vergrößerte Seitenansicht
des Hauptteils der Spindelvorrichtung, die sich auf die Modifikation
bezieht. In diesen Figuren sind im Wesentlichen gleiche Teile der
obigen Ausführungsform
mit denselben Zeichen bezeichnet und ihre Erläuterungen sind vereinfacht.
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Bezugszeichen 25 ist
eine zylindrische Hülse,
auf deren vorderer Umfangswand ein kreisförmiges Loch 25a vorgesehen
ist und die mit der hinteren Endfläche des ringförmigen Halteelements 5 verbolzt ist.
Hier ist eine Stahlkugel 26 in das kreisrunde Loch 25a derart
eingesetzt, dass sie nicht in ein inneres Loch der Hülse 25 fällt und,
dass sie in radialer Richtung frei verschiebbar ist.
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Die
Klemmstange 11 wird durch das innere Loch der Hülse 25 derart
geführt,
dass sie in Längsrichtung
frei gleitend verschiebbar ist. Eine keilförmige Aussparung 27 ist
auf dem vorderen äußeren Umfang
der Klemmstange 11 vorgesehen und ermöglicht es der Stahlkugel 26,
in einer nach innen gerichteten radialen Richtung verschoben zu
werden, wenn die Klemmstange 11 in Richtung f1 nach vorne
verschoben wird, und sie ermöglicht
es umgekehrt der Stahlkugel 26, in einer nach außen gerichteten
radialen Richtung verschoben zu werden, wenn die Klemmstange 11 in
Richtung f2 nach hinten verschoben wird. In diesem Fall ist das
hintere Ende der Klemmstange 11 in einem Verschraubungseinsatzstück 28,
das auf das Ende der Zugstange 7 geschraubt ist, angeordnet.
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Das
Bezugszeichen 29 ist ein Federsitz, der mit der Stufe des
inneren Lochs der Spindel 2 in Eingriff ist. Das Bezugszeichen 30 ist
eine Tellerfeder, die durch den Federsitz 29 abgestützt ist
und die Zugstange 7 in Richtung f2 nach hinten drückt.
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In
der obigen Struktur um die Spindel weist der in der der Spindel
angeordnete Sprühkühlmittelkanal 102 das
innere Loch an dem Ende der Zugstange 7 und das innere
Loch auf der Klemmstange 11 zusätzlich zu dem inneren Loch
des Druckluftzufuhrventils 15 auf.
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Auf
der anderen Seite ist ein vergleichsweise tiefes inneres Loch „e” in der
Mitte/Achse des Halterkörpers 18a derart
vorgesehen, dass es die Grundfläche
der Aussparung „b” der Anschlusskegelachse 18c öffnet. In
diesem Fall ist ein Kanalelement 31 in das innere Loch „e” eingesetzt
und durch dessen Stufe c1 abgestützt.
Das hintere Ende des Verbindungsrohrs 22 ist eng in das
zentrale innere Loch des Kanalelements 31 eingeführt, und
ein Mundstückelement 32 ist
außen
auf den hinteren äußeren Umfang derart
aufgesetzt, dass es frei gleitend in der Längsrichtung verschiebbar ist.
Außerdem
ist eine Druckfeder 33 außen zwischen den vorderen Kragen
des Kanalelements 31 und das Mundstückelement 32 gesetzt.
Bezugszeichen 34 ist ein Eingriffsringelement, das an dem
inneren Loch „e” befestigt
ist und das Mundstückelement 32 daran
hindert, herausgezogen zu werden. Der hintere Umfang des kreisförmigen Lochs
b1, das auf der Umfangswand der Aussparung „b” vorgesehen ist, bildet eine
Schräge
zum Eingriff mit der Stahlkugel 26. Bei dieser Gestaltung
weist der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal 103 das
Kanalelement 32, das Verbindungsrohr 22 und das
innere Loch des Werkzeuganschlags 21 auf.
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Bei
der obigen Modifikation, wenn der Werkzeughalter 18 an
der Spindel 2 befestigt oder von der Spindel 2 entfernt
wird, wird die Zugstange 7 in der Längsrichtung „f” verschoben,
ebenso wie in der obigen Ausführungsform.
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Wenn
die Zugstange 7 in Richtung f1 nach vorne verschoben wird,
wird die Klemmstange 11 in Richtung f1 nach vorne verschoben,
und die keilförmige
Aussparung 27 ermöglicht
der Stahlkugel 26 eine Verschiebung in der nach innen gerichteten
radialen Richtung der Hülse 25.
Darum wird der Werkzeughalter 18 aus der Spindel 2 herausgezogen
und die Anschlusskegelachse 18c wird in die Anschlusskegelaufnahme 5a eingesetzt.
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Umgekehrt,
wenn die Zugstange 7 in Richtung f2 nach hinten verschoben
wird, wird die Klemmstange 11 in Richtung 12 nach
hinten verschoben, und die keilförmige
Aussparung 27 verschiebt die Stahlkugel 26 zwangsweise
in der nach außen
gerichteten radialen Richtung der Hülse 25 zum Drücken an
die Schräge
des hinteren Umfangs des kreisförmigen
Lochs b1. Darum wird die Anschlusskegelachse 18c in Richtung 12 nach
hinten gezogen und die konische Außenfläche s3 und die Kontaktfläche s4 werden
an die Anschlusskegelaufnahme 5a und an die Flanschendfläche s1 gedrückt. Hier
wird der Werkzeughalter 18 von dem Klemmmittel KR gegriffen.
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In
diesem Zustand wird das Mundstückelement 32 in
Richtung f1 nach vorne auf dem Kanalelement 32 gegen die
Elastizität
der Druckfeder 33 in dem Zustand, in dem das hintere Ende
desselben an die vordere Endfläche
der Klemmstange 11 gedrückt ist,
verschoben. Danach wird das Mundstückelement 32 gegen
das vordere Ende der Klemmstange 11 durch die Elastizität der Druckfeder 33 gedrückt. Darum
werden der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal 102,
der Verlängerungskanal 104 und der
in dem Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal 103 in Übereinstimmung
mit der obigen Ausführungsform
betrieben.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung weist die folgenden Wirkungen auf.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung unterscheiden sich der in der Spindel angeordnete Sprühkühlmittelkanal,
der in dem Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal und der Verlängerungskanal kaum
in ihren Durchmessern in Längsrichtung.
Außerdem,
da sie eng miteinander in Verbindung stehen, wird das Sprühkühlmittel,
das durch diese Kanäle
hindurch tritt, daran gehindert, sich infolge großer Unterschiede
in ihren Durchmessern zu verflüssigen. Darum
sprüht
das Sprühkühlmittel
stabil aus dem Ende des Werkzeugs des Werkzeughalters aus. Hierbei
wird das Sprühkühlmittel
daran gehindert, durch Öffnungen
zwischen den Teilen in die Umgebung auszuströmen, wodurch effektiv eine
Verschwendung desselben verhindert wird. Des Weiteren kann, da der
Verlängerungskanal
an dem Werkzeughalter vorgesehen ist, die Struktur der herkömmlichen
Spindel spindelseitig verwendet werden, wie sie ist.
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Gemäß Aspekt
2 kann das vordere Ende des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals sicher
die Verbindung zu dem Verlängerungskanal durch
die Elastizität
der Feder sogar während
der Spindeldrehung halten.
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Gemäß Aspekt
3 kann die Struktur der herkömmlichen
Spindel spindelseitig verwendet werden, wie sie ist.
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Gemäß Aspekt
4 ist der Verlängerungskanal fest
an dem Werkzeughalter vorgesehen.
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Gemäß Aspekt
5 kann die Struktur der herkömmlichen
Spindel spindelseitig nahezu verwendet werden, wie sie ist.
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Gemäß Aspekt
6 kann das herkömmliche Klemmmittel
nahezu verwendet werden, wie es ist.
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Gemäß Aspekt
7, da eine relative Länge
zwischen dem Verlängerungskanal
und dem Klemmmittel nicht strikt gefordert wird, kann das herkömmliche Klemmmittel
verwendet werden, wie es ist.
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Aspekte der Offenbarung:
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- 1. Eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine
mit:
einer Spindel (2); und
einem Werkzeughalter
(18), der an einem Ende der Spindel mechanisch abnehmbar
durch ein Klemmmittel (KR) befestigt ist,
bei der ein Verlängerungskanal
(104) in einem Zustand vorgesehen ist, dass ein in dem
Halter angeordneter Sprühkühlmittelkanal
(103), der in einer Mitte/Achse des Werkzeughalters (18)
vorgesehen ist, in Richtung nach hinten verlängert ist;
bei der ein
in der Spindel angeordneter Sprühkühlmittelkanal
(103), der in einer Mitte/Achse der Spindel (2)
vorgesehen ist, zur Verbindung mit dem in dem Halter angeordneten
Sprühkühlmittelkanal
(103) durch den Verlängerungskanal
(104) ausgebildet ist.
- 2. Eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine nach Aspekt
1,
bei der der Verlängerungskanal
(104) frei in Längsrichtung
des Werkzeughalters (18) verschiebbar ist und durch eine
Feder (33) in Richtung nach hinten gedrückt wird; und
bei der
eine hintere Endfläche
des Verlängerungskanals
(104) an eine vordere Endfläche des in der Spindel angeordneten
Sprühkühlmittelkanals (102)
durch die Feder (33) gedrückt wird.
- 3. Eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine nach Aspekt
2, bei der die vordere Endfläche
des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals (102)
eine vordere Endfläche
einer Klemmstange (11), die das Klemmmittel (KR) bildet,
ausbildet.
- 4. Eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine nach Aspekt
1, bei der das hintere Ende des Verlängerungskanals (104)
in das vordere Ende des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals
(102) derart eingesetzt ist, dass es hineingeht und herausgeht.
- 5. Eine Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine nach Aspekt
4, bei der die vordere Endfläche
des in der Spindel angeordneten Sprühkühlmittelkanals (102)
die vordere Endfläche
der Klemmstange (11), die das Klemmmittel (KR) bildet,
ausbildet.
- 6. Ein Werkzeughalter der Spindelvorrichtung der Werkzeugmaschine
nach Aspekt 1, bei dem der Verlängerungskanal
(104) in einer Mitte/Achse einer Grundfläche einer
Aussparung (b) mit vergleichsweise großem Durchmesser, die an einer Anschlusskegelachse
(18c) in einem Zustand vorgesehen ist, in dem der in dem
Halter angeordnete Sprühkühlmittelkanal
(103), der in einer Mitte/Achse eines Halterkörpers (18a)
vorgesehen ist, nach hinten verlängert
ist.
- 7. Ein Werkzeughalter der Spindelvorrichtung der Werkzeugmaschine
nach Aspekt 6, bei dem der Verlängerungskanal
(104) frei in der Längsrichtung
hineingeht und herausgeht und durch Federkraft nach hinten gedrückt wird.