DE60116880T2

DE60116880T2 - Spindelvorrichtung für werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE60116880T2
Application number: DE60116880T
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Fukuyama-shi Sugata; Tadashi Onomichi-shi Makiyama
Original assignee: Horkos Corp
Current assignee: Horkos Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: WO2002018097A1; ATE316444T1; KR100482976B1; ES2252267T3; KR20030037269A; EP1316387A4; JP3353149B2; CN1212218C; US20030170087A1; DE60116880D1; EP1316387A1; JP2002066872A; EP1316387B1; CN1455716A; TW544360B; US7048481B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche atomisiertes Schneidfluid aus dem vorderen Ende eines Schneidwerkzeugs ausgibt.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine wird viel Schneidfluid an einen Bearbeitungspunkt zugeführt, um ein Werkstück oder ein Schneidwerkzeug zu kühlen und zu schmieren oder um Schneidspäne zu entfernen. In diesem Fall treten viele Probleme auf, wie z.B. eine Umweltverschmutzung aufgrund des Schneidfluids, eine schlechte Einwirkung auf die menschliche Gesundheit, hohe Kosten zur Entsorgung von Altöl des Schneidfluids, eine Verkürzung der Späne des Schneidwerkzeugs durch Superkühlung des Werkstücks und Gleitabnutzung des Schneidwerkzeugs aufgrund übermäßiger Schneidflüssigkeit während der Feinbearbeitung. Da viel Schneidfluid an den Schneidspänen während der Bearbeitung haftet, muss zusätzlich das haftende Schneidfluid von den Schneidspänen bei der Behandlung oder beim Recycling entfernt werden.
Um diese Probleme zu beheben, ist vor kurzem eine Werkzeugmaschine in Erscheinung getreten, die eine so genannte Trockenbearbeitung durchführt. Die Trockenbearbeitung liegt dann vor, wenn ein Schneidvorgang durchgeführt wird und dabei eine sehr kleine Menge von atomisierten Schneidfluid an den Bearbeitungspunkt zugeführt wird.
Die Anmelderin hat bereits eine Werkzeugmaschine zum Durchführen der Trockenbearbeitung in die Praxis umgesetzt. Gemäß der Darstellung in 11 wird als eine Spindeleinrichtung der Werkzeugmaschine das angesehen, was gebildet wird durch einen Werkzeughalter 4, auf dem ein Schneidwerkzeug 13 befestigt ist, der an einer Spindel 1 durch einen konischen Schaftteil 5b befestigt ist.
In diesem Fall ist ein gerader, halterseitiger Durchlass e2 für atomisiertes Schneidfluid, der einen Durchlassabschnitt mit einer einzigen Gestalt aufweist, am Werkzeughalter 4 vorgesehen. Der Durchlass e2 für das Schneidfluid enthält ein zentrales Loch „d" eines Zugbolzens 6, ein inneres Loch „f" eines im Halterinneren liegenden Verbindungsrohrs 8 und einen innenliegenden Durchlass „g" des Schneidwerkzeugs, der in der Dicke des Schneidwerkzeugs 13 vorgesehen ist. Außerdem ist ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Spindelseite, der ein inneres Loch eines inneren Rohrs 3 enthält, an der Spindel 1 vorgesehen. Dabei ist das innere Rohr 3 an einem Rotationszentrum der Spindel 1 vorgesehen und weist einen Durchlassquerschnitt mit einer einzigen Gestalt auf.
Während der Bearbeitung mit dem Schneidwerkzeug wird atomisiertes Schneidfluid, das durch eine Erzeugungseinrichtung für atomisiertes Schneidfluid erzeugt wird, die in der Nähe der Spindel 1 vorgesehen ist, der Basis des Durchlasses e1 für das Schneidfluid zugeführt. Dann passiert das atomisierte Schneidfluid durch den Durchlass e1 für das Schneidfluid, wonach es von der Spitze des Werkzeughalters 13 durch den Durchlass e2 für das Schneidfluid ausgeworfen wird.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Werkzeugmaschine strömt das atomisierte Schneidfluid im Inneren der Durchlässe e1, e2 für Schneidfluid, die jeweils einen einfach geformten Durchlassquerschnitt haben, in Richtung auf die Spitze des Schneidwerkzeugs 13. Daher ist, wie es in 10A gezeigt ist, der Geschwindigkeitsvektor „i" des strömenden atomisierten Schneidfluids, welcher die Geschwindigkeit eines Mikroelements davon in jeder Position im Querschnitt des Durchlasses ausdrückt, maximal im Zentrum des Durchlasses und wird aufgrund der Viskosität oder Reibung mit einer Wand des Durchlasses klein in Richtung auf eine Umfangswand des Durchlasses, wobei eine Parabel „m" gezeichnet wird. Die Geschwindigkeit des atomisierten Schneidfluids an der Oberfläche der Umfangswand des Durchlasses wird theoretisch zu Null.
Dabei ist eine wichtige Sache, dass die Geschwindigkeit des atomisierten Schneidfluids in einer verhältnismäßig dicken Schicht in der Nähe der Umfangsoberfläche des Durchlasses ziemlich klein im Vergleich zu derjenigen im Zentrum des Durchlasses ist. Daher wird das atomisierte Schneidfluid verflüssigt, wobei es leicht auf der Oberfläche der Umfangswand verbleibt, was eine stabile Zufuhr des atomisierten Schneidfluids verhindert, eine Verschwendung davon hervorruft und außerdem das Antwortverhalten beim Schalten zwischen Zufuhr- oder Anhalteanweisung davon verringert.
Die japanische offen gelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-158285 offenbart den nächstkommenden Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem Schneidwerkzeug, das eine Düse aufweist, die innerhalb des Schneidwerkzeugs angebracht ist, um einen Ölnebel aus verflüssigtem Öl, das entlang der Umfangswand eines Schneidfluiddurchlasses angebracht ist, wieder zu erzeugen. Die Düse weist zwei Ausgangsöffnungen auf, die einen Filter berühren und mit zwei Durchlässen in einem äußeren Gehäuse ausgerichtet sind.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung trachtet danach, eine Spindeleinrichtung für eine Werkzeugmaschine vorzusehen, die mit den oben erwähnten Problemen umgehen kann.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung von Anspruch 1 gelöst.
Gemäß dieser Erfindung wird die Strömung von atomisiertem Schneidfluid auf einer Eingangsseite für ein Schneidfluid der Geradrichteinheit temporär und teilweise unterbrochen. Dann wird das atomisierte Schneidfluid geteilt und strömt in jeden der Durchlässe mit kleinem Durchmesser, wobei es eine Ausgangsseite für das Schneidfluid der Geradrichteinheit erreicht. Die Strömungszustände des atomisierten Schneidfluids in jedem der Durchlässe mit kleinem Durchmesser sind nahezu gleich, unabhängig von Unterschieden in den Querschnittspositionen der Geradrichteinheit. Als eine Folge wird die Strömungsrate des atomisierten Schneidfluids des gesamten Querschnitts in dem Durchlass für atomisiertes Schneidfluid auf der Ausgangsseite für das Schneidfluid der Geradrichteinheit vergleichmäßigt. Insbesondere ist die Strömungsrate des atomisierten Schneidfluids in der Nähe der Umfangswand des Durchlasses für atomisiertes Schneidfluid groß stromabwärts von der Geradrichteinheit, eher als stromaufwärts davon. Eine solche Strömung trägt zum Stabilisieren des Auswerfens des atomisierten Schneidfluids von dem vorderen Ende des Schneidwerkzeugs bei und verbessert das Antwortverhalten bei einem Beginn des Auswerfens oder bei einer Anhalteanweisung.
Zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche die erste Ausführungsform der Erfindung betrifft. 1A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, 1B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen wichtigen Teil der Spindeleinrichtung zeigt, und 1C zeigt ein Bauteil einer Geradrichteinheit der Spindeleinrichtung.
2 veranschaulicht eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche die zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft. 2A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 2B ist eine vergrößerte Teilansicht.
3 veranschaulicht eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche die dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft. 3A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht und 3B ist eine vergrößerte Teilansicht.
4 veranschaulicht eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche die vierte Ausführungsform der Erfindung betrifft. 4A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 4B ist eine vergrößerte Teilansicht.
5 veranschaulicht ein modifiziertes Beispiel der vierten Ausführungsform. 5A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 5B ist eine vergrößerte Teilansicht.
6 veranschaulicht ein anderes modifiziertes Beispiel der vierten Ausführungsform. 6A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 6B ist eine vergrößerte Teilansicht.
7 veranschaulicht eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine, welche die fünfte Ausführungsform der Erfindung betrifft. 7A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 7B ist eine vergrößerte Teilansicht.
8 veranschaulicht ein modifiziertes Beispiel der fünften Ausführungsform. 8A ist eine Querschnittsansicht aus einer Seitensicht, und 8B ist eine vergrößerte Teilansicht.
9 veranschaulicht ein anderes modifiziertes Beispiel der fünften Ausführungsform. 9A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 9B ist eine vergrößerte Teilansicht.
10 ist eine erklärende Ansicht, welche einen Vergleich eines Strömungszustands von einem atomisierten Schneidfluid in einer Geradrichteinheit jeder Ausführungsform und derjenigen ohne eine Geradrichteinheit zeigt. 10A ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 10A1 ist eine Seitenansicht an einem zentralen Ort. 10B ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, und 10B1 ist eine Seitenansicht an einem zentralen Ort. 10C ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht.
11 ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht einer Spindeleinrichtung von herkömmlichen Beispielen.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Zunächst wird die erste Ausführungsform der Erfindung erklärt.
In 1 ist Referenzziffer 1 eine Stabspindel, die an einem Spindelstützrahmen 2 einer Werkzeugmaschine durch nicht dargestellte Lager gelagert ist, so dass sie frei um das Zentrum der Spindel 1 rotiert. Die Spindel 1 weist ein zentrales Loch 1a auf, dessen Spitze in ein konisches Loch „a" übergeht. Ein inneres Rohr 3 ist im Zentrum des zentralen Lochs 1a einstückig mit der Spindel 1 befestigt.
Referenzziffer 4 ist ein Werkzeughalter, der durch eine Werkzeugwechseleinrichtung angebracht und gelöst wird. Hier formt die Mitte eines Halterkörpers 5 einen Flanschteil 5a, ein Bereich hinter dem Flansch 5a geht in einen Schaftteil 5b über, und ein Bereich an der Vorderseite davon in einen runden stabförmigen vorderen Überhangteil 5c. Außerdem weist der Halterkörper 5 ein inneres Loch „b" im Zentrum auf. Ein Zugbolzen 6 schraubt sich auf das hintere Ende des inneren Lochs „b". Eine weibliche Schraube b1 ist an dem verhältnismäßig langen Bereich des vorderen Teils davon geformt. Der ganz vorne liegende Teil davon geht in ein konisches Loch b2 über. Dabei ist eine Justierschraube 7, die ein männliches Gewinde auf der Umfangsoberfläche aufweist, in das weibliche Gewinde b1 geschraubt.
Die Justierschraube 7 weist ein inneres Loch „c" auf, dessen rückwärtiges Ende mit einem zentralen Loch „d" des Zugbolzens 6 über ein im Inneren des Halters liegendes Verbindungsrohr 8 verbunden ist.
Eine Spannhülsenbefestigung 9 ist am vorderen Ende des Überhangteils 5c vorgesehen. Die Befestigung 9 enthält eine Spannhülse 10, die in das konische Loch b2 des Halterkörpers 5 eingeführt ist, eine Befestigungsmutter 11, die auf das vordere Ende des Überhangteils 5c geschraubt ist, und ringförmige Verbindungselemente 12 und 12 zum Verbinden der Mutter 11 mit der Spannhülse 10 relativ bewegbar in einer Umfangsrichtung der Spannhülse 10. Ein Schneidwerkzeug 13 ist in das zentrale Loch der Spannhülse 10 eingesetzt. Das Schneidwerkzeug 13 ist gelagert, wobei ein Versatz nach hinten verhindert wird, indem das hintere Ende des Schneidwerkzeugs 13 in den vorderen Teil des inneren Lochs „c" der Justierschraube 7 eingesetzt ist. Außerdem ist der Körper des Schneidwerkzeugs 13 fest am Zentrum des Halterkörpers 5 durch die Befestigung 9 befestigt.
Der Werkzeughalter 4 wird fest auf der Spindel 1 montiert, indem der konische Schaftteil 5b in das konische Loch „a" eng anliegend eingesetzt wird sowie der Zugbolzen 6 mit einem nicht dargestellten Klemmmechanismus, der an dem zentralen Loch 1a vorgesehen ist, nach hinten gezogen wird.
In diesem Zustand berührt das vordere Ende des inneren Rohrs 3 eng anliegend die hintere Endoberfläche des Zugbolzens 6.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion dient ein inneres Loch des inneren Rohrs 3 als ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Spindelseite. Außerdem dienen das zentrale Loch „d" des Zugbolzens 6, ein inneres Loch „f" des Verbindungsrohrs 8, das innere Loch „c" der Justierschraube 7 und ein innenliegender Durchlass „g" des Schneidwerkzeugs, der in der Dicke des Schneidwerkzeugs 13 geformt ist, als ein Durchlass e2 der Halterseite für atomisiertes Schneidfluid.
Eine Geradrichteinheit 14 ist zwischen dem vorderen Ende des Verbindungsrohrs 8 und dem hinteren Ende des Schneidwerkzeugs 13 in dem inneren Loch „c" der Justierschraube 7 in der Mitte des Durchlasses e2 für Schneidfluid vorgesehen. Gemäß der Darstellung in 1C hat die Geradrichteinheit 14 Durchlässe „h" kleinen Durchmessers in Längsrichtung in einem säulenartigen Element 14a, das eng anliegend in das innere Loch „c" eingesetzt ist. Die Durchlässe „h" sind gleichmäßig angeordnet.
In diesem Fall ist das säulenartige Element 14a mit etwa 5 bis 8 mm Durchmesser gebildet. Außerdem ist jeder Durchlass „h" mit etwa 0,3 bis 0,5 mm Durchmesser gebildet und gerade geformt, so dass er in einer zentralen Richtung des inneren Lochs „c" läuft. Diese Durchlässe „h" kleinen Durchmessers sind insgesamt als 9 Stück geformt, und jeweils konzentrisch angeordnet.
Bei der Verwendung der oben beschriebenen Spindeleinrichtung wird eine Zufuhrstartanweisung an einen Steuerungsabschnitt der Werkzeugmaschine gegeben, wenn atomisiertes Schneidfluid benötigt wird. In Verbindung damit wird atomisiertes Schneidfluid mit einem Druck von etwa 0,3 MPa aus einem nicht dargestellten Erzeuger für atomisiertes Schneidfluid, der in der Nähe der Spindeleinrichtung vorgesehen ist, zum hinteren Ende des Durchlasses e1 für Schneidfluid zugeführt. Das atomisierte Schneidfluid erreicht die Innenseite des Durchlasses e2 für Schneidfluid und wird aus dem vorderen Ende des Schneidwerkzeugs 13 über das Verbindungsrohr 8, die Geradrichteinheit 14 und den Durchlass „g" ausgegeben. Andererseits wird, wenn atomisiertes Schneidfluid überflüssig ist, eine Zufuhrstoppanweisung an den Steuerungsabschnitt der Werkzeugmaschine gegeben. In Verbindung damit wird die Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid aus dem Erzeuger für atomisiertes Schneidfluid an den Durchlass e1 für Schneidfluid gestoppt.
Eine weitere Ausführungsform wird nachfolgend unten erklärt. In diesem Fall sind bei der Erklärung und in jeder Zeichnung, die für die jeweiligen Ausführungsformen relevant sind, die gleichen Referenzzeichen für die im Wesentlichen gleichen Bauteile wie die oben beschriebenen Bauteile verwendet.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird erklärt. 2 ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, die eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine im Hinblick auf diese Ausführungsform zeigt.
In der Figur sind zwischen einer Spindel 1 und einem Spindelstützrahmen 2 Lager 15, 15 zum drehbaren Lagern der Spindel 1 und Abstandsstücke 16a, 16a zum Regulieren der Relativposition der Spindel 1, des Spindelstützrahmens 2 und der Lager 15, 15 vorgesehen.
Referenzziffer 17 ist ein Behälter, der in den vorderen Teil des parallelen Teils des zentralen Lochs 1a der Spindel 1 eingesetzt ist, der ein oder mehrere Durchgangslöcher in einer Radialrichtung auf der Umfangswand hat. Ein Kugelelement 18 wird im Inneren jedes der Durchgangslöcher beweglich in der Radialrichtung der Umfangswand geführt. An der Umfangswand des Behälters 17 ist eine zylindrische Klemmstange 19 fortgesetzt, die am zentralen Loch 1a der Spindel 1 beweglich in einer Längsrichtung geführt ist. Wenn die Klemmstange 19 sich nach vorne f0 bezüglich der Spindel 1 bewegt, kann sich das Kugelelement 18 nach außen in einer Radialrichtung der Spindel bewegen. Wenn sich umgekehrt die Klemmstange 18 nach hinten zur Spindel 1 bewegt, wird das Kugelelement 19 durch das vordere Ende der Klemmstange 19 gedrückt und nach innen in der Radialrichtung der Spindel unter Zwangsführung bewegt.
Ein eine Feder aufnehmendes Ringelement 20 ist durch Passung in die hintere Endfläche des Behälters 17 zwischen einem inneren Rohr 3 und der Klemmstange 19 eingesetzt. Das Ringelement 20 wird an die hintere Endoberfläche des Behälters 17 durch eine komprimierte Scheibenfedergruppe 21, die hinter ihr montiert ist, gedrückt und hält die Position.
Ein Drücken des Ringelements 22, das das Kugelelement 8 mit der geneigten Oberfläche drückt, ist durch Passung in den vorderen Teil zwischen dem Behälter 17 und der Klemmstange 19 beweglich in einer Längsrichtung zur Klemmstange 19 eingesetzt. Eine komprimierte Feder 23 ist zwischen dem Ringelement 22 und dem Ringelement 20 installiert. Das Kugelelement 18 wird nach innen in der Radialrichtung der Spindel durch die Feder 23 gedrückt. Der Druck wirkt beim Stützen eines Werkzeughalters 4 geeignet, dass der Werkzeughalter 4 aus der Spindel 1 durch Eigengewicht kommt, wenn die Klemmstange 19 sich zur Vorderseite f0 der Spindel 1 bewegt.
Eine Erzeugungseinrichtung 24 für atomisiertes Schneidfluid ist in bestimmter Tiefe in dem Inneren des inneren Lochs des inneren Rohrs 3 vorgesehen. Schneidfluid und komprimierte Luft werden unabhängig an die Erzeugungseinrichtung 24 durch das innere Loch des inneren Rohrs 3 hinter ihr zugeführt. Die Erzeugungseinrichtung 24 mischt und rührt das Schneidfluid und die komprimierte Luft zum Erzeugen von atomisiertem Schneidfluid und wirft es aus einer Öffnung 24a des vorderen Endes aus.
Der Bereich vor der Erzeugungseinrichtung 24 im Inneren des inneren Lochs des inneren Rohrs 3 besitzt einen etwas größeren Durchmesser. Ein zylindrisches Zufuhrventil 25 für Druckluft ist in der Nähe der Vorderseite der Erzeugungseinrichtung 24 im Inneren des vorderen Teils beweglich in einer Längsrichtung eingesetzt. Außerdem ist ein erweitertes Verbindungsrohrelement 26 im Inneren der vorderen Spitze des vorderen Teils des inneren Rohrs 3 durch ein zylindrisches Element 27, das ein Weglassen verhindert, beweglich in einer Längsrichtung innerhalb der festgelegten Grenzen eingesetzt. Ferner ist eine komprimierte Feder 28 zwischen dem Verbindungsrohrelement 26 und dem Ventil 25 vorgesehen.
In diesem Fall drückt die Feder 28 das Ventil 25 nach hinten sowie das Verbindungsrohrelement 26 nach vorne f0. Das Ventil 25 bewegt sich nach vorne, wenn der Druck im Inneren des vorderen Teils des inneren Rohrs 3 abfällt, wodurch die komprimierte Luft von der Seite der Erzeugungseinrichtung 24 in das innere Loch des Ventils 25 strömt.
Dabei ist der Werkzeughalter 4 mit der Struktur gebildet, dass eine Geradrichteinheit 14 von der vorher beschriebenen Ausführungsform weggelassen ist.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird, wenn der Werkzeugshalter 4, der von der Spindel 1 darauf getrennt ist, montiert wird, ein konischer Schaftteil 5b des Werkzeugshalters 5 in konisches Loch „a" der Spindel 1 gedrückt, wobei sich der Klemmstab 19 zur Vorderseite f0 bewegt. Daher drückt ein Zugbolzen 6 das Kugelelement 18 nach außen in der Radialrichtung der Spindel und verschiebt es, dass es die in 2 gezeigte Position am Behälter 17 einnimmt. Nach dieser Annäherung wird die Zugstange 19 gezogen, dass sie sich nach hinten bewegt. Daher wird das Kugelelement 18 nach innen in der Radialrichtung der Spindel gedrückt, so dass die Spannung der Klemmstange 19 an den Zugbolzen 6 übertragen wird. Entsprechend wird der Werkzeughalter 4 fest auf der Spindel 1 befestigt.
Wenn andererseits der Werkzeughalter 4, der auf der Spindel 1 festgelegt ist, davon getrennt wird, wird der Werkzeughalter 4 zur Vorderseite f0 herausgezogen, wobei sich die Klemmstange 19 zur Vorderseite f0 bewegt. Daher drückt der Zugbolzen 6 das Kugelelement 18 nach außen in der Radialrichtung der Spindel gegen die Feder 23, dass es zur Vorderseite herauskommt, und bewegt es.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion dient der Bereich vor der Erzeugungseinrichtung 24 im Inneren des inneren Lochs des inneren Rohrs 3 als ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Spindelseite. Ein zentrales Loch „d" des Zugbolzens 6, ein inneres Loch „f des Verbindungsrohrs 8, ein inneres Loch „c" einer Justierschraube 7 und ein innerer Durchlass „g" des Schneidwerkzeugs, der in der Dicke eines Schneidwerkzeugs 13 vorgesehen ist, dienen als ein Durchlass e2 für atomisiertes Schneidfluid einer Werkzeughalterseite.
Das oben beschriebene technische Verfahren ist nahezu gleich zu demjenigen, das in der früheren Anmeldung vom gleichen Anmelder offenbart ist (japanische Patentanmeldung Nr. 196231 aus 1999).
Bei dieser Ausführungsform ist die Geradrichteinheit 14 zwischen der Erzeugungseinrichtung 24 und dem Werkzeughalter 4 im Inneren der Spindel 1 vorgesehen. Die Geradrichteinheit 14 ist gebildet durch ein säulenartiges Element 14a, wie es z.B. in 1C gezeigt ist, das innen am vorderen Endteil des inneren Lochs des Verbindungsleitungselements 26 eingesetzt und befestigt ist, so dass Durchlässe „h" mit kleinem Durchmesser in der gleichen Richtung wie das Zentrum des Durchlasses e2 für Schneidfluid oder des Durchlasses e1 für Schneidfluid angeordnet sind.
Während der Werkzeughalter 4 auf der Spindel 1 befestigt ist, wird die vordere Endoberfläche des säulenartigen Elements 14a durch den Zugbolzen 6 gedrückt, dass sie sich etwas nach hinten gegen die Feder 28 bewegt, und wird dann eng anliegend an die hintere Endoberfläche des Zugbolzens 6 durch die Feder 28 gedrückt. Daher verbindet jeder Durchlass „h" kleinen Durchmessers den Durchlass e1 für Schneidfluid mit dem Durchlass e2 für Schneidfluid.
Während andererseits der Werkzeughalter 4 zur Spindel 1 herausgezogen wird, wird das säulenartige Element 14 zur Vorderseite durch die Feder 28 zusammen mit dem Verbindungsleitungselement 26 gedrückt. Dabei bewegt sich das säulenartige Element 14a zu einer vorderen eingestellten Position des Bewegungsbereichs des Verbindungsleitungselements 26.
Bei der Verwendung der oben beschriebenen Spindeleinrichtung wird, wenn atomisiertes Schneidfluid benötigt wird, eine Zufuhrstartanweisung an einen Steuerungsabschnitt der Werkzeugmaschine gegeben. In Verbindung damit werden komprimierte Luft und Schneidfluid an die Erzeugungseinrichtung 24 in Inneren der Spindel 1 von der Außenseite der Spindeleinrichtung zugeführt. Daher führt die Erzeugungseinrichtung 24 atomisiertes Schneidfluid mit einem Druck von etwa 0,3 MPa in den Durchlass e1 für Schneidfluid zu. Das atomisierte Schneidfluid erreicht in Kürze das Innere des Durchlasses e2 für Schneidfluid und wird aus dem vorderen Ende des Schneidwerkzeugs 13 durch das Verbindungsrohr 8 und den Durchlass „g" ausgeworfen. Wenn andererseits das atomisierte Schneidfluid überflüssig wird, wird eine Zufuhrstoppanweisung an den Steuerungsabschnitt der Werkzeugmaschine gegeben. In Verbindung damit wird die Zufuhr von komprimierter Luft und Schneidfluid an die Erzeugungseinrichtung 24 gestoppt. Daher beendet die Erzeugungseinrichtung 24 das Erzeugen von atomisiertem Schneidfluid, wodurch die Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid an den Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid gestoppt wird.
Als Nächstes wird die dritte Ausführungsform der Erfindung erklärt. 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugsmaschine veranschaulicht, welche diese Ausführungsform betrifft.
Gemäß der Darstellung in der Figur ist ein zylindrisches Element 29 zur Behälterführung eng innenliegend in den vordersten parallelen Teil eines zentralen Lochs 1a einer Spindel 1 eingesetzt. Ferner ist eine Klemmstange 30 in ein inneres Loch des zylindrischen Führungselements 29 eingesetzt, wobei sie in einer Längsrichtung beweglich ist. Die Klemmstange 30 weist ein zentrales Loch 30a auf. Ferner geht die Vorderseite der Klemmstange 30 in ein Behälterteil 30b über. Ein oder mehrere Durchgangslöcher in einer Radialrichtung der Spindel sind an einer Umfangswand des vorderen Endes des Behälterteils 30b vorgesehen. Ein Kugelelement 18 ist in jedes der Durchgangslöcher beweglich in der Radialrichtung der Spindel eingesetzt.
Eine Gruppe komprimierter Scheibenfedern 21 ist hinter dem zylindrischen Führungselement 29 im Inneren des zentralen Lochs 1a der Spindel 1 eingesetzt. Die Federgruppe 21 drückt das zylindrische Führungselement 29 nach vorne, und drückt gleichzeitig die Klemmstange 30 in eine hintere regulierte Position innerhalb eines Bewegungsbereich in Längsrichtung. Daher wird das zylindrische Führungselement 29 im Inneren der Spindel in einer Position gehalten, die in 3A gezeigt ist.
Ein erweitertes Verbindungselement 31 ist an dem zentralen Loch 30a hinter dem Behälterteil 30b der Klemmstange 30 vorgesehen. Das Verbindungselement 31 wird durch ein Ringelement 32, das ein Weglassen verhindert, das in das zentrale Loch 30a geschraubt ist, beweglich in einer Längsrichtung innerhalb der festgelegten Grenzen geführt, und drückt nach vorne f0 durch eine komprimierte Feder 33, die hinter dem Ringelement 32 montiert ist.
Der Werkzeughalter 4 ist aus einem zentralen Loch „d" eines Zugbolzens 6 und einem innenliegenden Durchlass „g" eines Schneidwerkzeugs verbunden durch ein zentrales Loch „b" eines Halterkörpers 5 gebildet.
Wenn bei der oben beschriebenen Konstruktion der Werkzeughalter 4, der von der Spindel 1 darauf getrennt ist, installiert wird, wird ein konischer Schaftteil 5b des Werkzeughalters 4 in ein konisches Loch 1a der Spindel 1 gedrückt, wobei sich die Klemmstange 30 nach vorne f0 bewegt. Daher drückt der Zugbolzen 6 das Kugelelement 18 nach außen in der Radialrichtung der Spindel, dass es weitgehend eine Position, die in 3A gezeigt ist, an dem zylindrischen Führungselement 29 einnimmt, und bewegt es. In diesem Fall bewegt die Klemmstange 30 sich zur Vorderseite f0, bis das Kugelelement 13 im Inneren eines vorderen Teils 29a großen Durchmessers des inneren Lochs des zylindrischen Führungselements 29 angeordnet ist. Dann wird die Klemmstange 30 nach hinten gezogen. Daher wird das Kugelelement 18 nach innen in der Radialrichtung der Spindel durch eine schräge Oberfläche 29b hinter dem Teil 29a großen Durchmessers gedrückt, dass sie in einen eingeschnürten Teil der Klemmstange 6 passt, wodurch Spannung nach hinten an den Zugbolzen übertragen wird. Entsprechend wird der Werkzeughalter 4 auf der Spindel fest festgelegt.
Wenn andererseits der Werkzeughalter 4, der auf der Spindel 1 festgelegt ist, davon getrennt wird, wird der Werkzeughalter 4 nach vorne f0 gezogen, wobei sich die Klemmstange 30 zur Vorderseite f0 bewegt. Daher drückt der Zugbolzen 6 das Kugelelement 18 in der Radialrichtung der Spindel nach außen, dass es sich zur Vorderseite f0 zurückzieht, und bewegt es.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion dienen das zentrale Loch 30a der Klemmstange 30 und ein Teil des inneren Lochs des Verbindungsrohrs 31 als ein Durchlass e1 für Schneidfluid der Spindelseite. Außerdem dienen das zentrale Loch „d" des Zugbolzens 6, das zentrale Loch „b" des Halterkörpers 5 und der Durchlass „g", der in der Dicke des Schneidwerkzeugs 13 vorgesehen ist, als ein Durchlass e2 für atomisiertes Schneidfluid der Werkzeughalterseite.
Bei der dritten Ausführungsform ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform ist eine Geradrichteinheit 14 im Inneren der Spindel 1 vorgesehen. Die Geradrichteinheit 14 ist das, was ein säulenartiges Element 14a, wie es in 1C gezeigt ist, ist, das innen am vorderen Endteil des inneren Lochs des Verbindungsrohrelements 31 eingesetzt und befestigt ist, so dass die Durchlässe „h" kleinen Durchmessers in der gleichen Richtung wie das Zentrum des Durchlasses e2 für Schneidfluid oder des Durchlasses e1 für Schneidfluid angeordnet sind.
Während der Werkzeughalter 4 auf der Spindel 1 festgelegt ist, wird die vordere Endoberfläche des säulenartigen Elements 14a durch den Zugbolzen 6 gedrückt, dass sie sich etwas nach hinten gegen die Feder 33 bewegt, und wird dann eng anliegend an die hintere Endoberfläche des Zugbolzens 6 durch die Feder 33 gedrückt. Dabei verbindet jeder Durchlass „g" den Durchlass e1 für Schneidfluid mit dem Durchlass e2 für Schneidfluid.
Während andererseits der Werkzeughalter 4 aus der Spindel 1 gezogen wird, wird das säulenartige Element 14a nach vorne in durch die Feder 33 zusammen mit dem Verbindungsrohrelement 31 gedrückt. Dabei bewegt sich das säulenartige Element 14a zu einer vorderen eingestellten Position des Bewegungsbereichs des Verbindungsleitungselements 31.
Bei der Verwendung der oben beschriebenen Spindeleinrichtung wird die Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid usw. entsprechend der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Als Nächstes wird die vierte Ausführungsform der Erfindung erklärt. 4 ist eine Querschnittsansicht von einer Seitensicht, welche eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine zeigt, die diese Ausführungsform betrifft.
Gemäß der Darstellung in der Figur formt das vordere Ende eines zentralen Lochs 1a einer Spindel 1 einen gestuften Lochteil, und ein ringförmiges Stützelement 34 ist durch Passung darin eingesetzt und verschraubt. Ein inneres Loch des Stützelements 34 bildet ein konisches Loch „a". Ein zylindrisches Führungselement 35 ist fest am Inneren des zentralen Lochs 1a der Spindel 1 aufgesetzt. Ein Zugstab 36 ist in ein inneres Loch des Führungselements 35 in einer Längsrichtung beweglich eingesetzt.
Ein zylindrisches Klemmelement 37 ist auf das vordere Ende des Zugstabs 36 geschraubt. Ein eine Feder aufnehmendes Element 38 ist in das zentrale Loch 1a zwischen dem Klemmelement 37 und dem Führungselement 35 eingesetzt, und außerdem ist ein zylindrisches Druckelement 39 darin beweglich in einer Längsrichtung eingesetzt. Außerdem ist eine Spannhülse 40 zwischen einer Umfangsoberfläche des Druckelements 39 und einer Umfangswand des zentralen Lochs 1a installiert. Der hintere Teil des inneren Lochs des Druckelements 39 ist mit einem großen Durchmesser im Vergleich zu seinem vorderen Teil versehen. Eine komprimierte Scheibenfedergruppe 21 ist vor dem aufnehmenden Element 38 im Inneren des hinteren Teils installiert. Dabei drückt die Federgruppe 21 das Druckelement 39 nach vorne f0 durch die Federkraft. Außerdem drückt eine vordere geneigte Oberfläche 39a des Druckelements 39 eine hintere geneigte Oberfläche 40a der Spannhülse 40. Der Druck des Druckelements 39 schrumpft einen Durchmesser des vorderen Teils der Spannhülse 40. In diesem Fall ist 41 ein Arretierschraubenelement, das auf ein weibliches Gewinde geschraubt ist, das an einem zentralen Loch des Klemmelements 37 geformt ist, das fest das Klemmelement 37 und den Zugstab 36 zusammenfügt.
Eine Erzeugungseinrichtung 24 für atomisiertes Schneidfluid ist fest am Inneren eines zentralen Lochs des Zugstabs 36 vorgesehen. Ein zentrales Loch 1a vor der Erzeugungseinrichtung 24 ist mit einem Teil großen Durchmessers gebildet, und ein zylindrisches Druckluftzufuhrventil 25 ist in einer Längsrichtung beweglich installiert. Der Umfang des Ventils 25 bildet eine gestufte Oberfläche. Der vorderste Teil 25a mit kleinem Durchmesser ist in ein zentrales Loch des Schraubenelements 41 in einer Längsrichtung beweglich eingesetzt. Außerdem ist eine komprimierte Feder 42 hinter dem Schraubenelement 41 zwischen einem Zwischenteil 25b und einer Umfangswand des zentralen Lochs 1a eingesetzt, so dass sie das Ventil 25 nach hinten drückt.
Ein Werkzeughalter 4 ist von einem zwei Ebenen begrenzten HSK-Typ, der einen konischen Schaftteil 43 und eine radiale Oberfläche 44 hat. Ein erweitertes Verbindungsdurchlasselement 45 ist in das hintere Ende eines zentralen Lochs „b" eines Halterkörpers 5 an einer vorderen Endoberfläche im Inneren eines inneren Lochs des konischen Schaftteils 43 eingeführt, wodurch der Werkzeughalter 4 auf dem Halterkörper 5 über ein zylindrisches Schraubenelement 46 befestigt wird.
Bei der oben erwähnten Konstruktion wird, wenn der Werkzeughalter 4 von der Spindel 1 darauf getrennt wird, der konische Schaftteil 43 in das konische Loch „a" der Seite der Spindel 1 eingesetzt, wobei der Zugstab 36 und das Klemmelement 37 sich nach vorne f0 bewegen, und die radiale Oberfläche 44 ist eng mit der vorderen Endoberfläche des Stützelements 34 verbunden, wie es in 4A gezeigt ist. In diesem Fall ist das vordere Ende des Teils 25a dünnen Durchmessers des Ventils 25 gleichmäßig in ein inneres Loch des hinteren Teils des Verbindungsrohrs 45 der Seite des Werkzeughalters 4 eingeführt.
Dann wird der Zugstab 36 gezogen, dass er sich nach hinten bewegt. Daher drückt ein vorderer größerer Teil des Klemmelements 37 eine innere Oberfläche des vorderen Endes der Spannhülse 40 in radialer Richtung der Spindel nach außen und bewegt sie, wodurch eine äußere schräge Oberfläche 40b des vorderen Endes der Spannhülse 40 zu einer inneren geneigten Oberfläche des hinteren Endes des konischen Schaftteils 43 gedrückt wird. Ein entsprechendes Drücken erzeugt eine Kraft zum Ziehen des konischen Schaftteils 43 nach hinten. Der konische Schaftteil 43 wird an das konische Loch „a" der Seite der Spindel 1 gedrückt, und gleichzeitig wird die radiale Oberfläche 44 zur vorderen Endoberfläche des Stützelements 34 gedrückt. Daher wird der Werkzeughalter 4 fest auf der Spindel 1 befestigt.
Wenn andererseits der Werkzeughalter 4, der auf der Spindel 1 befestigt ist, davon getrennt wird, werden der Zugstab 36 und das Klemmelement 37 nach vorne f0 bewegt. Daher soll die Spannhülse 40 die innere Oberfläche des konischen Schaftteils 43 nicht binden. Unter diesem Zustand wird der Werkzeughalter 4 nach vorne f0 gezogen, dass er sich von der Seite der Spindel 1 trennt.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion dient ein zentrales Loch des Ventils 25 als ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Spindelseite, und außerdem dienen ein inneres Loch des Verbindungselements 45, ein inneres Loch „f" eines im Halterinneren liegenden Verbindungsrohrs 8, ein inneres Loch „c" einer Justierschraube 7 und ein innerer Durchlass „g" eines Halters, der in der Dicke des Schneidwerkzeugs 13 geformt ist, als ein Durchlass e2 für atomisiertes Schneidfluid der Werkzeughalterseite.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform eine Geradrichteinheit 14 im Inneren des Werkzeughalters 4 vorgesehen. Die Geradrichteinheit 14 entspricht einem säulenartigen Element 14a, wie es in 1C gezeigt ist, das innenliegend eingesetzt ist und zwischen dem Verbindungsrohr 8 und dem Schneidwerkzeug 13 in das innere Loch „c" der Justierschraube 7 befestigt ist, so dass Durchlässe „h" mit kleinem Durchmesser davon in der gleichen Richtung wie das Zentrum des Durchlasses e2 für Schneidfluid angeordnet sind.
Bei der Verwendung der oben beschriebenen Spindeleinrichtung wird eine Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid usw. entsprechend der zweiten Ausführungsform durchgeführt.
5 veranschaulicht eine Modifikation dieser Ausführungsform. Bei dieser Modifikation ist die Geradrichteinheit 14 zwischen der Erzeugungseinrichtung 24 und dem Werkzeughalter 4 im Inneren der Spindel 1 vorgesehen. Konkret ist das säulenartige Element 14a, wie z.B. das in 1C gezeigte, innenliegend eingesetzt und im Inneren eines inneren Lochs eines vorderen Teils 25a dünnen Durchmessers des Ventils 25 befestigt, so dass die Durchlässe „h" mit kleinem Durchmesser in der gleichen Richtung wie das Zentrum des Durchlasses e2 für das Schneidfluid oder des Durchlasses e1 für das Schneidfluid angeordnet sind. Andererseits ist die Geradrichteinheit 14 im Inneren des Werkzeughalters 4 entfernt.
6 veranschaulicht eine andere Modifikation dieser Ausführungsform. Bei dieser Modifikation sind die Erzeugungseinrichtung 24 und Zufuhrdurchlässe zum Zuführen von komprimierter Luft und Schneidfluid entfernt. Ein inneres Rohr 47 ist im Inneren des zentralen Lochs des Zugstabs 36 als ein Stück vorgesehen. Außerdem ist statt des Ventils 25 ein verlängertes Verbindungsrohrelement 251 in der gleichen Gestalt wie das Ventil 25 in das Innere des vorderen Teils großen Durchmessers des zentralen Lochs des Zugstabs 36 beweglich in einer Längsrich tung eingesetzt. Während der Werkzeughalter 4 auf der Spindel 1 befestigt ist, wird eine vordere Endoberfläche des inneren Rohrs 47 auf eine hintere Endoberfläche des Verbindungsrohrelements 251 durch eine Feder 42 gedrückt, wodurch ein inneres Loch des inneren Rohrs 47 mit einem inneren Loch des Verbindungsrohrelements 251 verbunden wird. Bei der Verwendung der oben erwähnten Spindeleinrichtung wird die Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid usw. entsprechend der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Als Nächstes wird die fünfte Ausführungsform der Erfindung erklärt. 7 ist eine Querschnittsansicht aus einer Seitensicht, welche eine Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine darstellt, die diese Ausführungsform betrifft.
In der Figur ist ein vorderes zentrales Loch 1a einer Spindel 1 als ein Teil großen Durchmessers gebildet, in das ein ringförmiges Stützelement 34 durch Passung eingesetzt und verschraubt ist. Ein zylindrischer Behälter 48 ist konzentrisch mit der Rückseite des Stützelements 34 verschraubt. Ein Klemmelement 49 ist in ein inneres Loch des Behälters 48 in einer Längsrichtung beweglich eingesetzt. Ein halbkugelförmiger Hohlraum 49a und eine schräge Oberfläche 49b sind an einem Umfang des Klemmelements 49 in Beziehung zu einem kugelförmigen Element 18 vorgesehen.
Ein Zugstab 36 ist in das Innere des zentralen Lochs 1a der Spindel 1 beweglich in einer Längsrichtung und passend mit einem hinteren Ende des Klemmelements 49 durch ein zylindrisches Verbindungselement 50 und eine Arretiermutter 51, die auf dessen vorderes Ende geschraubt ist, verbunden. Eine komprimierte Scheibenfedergruppe 21 ist zwischen einer Umfangswand des zentralen Lochs 1a der Spindel 1 und dem Zugstab 36 eingebracht, um den Zugstab 36 nach hinten zu drücken.
Eine Erzeugungseinrichtung 24 für atomisiertes Schneidfluid ist festgelegt im Inneren eines zentralen Lochs 36a des Zugstabs 36 vorgesehen. Die Vorderseite des zentralen Lochs 36 ist als Teil großen Durchmessers gebildet, in den ein Druckluftzufuhrventil 25 in einer Längsrichtung beweglich eingesetzt ist. Eine komprimierte Feder 42 ist an dem zentralen Loch 36a zwischen dem Ventil 25 und einer hinteren Endoberfläche des Klemmelements 49 eingebaut, wo durch das Ventil 25 durch Elastizität nach hinten gedrückt wird. Das zentrale Loch 36a des Zugstabs 36 und ein inneres Loch des Ventils 25 sind in einer geraden Linie verbunden.
Der hintere Teil eines zentralen Lochs „b" eines Werkzeughalters 4 eines durch zwei Ebenen begrenzten KM-Typs ist als Teil b1 großen Durchmessers gestaltet, in das ein Durchlasselement 52, das mit dem hinteren Teil eines Verbindungsrohrs 8 im Inneren des Halters verbunden ist, eingeführt ist. Außerdem ist ein Mundstück 53 an einem Teil dünnen Durchmessers des Durchlasselements 52 in einer Längsrichtung beweglich fortgesetzt. Eine komprimierte Feder 54 ist in den Teil b1 großen Durchmessers zwischen das Mundstück 53 und das Durchlasselement 52 eingebracht. Dabei drückt die Elastizität der Feder 54 das Mundstück 53 nach hinten, und legt außerdem ein Eingriffsringelement 55 zum Regulieren des Mundstücks 53, dass es aus dem Teil b1 großen Durchmessers herausgelangt, auf dem hinteren Ende des Teils b1 großen Durchmessers fest.
Wenn bei der oben stehenden Konstruktion der Werkzeughalter 4 getrennt von der Spindel 1 darauf installiert wird, wird ein konischer Schaftteil 43 des Werkzeughalters 4 in ein konisches Loch „a" der Seite der Spindel 1 eingeführt, wobei der Zugstab 36 und das Klemmelement 49 sich nach vorne f0 bewegen. Dabei ist, wie es in 7A gezeigt ist, eine radiale Oberfläche 44 eng mit einer vorderen Endoberfläche des Stützelements 34 verbunden. In diesem Fall bewegt sich das kugelförmige Element 18 in einer Radialrichtung der Spindel nach innen, so dass es in den halbkugelförmigen Hohlraum 49a des Klemmelements 49 gelangt, was es dem konischen Schaftteil 43 des Werkzeughalters erlaubt, in das konische Loch „a" der Seite der Spindel 1 zu gelangen.
Dann wird der Zugstab 36 nach hinten zur Bewegung gezogen. Die schräge Oberfläche 49b des Klemmelements 49 drückt und bewegt jedes kugelförmige Element 18 in der Radialrichtung der Seite der Spindel 1 nach außen, wodurch das kugelförmige Element 18 auf eine schräge Oberfläche eines Eingriffslochs 43a der Umfangswand des konischen Schaftteils 43 gedrückt wird, wie es in 7A gezeigt ist. Ein Drücken entsprechend diesem erzeugt Kraft zum Ziehen des konischen Schaftteils 43 nach hinten. Der konische Schaftteil 43 wird in das konische Loch „a" der Seite der Spindel 1 gedrückt, und gleichzeitig wird die radiale Oberflä che 44 zur vorderen Endoberfläche des Stützelements 34 gedrückt. Daher wird der Werkzeughalter 4 fest auf der Spindel 1 befestigt.
Wenn andererseits der auf der Spindel 1 befestigte Werkzeughalter davon getrennt wird, werden der Zugstab 36 und das Klemmelement 37 nach vorne f0 bewegt. Daher bewegt sich jedes kugelförmige Element 18 in der Radialrichtung der Spindel nach innen, dass es in den halbkugelförmigen Hohlraum 49a gelangt, wodurch es den konischen Schaftteil 43 nicht bindet. Unter diesem Zustand wird der Werkzeughalter 4 nach vorne f0 gezogen, dass er sich von der Seite der Spindel 1 trennt.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion dienen das innere Loch des Ventils 25 und das zentrale Loch einer Klemmstange 49 als ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Spindelseite. Außerdem dienen ein inneres Loch des Mundstücks 43, ein inneres Loch des Durchlasselements 52, ein inneres Loch „f" des Verbindungsrohrs 8, ein inneres Loch „c" einer Justierschraube 7 und ein im Halterinneren liegender Durchlass „g", der in der Dicke eines Schneidwerkzeugs 13 geformt ist, als ein Durchlass e1 für atomisiertes Schneidfluid der Werkzeughalterseite.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform eine Geradrichteinheit 14 im Inneren des Werkzeughalters 4 vorgesehen. Die Geradrichteinheit 14 ist entsprechend der vierten Ausführungsform gebildet.
Außerdem wird bei der Verwendung der oben beschriebenen Spindeleinrichtung eine Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid usw. entsprechend der zweiten Ausführungsform durchgeführt.
8 zeigt eine Modifikation dieser Ausführungsform. Bei dieser Modifikation ist die Geradrichteinheit 14 zwischen der Erzeugungseinrichtung 24 und dem Werkzeughalter 4 im Inneren der Spindel 1 vorgesehen. Konkret ist das säulenartige Element 14a, wie es in 1C gezeigt ist, innenliegend im hinteren Teil des zentralen Lochs des Klemmelements 49 eingesetzt und befestigt, so dass die Durchlässe „h" kleinen Durchmessers in der gleichen Richtung wie das Zentrum des Durchlasses e2 für Schneidfluid oder des Durchlasses e1 für Schneidfluid ausge richtet sind. Andererseits ist die Geradrichteinheit 14 im Inneren des Werkzeughalters 4 weggelassen.
9 zeigt eine weitere Modifikation dieser Ausführungsform. Bei dieser Modifikation sind die Erzeugungseinrichtung 24 und Zufuhrdurchlässe zum Zuführen von Druckluft und Schneidfluid weggelassen. Ein inneres Rohr 47 ist im Inneren des zentralen Lochs des Zugstabs 36 als ein Stück vorgesehen. Außerdem ist statt des Ventils 25 ein erweitertes Verbindungsrohrelement 251 in der gleichen Gestalt wie das Ventil 25 in das Innere eines Teils großen Durchmessers des vorderen Teils des zentralen Lochs des Zugstabs 36 beweglich in einer Längsrichtung eingesetzt. Dabei wird eine vordere Endoberfläche des inneren Rohrs 47 auf eine hintere Endoberfläche des Verbindungsrohrelements 251 durch eine Feder 42 gedrückt, wodurch ein inneres Loch des inneren Rohrs 47 mit einem inneren Loch des Klemmelements 49 verbunden wird. Bei der Verwendung der oben erwähnten Spindeleinrichtung wird eine Zufuhr von atomisiertem Schneidfluid usw. entsprechend der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Als Nächstes wird für jede der oben erwähnten Ausführungsformen ein Strömungszustand, in dem atomisiertes Schneidfluid um die Geradrichteinheit 14 passiert, unter Verweis auf 10 erklärt. Dabei ist 10 eine erklärende Ansicht des Strömungszustands von atomisiertem Schneidfluid in der Geradrichteinheit 14 im Vergleich zum Fall ohne die Geradrichteinheit 14.
Wenn atomisiertes Schneidfluid, das in den Durchlass e1 für Schneidfluid zugeführt wird, in Richtung auf die Geradrichteinheit 14 strömt, ist der Querschnitt des Durchlasses e1 oder e2 für Schneidfluid einfach und verhältnismäßig groß. Daher wird eine Linie, die die Spitzen von Geschwindigkeitsvektoren „i" von atomisiertem Schneidfluid auf jedem Durchlassquerschnitt darstellt, zu einer Parabel „m", wie es in 10A gezeigt ist. Insbesondere ist die Geschwindigkeit im Zentrum des Durchlasses groß, und die Geschwindigkeit in der Nähe der Umfangswand des Durchlasses wird merklich klein aufgrund von Reibung aufgrund von Viskosität des atomisierten Schneidfluids oder aufgrund von Reibung mit der Umfangswand.
Wenn jedoch das atomisierte Schneidfluid in der Nähe eines Eingangs für Schneidfluid der Geradrichteinheit 14 angelangt, wird ein Teil davon durch das säulenartige Element 14a aufge staut, wodurch Energie und Bewegung von kleinen Elementen in dem gesamten Querschnitt des Durchlasses ausgeglichen werden. Dabei teilt man das atomisierte Schneidfluid in einem solchen Zustand und lässt es in jeden Durchlass „h" kleinen Durchmessers einströmen.
Der Geschwindigkeitsvektor „j" in 10A zeigt ein atomisiertes Schneidfluid, das in jeden Durchlass „h" kleinen Durchmessers eingeströmt ist. Das atomisierte Schneidfluid strömt aus einem Ausgang für Schneidfluid der Geradrichteinheit 14 unter geringer Streuung der Geschwindigkeit zwischen den Durchlässen „h" mit kleinem Durchmesser. Da die Summe der Querschnittsflächen von allen Durchlässen „h" mit kleinem Durchmesser kleiner als eine Querschnittsfläche in der Nähe des Eingangs oder Ausgangs für das Schneidfluid ist, hat das Maximum des atomisierten Schneidfluids, das aus dem Ausgang für Schneidfluid der Geradrichteinheit 14 strömt, die Neigung groß im Vergleich zu derjenigen einer entsprechenden Position des Eingangs für das Schneidfluid zu werden.
Wenn das säulenartige Element 14a der Geradrichteinheit 14 durch ein zylindrisches Element 14b ausgetauscht wird, das den gleichen Querschnitt und die gleiche Länge wie den Querschnitt des Durchlasses e1 oder e2 für das Schneidfluid vor und hinter der Geradrichteinheit 14 hat, wird eine Linie, welche eine Spitze eines Geschwindigkeitsvektors j1 verbindet, welcher eine Ausströmgeschwindigkeit des atomisierten Schneidfluids in jedem Bereich auf der Ausgangsseite der Geradrichteinheit 14 darstellt, als eine Parabel m1 ausgedrückt.
10C stellt den Geschwindigkeitsvektor „j" in 10A und den Geschwindigkeitsvektor j1 in 10B in der gleichen Zeichnung zum Vergleich miteinander dar.
Aus 10C ist eine zunehmende Rate der Strömungsgeschwindigkeit von atomisiertem Schneidfluid, das aus der Geradrichteinheit 14 strömt, die größer wird in der Nähe der Umfangswand des Durchlasses e1 oder e2 für Schneidfluid im Besonderen zu beurteilen. Und die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Umfangswand des Durchlasses e1 oder e2 für Schneidfluid auf einer Ausströmungsseite der Geradrichteinheit 14 ist insgesamt erhöht, wodurch verhindert wird, dass sich atomisiertes Schneidfluid auf der Umfangswand des Durchlasses verflüssigt. Wenn außerdem das atomisierte Schneidfluid aus jedem Durchlass „h" kleinen Durchmessers strömt, tritt eine Atomisierwirkung aufgrund des Vergrößerns des Durchlasses auf. Dies trägt auch effektiv dazu bei, zu verhindern, dass atomisiertes Schneidfluid sich verflüssigt.
Außerdem wird die Strömungsgeschwindigkeit des gesamten Querschnitts des Durchlasses e1 oder e2 für das Schneidfluid auf der Seite der Ausströmung der Geradrichteinheit 14 vergleichmäßigt, wodurch ein Antwortverhalten zwischen einer Zufuhrstartanweisung oder einer Zufuhrstoppanweisung für das atomisierte Schneidfluid und einem tatsächlichen effektiven Betrieb zur Anweisung verbessert werden kann.
Entsprechend der Erfindung, die wie oben gebildet ist, werden die folgenden Wirkungen erzielt.
Gemäß der Erfindung in Anspruch 1 wird die Strömungsgeschwindigkeit von atomisiertem Schneidfluid des gesamten Querschnitts im Inneren des Durchlasses für atomisiertes Schneidfluid auf der Ausgangsseite der Geradrichteinheit für Schneidfluid vergleichmäßigt. Und außerdem wird in der Strömungsgeschwindigkeit des atomisierten Schneidfluids in der Nähe der Umfangswand des Durchlasses für atomisiertes Schneidfluid die Geschwindigkeit stromaufwärts der Geradrichteinheit größer als diejenige stromabwärts davon. Daher kann das atomisierte Schneidfluid stabil aus dem vorderen Ende des Schneidwerkzeugs ausgeworfen werden. Als Folge wird die Verflüssigung von atomisiertem Schneidfluid in dem Durchlass für atomisiertes Schneidfluid stromabwärts der Geradrichteinheit verhindert, außerdem wird ein Antwortverhalten auf eine Auswurfstart- oder Stoppanweisung verbessert, ebenso wie eine Verschwendung von Schneidfluid verhindert wird. Außerdem kann eine effiziente und in hohem Maß präzise Bearbeitung ausgeführt werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Anspruch 2 können das Schneidwerkzeug und die sich darauf beziehenden Bauteile, die auf der Spindel installiert werden, in konventionellen Strukturen gehalten werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Anspruch 3 ist der Durchlass für atomisiertes Schneidfluid verkürzt, wodurch effektiv verhindert wird, dass sich atomisiertes Schneidfluid verflüssigt und ein Antwortverhalten auf eine Auswurfstart- oder Stoppanweisung verbessert wird.

Claims

Spindelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, enthaltend: eine Spindel (1); ein Schneidwerkzeug (13), das an der Spindel (1) als ein Stück montiert ist; Schneidfluiddurchlässe (e1, e2), die einen Durchlassabschnitt mit einer einzigen Gestalt aufweisen, wobei einer der Schneidfluiddurchlässe (e1) eine innere Leitung (3) enthält, wobei die innere Leitung (3) in einem Rotationszentrum der Spindel (1) vorgesehen ist; ein anderer der Schneidfluiddurchlässe (e2) von dem einen Schneidfluiddurchlass (e1) zur Spitze des Schneidwerkzeugs (13) reicht, und eine Geradrichteinheit (14), die eine Mehrzahl von Durchlässen (h) mit kleinem Durchmesser in einem säulenartigen Element (14a) der Geradrichteinheit aufweist, wobei atomisiertes Schneidfluid, das von der Seite der Spindel (1) zugeführt wird, aus dem Schneidwerkzeug (13) durch die Schneidfluiddurchlässe (e1, e2) durch die Geradrichteinheit (14) ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Geradrichteinheit (14) in einem der beiden Schneidfluiddurchlässe (e1, e2) oder in beiden in einer Position vorgesehen ist, in welcher die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des strömenden atomisierten Schneidfluids parabolisch ist, und die Summe der Durchlassquerschnittsflächen der Durchlässe (h) im Bezug auf die Querschnittsfläche des Schneidfluiddurchlasses (e1, e2) an dieser Position derart reduziert ist, dass die Energie und die Bewegung der atomisierten Elemente in dem gesamten Durchlassabschnitt ausgeglichen wird.
Spindelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Geradrichteinheit (14) der Seite der Spindel (1) an dem vorderen Ende des einen Schneidfluiddurchlasses (e1) vorgesehen ist.
Spindelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Erzeuger (24) für atomisiertes Schneidfluid zum Erzeugen von atomisiertem Schneidfluid in dem einen Schneidfluiddurchlass (e1) der Seite der Spindel (1) vorgesehen ist.
Spindelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Durchmesser des säulenartigen Elements (14a) der Geradrichteinheit (14) 5 bis 8 mm beträgt und der Durchmesser von jedem Durchlass (h) mit kleinem Durchmesser 0,3 bis 0,5 mm beträgt.