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卡盘的中间轴衬及其制造方法有效专利 发明

技术内容

技术领域 本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的、要插入卡盘的中 央插孔的中间轴衬。此外,本发明涉及一种卡盘,其具有:卡盘主体, 在所述卡盘主体里形成有用于要夹紧的工具的轴的中央插孔;以及冷 却液供应管道,其在机器侧的卡盘主体的末端和所述插孔之间,以便 将冷却液供应到推入所述插孔的工具的机器侧的末端上,中间轴衬插 入所述插孔里。最后,本发明涉及一种制造中间轴衬的方法。 背景技术 上述类型的卡盘公知的有各种不同实施例,并且在实践中用于将 工具的轴固定在对应机床的工作主轴里的合适位置上,所述工具的轴 例如钻具或刀具的轴。用例如设计为膨胀式卡盘或者热收缩卡盘的公 知的卡盘,夹紧跨距受到很大限制,使得一方面插孔的直径和另一方 面要夹紧的工具的直径必须彼此对应。 同样为了用卡盘夹紧直径显著比卡盘插孔小的工具,在实践中经 常使用所谓的中间轴衬,所述中间轴衬推入到卡盘插孔中,以便减小 夹紧直径(参见WO 02 051 571 A1)。这些中间轴衬具有圆柱形主体, 它带有中央夹紧孔,所述中央夹紧孔沿着其外周分布有几个径向凹槽, 所述径向凹槽在中间轴衬的整个长度上延伸。这些凹槽用于给中间轴 衬提供传递夹紧力需要的弹性。 公知的中间轴衬通常通过机械加工方法制成。所述轴衬主体通常 首先进行车削,然后修光,所述凹槽也通过锯切或研磨进行机械加工 而施加到所述轴衬主体上。由于需要大量不同产生工艺,这类制造方 法成本高,并与长的循环时间相关。当夹紧孔非常小,例如夹紧孔的 直径小于6mm,或者对同轴精度要求非常严格,例如同轴公差需要小 于0.005mm时,更会出现上述情况。 如果夹紧工具的中间轴衬和内部冷却液供应一起使用,还可能出 现其他的问题,这是因为,在这种情况下,必须采用昂贵的密封措施, 以便防止通过卡盘主体供应的冷却液和/或润滑剂通过进入所述径向凹 槽,并防止通过凹槽流过所述工具并泄漏出卡盘主体。 发明内容 因此,本发明的目的是提供一种在开始指定的这种中间轴衬,其 简单容易制造,并且可以具有高度的制造精度,特别是关于能够获得 的同轴公差方面更是如此,另外,所述中间轴衬降低了冷却液流体泄 漏的风险。此外,还要提供一种具有这种中间轴衬的卡盘和用于制造 上述中间轴衬的方法。 根据本发明,通过权利要求1的特征,用开始指定的类型的中间轴 衬实现了本发明目的。 根据本发明,在单次机械夹紧中通过放电加工工艺可以生产出具 有凹槽的外部轮廓和中间轴衬的中央夹紧孔。这种生产工艺的结果是, 可以自动生产本发明中间轴衬。因为生产是发生在一个机械夹紧中, 所以也可以达到非常高的生产精度。此处,通槽具有的优点是,中间 轴衬在一侧是开口的,使得在工作期间仅仅会产生很小的夹紧力损失。 在这种放电加工工艺中,所述通槽可以在外部轮廓和内部轮廓的加工 之间制成,使得不用制造预备孔。厚度小于1.0mm的非常薄的壁也可以 在具有很高精度和很低加工成本的情况下生产。 此外,本发明的主要部分在于,在用内部冷却液供应下夹紧工具 时,至少不必大量采用昂贵密封措施,这是因为采用了中间轴衬,根 据本发明的两个方面,电火花腐蚀的凹槽具有这样的小宽度,使得在 凹槽里的流阻很大,使得很大程度上排除了冷却液和/或润滑剂通过凹 槽泄漏的情况。然而,如果由于涉及到安全的原因而使用例如塑性块 (masses)的其他密封介质,那么所述凹槽具有小宽度可防止密封体挤 出所述凹槽。 当使用固体材料,例如也可以经受大大超过100巴的冷却液压力的 O形环时,上述情况也同样适用。最后,本发明提供的优点在于,污物 很难在窄的凹槽里聚集起来。已经得到证明的是,凹槽宽度等于0.6mm 就已经足够。然而,在具有优选密封块时,(通的)凹槽应该具有的 最大宽度是0.35mm,特别是其最大宽度是0.3mm。 附图说明 关于本发明的其他有益实施例,请参考从属权利要求以及参考附 图对实施例的下面描述。所述附图如下所示: 图1是根据本发明呈热收缩卡盘形式的卡盘的第一实施例的纵向 剖视图; 图2是图1的卡盘的前视图; 图3是以透视和放大形式显示的图1的卡盘的中间轴衬; 图4是图3的夹紧轴衬的前视图; 图5是沿图4的线A-A的中间轴衬的纵向剖视图; 图6是以透视和放大形式显示的图1的卡盘的另外的中间轴衬; 图7是图6的夹紧轴衬的前视图;以及 图8是沿图7里线A-A获得的中间轴衬的凹陷部分的视图。 具体实施方式 在图1和图2中,根据本发明的卡盘实施例以纵向剖视图和前视图 的形式予以示出。这个卡盘具有由刚性材料制成的卡盘主体1,在卡盘 主体1的一个末端区域处以公知的方式具有连接锥体2,所述连接锥体2 用于夹紧到机床的旋转驱动工作主轴上。在卡盘主体1的另一末端上, 设置了具有中央插孔4的连接轴3,例如钻具或刀具的工具的圆柱形轴 可以推入所述中央插孔4中,并且在连接锥体2和连接轴4之间存在有增 大直径的中央部分5。 所示出的卡盘是呈热收缩卡盘的形式。然而,可选择的是,呈膨 胀式卡盘形式的实施例也是可以的,然后所述卡盘以公知方式在连接 轴3的区域里具有膨胀式夹紧机构。 同样为了能够使用卡盘1来夹紧工具的轴,所述工具的轴的直径基 本上小于插孔4的直径,中间轴衬6插入插孔4里。这种中间轴衬6具有 圆柱形主体6a,所述圆柱形主体6a的外部直径对应于插孔4的直径,所 述圆柱形主体6a具有通孔形式的夹紧孔7,所述通孔的直径大致对应于 要夹紧的工具的直径,并可以小于6mm。如可从图3-5中特别好地看 出的那样,中间轴衬6具有沿其外周分布的径向凹槽8,所述凹槽8在中 间轴衬6的整个长度上延伸,并从中间轴衬6的外周朝向夹紧孔7延伸, 在凹槽8和夹紧孔7之间仅仅剩下很窄的材料带。 为了轴向定位中间轴衬6或者推入这个中间轴衬6的工具,在插孔4 里设置有轴向止动元件,该轴向止动元件这样保持在卡盘主体1里,以 便能够轴向调节。更精确的,在所示出的实施例里的轴向止动元件是 呈可预先调节的螺钉9的形式,所述螺钉9拧到邻近插孔4的卡盘主体1 的轴向通孔10里。为此目的,它在其轴区域里设置有外螺纹部分9a。此 外,可预先调节的螺钉9具有通孔9b。这在插孔侧上的末端区域上呈六 角形插座形式,使得可预先调节的螺钉9通过内六角扳手(Allen key) 可以转动,通过这种方式,可以进行轴向调节。 要夹紧的工具通常用内部冷却液供应来冷却,所述工具具有中央 通孔,该中央通孔从插孔侧的末端延伸到工具的切削刃,以便将冷却 液和/或润滑剂供应到工具的切削刃上。这种冷却液和/或润滑剂可以例 如是呈油雾形态的空气/油混合物,所述冷却液和/或润滑剂通过形成在 卡盘主体1里的冷却液管道供应到机器侧的工具的末端上,所述冷却液 管道基本上通过冷却液供应管11形成,所述冷却液供应管11在工作主 轴和可预先调节的螺钉9的传递元件和可预先调节的螺钉9的通孔9b之 间延伸。 为了防止供应的冷却液和/或润滑剂能够通过中间轴衬6的径向凹 槽8、流过插入中间轴衬6的夹紧孔7的工具、并从卡盘泄漏出来,凹槽 8的宽度必须足够小,使得至少基本上防止冷却液和/或润滑剂通过凹槽 8,这是因为在凹槽8里的流阻对于冷却液来讲太大了。因此,可以部 分地完全不使用在所述凹槽里的密封介质。如果采用了例如塑性块的 密封介质,那么所述凹槽8具有的小宽度由此可防止这些密封介质挤 出。当使用固体材料,例如也可以经受大大超过100巴的冷却液压力的 O形环塞绳时,上述情况也同样适用。 凹槽8的最大宽度是0.6mm,特别地其最大宽度是0.35mm,使用线 切割放电加工工艺生产所述凹槽8。更精确地讲,根据本发明进行如此 设置,使得使用放电加工工艺从毛坯生产出整个中间轴衬6。如特别在 图6中所示,首先生产出具有凹槽8的中间轴衬6外轮廓,然后,放电加 工线在中间轴衬6的壁里径向向内移动,由此形成径向通槽12,以便产 生内部轮廓。在一次机械夹紧中通过放电加工工艺生产中间轴衬6,使 得能够获得非常高的生产精度,通过所述非常高的生产精度,特别可 以避免一些涉及同轴的问题。因为中间轴衬6具有穿过其本身形成的凹 槽,使用初始孔也是多余的。这对于夹紧直径小于0.5mm的情况特别重 要,这是因为由此可以降低生产成本。