回转接头制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机床的主轴头，具有主轴箱和工作主轴，所述工作主轴相对于主轴箱利用至少一个轴承能绕主轴轴线旋转地支承并具有主轴，主轴箱、主轴和工作主轴具有用于设置在主轴的刀具侧的刀具的冷却介质的供应装置，其特征在于，设有两个在供应装置的区域内形成间隙密封的套筒，其中一个套筒设置在工作主轴中，而另一个套筒设置在主轴箱中，两个套筒中的至少一个套筒在其朝向另一个套筒的工作面中具有至少一个凹部，其中，所述套筒由不同的材料组成，其中一个套筒由不锈钢材料制成，而另一个套筒由铜合金制成，或者相反。

【技术实现步骤摘要】
本申请是名称为“回转接头”、国际申请日为2011年12月21日、国际申请号为PCT/EP2011/073652、国家申请号为201180060527.8的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于机床的主轴头，所述主轴头具有回转接头，用于输入刀具的冷却介质。
技术介绍
由EP0860231A1已知一种用于将流体混合物输送到旋转的机器部件中的方法和装置，所述机器部件具有从静止的机器部件到旋转或可旋转的机器部件中的回转接头，流体混合物被导向旋转的机械部件的远离回转接头的位置，并且各流体组分通过回转接头分开地输送，并且在实际的使用位置的附近才以希望的相对比例在旋转的机器部件的内部形成混合物。就是说，在该现有技术中记载了一种用于输送冷却介质(流体混合物)的回转接头，该回转接头主要具有一个非接触式的转移系统，该转移系统具有径向两侧的间隙密封，当在旋转的轴和静止的壳体之间引导空气通过时，所述间隙密封进行密封。由DE19815134A1已知一种用于机床的主轴头，其中同样设有用于冷却介质的回转接头。主轴头具有主轴箱，其中，在主轴箱中可旋转地支承工作主轴，所述工作主轴由驱动装置置于旋转。所述工作主轴利用至少一个轴承绕主轴轴线支承在主轴箱中。从工作主轴引出细长的、管状的主轴，所述主轴在其一侧设置在工作主轴中，而在其另一个侧(刀具)上设有优选构造成能更换的刀具。通过相应的供应装置从主轴箱之外通过主轴箱和工作主轴并经由主轴向刀具供应冷却介质，以便在利用刀具加工、特别是在切削加工工件时能够导出在这里形成的热量并尽可能还导出切下的工件部分。在该现有技术中还存在套筒对，所述套筒对在内套筒和外套筒之间具有小的径向间隙，通过该间隙形成用于冷却介质的间隙密封。这里，外套筒固定地设置，特别是设置在主轴箱中，内套筒能够旋转并且为此固定地设置并且特别是固定地设置在工作主轴中。在这种用于机床的主轴头的运行期间，在实践中总是会出现这样的情况，即，由于加工精度，各套筒在彼此上滑动，并且由此套筒相互朝向的工作面或者具有不允许的高温，或者在最坏的情况下卡住。这也可能由此发生，即，用于将工作主轴可旋转地支承在主轴箱中的球轴承发生磨损并由此在这两个相关构件之间出现不允许的间隙。由于这种增大的间隙同样可能出现套筒滑动(Schleifen)和卡死的现象。此外，在制造这种用于机床的主轴头时，不利的是，这些套筒作为单独的构件制造，并且在装配时必须安装到主轴箱以及工作主轴中。由此提高的部件种类数量以及装配费用。此外，在最不利的情况下会出现这样的情况，总是具有确定的公差的套筒相互累加，从而由于公差的累加同样可能非常快地出现两个套筒的滑动或者也可能出现两个套筒的卡死。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，这样改进用于机床的主轴头，使得可以避免前面所述的缺点。特别是存在在供应装置的区域内形成间隙密封的套筒时，应基本上或者尽可能完全避免滑动和卡死。另一方面，应明显降低这种主轴头的部件种类和装配耗费。在第一解决方案中从以下事实出发，所述主轴头和以前一样具有形成间隙密封的套筒对。在这种情况下根据本专利技术设定，设有两个在供应装置的区域内形成间隙密封的套筒，其中一个套筒设置在工作主轴中，而另一个套筒设置在主轴箱中，两个套筒中的至少一个套筒在其朝向另一个套筒的工作面上具有至少一个凹部。这种凹部有利地缩小了各套筒的两个相互朝向的工作面之间的可能的接触面，同时同样有利地提高了流动阻力。由此，明显降低了套筒的两个相互朝向的工作面发生滑动或卡死的危险，同时改善了间隙密封的效果。此外，在参与的构件之间旋转运动时形成的磨屑(Abrieb)聚集在所述至少一个凹部中，所述磨屑此时不再会、特别是在轴承区域导致夹紧或卡死。此外通过所述至少一个凹部明显改善了两个套筒的相互朝向的工作面的磨合特性。在前面所述的实施形式连同其优点将通过在下面说明的特征进一步提升。例如在本专利技术的改进方案中设定，所述凹部构造成至少一个径向环绕的槽。这种径向环绕的槽同样减小了可能的接触面并同时提高流动阻力，其中这种槽在制造技术上可以非常简单地制造。例如铸造的套筒可以通过切削的车削加工来设置这种槽。为了提高所述效果，在本专利技术的改进方案中，所述凹部构造成至少两个相互平行的径向环绕的槽。由此进一步缩小了可能的接触面，同时套筒的两个相互朝向的工作面之间有足够的支承作用。至少一个、优选至少两个相互平行地径向延伸的槽有利地具有U形或V形或其组合形状的横截面。槽的深度在0.1至0.2mm之间(在套筒的工作面和槽底之间进行考察时)并具有同样在0.1至0.2mm之间的宽度(在最宽的位置处)。如果存在多于三个相互平行地延伸的槽，则它们具有相同的或不同的彼此间的间距。除此了至少一个径向环绕的槽(也称为凹槽)，也可以考虑采用其他形式的凹部，它们不是一定构造成径向环绕的。这里例如可以设想点状或格状的凹部，所述凹部在工作面的表面的周边上分布。在本专利技术的改进方案中，套筒由不同的材料组成。由于在运行期间机床的主轴头的构件、特别是工作主轴和主轴箱的热膨胀，会出现通过两个套筒形成的间隙密封的间隙的改变。这里为了避免，间隙由于热膨胀不允许地减小(这会导致间隙密封效果的降低，并且在最坏的情况下会导致套筒的滑动或卡死)，根据主轴箱和工作主轴的参与的材料的已知的热膨胀来不同地选择套筒的材料。这里有利地已经证明，其中一个套筒由不锈钢材料制成，而另一个套筒由铜合金，特别是铸铜合金制成，或者相反。这些材料原则上是已知的，可以良好地加工(特别是铸造和切削加工)并且导致实现希望的效果。特别有利的是由不锈钢材料XCrNiS18-9和铜合金CuSn11Pb2(或相反)组成的材料配对。所述铜合金或铸铜合金此外还具有这样的重要的优点，即，它们对于以下情况提供了紧急运行特性，即当套筒对还没有自由滑动时，套筒的两个工作面以不允许的方式接触。在本专利技术的改进方案中设定，至少其中一个套筒的工作面构造成粗糙的。这意味着，一个套筒的工作面构造成光滑的(例如通过珩磨过程)，而另一个套筒的工作面有目的地设置一定的粗糙度。当粗糙度具有16μm至25μmRz的值时，对于这样的应用场合是特别有利的。就是说，这种粗糙度在相互朝向的工作面接触时有利于磨损(Abrieb)。目前为止所描述的本专利技术的基本构思包括其另外的有利的实施形式还具有这样的优点，即，目前位置已经制造完成的、具有套筒对的、用于机床的主轴头可以用根据本专利技术设计的套筒改装。为此仅需要将目前为止所安装的套筒对从主轴头中拆除并用根据本专利技术设计的新套筒对进行替换。除了用根据本专利技术涉及的套筒对更换目前为止存在的套筒对，作为实现所述目的的另一个方案设定，省去套筒对。这有利地实现了部件数量、装配耗费和成本的降低。但这却要求在冷却介质供应部的区域内设置间隙密封，这种间隙密封根据本专利技术这样来实现，即所述间隙密封在供应装置的区域内由工作主轴和主轴箱形成。这意味着，目前位置存在的套筒的功能由主轴头的参与的构件、即工作主轴和主轴箱承担。这有利地意味着，轴(工作主轴)和壳体(主轴箱)同时还承担了目前为止的套筒对的功能。这里在本专利技术的改进方案中设定，工作主轴在其轴向的分布中具有至少两个不同的直径，在所述分布中工作主轴能旋转地支承在主轴箱中。这意味着，轴制成为具有直径上的缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机床的主轴头(1)，具有主轴箱(2)和工作主轴(4)，所述工作主轴相对于主轴箱(2)利用至少一个轴承(5)能绕主轴轴线旋转地支承并具有主轴(3)，主轴箱(2)、主轴(3)以及工作主轴(4)具有用于设置在主轴(3)刀具侧(W)的刀具的冷却介质的供应装置(Z)，其特征在于，设有两个在供应装置(Z)的区域内形成间隙密封的套筒(6、7)，其中一个套筒(6)设置在工作主轴(4)中，而另一个套筒(7)设置在主轴箱(2)中，两个套筒(6、7)中的至少一个套筒在其朝向另一个套筒(6、7)的工作面中具有至少一个凹部(8)，其中，所述套筒(6、7)由不同的材料组成，其中一个套筒(6)由不锈钢材料制成，而另一个套筒(7)由铜合金制成，或者相反。

【技术特征摘要】
2010.12.21 DE 102010055292.51.一种用于机床的主轴头(1)，具有主轴箱(2)和工作主轴(4)，所述工作主轴相对于主轴箱(2)利用至少一个轴承(5)能绕主轴轴线旋转地支承并具有主轴(3)，主轴箱(2)、主轴(3)以及工作主轴(4)具有用于设置在主轴(3)刀具侧(W)的刀具的冷却介质的供应装置(Z)，其特征在于，设有两个在供应装置(Z)的区域内形成间隙密封的套筒(6、7)，其中一个套筒(6)设置在工作主轴(4)中，而另一个套筒(7)设置在主轴箱(2)中，两个套筒(6、7)中的至少一个套筒在其朝向另一个套筒(6、7)的工作面中具有至少一个凹部(8)，其中，所述套筒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·哈斯，
申请(专利权)人：必诺·罗伊泽有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE