具有主动磁体轴承的工具芯轴制造技术

本发明专利技术涉及用于细长钻孔工具(2)的工具芯轴(1)，钻孔工具(2)具有用于夹紧钻孔工具(2)的端侧夹紧柄(3)和在纵向方向上与夹紧柄(3)相反布置的用于定心钻孔工具(2)的定心埋头孔(4)，其中工具芯轴(1)包括：驱动轴(5)，用于驱动钻孔工具(2)；夹盘(7)，用于接收夹紧柄(3)，夹盘(7)沿着相对于驱动轴(5)纵向导向的旋转轴线(6)刚性连接至驱动轴(5)；以及至少一个径向轴承(8、9)，其至少局部地径向环绕驱动轴(5)，用于径向支撑驱动轴(5)，工具芯轴(1)构造为使得径向轴承(8、9)支撑驱动轴(5)以便绕旋转轴线(6)是可旋转的。当径向轴承(8、9)是主动磁体轴承并且构造为使得此外其以能够绕至少一个枢转轴线枢转的方式支撑驱动轴(5)时产生改进的稳定性，该枢转轴线垂直于旋转轴线(6)延伸而通过固定点(10)，其中当钻孔工具(2)夹紧在工具芯轴(1)中时固定点(10)位于定心凹陷(4)中。此外本发明专利技术涉及具有这种工具芯轴(1)的机床(15)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的工具芯轴，以及涉及一种根据权利要求12的对应机床。
技术介绍
利用工具用于机加工工件的机器在机械工程和工具制造领域是公知的，称为机床。根据狭义的解释，在以下的标准DIN8580和DIN69651中的Part1，该术语主要使用在结合、成型以及分离生产处理的内容中，在最后提到的情形中尤其是切割、机加工以及消减生产处理中。该更约束的定义还用作以下陈述的基础。为了成型工件的目的，通用机床创建了工具和工件之间的相对移动，该相对移动能够在功能上细分为推进或者横向进给部件以及主要部件。在该情况下现代机床最重要的结构部件是具有通常集成的工具界面的直接驱动且精确安装的轴，对本领域的技术人员来说这些熟知为电动机芯轴。虽然在原则上依靠两个元件的旋转能够发生工具和工件之间的所述相对移动，但是根据现有技术，钻孔、磨削以及研磨机器通常装备有承载工具的电动机芯轴，该电动机芯轴在下文中表示为工具芯轴。DE10137437B4描述了例如基于这种用于镗孔(诸如活塞的销孔或者连接杆的连杆孔)的钻轴的机加工处理，在本文中利用机加工设备的钻轴来机加工销孔或者连杆孔，在机加工操作期间钻轴以偏移方式相对于镗孔理论上的孔中心布置，活塞或者连接杆在机加工操作期间在前进方向上实施线性移动。此处证明尤其非圆镗孔(例如称为球形镗孔)是有疑问的。例如在DE4442218A1中公开了一种旨在生产这种镗孔的精密钻孔机。根据该技术方案，为了以高转速经济的使用而生产非圆镗孔，精密钻孔机旨在在钻轴上装备有钻头以及装备有用于将被机加工的工件的保持件。为了该目的，用于工件的保持件在平移运动中在至少一个方向上以由钻头的特定旋转速度所确定的频率、在由将被生产的镗孔形状所确定的偏差路径上摆动。DE102008063945A1还涉及一种用于形成非圆镗孔轮廓的处理，并且在该情况下集中于旨在用于接收轴承衬套的内燃机的活塞的销孔。在该处理中依靠旋转以及线性可置换钻杆发生机加工，钻杆被引导通过销孔并且接收在固定定心点和可移动的定心点以及关联切割工具之间。在该情况下可移动的定心点被分派至电子成型大刀头的摇杆臂，经由电子成型大刀头的摇杆臂，钻杆是可移动的以便在机加工操作期间摆动和/或能够枢转有限程度以创建销孔的几何学上不同形状的镗孔轮廓。DE102005020501A1描述了类似处理，用于依靠旋转以及线性可置换钻杆将非圆销孔引入内燃机的活塞。根据该方法，钻杆将被安装在固定中心以及移动中心之间，待引入的非圆形式依靠摇杆操作杆被扫描并且被传递至钻杆。根据DE10308442B3中解释的处理，与之相比，为了通过消减机加工生产成型的镗孔，工具依靠在旋转中可驱动的磁性地安装的芯轴被驱动。通过径向磁性地安装的副芯轴将该工具安装在工件的远离芯轴的一侧。芯轴的径向位置、轴向位置和角度位置由径向传感器、轴向传感器以及角度位置编码器感测，并且经由调整系统被调整至可编程设定点值。工件和工具在轴向方向上相对于彼此是可移动的。最终，WO2011/005498A2还应该被知悉，所述文献提议了用于成型销孔以及对应钻孔系统的另一处理。在该情况下处理和设备包括紧固活塞至由滑块支撑的保持件。然后，切割元件绕第一轴线旋转，滑块与保持件一起沿着第一轴线在切割元件的方向上移动并且使活塞切割接触切割元件。此外，保持件沿着均相对于第一轴线横向延伸的第二和第三轴线移动，切割元件切割期望的销孔轮廓至活塞。
技术实现思路
但是，这些公知方法的劣势在于，工具芯轴携带的钻孔工具的可能的摆动，当机加工小且深的镗孔时这是主要风险。在这种程度上，根据现有技术执行的工具芯轴的偏差，使得难以使用支撑该工具的套筒并且该套筒在圆镗孔的情形下能够使用而不产生用于额外支撑的问题。因此本专利技术基于的目的是提供一种工具芯轴，该工具芯轴防止操作期间钻孔工具的过度摆动。此外本专利技术具有创建对应机床的目的。这些目的的实现是通过具有根据权利要求1的特征的工具芯轴以及具有根据权利要求12特征的机床。因此本专利技术基于的基本构思是修改所述偏差至这种程度，使得驱动轴与接收在夹盘中的钻孔工具一起，能够绕固定点枢转，固定点居中地位于钻孔工具的远端且在其定心埋头孔中。以该方式，虽然旋转轴线的方位会相对于开始位置显著地改变，但是甚至当驱动轴枢转时工具末端始终保持在其原始空间位置。钻孔工具的如此形成在端侧定心埋头孔中的固定点，现在允许接合在该定心埋头孔中且定向在工具芯轴的方向上的套筒相对于工具芯轴支撑钻孔工具并且以该方式大致稳定钻孔工具。当后者以描述的方式枢转时，在工具芯轴的操作中还能够维持稳定作用，因为甚至在本申请中用作套筒的附接点的固定点基本不会改变其位置，以及能够大致避免套筒不期望的滑出定心埋头孔。因此，根据本专利技术依靠工具芯轴能够得到甚至小且深的镗孔的非圆或者球形形状，同时套筒的接合同时能够防止工具的过度摆动。驱动轴的轴向安装代表在该布置中的特定挑战。在该程度上，为了在布置于对应端点之间的钻孔工具的切割边缘的区域中实现期望的偏差，位于与夹紧柄相当大距离处的固定点在驱动轴的部分上要求清楚的角度改变。在给定这些动力学的特定情形下，常规轴向轴承达到其几何学限制，在相当大的程度上抵消期望的枢转移动。在该背景下，本专利技术认识到轴向安装的形状、尤其驱动轴的部分上的轴向轴承的相对表面的形状的实质意义。在优选实施例中，因此所述相对表面由径向环绕轴向轴承的环形成，多个设计变型可以获得用于所述环的几何特征。首先，考虑环的大致平面的实施例。除了根据本专利技术提供的枢转移动，对应工具芯轴还具有支撑的优势，钻孔工具的仅平移运动垂直于其旋转轴线，正如已经对应于现有技术的。此外，为了允许工具芯轴绕固定点枢转，在该情况下有利的及大致甚至必要的是，提供环相对于轴向轴承的适当轴承间隙以确保其移动的足够自由。与之相比，在优选实施例中，环不是平面的，而是沿固定点的方向弯折。为了实现给定枢转轴线–延伸通过垂直于驱动轴和钻孔工具的共用旋转轴线的固定点–在该情况下适当地成型用于环的轴向安装的该表面，使得该表面与绕固定点的假想圆弧中的对应枢转平面交叉。但是，因为期望枢转移动的若干自由度，所以推荐环表面的设计呈球冠形式，球冠的中心再次由布置的特性固定点形成。夹紧在工具芯轴中的钻孔工具的摆动枢转运动的偏差为大约100μm，这特别适合于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细长钻孔工具(2)的工具芯轴(1)，所述钻孔工具(2)具有用于夹紧所述钻孔工具(2)的端侧夹紧柄(3)和在纵向方向上与所述夹紧柄(3)相反布置的定心埋头孔(4)，所述定心埋头孔(4)用于定心所述钻孔工具(2)，其中，所述工具芯轴(1)包括：驱动轴(5)，其用于驱动所述钻孔工具(2)，夹盘(7)，其沿着相对于所述驱动轴(5)纵向定向的旋转轴线(6)刚性连接至所述驱动轴(5)，用于接收所述夹紧柄(3)，以及至少一个径向轴承(8、9)，其至少局部地径向封闭所述驱动轴(5)，用于径向安装所述驱动轴(5)，构造为使得所述径向轴承(8、9)安装所述驱动轴(5)以便绕所述旋转轴线(6)是可旋转的，其特征在于，所述径向轴承(8、9)是主动磁体轴承，并且构造为使得此外其安装所述驱动轴(5)以便能够绕垂直于所述旋转轴线(6)延伸通过固定点(10)的至少一个枢转轴线枢转，其中，当所述钻孔工具(2)夹紧在所述工具芯轴(1)中时，所述固定点(10)位于所述定心埋头孔(4)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.20 DE 102013218888.91.一种用于细长钻孔工具(2)的工具芯轴(1)，所述钻孔工具(2)
具有用于夹紧所述钻孔工具(2)的端侧夹紧柄(3)和在纵向方向上与
所述夹紧柄(3)相反布置的定心埋头孔(4)，所述定心埋头孔(4)用
于定心所述钻孔工具(2)，其中，所述工具芯轴(1)包括：
驱动轴(5)，其用于驱动所述钻孔工具(2)，
夹盘(7)，其沿着相对于所述驱动轴(5)纵向定向的旋转轴线(6)
刚性连接至所述驱动轴(5)，用于接收所述夹紧柄(3)，以及
至少一个径向轴承(8、9)，其至少局部地径向封闭所述驱动轴(5)，
用于径向安装所述驱动轴(5)，构造为使得所述径向轴承(8、9)安装
所述驱动轴(5)以便绕所述旋转轴线(6)是可旋转的，其特征在于，
所述径向轴承(8、9)是主动磁体轴承，并且构造为使得此外其安装所
述驱动轴(5)以便能够绕垂直于所述旋转轴线(6)延伸通过固定点(10)
的至少一个枢转轴线枢转，其中，当所述钻孔工具(2)夹紧在所述工具
芯轴(1)中时，所述固定点(10)位于所述定心埋头孔(4)中。
2.根据权利要求1所述的工具芯轴，其特征在于，
环(11)径向环绕所述驱动轴(5)并且刚性连接至所述驱动轴(5)，
以及
轴向轴承(12)至少局部地围绕所述环(11)，用于轴向安装所述驱
动轴(5)。
3.根据权利要求2所述的工具芯轴，其特征在于，
所述环(11)是大致平面的并且关于所述轴向轴承(12)具有预定
轴承间隙(13)。
4.根据权利要求2所述的工具芯轴，其特征在于，
所述环(11)沿所述固定点(10)的方向弯折。
5.根据权利要求4所述的工具芯轴，其特征在于，
所述环(11)的至少一个表面与绕所述固定点(10)的圆弧中的枢...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈特弗里德·施奈特曼，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE