用于固定工具夹持器的装置 【发明领域】
本发明涉及一种用于固定旋转加工工具的工具夹持器的装置。本发明特别应用于砂轮凸缘以及将其固定在磨床工具主轴上的夹具。
背景技术
为了经济性使用现代生产机械，它们高的购买成本不但需要将工件的加工时间限制在最小值，而且需要将机械的故障时间限制在最小值。并且也需要限制从一个加工工件换到另一个加工工件的机械更换时间，即，当工序中包括工具更换时间时，必须在不损失夹具精度的情况下用最小的时间执行工具更换。
使用小工具时，这种要求常常在没有技术问题的情况下完成。为了松开工具并夹紧工具轴上新更换的工具，使工具保持同样的高径向和轴向跳动精度，松开或拧紧单个螺栓或启动单独的自动夹紧动作是足够的。这种用于旋转加工工具地固定装置在很多工程标准中是公知的。更换工具花费的时间短。
但对于重和大的工具，考虑到重量以及对刚性的要求，对径向跳动、轴向跳动质量和工具与工具轴之间连接平衡的重复性要求，常常不可能通过松开和拧紧单个螺栓而操纵工具轴上的工具夹具。这种工具包括，例如，用于研磨齿轮的磨床的研磨涡杆(worm)。
DE 100 32 073表示一个典型的例子，其中通过锥形塞和凸缘螺栓将研磨涡杆固定在齿腹磨床研磨主轴的轴头上的固定装置。为了达到基于生产质量原因而必须要求的高质量径向跳动和轴向跳动，以及为了避免研磨主轴不允许的失去平衡，更换工具需要松开对称地布置在研磨主轴凸缘圆周的六条螺栓，并且更换工具之后以另一个顺序均匀地拧紧。这个过程花费了相当多的时间。因此，为了减少更换工作，需要切合实际考虑的解决方案，由此方案可以在不损失质量的条件下明显缩短实现研磨涡杆更换通常所需的时间。
【发明内容】
本发明的一个目的是提供一种用于研磨涡杆和其它旋转工具的、具有高刚性和精度要求的工具夹具，且不会超过小工具常见的短的工具更换时间。
上述目的是通过具有权利要求1限定的特征的用于旋转加工工具的工具夹持器的固定装置而实现的。
根据本发明，用于将旋转加工工具的工具夹持器连接在加工工具的工具主轴轴头上的装置带有凸缘套，可轴向移动和可倾斜的第一夹紧环、作为力分配器的第二夹紧环，以及旋转-回位支承节块(swivel-clearbearer segments)，并且第一和第二夹紧环布置在固定凸缘与凸缘套之间，第一夹紧环通过夹紧螺栓可以在第二夹紧环上倾斜，支承节块将凸缘套轴向支撑在主轴轴头上。
由于在夹紧环之间的万向连接(Cardan style connection)，根据本发明的装置允许利用单个夹紧螺栓来释放工具和夹持新更换的工具，甚至在对刚性和径向和轴向跳动的重复性具有严格要求的大而重的工具的情况下。
【附图说明】
下面将通过附图所示的优选实施例详细解释本发明。在附图中：
图1是根据本发明研磨主轴上的砂轮凸缘的轴向截面示意图；
图2是根据本发明的图1所示砂轮凸缘的横截面示意图；
图3是第一夹紧环的透视图；
图4a是第二夹紧环的透视图；
图4b是图4a所示第二夹紧环的另一个透视图；
图5是支承节块的透视图；以及
图6是偏心柱的透视图。
【具体实施方式】
下面参考将砂轮凸缘装到研磨主轴上描述本发明。这里的砂轮凸缘具有的形式是可拆卸地连接到旋转加工工具、即砂轮或研磨涡杆上的工具夹持器。但是，按照相同的方式安装其它类型的旋转加工工具也是可以的。特别是，工具夹持器也可以是加工工具的整体组成部分。
图1表示夹紧状态下砂轮凸缘固定装置的示意性轴向截面图。旋转加工工具包括砂轮凸缘4，砂轮凸缘4装有砂轮3，并且通过凸缘盖30以及至少一个固定螺栓31可拆卸地固定在上面，优选的是几个固定螺栓31。
砂轮凸缘4夹紧在研磨主轴2的轴头1。在这种状态下，砂轮凸缘4相对于研磨主轴2的位置是通过砂轮凸缘4的定心锥面5以及研磨主轴凸缘端面6按惯用的方式确定，砂轮凸缘4通过轴向夹紧力支承在研磨主轴凸缘端面6上。
根据本发明，旋转加工工具的夹具所需的夹紧力来自于凸缘套8中的夹紧螺栓7，所述套用于在砂轮凸缘4中轴向移动并轴向支承在支承节块9(bearer segments)上，支承节块9本身位于轴头1中并且相对于轴头1径向旋转和回位。夹紧螺栓7沿轴向作用在第一同心夹紧环10上，所述环10用于在砂轮凸缘4中轴向移动，并且用于绕倾斜轴线28倾斜，该倾斜轴线28与研磨主轴11成直角。在图1所示的实施例中，倾斜轴线28垂直于图面。夹紧螺栓7与第一夹紧环10的接触形成第一接触点。
夹紧环10还在第二接触点29轴向支承在同样可轴向调节的定位螺栓12，定位螺栓12位于凸缘套8中相对于研磨主轴轴线11是对称的。该定位螺栓12用于调节第一夹紧环10的工作位置。它调节成在夹紧砂轮凸缘4之后，第一夹紧环10的端面与研磨主轴轴线11约成直角。
位于砂轮凸缘4中在第一夹紧环10的端面上与夹紧螺栓7相对的是同样同心的夹紧环13，它起到力分配器的作用。此第二夹紧环13轴向支承在第一夹紧环10的两个径向圆柱形肋14上，相对于夹紧螺栓7和定位螺栓12错开90°。这些肋14如图3所示。在其朝向第一夹紧环10的端面，如图4a所示，第二夹紧环13具有径向圆柱形槽26，作为第一夹紧环10的肋14的支承座。
在其远离第一夹紧环10的端面上，第二夹紧环13还具有4个接触面15，这些接触面15绕研磨主轴轴线11对称，并且相对于肋14彼此错开45°。通过接触面15，第二夹紧环13将砂轮凸缘4压向主轴凸缘6，每个接触面15的推力P＝F/2。优选地，这些接触面是从环端面突出的接触凸耳的形式，特别地表示在图4b中。
夹紧环10、13以及接触点14、15的布置，一方面允许第一夹紧环10绕穿过夹紧和定位螺栓7、12的接触点的连线转动，另一方面允许第一夹紧环10绕倾斜轴线28错开90°。从而实现通过拧紧夹紧螺栓7迫使凸缘套8和砂轮凸缘4分离，由此通过夹紧螺栓7产生的夹紧力F均匀分布在砂轮凸缘4上绕研磨主轴轴线11对称的4个接触面15之间。
凸缘套8通过拉杆螺栓(stay screw)27松弛地连接到砂轮凸缘4。拉杆螺检27穿过第一和第二夹紧环10、13中的相应孔27’，如图2、3和4a所示。优选地使用两根拉杆螺栓27，并且它们同样优选布置成与径向相对的两个接触面15一致。
当更换工具时，松开夹紧螺栓7并将支承节块9旋入。接着，将砂轮凸缘4与通过拉杆螺栓27连接到其上面的凸缘套8一起从轴头1上拉下。随后，将待装的新砂轮的砂轮凸缘，包括适当的凸缘套8和夹紧环10、13，推到研磨主轴轴头1上。接着，将支承节块9旋出并重新拧紧螺栓7。从而完成工具更换。
因此，对于砂轮凸缘4的装配，不需要松开诸如螺栓或螺母之类的零件，仅需要以简单的方式旋入和旋出支承节块9。为达到这个目的，如同从图1可以看到的，支承节块9通过两个偏心柱16可转动地位于研磨主轴轴头1中。这些偏心柱16可以通过调节盖17同步转动，盖17在研磨主轴轴头上可以转动，盖17的内齿18与偏心柱16的齿19啮合，从而使支承节块9位于所需的径向位置。这从图2中也可以看出。图5表示支承节块9。图6表示偏心柱轴线23以及齿19和偏心小柱24。
支承节块9所处的径向位置可以通过调节监视销22的轴向位置而被看到，监视销22可在调节盖中轴向移动，并且被通过作用在凸轮环21上的弹簧20预拉紧。凸轮环21刚性连接到轴头。
当支承节块9处于旋出位置时，在调节盖17的角位置，凸轮环21沿监视销22的运动方向具有凹槽25，通过此装置可以实现，在此转动位置监视销22不再从调节盖17突出。这允许通过肉眼和电子操作传感器检查砂轮凸缘4是否恰当夹紧。
其它的实施例也是可能的。除了上述四个接触面15外，例如，可以使用三个或更多的接触面。
优选地，凸缘套8以及第一和第二夹紧环10、13是旋转工具或其工具夹持器的组成零件，并且如上所述，与后者一起更换。
除了砂轮，可以按相同的方式安装其它类型的旋转加工工具。
参考标号表
1 研磨主轴轴头(grinding 18 内齿
spindle nose) 19 齿
2 研磨主轴 20 弹簧
3 砂轮 21 凸轮环
4 砂轮凸缘 22 监视销
5 定心锥面 23 偏心柱轴线
6 研磨主轴凸缘端面 24 偏心小柱
7 夹紧螺栓 25 凹槽
8 凸缘套 26 槽
9 支承节块 27 拉杆螺栓
10 第一夹紧环 28 倾斜轴线
11 研磨主轴轴线 29 接触点
12 定位螺栓 30 凸缘盖
13 第二夹紧环 31 固定螺栓
14 肋 F 夹紧力
15 接触面 P 接触推力
16 偏心柱
17 调节盖