用於料棒定心的定心卡盤的製作方法

2023-10-26 03:25:02 4

專利名稱：用於料棒定心的定心卡盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及 一 種用於料棒(Materialstrange)定心的定心卡盤 (Zentrierflitter)， 該料棒供應給車床(Drehmaschine)的彈簧卡盤 (Spannzangenfbtter)。
現有技術
在現有技術中，已知不同的車床概念。這種車床概念可以是帶有 不同工具(彈簧卡盤、單個料棒裝載機或料棒裝載儲存器)的車床(也稱 作轉動中心)，利用這些部件可接收(例如)lm至6m長的料棒，並通過 杆裝置供應給彈簧卡盤，以及由此可通過工具進行加工。這種車床才既 念適合於製造不同類型的工件。在工件的製造過程中，彈簧卡盤打開， 並通過單個料棒裝載機(Strangenlader)或料棒裝載儲存器 (Strangenlademagazin)及扦裝置(St6ssdeinrichtung)將所需長度的料才奉 引導至彈簧卡盤中。彈簧卡盤隨後關閉，並且料棒加速到一定的轉速。 通過布置在車床中的工具，對在彈簧卡盤中夾緊的料棒端部進行加 工，並且製造出具有所需形狀的工件。製造之後，工件從料棒上斷開。 然後，料棒停止轉動，彈簧卡盤打開，並且利用扦裝置再次將料棒向 前推進一定的長度，並進行下一個工件的製造。
因為料棒不是完全對中的，並且經常具有一定的非平衡性，所以
尤其是在轉速較高及料棒較長的情況下可遇到以下情況。其可產生大 量噪音，並由此導致健康問題，如車床操作者或處在機器房中的人員 出現聽力損壞、神經損壞或過度疲勞。由於軸承、電子裝置、料棒裝 載機或其它機器零件的振動而引起的強大應力，會影響機器的使用壽本。通過在彈簧卡盤的區域內的偏心(搖擺)作用力，其可在料棒承受 軸向負載時(例如鑽孔時)導致料棒被車床的工具推回，並由此生產出 有缺陷的零件。在不同轉速的情況下可出現同心度的問題，這種問題 尤其在以下情況下發生，即第一加工步驟必須在較低的第一轉速下進 行，而第二加工步驟必須在高得多的第二轉速下進行，其中工件的對 中在不同的轉速下可能發生變化，並且在工件加工過程中可能產生不 精確的同軸度。
在專利說明書CH 597 951中描述了在自動車床中使棒狀的原材 料前移的設備。用於供應工件的設備以這種方式構造，即不必對工件 過度夾緊，並且軒狀物可進入心軸中。另外，兩個引導環以相對於工 具較小的間隙布置在心軸中，使得工件在加工過程中至少在三個位置 被引導。不利的是，利用這種設備不能充分地保證料棒的對中。
在歐洲專利說明書EP 0 999 003中描述了一種包括彈簧卡盤、心 軸和中空軸的料棒加工裝置。中空軸相對於彈簧卡盤同軸地安裝，並 用來接收料棒。通過油噴射裝置將油供應給中空軸，使得圍繞著料棒 的外表面形成油層。不利的是，利用這種設備不能充分地保證料棒的 對中。另外，以所描述的形式來保證油層是很複雜的。由於為了液壓 動力地支承著料棒而使用滑動油，該滑動油進入機器中。因此，滑動 油與為了加工而使用的加工油或乳狀液會產生混合。滑動油與加工油 或乳狀液具有完全不同的用途。加工油或乳狀液應當^f吏用於切削加工 的切削加工工具防滑(aggressiv-griffig),而滑動油起到恰恰相反的作用 並降低工具的停機時間。加工油或乳狀液通常被收集在機器中並重新 使用。而與滑動油混勻的加工油或乳狀液在更短的使用之後就必須更 換。
在專利申請文件DE32 10 630中描述了 一種將料;棒自動供應給車 床的設備。多個具有夾爪和皮帶輪的夾緊保持器沿著料棒布置。通過 這種保持器，料棒在供給車床的過程中被夾住。不利的是，皮帶輪的 控制非常複雜並且成本高。另外還需要較大的適應性，以便將該設備安裝到現有車床上。
專利說明書CH 580 999描述了 一種自動車床上的引導裝置，用來 給旋轉的圓形及成型的料棒定心及使它穩定。引導裝置固定到料棒裝 載儲存器的供應管上。引導裝置的轉子通過自動車床的心軸驅動。操 縱杆安裝到轉子上，該操縱杆由於離心力繞著轉動點向外轉動。在操 縱杆的一端安裝有輥子，該輥子由於向外轉動給料棒施加力並導致料 棒定心。該設備的不利之處在於，該設備必須與料棒裝載儲存器連接， 並且同時必須與自動心軸連接。對於容易彎曲的料棒，非常大的離心 力必須部分地被構造得相當輕便的料棒裝載機吸收。因此，不能充分 地抑制振動及噪音。另外還不利的是，輥子總是處於運動中。對於裝 載儲存器使用了靜止的杵裝置。因此，在使用這種引導裝置的情況下， 輥子或杵裝置在最短的使用時間之後就已經被破壞了 。

發明內容
本發明的任務在於，提出一種用於料棒定心的新定心卡盤，該料 棒供應給車床的彈簧卡盤，該定心卡盤不具有現有技術的不利之處。 新的定心卡盤應當尤其適合於料棒定心，並且也適合於扦裝置定心， 利用該軒裝置可將料棒推入彈簧卡盤中。
基於本發明，該目標尤其通過獨立的權利要求的內容來完成。此 外，其它有利的實施例通過從屬的權利要求及描述給出。
該目標尤其通過本發明如此完成，即定心卡盤包括外部結構，該 外部結構可繞著料棒的縱向軸線轉動，定心卡盤包括內部結構，該內
部結構可繞著料棒的縱向軸線轉動，其中內部結構基本上布置在外部 結構中，並且內部結構相對於外部結構是可轉動的，內部結構設置成 可使料棒被引導穿過內部結構，外部結構包括用於使外部結構相對於 彈簧卡盤固定的器件，外部結構包括離心裝置(Fliehkraftvorrichtung), 該離心裝置產生對應於轉速的力，內部結構包括定心裝置，該定心裝 置基於施加到其上的力導致料棒定心，並且在外部結構與內部結構之間設置有力傳遞裝置，該力傳遞裝置保證內部結構相對於外部結構可 轉動，並且將離心裝置產生的力傳遞給定心裝置。這種定心卡盤尤其 具有以下有利之處，即供應給彈簧卡盤的料棒被定心，並且扦裝置也
被定心，此扦裝置從料棒的一定長度開始被定心卡盤卡住。
在一個實施例變型中，至少 一個球軸承設置在內部結構與外部結 構之間。這種定心卡盤尤其具有以下有利之處，即內部結構相對於外
部結構的可轉動布置包括可靠並且堅固(robust)的器件。
在另一個實施例變型中，力傳遞裝置包括至少一個球軸承。這種
定心卡盤尤其具有以下有利之處，即力傳遞裝置通過簡單並且堅固的
器件保證內部結構相對於外部結構的可轉動性，並且同時確保外部結
構與內部結構之間的力傳遞。
在另一個實施例變型中，在力傳遞裝置與定心裝置之間設置有阻
尼元件。這種定心卡盤尤其具有以下有利之處，即可保證定心卡盤的
長操作壽命。
在另 一個實施例變型中，沿著料棒的外周安裝有以均勻的間距布 置的三個定心裝置。這種定心卡盤尤其具有以下有利之處，即在定心 時可達到非常安靜的運行及高效率。
附圖簡述
以下藉助於實例對本發明的實施例變型進行描述。實施方式的實
例通過以下附圖顯示


圖1示意地顯示了基於現有技術的車床及料棒裝載機；
圖2示意地顯示了車床及料棒裝載機，其帶有所安裝的基於本發
明的定心卡盤；
圖3示意地顯示了基於本發明的定心卡盤；
圖4示意地顯示了經過基於本發明的定心卡盤的橫截面。
具體實施方式
在圖1中，參考標號l表示車床或轉動中心。車床l包括工具滑 架2,該工具滑架帶有用於容納工具的設備。這種用於容納工具的設 備可(例如)設計為可轉動的設備，尤其是設計為轉塔頭
(Revolverkopf)4。各種不同的工具可安裝到該轉塔頭4上，尤其是用 於加工不同材料的工件的工具、為不同的加工速度而設計的工具，或 者還有(例如)鑽孔工具。車床1還包括主軸箱3。主軸箱3可包括中空 軸及相對於中空軸沿軸向布置的彈簧卡盤5。中空軸和彈簧卡盤5可
1的應用以及取決於工件，轉速可達到(例如)2000-3000 U/min、 7000 U/min(轉/分鐘)或高達(例如)18000 U/min。中空軸可如此設計，使得 工件可經由中空軸供應給彈簧卡盤5,其中工件能夠被夾緊在彈簧卡 盤5中，並加速到一定的轉速，並且旋轉的工件利用安裝在工具滑架 2中的工具進行加工。為此，工具滑架2尤其包括所需的設備，以便 工具在相對運動中相對於工件移動。
在圖1中，參考衝示號6表示料棒裝載機，或者表示用於將棒狀工 件供應給車床1的設備。在圖1中，參考標號8表示這種料棒。料 棒裝載機6可設置成容納(例如)lm長至(例如)6m長的料棒。這種料棒 尤其可包括圓形材料、方形材料或六角形材料。因此，取決於料棒8 的類型，以上所描述的不利之處(例如噪音擴展的不利之處)可或多或 少地明顯地發生。料棒裝載機6尤其包括扦裝置7，用於將料棒8供 應給車床l。為此，杵裝置7尤其可包括安裝到球軸承上的頭部，使 得在加工過程中轉動的料棒8可相對於不轉動的扦裝置7轉動地支撐 著。
如圖1示意顯示的車床1及相應的料棒裝載機6可設置成在相對 較長的時間段內(例如超過幾個小時)以完全自動的方式製造工件。因 此，料棒裝載機6可設計為(例如)料棒裝載儲存器，用於容納多個料 棒。在這種完全自動操作的情況下，在完成一個工件之後，料棒停止 轉動，然後彈簧卡盤5打開。利用扦裝置7將料棒沿著工具滑架2的方向推移一定的長度，並且彈簧卡盤5重新關閉。隨後，料棒被置於轉動中，並且通過安裝在工具滑架2上的工具製造出另 一個工件。
在圖2中顯示了帶有料棒裝載機6的車床1，基於本發明的定心卡盤11安裝在主軸箱3的中空軸上。
在圖3中示意地顯示了基於本發明的定心卡盤11。定心卡盤11包括外部結構12和內部結構13。在圖3中，外部結構12的一部分以第一陰影線顯示，而內部結構13的一部分以第二陰影線顯示。外部結構12包括器件14，用於將外部結構12相對於彈簧卡盤5固定。用於相對於彈簧卡盤5固定的器件14可以本領域技術人員已知的類型和方式實現，並且尤其可包括凸緣或等同的器件，用於與主軸箱3的中空軸連接。通過外部結構12相對於彈簣卡盤5固定，導致外部結構12以與彈簧卡盤相同的轉速轉動，即在料棒加工過程中外部結構12以一定的轉速轉動，而當料棒8沿著工具滑架的方向滑移時外部結構12處於靜止。
如在圖3中示意顯示的一樣，內部結構13基本上布置在外部結構12中。內部結構13布置成相對於外部結構12可轉動。這種可轉動的布置可(例如在圖3中示意所示的一樣)通過球軸承15,16,17達到。顯然，執行與內部結構13的可轉動布置相同的技術功能的實施例變型對於本領域技術人員是已知的。球軸承15,16,17中的一個或多個球軸承還可以通過使用兩個或多個彼此相鄰布置的球軸承構成。在原理上還可以想到的是，省去這些球軸承中的某些球軸承。
在圖3中，參考標號18表示離心裝置。離心裝置18安裝在外部結構12上。如在圖3中示意顯示的一樣，離心裝置18可包括軸及安裝到軸上的外部零件，使得當外部結構12轉動時該外部零件通過由於轉動產生的離心力繞著軸移動。如在圖3中示意顯示的一樣，離心裝置18的外部零件的該運動可傳遞給傳遞設備。
在圖3中，參考標號20表示定心裝置。如在圖3中示意顯示的一樣，定心裝置20可在套筒中被引導。端部(在圖3中為上端部)可包括傾斜的表面。另一個端部(在圖3中為下端部)可構造成用來平放在料棒8上。通過把力施加到定心裝置20的傾斜表面上，力可傳遞給料棒8。在內部結構13中，至少兩個(優選三個)定心裝置20以(例如)均勻的間距安裝，並且，通過在定心裝置20的傾存+表面上施加力，沿著料棒的軸線方向作用的力可帶給料棒8。利用這些力可使料棒8定心。
如在圖3中示意顯示的一樣，離心裝置18由於外部結構轉動所產生的力可通過傳遞設備21傳遞給定心裝置20的傾斜表面。傳遞設備21包括第一傳遞部分21和第二傳遞部分22,該第一傳遞部分21安裝到外部結構12上，而該第二傳遞部分22安裝到內部結構13上。球軸承17安裝在第一傳遞部分21與第二傳遞部分22之間。作為單個球軸承17的替代，可設有兩個或多個平行安裝的球軸承。如在圖3中示意顯示的一樣，第一傳遞部分21沿著軸向方向可滑移地安裝到外部結構12上。第一傳遞部分21設置成吸收由離心裝置18產生的力，並傳遞給球軸承17。該力通過球軸承傳遞給第二傳遞部分22。如在圖3中示意顯示的一樣，第二傳遞部分22作為可沿著軸向方向滑移的套筒，安裝在由球軸承15及球軸承17支撐的內部結構的內部部件上。施加給球軸承17的力可被第二傳遞部分22吸收。輥子可安裝在第二傳遞部分22的端部上，利用該輥子可將該力傳遞給定心器件，並且基於該力可使料棒8定心。
因為外部結構12基於所提到的器件14相對於彈簧卡盤5固定，所以外部結構12以與彈簧卡盤相同的轉速轉動。因為內部結構13相對於外部結構12是可自由轉動的，所以內部結構13的轉速可與料棒8或抖裝置7的轉速相適應。只要料棒8的一部分位於定心器件20的位置上，則內部結構13就以與料棒8相同的轉速轉動。因為料棒8在彈簧卡盤中被夾緊，在這種情況下，內部結構13的轉速與外部結構12的轉速相同。由於料棒8利用扦裝置7滑移，扦裝置7從料棒一定長度開始位於定心器件20的位置上。因為杵裝置不轉動，所以在這種情況下，內部結構13的轉速等於零。
在圖3中示意顯示的定心卡盤的組成部分可如此布置，即料棒8
或杵裝置7基本上在兩點、三點或多點上定心。為此尤其可設有相應
數目的定心器件。
如在圖3中示意顯示的一樣，定心器件20可^皮彈簧/人料才奉8上 推開，使得當外部結構12靜止時定心器件20不與料棒8接觸。由此 可(例如)防止料糹奉8在推動時被扦裝置7刮傷。
在圖3中，參考標號23表示阻尼元件。阻尼元件23可(例如)一 方面布置在內部結構13的與定心器件20連接的部件之間，另一方面 布置在內部結構13的與第二傳遞部分22連接的部件之間。阻尼元件 23可包括(例如)彈簧元件和/或填充油或空氣的壓力容器。通過阻尼元 件23可以期望的方式調節和/或控制第二傳遞部分22與中心器件20 之間的運動動力'1"生。
在圖4中示意地顯示了在圖3中顯示的橫截面IV-IV。在圖4中 顯示了三個對稱布置的定心裝置20。應當提到是，顯然，還可以僅布 置兩個定心裝置20或更多數目的定心裝置20。如在圖4中示意顯示 的一樣，可通過定心裝置20使料棒8定心。在圖4中還顯示了三個 阻尼元件23。但是，還可以僅布置單個阻尼元件23或更多數目的阻 尼元件23。
權利要求
1.一種用於料棒(8)定心的定心卡盤(11)，該料棒(8)供應給車床(1)的彈簧卡盤(5)，其特徵在於，-所述定心卡盤(11)包括外部結構(12)，該外部結構(12)能夠繞著所述料棒(8)的縱向軸線轉動，-所述定心卡盤(11)包括內部結構(13)，該內部結構(13)能夠繞著所述料棒(8)的縱向軸線轉動，並且所述內部結構(13)基本上布置在所述外部結構(12)中，以及所述內部結構(13)布置成相對於所述外部結構(12)可轉動，-所述內部結構(13)設置成能夠使所述料棒(8)被引導穿過所述內部結構(13)，-所述外部結構(12)包括用於使所述外部結構(12)相對於所述彈簧卡盤(5)固定的器件，-所述外部結構(12)包括離心裝置(18)，該離心裝置(18)產生對應於轉速的力，-所述內部結構(13)包括定心裝置(20)，該定心裝置(20)基於施加到所述定心裝置(20)上的力使所述料棒(8)定心，以及-在所述外部結構(12)與所述內部結構(13)之間布置有力傳遞裝置(21，17，22)，該力傳遞裝置(21，17，22)保證所述內部結構(13)相對於所述外部結構(12)可轉動，並且該力傳遞裝置(21，17，22)將由所述離心裝置(18)產生的力傳遞給所述定心裝置(20)。
2. 根據權利要求1所述的定心卡盤，其特徵在於，在所述外 部結構(12)與所述內部結構(13)之間布置有至少 一個球軸承 (15,16)。
3. 根據權利要求1至2中任一項所述的定心卡盤，其特徵在 於，所述力傳遞裝置(21,17,22)包括至少一個球軸承(17)。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的定心卡盤，其特徵在於，在所述力傳遞裝置(21,17,22)與所述定心裝置之間布置有阻尼元 件(23)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的定心卡盤，其特徵在 於，沿著所述料棒(8)的外周安裝有三個大致以均勻的間距布置的定 心裝置(20)。
全文摘要
本發明涉及一種用於料棒(8)定心的定心卡盤(11)，該料棒(8)供應給車床(1)的彈簧卡盤(5)。外部結構(12)及布置在其中的內部結構(13)繞著料棒(8)的縱向軸線可轉動地布置。內部結構(13)布置成相對於外部結構(12)可轉動。外部結構(12)包括用於使外部結構(12)相對於彈簧卡盤(5)固定的器件。外部結構(12)包括離心裝置(18)，該離心裝置(18)產生對應於轉速的力。內部結構(13)包括定心裝置(20)，該定心裝置(20)基於施加到定心裝置(20)上的力使料棒(8)定心。在外部結構(12)與內部結構(13)之間布置有力傳遞裝置(21，17，22)，該力傳遞裝置(21，17，22)保證內部結構(13)相對於外部結構(12)可轉動，並且該力傳遞裝置(21，17，22)將由離心裝置(18)產生的力傳遞給定心裝置(20)。
文檔編號B23B31/14GK101687256SQ200880013969
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月10日 優先權日2007年4月27日
發明者H·莫澤 申請人:莫澤機械公司