[发明专利]高频主轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频主轴，其带有机器主轴、松开单元以及夹紧单元，该夹紧单元可在夹紧位置与松开位置之间移位，且具有至少一个夹紧部件，通过受弹簧加载的拉紧螺栓的轴向位置改变来实现使得该夹紧部件径向地朝向主轴纵轴线移动，该夹紧部件被设置用于通过形状配合和径向的力传递对配属于高频主轴的刀具或刀架进行轴向的位置固定。

背景技术

高频主轴的特点是其大于或等于50,000转/分钟的高转速。已知有各种不同的方法用来更换和夹紧刀具或刀架。在此有手动夹紧系统和自动夹紧系统之分。手动夹紧系统用手进行刀具更换和刀具夹紧。而自动夹紧系统则利用弹簧和可更换的夹紧钳进行刀具夹紧，如由DE 199 20 264 B4已知。

但在使用夹紧钳情况下，在工作中刀具会发生沿着主轴纵轴线的轴向移动，这导致工件加工不精确。此外，利用带夹紧钳的自动夹紧系统的高频主轴的问题在于，刀具的更换牵涉到夹紧钳的更换，因而非常耗费时间。基于刀柄锥（Schaftkegel）或空心刀柄锥的自动夹紧系统由于构造条件而需要相对大的主轴直径。自动夹紧系统的另一个问题是，解除夹紧。在此，通常经由静止的松开活塞对主轴轴承施加压力。特别是对于高频主轴来说，这种轴向压力对主轴轴承的寿命有不利影响。

发明内容

本发明的目的在于，针对开头所述类型的高频主轴避免上述缺点。

根据本发明，针对开头所述类型的高频主轴实现所述目的的方式为，把至少一个夹紧部件实现为保持在球保持架中的锁止球，用于与刀具中的或者刀架中的对应的球承载件配合作用。这导致构造简单，由此还可以实现高频主轴的非常紧凑的结构。

对于高频主轴来说有益的是，至少一个锁止球至少有双份。这导致改善配属于高频主轴的刀具或刀架的夹紧能力，由此改善使用者的操作性，且对高频主轴的回转性有积极影响。

已表明，对于高频主轴的应用性能特别有益的是，可以实现高频主轴外直径小于15毫米，优选小于或等于10毫米。本发明的高频主轴由此也能应用在以高频主轴的非常紧凑的尺寸为前提条件的领域中。这里应示范性地提及牙科领域。

此外对于本发明的高频主轴来说有利的是，机器主轴配设有用于容纳球保持架的夹紧段壳体（Spannsatzgehäüse），且球保持架可在夹紧段壳体中轴向地移动。由于球保持架可轴向移动，实现了轴向的长度补偿，由此保证把刀具锥可靠地拉入到主轴锥（Spindelkegel）中。这一方面具有构造上的优势，另外由于球保持架可轴向移动还保证了高频主轴的功能性。

此外已表明对于本发明的高频主轴的用户友好性特别有益的是，利用配属于球保持架的弹簧来实现把刀具或刀架主动地拉入，该弹簧的弹性作用与拉紧螺栓的夹紧弹簧相反，该弹簧相对于夹紧段壳体的轴向移动受设置在夹紧段壳体或机器主轴中的螺栓及与其对应的位于球保持架中的深孔的限制。由此实现把刀具或刀架主动地拉入，这在实质上有助于方便地操作高频主轴。另外，由此保护拉紧螺栓的夹紧弹簧免于过载，这对高频主轴的寿命有积极影响。

此外对于本发明的高频主轴来说有益的是，拉紧螺栓在面向刀具或刀架的端部上具有夹紧锥体，该夹紧锥体被设置用于使得锁止球径向地移位。这导致夹紧单元的高运行可靠性。

另外对于本发明有利的是，刀具或刀架配设有空心锥，为了在空心锥内侧面上对刀具或刀架进行轴向位置固定，设置有用于与锁止球配合作用的球承载件特别是抓合滚动槽（Greifrille）。由此在夹紧位置防止刀具或刀架发生轴向移动。

此外已表明对于本发明的高频主轴有益的是，机器主轴配设有主轴锥，该主轴锥被设置用于与刀具的或刀架的空心锥的外侧面形成摩擦配合。由此在把刀具插入时便于刀具或刀架对中，进而也对用户友好性有积极影响。

此外对于本发明的高频主轴有利的是，球保持架和锁止球相对于拉紧螺栓的位置轴向固定，高频主轴配设有用于容纳刀柄的刀具导套，该刀具导套受合适的密封件的保护，以免遭受污物。这保证了工作可靠性，因为防止了污物侵入到高频主轴中，此外能实现更紧凑的结构，这附加地提高了高频主轴的应用能力和寿命。

已表明特别有益的是，刀具导套具有控制曲线，该控制曲线被设置用于在拉紧螺栓轴向移位时使得锁止球径向地移位。通过拉紧螺栓与锁止球的配合作用，保证本发明的高频主轴在刀柄夹紧方面具有高的工作可靠性。