[发明专利]心轴组件

说明书

背景技术

心轴（spindle）提高产量、并且提高机加工装置的总效率，所述机加工装置比如为车床、铣床、钻床等等。然而，现有心轴非常复杂，并且通常由非常昂贵的部件（比如，先进轴承组件和电机）构成。因此，心轴往往非常昂贵，这就使其仅仅限于非常高的生产量和高切割质量的应用。

一种替换的解决方案为心轴调速装置（也称为心轴增速器或倍速器）。这些装置可组装在加工装置上并且与加工装置的主轴一起旋转。因此，该组件的整体转速可以为心轴调速装置的转速和机加工装置的主轴的转速的代数和。

而且，很多心轴调速装置要求机加工装置具有外部动力源，比如，气压、水压或电力。通常，这些外部动力源不可用于较旧的低成本的机加工装置中。因此，这些机加工装置使用多个心轴调速装置不太实际。这就大幅减少了这些解决方法的市场规模。

然而，很多机加工装置（包括各种规模的车间内可见的机加工装置）包括用于通过主轴传送加压的冷却剂流体的系统。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种心轴组件，其配置成组装在工具保持件（tool holder）的内部锥形插座处，所述组件具有后端和前端，所述前端邻近所述组件的工具夹紧系统，并且所述后端邻近所述组件的与所述工具夹紧系统相对的一端。所述组件可包括：旋转轴，其配置成在所述工具保持件内旋转；轴承组件，其包括前端轴承组件和后端轴承组件，配置成在工具保持件内径向和轴向地支撑旋转轴并且能够实现所述轴在工具保持件内的高速旋转；涡轮机，其操作性地与旋转轴连接，所述涡轮机配置成转动旋转轴；多个通道，其配置成允许高压冷却剂流体从工具保持件中流动以驱动所述涡轮机，其中，所述轴承组件的至少一个轴承设置在心轴组件的配置成位于由工具保持件的锥形插座和前夹紧螺母所限定的空间内的部分中。

而且，根据本发明的实施方式，心轴组件可以包括空心壳体，以用于机械支撑所述心轴组件的部件。

而且，根据本发明的实施方式，所述空心壳体可以包括套爪（collet）。

而且，根据本发明的实施方式，所述通道可至少部分由壳体的外表面和工具保持件的锥形插座的内表面限定。

而且，根据本发明的实施方式，所述多个通道可以配置成允许冷却剂流体的至少一些流过轴承组件，以便冷却和润滑轴承。

而且，根据本发明的实施方式，所述多个通道可以包括冷却剂排放装置。

而且，根据本发明的实施方式，所述冷却剂排放装置可以允许冷却剂流体朝着安装在心轴组件上的工具的工作点流动。

而且，根据本发明的实施方式，所述冷却剂排放装置可以包括位于心轴组件的前端并且选自包括以下装置的组的装置：开口、喷嘴和喷洒器。

而且，根据本发明的实施方式，所述多个通道可以包括穿过旋转轴的空心隧道，所述空心隧道配置成允许冷却剂中的一些以高压和低流速朝着心轴组件上安装的工具的中央钻孔流动。

而且，根据本发明的实施方式，所述心轴组件的后端可以包括动态密封系统，以用于基本上防止流过旋转轴的空心隧道的冷却剂流体的渗漏。

而且，根据本发明的实施方式，所述动态密封系统可以允许冷却剂流体通过动态密封系统的的渗漏，并且所述多个通道可以包括配置成允许渗漏冷却剂流体流动至后端轴承组件和前端轴承组件中的通道，从而为后端轴承组件和前端轴承组件提供润滑和冷却。

而且，根据本发明的实施方式，所述前端轴承组件和后端轴承组件可以以选自包括以下配置的组中的一个配置来安装：背靠背安装、面对面安装和级联安装。

而且，根据本发明的实施方式，每个轴承组件可以包括至少一个轴承。

而且，根据本发明的实施方式，所述涡轮机可以位于选自包括以下位置的组中的一个位置：在后端轴承组件的后面、在后端轴承组件和前端轴承组件之间、以及在前端轴承组件的前面。

而且，根据本发明的实施方式，所述轴承组件可以预先加载弹簧施加的预加载压力。

而且，根据本发明的实施方式，所述前端轴承组件和后端轴承组件可以定位成彼此相邻，并且其中，可以由这个定位来实现预加载。

而且，根据本发明的实施方式，所述涡轮机可以选自包括以下涡轮机的组：轴向冲力式涡轮机、径向冲力式涡轮机和反动式涡轮机。

而且，根据本发明的实施方式，所述冷却剂可以为水和油的乳浊液。

而且，根据本发明的实施方式，心轴组件可以包括工具夹紧系统。

而且，根据本发明的实施方式，心轴组件可以包括转子定位系统的配制装置。