[发明专利]具有主动磁体轴承的工具芯轴

说明书

本发明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。此外本发明涉及具有这种工具芯轴(1)的机床(15)。

技术领域

本发明涉及一种工具芯轴，以及涉及一种具有该工具芯轴的对应机床。

背景技术

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。