[发明专利]刀具夹紧系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的带有两个金属轴区段的刀具夹紧系统(Werkzeugspannsystem)、一种根据权利要求17所述的用于旋转刀具的夹头(Spannfutter)以及一种根据权利要求18所述的机床单元。

背景技术

带有旋转刀具的机床通常装备有刀具夹紧系统，其允许手动或自动的刀具更换。为此，该刀具夹紧系统提供了带有共同的几何纵轴线的两个轴区段的可解的连接，其中，轴区段中的一个根据应用情况可为机床的驱动主轴的组成部分。在一种已知的刀具夹紧系统(WO 02/05992 A1)的情形中，刀具夹紧系统连接机床的驱动主轴与在主轴侧上具有短锥(Steilkegel)的夹头。短锥借助于主轴侧的短锥容纳部被夹紧。

上述刀具夹紧系统、尤其短锥容纳部通常装备有夹紧机构，其具有专用的驱动装置和多个连带转动的单件。由于刀具夹紧系统的该昂贵的构建不可容易地实现小型化，而不损害回转特性(Rundlaufverhalten)和转矩传递。这样的小型化在有些领域中、尤其在制造飞机结构件(Flugzeug-Strukturbauteil)的范围中孔的钻孔(Bohren)的情形中被需要。此外，刀具更换的自动化与附加的驱动装置的使用相联系且因此结构上昂贵。

发明内容

本发明基于如下问题，即，说明一种可自动化的刀具夹紧系统，其在良好的回转精度和较高的转矩传递的情形中允许小型化。

上述问题通过一种带有权利要求1的特征的刀具夹紧系统来解决。

如下原则上的考虑是重要的，即，由待连接的轴区段自身可建立咬合连接(Schnappverbindung)。在此，在金属轴区段的情形中至少以较低程度存在的弹性被用于实现相应的卡住(Überschnappen)。

另外看出的是，即，上述卡住可通过两个轴区段彼此相对地围绕共同的几何纵轴线的锁止摆动运动(Verriegelungs-Schwenkbewegung)来获得。具体地作如下建议，即，刀具夹紧系统的第一轴区段在端侧具有锁销(Verriegelungsstift)而第二轴区段在端侧具有锁套(Verriegelungshülse)，其中，为了建立可解的驱动技术上的连接第一轴区段以其锁销可被同轴地引入到第二轴区段的锁套中。该驱动技术上的连接用于传递旋转驱动运动以及驱动力矩。

为了建立连接，两个轴区段在彼此相对地围绕共同的几何纵轴线的锁止摆动运动的情形中被摆动到锁止摆动位置中。通过该摆动产生由于锁销和/或锁套的弹性变形的咬合过程。为此设置有至少一个布置在锁销的周缘处的卡锁成型部(Rastausformung)，其在锁止摆动运动的过程中卡住锁套的至少一个对应的配对卡锁成型部。在实现较高的回转精度的意义中优选地设置有至少三个在锁销的周缘上分布的卡锁成型部，其在锁止摆动运动的过程中在锁销和/或锁套的弹性变形的情形下卡住锁套的至少三个对应的配对卡锁成型部。

由上述解释得出如下，即，利用根据建议的解决方案可建立两个金属轴区段的连接，而不需要任何单独的夹紧装置。该连接的建立仅归因于在两个轴区段彼此相对的紧接着的锁止摆动运动的情形中锁销到锁套中的引入。

通过不需要用于建立连接的单独的部件，利用根据建议的解决方案在夹紧系统的小型化的情形中同样可获得极其良好的回转精度。较高转矩的传递同样不成问题，因为用于提供这样的转矩的形状配合可容易地实现。

另外可容易地实现连接的自动建立和解开，因为为此仅直线运动(即锁销的引入)和摆动运动(即锁止摆动运动)是必要的。用于连接的建立和解开的附加的驱动装置可被取消。

一种特别过程可靠的连接由权利要求3和4的组合得出，从而使得该连接不仅是力配合的而且关于轴区段相对彼此的摆动同样在两侧是形状配合的。

在根据权利要求6的一种优选的变型方案中，设置有在其内可实现锁销到锁套中的引入的解锁摆动范围。如果该解锁摆动范围延伸经过值得注意的摆动范围，则在引入锁销的情形中不必注意两个轴区段彼此的精确的角度位置。这显著简化了用于连接的建立的自动化的耗费。

备选地或附加地可根据权利要求7作如下设置，即，轴区段的几何结构在引入锁销的情形中支持两个轴区段彼此到解锁摆动位置中的取向。为此，至少一个轴区段装备有相应的引入斜面(Einführschräge)。