再调整系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种调整系统，该调整系统包括推进头(2)，其中，刀具(8)能够通过刀架滑台(4)在推进方向上移动，刀架滑台(4)被通过至少一个压电致动器(34)调整。
【专利说明】再调整系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的再调整系统。
[0002]这种类型的再调整系统用于，例如，在刀具磨损情况下的再调整或在对工件内外轮廓进行精加工情况下的再调整，其中，所述轮廓能够具有柱形、偏心或非圆的形状。
【背景技术】
[0003]DE 10 2007 017 800 Al公开了一种再调整系统，其中主轴支撑着膜倾斜头，由此切削刃在径向上可调，从而，例如，将在活塞螺栓的纵轴中的圆形、椭圆形和/或喇叭形形状或任何其它适当的形状赋予小的连杆孔。膜倾斜头被经由线性地可调致动器调整，也称为拉杆，经由拉杆支撑切削刃并被可操作地连接至膜的工具头，能够相对于主轴轴线倾斜，从而产生径向的调整。拉杆被支撑在主轴中并与主轴一起旋转。拉杆的后端部分被引导出主轴，并被经由在可由致动器调整的滑台上的支承布置支撑在那里。在已知的解决方案中，主轴被经由驱动马达驱动，驱动马达被布置为平行于主轴轴线，并经由带驱动等可操作地连接至主轴。为了孔的精加工，调整装置必须被构造使得可以实现直径公差< IT6。要被机加工表面的圆度、圆柱度或直度必须达到多达为3μ的值。而且，必须能够产生在几μ的范围内的轮廓形状和/或限定的椭圆度。
[0004]所述方案的缺点是，在设备中需要相当大的结构空间和转向力，用于主轴传动以及拉杆的支承。另一缺点在于通过拉杆传热。
[0005]在DE 44 01 496 C3中描述了一种用于机加工圆形、非圆形和/或非柱形轮廓的调整装置，其中，切削刃的调整装置被经由包括压电转换器的头执行。在已知的再调整系统中，头基本为U型，压电致动器被布置在U型头的固定支腿中，并且作用在可弹性挠曲的支腿上，切削刃被保持在该支腿处。通过使压电致动器变形，可弹性挠曲支腿和因此切削刃能够被在径向上调整。此方案的缺点是，刀架必须被构造为具有弹性使得特别是在高切割效率的情况下，不能确保精加工所需的质量。另一缺点是，U型刀架需要相当大的结构空间。而且，不利的是，由于U型刀具头，引起机加工精度能够进一步恶化的不平衡，在调整或致动时产生。
[0006]另一方面，本发明的目的是提供一种适于精加工的再调整系统，该再调整系统在最优刚度和最小不平衡方面是优秀的。
【发明内容】
[0007]该目的通过包括权利要求1的特征的再调整系统实现。
[0008]本发明有利的进一步发展是从属权利要求的主题内容。
[0009] 根据本发明的再调整系统包括推进头，推进头支撑切削刃，并被构造为具有用于径向地调整切削刃的压电致动器。推进头包括在推进方向上可调的刀架滑台，刀架滑台可操作地连接至切削刃并可经由压电式致动器(下文称为压电致动器)沿着导轨在前进方向上移动，。[0010]通过引导刀架滑台，压电致动器的调整运动被最精确地转换为推进运动，其中，能够避免现有技术需要的推进头组成部件的挠曲所导致的不精确。根据本发明的布置，具有刀架滑台，刀架滑台由压电致动器调整，刀架滑台在最优刚度方面是优秀的，其中，由于精确的引导所以能够实现非常精确的调整。而且，这种设计允许将刀架滑台布置为相对于主轴的转动轴线最大限度地对称，使得在开始时描述的现有技术中的不可避免的不平衡被最小化。在这种情况下，压电致动器的有效方向优选地在推进方向上延伸。
[0011]在本发明的实施例中，刀架滑台在原位置的方向上被经由反作用力元件偏压。然后压电致动器抵消所述偏压。
[0012]如果反作用力元件由弹簧或弹簧组件形成，那么该再调整系统的结构特别简单。
[0013]例如，所述弹簧组件能够被布置为平行于压电致动器，使得再调整系统具有非常紧凑的设计。
[0014]为了增加调整行程和/或调整力，多个压电致动器能够被布置为彼此并联或串联，使得各个压电致动器的调整行程或由各个压电致动器施加的调整力增加。
[0015]在本发明的优选实施例中，包括至少两个压电致动器的两个单元被布置为彼此并联，所述至少两个压电致动器被布置为机械地串联。
[0016]当反作用力元件被布置在两个压电致动器单元之间对称的平面中时，这是优选的变体。
[0017]当用于刀架滑台的导轨一方面被通过反作用力元件的支撑限定，并且另一方面被通过压电致动器的支撑限定，使得所述支撑也限定刀架滑台的调整行程时，该再调整系统具有特别简单和紧凑的设计。
[0018]为了使得由碎屑、冷却剂/润滑剂等引起的污染最小化，导轨被通过盖与工作腔分隔开。
[0019]在本发明的实施例中，再调整系统的推进头被设计为包括HSK (空心柄锥)夹持系统，用于夹持被构造为包括切削刃的刀具。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下文中，本发明的优选实施例将通过附图的方式被详细地图示，其中:
[0021]图1示出了再调整系统的第一实施例的高度示意化的对角截面；
[0022]图2示出了根据图1的再调整系统的纵向截面；
[0023]图3示出了再调整系统的另外实施例的对角截面；
[0024]图4示出了根据图3的再调整系统的纵向截面；以及
[0025]图5是根据图3的再调整系统的顶部剖视图。
【具体实施方式】
[0026]在图1和2中示出了根据本发明的再调整系统I的截面A-A和B_B。再调整系统被安装到机加工刀具或机加工单元的马达主轴。再调整系统I包括推进头2，在推进头2中刀架滑台4在调整方向上被可移动地引导。例如，刀架滑台4包括刀架6，能够通过HSK (空心柄维)夹持系统将刀具8插入到保持器6中。
[0027]在已知的实施例中，刀具8支撑径向上凸出的切削刃10，其可通过刀架滑台4在径向上的适当的移位以示出的尺寸Z调整(参见图2)。夹持系统的结构、刀架6和刀具8在现有技术中已知，所以省略更详细的解释。
[0028]推进头2包括结构12，在结构12中刀架滑台4在径向上是可调的(在图1和图2的竖直方向)。为了在刀具主轴(在图1和图2中没有示出)上安装，结构12被构造为具有安装凸缘14，在安装凸缘14上形成有安装孔16，安装孔16的孔分布和其圆环中心对应于没有示出的刀具主轴的接纳部。使得结构12能够被布置在刀具主轴处。在结构12中，用于刀具滑动台4的平行导轨18被形成为用于在调整方向Z上引导刀架滑台4。导轨18大体包括与在调整方向Z上平行地延伸的两个横向导轨20、22。移位被通过两个支持部件24,26限定，刀架滑台在相应的端部位置处抵靠两个支持部件24、26。平行于图1中投影平面，刀架滑台4在结构12的支撑部28上被引导并在工作空间的方向上被盖住，即朝向切削刃10，被主要用作导轨的盖31盖住，而且阻止碎屑和/或冷却剂和/或润滑剂或其它的杂质进入到引导区域中。盖31优选地连接至刀架滑台4。
[0029]图1示出了图2中沿着线A-A的截面，根据图1，经由为弹簧30形式或弹簧组件形式的反作用力元件，刀架滑台4被偏压在上支撑部件26的方向上。弹簧30被支撑在下支撑部件24上，并且其自由端部部分伸入到刀架滑台4的保持空间32中并邻近所述保持空间32的端面，以便在朝向支撑部件26的所述的方向上偏压刀架滑台4。支撑部件26支撑压电致动器34，压电致动器34继而伸入到刀架滑台4的压电接纳部36中。这种压电驱动的致动器具有特定的伸展和缩回行程，并连接至机加工刀具或机加工单元的适当的控制，其中，与关联的轴线例如Z轴线同步，并且刀具主轴的速度能够被执行。经由机加工控制，在刀具主轴旋转过程中，压电致动器34被主要地驱动，从而拓展(exploit)调整/致动范围。所述压电致动器的功能从在开始时描述的现有技术中已知，所以在此方面，也省略进一步的解释。重要的是，当施加电压时这种压电元件可变形，从而经由这种形状的变化，完成调整。在这种情况下，由于根据图1中示出的压电致动器34的伸展的系统压缩力，能够通过压电元件施加，该压缩力高于拉伸力(对应于图1中的压电致动器34的缩短)。为了对此进行补偿，弹簧30或弹簧组件被设置为作用在刀架滑台4上，并且因此也在压电致动器34缩短的方向上作用在压电致动器34上。这样一来，压电致动器34被支撑在位于图1顶部的支撑部件26上，并作用在压电接纳部36的内部端面上。当通过适当控制压电致动器34被伸展时，刀架滑台4抵抗弹簧30的力被适当地如图1和图2所示向下调整。在相反的控制情况下，压电致动器34被缩短，并且刀架滑台4的相应的调整运动被通过弹簧30执行。如后面将解释的，为了增加行程或调整力，多个压电致动器34能够被布置为串联和/或并联，从而调整力或致动行程增加。这对弹簧30也同样适用。由于压电控制的很好的响应行为，即便在高主轴速度的情况下，所以在根据本发明的调整方向上的刀架滑台4的导轨使得能够进行极其精确的允许足够调整率的推进运动，从而也能够以高切割效率地对复杂几何形状进行机加工。
[0030]通过图3至5的方式，图示了根据本发明的再调整系统的另一实施例。根据图3至5的再调整系统I的基本结构最大限度地对应于前述实施例。相应地，再调整系统I的推进头2经由安装凸缘14连接，以便与图4中示出的刀具主轴38 —起转动，其中，内部冷却或最小润滑系统40被通过刀具主轴38引导，系统能够被通过所述内部冷却或最小润滑系统40冷却和润滑。如在如述实施例中，刀具8经由HSK(空心柄维)夹持系统被插入在保持器6中(参见图5)。所述刀架6可操作地连接至图3中示出的刀架滑台4，刀架滑台4被在结构12内在推进方向上可调整地引导。与前述实施例类似，刀架滑台4被在推进方向上经由两个横向导轨20、22引导。调整行程被通过支撑部件24和26限定，支撑部件24、26被形成在或附接至结构，刀架滑台4在其相应的端部位置处抵靠着该支撑部件。在刀具主轴的轴线方向上的支撑经由结构12的支撑部28完成。
[0031]在该实施例中，模块化的刀架滑台4被构造为具有两个压电接纳部36a、36b，在压电接纳部36a、36b中的每个中，连续地布置有多个压电致动器34a、34b、34c和34d、34e、34f。因此，在具体的实施例中，三个压电致动器34同时被布置在关联的压电接纳部36a、36b中，从而，当三个压电致动器34都被控制时，其部分行程增加。该控制能够被设计使得相同的电压脉冲作用在压电致动器中的每个上。根据原理，还能够区别地控制各个压电致动器以设定调整。在这种情况下，最大行程由三个压电致动器34a、34b、34c和34d、34e、34f的各自行程确定。最大的力对应地由并联布置的压电致动器的数量确定，从而推进行程以及推进力是可变的，并且可精细调整至比较大的范围。还在该实施例中，反作用力通过弹簧30施加，弹簧30被布置在相对于根据图3示出的两个压电接纳部36a、36b对称的平面中。如具体从根据图5的顶视图明显看出，保持空间32朝向刀具8偏移，与两个压电接纳部36a、36b对置。如具体从图3中的截面明显看出，压电致动器34被支撑在支撑部件26上，而弹簧30继而被支撑在位于图3底部的支撑部件24上，并作用在刀架滑台4上。在示出的实施例中，大约850N的力能够被压电致动器中的每个施加在压缩的方向上，即在压缩弹簧30的方向上，从而总的力是各个力的总和。然后，弹簧30的弹簧刚度被适当地选择，使得在机加工过程中还能够在压电致动器34拉伸的方向上，即在弹簧30释放的方向上施加有效的力。
[0032]如已提到的，在该实施例中的刀架滑台4具有与压电接纳部36a、36b和弹簧保持器32 —起的模块化设计，弹簧保持器32被形成在基体构件上。压电接纳部36a、36b经由前壁44在朝向支撑部件24的前侧处被封闭。朝向支撑28，刀架滑台4被构造为具有附接至基体构件42的基板46，并在支撑侧上封闭压电接纳部36a、36b。刀架滑台4被盖31朝向工作空间盖住。
[0033]本领域技术人员从根据图3至5的实施例可推断，为了改变调整行程和/或调整力，压电致动器34能够被适当地布置，以便增加各个压电元件的致动力和/或致动行程。
[0034]如已提到的，支承刀具8的刀架滑台4的直接调整，在调整方向上显著地提高在开始时描述的方案的精度，在该方案中调整通过推进头的一个支腿的弹性挠曲完成。
[0035]本发明公开了一种包括推进头的再调整系统，其中，刀具能够经由刀架滑台在推进方向上移动。通过至少一个压电致动器调整刀架滑台。
[0036]附图标记列表
[0037]I再调整系统
[0038]2推进头
[0039]4刀架滑台
[0040]6 刀架
[0041]8 刀具
[0042]10切削刃[0043]12结构
[0044]14安装凸缘
[0045]16安装孔
[0046]18导轨
[0047]20横向导轨
[0048]22横向导轨
[0049]24支撑部件 [0050]26支撑部件
[0051]28支撑部
[0052]30弹簧
[0053]31盖
[0054]32保持空间
[0055]34压电致动器
[0056]36压电接纳部
[0057]38刀具主轴
[0058]40最小润滑/内部冷却
[0059]42基体构件
[0060]44前板
[0061]46基板
【权利要求】
1.一种再调整系统，包括支撑切削刃(10)的推进头(2)，所述推进头(2)被构造为具有至少一个用于径向调整所述切削刀具(10)的压电致动器，其特征在于，所述推进头(2)包括在推进方向上能够调整的刀架滑台(4)，所述刀架滑台(4)能够在推进方向上沿着导轨移动，用于通过所述压电致动器调整所述切削刃(10)。
2.根据权利要求1所述的再调整系统，其中，所述刀架滑台(4)经由至少一个反作用力元件在原位置的方向上被偏压。
3.根据权利要求1所述的再调整系统，其中，所述反作用力元件是弹簧(30)或弹簧组件。
4.根据权利要求2或3所述的再调整系统，其中，所述反作用力元件被布置为大致与所述压电致动器平行。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的再调整系统，其中，多个压电致动器被并联和/或串联布置。
6.根据权利要求5所述的再调整系统，其中，至少两个压电致动器单元被彼此并联布置，每个压电致动器单元均包括相对于彼此串联布置的至少两个压电致动器。
7.根据权利要求6所述的再调整系统，其中，所述反作用力元件被布置为在所述两个压电致动器单元之间的平面中大致对称。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的再调整系统，其中，所述导轨一方面通过所述反作用力元件的支撑限定，并且另一方面通过所述压电致动器的支撑限定。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的再调整系统，其中，用于所述刀架滑台(4)的导轨被盖(31)朝向工作空间盖住。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的再调整系统，其中，所述推进头(2)包括HSK(空心柄锥)夹持装置，用于夹持被构造为包括所述切削刃(10)的刀具(8)。
【文档编号】B23Q17/22GK103747901SQ201280035751
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年7月19日
【发明者】弗朗茨·魏丁格尔 申请人:毛瑟－韦尔克奥伯恩多夫机械制造有限公司