卧式精加工机的制作方法

专利名称：卧式精加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，所述装置通过高速及高能的离心及旋转运动， 以对物件进行材料加工，包括精加工。
背景技术：
近年来，人们已深刻认识到对制品进行表面精加工的好处和重要性。 对许多制品而言，优选为(在某些情况下则是必需)对所述制品进行精 加工以使其具有光滑的表面，同时使所述制品的材料特性没有任何退化， 其中所述材料特性对所述制品的预期用途可能是不可或缺的。这些年来己开发出多种进行此类表面精加工的加工工艺。某些精加 工机利用了通过旋转罐体提供的离心力对制品进行精加工。其中一些所 述机器通过复杂的驱动设置而使物品经受离心和旋转两种力。这些类型 的机器受限于一个特定的公转和自转的速度(revolutional speed to rotational speed)比率。同时，这些现有的机器结构复杂，需要许多可动 部件，通常噪音极大。其他类型的机器通过使罐体绕轴转动以产生离心 力，并且通过盘绕在所述轴和所述罐体外部上的皮带产生旋转力。皮带 速度与轴速相关。在这些类型的机器中，过热是一个经常发生的现象。9,在美国专利号5,355,638中(发明人为Hoffinan)公开了一种成功的机 器，所述机器以一个简单的设计而利用了离心和旋转两种力，没有齿轮 系，并且能够以非常高的速度运转，其中通过参考引用，所述专利全部 的公开内容包含在本发明申请中。如在专利5,355,638中所公开的，立式 离心精加工机(或叫抛光机)具有一个可旋转的外罐体，以及至少一个 内罐体，其中所述内罐体绕着可旋转外罐体的轴线转动并且绕着其自身 轴线旋转。在外罐体的内表面和内罐体的外表面之间具有一个阻力面。 当所述内罐体经受离心力时，所述阻力面使得所述外罐体能够控制住所 述内罐体。该机器同步利用由速度所产生的动量(momentum)以及内外 罐体之间可能存在的方向差异以使所述内罐体旋转(revolution)。专利5,355,638还公开了一种装置，其中可使用一个中央驱动装置以 旋转内外罐体。在美国专利号5,848,929 (发明人为Hoffinan)中公开了另一种使用离 心力和旋转力的成功的机器，通过参考引用，所述专利全部的公开内容 包含在本发明申请中。所述专利5，848,929公开了一种立式离心精加工机， 其带有一个固定的外罐体，使得可对大得多的物品进行精加工而不需要 在所述设备上应用过多的能量和力。另外，专利5,848,929中的所述装置 可允许所述内罐体被卸下，从而可在设备中使用具有不同直径的罐体， 而无须变动外罐体。尽管专利5,355, 638和5,848， 929中所述的精加工机相对于当时的现有机器而言具有巨大的进步，但还是具有局限性，即必须将进行精加工 的制品直立地装上和卸下。因此，该设置方式限制了在一次操作中所进 行加工的制品的尺寸及数量。同时，由于容器的直立定向， 一些精加工 的制品在精加工后倾向于移向容器底部，因而需要通过倾倒内容物以清 空容器。另外，重力和离心力促使介质以非各向同性的方式分散。因此，需要一种改进的高速离心精加工机，使得能够容易地放入和 取出容器中的内容物。发明内容本发明公开了一种用以使制品经受离心和旋转运动的卧式离心精加 工机。所述精加工机包含一个主机架，其以可旋转的方式支撑一个中心 轴。所述中心轴具有一个水平纵向轴线，所述中心轴绕着该轴线旋转。 所述轴上安装有至少两个支撑件，所述支撑件从所述轴上径向地向外伸 出。一个或多个容器由径向支撑件以可旋转的方式支撑。每一个容器具 有两个侧壁、两个端壁、 一个底部和一个敞开顶部。所述各个壁以及底 部一同确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体。所述容器上连接 有一个盖，以封闭敞开的顶部。所述容器包含有杆，其从每一个端壁上 侧向地向外伸出。所述杆伸进位于径向臂上的轴承中，并由所述轴承支 撑。所述轴承使得每一个容器可绕着其旋转轴线旋转。在所述精加工机中包含有一个驱动系统以旋转所述容器。所述驱动 系统包含一个马达和一个第一驱动系统。所述第一驱动系统将马达连接 到中心轴上，并适于使所述轴绕着其水平轴线旋转，因而促使所述容器 绕着水平轴线转动。 一个第二驱动系统将马达连接到容器上，并适于使 所述容器绕着其各自的纵向轴线旋转。在本发明的一个实施例中，第二驱动系统通过中心轴连接到马达上， 并且通过一个具有一个圆柱形内表面的外壳体而被连接到容器上。所述容器包含一个从动部分(follower)，其安装在每一个容器上，并与所述 圆柱形内表面接触以及沿着所述内表面滚动。所述沿着圆柱形内表面的 滚动促使所述容器绕着其纵向轴线旋转。优选地，所述壳体为一个由一个框架支撑的圆柱环形体。在本发明 的一个实施例中，具有两个圆柱环形体，容器每侧各有一个。在本发明的另一个实施例中，所述第二驱动系统包含一组正时齿轮， 其与所述中心轴接合，并以一定的速度旋转所述容器，其中所述速度为 相对于所述中心轴的速度。通过以下优选实施例的详细描述，本发明上述的特征和其他特征以 及本发明的优点将变得更加地显而易见，如附图中所示。将认识到，本发明可,在各个方面进行改动，这都不会偏离本发明。因此，附图和说明 书被视为是例证性而已，而不具有限制性。


出于示范目的，在附图中显示了本发明当前优选的实施方式。然而， 应能理解，本发明并未受限于显示在附图中的具体的设置方式和装置。附图l为依据本发明的一个实施例的卧式精加工机的主视图；附图2为如附图1中所示的卧式精加工机的侧视图；附图2A为如附图1中所示的卧式精加工机沿着剖面线2A-2A的剖视图；附图3为如附图1中所示的卧式精加工机的俯视图； 附图4为本发明中所使用的径向臂的俯视图；附图5为如附图4中所示的径向臂的主视图； 附图6为本发明中所使用的容器的一个实施例的侧视图； 附图7为如附图6中所示的容器的侧视图； 附图8为如附图6中所示的容器沿着剖面线8-8的局部剖视图； 附图9为与本发明的各个实施例结合使用的控制系统的示意图； 附图10为本发明第二实施例的等轴视图； 附图11为如附图10中所示的本发明第二实施例的主视图； 附图12为如附图11中所示的本发明实施例的第二驱动系统的局部主 视图；附图13为如附图12中所示的第二驱动系统的局部侧视图，其中从线 13-13方向观看；附图14为本发明第三实施例的主视图；附图15为如附图14中所示的装置从线15-15方向观看的侧视图；附图16为所述第三实施例的一个演变装置的主视图；附图17为如附图16中所示的本发明实施例的侧视图。
具体实施方式
现f看附图，其中在各个图示中，相同的附图标记表示相应或相似的元件。附图1到3分别为依据本发明的卧式离心加工机10的第一实施例 的主视图、侧视图和俯视图，所述卧式离心加工机运用了离心和旋转运 动，用于加工制品，其中包括精加工(finishing)。为了简单明了，除非 另外说明，术语"加工"和"精加工"可在本申请文件中互换使用，指 的是在工件表面上所进行的一种处理(operation)，不论该处理是作用在 工件上的最后一步、或只是中间步骤。相似地，术语"加工机"和"精 加工机"均指一种对工件表面进行处理的机器。精加工机10包含一个支撑所述精加工机的各个部件的主机架12。精加工机10还包含一个第一支架14，优选地，其具有环形轮的形状。第一 支架14包含一个外表面16和一个内表面18。优选地，内表面18的形状为 大体圆柱形，这点将在下文中变得显而易见。支架14还具有一个中心轴 线，大体水平的轴线22即由该中心轴线所处的位置确定。优选地，在所示的实施例中具有两个彼此水平横向(horizontally) 间隔开的环形轮状支架14。优选地，所述两个支架的中心轴线彼此共线， 因而在所述两个支架之间确定了水平轴线22。优选地，轮状支架14也是 由高强度材料(比如钢材)制成。在本发明的一个实施例中，轮状支架 14的内径大约为52英寸、外径大约为56英寸。框架24安装到每一个环形支撑体14上。每一框架24包含至少一个(更 加优选为两个)间隔开的板26。所述板可以制成径向轮辐式，以减轻整 个框架结构的重量。所述板26通过多个横向加强肋28安装到环形支撑体 14上。，横向加强肋28环绕地连接到框架24和环形支撑体14上并且彼此 间隔开。另外，横向加强肋也可以是与框架和环形体相连接，并使框架 和环形体间隔开的杆或栓的形式。板26和加强肋28—同形成了一个牢固 的支撑框架24,以防止或限制每一个环形支撑体14产生变形，比如弯曲。 框架24还提供了一个便利的机构，以将旋转运动传送到环形支撑体14。 如下所述，框架24将被设置成与环形支撑体14一同旋转。环形体14通过框架24安装到中心轴30上，所述中心轴30具有一个纵 向轴线，所述纵向轴线与水平轴线22重合。优选地，中心轴30沿轴线穿过环形体14，并且连接到主机架12。更加具体地，中心轴30的端部伸入 到连接在机架12上的轴承座32中。轴承座32使得中心轴可绕着水平轴线 22旋转。优选地，轴30由高强度金属(比如钢材)制成，以使操作期间 轴的弯曲程度减到最小。在本发明的一个实施例中，轴30的外径为大约 3.5英寸。在所示的实施例中，优选地，以这样的方式安装环形支撑体14，使 其能够相对于中心轴30旋转。更加具体地，板26上优选地安装有轴承34， 中心轴30从轴承34中穿过。轴承34使得中心轴30可支撑所述板，同时， 使板26和轴30能够彼此相对地运动。参看附图1和6到8，在精加工机中至少使用一个容器或罐体36，以容 纳将要进行精加工的制品。所述容器包括两个侧壁36S、两个端壁36E、 底部36B和敞开顶部36T。所述壁和底部一同确定了一个用以容纳将要进 行精加工的制品的罩体或腔体。优选地通过铰接方式，将盖37以可移动 的方式连接到容器36上，使得可进入到敞开顶部、同时还可将其封闭。 该设置方式使得将要进行精加工的制品能够容易地放在容器中。可在容 器壁上安装一个或多个致动装置(未显示)，以助于举起盖37，并支承 所述盖使其处于敞开位置，以能够根据需要将制品和介质放入和取出。 在本发明的一个演变中，盖37通过夹具连接到容器上。在该实施例中， 所述盖可包含有环钩40，使得可通过绞盘装置(未显示)将容器盖举起。 根据机器的预期用途，所述容器可由许多不同类型的材料制成，并且可 制成不同的厚度。例如，所述容器可由钢材和铝材制成，其壁厚从l/8英 寸(金属片材)至J1.5英寸(板材)不等。由于用来对锯条的表面进行精 加工的机器的预期载荷(loads)较大，优选地，容器36由高强度的材料 制成，比如钢材，壁厚则为大约1.5英寸。壁的内表面可涂上氨基甲酸乙 酯(urethane)涂层。容器36包含至少一个(更加优选地为两个)轮面或凸轮面42 (通称 为"轮")，其中轮面或凸轮面42安装到容器端壁36E上，即在容器罩体 的外面。优选地，将轮42刚性固接到端壁36E上，以使容器36和轮42能够 一同旋转，这点在以下将变得更加显而易见。在所示的实施例中，用螺栓将每一个轮42固定到一个端壁36E上。尽管在如附图2所示的实施例中， 显示了轮42直接地顶在端壁36E上，但是也可使所述轮通过托架或支撑杆 与所述壁间隔开。优选地，轮42具有形成于其外周上的摩擦或阻力面/层42F。如将在 以下更加详细地论述，摩擦面42F用来促进容器36的旋转。在一个实施例 中，摩擦面42F为一层氨基甲酸乙酯材料。整个轮42可由摩擦材料制成， 比如氨基甲酸乙酯。在所示的实施例中，轮42的外径大约为10英寸。氨 基甲酸乙酯层的厚度将可变化，取决于预期的载荷。优选地，所述厚度 在大约3/16英寸到大约3/4英寸之间。容器36由中心轴30支撑。更加具体地，径向臂38安装到中心轴30上， 优选地为通过一个固定安装架。该固接使得径向臂38与中心轴30—同旋 转。径向臂38的径向外端连接到容器36上，以使容器36可相对于中心轴 30转动。在附图2到5所示的实施例中，所述连接包括一个固定安装在容 器36上的支撑杆44。臂38的径向外端包含轴承46，杆44伸入到所述轴承 46中。杆44以及容器36均由轴承46支撑，所述轴承46还使得杆44 (以及 容器36)能够相对于臂38旋转。任何适宜的轴承均可使用。在一个实施 例中，杆44由外径大约为2.5英寸的实心钢制成。同样，可使所述杆固定 到臂38上，而使容器36包含一个连接到端壁上的轴承，其中杆44可在所 述轴承中旋转。如附图所示，优选地，每一个容器36由两个径向臂来支撑。将一个 径向臂定位在所述容器的每一个端部的附近(adjacent)。臂38安装在中 心轴30上，以使容器36的轮42靠近或接近(adjacent to or near)环形支撑 体14的内表面18。更加具体地，以这样的方式将轮42定位，使得当操作 时，轮42碰触到环形支撑体14的内表面18。如在以下论述，这将使得当 中心轴30和臂38带着容器36绕着水平轴线转动时，轮(以及容器)将绕 着其自身轴线旋转。因此，轴30的旋转可将离心和旋转运动传送给位于 容器36之中的制件。轮42和环形支撑体14的内表面18之间的接触使得轮42沿着内表面18 滚动。由于轮42固定在容器36上，轮42的滚动促使所述容器绕着水平轴线旋转，其中所述水平轴线在两个轮42之间延伸。该运动使得位于所述 容器中的制件进行旋转运动。摩擦面42F有助于轮沿着内表面18滚动。因 此，环形支撑体14起到一个外环滚道的作用。在一个优选实施例中，臂38包括一个固定部分48和一个可移动或滑 动的部分50。固定部分48安装到中心轴30上。可滑动部分50则安装到容 器36上。可滑动部分50通过一个由轴52和线性轴承54构成的组合装置连 接到固定部分48上。弹簧56或类似的偏置装置可用来使可滑动部分50偏 向固定部分。该实施例的优点如下所述。在操作进行之前，弹簧56使轮 42偏置，使其与环形支撑体14的内表面脱离接触。由此当精加工机10不 运转时，容器36可以自由旋转，因而便于进入到容器内的腔体中。当开 动精加工机10并且中心轴30开始旋转时，离心力作用在容器和可滑动部 分上。 一旦旋转的速度超过特定的域值时，所述离心力将大于弹簧力， 从而克服偏置并使可滑动部分径向地向外滑动。该滑动迫使轮与内表面 18接触，从而所述轮开始使容器36滚动。此时，基本上所有由于容器36 的旋转而产生的载荷均由环形支撑体14支撑。为了旋转中心轴30，本发明使用了一个驱动系统，所述驱动系统包 含一个使驱动轴58旋转的发动机56。在本发明中可使用任何适宜的发动 机。在一个实施例中，使用了一个交流电动机，该电动机的转速在大约 1400到1800转/分(RPM)之间。在所示的实施例中，齿轮减速箱60位于 发动机56的输出端和驱动轴58之间。驱动轴58以传统方式连接到齿轮减 速箱60上。驱动轴58由轴承62支撑，所述轴承62使驱动轴58可原地旋转 (rotate in place)。驱动系统还包含将扭矩从驱动轴58传送到中心轴30上的方式。有多 种方式可采用，比如皮带驱动、齿轮组、链条驱动等。在附图1到3所示 的实施例中，使用了皮带驱动系统64。在本发明中可使用任何传统的皮 带驱动系统。皮带驱动系统包括一根皮带66，其被置于安装在驱动轴58 上的主动轮(即主动轮槽)68以及安装在中心轴30上的从动轮(即从动 轮槽)70上。皮带驱动系统将旋转运动从驱动轴58传送到中心轴30。16在本发明的一个优选实施例中，也可考虑使用第二驱动系统，以驱动环形支撑体14。如上所述，容器36的轮绕着环形支撑体14的内表面18 滚动，从而使其内的制件和介质旋转。为了使容器内介质进一步运动， 本发明能够使环形支撑体可以相对于中心轴30进行旋转。所述旋转可与 中心轴的方向相反，或更加优选地，与中心轴同方向。第二驱动系统利用驱动轴58作为旋转输入。第二皮带72绕住第二主 动轮74和第二从动轮76。优选地，第二从动轮76安装到框架24上。更加 具体地，在如附图1到3所示的本发明的实施例中，第二从动轮通过螺栓 固定到安装架上，所述安装架位于其中一个板26的轴承34处。这样的安 装设置方式使得第二从动轮76可绕着水平轴线22旋转框架24以及环形支 撑体14。如所显示，优选地，在第二驱动系统中具有两个从动轮和主动 轮。根据于此所作的讲述，本领域的技术人员应能轻易地理解到可通过 多种其它设置方式(比如齿轮组)来设置所述第二驱动系统。第一和第二主动轮和从动轮的直径、以及轮42和内表面18的直径确 定了容器36和环形支撑体14之间的相对速度。优选地，容器36和环形支 撑体14之间的速度比率应设置成使得环形支撑体14的转速为中心轴速度 的大约50到80%之间，更加优选地为大约70到75%之间。该速度差异使得 容器内介质的运动平稳且各向同性(isotropic)。不同的速度导致精加工 的程度不同。另外，通过改变轮42的尺寸，可对材料的研磨去除量进行 调节。例如，根据需要，通过增加容器在绕着中心轴线转动一次期间容 器绕着其自身轴线旋转的次数比率，即从2.5比1增加到3比1，或者通过使 所述环形支撑体停止相对于所述中心轴的转动(这使得速度比率变化到6 比l)，均可改变材料的研磨去除量。另外也已经确定，从中心轴线算起外环的半径相对于容器的半径的 比率应该为大约1.2比1到大约1.75比1之间。更加优选地，所述比率应该 为大约1.41。上述设置方式的其中一个优点在于可容易地对该系统进行变动，使 得可对容器36和环形支撑体14的速度进行单独控制。也就是说可单独驱 动这两个部件中的任一个，使其相对于另一个部件速度更快及更慢、或是与另一个部件的速库完全无关，因此可以调整介质在容器36之内的运 动。以这种方式控制介质的运动，可调整被加工制品的处理(研磨加工) 程度。所述控制可以分段进行，或在操作期间同步进行(如从粗糙加工 操作到精细加工操作，或者从介质的各项同性运动到一个更加浑沌的运 动，这使得介质可对进行精加工的制品的表面进行研磨或抛光。为了提供这种控制，在第一和第二驱动系统中装配一个控制系统 500。附图9显示了所述控制系统的示意图。控制系统500包括离合器或类 似部件502、 504，其控制第一和第二驱动系统506、 508的接合以及脱离。 控制系统500还包括一个变速驱动装置510，比如变速箱或恒速驱动装置， 其可用来控制中心轴和环形支撑体之间的相对速度。使用一个控制器512 (比如数字计算机或微处理器)来控制所述控制系统的各个部件。应该 可以理解，可将多种不同的加工模式存储在计算机中，从而使所述系统可进行程序化和自动化的操作。如附图2和3所示，优选地，具有两个容器36，其安装到中心轴30的 径向伸出的臂38上。这种设置方式有利于具有较大尺寸的容器。在所示 的实施例中，容器36的形状为六面体，其尺寸可容纳一个直径达到大约 15英寸的、装有多个锯条的架具。在另一个实施例(未显示)中，可使 用更小的容器36,因而可在轴上安装四个或更多的容器。优选地，所述 容器彼此等距安装(如彼此间隔90度)。两个附加的径向臂用来支撑每 一个附加的容器。附图1到8中所示的本发明的实施例为精加工机10的一个优选设置方 式。在附图10到13中显示了第二个实施例100。在该实施例中，环形支撑 体和容器的基本设置相同。区别点在于第一和第二驱动系统。第一驱动系统包括一个具有一个输出轴的发动机，所述输出轴包含 一个第一主动轮68，所述第一主动轮68通过皮带66驱动一个第一从动轮 70。第一从动轮70通过上述类似的方式连接到中心轴30，从而以可旋转 的方式驱动中心轴30以及容器36。在该实施例中，第二驱动系统直接由中心轴30进行驱动。第二驱动 系统包括一个齿轮组102，其带有一个安装到中心轴上的输入齿轮104以与中心轴30—同旋转，^带有一个安装到框架24上的、环绕着中心轴的 输出齿轮106 (但其可相对于轴30自由旋转)。输入和输出齿轮104、 106 可与一个或多个中间齿轮108接合，以在两者之间传送旋转运动，并且提 供中心轴30和环形支撑体14之间任何必要的齿轮减速。在所示的实施例 中，共有四个用来传送旋转运动的中间齿轮108。在所示实施例的一个设 置中，第二驱动系统所具有的齿速比为大约1.2比1 (即以1.2倍于中心轴 30的速度驱动由外环14和框架24所构成的组合结构)。可采用各种其他 齿轮驱动设置方式，取决于所希望的减速。在该实施例中，在机器另一 侧的外环14没有被第二驱动系统驱动。其只是自由旋转而已。所述框架 轮以适宜的速度驱动所述外环。尽管不是优选，但是却能够省掉整个第二驱动系统(如需要)。在 该实施例中，外环将被固定(fixed)到中心轴30上。该实施方式将更适 于在具有单个容器(桶体)的机器的实施例中使用。附图14和15显示了本发明的第三个实施例200。在该实施例中，第一 和第二驱动系统仍是以不同的方式设置。如同前述的实施例，第一驱动 系统包括一个发动机，其旋转一个第一驱动轮68，所述驱动轮68通过一 根皮带66与一个第一从动轮70接合。第一从动轮70安装到中心轴30上， 以使中心轴30绕着水平轴线22旋转。在该实施例中，其上装有容器36的径向臂202是一个安装在中心轴30 上的板。线性轴承204安装在板上，其安装位置为接近臂202的径向外端。 如同上述实施例，容器36包含支撑杆44。杆44伸入到轴承204并由其支撑， 因此容器36可绕着其轴线相对于臂202旋转。当臂202与中心轴30—同旋 转时，臂202促使容器36绕着水平轴线22转动。在该实施例中第二驱动系统包括一个齿轮组206。齿轮组206包含一 个安装到中心轴30上的输入齿轮208。(在所示的设置方式中，输入齿轮 208安装到臂202上，所述臂202又安装到轴30上。) 一个输出齿轮210以 传统方式(比如通过键和键槽)连接到每一个容器36的支撑杆44上。输 入和输出齿轮208和210可直接相互啮合，或更加优选地，通过一个或多个中间齿轮212连接，所述中间齿轮212以可旋转的方式安装到臂202Ji。 根据中心轴和容器之间所需要的齿速比，可变化齿轮的尺寸和数量。在操作期间，当中心轴旋转时，其驱动所述臂，使所述臂绕着水平 轴线22旋转。同时，输入齿轮208将随着中心轴30旋转。由于与输入齿轮 208连接，使得输出齿轮210旋转，其又可使容器36绕着其旋转轴线旋转。 因此，容器中的内容物将经受旋转和离心两种运动。在附图16和17中显示了前述实施例的一个演变。在该演变中，支撑 杆44伸入到位于固定的径向臂202中的轴承204中。在杆44上固定地安装 上一个轮220，其中所述杆位于臂202相对的两侧上。轮220直接地与环形 支撑体222的圆柱形内表面接触。如同第一实施例中所述的轮，优选地该 实施例中的轮220具有一个摩擦部分，所述摩擦部分与环形支撑体的内表 面相接触。(另一种做法是使所述内表面具有一个形成于其上的摩擦面。) 通常地，轴承204容许有较小的角度误差(misalignment)(如大约3度)，从而可容许大载荷情况下可能会产生的偏差。在操作期间，当臂202旋转时，其转动容器36。容器36的转动促使轮 220开始沿着环形支撑体222的内表面滚动，从而促使容器36绕着其自身 的水平轴线旋转。在该实施例中仅显示了一个环形支撑体222，当然也可 使用多个环形支撑体。使用与上述驱动系统相似的第二驱动系统也可旋 转环形支撑体222。上述的精加工机能够以极高的速度运转，加速度可达27g's。这样的 高速度、以及中心轴和环形支撑体旋转的可控制性，使得可对制品进行 有效的加工。同时，机器独特的水平卧式设置也使得容器可更加容易进 入，从而易于制品的取出和放入。所述水平卧式设置还使得在容器内可 形成完整的介质覆盖。这使得不同批次制品的加工得以精确及连续地进 行。本发明的另一个优点为能够控制制件在容器中的摇动(即制件的左 右运动)。如上所述的机器的优选设置使得当操作加速度大于5 g's时，制件可保持大体地固定在容器内，没有由于重力的作用而产生的运动。因20此，在操作期间由于进行力n工的制品碰触到容器壁而导致的损坏情况的 机率将会降到最低。同时，由于在系统中装配上可径向移置的臂，基本上所有由离心和 旋转运动所产生的载荷均由接触到外环的轮支撑。因此，轴承上基本没 有载荷。这使得机器具有更长的操作寿命。在不偏离本发明的精神和实质特征的前提下，本发明可通过其他具 体方式加以实施，因此，要指出本发明的范围，则应该参考权利要求书， 而不是参考以上的说明书。
权利要求
1、一种卧式离心精加工机，包含第一和第二环形外支撑体，每一个支撑体具有一个大体圆柱形的内表面以及一个中心轴线，所述第一和第二支撑体彼此水平横向地间隔开，并且其各自的中心轴线大体上彼此共线，从而在其间确定了一个水平轴线；至少一个具有两个相对的端部的容器，所述容器适于容纳将要进行加工的物件，所述容器具有至少两个轮，每一个轮被固定地安装在所述容器的一个端部上，所述轮适于接触到所述第一和第二外支撑体的内表面并且适于沿着所述内表面滚动，所述容器具有一个开口，所述开口形成于所述容器的至少一个壁上，所述开口位于所述容器的端部之间并且适于进入到所述容器的内部；一个驱动系统，所述驱动系统连接到所述容器上以促使所述轮沿着所述第一和第二支撑体的内表面滚动，所述轮的滚动促使所述容器绕着其轴线以及所述水平轴线转动。
2、 依据权利要求l中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述驱动系统包括一个马达和一个以可驱动的方式(drivingly)连接到所述马 达上的中心轴；在所述第一和第二支撑体之间安装有多个容器，所述中 心轴连接到所述容器上以促使位于所有容器上的所述轮沿着所述第一和 第二支撑体的内表面滚动；所述第一和第二支撑体大体上为圆柱环形体， 并且由所述中心轴支撑以及适于被驱动而绕着其各自的中心轴线旋转。
3、 依据权利要求2中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述 中心轴位于所述第一和第二环形体的中心轴线上；所述驱动系统进一步 包含多个正时齿轮，至少一个齿轮连接到所述第一环形体，以及至少另 外一个齿轮连接到所述中心轴；所述正时齿轮相互啮合从而所述中心轴 的旋转导致所述第一环形体的旋转。
4、 依据权利要求3中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述中心轴和每一个容器之间的连接装置包含至少一个安装在所述中心轴上并且连接到所述容器上的径向支撑件，从而所述中心轴的旋转促使所述径 向支撑件绕着所述水平轴线转动所述容器。
5、 依据权利要求4中所述的卧式离心精加工机，其特征在于至少具有两个径向支撑件，其安装到所述中心轴上并且连接到每一个所述容 器相对的两侧上；每一个径向支撑件包含一个固定部分，其连接到所述 中心轴上，还包含一个可移动部分，其以可移动的方式连接到所述固定 部分上并且适于从所述中心轴上径向地向外移动，所述可移动的部分具 有一个安装于其上的轴承，每一个容器具有杆，所述杆从所述容器的每 一个端部上侧向地向外伸出，所述杆以可旋转的方式被放置在一个关联 轴承中，并由所述关联轴承支撑。
6、 依据权利要求5中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述容 器包含一个顶部，其以可移动的方式连接到所述容器上，并且在使用中 适于封闭住所述容器上的开口。
7、 依据权利要求4中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述 马达通过一个皮带驱动装置连接到所述中心轴上；所述驱动系统使第一 和第二环形体均绕着其各自的轴线旋转。
8、 依据权利要求2中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述中心轴在所述第一和第二环形体之间延伸，并且与所述第一和第二环形体 的中心轴线重合，其特征还在于所述容器和所述第一和第二环形体连接 到所述中心轴上，从而所述中心轴的旋转促使所述容器和所述第一和第 二环形体绕着所述水平轴线转动。
9、 依据权利要求8中所述的卧式离心精加工机，其特征在于通过一 个齿轮组来实现所述第一/第二环形体和所述中心轴之间的所述连接，其 特征还在于所述容器连接到中心轴可径向滑动的支撑件上。
10、 依据权利要求9中所述的卧式离心精加工机，其特征在于每一个可径向滑动的支撑件包含 一个固定到所述中心轴上的壳体；一个安装在所述壳体中、并且从所述壳体上径向地向外伸出的支撑轴； 一个可移动的壳体，包含线性轴承和旋转轴承，所述线性轴承以可滑动的方式安装在所述支撑轴上；每一个容器具有杆，戶;f述杆从所述容器的每一个端部侧向地向外, 出，所述杆以可旋转的方式置于所述旋转轴承中，并且由所述旋转轴承 支撑。
11、 依据权利要求2中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述驱动系统包含有连接到所述马达上的驱动轴，所述驱动轴包含至少一个驱动所述中心轴而使其旋转的装置，所述容器被连接到所述中心轴上，从而所述驱动轴的旋转导致所述容器绕着所述水平轴线转动，所述第一和 第二环形体被连接到所述驱动轴上，从而所述驱动轴的旋转促使所述第一和第二环形体绕着所述水平轴线旋转。
12、 依据权利要求u中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述 第一和第二环形体各自通过一个皮带驱动装置连接到所述驱动轴上，其 特征还在于所述容器通过可径向滑动的支撑件连接到所述中心轴上。
13、 依据权利要求12中所述的卧式离心精加工机，其特征在于-每一个可径向滑动的支撑件包含 一个固定到所述中心轴上的壳体； 一个安装在所述壳体中、并且从所述壳体上径向地向外伸出的支撑轴； 一个可移动壳体，包含线性轴承和旋转轴承，所述线性轴承以可滑动的 方式安装在所述支撑轴上；每一个容器具有杆，所述杆从所述容器的每一个端部侧向地向外伸 出，所述杆以可旋转的方式置于所述旋转轴承中，并且由所述旋转轴承 支撑。
14、 一种卧式离心精加工机，包含一个第一环形支撑体，其具有一个大体圆柱形的内表面、 一个外表面和一个中心轴；一个第二环形支撑体，其具有一个大体圆柱形的内表面、 一个外表 面和一个中心轴，所述第二支撑体与所述第一支撑体水平横向地间隔开， 所述第一和第二支撑体的轴线大体上共线，从而在所述第一和第二支撑 体之间确定了一个水平轴线；一个中心轴，其具有一个与所述水平轴线大体上共线的纵向轴线， 所述中心轴具有至少两个从其上径向地向外伸出的径向支撑臂；至少一个容器，所述容器以可旋转的方式由所述径向支撑臂支撑， 所述容器具有两个侧壁、两个端壁、 一个底部和一个敞开顶部，所述壁 和所述底部一同确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体，所述容 器上可移动地连接有一个盖、以封闭敞开的顶部，所述罩体的外面的每 一个端壁上固定地安装有一个轮，所述容器位于所述第一和第二支撑体 之间，并且所述容器的每一个轮适于接触到其中一个所述支撑体的内表 面、且适于沿着所述内表面滚动；一个驱动系统，其包含一个连接到所述中心轴上、以使所述轴和径 向臂绕着所述水平轴线旋转的马达，所述径向臂的旋转促使所述轮环绕 着所述第一和第二支撑体的内表面滚动，所述轮的滚动促使所述容器在 绕着所述水平轴线转动时，同时绕着其旋转轴线旋转。
15、 依据权利要求14中所述的卧式离心精加工机，其特征在于至少具有两个容器，每一个容器包含支撑杆，所述支撑杆从每一个端壁上水 平地向外伸出，其特征还在于至少具有两个径向支撑臂以支撑每一个容 器，每一个支撑臂包含一个轴承，其中所述轴承以可旋转的方式容纳一 个关联支撑杆。
16、 依据权利要求15中所述的卧式离心精加工机，其特征在于每一 个径向支撑臂包含一个连接到所述中心轴上的固定部分，还包含一个连 接到所述支撑杆上的可滑动部分，在所述精加工机的运转期间，所述连 接方式适于使所述可滑动部分径向地向外运动。
17、 依据权利要求16中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述驱动系统包含一个连接到所述马达以及至少所述第一支撑体上的驱动装 置，所述驱动装置适于将旋转运动从所述马达传送到所述第一支撑体上， 以使所述支撑体绕着所述水平轴线旋转。
18、 依据权利要求17中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述驱动装置连接到所述第一和第二支撑体上，以使两个支撑体均绕着所述 水平轴线旋转。
19、 依据权利要求17中所述的卧式离心精加工机，其进一步包含一 个固接到所述第一支撑体上的框架，其特征在于驱动装置包含多个相互 啮合的齿轮， 一个齿轮安装在所述中心轴上，而另一个齿轮则安装在所 述框架上。
20、 依据权利要求17中所述的卧式离心精加工机，其进一步包含一 个固接到所述第一支撑体上的框架，其特征在于驱动装置包含一个与所 述马达接合的驱动轴，至少一组滑轮，其中所述滑轮组包含一个安装到 所述驱动轴上的第一滑轮以及一个安装到所述框架上的第二滑轮，所述 驱动装置还包含一根绕住所述两个滑轮的皮带以将旋转从所述驱动轴传 送到所述框架。
21、 依据权利要求20中所述的卧式离心精加工机，其特征在于 所述第二支撑体上安装有一个第二框架；所述驱动装置包含第二组滑轮，所述第二滑轮组的其中一个滑轮安 装到所述驱动轴上，而另一个则安装在所述第二框架上， 一根第二皮带 绕住所述第二滑轮组以将旋转从所述驱动轴传送到所述第二框架。
22、 依据权利要求20中所述的卧式离心精加工机，其特征在于通过一个皮带驱动装置来实现所述马达和所述中心轴之间的所述连接，其中 所述皮带驱动装置将所述驱动轴连接到所述中心轴上。
23、 依据权利要求17中所述的卧式离心精加工机，其进一步包含一 个控制器，以控制所述第一支撑体相对于所述容器的速度。
24、 一种卧式离心精加工机，包含一个第一圆柱环形支撑体，其具有一个内表面、 一个外表面和一个 中心轴线；一个第二圆柱环形支撑体，其具有一个内表面、 一个外表面和一个 中心轴线，所述第二环形体与所述第一环形体水平横向地间隔开，所述 第一和第二环形体的中心轴线大体上共线，从而在所述第一和第二环形 体之间确定了一个水平轴线；一个中心轴，其具有一个与所述水平轴线大体上共线的纵向轴线， 所述中心轴具有至少两组从其上径向地向外伸出的径向支撑臂；至少两个容器，每一个容f以可旋转的方式由一组径向支撑臂支撑， 所述容器具有两个侧壁、两个端壁、 一个底部和一个敞开顶部，所述壁 和所述底部一同确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体，所述容 器上可移动地连接有一个盖、以封闭敞开顶部，在所述罩体的外面，每 一个所述容器的端壁上固定地安装有一个轮，每一个容器位于所述第一 和第二支撑体之间，并且每一个轮适于接触到其中一个所述环形支撑体 的内表面、且适于沿着所述内表面滚动；一个驱动系统，其包含 一个马达，其连接到所述中心轴上、以使 所述轴和径向臂绕着所述水平轴线旋转，所述径向臂的旋转适于促使所 述轮环绕着所述第一和第二环形体的内表面滚动，所述轮的滚动促使所 述容器在绕着所述水平轴线转动时，同时绕着其旋转轴线旋转； 一个第 二驱动系统，其连接到所述马达以及至少所述第一环形体上，并且适于 驱动所述第一环形体而使所述环形体旋转。
25、 一种卧式离心精加工机，包含一个圆柱环形支撑体，其具有一个内表面和一个中心水平轴线；一个中心轴，其具有一个与所述环形支撑体的水平轴线大体上共线 的纵向轴线，所述中心轴具有至少两个安装在其上的、并从其上径向地 向外伸出的径向支撑件；至少两个容器，每一个容器以可旋转的方式由所述径向支撑件支撑， 每一个容器具有两个侧壁、两个端壁、 一个底部和一个敞开顶部，所述 壁和所述底部一同确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体，所述 容器上可移动地连接有一个盖、以封闭敞开顶部，靠近所述容器的一个 端壁上，安装有至少一个轮，所述容器上的轮顶住所述环形支撑体的内 表面，并且适于沿着所述内表面滚动；一个驱动系统，其包含 一个马达，其连接到所述中心轴上、以使 所述轴和径向臂绕着所述水平轴线旋转，所述径向臂的旋转适于促使所 述轮环绕着所述环形支撑体的内表面滚动，所述轮的滚动促使所述容器 在绕着所述水平轴线转动时，同时绕着其各自的旋转轴线旋转； 一个用 以使所述环形支撑体旋转的装置。
26、 一种卧式离心精加工机，包含 一个主机架；一个中心轴，其由所述主机架以可旋转的方式支撑，其中所述中心 轴具有一个水平纵向轴线；至少两个径向支撑件，其安装在所述轴上、并且从所述轴上径向地 向外伸出；至少两个容器，每一个容器以可旋转的方式由所述径向支撑件支撑， 每一个容器具有两个侧壁、两个端壁、 一个底部和一个敞开顶部，所述 壁和所述底部一同确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体，所述 容器上可移动地连接有一个盖、以封闭敞开的顶部，每一个容器具有一 个旋转轴线；一个驱动系统，其包含 一个马达； 一个第一驱动系统，其连接到 所述马达以及所述中心轴上，所述第一驱动系统适于使所述轴绕着其水 平轴线旋转； 一个第二驱动系统，其连接到所述马达以及所述容器上， 并且适于使所述容器绕着其各自的纵向轴线旋转。
27、 依据权利要求26中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述第二驱动系统通过所述中心轴连接到所述马达上。
28、 依据权利要求26中所述的卧式离心精加工机，其特征在于所述第二驱动系统通过一个具有一个圆柱形内表面的外壳体连接到所述容器 上，所述容器包含一个安装在其上的从动部分，其中所述从动部分接触 到所述圆柱形内表面、并且沿着所述内表面滚动。
全文摘要
公开了一种使制品经受离心和旋转运动的卧式离心精加工机。所述精加工机包含一个主机架，所述主机架支撑一个中心轴，以使所述中心轴可绕着一个水平纵向轴线旋转。至少两个径向支撑件安装在所述轴上、并且从所述轴上径向地向外伸出。一个或多个容器由所述径向支撑件以可旋转的方式支撑。每一个容器具有两个侧壁、两个端壁、一个底部和一个敞开顶部。所述壁和底部确定了一个用以装盛进行精加工的制品的罩体。所述容器上连接有一个盖，以封闭所述敞开顶部。一个驱动系统包含在所述精加工机中，以旋转所述容器。所述驱动系统包含一个第一驱动系统，其适于使所述轴绕着其水平轴线旋转，还包含一个第二驱动系统，其适于使所述容器绕着其各自的纵向轴线旋转。
文档编号B23D61/00GK101405107SQ200380109822
公开日2009年4月8日 申请日期2003年11月13日 优先权日2002年12月20日
发明者史蒂夫·E·霍夫曼 申请人:米克罗奈特技术集团公司