精密钻头系统技术方案

本申请公开了一种用于对工件的凹部进行制造或者精密加工的精密钻头系统，其中，该精密钻头系统具有刀具主轴(1a)，经由该刀具主轴能以旋转的方式驱动刀夹(3a)或者刀具(1)，其特征在于，刀具主轴(1a)具有使用气体、优选是空气的气体静力支承装置(9、10、11、12)。

Precision bit system

The invention discloses a recess for the workpiece or manufacturing precision machining precision drill system, the system has the precision drill tool spindle (1a), via the tool spindle tool holder can drive in a rotary mode (3a) or the tool (1), which is characterized in that the tool spindle (1a with the use of gas, preferably) gas static air bearing device (9, 10, 11, 12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】精密钻头系统
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的精密钻头系统的刀具主轴的支承装置。
技术介绍
在这种精密钻头系统中，经由旋转的刀具主轴以旋转的方式驱动刀夹。在这种情况下，由现有技术已知使用滚动轴承来支承刀具主轴。此外，由现有技术已知以静液压方式支承刀具主轴。这作为优点提供了高支承精度(端跳、径跳和摆动误差)、高阻尼以及刚度和耐磨性。此外，加工质量在使用寿命内不发生改变。刀具主轴的静液压支承的缺点是：-静液压总成的巨大成本，因为必须产生具有非常稳定的压力的很大的流量，-环境问题，-由于主轴轴承中的高的相对速度，静液压油在轴承间隙中产生显著的摩擦，-补救措施(较稀薄的油和较大的轴承间隙以及较小的轴承直径)降低了刚度和承载能力，-转速限制，-功率损耗导致效率低下，-巨大的冷却成本，因为必须导出功率损耗并为静液压油精确调温，以及-刀具主轴具有热路径，因为刀具主轴的支承装置发热。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的任务是提供一种精密钻头系统，其中，刀具主轴的支承装置得以改善。该任务通过具有权利要求1的特征的精密钻头系统得以解决。根据本专利技术的精密钻头系统用于对工件的凹部进行制造或者精密加工或者精细加工。精密钻头系统具有刀具主轴，经由该刀具主轴能以旋转的方式驱动刀夹或者刀具。根据本专利技术，刀具主轴具有使用气体的气体静力支承装置。由此可以完全避免静液压支承装置的缺点，因为气体与油相比传输非常小的剪切应力，因此摩擦原则上很小。在就外尺寸而言与静液压支承的刀具主轴类似的刀具主轴中，得到了改善的支承精度和更高的刚度。因为气体消耗相对较小，实现了明显更小的配管成本。优选地，该气体静力支承装置是旋转的芯轴在静止的主轴壳体中的支承装置。本专利技术的其他优选的设计方案记载于从属权利要求中。当气体是空气时，无需油的回引部(根据现有技术)或者无需气体的回引部(根据本专利技术)，由此显著降低设备技术成本。气体静力支承装置可以是至少一个向心轴承或者具有至少一个向心轴承。气体静力支承装置可以是至少一个推力轴承或者具有至少一个推力轴承。特别优选的是气体静力支承装置同时具有两种轴承类型。气体支承装置也可以设计成，设置有两个组合轴承，组合轴承分别将向心轴承和推力轴承组合。在这种情况下，可以设置至少一个气体静力锥形轴承。它(每个轴承)具有两个截锥体形的空气轴承面。也可以设置气体静力球面轴承。它(每个轴承)具有凹形弯曲的空气轴承面和凸形弯曲的空气轴承面。在根据本专利技术的精密钻头系统的一种特别优选的改进方案中，设置有具有倾斜头(优选膜式倾斜头)的调控刀具，经由调控刀具即使在加工过程中也能相对于旋转轴线来调设刀夹或者刀具。因此可以制造例如喇叭形的凹部。如果刀具主轴附加地能摆动，那么可以制成椭圆形的凹部。倾斜头也可以利用根据本专利技术的支承装置的气体供应部，尤其是压缩空气供应部，并且具有气体静力支承装置。在这种情况下，可以从后方实现驱控部，它具有拉杆或推杆以及直线定位单元。优选地，直线定位单元具有机电驱动单元或者液压驱动单元以及电子控制单元。在一种特别紧凑的精密钻头系统中，将直线定位单元容纳在芯轴中。因而可以为控制单元的定位信号和/或为驱动单元的供电电流设置滑环电流传输部。作为替选或者补充，定位信号可以借助无线数据传输部进行传送。在根据本专利技术的精密钻头系统的另一种特别优选的改进方案中，设置有调控刀具，经由调控刀具即使在加工过程中也能调整刀夹或者刀具与旋转轴线的径向间距。如果在此调控刀具具有至少一个压电执行器(具有优选径向的作用方向)，那么可以经由压电执行器在刀夹转动一周的期间多次调整它与旋转轴线的间距，由此可以生产非圆形的凹部。优选设置用于刀夹的转动位置的旋转编码器。由此可以调节例如根据本专利技术支承的刀具主轴的转速。由此也可以对在转动一周的过程中的对刀夹与旋转轴线的径向间距的调整进行控制。在一种特别优选的紧凑的改进方案中，精密钻头系统具有电动马达，电动马达与芯轴的至少一个区段一起容纳在主轴壳体中，由此将刀具主轴改造成马达主轴。具有调控刀具的气体静力支承的刀具主轴的一种特别优选的应用是加工连杆孔。在这种情况下，可以在沿着旋转轴线在第一方向上的运动(驶入)期间预加工连杆孔，并且在与第一运动相反的第二运动(驶出)期间精加工连杆孔。在一种特别优选的改进中，气体静力支承装置具有空气轴承喷嘴，空气轴承喷嘴分布在芯轴的外周上。空气轴承喷嘴可以是微型喷嘴。优选地，在向心轴承的情况下，空气轴承喷嘴布置在一个或多个空气轴承喷嘴凸缘中，或者在推力轴承或者锥形轴承的情况下，空气轴承喷嘴布置在一个或多个空气轴承喷嘴环中。一个或多个空气轴承喷嘴环优选居中地布置在空气轴承面的内边沿与外边沿之间。出于安装技术方面的原因，空气轴承喷嘴可以形成在空气轴承筒中或者置入到空气轴承筒中，该空气轴承筒置入到主轴壳体中。空气轴承筒套筒状地构造并且包围芯轴。在一种实施例中，设置较大的空气轴承筒和较小的空气轴承筒，其中，在较大的空气轴承筒上形成两个向心轴承，并且其中，在两个空气轴承筒上都形成推力轴承。为了在空气轴承筒的周向上进行空气供给和空气分配，在其中设置有一个或者多个环形槽。环形槽可以布置在空气轴承筒的端侧或者其外周上，并且经由孔与空气轴承喷嘴连接。在另一种轴承设计方案中，空气轴承面由多孔空气轴承材料形成，从而实现大面积的均匀的支撑。附图说明在附图中呈现了根据本专利技术的精密钻头系统的多个实施例，其中：图1以示意性纵剖面图示出根据第一实施例的根据本专利技术的精密钻头系统；图2以立体纵剖面图示出根据第二实施例的根据本专利技术的精密钻头系统；图3以示意性纵剖面图示出根据第三实施例的根据本专利技术的精密钻头系统；图4以示意性纵剖面图示出根据第四实施例的根据本专利技术的精密钻头系统；图5以纵剖面图示出根据本专利技术的气体静力支承装置，其适合于根据图1至图4的实施例；图6以示意性纵剖面图示出根据第五实施例的根据本专利技术的精密钻头系统；图7示出根据图5的推力轴承或者根据图6的锥形轴承的静止部分的视图，其中的曲线图示出取决于半径的压力走向；图8示出适合用于根据图1至图4的实施例的推力轴承的静止部分或者根据图6的锥形轴承的静止部分的视图，其中的曲线图示出取决于半径的压力走向；图9示出适合用于根据图1至图4的实施例的推力轴承的静止部分或者根据图6的锥形轴承的静止部分的视图，其中的曲线图示出取决于半径的压力走向；图10示出适合用于根据图1至图4的实施例的推力轴承的静止部分或者根据图6的锥形轴承的静止部分的视图，其中的曲线图示出取决于半径的压力走向；并且图11以示意性纵剖面图示出根据第六实施例的根据本专利技术的精密钻头系统。具体实施方式图1示出根据本专利技术的精密钻头系统的第一实施例的示意性纵剖面图。刀具刀刃1容纳并紧固于刀夹3a中并且可以借助刀具主轴1a围绕旋转轴线2a旋转。为此，刀具主轴1a具有芯轴3，该芯轴以能转动的方式容纳在主轴壳体8中。在这种情况下，在芯轴3与主轴壳体8之间设置两个气体静力向心轴承9、10，这两个气体静力向心轴承沿着旋转轴线2a在轴向上彼此间隔。此外，芯轴3具有径向环绕的凸起或者径向环绕的凸肩，在该凸起或凸肩的两个轴向彼此间隔的侧上分别构造气体静力推力轴承11、12。靠前的气体静力向心轴承9和靠后的气体静力向心轴承10的两个圆柱形轴承面(其本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对工件的凹部进行制造或者精密加工的精密钻头系统，其中，所述精密钻头系统具有刀具主轴(1a)，经由所述刀具主轴能以旋转的方式驱动刀夹(3a)或者刀具(1)，其特征在于，所述刀具主轴(1a)具有使用气体的气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.17 DE 102015103912.51.用于对工件的凹部进行制造或者精密加工的精密钻头系统，其中，所述精密钻头系统具有刀具主轴(1a)，经由所述刀具主轴能以旋转的方式驱动刀夹(3a)或者刀具(1)，其特征在于，所述刀具主轴(1a)具有使用气体的气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)。2.根据权利要求1所述的精密钻头系统，其中，所述气体是空气。3.根据权利要求1或2所述的精密钻头系统，其中，所述气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)是至少一个气体静力向心轴承(9、10)或者具有至少一个气体静力向心轴承(9、10)。4.根据前述权利要求中任一项所述的精密钻头系统，其中，所述气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)是至少一个气体静力推力轴承(11、12)或者具有至少一个气体静力推力轴承(11、12)。5.根据前述权利要求中任一项所述的精密钻头系统，其中，所述气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)是至少一个气体静力锥形轴承(24、25)或者具有至少一个气体静力锥形轴承(24、25)。6.根据前述权利要求中任一项所述的精密钻头系统，其中，所述气体静力支承装置(9、10、11、12；24、25)是至少一个气体静力球面轴承或者具有至少一个气体静力球面轴承。7.根据前述权利要求中任一项所述的精密钻头系统，其中，经由倾斜头(2)能相对于旋转轴线(2a)调设所述刀夹(3a)或者所述刀具(1)。8.根据权利要求7所述的精密钻头系统，其中，所述倾斜头(2)具有气体静力支承装置。9.根据权利要求7至8中任一项所述的精密钻头系统，所述精密钻头系统具有拉杆或推...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨沙·尧曼，
申请(专利权)人：毛瑟韦尔克奥伯恩多夫机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE