CN102029542A - 链式刀库 - Google Patents

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Abstract

本发明内容涉及一种链式刀库，其特别用于程序控制铣床和加工中心，其包括固定式支撑结构，其中线性导向装置(3-5)、滑轮(2)和作为所述滑轮(2)中的至少一者的旋转传动机构的传动组件安装到所述固定式支撑结构，且包括由一连串以铰接方式彼此连接的链节(6)构成的环状刀具链(1)，其中支撑和导向元件(28，30，31)设置在每一链节上，且每一链节具有各自插座以作为刀锥的固持器。根据本发明，所述刀具链(1)的链节(6)的基座主体(10)由居中安置在其中的刀具台形成，且所述链节(6)的前部和后部连接接头(16-19)布置在所述刀具链(1)的纵向中心轴线上。

Description

链式刀库
技术领域
本发明涉及一种链式刀库，其特别用于程序控制铣床和加工中心，其包括固定式支撑结构，其中线性导向装置、滑轮和作为多个滑轮中的至少一者的旋转传动机构的传动组件安装到所述固定式支撑结构，且包括由一连串以铰接方式彼此连接的链节构成的环状刀具链，每一链节是在线性支撑和导向部件上固持和导向且具有各自插座以作为加工刀具的固持器。
背景技术
此类用于复杂铣床和加工中心的链式刀库已在各种实施例中被大家已知多时。基本上，其由稳定的支撑结构构成，所述支撑结构可安装到机架的适当位置或邻近机架而定位作为单独的结构单元。视链式刀库的大小和布局而定，传动滑轮和一个或一个以上转向滑轮安置在此支撑结构中，其中传动滑轮连接到马达作为旋转传动机构。环状扁节链是在滑轮周围导向，所述环状扁节链的链节通过适当接头来连接，使得其可以相对于彼此转动。每一接头含有用于刀具的固持器。在常规链式刀库中，这些固持器通常形成为像钳子一样，其中主要操作弹簧偏置机构来***和移除各自的刀具。
除此之外，还已知链节大部分是由铸钢或类似物构成的链式刀库。刀具链的每一链节具有用于刀具的插座或容器(quiver)，插座或容器的内部适合于刀锥的外部轮廓以适应劳动密集型加工，使得可能以准确配合的方式将此类刀锥***到插座中，通过弹簧锁将刀锥固定在其中并且从其中移除刀锥。然而，由于插座状刀具夹紧装置设置在链节的侧部，因而产生相当大的负荷，尤其在快速链移动的情况下。此外，此类刀具链的制造涉及高的劳动力和成本努力，其理论上是由链节分支的必要精加工导致的。
发明内容
本发明的目的是提供一种链式刀库，其特别用于程序控制铣床和加工中心，所述链式刀库即使在高的加速度和速度的情况下仍面临可控制的负荷且可以节约成本的方式以高的经济效率来制造和操作。
此目的根据本发明通过特别用于程序控制铣床和加工中心的链式刀库来实现，事实上，刀具链的链节由插座形成，且链节的前部和后部连接接头分别安置在刀具链的纵向中心轴线上。
根据本发明，刀具链的链节经形成以致：插座形成每一链节的中心整体基座主体，且每一插座的中心轴线处于链节的垂直纵向平面中(在移动方向上)，此导致链节的对称结构。分别在刀具链的纵向中心轴线和垂直中心平面上的链节的前部和后部连接接头的布置(在移动方向上)实现了作用张力的对称分布，借此将负荷(具体来说横向负荷和倾斜力矩)最小化。插座在各自链节中的中心布置还导致几何学和运动学上有利的对称比例。
根据依据本发明的链式刀库的特别有利实施例，多个链节由尺寸稳定且耐磨损的材料(具体来说轻金属或任选纤维增强塑料材料)各自形成为整体模制体。这产生关于制造技术的优势，因为模制体可以在无需任何加工的情况下通过适当的铸造或注射成型技术来生产。除此之外，使用轻金属或高张力塑料材料作为用于链节的材料致使刀具链重量较低，这使得可能相应地设计支撑结构和马达驱动的传动组件。因此，除了由于省略了链节的复杂加工操作而产生的有利制造成本之外，由于较轻的整体重量降低了加速度和减速度负荷而产生了较长的操作时间。本发明的特定特征在于无需对插座进行加工修整工作的事实，此导致简化的制造和特别有利的成本条件。使用高张力塑料材料的可能性是一个优势，其导致本发明的链式刀库的重量降低和操作噪声减少。
在根据本发明的另一有利设计的优选实施例中，为了保证甚至在长的操作时间之后个别链节上的传动滑轮以及还有转向滑轮仍均匀啮合，每一链节需要具备大直径的加固圆周部分，在所述加固圆周部分上啮合各自滑轮。此加固圆周部分适当地由与链节的基座主体相同的材料构成，即轻金属模铸件或高张力塑料材料，且可形成为多个狭窄的环形段形状，所述环形段是在轴向上以堆叠方式形成在基座主体的外部。然而，还可能由特别稳定且耐磨损的材料来制造链节的加固圆周部分，其中在所述加固圆周部分上啮合滑轮。
每一链节的双侧对称支撑件对于刀具链及其链节的抗扭曲操作行为极其重要。为了实现操作可靠的抗扭曲支撑和导向，本发明的链式刀库的有利实施例中的每一链节具有完全布置在一侧的两个导向和支撑辊轮，其在支撑结构的两个相互平行的导向和支撑轨道上移动。这些导向和支撑辊轮固定且支撑在两个空心插销上，所述插销模制在各自链节的基座主体的侧上且指向外部。插座在链节的基座主体中的中心布置和链节在两个外部导辊上的支撑又产生了有利的对称比例。
连续链节与刀具链的铰接连接是通过接头螺栓来进行的，所述接头螺栓允许向两侧转动移动，从而使得刀具链的半径相对狭窄的“逆弯曲”是可能的，借此可减少链式刀库用于容纳大量刀具所需的空间。用于在侧向上导向刀具链的导向辊轮适当支撑在接头螺栓的突出末端部分上，所述导向辊轮在支撑结构的相应导向轨道上移动。
为了使刀具链甚至在长的操作时间之后仍能承受高的加速力和减速力而不会受到损坏，形成连续链节之间的特别高度受应力的连接接头以便尺寸上是刚性且稳定的。为此，在优选实施例中，以垂直方式纵向延伸的两个杆孔眼是模制在垂直中心平面上每一链节的一侧之中间距离处，且同样纵向延伸的中心杆孔眼也模制在链节的完全相对的另一侧上，所述中心杆孔眼的长度稍微小于第一侧的两个杆孔眼之间的轴向距离，使得此中心杆孔眼与在另一链节的两个杆孔眼之间的空隙配合，且可将连接螺栓推动通过所有三个杆孔眼并加以紧固。由于中心杆孔眼面临增加的负荷，所以短的轴套适合***到其内部中。为了实现在操作期间经由个别链节中的接头螺栓作用在接头上的张力的适当分布，适合形成杆孔眼的圆柱壁，其中具有在链节的基座主体中向内逐渐加宽的渐变段。杆孔眼的壁还可合并到面向链节的基座主体的内表面处的上部或下部加固支柱，所述加固支柱在链行进路径方向上延伸且有利于在操作期间发生的张力的适应和对称分布。
为了保证稳固支撑***在链节的各自插座中的刀锥，在链节的基座主体的上部末端部分中设置夹具，所述夹具在一个实施例中具有处于整体模制的空心圆筒中的球和在径向上作用于所述球的压缩弹簧。所述球支撑在空心圆筒上使得其可在纵向方向上移动，且被压缩弹簧挤压到刀锥的上部末端部分处的环形槽中以便紧固所述刀锥防止其落下。为了紧固球形闸门，将弹簧扣或扭矩控制弹簧夹持到链节的基座主体的上部部分上。
本发明的标的物还是用于链式刀库的刀具链，其中用于刀具的插座单独通过接头的接头螺栓连接以形成刀具链同时省略了加工操作。
附图说明
下文中，通过参看附图来个别地描述本发明的实施例，其中：
图1展示链式刀库的一部分的示意性俯视平面图；
图2展示图1的链式刀库的一部分的透视说明；
图3展示图2的链式刀库的两个连续链节；
图4在与移动方向横向的垂直平面中展示根据图1和图2的刀具链的两个不同链节的轴向剖面，以及
图5在链式刀库的纵向方向上的轴向剖面中展示图4的链节。
具体实施方式
图1展示本发明的链式刀库的仅一部分的示意性俯视平面图。在本实施例中曲折导向的刀具链1在支撑结构(未图示)上移动，传动滑轮2以及转向滑轮(未图示)安装到所述支撑结构。除此之外，用于刀具链1的两个侧面导轨3、4和中心导轨5设置在支撑结构上作为导向部件。刀具链1由彼此铰接连接的多个链节6构成，所述链节6由轻金属或尺寸稳定且耐磨损的塑料材料通过适当模铸或注射成型技术而制成。如图2中可见，传动的滑轮2在其外轮缘上具有齿状凸耳7，所述齿状凸耳7之间的节距由链节6的大小确定。这些齿状凸耳7在圆周方向上由环形段形状的凹座8间隔开且具有加厚末端部分9，所述加厚末端部分9用以在作用于链节6的相应圆周区上时减少表面压力。
图1和图2中所说明的刀具链经组装以便从链节6铰接，所述链节6中的两个链节在图3中分别用放大透视说明和分解说明展示。每一链节6由基座或模制的基座主体10形成，所述基座或模制的基座主体10在此情况下是整体，且由轻金属模铸件或尺寸稳定的塑料材料制成且在其内部含有用于刀具的插座。基座主体10在其下部部分11中具有大致部分圆柱形的外轮廓。在基座主体10的下部部分11的选定区域中，加固部分12是模制在外部，其在所示实施例中形成为以堆叠方式横向连接且安置的圆周肋状物或环形段。滑轮2的齿7或转向滑轮的相应形成的齿啮合这些加固部分12。为了能够以图1所示的方式曲折地导向刀具链1，两个加固部分12分别形成为与在每一链节6上具有环形段形状的两个加固部分完全相对的形式，借此链行进路径的弯曲以及逆弯曲变得可能，因为各自滑轮啮合形成在链节6的一侧或另一侧上的加固部分或加固部分12。形成在基座主体10中的插座和基座主体10都不需进行加工，这致使制造成本低。
两个分别连续的链节6通过各自接头15以彼此转动方式连接，所述接头15的旋转轴线处于各自链节的纵向中心轴线中。每一接头15包含：两个间隔杆孔眼16、17，其以预定中间距离模制在基座主体10的正面上；中心杆孔眼18，其也模制在基座主体10的后部上；和接头螺栓19，其还称作开口销(1inchpin)，末端保持垫圈20固定到所述接头螺栓19。此接头螺栓19通过两个前部的间隔杆孔眼16、17的对准开口以及邻近链节的中心后部孔眼18而突出。如图3可见，加强末端的两个轴套21***在中心后部孔眼18的孔中。
在所示实施例中，模制后部杆孔眼18具有朝向链节中心轴线逐渐加宽的横截面形状，且在其上部部分中通过基本上在移动方向上延伸的三个模制纵向的支撑杆22而连接到链节6的基座主体10。这些支撑杆22合并到垂直的开口24的壁中。在此开口24的完全相对的侧上，同样模制在移动方向上延伸的三个杆25，其合并到上部的间隔杆孔眼16的圆周壁中，如图3所示。定向在链式刀库1的移动方向上的这些支撑杆22和25增加了链节的尺寸稳定性和负荷能力。
空心插销27模制在上部前侧的间隔杆孔眼16的顶部表面上，在所述插销上支撑导向辊轮28使其作为导向部件以便可围绕接头螺栓19的轴线旋转。由于每一链节6的前部和后部接头螺栓19定位在链节6的中心纵向平面中，所以前部和后部导向辊轮28及其旋转轴线也安置在此纵向平面中，借此实现构造和功能对称。
在根据本发明的刀具链1中，在图3的右边部分和在图4中详细展示的一对侧面辊轮30、31用作侧向导向部件。如图4中特别可见，链节6的基座主体10具有两个侧向完全相对的空心插销33、34，在各自末端部分上支撑用作导向部件的侧面辊轮30、31。如图4可见，这些侧面导辊30、31在侧面导轨3、4中移动，所述侧面导轨3、4在当前情况下形成有U形横截面。
图4和图5展示根据本发明的刀具链的链节6′、6″的两个各自不同实施例。在图4和图5的各自右半部中展示的实施例6″是针对使用SK 40型刀具夹紧装置而设想出的，且在这些图的左半部中展示的实施例6′是针对使用HSK-A63型刀具夹紧装置而设想出的。因此，各自右手侧链节6″的基座主体10″具有内部40，其直径在垂直方向上向上减小，其中容纳刀锥41使其受支撑而无需在上部和下部圆形区42、43上具有空隙。在内部40中，可模制进一步倾斜的支柱44，在其倾斜内表面上还邻接刀锥41。为了紧固刀锥，使用图4中展示的球型锁定机构，其由压缩弹簧46和由压缩弹簧46在径向上向内装载的固定球47构成，所述固定球47安置在夹紧连杆的上部部分中的横向孔48中且通过扭矩控制弹簧49紧固防止其落下。
图4和图5的各自左边部分中所说明的链节6′具有缩短的下部末端部分，即，其在环形段形状加固部分12正下方终止。为了固定所***的刀具夹紧装置HSK-A63，使用包括球52和弹簧夹53的夹紧套51。此紧固机构在所述刀具夹紧装置中是已知的。甚至在图4和图5中所说明的实施例中，包含基座主体10′、10″的链节6′、6″含有由轻金属铸件或尺寸稳定塑料材料构成的插座，因此致使刀具链总重量较低。由于不必加工基座主体10′、10″且因此不必加工插座的功能表面，所以这些实施例也可以低成本来制造且在操作时具有低噪声。
本发明不限于所展示的实施例。虽然链节的基座主体应优选整体形成为轻量的铸件或模制部件，但是构造的多部件方法也是可能的，其中个别组件通过适当连接***(例如，焊接、熔接和胶合)而永久且稳固地彼此连接。

Claims (12)

1.一种链式刀库，其特别用于程序控制铣床和加工中心，其包括
固定式支撑结构，其中线性导向装置(3-5)、滑轮(2)和作为所述滑轮(2)中的至少一者的旋转传动机构的传动组件安装到所述固定式支撑结构，
环状刀具链(1)，其由一连串以铰接方式彼此连接的链节(6)构成，
每一链节(6)是通过导向部件(28，30，31)在所述线性导向装置(3-5)上固持和导向，且
每一链节(6)具有各自用于收纳和固持刀具的插座，
所述链式刀库的特征在于
所述刀具链(1)的所述链节(6)由居中安置在其中的所述插座形成，以及
所述链节的前部和后部连接接头(16-19)布置在所述链节(6)的中心纵向轴线上。
2.根据权利要求1所述的链式刀库，
其特征在于
所述链节(6)具有由尺寸稳定且耐磨损的轻金属或塑料材料制成的基座主体(10)，所述材料形成所述插座。
3.根据权利要求1或2所述的链式刀库，
其特征在于
每一链节(6)至少具有一个与所述滑轮(2)相啮合的加固部分(12)。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的链式刀库，
其特征在于
每一链节(6)具有完全布置在一侧上的两个用于导向和支撑的侧面辊轮(30，31)，所述侧面辊轮(30，31)在所述支撑结构的两个相互平行的导向和支撑的侧面导轨(3，4)中移动。
5.根据权利要求4所述的链式刀库，
其特征在于
用于导向和支撑的所述侧面辊轮(30，31)支撑在模制在所述各自链节(6)的所述基座主体(10)侧部上的空心插销(33，34)上。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的链式刀库，
其特征在于
相邻的链节(6)通过接头螺栓(19)连接，使得所述相邻的链节(6)可相对于彼此转动，所述接头螺栓(19)的螺栓轴线处于所述链节(6)的中心平面中。
7.根据权利要求6所述的链式刀库，
其特征在于
在所述支撑结构的中心导轨(5)中移动的导向辊轮(28)支撑在所述接头螺栓(19)的上部末端部分上。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的链式刀库，
其特征在于
每一链节(6)在其上部部分中具有在链行进路径方向上延伸的外部加固的支撑杆(22，25)。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的链式刀库，
其特征在于
两个间隔杆孔眼(16，17)模制在所述链节(6)的正面上，且中心杆孔眼(18)模制在所述链节(6)的完全相对的另一正面上，所述中心杆孔眼(18)的长度稍小于所述第一正面上的所述两个间隔杆孔眼(16，17)之间的轴向距离。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的链式刀库，
其特征在于
横向孔(48)形成在所述链节(6)的所述基座主体(10)的所述上部部分中，其中固定球(47)和压缩弹簧(46)经布置以固定***到所述插座中的刀锥。
11.根据权利要求10所述的链式刀库，
其特征在于
扭矩控制弹簧(49)夹持到所述链节(6)的所述基础座体的上部末端部分上以紧固所述压缩弹簧(46)。
12.一种用于收纳用于链式刀库的刀具的刀具链，
其特征在于
用于所述刀具的插座仅通过由模制的间隔杆孔眼和中心杆眼孔(16，17，18)和接头螺栓(19)制成的接头(15)而直接连接到所述刀具链(1)，同时省略了加工。
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