五轴铣头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110039100A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201810446901.1(22)申请日2018.05.11(30)优先权数据102018000322.22018.01.17DE(71)申请人德特勒夫·格根斯地址德国莱希林根(72)发明人德特勒夫·格根斯(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人邓斐(51)Int.Cl.B23C9/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称五轴铣头(57)摘要本发明涉及一种五轴铣头，其包括：C轴，称为可旋转地设置的叉头，该叉头具有两个彼此间隔开距离的叉臂；和A轴主轴单元，该A轴主轴单元可枢转地支承在所述C轴的两个叉臂中，其特征在于：所述A轴主轴单元利用其竖直壁体通过两个双向推力-向心滚子轴承直接且紧邻地与所述C轴叉臂的竖直壁体以最小间距螺接并且固定连接，使得由主轴和切削刀具产生的力直接经由所述A轴主轴单元的竖直壁体通过大刚性且高精度的双向推力-向心滚子轴承被导入所述C轴叉臂的竖直壁体中，并且因此所述A轴主轴单元以极高的刚性、精密度和准确度可枢转地支承在两个C轴叉头中。CN110039100ACN110039100A权利要求书1/1页1.五轴铣头，其包括：C轴，称为可旋转地设置的叉头，该叉头具有两个彼此间隔开距离的叉臂；和A轴主轴单元，该A轴主轴单元可枢转地支承在所述C轴的两个叉臂中，其特征在于：所述A轴主轴单元利用其竖直壁体通过两个双向推力-向心滚子轴承直接且紧邻地与所述C轴叉臂的竖直壁体以最小间距螺接并且固定连接，使得由主轴和切削刀具产生的力直接经由所述A轴主轴单元的竖直壁体通过大刚性且高精度的双向推力-向心滚子轴承被导入所述C轴叉臂的竖直壁体中，并且因此所述A轴主轴单元以极高的刚性、精密度和准确度可枢转地支承在两个C轴叉头中。2.如权利要求1所述的五轴铣头，其特征在于：在C轴叉臂的和这些叉臂的连接桥的上部区域内的大部分空腔利用矿物铸造材料浇铸，以便附加地提高整个C轴叉头特别是在所述区域内的刚性。2CN110039100A说明书1/2页五轴铣头技术领域[0001]本发明涉及一种五轴铣头。背景技术[0002]五轴铣头主要包括一个可旋转地设置的且具有两个彼此间隔开距离的叉臂的叉头，即所谓的C轴(在下文只称为C轴)。在该叉头中可枢转地设置有用于主轴夹装(Spindelaufnahme)的另一个轴，即所谓的A轴(在下文只称为A轴主轴单元)。[0003]由专利文献EP088501B1、WO2009/034030A2、EP1880796A1、DE10047917A1、DE102008051613B4、US7293340B1已知这样的铣头，在所有这些专利中，从A轴主轴单元到C轴的两个叉臂的连接是利用连接元件予以实现的，这些连接元件与A轴主轴单元螺接且这些连接元件延伸到C轴的叉臂之中并且在那里才利用滚动轴承支承在叉臂内部。这种结构设计的缺点是：由于与多个连接元件多重螺接以及从A轴主轴单元到轴承位置的间距很大，该结构设计的刚性和准确度对于出现的力来说并非最佳。发明内容[0004]因此，本发明的目的是，实现从A轴主轴单元到C轴叉臂的一种连接，借其消除和明显改善并优化上述的非最佳刚性和准确度之缺点。另一目的在于，进一步提高和优化铣头的总体刚性。[0005]所述目的通过如下方式得以实现，即：利用所谓的双向推力-向心滚子轴承(也称为YRT轴承)来实施从A轴主轴单元到C轴叉臂的连接。这个轴承的外圈利用最大可能数量的螺栓(螺钉)直接螺接在C轴叉臂的竖直外壁上，并且这个轴承的可运动的内侧部分同样利用最大可能的螺栓数量直接与A轴主轴单元的竖直壁体螺接，于是将来自加工刀具的力通过该大刚性且高精度的YRT轴承直接导入竖直的C轴叉臂中，这样，以此方式便赋予该结构设计最佳的刚性和精密度，因为所述轴承具有仅为0.001mm的径向和轴向圆跳动精度以及<11kN/mrad的抗倾覆刚度。[0006]所述另一目的通过如下方式得以实现，即：在C轴叉臂的和这些叉臂的连接桥的上部区域内的大部分空腔利用矿物铸造进行浇铸，以便进一步提高整个C轴特别是在给出的所述区域内的刚性。[0007]矿物铸造材料的有利特性之一就是：与C轴叉头的球墨材料相比高10倍的振动阻尼，这样便导致：C轴叉头乃至整个铣头通过所使用的双向推力-向心滚子轴承及其在该铣头结构中的设置而获得以往未曾达到的和最佳的刚性。[0008]在此，对本发明概括如下：[0009]本发明涉及一种所谓的五轴铣头，其中，通过使用直接螺接于两个C轴叉臂与A轴主轴单元的壁体之间的双向推力-向心滚子轴承(所谓的YRT轴承)，与迄今市场上现有的铣头相比，大