多型面铣削设备 |
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| 申请号 | CN201210042115.8 | 申请日 | 2012-02-22 | 公开(公告)号 | CN102649284B | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 豪迈木材加工系统股份公司; | 发明人 | 威廉默斯·卡尔姆巴赫; | ||||
| 摘要 | 一种具有多个 主轴 的多型面 铣削 设备，其中，第一工具处于工作 位置 ，第二工具可以被带入工作位置。另外的主轴设置在用于第二工具的滑缸与工具之间。当第二工具处于工作位置时，第二工具的加工型面 覆盖 在第一工具的加工型面上面，使得被加工的 工件 获得第二加工型面。此外，可以以不复杂的方式单独地替换单个工具。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于通过切削来加工由木基材料和/或塑料制成的工件的多型面铣削设备，所述多型面铣削设备包括： |
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| 说明书全文 | 多型面铣削设备技术领域[0001] 本发明涉及一种具有多型面工具的多型面铣削设备，该多型面工具由具有不同型面的相互独立的铣削工具构成。 背景技术[0002] 在常规的多铣刀中，也就是说在具有多于一个型面的铣削工具中，型面形成在单个铣削头上并且沿轴向方向一个在另一个之上地设置。如果期望进行型面变化，则铣削头必须沿轴向方向相对于工具进行调整。然而，与此同时，因为铣削工具的具有不同型面的部分具有不同的直径，所以还必须改变相对于工具的径向间隔。为此，必须调整或替换间隔装置，例如仿形辊(feeler roller)。另外，存在的问题是，当这样的多铣刀的单个型面的刀片变得磨损时，因为铣削工具作为整体是一体件，所以必须替换作为整体的铣削工具。因此，即使还没有磨损的刀片也被更换，这导致材料的不必要的消耗。该问题的一种解决方案可以将每一个刀片单独地紧固到工具上。然而，这极大地增加了更换单独的刀片所需的费用。 [0003] EP 2 011 614 A1公开了一种包括具有不同型面的两个铣削工具的铣削设备。第一铣削工具安装在工作位置，同时第二铣削工具利用轴承安装在滑缸上。当第二工具运动到工作位置时，滑缸向前运动并使第二工具进入工作位置。由于滑缸不旋转并且第二工具不能被独立地驱动，所以第一工具的旋转经由相应的表面传递给第二工具。当以这种方式传递旋转时，存在如果在启动时传递表面彼此敲击则工具可能被损坏的风险。另外，当铣削装置正操作时由型面的改变所引起的磨损也会很高。此外，第二工具直接连接到球轴承上的滑缸上。因此，第二工具必须设置有相应的收缩配合，以确保安全操作以及工具不会意外地松掉。这类紧固通常只能由专业人员松开，这就是为什么这种结构中的工具的替换也很困难的原因。 [0004] 在DE 199 15 672 C2中示出了具有带有不同型面的两个工具的另一种铣削设备。在此，第一工具也处于工作位置，第二工具通过外部滑缸向前运动。工具以旋转地固定的方式连接到第一工具的驱动轴上。然而，该结构需要专门制造的工具。此外，外部滑缸使得第二工具的替换复杂化，这就是为什么该方案也需要专业人员的原因。 发明内容[0005] 因此，本发明的目的是提供一种用简单的结构能够大幅度地提高多型面铣削设备的灵活性的铣削设备。本发明的另一个目的是使单独的铣削工具的替换简单化。 [0006] 这些目的通过如下所述的加工设备实现。形成本发明的另外的特征包括在以下所述优选的技术方案中。 [0007] 为了实现上述目的，用于通过切削来加工板形式的工件的加工设备包括第一铣削装置，第一铣削装置包括第一驱动主轴和具有第一加工型面的第一铣削工具，第一铣削装置设置在工作位置。该加工设备还包括壳体，铣削装置、运动装置以及用于驱动所述驱动主轴的电机设置在壳体中。该加工设备还包括至少第二铣削装置，第二铣削装置包括第二驱动主轴和具有第二加工型面的第二铣削工具，第二铣削装置与第一铣削装置同轴地设置，并且第二铣削装置能够相对于第一铣削装置在工作位置与空闲休止位置之间轴向地运动。为了能够使第二铣削装置(或者还有另外的铣削装置)运动，设置有运动装置，该运动装置使所涉及的铣削装置在工作位置与空闲/休止位置之间运动，并且运动装置连接到第二驱动主轴上。由于另外的元件，即驱动主轴，插入在优选地为滑缸的运动装置与工具之间，所以大幅度地增加了多型面铣削设备的可能的构造并因此提高了多型面铣削设备的灵活性。 [0008] 运动装置优选地以电气动方式、电液压方式和/或电磁方式运动。 [0009] 该设备还可以具有第三铣削装置，第三铣削装置包括第三驱动主轴和具有第三加工型面的第三铣削工具，第三铣削装置与第一铣削装置同轴地设置，并且第三铣削装置能够相对于第一铣削装置在工作位置与空闲休止位置之间轴向地运动。由于由另外的驱动主轴提供的改进结构，第三或另外的铣削装置是有利的，这在于作为整体的加工设备在加工多个不同的边缘形状时是更加灵活的。 [0010] 该加工设备优选地设置成使得第三铣削工具的加工型面覆盖在第一和第二铣削工具的加工型面上面，从而使得当第三铣削装置位于工作位置时，被加工的工件获得第三加工型面。这进一步简化了结构，因为当第三铣削装置移动到工作位置中时，第一和第二铣削装置能够保持在工作位置中。这特别地能够在与当第三铣削装置被带入工作位置时第二铣削装置从工作位置缩回的情况相比中看到。 [0011] 优选地，全部驱动主轴为中空轴的形式，由此可以节省材料。 [0012] 进一步优选的是，第一驱动主轴的旋转通过与第二和/或第三驱动主轴的连接件传递到工具的驱动主轴，例如通过传动销的连接件。 [0013] 本发明还涉及一种用于加工由木材、木基材料和/或塑料制成的板形式的材料的多型面铣削设备，所述设备包括：第一铣削装置，第一铣削装置具有主体和多个铣削部分；以及第二铣削装置，第二铣削装置具有主体和多个铣削部分，并与第一铣削装置同轴地设置；所述设备还包括驱动装置，驱动装置具有第一驱动主轴，第一驱动主轴至少与第一铣削装置连接并驱动该第一铣削装置，第一铣削装置相对于驱动主轴的工具侧设置在第二铣削装置的前面。该多型面铣削设备还包括电机和壳体，电机通过第一驱动主轴驱动所述驱动装置，铣削装置、驱动装置和电机容置在壳体中。第一和第二铣削装置的主体和铣削部分为一件式，并且第一和第二铣削装置中的每一个均通过紧固装置以可拆卸的方式单独地紧固到驱动装置上，或优选地紧固到驱动主轴上，铣削装置的结构使得在拆卸铣削装置时能够自由地接近紧固装置，并且优选地以顺序的方式拆卸单独的铣削装置。 [0014] 这样的结构使单独的铣削装置的替换简单化，因此在多型面铣削工具中不需要像在单独的多型面铣削工具中那样替换各种型面的全部刀片，也不需要从铣削工具上单独地拆除全部切削部分，执行这样的拆除将只会带来巨大的费用。此外，现在可以由多型面铣削机的用户来执行替换，而不用将多型面铣削设备送到制造商处来替换单独的铣削工具。 [0015] 优选的紧固装置为螺钉，因为螺钉是可以被任何人打开的常规紧固装置。 [0016] 为了使得易于接近，铣削装置优选地每一个都通过紧固装置紧固到相应的驱动主轴的端面上。 [0017] 在优选的实施方式中，两个铣削工具可被构造成使得它们中的每一个可以被单独地拆除，而另一个铣削工具保持装配。这使得单独的型面工具能够被快速的更换。当存在三个或更多个铣削工具时，至少第一或第二铣削工具必须被移除，以便拆除第三或另外的铣削工具。在另一个实施方式中，单个工具被顺序地拆除，直到要替换的工具被拆卸为止。当然，可以根据需要将具有较简单的可替换性的多型面铣削设备与具有另外的(驱动)主轴的多型面铣削设备相组合。 [0018] 用于替换多型面铣削设备的铣削工具的简单方法在于松开和替换待替换的紧固装置。优选地，开始于第一铣削装置的紧固装置，松开全部后续紧固装置，直到待替换的铣削装置被拆除为止。然后，替换所涉及的铣削装置，以相反的顺序再次开始紧固装置和对应的铣削工具的装配，直到第一紧固装置被紧固为止。附图说明 [0019] 图1示出本发明的实施方式的具有三种铣削工具的等距视图； [0020] 图2在铣削工具的俯视图中示出图1的加工设备； [0021] 图3在沿图2中的线III-III的截面图中示出图1的加工设备； [0022] 图4在沿图2中的线IV-IV的截面图中示出图1的加工设备；以及 [0023] 图5在沿图2中的线V-V的截面图中示出图1的加工设备。 具体实施方式[0024] 在下文中使用定向参考“顶部”和“底部”，“底部”指的是沿驱动主轴的轴向方向的驱动主轴的设置有工具(铣刀)的一侧。相对的方向指的是“顶部”。 [0025] 本发明涉及一种加工设备，特别地涉及一种用于由木材、木基材料和/或塑料制成的优选地为板形式的工件的多型面铣削设备，所述设备提供用于加工窄侧或窄侧的边缘。 [0026] 该设备包括电机壳体11、9，在电机壳体11、9中设置有绕组(未示出)。在当前例子中，壳体被构造成多个部分，其为主壳体11的壳体部分11.1和11.2以及盖9，但是，相应的构造当然也可以是具有盖9的单个主壳体部分11的形式。 [0027] 在壳体11、9中，轴向地固定的驱动主轴1安装在球轴承22上，驱动主轴1优选地为中空主轴(中空轴)。对应于壳体部分11.1中的定子绕组的转子10紧固到驱动主轴1上，并被一体形成在壳体11中的绕组驱动。壳体11中的定子和驱动主轴1上的转子因此形成用于驱动主轴1的电机。在该实施方式中，第一驱动主轴1为由电机直接驱动的轴或中空轴，并且第一驱动主轴1驱动至少第一工具W1。 [0028] 驱动主轴1以轴向地固定的方式相对于壳体11安装，与驱动主轴1有关的壳体部分11.1和11.2被相应地形成(例如，见图3)。在具有一体式壳体11的实施方式中，轴承22也可以借助于弹性挡圈或其他常规装置沿轴向方向紧固。 [0029] 具有第一铣削部分F1的第一工具W1紧固到轴向地固定的主轴1上，第一铣削部分F1具有例如为半径R3(3mm)的第一型面。工具W1优选地通过紧固装置21，特别是螺钉，紧固到轴向地固定的主轴1的端面上(见图3和图4)。工具W1处于工作位置，并且在对通过的工件进行加工期间将窄侧的边缘铣削成相应的工件型面(在当前例子中，例如铣削成R3的工件型面)。 [0030] 优选地为可移位的中空主轴(中空轴)的第二主轴(轴)2被理想地安装在轴向地固定的主轴1上，以使得第二主轴2沿轴向方向相对于第一驱动主轴1是可移位的。具有第二铣削部分F2的第二工具W2以旋转地固定的方式紧固到第二主轴2上，第二铣削部分F2具有第二加工型面，在当前实施方式中为第二半径R2(2mm)。优选地，第二工具W2通过紧固装置27，特别是通过螺钉，紧固到第二中空主轴2的端面上。第二主轴2优选地以旋转地固定的方式连接到第一驱动主轴1上，使得第二主轴2与第一驱动主轴1一起运动。在当前例子中，第二中空主轴2与第一驱动主轴1的这样的连接通过传动销16实现(见图 4)。然而，其他连接也是可以的，例如通过(驱动)主轴1和2的强制锁止内型面或强制锁止外型面。同样，还可以想到主轴2可以具有其自己的转子，该转子可以由壳体中的定子绕组驱动，也可以被它自己的另外设置用于第二主轴2(也为驱动主轴)的转子的定子绕组驱动。 [0031] 通过运动装置来控制轴向移位能力。在当前例子中，运动装置是与主轴2相连的滑缸5。滑缸5通过气动管路26轴向地移位。用于中空主轴2并相应地用于工具W2的滑缸5设置在移位腔内，在图3和图4中看到滑缸5处于其缩回位置。滑缸5优选地以旋转地固定的方式设置在壳体11、9中，使得滑缸5只能够沿轴向方向而不能沿周向方向旋转。例如，可以在壳体中设置一个或更多个轴向延伸的槽，滑缸的突出部5.1接合在上述槽内。 然而，滑缸还可以是旋转地对称的形式，并且滑缸与壳体壁的摩擦防止沿周向方向的运动(即，旋转)。在该例子中，突出部可以是围绕缸5的整个外周设置的、具有更大直径的区域。 如上所述，在当前例子中，滑缸5在通过压力管路26引入移位腔内的压缩空气的帮助下轴向地移位。因此，在滑缸5的外部设置有密封唇，例如橡胶圈，密封唇在壳体11、9(在当前例子中为在部分壳体11.2中)与滑缸5之间实现密封，确保不存在泄漏。在旋转地对称的缸的例子中，密封唇还增加了抵抗滑缸旋转的摩擦。用于中空主轴2并相应地用于工具W2的滑缸5在图3和图4中看到在其移位腔内位于其缩回位置。由于工具W2的主轴2旋转而滑缸5不旋转，所以滑缸通过轴承23沿周向方向与主轴2脱离。然而，轴承23沿轴向方向并相对于主轴固定在滑缸5中，使得移位力可被传递到主轴2。在当前例子中，轴承通过球轴承实现，但如同说明书中的所有其他轴承，其可以由适于所需轴向力传递的其他常规形式的轴承代替。 [0032] 相应地，第二主轴优选地设置在运动装置与第二工具W2之间，其中运动装置优选地为滑缸5。 [0033] 在当前的实施方式中，滑缸5设置在壳体11、9的顶部，而用于工具W2的主轴2设置在壳体11的底部，电机沿轴向方向位于滑缸5与主轴2之间。因而，在该实施方式中，滑缸5不能够通过轴承23直接连接到主轴2上。因此，在当前例子中，用于第一工具W1的第一轴向地固定的驱动主轴1为中空主轴的形式。另外的轴，优选地为中空轴，设置在中空主轴1中并在顶部通过轴承连接到滑缸5上。在底部，轴向运动优选地通过传动销16传递到主轴2。然而，也可以设置单独的传递装置，或者将轴6与主轴2形成为一体件。 [0034] 如果通过在滑缸5之后的通道26引入流体(例如，空气或液压油)，则位于突出部5.1的流体通道26一侧上的活塞面通过空气进行动作。由此，滑缸5被移位，直到其止动部5.1抵接壳体11、9中的互补的止动部为止(见图3至图5)。工具W2由此被从休止位置中的缩回位置带入到工作位置的前进位置中。为了使用于主轴2的滑缸5缩回，可以在流体管路26的相对侧上设置弹簧，该弹簧偏置滑缸，使得当解除滑缸5上的压力时，滑缸5轴向地回缩，使得工具W2被再一次从工作位置带入到空闲位置中。然而，优选的是，将单独的压力管路(未示出)导入移位腔内滑缸5的下方，然后，通过压力作用在滑缸5上并由此将滑缸5再一次带入空闲位置中。在位于顶部的流体通道中产生真空也可以是足够的，使得可以省略另外的元件，而仅设置流体通道26。还可以通过电磁阀来控制滑缸5，使得滑缸5的移位以磁性方式实现。为此，则在壳体11、9中设置相应的元件(在当前实施方式中未示出)，或者为设置用于每个滑缸的空闲位置和工作位置的两种不同的电磁状态，或者通过弹簧将滑缸偏置到空闲位置，并且电磁力仅使滑缸或工具进入工作位置，而弹簧力使滑缸或工具返回到空闲位置。 [0035] 在本实施方式中，还设置有具有第三加工型面的第三工具W3，第三加工型面在当前例子中为R1.5(1.5mm)。第三工具W3位于可移位主轴3上，可移位主轴3为中空主轴的形式并且不同于可移位主轴2。在当前例子中，可移位主轴3沿轴向方向设置在可移位主轴2的上方并且通过滑缸4从空闲位置被带入工作位置(在图3至图5中，主轴3被示出位于工作位置)。为此，在本实施方式中，设置有将滑缸4带入工作位置的流体通道24(见图3和图4)。优选地以类似于上述滑缸5的控制和构造的方式来实现滑缸4的控制和构造，包括具有突出部4.1和密封唇4.2的滑缸4的构造。相同的方式用于返回到空闲位置，返回空闲位置可以通过流体管路中的低压、或通过能够沿空闲位置的方向施加力的偏置弹簧或通过滑缸4下方的另外的压力通道来实现。同样，也可以使用磁操作。相应地，第三主轴优选地设置在运动装置与第三工具W3之间，其中运动装置优选地为滑缸4。 [0036] 可移位主轴3具有穿过轴向地固定的主轴1的传动销(一体式或作为独立的元件)并因此实现轴向地固定的主轴的旋转。工具W3同样优选地通过紧固装置紧固到可移位主轴3的端面上，紧固装置优选地为螺钉。 [0037] 可移位主轴2和3各自与轴向地固定的主轴一起旋转，滑缸4和5仅轴向地运动，并且各自通过球轴承23、25连接到相应的主轴2和3上。 [0038] 工具W1、W2、W3(等等)的铣削部分F1、F2、F3的直径D(在图2中示出)——其表示切削型面之间的间隔——是相等的，使得当工具W2和工具W1两者均处于工作位置时，工具W2的具有半径R2的较窄的型面覆盖在工具W1的具有半径R3的型面上面。相应地，多型面铣削设备设置成使得第二铣削工具的加工型面覆盖在第一工具的加工型面上面，使得当第二铣削工具位于工作位置时，被加工的工件获得第二加工型面。因此，确保尽管两个工具同时加工工件，但只有工具W2的型面被传递给被加工的工件。工具W3优选地具有覆盖在工具W1和第二工具W2两者的加工型面上面的加工型面。 [0039] 通常，根据期望的加工型面，只有工具W1、还有工具W2或另外地工具W3被带入工作位置。在另一个优选的实施方式中，当工具W3被带入工作位置时，工具W2缩回，使得工具W3仅覆盖在工具W1的加工型面上面。另外有利地，当前例子中的工具W2和W3一直与工具W1一起旋转，使得在加工期间能够在无需停下机器的情况下改变加工型面。一方面，这可以通过如下滑缸来实现，该滑缸与可移位主轴轴向地固定在一起，但沿周向方向相对于中空主轴是可运动的，也就是说，相对于壳体不呈现任何内在旋转。另一方面，这可以通过轴向可运动的主轴2、3与轴向地固定的驱动主轴1的旋转地固定的连接件(传动销15、16)来实现。 [0040] 如上所述，如果每个驱动主轴1、2、3均设置有其自身的转子，则相应的驱动主轴不必与第一驱动主轴1一起旋转，并且如果传动销仅设置用于提供旋转，则可以省略传动销。驱动主轴2、3则可以处于休止位置并根据需要切换到空闲操作。据此，也就是说，当驱动主轴2、3与第一驱动主轴1一起运动时，可以使相应的工具W2、W3进入工作位置。 [0041] 具有不同加工型面的独立的铣削工具中的每一个都同轴地设置并包括具有相应的加工型面的铣削部分F1、F2、F3。如上所述，独立的工具中的每一个都紧固到相关联的(驱动)主轴1、2、3上，优选地在每种情况下紧固到主轴的端面上。紧固装置21、27、28优选地为螺钉，紧固装置优选偏心地设置，以使得紧固装置不会通过(驱动)主轴1、2、3和工具W1、W2、W3的旋转而意外地松开。 [0042] 通常，当要替换任何工具时，第一工具W1首先被拆除，以使得可以触及第二工具W2(见图2和图3)。当要替换W3时，这同样适用于工具W2。也就是说，在工具W3被拆除之前，工具W2必须被拆除。然后，替换相应的工具，并在相关联的中空主轴上以相反的顺序将工具再次紧固到加工设备上。 [0043] 然而，还可以将至少第二工具W2构造成使得在第二工具W2的主体中具有直径大于第一工具的外径(包括铣削部分F1)的孔。由于如在图2中看到的第一工具由主体H1和铣削部分F1形成，在当前例子中，铣削部分F1从主体H1以等间距的方式径向向外延伸，所以可以在无需首先拆除工具W1的情况下拆除工具W2，工具W2的主体H2具有内径大于铣削部分F1的外径的孔。在仅具有三个或更多个工具的情况下，只要铣削部分或切削型面具有相同的直径D，对于第三工具W3(以及每个另外的工具)来说不可避免的是，至少第一或第二工具W1、W2将必须被拆除。如果该要求不再是必要的，则每个均具有主体H1、H2、H3的铣削工具W1、W2、W3等等可以构造有凹部或孔，以使得铣削工具总能够被独立地拆除。对于这种简化的紧固，还可以省掉不同的主轴并使用仅驱动主轴1。所有的工具则被紧固到该主轴1上。然而，理论上除了第一驱动主轴外还可以设置仅第二主轴，两个工具W2、W3紧固到第二主轴上。 |
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