專利名稱：數(shù)控車床上的攻絲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明摔及一種用在數(shù)控車床上的工件攻絲(piece-threading)裝置。
背景技術(shù)：
已知在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中通常將螺釘、桿柱或其它機(jī)械件擰入患者的骨 結(jié)構(gòu)中。
目前，在現(xiàn)有技術(shù)中用來制造醫(yī)學(xué)領(lǐng)域或牙科領(lǐng)域中使用的螺紋 元件的最好方法是特別設(shè)計(jì)的切削工藝，即所謂的"回轉(zhuǎn)(swivel)" 攻絲工藝，或者按字面意義的方式，所謂的"螺旋回轉(zhuǎn)法(Thread Whirling process)"。
現(xiàn)有方法允許制造具有可變螺距螺紋的、非常長(zhǎng)螺距螺紋的、高 度鋸齒形螺紋(highly buttressed thread)的、斜螺紋(bevel thread)的或可 變鋸齒形螺紋(variably buttressed thread)的螺紋件。
很明顯螺紋的選擇將取決于螺釘必須擰入其中的特定骨結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有加工方法允許在車床上制造不同類型的螺紋，并且允許在沒
有任何技術(shù)問題的情況下加工非常硬的金屬，諸如不銹鋼、鈦等等。 從現(xiàn)有技術(shù)還已知螺紋的表面質(zhì)量取決于存在于運(yùn)動(dòng)鏈中的間
隙，該運(yùn)動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)用于執(zhí)行上述螺旋回轉(zhuǎn)法的刀具。
然而，用于制造上述螺紋的現(xiàn)有方法不是連續(xù)切削方法，而是間
歇切削操作，其類似于銑削加工操作，并且這種加工非常強(qiáng)調(diào)驅(qū)動(dòng)裝
置；此外，因?yàn)椴豢杀苊獾拈g隙，故所獲得的螺紋表面不可避免地受
加工缺陷和毛刺的影響。
通常，在現(xiàn)有裝置中，攻絲刀具由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過一系列齒輪驅(qū)動(dòng)，該一 系列齒輪由于其特性而必須要求最小間隙，以提供適當(dāng)?shù)南嗷?合，且該間隙即使具有最小值也將負(fù)面地影響所獲得的螺紋表面的精 度和質(zhì)量。
為了進(jìn)一步限制上述不希望有的間隙，先前的齒輪最近由帶傳動(dòng) 所代替，該帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)成允許馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該加工刀具。
然而，這種方法具有如下缺點(diǎn)，即必須使用帶形式的彈性元件， 以便將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)傳遞到加工刀具。帶的使用在必須受到連 續(xù)控制的刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生不可避免的、不希望有的擺動(dòng)。此外， 由于傳動(dòng)帶的不可避免的磨損，并且為了重復(fù)地實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)帶的張緊， 必須周期性地控制傳動(dòng)帶。
因此，通常用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有攻絲刀具的上述齒輪組件和傳動(dòng) 帶都將引起裝置總體尺寸的不希望有的增加。
此外，還發(fā)現(xiàn)在也稱為渦輪式攻絲機(jī)(turbothreader)的、設(shè)計(jì)用來 制造旋轉(zhuǎn)螺紋(swivel thread)的現(xiàn)有攻絲裝置中，絕對(duì)必須旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng) 用于執(zhí)行螺紋螺旋線(threadhelix)的頭部(head)/心軸組件；此外，為了 制造某些類型的螺紋，絕對(duì)需要相對(duì)于水平面傾斜該攻絲頭部，并且 絕對(duì)需要提供一種具有圓錐形內(nèi)部構(gòu)造的刀架心軸，以便在攻絲操作 期間不撞擊工件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，并且改進(jìn)切削 攻絲方法，以便提供可變螺距的螺紋，該螺紋沒有金屬毛刺并且?guī)в?具有最小粗糙度的螺故表面，同時(shí)允許省略用于旋轉(zhuǎn)地操作攻絲刀具
的現(xiàn)有齒輪級(jí)^:裝置或帶傳動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)計(jì)成在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用的用來對(duì)工件進(jìn)行攻 絲的攻絲裝置實(shí)現(xiàn)了上述目的，所述裝置包括具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體 的支承組件，該內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體在其面對(duì)待攻絲的工件的面上包括 多個(gè)攻絲刀具，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體容納著電氣轉(zhuǎn)子，內(nèi)置在所述支承
4組件中的電氣定子可操作地聯(lián)4妄到電氣轉(zhuǎn)子上。
有利地，所述定子具有包4舌多個(gè)通道的定子外圓周，所述多個(gè)通 道用于制冷流體穿過其中循環(huán)。
此外，電氣定子由具有多個(gè)環(huán)向通道的套筒所圍繞，制冷及潤(rùn)滑 流體穿過該多個(gè)環(huán)向通道流動(dòng)。所述制冷及潤(rùn)滑流體經(jīng)過支承組件的
內(nèi)部并且通過開口離開支承組^K
有利地，相關(guān)接口包括對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的電纜和對(duì)裝置加壓所需的管道。
在該裝置和機(jī)床之間設(shè)置了單個(gè)接口 。 有利地，還設(shè)置了用于控制電動(dòng)機(jī)并且聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)體上的速度傳 感器。
驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)體的電動(dòng)機(jī)可由MRAS型0莫型參考自適應(yīng)系統(tǒng))的控 制裝置有利地控制，從而允許省略速度傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器。
通過從屬權(quán)利要求和所附公開以及附圖，本發(fā)明的其它特征將變 得顯而易見。


參考僅作為示例給出的優(yōu)選實(shí)施例，在下文中將以更加詳細(xì)的方 式公開和說明根據(jù)本發(fā)明的主題。在附圖中
圖1是包括新型驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的新型攻絲頭部的示意性局部截面圖； 圖2是攻絲頭部的截面圖；和
圖3是顯示攻絲頭部的一部分的進(jìn)一步的示意性局部截面圖，其 中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的定子和轉(zhuǎn)子聯(lián)接到攻絲裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件上。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的攻絲裝置由標(biāo)號(hào)1總體表示，其包括 具有貫通開口 3的支承組件或支承主體2，該貫通開口 3用于供應(yīng)制 冷及潤(rùn)滑流體4。制冷及潤(rùn)滑流體經(jīng)過支承組件2的未具體示出的通道，這將在下 文中以更加詳細(xì)的方式公開，所述流體4通過排出通道5離開支承組件2。
在離開所述支承組件或支承主體2之前，制冷流體4經(jīng)過環(huán)形體 7的多個(gè)環(huán)向通道6，該環(huán)形體7圍繞著與轉(zhuǎn)子9協(xié)同操作的定子8， 轉(zhuǎn)子9與另一個(gè)主體IO—體地結(jié)合，該另一個(gè)主體lO在它的區(qū)域ll 處支承著用來加工由12示意性地表示的桿件的多個(gè)加工刀具(未示于 圖1中)。
圖2是顯示裝置1的主體10的截面圖，該主體10與所述電氣轉(zhuǎn) 子9一體地結(jié)合，該電氣轉(zhuǎn)子9由所述電氣定子8旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，所述 電氣轉(zhuǎn)子9和定子8共同形成電動(dòng)機(jī)。
所述管狀套筒主體7可操作地聯(lián)接到所述電氣定子8上，所述管 狀套筒主體7包括多個(gè)環(huán)向通道6，用于移除所產(chǎn)生熱量的制冷流體 被供應(yīng)給該多個(gè)環(huán)向通道6。
圖2還以非常清楚的方式顯示攻絲刀具11的布置，該攻絲刀具 11用于如所期望地對(duì)桿件12的自由端部進(jìn)行攻絲。
如圖l所示，正在離開支承組件2的開口或出口 5的制冷流體4 不僅用作適當(dāng)?shù)亟?jīng)過環(huán)形主體7的通道6的制冷流體；而且，實(shí)際上， 所述制冷流體4在通過通道5離開支承組件2之后還將自由下落，從 而還被用作用于加工刀具11的制冷流體，該加工刀具11在桿件12 的自由端部上形成螺紋13，該具有螺紋的桿件12最終將切割成任何 所期望的長(zhǎng)度。
在攻絲操作之后，將流體4過濾并再次供應(yīng)到冷卻通道6。
如圖2進(jìn)一步所示，旋轉(zhuǎn)主體10由精密軸承14非常精確地支承
在所述支承組件2上。
因此，通過設(shè)置所述精密軸承14、以及與旋轉(zhuǎn)主體10—體地結(jié)
合的電氣轉(zhuǎn)子9和固定地安裝在支承組件2內(nèi)的環(huán)形定子8,以及圍繞著定子8的主體的冷卻通道6，允許以很高的精度直接驅(qū)動(dòng)加工刀 具ll,而不使用現(xiàn)有技術(shù)中所使用的，包括一系列齒輪、梯形傳動(dòng)帶 等部件的復(fù)合驅(qū)動(dòng)組件。
此外，裝置1包括用于適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)和控制馬達(dá)8、 9的接口 20， 該接口 20有利地可操作地聯(lián)接到機(jī)器的數(shù)控裝置(未顯示)上。
此外，對(duì)所述接口加壓以1更防止加工切屑沉積在設(shè)備中并且磨損 該設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)件。
因此，既提供用于電動(dòng)機(jī)供電電纜的通道又提供加壓操作環(huán)境的 所述單個(gè)接口允許制造緊湊且才喿作靈活的裝置，該裝置可由任何所期 望的單軸機(jī)床或多軸機(jī)床的滑塊容易且快速地支承，而不需要改變?cè)?滑塊。
圖3顯示支承組件2的部分10的示意性截面圖，所述部分10支 承著未顯示的攻絲刀具，并且包括所述電氣轉(zhuǎn)子9，所述電氣轉(zhuǎn)子9 與所述電氣定子8 —起形成同步無刷電動(dòng)機(jī)8,9(例如由Company Phase Motion Control of Genoa 4是供和生產(chǎn)的類型)。
圖3還清楚地顯示形成在套筒7中的環(huán)向通道6，通過環(huán)向通道 6供應(yīng)所述制冷流體4，例如，所述制冷流體4通過中心單元(未顯示) 的通道3流動(dòng)，控制所述流體4的溫度以便適當(dāng)?shù)乩鋮s所述定子8; 此外，所述流體在通過通道5(圖l)離開裝置1之后還將被輸送到加工 刀具ll,從而還適當(dāng)?shù)貪?rùn)滑并冷卻加工刀具11,并且從在桿件12的 自由端部處所獲得的螺紋13上移除所有的加工切屑。
在圖2中，標(biāo)號(hào)21表示固定部分，標(biāo)號(hào)22表示用于檢測(cè)主體10 的轉(zhuǎn)速的速度傳感器的旋轉(zhuǎn)部分。
根據(jù)本發(fā)明的更改實(shí)施例，為了進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備的緊湊性和操作 靈活性，還可能省略速度傳感器，并且通過讀取馬達(dá)的操作電流來檢 測(cè)所述轉(zhuǎn)速，從而通過無傳感器布置適當(dāng)?shù)乜刂扑鲴R達(dá)，該無傳感 器布置由MRAS或參考模型自適應(yīng)系統(tǒng)所控制。
因此，將獲得具有非常簡(jiǎn)單而緊湊的結(jié)構(gòu)的渦輪式攻絲裝置。
權(quán)利要求
1. 一種工件攻絲的裝置，其包括具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體的支承組件，所述內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體在其面對(duì)待攻絲的工件的面上包括多個(gè)攻絲刀具，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體(10)包括電氣轉(zhuǎn)子(9)，用于直接旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)所述攻絲刀具的、內(nèi)置在所述支承組件(2)中的電氣定子(8)可操作地聯(lián)接到所述電氣轉(zhuǎn)子(9)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攻絲裝置，其特征在于，所述電氣定 子(8)由包括多個(gè)環(huán)向通道(6)的套筒(7)所圍繞，制冷及潤(rùn)滑流體(4)流 過所述環(huán)向通道(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攻絲裝置，其特征在于，所述制冷及 潤(rùn)滑流體(4)在所述支承組件(2)內(nèi)輸送，并且通過排出開口 (5)離開所 述支承組件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攻絲裝置，其特征在于，所述裝置包 括裝置接口 (20),其容納著對(duì)電動(dòng)機(jī)(8,9)供電的多條供電電纜和用于 對(duì)所述裝置(l)加壓的多個(gè)壓力管道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所迷的攻絲裝置，其特征在于，所述接口(20) 是設(shè)置在所述裝置(l)和機(jī)床之間的單個(gè)接口 ，所迷裝置在所述機(jī)床之 上使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攻絲裝置，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)(8,9) 由聯(lián)接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體(l O)上的速度傳感器(21,22)所控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攻絲裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng) 所述主體(10)的所述電動(dòng)機(jī)(8,9)由MRAS控制系統(tǒng)，即模型參考自適 應(yīng)系統(tǒng)所控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的攻絲裝置，其特征在于，所述制冷及 潤(rùn)滑流體(4)還用作用于所述刀具(11)的制冷及潤(rùn)滑流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)控車床上的攻絲裝置，具體而言，本發(fā)明公開了一種在數(shù)控車床上的工件攻絲裝置，其包括具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體的支承組件，該內(nèi)部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體在其面對(duì)待攻絲的工件的面上包括多個(gè)攻絲刀具，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主體具有內(nèi)置的電氣轉(zhuǎn)子(9)，也內(nèi)置在支承組件中的電氣定子(8)可操作地聯(lián)接到電氣轉(zhuǎn)子(9)上，定子(8)具有制冷及潤(rùn)滑流體在其中循環(huán)的多個(gè)環(huán)向通道(6)。
文檔編號(hào)B23G3/00GK101293291SQ20081009490
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者F·里戈龍, O·格瓦索尼, R·羅塔 申請(qǐng)人:吉爾德邁斯特意大利有限公司