[发明专利]用于加工工件的刀具转塔及具有这种刀具转塔的加工系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的用于加工工件的刀具转塔。另外，本发明涉及具有这种刀具转塔的加工系统。该加工系统特别是用于对工件进行切削加工的机床的一部分。

背景技术

DE60111162T2（与EP1208940B1对应）公开了一种用于对金属工件进行切削加工的具有刀具转塔的机床。通过该刀具转塔将低温冷却介质输送到正在对待加工工件进行作用的相应刀具。为此刀具转塔包括具有第一热膨胀系数的聚合物转子和具有第二热膨胀系数的相应的金属定子。穿过定子延伸的是第一输送线路，该第一输送线路具有与转子转轴同心延伸的第一线路部段和相对于转轴沿径向延伸的第二线路部段。第一输送线路在相应刀具的工作位置中与相应的第二输送线路相连接，该第二输送线路通过围绕定子的转子延伸到刀具。当低温的冷却介质穿过输送线路流到相应刀具时，由于热膨胀系数不同而使输送线路在连接部位处自动密封。对于这样的刀具转塔不利的是，难以密封输送线路之间的连接部位，这是因为为了密封连接部位一方面由于不同的膨胀系数而必须以足够的力将定子压到转子上，但是另一方面该力又不能过大，这是因为否则会使刀具转塔被夹死并且不再能够更换刀具。这一点特别是在以下情况下存在问题：由于定子与转子的膨胀特性不同而在不同温度下使用低温冷却介质或者是多种不同的低温冷却介质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：实现一种刀具转塔，其中能以简单可靠的方式将低温冷却介质输送到刀具。

该技术问题通过具有权利要求1的特征的刀具转塔来解决。通过使第一输送线路借助于线性致动器至少局部地平行于转轴可线性移位，一方面将低温冷却介质简单可靠地输送到与待加工工件处于接合的刀具、并且另一方面实现了简单可靠的刀具更换。第一输送线路在其第一位置中与如下的第二输送线路密封连接，该第二输送线路的所属的刀具正处在用于加工工件的工作位置。低温冷却介质由此可以简单可靠地被输送到刀具。为更换刀具，借助于线性致动器使第一输送线路移位到第二位置，在该第二位置中第一输送线路与第二输送线路分开。因此，在第二位置中可以为刀具更换简单可靠地改变带刀具架的转动件的转动位置。在刀具更换后重新借助于线性致动器使第一输送线路移位到第一位置，在该第一位置中第一输送线路与位于工作位置的新刀具的第二输送线路密封连接。

根据本发明的刀具转塔特别是实现了与低温冷却介质的温度无关的简单可靠的低温冷却介质输送。低温冷却介质在从相应的刀具逸出时具有低于-60°C的温度，特别是低于-120°C的温度，特别是低于-150°C的温度，特别是低于-180°C的温度。作为低温冷却介质可以使用例如液态或气态的氮、液态或气态的氧、气态氢、气态氦、液态或气态的氩，气态的二氧化碳以及液态或气态的天然气。优选地，通过输送线路将氮输送到刀具。此外在需要时也可以将通常的冷却润滑剂通过刀具转塔输送到相应的刀具。

通过将低温冷却介质直接输送到刀具的刃部并且使之由于极低的低温冷却介质温度而比常规冷却润滑剂情况下更有效地被冷却，在工件加工中实现了更高的切削速度。低温冷却介质此外有助于刀具的使用寿命。因此可以通过输送低温冷却介质到刀具刃来提高工件加工的生产率和经济性。因为低温冷却介质气化，所以既不污染被加工的工件也不污染刀具转塔或者是整个机床。而无需如在常规冷却润滑剂的情况下那样清除低温冷却介质，由此进一步改善了工件加工的经济性。

根据权利要求2所述的刀具转塔以简单的方式确保了：低温冷却介质在通向刀具的路径中不会不希望地升温并且包围第一输送线路的刀具转塔部件不会不可靠地冷却。由此方式，可以使刀具极有效地被冷却并且同时避免在包围第一输送线路的构件中的热应力。优选地，第一输送线路设计成完全地、亦即在整个长度上热绝缘。输送线路具有例如一内管和一包围该内管的外管，它们在端侧彼此连接。由这两个管界定的绝缘室例如填充以绝缘介质。如果第一输送线路设计成真空绝缘的，则绝缘室被抽真空，由此输送线路具有极低的固有导热率。第一输送线路具有在0°C最高0.40W/（mK）的固有导热率，特别是最高0.30W/（mK）的固有导热率，特别是最高0.20W/（mK）的固有导热率。如果第一输送线路设计成真空绝缘的，则其固有导热率极低并且在0°C下为最高0.01W/（mK）。优选地，第二输送线路各自设计成至少局部是热绝缘的、特别是真空绝缘的。该方案不仅适用于第一输送线路而且相应地适用于第二输送线路。