用于切割工具的渦輪機驅(qū)動的動力單元的制作方法
【專利說明】用于切割工具的渦輪機驅(qū)動的動力單元
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求申請?zhí)枮?1/773,734、于2013年3月6號提交的美國臨時專利申請，和申請?zhí)枮?1/820,074、于2013年5月6號提交的美國臨時專利申請的權(quán)益;上述申請的全部內(nèi)容并入本發(fā)明中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于進行各種旋轉(zhuǎn)式加工操作的旋轉(zhuǎn)式切割工具。更具體地，涉及球軸承支撐的渦輪機驅(qū)動的切割工具。渦輪機驅(qū)動的切割工具能夠整合超聲波能力。
【背景技術(shù)】
[0003]在制造業(yè)中用于從工件中機械移除材料的機床，如車床、銑床或鉆頭，通常以相對低速度和高輸出功率運轉(zhuǎn)。在某些情況下，由這樣的機床加工的工件可能需要(例如，適于利用小直徑工具進行更精確的加工的)其它類型的工具進行額外加工。額外加工可能需要額外的設(shè)置以及加工時間。
[0004]主軸用于增加產(chǎn)量、提高加工設(shè)備的整體效率。然而，已知的主軸可能非常復(fù)雜，且常常由非常昂貴的部件構(gòu)成，如先進的軸承組件和電機。因此，主軸往往是非常昂貴的，這使其使用僅限于非常高的生產(chǎn)數(shù)量和高切割質(zhì)量。一種替代的解決方案是主軸調(diào)速器(也稱為主軸增速器或倍速器)。這些設(shè)備可以組裝在加工設(shè)備上，并且與加工設(shè)備的重要的主軸一起旋轉(zhuǎn)。因此，該組件的總旋轉(zhuǎn)速度可以是主軸調(diào)速器的旋轉(zhuǎn)速度和加工設(shè)備的主軸的旋轉(zhuǎn)速度的代數(shù)和。
[0005]例如，在相對較高的速度下運轉(zhuǎn)的渦輪機驅(qū)動的轉(zhuǎn)子機床可能適于進行上述的精確加工。這些工具通常具有主軸，主軸由精確而且通常昂貴的軸承支和可拆卸地固定至主軸的可更換的加工鉆頭支撐旋轉(zhuǎn)。專利號為7，192，248的美國專利和公布號為W02011/001421 Al的國際專利公布描述了一種渦輪機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)式切割工具，其具有用于將渦輪機切割工具附著至常規(guī)機床架的支撐件。該渦輪機切割工具具有由軸承支撐的主軸，并且所述主軸設(shè)有工具架，該工具架適于夾持切割鉆頭。
【附圖說明】
[0006]結(jié)合以下附圖，可以更好地理解本發(fā)明的很多方面。附圖中的部件不必按比例繪制，重點在于清楚地說明本發(fā)明的原理。
[0007]此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記在各視圖中表示相應(yīng)的構(gòu)件。
[0008]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的典型的動力單元的示意圖。
[0009]圖1B為圖1A中的典型的動力單元的剖視圖。
[0010]圖1C為圖1A中的典型的動力單元的等距視圖。
[0011]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的典型的主軸系統(tǒng)及渦輪機系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖2B為圖2A中的典型的主軸系統(tǒng)的等距視圖。
[0013]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的包括渦輪機和軸承系統(tǒng)的典型的主軸的示意圖。
[0014]圖3B為圖3A中的典型的主軸系統(tǒng)的等距視圖。
[0015]圖4A為根據(jù)本發(fā)明的典型的渦輪機殼體的示意圖。
[0016]圖4B為圖4A中的典型的渦輪機殼體的剖視圖。
[0017]圖4C為圖4A中的典型的渦輪機殼體的等距視圖。
[0018]圖4D為圖4A中的典型的渦輪機殼體的另一角度的等距視圖。
[0019]圖5A為根據(jù)本發(fā)明的典型的渦輪機殼體的示意圖。
[0020]圖5B為圖5A中的典型的渦輪機殼體的剖視圖。
[0021]圖5C為圖5A中的典型的渦輪機殼體的等距視圖。
[0022]圖6A為根據(jù)本發(fā)明的典型的渦輪機殼體的示意圖。
[0023]圖6B為圖6A的典型的系統(tǒng)的剖視圖。
[0024]圖6C為圖6A的典型的系統(tǒng)的等距視圖。
[0025]圖7A為根據(jù)本發(fā)明的圖1A中的典型的渦輪機殼體的蓋的等距視圖。
[0026]圖7B為圖7A中的蓋的另一角度的等距視圖。
[0027]圖8A為根據(jù)本發(fā)明的包括主和軸承的典型的動力單元渦輪機殼體的示意圖。
[0028]圖8B為圖8A中的典型的動力單元的剖視圖。
[0029]圖SC為圖8A中的典型的動力單元的等距視圖。
[0030]圖8D為典型的動力單元的另一角度的等距視圖。
[0031 ]圖9A為根據(jù)本發(fā)明的典型的接合工具的示意圖。
[0032]圖9B為圖9A中的典型的接合工具的剖視圖。
[0033]圖9C為圖9A中的典型的接合工具的等距視圖。
[0034]圖1OA為根據(jù)本發(fā)明的主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0035]圖1OB為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0036]圖1OC為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0037]圖1OD為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0038]圖1OE為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0039]圖1OF為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0040]圖1OG為根據(jù)本發(fā)明的主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0041 ]圖1OH為主軸與渦輪機的典型的接合的等距視圖。
[0042]圖101為主軸與渦輪機的典型的接合的剖視圖。
[0043]圖1OJ為典型的接合過程的等距視圖。
[0044]圖1lA為根據(jù)本發(fā)明，使底部封蓋從殼體拆開的等距視圖。
[0045]圖1IB為根據(jù)本發(fā)明，所述蓋從殼體典型拆開的等距視圖。
[0046]圖12為根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0047]應(yīng)該意識到，為了簡化和清楚地說明，在適當(dāng)情況下，在不同附圖中重復(fù)出現(xiàn)的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)或類似的元件。此外，為了透徹地理解在此所述的實施例，闡述了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在此所述的實施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來實踐。在其它情況下，沒有詳細(xì)描述方法、程序和部件，以便不模糊所涉及的相關(guān)特征。此外，描述不應(yīng)被認(rèn)為是限制在此所述的實施例的范圍。附圖不一定按比例繪制，并且某些構(gòu)件的比例被放大，以更好地說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)和特征。
[0048]在以下描述中，在此使用的術(shù)語如“上面”，“下面”，“縱向”，“橫向”等應(yīng)該是指與動力單元的底部或最遠(yuǎn)程度有關(guān)，即使該動力單元或其部分可以是傾斜的或水平的。相應(yīng)地，橫向、軸向、側(cè)面、縱向、徑向等等方位應(yīng)該是指相對于動力單元的定向的方位。
[0049]現(xiàn)在將提出貫穿本發(fā)明的幾個定義。術(shù)語“接合”定義為連接，無論是直接連接還是通過中間部件間接連接，并且不一定限于物理連接。該連接可以使得對象永久連接或可釋放地連接。術(shù)語“外部”是指超出物理對象的最外界限的區(qū)域。術(shù)語“內(nèi)部”表明一區(qū)域的至少一部分被部分地包含在由對象形成的邊界內(nèi)。術(shù)語“大致上”被定義為基本上符合特定尺寸、形狀或其它大致上修改的詞，使得該部件不必是精確的。例如，大致圓柱形意為對象類似圓柱體，但可以與真正的圓柱體有一個或多個偏差。
[0050]術(shù)語“徑向地”是指大致上沿著對象的半徑方向，或者在沿著對象的半徑方向具有定向部件，即使對象不是正圓形或圓柱形。術(shù)語“軸向地”是指大致上沿著對象的軸的方向。如果沒有特別指出，術(shù)語軸向是指對象的較長的軸。
[0051]本發(fā)明的動力單元包含渦輪機和至少一個可更換的軸承。在至少一個實施例中，渦輪機可以結(jié)合至由軸承支撐的軸。例如，軸的一部分可以在軸承內(nèi)。在至少一個實施例中，軸承可以為基于球軸承的軸承或滾柱軸承。軸承可以具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)。內(nèi)環(huán)可被配置成接觸或幾乎接觸軸。在至少一個實施例中，所述軸可以為切割工具的柄。在一個實例中，所述切割工具可以為鉆頭、磨機、或設(shè)計用于切割、鉆孔、或加工表面的其它設(shè)備。該軸可以具有縱向中心線，并且通過至少一個軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐在渦輪機殼體內(nèi)。在至少一個實施例中，可以應(yīng)用兩個或更多個軸承。雖然在此呈現(xiàn)的大多數(shù)細(xì)節(jié)具有兩個軸承的特征，也可以應(yīng)