專利名稱：轉(zhuǎn)動機械裝置如鉆床使用的工具夾頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在轉(zhuǎn)動機械裝置如鉆床上使用的夾持工具的夾頭。
夾頭通常是用在電機軸上固定鉆頭、麻花鉆或螺絲刀接頭等的。夾頭要實現(xiàn)夾緊圓柱柄工具的第一個功能，就是在夾頭上必須配備一個齒條系統(tǒng)。在機床開動之前，靠一個扳手把工具夾緊在夾頭上。齒條要保證帶動裝在座體上能繞座體旋轉(zhuǎn)的套進行轉(zhuǎn)動，在套內(nèi)固定一個螺母，其內(nèi)螺紋與卡爪的外螺紋相配合的。盡管這些方法已經(jīng)滿足了夾頭的使用要求，但是它的缺點是必須使用扳手，因為扳手是操作者最容易掉失的。尤其在使用無線機床時，使用扳手更是不便，所謂無線鉆床，就是鉆床是由蓄電池供電，并成為機床不可分割的組成部分。使機床使用靈活便于移動，這類無線機床都配備帶扳手的夾具以夾緊工具。這類夾頭可以在雙向轉(zhuǎn)動使用。當(dāng)電機軸轉(zhuǎn)向是傾向于夾頭松開電機軸時，可通過一根軸線絲桿把夾頭鎖緊在電機軸上，此外還有一種不需用扳手便可滿意地夾緊工具的夾頭。
已知的第一種解決辦法是在能傳動螺母而帶動卡爪移動的轉(zhuǎn)動套的后端，安上一些齒，在座體上安裝一個與座體同心的環(huán)，在彈簧的作用下與套維持軸向分開，位至少應(yīng)有一個齒對著套。環(huán)可繞座體旋轉(zhuǎn)。
在實踐中，為實現(xiàn)工具的夾緊或松開，操作者只需抓住這個環(huán)，并使之向前移動，便可以使環(huán)的齒與套的齒嚙合，同時按所要求的方向，控制著夾頭的座體通過電機軸朝一個方向或在另一個方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)環(huán)與套對應(yīng)的齒產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，便引起一系列齒的碰撞，促使卡爪的夾緊或松開。
在另一種已知的夾頭中，在套前端有一個徑向凸緣部分，上面突出一些向后轉(zhuǎn)彎的溝槽，此外在帶動卡爪移動的螺母上壓配合著一個環(huán)，它帶著一些向前轉(zhuǎn)彎的溝槽，它是用以和套所帶的溝槽相接合的。
當(dāng)彈簧所受的作用力沒達到某一個力時，彈簧是維持壓在夾頭的座體上，使套和環(huán)的溝槽相嚙合。
在實踐中，要實現(xiàn)卡爪的夾緊和松開，操作者只要用手保證鎖緊套的轉(zhuǎn)動，操作電機軸朝一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)動，最后由于套和環(huán)相應(yīng)溝槽產(chǎn)生一系列的碰撞，便可按要求的情況實現(xiàn)夾緊或松開。
然而，這兩種已知的夾頭具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而成本高和體積過大的缺陷。
在EP-A-0300375中提供了另一種解決的方法，它涉及的夾頭的卡爪是采用細螺距和在座體與螺母之間安放一些鋼球，這后一種特性，就是說在座體和螺母之間安放鋼球的方法已是工業(yè)夾頭中所熟悉的。該資料所介紹的夾頭的缺陷表現(xiàn)在它的防松性能差和無論在夾緊或松開時操作很麻煩，由于螺距細，就必須加大夾頭的外徑才能獲得良好的性能。
在帶有內(nèi)止推球軸承的自動夾緊夾頭中，它反映的缺陷是不能用在向左轉(zhuǎn)動、不能用中心絲桿把夾頭鎖緊在機床主軸上和在鉆削過程中產(chǎn)生大振動時，會引起夾頭的松脫。
上述的夾頭裝置對于高性能的機床往往不能滿足需要，它要求要有一個鎖緊機構(gòu)，特別是能在鉆削過程中防止夾頭的松開。
本發(fā)明的目的是提供一種夾緊工具的夾頭，設(shè)計簡單，又可應(yīng)用輕型材料，特別是結(jié)合采用一定數(shù)量用合成材料制作的零件。在夾具的工位上具有一個鎖緊機構(gòu)，該機構(gòu)的設(shè)計和操作都很簡單。
為此，涉及的這類夾頭，它包括有一個固定在機床電機軸上的座體，在座體內(nèi)裝有一些能在孔槽內(nèi)滑動而且向前收斂的卡爪。在座體后部連接著一個固定的環(huán)，在該環(huán)前面是安裝著一個在座體上能旋轉(zhuǎn)的套。在套的內(nèi)壁是連接著一個與卡爪的外螺紋相嚙合的螺母。夾頭的特點是在座體上，在它被套所復(fù)蓋的區(qū)域內(nèi)裝有一個環(huán)齒，而套上又裝備著一個帶型面的鎖緊元件。當(dāng)夾頭在鎖緊位置時，該鎖緊元件是卡入在座體的環(huán)齒內(nèi)，它是通過操作裝在座體前部能旋轉(zhuǎn)的環(huán)完成的。
手動夾頭，無論是打開或閉合都是由套操縱的。要實現(xiàn)鎖緊，只要在閉合后轉(zhuǎn)動一下環(huán)便可實現(xiàn)鎖緊。要打開時，只要在夾頭開口之前操作一下環(huán)，便可使夾頭打開。
根據(jù)這種實施方式，配置在座體上的齒應(yīng)該是直齒，而鎖緊元件是由一個彈簧片組成的。當(dāng)彈簧片上不受任何力時，它應(yīng)傾斜于齒的垂直面。
彈簧片能方便地突出在套內(nèi)所設(shè)置的空間內(nèi)，環(huán)上連接的型面簧片也可在該空間內(nèi)移動，當(dāng)此簧片的尖角部分壓在彈簧片上時，彈簧片便與齒脫開。
本發(fā)明的另一個特點是在套的向前傾的表面上，打通很多與夾頭同心的凹槽，在每個凹槽內(nèi)可與連接在環(huán)上的一個凸臺相接合、凸臺的長度小于凹槽的長度。這個長度是按照圓弧長度考慮。凹槽的長度就是按圓弧長度展開的。
套上每個凹槽與環(huán)上每個凸臺之間的長度差決定了環(huán)相對套的轉(zhuǎn)動行程。
更方便的是，在套與環(huán)相對著的部位內(nèi)，套上帶有一個彈性舌片，其活動端是型面，而環(huán)上有二個開口槽，它們之間的距離正好等于環(huán)對著套的轉(zhuǎn)動行程。這個距離也就是套的凹槽與環(huán)上的凸臺之間的長度差。這兩個開口槽是用以當(dāng)環(huán)在行程終了時可插入簧片的型面部分。
這種布局是保證環(huán)對套在兩個終端位置時的彈性鎖緊。
根據(jù)性能的要求，環(huán)上帶有一個復(fù)蓋在套上大部分長度的套管。這樣，在工具的夾緊或松開的整個過程中，夾頭可以用環(huán)直接操作。
為保證套和環(huán)在座體上的軸向鎖緊。在座體的前端附近有一個環(huán)槽。它截止在座體前端的側(cè)面上垂直于夾頭軸線的表面。而環(huán)上有一個錐形的凸緣，當(dāng)夾頭在安裝位置上時，它是接合在座體的環(huán)槽內(nèi)。
按照另外的實施方法，座體前端附近有一個環(huán)槽，它截止在座體前端側(cè)面上垂直于座體軸線的表面，而在環(huán)的前端帶有一些彈簧片，當(dāng)夾頭在安裝位置上時，這些簧片是接入在座體的環(huán)槽內(nèi)。
本發(fā)明將以下述說明和帶編號的附圖舉例詳細介紹該夾頭的兩種實施方法

圖1是第一種夾頭的透視圖。
圖2是縱向剖面圖。
圖3是組成夾頭的主要零件的分解圖。
圖4是安裝在夾具前端的環(huán)向內(nèi)的透視圖。
圖5和圖6是按圖2上Ⅴ-Ⅴ剖面線對應(yīng)在夾頭的鎖緊位置和松脫位置時的兩個橫向剖面圖。
圖7是安裝在夾前端的環(huán)的一種不同做法的透視圖。
圖8是夾頭的一種不同做法，類似圖2的縱向剖面圖。
在圖中所示的夾頭，包括有座體2，在它后壁內(nèi)打通一個螺紋孔3，用它固定在旋轉(zhuǎn)機床的螺紋軸上(圖內(nèi)沒表示)。在后部內(nèi)，座體2帶有一個直紋滾花區(qū)4，是用合成材料制作的。用它使不動環(huán)5在旋轉(zhuǎn)中鎖緊。
在座體2內(nèi)安排三個孔槽6，每個孔槽是用做卡爪7的導(dǎo)向槽?？撞凼窍蚯笆諗康摹Ｋ沟每ㄗο蚯耙苿訒r，由于它們的趨近，便可使工具夾緊。在圖內(nèi)沒表示出來。
卡爪7的后部帶有螺紋8與螺母9的螺紋相配合。可使卡爪根據(jù)螺母9在轉(zhuǎn)動中的傳動方向朝這個方向或另一個方向內(nèi)移動。這個螺母9是用一個卡環(huán)10進行軸向鎖緊的。螺母9帶的直紋滾花12是用合成材料制作的，是便于套13的安裝。它同時有開槽可使套在旋轉(zhuǎn)中鎖緊。在套的前端側(cè)面裝配著一個鎖緊元件14，是由一個彈簧片組成的，做成發(fā)卡形式，用以和布局在座體2上的齒15相結(jié)合。這個齒是直齒，彈簧14的活動端是與直齒的垂直面傾斜45°。座體2的前端同時裝有環(huán)16，環(huán)與套是以部分貫穿的，環(huán)復(fù)蓋在套上部位占套很大的長度，它是通過部位17以套筒形式帶在環(huán)16上。
在套13前端側(cè)面突出部位上有一個圓柱部分18，它由三個按有規(guī)律的角度分配的凹槽所斷開，在環(huán)16上有二個同心的環(huán)面，就是說第一個環(huán)面20是應(yīng)位于套13的圓柱部分18的內(nèi)部，環(huán)面22應(yīng)處于套的圓柱部分18的外面。環(huán)面20與22是通過三個以凸臺形式的徑向?qū)嶓w連接起來，每個凸臺的長度凹槽19的長度。凹槽19和凸臺23之間的長度差，按圓周方向考慮，相應(yīng)于環(huán)16對著套13的角度行程。
在環(huán)的內(nèi)環(huán)面20內(nèi)有一個開口24，它可使套13的彈簧片14通過，開口24的一端被一個舌片25截住，它用以壓在彈簧片14上，使彈簧片14向內(nèi)轉(zhuǎn)而脫開齒15。
此外，在套13與環(huán)相對的圓柱部分18內(nèi)，有一個彈性的簧片(26)，其一端(27)是型面的，在環(huán)處在行程終端位置時，用它插入在環(huán)面22上的兩個開口槽中的一個。
最后，在座體(2)前端附近有一個環(huán)槽29，它被座體前端側(cè)面上一個明顯垂直于夾頭軸線的表面所截止。在環(huán)(16)方面，有一個錐形凸緣(32)，在夾頭的安裝位置上，它接合在座體的槽29內(nèi)，以保證環(huán)以及所配合的套在轉(zhuǎn)動中的鎖緊。
當(dāng)彈簧片(14)處在脫開齒(15)的位置時，如圖5所示，可以由套(13)的轉(zhuǎn)動，隨之螺母(9)帶動卡爪(7)實現(xiàn)工具的夾緊或松開。相反，當(dāng)彈簧片(14)的活動端是插入在齒(15)內(nèi)時，如圖6所示，在工具的工作和機床運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動力作用下，套是不可能繞座體轉(zhuǎn)動的。
實踐中，夾頭的操作方法如下，如圖1-7所示，處在分開位置的卡爪7，和圖5內(nèi)表示的環(huán)16，17，是在進行傳動中，它通過型面部分27接合在環(huán)的一個切口槽28內(nèi)，帶動著套13。當(dāng)卡爪和工具接觸時，螺母9和套13的阻力便增大，便出現(xiàn)環(huán)16，17相對著套13在由凹槽19與凸臺23的長度差所限定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，于是型面部分27便更換切口槽28，這時舌片25便擦過去，松開彈簧片14，環(huán)16，17，通過它的三個凸臺推動套13，于是夾頭便進行夾緊。
要實現(xiàn)松開時，操作者可用相反的方法，按反時針方向，轉(zhuǎn)動環(huán)16，首先是出現(xiàn)環(huán)16相對套13的轉(zhuǎn)動，在運動過程中的型面27從一個開口槽28過渡到另一個開口槽28內(nèi)，舌片25又壓在彈簧片14上，使它脫開齒15。在反時針方向的轉(zhuǎn)動中，開口的動作繼續(xù)進行。操作者通過凸臺23操縱套13。由于套13帶動螺母9促使卡爪處在開口的位置上，于是夾頭就松開了。
圖8中是表示另外一種實施方法，圖內(nèi)相同零件的編號和前面是一致的。實際上是在于套13對著環(huán)16的表面相互連貫處，要實現(xiàn)螺母的轉(zhuǎn)動，可以直接操作套13，而環(huán)16只在夾緊之后或在松開之前操作，便可實現(xiàn)相應(yīng)的鎖緊的打開。
此外，在另外的一種不同的實施方法中，如圖7所示，環(huán)16所帶的錐形凸緣32，從套和環(huán)的軸向固定目的出發(fā)，它可用一些彈簧片代替，把它們均勻分布在環(huán)的周圍，它們既具有彈性，又能使環(huán)安裝在夾頭座體上具有不可逆性。
如上所述，本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)進行了很大改進，提供了一個結(jié)構(gòu)簡單的夾頭，配置了一個能在工作位置時的鎖緊機構(gòu)，使使用者操作很簡便。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)動機械如鉆床的工具夾頭，它包括一個固定在鉆床的電機軸上的座體(2)，在座體內(nèi)安裝一些卡爪(7)可在孔槽內(nèi)滑動，卡爪是向前收斂的，在座體后部連接著一個不動環(huán)(5)，在環(huán)的前方安裝一個可在座體上轉(zhuǎn)動的套(13)，在該套的內(nèi)壁連接著一個螺母(9)，它和卡爪的外螺紋咬合，其特征在于座體(2)在它被套所復(fù)蓋的區(qū)域內(nèi)有一個環(huán)齒(15)，而套帶著一個有型面的鎖緊元件(14)，它是在當(dāng)夾頭處在鎖緊位置時插入在齒(15)內(nèi)的，鎖緊元件是由安裝在座體前端上可轉(zhuǎn)動的環(huán)來控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的夾頭，其特征是安排在座體上的齒(15)是直齒，而該鎖緊元件(14)是由一個彈簧片組成的，其活動端在不受任何力作用時，傾斜于齒的垂直面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的夾頭，其特征在于彈簧片向內(nèi)凸起在套(13)內(nèi)所安排的空間內(nèi)，環(huán)(16)連接的一個帶型面的簧片(25)，可在該空間內(nèi)移動，簧片是以其尖角的位置壓在彈簧片(14)上，使它脫開齒(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項的夾頭，其特征在于套(13)上向前拐的表面內(nèi)，開通一些與夾頭同心的凹槽(19)，在每個凹槽內(nèi)可與環(huán)上所連接的一個凸臺相接合，凸臺的長度小于相應(yīng)凹槽的長度，這個長度以該槽在圓周方向展開的長度考慮。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的夾頭，其特征在于套(13)在它與環(huán)相對著的位置內(nèi)帶有一個彈性的簧片，其活動端帶有型面部分(27)，而在環(huán)(16)上有兩個開口槽(28)，兩槽之間相距的數(shù)值等于環(huán)(16)相對套(13)的轉(zhuǎn)動行程，這個距離也就是套的一個凹槽與環(huán)上對應(yīng)凸臺的長度差，這兩個開口槽是用以當(dāng)環(huán)在行程終了的兩個位置時，可以接受簧片的型面部分(27)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項的夾頭，其特征在于環(huán)(16)與套是在兩個端部以互相貫穿的形式安裝在套的端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的尖頭，其特征在于環(huán)(16)帶著一個管套(17)復(fù)蓋在套(13)上大部分的長度上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項的夾頭，其特征在于座體(2)的前端附近帶有一個環(huán)槽(29)，它截止在座體前端側(cè)面上一個明顯垂直于夾具中心的表面，而環(huán)(16)帶的錐形凸緣(32)，在夾具安裝位置時，接合在座體上的槽(29)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項的夾具，其特征在于座體在其前端附近有一個環(huán)槽(29)，它是截止在座體前端側(cè)面上一個明顯垂直于夾具中心的平面，而環(huán)(16)在前端帶有一組彈性舌片(33)，它在夾具安裝位置時，接合在座體的環(huán)槽(29)內(nèi)。
全文摘要
在本夾頭中，在座體(2)被套所覆蓋的區(qū)域內(nèi)安裝有一個環(huán)齒(15)，而套帶有一個型面的鎖緊元件(14)。該元件，當(dāng)夾頭在夾緊位置時，便接合在座體的齒(15)內(nèi)。它是通過安裝在夾頭座體前端上轉(zhuǎn)動的環(huán)來操縱的。
文檔編號B23B31/12GK1093309SQ9410335
公開日1994年10月12日 申請日期1994年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月26日
發(fā)明者克勞德·V·L·艾米奧特 申請人:阿約特股份公司