專利名稱：液壓機(jī)械夾頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種夾頭，該夾頭最好在應(yīng)用時(shí)其一端可安裝在一種轉(zhuǎn)動(dòng)的或最終是非轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)床(例如鉆床、銑床、車床等)上，而其另一端則可拆卸地夾持一種刀具、工件、過渡件或類似物體如鉆頭、銑刀、轉(zhuǎn)動(dòng)鋸片、磨輪等。上述夾頭可以活動(dòng)地或固定地安裝在機(jī)床上，在夾頭活動(dòng)地安裝的情況下，如所周知是例如通過夾頭錐體部分來安裝的。
在現(xiàn)有技術(shù)中已有上述一般類型夾頭的幾個(gè)不同的實(shí)施例。這種已知的夾頭一般做成借助于3個(gè)或4個(gè)可徑向移動(dòng)的夾爪將刀具固定在夾頭內(nèi)，上述夾爪在上緊時(shí)與刀具桿形成壓緊接觸。夾爪與刀具桿之間的接觸面較小，故必須以較大的力來夾緊，以便使刀具在加工作業(yè)時(shí)不會(huì)在夾頭內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，夾爪可能損壞刀具桿，并在重復(fù)安裝刀具后，可能降低刀具的安裝精度。在刀具安裝的對(duì)中和平衡方面，上述夾爪通常也不能達(dá)到理想的精度，而且，裝夾和拆卸刀具的工作也是繁重且相當(dāng)費(fèi)工時(shí)的。
還有一種通過熱夾緊接頭的方法來安裝刀具，但是，采用這種接頭來夾緊刀具常常是困難且費(fèi)工時(shí)的，而且，常常也難以松開這種連接。
現(xiàn)有技術(shù)中還有一類做成雙壁套筒型的液壓夾緊套筒的夾頭，所述套筒具有薄的內(nèi)壁和一條充滿液壓介質(zhì)的繞套筒全周的增壓間隙，加壓時(shí)，液壓介質(zhì)徑向壓縮套筒的薄內(nèi)壁，并使其徑向向內(nèi)膨脹，從而夾緊位于套筒內(nèi)的刀具桿。但是，這種液壓夾緊套筒相當(dāng)昂貴，對(duì)于許多用途來說，可能認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的。
本發(fā)明涉及另一種提供裝夾刀具的夾頭以解決上述問題的方案，提出的夾頭比上述的液壓夾緊套筒價(jià)格要便宜，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，并具有比帶夾爪的普通夾頭更好的刀具對(duì)中和平衡，而且還可提供與上述液壓夾緊套筒一樣的對(duì)刀具桿的完全接觸。本發(fā)明的夾頭也可以十分牢固地將刀具夾緊在套筒內(nèi)。
本發(fā)明的液壓機(jī)械夾頭是一種錐形連接夾頭，該夾頭含有一個(gè)可以徑向受壓而與刀具桿接觸的較薄的內(nèi)套筒和一個(gè)可在上述內(nèi)套筒上軸向移動(dòng)的強(qiáng)硬的外套筒，上述內(nèi)套筒和外套筒做成具有協(xié)同動(dòng)作的錐形表面，當(dāng)外套筒在內(nèi)套筒上移動(dòng)時(shí)，上述錐形表面對(duì)內(nèi)套筒產(chǎn)生徑向向內(nèi)的壓縮。錐形表面的錐度最好是使夾頭可以自鎖。夾頭具有安裝和夾緊刀具的第一加壓機(jī)構(gòu)和松開這種夾持連接的第二加壓機(jī)構(gòu)。所以夾頭含有使外套筒在內(nèi)套筒上沿兩個(gè)方向移動(dòng)的液壓加壓機(jī)構(gòu)，也就是，第一液壓加壓機(jī)構(gòu)使外套筒在內(nèi)套筒上移動(dòng)而使上述內(nèi)套筒沿徑向向內(nèi)的方向受壓而與刀具桿接合，第二液壓加壓機(jī)構(gòu)迫使外套筒沿相反的方向移動(dòng)從而松開上述的連接。
上述的液壓加壓機(jī)構(gòu)含有一個(gè)可作動(dòng)而使刀具夾緊在夾頭內(nèi)的第一壓力室和一個(gè)使刀具從夾頭中松開的第二壓力室。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述的第一壓力室設(shè)置在夾頭外端部附近處的內(nèi)套筒與外套筒之間，而相應(yīng)的第二壓力室設(shè)置在夾頭的夾具套筒的內(nèi)端附近，上述兩個(gè)壓力室可通入能增壓的液壓介質(zhì)。
上述類型的液壓機(jī)械夾頭可用于夾持刀具桿直徑較大(例如10mm以上)的刀具，而用于直徑較小的刀具可能有困難。在某此情況下，可以使用逐漸縮小的套筒，但是，使用具有直徑較小的細(xì)長(zhǎng)形刀具安裝部分的夾頭更為方便。按照本發(fā)明的第二實(shí)施例，夾頭具有上述的細(xì)長(zhǎng)形刀具安裝部分，而兩個(gè)壓力室設(shè)置在靠近其內(nèi)端的壓力蓋內(nèi)，而且在這種實(shí)施例中，第一壓力室用于夾緊刀具，第二壓力室用于松開刀具。
下面參看附圖更詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中

圖1是本發(fā)明的液壓機(jī)械夾頭的局部剖視圖并示出其裝夾著一個(gè)刀具的狀態(tài)；圖2相應(yīng)地示出圖1的夾頭但裝夾的刀具已松開的情況；圖3是本發(fā)明的夾頭的第二實(shí)施例的軸向剖視圖，夾頭用于裝夾小型刀具并示出其刀具松開的狀況；圖4相應(yīng)地示出圖3的夾頭處于夾緊刀具的狀態(tài)。
附圖中示出的液壓機(jī)械夾頭一般包括一個(gè)例如是帶有V形槽的法蘭狀的過渡部分1；一個(gè)適于固定在轉(zhuǎn)動(dòng)式或非轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)床的相應(yīng)錐形內(nèi)腔中的夾頭錐體部分2；和一個(gè)用于可拆卸地夾持和固緊刀具4的夾具本體3。上述的過渡部分1、錐體部分2和夾具本體3的內(nèi)套筒5做成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。錐體部分2可做成具有內(nèi)通道(未示出)，以便將冷卻介質(zhì)引入上述內(nèi)套筒5的安裝孔8中。
過渡部分1和夾頭錐體部分2本身的類型是眾所周知的，不需要詳細(xì)說明。錐體部分2的結(jié)構(gòu)做成可裝入機(jī)床(例如鉆床、車床、銑床、磨床或其他機(jī)床)上的相應(yīng)的錐形內(nèi)腔中。當(dāng)然，也可以將上述夾頭的錐體部分做成機(jī)床的一個(gè)整體部分，因此，只有夾具本體3才構(gòu)成裝置中的本發(fā)明部分。
為了可與刀具4相連接，夾具本體3具有一個(gè)內(nèi)套筒5和一個(gè)外套筒6，該外套筒6可在內(nèi)套筒5上沿軸向移動(dòng)，內(nèi)套筒5的壁較薄，以便改變其形狀，具體地說是該壁可向著刀具4的桿徑向壓縮而將刀具夾緊在夾頭內(nèi)。內(nèi)套筒壁可由幾條軸向狹縫分開，使套筒5變成幾個(gè)軸向延伸的套筒部分。如果需要的話，可在刀具4的桿與內(nèi)套筒5之間置入不同類型的襯套(例如變徑襯套)。外套筒6比較堅(jiān)固，故在內(nèi)套筒5夾緊刀具4時(shí)，其形狀不會(huì)明顯改變。內(nèi)套筒5和外套筒6各有互相匹配的錐形表面7，其錐角大小可使兩個(gè)協(xié)同動(dòng)作的錐形表面自鎖。內(nèi)套筒5具有一個(gè)供刀具4的桿插入的軸向安裝孔8。錐體部分2可以具有通到安裝孔8的冷卻介質(zhì)通道(未示出)。在內(nèi)、外套筒5、6之間有兩個(gè)壓力室，第一個(gè)壓力室9位于夾具本體3外端的附近，用于使外套筒6對(duì)內(nèi)套筒5產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的(也就是沿夾緊方向的)位移，從而壓縮內(nèi)套筒5而夾緊刀具4，第二個(gè)壓力室10位于夾具本體3內(nèi)端的附近，用于使外套筒6產(chǎn)生沿相反方向的位移，從而松開刀具4。壓力室9和10的結(jié)構(gòu)適于用合適類型的加壓介質(zhì)來加壓。第一壓力室9沿通道11與第一壓力嘴12相連接，第二壓力室10沿通道13與第二壓力嘴14相連接。壓力嘴12和14最好分別與外部加壓泵(未示出)相連接。為了密封第一壓力室9，在內(nèi)套筒5的端部擰上一個(gè)密封螺帽15，外套筒6具有一個(gè)軸向向外凸出的凸緣16，該凸緣16在普通密封圈17的外面對(duì)密封螺帽15的外表面密封，相應(yīng)地，外套筒6在其內(nèi)端有一個(gè)凸出的軸向凸緣18，該凸緣18在密封圈19外面密封位于內(nèi)套筒5內(nèi)端的圓柱形部分20。
供給用戶的夾頭帶有互相連接的內(nèi)、外套筒5和6以及擰在內(nèi)套筒5上的密封螺帽15，壓力室9和10都是沒有壓力的，而且外套筒6處于其在圖2所示的伸出位置。
當(dāng)安裝刀具4將其插入內(nèi)套筒5的安裝孔8中時(shí)，第一壓力室9便通過來自壓力嘴12并通過壓力通道11的具有預(yù)定壓力的液壓介質(zhì)而增壓，因此壓力室9內(nèi)的壓力使外套筒6在內(nèi)套筒5上產(chǎn)生沿夾緊方向(也就是徑向向內(nèi))的位移(如圖1所示)，對(duì)內(nèi)套筒5的壁進(jìn)行徑向壓縮，從而通過內(nèi)套筒5使刀具4對(duì)中并夾緊在夾頭內(nèi)。由于內(nèi)、外套筒5、6間的錐形表面有自鎖功能，故不會(huì)發(fā)生夾頭無意松開的危險(xiǎn)。安裝孔8不一定是圓柱形的，但它必須與待夾持的刀具桿的形狀相適應(yīng)。因此，安裝孔8的橫截面形狀可以是多角形、方形、八角形等。
應(yīng)當(dāng)注意，在工作過程中壓力室9和10不需要增壓，因?yàn)榈毒?是通過機(jī)械式連接完全固定在內(nèi)套筒5內(nèi)的。只是在安裝和卸去刀具4的時(shí)候才必須進(jìn)行流體增壓。
要松開刀具4時(shí)，通過壓力嘴14和通道13使第二壓力室10增壓，迫使外套筒6向夾頭的外端部的方向伸出(如圖2所示)，從而使套筒5徑向向外脹開，回復(fù)到其原來的形狀，這樣便松開刀具4。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，錐形的內(nèi)套筒5最好是沿向著套筒外端的方向逐漸變小。實(shí)際上錐形的方向也可以是相反的。但是，在此情況下，內(nèi)套筒5與圓柱形部分20必須是活動(dòng)連接的。
夾頭可以多次重復(fù)使用。當(dāng)然，也可以在加工結(jié)束后，仍將刀具4夾持在夾頭3內(nèi)，并從機(jī)床上將整個(gè)夾頭卸下，并將該夾頭與刀具的組合件保存起來以便用同樣的刀具進(jìn)行下一次的加工。
用圖1和2所示的裝置夾緊直徑小的刀具可能有困難。因?yàn)樘淄?和6外端的壓力室9必須具有一定的徑向尺寸。
因此，圖3和4示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例可用于直徑小的(例如直徑小于10mm的)刀具。圖3示出夾具套筒正夾緊著刀具4的情況，圖4示出夾具套筒已松開刀具的情況。
在所示的實(shí)施例中，夾具本體3’具有一個(gè)長(zhǎng)形的內(nèi)套筒5’和一個(gè)長(zhǎng)形的外套筒6’。內(nèi)套筒是有一個(gè)實(shí)心的內(nèi)套筒部分5a，和一個(gè)位于外端的帶狹縫的夾持套筒部分5b，該夾持套筒部分5b的長(zhǎng)度不到外套筒6’長(zhǎng)度的一半，且其外端是開口的。外套筒6’的內(nèi)端做成一個(gè)壓力蓋6a，該壓力蓋6a既封閉夾持壓力室9’和壓力嘴12’以及壓力介質(zhì)通道11’，又封閉松開壓力室10’和壓力嘴14’及壓力介質(zhì)通道13’。該壓力蓋6a還具有一個(gè)軸向向內(nèi)的圓筒形凸緣18’，該凸緣18’通過螺絳/螺帽15’形成一個(gè)內(nèi)壁，夾持壓力室9’中的壓力介質(zhì)對(duì)上述內(nèi)壁產(chǎn)生作用力，迫使外套筒6’伸向過渡部分1，于是，外套筒6’沿內(nèi)套筒5’滑動(dòng)，從而通過錐形表面17’使夾持套筒部分56壓緊刀具4(如圖3所示)。內(nèi)套筒5’具有一個(gè)用作壓力室9’和10’的基準(zhǔn)壁的徑向向外凸出的凸緣5c。
圖4示出松開刀具4的作業(yè)情況，通過通道13’和壓力嘴14’將壓力介質(zhì)引入松開壓力室10’，使外套筒6’沿內(nèi)套筒5’軸向向外滑動(dòng)而松開刀具4。
雖然，夾具本體3’的長(zhǎng)形刀具裝夾部分可以做成帶有一個(gè)十分細(xì)的安裝孔道8’。該刀具裝夾部分也可制成具有任何所需的長(zhǎng)度，以便使刀具置于離過渡部分1和夾頭錐體部分2任何所需距離處。
權(quán)利要求
1.一種液壓機(jī)械夾持裝置，特別是一種最好是它的一端(2)能安裝在例如鉆床、銑床、車床之類的機(jī)床上，而其另一端則可拆卸地夾持例如鉆頭、銑刀、轉(zhuǎn)動(dòng)的鋸片、轉(zhuǎn)動(dòng)的磨輪、工件、過渡件或其他類似部件之類的刀具(4)的夾頭、上述的夾持裝置做成一種錐形的連接夾頭，該夾頭含有一個(gè)徑向尺寸可變的較薄的內(nèi)套筒(5)，該內(nèi)套筒具有一個(gè)用于接納刀具(4)的桿的中央軸向孔道(8)并可徑向壓緊上述刀具(4)，上述夾頭還具有一個(gè)堅(jiān)固的外套筒(6)，該外套筒(6)可在上述內(nèi)套筒(5)上作軸向移動(dòng)，上述的內(nèi)套筒(5)和外套筒(6)各具有互相匹配的錐形表面(7)，當(dāng)外套筒(6)在內(nèi)套筒(5)上移動(dòng)時(shí)，上述的錐形表面(7)至少對(duì)內(nèi)套筒(5)的部分(5b)產(chǎn)生徑向壓縮，其特征在于，上述的夾頭具有可液壓作動(dòng)的機(jī)構(gòu)(9-14)，以便使外套筒(6)在內(nèi)套筒(5)上移動(dòng)、上述夾頭還具有分別用于安裝和夾緊刀具(4)的第一液壓機(jī)構(gòu)(9、11、12)和用于松開上述刀具(4)的第二液壓機(jī)構(gòu)(10、13、14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的夾頭，其特征在于，上述內(nèi)套筒(5)沿向著其外端的方向逐漸變細(xì)、
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的夾頭，其特征在于，上述的液壓機(jī)構(gòu)是一個(gè)分別位于套筒(5、6)兩端之一附近的液壓室(9、10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的夾頭，其特征在于，上述的夾頭設(shè)有一個(gè)靠近內(nèi)套筒(5)之外端的夾持壓力室(9)和一個(gè)靠近內(nèi)套筒(5)之內(nèi)端的松開壓力室(10)，設(shè)置這兩個(gè)壓力室(9、10)是為了由機(jī)構(gòu)(12、14)充入液壓介質(zhì)并由液壓介質(zhì)加壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的夾頭，其特征在于，上述內(nèi)套筒(5)的外端設(shè)有一個(gè)做出帶有圓柱形密封表面(17)的密封螺帽(15)，而外套筒(6)具有一個(gè)軸向凸出的凸緣(16)，該凸緣與內(nèi)套筒(5)的密封螺帽(15)呈密封接合，在上述密封螺帽(15)與外套筒(6)之間設(shè)置一個(gè)夾持壓力室(9)，該壓力室(9)可由通過通道(11)和壓力嘴(12)的液壓介質(zhì)增壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)的夾頭，其特征在于，內(nèi)套筒(5)的內(nèi)端具有一個(gè)徑向凸出的圓筒形凸緣(20)；外套筒(6)具有一個(gè)軸向凸出的凸緣(18)，該凸緣(18)密封地包住上述徑向凸出的凸緣(20)；在上述內(nèi)、外套筒(5、6)的內(nèi)端之間設(shè)置一個(gè)松開壓力室(10)，該壓力室(10)用于由通過通道(13)和壓力嘴(14)的液壓介質(zhì)增壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的夾頭，其特征在于，上述夾頭具有細(xì)長(zhǎng)形刀具裝夾部分(5’、6’)，上述套筒在其內(nèi)端附近做成具有一個(gè)壓力蓋，該壓力蓋中既包含夾持壓力室(9’)，又包含松開壓力室(10’)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的夾頭，其特征在于，上述的內(nèi)套筒(5’)設(shè)有一個(gè)靠?jī)?nèi)的實(shí)心部分(5a)和一個(gè)靠外的夾持套筒部分(5b)，該夾持套筒部分(5b)在外套筒(6’)沿內(nèi)套筒(5’)滑動(dòng)時(shí)可改變其徑向尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的夾頭，其特征在于，上述的壓力蓋由外套筒(6’)的軸向向內(nèi)凸出的凸緣(20’)構(gòu)成，該凸緣(20’)封閉夾持壓力室(9’)和松開壓力室(10’)，內(nèi)套筒(5’)具有一個(gè)徑向向外凸出的凸緣(20’)，作為夾持壓力室(9’)和松開壓力室(10’)的壓力反應(yīng)壁。
全文摘要
一種最好是其一端(2)能安裝在例如鉆床、銑床、車床之類的機(jī)床上,而其另一端(3)則可拆卸地夾持一種例如鉆頭、銑刀、轉(zhuǎn)動(dòng)的鋸片、轉(zhuǎn)動(dòng)的磨輪之類的刀具(4)的液壓機(jī)械夾頭,上述夾頭做成一種錐形連接夾具,它含有一個(gè)徑向尺寸可以改變的較薄的內(nèi)套筒(5),該內(nèi)套筒(5)具有一個(gè)用于接納刀具(4)的桿的中央孔道(8),并可徑向壓緊所述刀具(4)的桿,夾頭還含有一個(gè)堅(jiān)固的外套筒(6),該外套筒(6)可在內(nèi)套筒(5)上作軸向移動(dòng),上述內(nèi)套筒(5)和外套筒(6)各具有互相匹配的錐形表面(7),當(dāng)外套筒(6)在內(nèi)套筒(5)上移動(dòng)時(shí),上述錐形表面(7)對(duì)內(nèi)套筒(5)產(chǎn)生徑向壓縮。上述夾頭具有一個(gè)含有液壓介質(zhì)的液壓夾持壓力室(9、11、12)和一個(gè)用于松開夾頭與刀具(4)之間的連接的松開壓力室(10),加壓時(shí),上述夾持壓力室(9、11、12)使外套筒(6)在內(nèi)套筒(5)上移動(dòng),從而使刀具(4)對(duì)中和夾緊。
文檔編號(hào)B23B31/02GK1245453SQ97181580
公開日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月28日
發(fā)明者斯蒂芬·林德斯特倫 申請(qǐng)人:Etp傳動(dòng)股份公司