CN101073837A - 工具机床使用的耐磨耗精密夹头 - Google Patents

Abstract

一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头，主要于该夹头表面包覆一层镀钛硬膜或者氮化锆硬膜；该镀钛硬膜可为氮化钛(TiN)硬膜、碳化钛(TiC)硬膜、碳氮化钛(TiCN)硬膜、或氧化钛(TiO)硬膜；据以增加该夹爪的耐热性、抗磨性，也可使夹爪呈现不同于金属本体的表面色泽。

Description

工具机床使用的耐磨耗精密夹头

技术领域

本发明与机床夹头有关，更详而言之，尤指工具机床的耐磨耗精密夹头。本发明的设计为提升该夹头中的夹爪元件的耐磨性。

背景技术

一种习知的夹头，是以若干夹爪来夹制固定一个具特定用途的工具，该工具的特定用途可能是研磨、钻孔、切割…等。该夹头的内部设有控制夹爪夹紧或离开该工具的构造。该构造大致上具有一主轴，若干(通常为三个)夹爪呈等间距放射状地以该主轴为中心而设置，一个控制元件控制该等夹爪同步地移动。当该等夹爪同步朝向该主轴的中心线移动时，可产生一向主轴中心线方向的夹制力夹紧上述的工具。或者，该等夹爪同步往离开该主轴的中心线方向移动时，即脱离该工具。

上述夹爪与主轴、控制元件、工具的接触面皆会形成磨擦，而过度且不当的磨擦会使得该等磨擦部位发生破损，如此可能造成夹爪移动不顺利、控制元件无法有效控制夹爪移动、以及夹爪的夹制能力降低等问题。先前技术中解决该些问题的手段是在夹爪的表面镀锌，或者在夹爪外涂厚厚的一层润滑脂或润滑油。虽然该手段确实可降低磨擦力，但是润滑脂或润滑油却很容易使各种脏污、颗粒聚集，而且容易向外流出，因此弄脏夹爪甚至整个夹头。

发明内容

本发明目的在于，提供一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头，以解决上述降低夹爪与其他元件不当磨擦的问题。

本发明技术方案：一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其中：

一主轴，其一端为驱动设备连接部；

一夹爪驱动件，以螺纹手段结合于该主轴的另外一端；该夹爪驱动件的另一端设一夹爪连接部；

若干夹爪，以其根部分别连接于上述的夹爪连接部；该每一夹爪外部覆盖一层镀钛硬膜；

一夹爪座，其一端穿套于上述的夹爪连接部外，另一端设一锥状体，该锥状体上设有若干夹爪滑槽，分别供上述的夹爪容设其中。

一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头的制造方法，其中：

制备若干夹爪，并覆盖一层镀钛硬膜于该等夹爪的表面；

制备一主轴，其一端为驱动设备连接部；

制备一夹爪驱动件，以螺纹手段结合于该主轴的另外一端；该夹爪驱动件的另一端设一夹爪连接部；该夹爪连接部供上述若干夹爪的根部连接；

制备一夹爪座，其一端穿套于上述的夹爪连接部外，另一端设一锥状体，该锥状体上设有若干夹爪滑槽，分别供上述的夹爪容设其中。

本发明进步效果：

本发明主要达成的目的，于该夹爪表面包覆一层氮化钛TiN硬膜、或碳化钛TiC硬膜、或碳氮化钛TiCN硬膜、或氧化钛TiO硬膜、或氮化锆ZrN硬膜，利用该等硬膜的物理性质，增加该夹爪的耐热性、抗磨性，也可使夹爪呈现不同于金属本体的表面色泽。除此之外，上述硬膜是一种表面光滑的固态膜，因此灰尘、加工粉屑或其他类似物即不容易附着，且该硬膜不会如先前技术的润滑脂或润滑液等向外扩流而发生污损夹头的问题。

附图说明

图1：是本发明一较佳实施例的立体分解图。

图2：是本发明一较佳实施例的组合外观图。

图3：是图2中3-3剖面图。

图4：是依据图3表示夹爪移动的示意图。

图5：是本发明夹爪的立体外观图。

具体实施方式

本发明可应用的范围包含普通的工具夹持装置，例如键锁式夹头、手旋式夹头、自锁式夹头、套筒夹头、快拆式夹头、冲击式夹头…等。本发明最主要的技术思想系针对上述各式夹头中用以夹持工具的夹爪元件做镀钛处理，于该夹爪元件的整体表面上形成一层镀钛硬膜，以增进该夹爪元件的耐磨耗特性。为便于解释及说明本发明的技术思想，兹以一夹头的具体实施例绘图表示，但并不以该实施例限制本发明的应用范围。

如图1、图2、图3，本发明图式中的夹头实施例主要包含：

一主轴10，其一端为驱动设备连接部11，用以与一驱动设备的旋转主轴连接；另一端为内螺纹的接合孔12；

一夹爪驱动件20，其一端为外螺纹柱21，连接于该主轴10的接合孔12中；其另一端为夹爪连接部23；

若干夹爪30，以其根部31分别连接于上述夹爪连接部23；

一第一外壳40，套设于该主轴10外，可以旋向地自由转动；

一夹爪座50，其一端穿套于上述的夹爪连接部23外且容设并固定于该第一外壳40中，该夹爪座50的另一端为锥状体51，该锥状体51上设有若干夹爪滑槽52，用以供上述的夹爪30容设其中；

一第二外壳60，套设于该夹爪座50外，并与该第一外壳40相连固定；该第二外壳60内部设有一个锥状内壁61，用以和上述夹爪座50的锥状体51相契合；

一轴承70，设于该第一外壳40的阶层内壁41与主轴10外环13之间。

如图3、图4，上述的主轴10被驱动设备的旋转主轴驱动而旋转，因该夹爪座50被限制于该第一、第二外壳40、60中，为一固定部件，限制该等夹爪30以及该夹爪驱动件20转动，因此该夹爪驱动件20的旋向动能转化为轴向动能而产生轴向的移动。其移动方向及产生的效果包括：该主轴10往作用方向转动时，该夹爪驱动件20向外伸长移动，该等夹爪30沿着该夹爪座50的夹爪滑槽52且受该第二外壳60的锥状内壁61导引而朝第二外壳60的开放端移动，该等夹爪30渐向中心方向靠拢而呈收束状地产生夹制力，该夹制力可夹紧一工具，该工具的特定用途可能是研磨、钻孔、切割…等。反之，该主轴10相反于作用方向转动时，该夹爪驱动件20向主轴10的方向移动，该等夹爪30往第二外壳60的内部缩动并渐向外张而丧失夹制力，该工具即可脱离夹头。

如图5，在上述实施例中，每一夹爪30的整体均做镀钛处理，使该夹爪表面包覆一层氮化钛TiN硬膜、或碳化钛TiC硬膜、或碳氮化钛TiCN硬膜、或氧化钛TiO硬膜。简述该等镀钛硬膜80的物理性质，其维氏硬度Hv约1800～2200Hv、摩擦系数VSNi约0.4、融点℃约2950、密度g/cm约5.44、杨氏系数104kg f/m m²约2.6～6.2、热传导系数Cal/℃.sec.cm约0.05～0.07、热膨胀系数10/℃约9.2、氧化温度℃约500、表面粗糙度Ra…μm约0.15。利用该镀钛硬膜的物理性质，增加该夹爪的耐热性、抗磨性，也可使夹爪呈现不同于金属本体的表面色泽，改变该夹爪的颜色，使夹头更美观。

上述镀钛硬膜80亦可被氮化锆硬膜所取代。

每一夹爪30在移动以及夹制工具时会形成许多的磨擦面，例如，该夹爪30的根部31会与该夹爪驱动件20的夹爪连接部23形成磨擦，该夹爪30的侧面32会与该夹爪座50的夹爪滑槽52形成磨擦，该夹爪30的夹制部33会与被夹制的工具形成磨擦。本发明将整个夹爪30予以镀钛处理即可增进上述磨擦面的抗磨性，解决磨擦面磨损的问题，以延长夹头的使用寿命。而且镀钛硬膜是一种表面光滑的固态膜，因此灰尘、加工粉屑或其他类似物即不容易附着，且硬膜层不会如先前技术的润滑脂或润滑液等向外扩流而发生污损夹头的问题。

在本发明中较佳的镀钛厚度介于0.0001至0.0005英时之间，而且较佳的加工方式系为溅镀处理。

虽然本发明是以一个最佳实施例做说明，但精于此技艺者能在不脱离本发明精神与范畴下做各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，俱属本发明申请专利范围。

Claims (17)

1.一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：

一主轴(10)，其一端为驱动设备连接部(11)；

一夹爪驱动件(20)，以螺纹手段结合于该主轴(10)的另外一端；该夹爪驱动件(20)的另一端设一夹爪连接部(23)；

若干夹爪(30)，以其根部(31)分别连接于上述的夹爪连接部(23)；该每一夹爪(30)外部覆盖一层镀钛硬膜(80)；

一夹爪座(50)，其一端穿套于上述的夹爪连接部(23)外，另一端设一锥状体(51)，该锥状体(51)上设有若干夹爪滑槽(52)，分别供上述的夹爪(30)容设其中。

2.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为氮化钛(TiN)硬膜。

3.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为碳化钛(TiC)硬膜。

4.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为碳氮化钛(TiCN)硬膜。

5.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)系为氧化钛(TiO)硬膜。

6.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)的厚度介于0.0001至0.0005英时之间。

7.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：更包含一第一外壳(40)及一第二外壳(60)；该第一外壳(40)套设于该主轴(10)外，可以旋向地自由转动；该第二外壳(60)套设于该夹爪座(50)外，并与该第一外壳(40)相连固定。

8.如权利要求7所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该第二外壳(60)内部设有一个锥状内壁(61)，与上述夹爪座(50)的锥状体(51)相契合。

9.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)可被氮化锆硬膜所取代。

10.如权利要求1所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该等夹爪(30)具有不同于其金属本体的表面色泽。

11.一种工具机床使用的耐磨耗精密夹头的制造方法，其特征在于：

制备若干夹爪(30)，并覆盖一层镀钛硬膜(80)于该等夹爪(30)的表面；

制备一主轴(10)，其一端为驱动设备连接部(11)；

制备一夹爪驱动件(20)，以螺纹手段结合于该主轴(10)的另外一端；该夹爪驱动件(20)的另一端设一夹爪连接部(23)；该夹爪连接部(23)供上述若干夹爪(30)的根部(31)连接；

制备一夹爪座(50)，其一端穿套于上述的夹爪连接部(23)外，另一端设一锥状体(51)，该锥状体(51)上设有若干夹爪滑槽(52)，分别供上述的夹爪(30)容设其中。

12.如权利要求11所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头的制造方法，其特征在于：该镀钛硬膜(80)以溅渡方式喷涂于该夹爪的表面。

13.如权利要求12所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头的制造方法，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为氮化钛(TiN)硬膜。

14.如权利要求12所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为碳化钛(TiC)硬膜。

15.如权利要求12所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为碳氮化钛(TiCN)硬膜。

16.如权利要求12所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)为氧化钛(TiO)硬膜。

17.如权利要求12所述工具机床使用的耐磨耗精密夹头，其特征在于：该镀钛硬膜(80)的厚度介于0.0001至0.0005英时之间。

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