CN101208168A - 用在Davenport自动螺纹车床的固定心轴上的快速更换机构 - Google Patents

用在Davenport自动螺纹车床的固定心轴上的快速更换机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用在带有固定心轴的Davenport自动螺纹车床中的改进部件。该改进部件主要包括与所述固定心轴(22)相连的快速更换机构(26)。所述机构包括分别位于杆和刀具夹持件上的相互匹配的截头圆锥形第一和第二表面(28，31)，以及位于刀具夹持件和固定心轴之间的多导程螺纹连接件(32)，从而刀具夹持件可以利用固定心轴通过它们之间穿过短角度距离的相对旋转快速地锁紧到与之相匹配的接合部件中。本发明还包括一调节机构(33)，它允许刀具的轴线(X2－X2)与间隔开的旋转轴的轴线(X1－X1)对准。该调节机构包括底座(34)、调节部件(35)和用于可选择地将调节部件夹持到相对于底座的所期望位置上的锁紧机构(37)。

Description

用在Davenport自动螺纹车床的固定心轴上的快速更换机构
技术领域
本发明通常涉及
Figure A20068001507000052
自动螺纹车床，更确切地说，本发明涉及一种快速更换机构，其适于可操作地与这种自动螺纹车床的固定心轴相连，这样能够快速更换刀具，并使刀具的纵轴与安装在这种车床分度头(indexable head)上的旋转心轴的纵轴对准。
背景技术
螺纹车床是一种可使其中的刀具选择性地移动以接合旋转工件的机床。
多杆自动螺纹车床(
Figure A20068001507000054
是这种车床的注册商标，这种车床可从Davenport Machine有限公司获得，167Ames Street，Rochester，New York 14611)通常具有5个可从一个位置被指示地(indexable)旋转到另一个位置的工件夹持杆。在每个位置处，刀具选择性地移动与夹持在最近的杆中的旋转工件接合。一些刀具由可枢转地安装在螺纹车床的旋转头帽(head cap)上的刀具臂支承。在每个位置上，这些刀具臂都可相对于头帽选择性地移动，以便将特定的刀具夹持于其中，向相对旋转的工件实施特定的切削加工。
在这种
Figure A20068001507000055
螺纹车床中，固定心轴通常安装在车床上相对于安装在分度头上的旋转心轴轴向间隔的位置处。固定工具可以夹持钻头、铣刀等以对相对旋转的工件端部进行操作。
在这种场合下，需要提供一种快速更换机构，以便能够以最短的停机时间快速更换刀具。同时，还特别需要使夹持在固定心轴中的刀具的纵轴与旋转心轴的纵轴对准。
因此，一般需要对
Figure A20068001507000056
自动螺纹车床提供改进，使其能够快速更换各种刀具，并且使夹持在固定心轴中的刀具的纵轴与旋转心轴的纵轴对准。
发明内容
利用附图标记参照所公开实施例中的相应部件、部分或表面，仅仅是用于说明的目的，而非起到限制作用，本发明主要提供一种用在
Figure A20068001507000061
自动螺纹车床中(21)中的快速更换机构(26)，这里所述螺纹车床包括安装在固定头(23)上、并相对于安装在分度头(25)上的旋转心轴轴向间隔的固定心轴(22)。
该快速更换机构(26)可操作地与固定心轴(22)相连，其主要包括：位于固定心轴(22)上的截头圆锥形第一表面(28)；用于夹持刀具(30)并具有截头圆锥形第二表面(31)的刀具夹持件(29)，所述第一和第二表面被构造和布置成当刀具夹持件轴向移动与固定心轴接合时，使刀具夹持件相对于固定心轴纵轴(x2-x2)向着同心位置径向移动；以及位于刀具夹持件和固定心轴之间的多导程螺纹连接(32)，从而刀具夹持件可以利用固定心轴通过它们之间穿过短角度距离的相对旋转快速地锁紧到匹配的接合中。
所述多导程螺纹连接件是四导程螺纹连接件。所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于固定心轴不到一圈的旋转。在一特定的形式中，所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于固定心轴的大约四分之三圈的旋转。
该改进部件还包括调节机构(33)，用于使所述固定心轴(22)的纵轴可选择地与旋转心轴的纵轴(x1-x1)对准，以及用于可选择地将刀具夹持件夹持到这一轴向对准的位置中。
该调节机构(33)包括：适于可选择地安装在所述固定心轴上的底座(34)；适于可移动地安装在所述底座上并用于接纳所述刀具夹持件的调节部件(35)；以及用于将所述调节部件可选择地夹持在相对于底座的所期望位置上的锁紧机构(37)。
所述底座具有截头圆锥形第三表面(46)，该表面被构造和布置成当所述底座轴向移动与固定心轴接合时，使底座相对于固定心轴朝着同心位置径向移动。位于所述底座和固定心轴之间的多导程螺纹连接件，从而所述底座可以利用固定心轴通过穿过短角度距离的相对运动快速地锁紧到与之相匹配的接合部件中。所述多导程螺纹连接件是四导程螺纹连接件。所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于固定心轴不到一圈的旋转。在一种形式中，所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于固定心轴的大约四分之三圈的旋转。
所述调节部件具有一开口(65)，该开口被设置成用来接纳带有第二表面的所述刀具夹持件的一部分。所述调节部件的开口尺寸和刀具夹持件部分的尺寸优选可允许调节部件沿对应于所述第二表面轴线的径向相对于底座运动。
在一优选的形式中，每个锁紧机构都包括：至少一个贯穿所述调节部件的第一孔(66)；至少一个设置在所述底座中并与第一孔对准的第二孔(52)；销(36)，其具有与调节部件接合的头部(93)以及贯穿所述第一孔和第二孔的柄部(94)；其中所述底座具有与第二孔相交的带内螺纹的孔(53)；以及布置在第三孔中与销接合以将调节部件夹持到相对于底座的所期望位置上的螺栓(38)。优选的，设置至少两个所述的锁紧机构。
其中所述销具有一凹面(96)，并且所述螺栓具有可与该凹面接合的凸面(91)。
因此，本发明的总目的是提供一种可与
Figure A20068001507000071
自动螺纹车床中的固定心轴相连的经过改进的快速更换机构。
另一个目的是提供一种用于
Figure A20068001507000072
自动螺纹车床中的固定心轴上的快速更换装置，以允许刀具夹持件与固定心轴的纵轴轴向对准。
另一个目的是提供一种用在
Figure A20068001507000073
自动螺纹车床中的快速更换机构，以允许固定心轴中的刀具夹持件与安装在分度头上的旋转心轴对准。
另一个目的是提供一种用在
Figure A20068001507000074
自动螺纹车床中的快速更换机构，以允许固定心轴利用固定心轴或与固定心轴相连的调节机构，通过它们之间穿过较短角度距离的相对旋转而快速地锁定到接合部件中。
从前述和正在描述的说明、附图和所附的权利要求，将使这些和其它目的和优点变得更加明显。
附图说明
图1是固定心轴的透视图，示出了安装在其上的经过改进的快速更换和调节机构。
图2是图1所示装置左端的正视图。
图3是沿图2中线3-3剖开的图1所示装置左边缘端的纵向垂直截面图的片段，其相对于分度头的旋转心轴间隔开且在一条直线上。
图4是图1所示快速更换和调节机构的分解透视图，图中示出了该机构垂直时的轴线。
图5是图4所示底座的顶视图。
图6是沿图5中线6-6剖开的水平截面图的片段。
图7是图4所示调节部件的顶视图。
图8是沿图7中线8-8剖开的垂直截面图的片段。
图9是图1所示刀具夹持器的侧视图。
图10是图9所示刀具夹持器的顶视图。
图11是沿图10中线11-11剖开的垂直截面图的片段。
图12是图4所示锁紧螺钉的侧视图。
图13是图12所示锁紧螺钉的左端视图。
图14是图4所示其中一个销的侧视图。
图15是图14所示销的右端视图。
具体实施方式
首先，应当清楚地认识到贯穿这些附图的相同的附图标记表示同样的结构元件、部分或表面，同样的结构元件、部分或表面将通过整体的说明描述作进一步说明或解释，这一详细的说明属于整个书面描述的组成部分。除非特别指出，意欲从附图中读到的(如剖面线、部件的布置、比例、度数等)连同说明书一起都被认为是本发明整个书面描述的一部分。下面说明书中所采用的术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”以及由它们衍生出的形容词和副词(如“水平的”、“向右”、“向上”等)都仅仅表示当特定的附图面对着读者时，图示结构的方位。同样，适当时术语“向内”和“向外”一般指相对于其延伸的轴线或旋转轴的表面方向。
现在参照附图，更确切的说参照附图1-4，本发明提供了一种改进的部件，整体用标记20表示，它用在
Figure A20068001507000091
自动螺纹车床上，其一部分由图3中的标记21表示，所述车床具有安装在固定头23上的固定心轴22，该固定心轴22与安装在分度头25上的旋转心轴24轴向隔开且排列在一条直线上。
该改进之处在于提供一种可操作地连接于固定心轴22的快速更换机构26。所述经过改进的机构包括位于固定心轴上的截头圆锥形表面28，用于夹持刀具30并具有截头圆锥形第二表面31的刀具夹持件29。所述第一和第二截头圆锥形表面被构造和布置成当刀具夹持件29轴向移动与固定心轴接合时，使刀具夹持件相对于固定心轴纵轴(x2-x2)向着同心位置径向移动。该改进之处还包括一位于刀具夹持件和固定心轴之间的多导程螺纹连接件32，从而刀具夹持件可以利用固定心轴通过它们之间穿过短角度距离的相对旋转快速地锁紧到与之相匹配的接合部件中。
在优选实施方案中，多导程螺纹连接件是四导程螺纹连接件，它具有在起始点分别以90°间隔的四个独立平行螺旋缠绕的螺纹。在图3中，图示的刀具夹持件29安装在调节机构33上。这样就能够调节刀具轴线相对于旋转心轴轴线(x1-x1)的径向位置。不过，这不是一成不变的。实际上，刀具夹持件29也可以直接安装在杆22的左边缘端。在该可选的实施方案中，可以直接在刀具夹持件和杆之间设置多导程螺纹连接件。该螺纹连接件也优选为如上所述的四导程螺纹连接件。所述四导程螺纹连接件将允许刀具夹持件通过不到一整圈的相对旋转与调节机构33或杆22匹配接合。在该优选实施方案中，这一上锁固定将发生在旋转一圈的大约四分之三处。
现在特别参照图3和4，图示的调节机构主要包括底座34；调节部件35；刀具夹持件29；以及锁紧机构37，其中锁紧机构37包括分别用附图标记36表示的两个销和分别用标记38表示的两个螺栓。
最好如图5和6所示，图示的底座34具有平坦的上、下表面39，40和外周面，该外周面包括彼此相对的平坦侧面41，42、彼此相对的从上表面39垂下的圆形端面43、44、面朝下的水平表面45、面向着左外方的截头圆锥形表面46、径向向内延伸的环形槽48、以及从环形槽处连续向下用以连接下端面40的外边缘的外螺纹面49。该底座可看作一中心通孔，其由小直径部分50和从小直径部分连续向上与上表面39相连的大直径部分51限定而成。在面39和45之间延伸的分别位于中心孔两边的两个通孔用标记52表示。每个孔52都与一水平孔53相交。所述孔53具有内螺纹用于接纳螺栓38上与之匹配的插入部分。
最好如图4、7和8所示，图示的调节部件35具有平坦的上表面54、面朝下的环形下表面55、彼此相对的平坦侧面56，58以及彼此相对的圆形端面59，60，这些表面的布置方式分别与底座部件的表面41，42，43，44的布置基本一致。调节部件35具有一中心通孔，该孔包括从下端面55向上延伸的面朝下并朝内的截头圆锥形表面61、面朝内的垂直圆柱形表面62、面朝上并朝内的截头圆锥形表面63、面朝内的垂直圆柱形表面64、以及从表面64连续向上连接到上表面54、面朝内并朝上的截头圆锥形表面65。两个旁边的孔66贯穿了调节部件，从而使上表面54与中间的面68连通。孔66被设置成基本与底座上的孔52对准。调节部件上被限制在面朝外的水平圆柱形表面69、下端面65和圆柱形表面62之间的部分限定出一向下延伸的圆柱形轴环，其用于接纳底座上的大直径凹进51。这样没有构成紧密连接。相反，在轴环和底座的上开口端之间存在一些空隙，以允许调节部件能够借助于表面68在表面39上的滑动相对底座移动。
现在参照图4和图9-11，图示的刀具夹持件29为特殊配置的部件，它具有平坦的上水平面70、平坦的环形下面表71和一外表面，所述外表面包括圆形表面72，73、平坦部分74，75、截头圆锥形表面76、环形槽78以及从环形槽连续向下连接到下端面71的外螺纹部分79。如上所示，螺纹部分79是一多导程优选为四导程的螺纹连接件，它与杆和调节机构的调节部件35相连。最佳如图11所示，刀具夹持件具有一中心通孔，该孔包括从上端面70向下延伸，面朝上并朝内的截头圆锥形表面80、面朝内的垂直圆柱形表面81、面朝下的环形水平面82、面朝内的垂直圆柱形表面83、面朝上的环形水平面84、面朝内的垂直圆柱形表面85以及从表面85向下延续连接到下端面71内边缘、且面朝下并朝内的截头圆锥形表面86。水平孔88在表面72和81之间延伸。该孔带有内螺纹，用来容纳定位螺钉89(图4)，通过该定位螺钉，刀具30可以被可拆卸地夹持在刀具夹持件中。
现在参照图4、12和13，图示的螺栓38为特殊配置的部件，它包括多边形的头部89、带螺纹的柄部和通常适当凸出的边缘端部91。更详细的说，这一端部还包括截头圆锥形表面92。
最佳如图4、14和15所示，销36包括圆柱形头部93和柄部94。头部93的下端面95靠在调节部件34的上表面54上。销的细长的柄部94穿过对准的孔66，52。当处于这样的位置时，这些螺栓38就被旋入到各自的孔中，并且被选择性地拧紧抵靠着销36，从而相对于底座将调节部件紧固地夹持到所需的位置上。为此，每个销都具有通常带凹面的盲孔95，并且所述凹面包含截头圆锥形表面96。螺栓38的截头圆锥形前端用于与销表面96的一部分接合，从而相对于底座将调节部件紧固地夹持到所需的位置上。
因此，本发明主要提供一种经过改进的可操作地与固定心轴相连的快速更换机构。该机构包括位于固定心轴上的截头圆锥形第一表面；用于夹持刀具并具有截头圆锥形第二表面的刀具夹持件，所述第一表面和第二表面被构造和布置成当刀具夹持件轴向移动与固定心轴接合时，使刀具夹持件相对于固定心轴纵轴向着同心位置径向移动；以及位于刀具夹持件和固定心轴之间的多导程螺纹连接件，从而刀具夹持件可以利用固定心轴通过它们之间穿过短角度距离的相对旋转快速地锁紧到与之相匹配的接合部件中。如上所述，该多导程连接件优选为四导程螺纹连接件，并且只需要相对不到一圈的旋转将刀具夹持件锁定到杆的紧密接合部位中。
另一方面，本发明还包括一种调节机构，其主要包括可选择地安装在固定心轴上的底座；可移动地安装在底座上并用于接纳刀具夹持件的调节部件；以及可相对于底座将调节部件选择性地夹持到所期望位置上的锁紧机构。所述期望的位置通常是刀具30轴线与位于旋转头中的旋转心轴的轴线对准的位置。
锁紧机构主要包括至少一个贯穿调节部件的第一孔；至少一个贯穿底座并且与第一孔对准的第二孔；销，其具有与调节部件接合的头部以及贯穿第一孔和第二孔的柄部；其中底座具有与第二孔相交的带内螺纹的孔；以及布置在第三孔中与销接合以将调节部件夹持到相对于底座的所期望位置上的螺栓。
改进
本发明特别预计到可以实现多种改变和改进。
例如，结构的材料不是关键性的，可以根据需要改变或变化。当需要在刀具夹持件和调节部件以及杆之间设置多导程螺纹连接件时，这种多导程螺纹连接件可以是四导程或其它螺纹连接件。底座和调节部件的形状和结构也可以改变或变化。同样，也可以采用其它形状的锁紧装置和机构。
因此，在已经示出和描述了所述经过改进的快速更换机构的目前优选的形式，并论述了几种改进的情形下，本领域技术人员将容易地理解到在不脱离由下述权利要求限定和区别的本发明实质的情况下可以进行各种额外的变化和改进。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 一种用在自动螺纹车床中的改进，该螺纹车床具有安装在固定头上、并相对于安装在分度头上的旋转心轴轴向间隔的固定心轴，所述改进包括：
可操作地与所述固定心轴相连的快速更换机构，所述更换机构包括
位于所述固定心轴上的截头圆锥形第一表面；
用于夹持刀具并具有截头圆锥形第二表面的刀具夹持件，所述第一和第二表面被构造和布置成当所述刀具夹持件轴向移动与所述固定心轴接合时，迫使所述刀具夹持件相对于所述固定心轴纵轴向着同心位置径向移动；以及
位于所述刀具夹持件和所述固定心轴之间的多导程螺纹连接，从而所述刀具夹持件可以利用所述固定心轴通过它们之间的相对旋转快速地锁定到匹配的接合中，这里所述的相对旋转为所述刀具夹持件大约旋转不到一圈的较短的角度距离。
2. 如权利要求1所述的改进部件，其中所述多导程螺纹连接是四导程螺纹连接。
3.
4. 如权利要求1所述的改进，其中所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于所述固定心轴的旋转大约四分之三圈。
5. 如权利要求1所述的改进，进一步包括：
调节机构，用于使所述固定心轴的纵轴可选择地与所述旋转心轴的纵轴对准，以及用于可选择地将所述刀具夹持件夹持到这一轴向对准的位置中。
6. 如权利要求5所述的改进，其中所述调节机构包括：
适于可选择地安装在所述固定心轴上的底座；
适于可移动地安装在所述底座上并用于接纳所述刀具夹持件的调整部件；以及
至少一个用于将所述调节部件可选择地夹持在相对于所述底座的所需位置上的锁定机构。
7. 如权利要求6所述的改进，其中所述底座具有截头圆锥形的第三表面，该表面被构造和布置成当所述底座轴向移动与所述固定心轴接合时，迫使所述底座相对于所述固定心轴向着同心位置径向移动。
8. 如权利要求7所述的改进，进一步包括位于所述底座和固定心轴之间的另一多导程螺纹连接，从而所述底座可以利用所述固定心轴通过所述相对运动快速地锁紧到与之相匹配的接合中，这里所述相对运动为所述底座相对于所述固定心轴旋转不到一圈的较短的角度距离。
9. 如权利要求8所述的改进，其中所述另一多导程螺纹连接是四导程螺纹连接。
10.
11. 如权利要求8所述的改进，其中所述短的角度距离为所述底座相对于所述固定心轴的旋转大约四分之三圈。
12. 如权利要求6所述的改进，其中所述调节部件具有一开口，该开口被设置成用来接纳带有所述第二表面的所述刀具夹持件的一部分。
13. 如权利要求12所述的改进，其中所述调节部件的尺寸可允许所述调节部件沿相对于所述第二表面轴线的径向相对于所述底座有一些运动。
14. 如权利要求6所述的改进，其中每个锁紧机构都包括：
至少一个贯穿所述调节部件的第一孔；
至少一个设置在所述底座中并与所述至少一个第一孔对准的第二孔；
销，其具有与所述调节部件接合的头部以及贯穿所述至少一个第一孔和第二孔的柄部；
其中所述底座具有与所述至少一个第二孔相交的带内螺纹的孔；以及
布置在所述带内螺纹的孔中与所述销接合以将所述调节部件夹持到所述底座上的螺钉。
15. 如权利要求14所述的改进，其中至少设置两个所述的锁紧机构。
16. 如权利要求14所述的改进，其中所述销具有一凹面，并且所述螺钉具有可与该凹面接合的凸面。

Claims (16)

1.一种用在
Figure A2006800150700002C1
自动螺纹车床中的改进，该螺纹车床具有安装在固定头上、并相对于安装在分度头上的旋转心轴轴向间隔的固定心轴，所述改进包括：
可操作地与所述固定心轴相连的快速更换机构，所述更换机构包括
位于所述固定心轴上的截头圆锥形第一表面；
用于夹持刀具并具有截头圆锥形第二表面的刀具夹持件，所述第一和第二表面被构造和布置成当所述刀具夹持件轴向移动与所述固定心轴接合时，使所述刀具夹持件相对于所述固定心轴纵轴向着同心位置径向移动；以及
位于所述刀具夹持件和所述固定心轴之间的多导程螺纹连接，从而所述刀具夹持件可以利用所述固定心轴通过它们之间穿过短角度距离的相对旋转快速地锁紧到匹配的接合中。
2.如权利要求1所述的改进，其中所述多导程螺纹连接件是四导程螺纹连接件。
3.如权利要求2所述的改进，其中所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于所述固定心轴旋转不到一圈。
4.如权利要求3所述的改进，其中所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于所述固定心轴旋转大约四分之三圈。
5.如权利要求1所述的改进，进一步包括：
调节机构，用于使所述固定心轴的纵轴可选择地与所述旋转心轴的纵轴对准，以及用于可选择地将所述刀具夹持件夹持到这一轴向对准的位置中。
6.如权利要求5所述的改进，其中所述调节机构包括：
适于可选择地安装在所述固定心轴上的底座；
适于可移动地安装在所述底座上并用于接纳所述刀具夹持件的调整部件；以及
用于将所述调节部件可选择地夹持在相对于所述底座的所期望位置上的锁紧机构。
7.如权利要求6所述的改进，其中所述底座具有截头圆锥形第三表面，该表面被构造和布置成当所述底座轴向移动与所述固定心轴接合时，使所述底座相对于所述固定心轴朝着同心位置径向移动。
8.如权利要求7所述的改进，进一步包括位于所述底座和固定心轴之间的多导程螺纹连接件，从而所述底座可以利用所述固定心轴通过穿过短角度距离的相对运动快速地锁紧到与之相匹配的接合部件中。
9.如权利要求8所述的改进，其中所述多导程螺纹连接件是四导程螺纹连接件。
10.如权利要求9所述的改进，其中所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于所述固定心轴的不到一圈。
11.如权利要求10所述的改进，其中所述短的角度距离为所述刀具夹持件相对于所述固定心轴的大约四分之三圈。
12.如权利要求6所述的改进，其中所述调节部件具有一开口，该开口被设置成用来接纳带有所述第二表面的所述刀具夹持件的一部分。
13.如权利要求12所述的改进，其中所述调节部件的开口尺寸和刀具夹持件部分的尺寸可允许所述调节部件沿对应于所述第二表面轴线的径向相对于所述底座的某种运动。
14.如权利要求6所述的改进，其中每个锁紧机构都包括：
至少一个贯穿所述调节部件的第一孔；
至少一个设置在所述底座中并与所述第一孔对准的第二孔；
销，其具有与所述调节部件接合的头部以及贯穿所述第一孔和第二孔的柄部；
其中所述底座具有与所述第二孔相交的带内螺纹的孔；以及
布置在所述第三孔中与所述销接合以将所述调节部件夹持到所述底座上的螺钉。
15.如权利要求14所述的改进，其中设置至少两个所述的锁紧机构。
16.如权利要求14所述的改进，其中所述销具有一凹面，并且所述螺钉具有可与该凹面接合的凸面。
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