CN104174888A - 带有变径套筒的液压卡盘 - Google Patents

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Abstract

一种用于接收刀具的液压膨胀卡盘包括：一个卡盘本体；一个膨胀衬套，该膨胀衬套被接收在该卡盘本体中并且限定了一个卡盘开口；介于该膨胀衬套与该卡盘本体之间的一个压力室；以及一个变径套筒。该变径套筒被接收在该膨胀衬套的卡盘开口中并且限定了用于接收有待夹卡的刀具的一个刀夹具接收座。该变径套筒包括一个连接器元件，该连接器元件被配置成用于将该变径套筒可释放地附接至该卡盘本体上。该变径套筒还可以包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。

Description

带有变径套筒的液压卡盘
技术领域
本发明涉及一种液压卡盘并且更特别地涉及一种带有变径套筒的液压膨胀卡盘。
背景技术
液压膨胀卡盘典型地具有：一个本体；一个膨胀衬套，该膨胀衬套被接收在该本体中并且限定了用于夹卡一个刀具的一个刀夹具接收座或空间；以及被配置在该膨胀衬套与该本体之间的一个压力室。
有待被夹卡的刀具的柄可以插入这种膨胀卡盘的刀夹具接收座中。然后使压力室处于压力下，以对该膨胀衬套施加荷载而抵靠该刀具的柄。于是该刀具的柄通过摩擦方式被保持在该刀夹具接收座空间中。
当刀具被接收在该液压膨胀卡盘中时并且在操作中，在该膨胀卡盘与该刀具之间典型地传输高的扭矩。已经发现在使用过程中，该刀具或该液压膨胀卡盘的多个部件可能经受不希望的轴向或其他方式的移动，尤其是在该卡盘系统中的液压压力减少或损失的情况下。这可能对该刀具造成损坏、对该液压膨胀卡盘造成损坏、对该工件造成损坏，或可能对所进行的切削操作的整体质量和/或精确度造成负面影响。
相应地，需要克服了已知液压膨胀卡盘的缺陷、限制和缺点的经改善的液压膨胀卡盘。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于接收刀具的液压膨胀卡盘包括：具有一个安装构件的一个卡盘本体；一个膨胀衬套，该膨胀衬套被接收在该卡盘本体中并且限定了一个卡盘开口；介于该膨胀衬套与该卡盘本体之间的一个压力室；以及一个变径套筒。该变径套筒被接收在该膨胀衬套的卡盘开口中并且限定了用于接收有待夹卡的刀具的一个刀夹具接收座。该变径套筒包括一个连接器元件，该连接器元件被配置成用于与该安装构件相配合以便将该变径套筒可释放地附接至该卡盘本体上。在一个方面，该变径套筒还可以包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。在另一个方面，该变径套筒包括多个长形槽缝，这些长形槽缝是围绕该变径套筒环圆周地间隔开的以允许该变径套筒的径向变形。
根据本发明的另一个方面，一种液压膨胀卡盘组件包括：一个卡盘本体，该卡盘本体具有被安装在该卡盘本体中的一个膨胀衬套，该膨胀衬套限定了一个卡盘开口；以及一个压力室，该压力室介于该膨胀衬套与该卡盘本体之间。该液压膨胀卡盘组件还包括一个刀具和一个变径套筒，该刀具具有一个切削部分和一个柄部分，并且该变径套筒被接收在该膨胀衬套的卡盘开口中且限定了用于接收该刀具的柄部分的一个刀夹具接收座。该变径套筒包括一个连接器元件，该连接器元件被配置成用于将该变径套筒可释放地附接至该卡盘本体上。在一个方面，该变径套筒还可以包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。在另一个方面，该变径套筒包括多个长形槽缝，这些长形槽缝是围绕该变径套筒环圆周地间隔开的并且径向地延伸穿过该变径套筒以允许该变径套筒的径向变形。
根据本发明的另一个方面，一种用于液压膨胀卡盘的、接收了刀具的变径套筒包括一个套筒本体，该套筒本体具有一个轴向前端、一个轴向后端以及在其间延伸的一个侧壁。该套筒本体限定了一个刀夹具接收座，该刀夹具接收座具有与该轴向前端相邻的、用于接收该刀具的一个接收座开口。该变径套筒还包括一个连接器元件，用于将该套筒本体在该套筒本体的轴向后端附近可释放地附接至与液压膨胀卡盘上。
附图说明
图1是根据本发明一个方面的一个液压膨胀卡盘组件的等距的局部截面视图。
图2是根据本发明的一个方面在图1中示出的液压膨胀卡盘组件的分解组装视图。
图3是根据本发明一个方面在图2中示出的液压膨胀卡盘组件组装后的局部截面侧视图。
图4A是根据本发明一个方面在图1-3中示出的变径套筒的局部截面侧视图。
图4B是根据本发明另一个方面在图4A中示出的变径套筒的顶视图。
图5A根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的截面侧视图。
图5B是根据本发明另一个方面在图5A中示出的变径套筒的顶视图。
图6A是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的截面侧视图。
图6B是根据本发明另一个方面在图6A中示出的变径套筒的顶视图。
图7A是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的截面侧视图。
图7B是根据本发明另一个方面在图7A中示出的变径套筒的顶视图。
图8是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图8A是根据本发明的一个方面沿着图8的线8A-8A所截取的一个截面侧视图。
图9是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图9A是根据本发明的一个方面沿着图9的线9A-9A所截取的一个截面侧视图。
图10是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图10A是根据本发明的一个方面沿着图10的线10A-10A所截取的一个截面侧视图。
图11是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图11A是根据本发明的一个方面沿着图11的线11A-11A所截取的一个截面侧视图。
图12是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图12A是根据本发明的一个方面沿着图12的线12A-12A所截取的一个截面侧视图。
图13是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图13A是根据本发明的一个方面沿着图13的线13A-13A所截取的一个截面侧视图。
图14是根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒的顶视图。
图14A是根据本发明的一个方面沿着图14的线14A-14A所截取的一个截面侧视图。
图15是根据本发明一个方面的一个另外的液压膨胀卡盘组件的局部截面侧视图。
具体实施方式
参见图1-4B，展示了根据本发明的多个方面的一种液压膨胀卡盘组件10及其多个部件。该液压膨胀卡盘组件10包括一个液压膨胀卡盘12，该液压膨胀卡盘具有一个刀具接收座侧末端14和一个机床侧末端16。该液压膨胀卡盘组件10还包括一个切削刀具18，例如像钻孔刀具或铣削刀具或类似刀具，该切削刀具被配置成用于收纳在该液压膨胀卡盘12的刀具接收座侧末端14中。该液压膨胀卡盘组件10进一步包括一个变径套筒22，如在此将更详细描述的，该变径套筒被配置成用于收纳在该液压膨胀卡盘12的刀具接收座侧末端14中。该组件10可以在该机床侧末端16处连接至一个驱动适配器20上以便连接或附接至机器(未示出)上从而带动该液压膨胀卡盘12旋转。该液压膨胀卡盘组件10包括一条中央纵向轴线A-A，该组件10围绕该轴线旋转。
该液压膨胀卡盘12包括一个卡盘本体24和一个膨胀衬套26，这两者可以由例如钢或适合的类似材料形成。该膨胀衬套26限定了一个与该刀具接收座侧末端14相邻的卡盘开口30和一个卡盘接收座31(例如，参见图2)。
该液压膨胀卡盘12还包括一个压力室28，该压力室介于该膨胀衬套26与该卡盘本体之间24。该压力室28可以通过多个管道(未示出)被供以液压流体，从而在压力室28中积聚高的压力。由于这种压力，该膨胀衬套26在径向方向上被弹性地向内致动以便夹卡该刀具18。
在本发明的一个方面，变径套筒22被插入该卡盘开口30中并且被接收在由该膨胀衬套26所限定的卡盘接收座31中。在另一个方面，该变径套筒22总体上是圆柱形的并且该膨胀衬套26是围绕该变径套筒22环圆周地布置的或者是围绕该变径套筒22至少部分地环圆周地布置的。
该变径套筒22可以由具有低的热导率的材料形成以避免太多热量从刀具18传递至该压力室28中的液压流体。在一个方面，该套筒22是由不锈钢材料或镍合金材料中的至少一种形成的。适合材料的实例包括但不限于镍合金，例如哈司特镍合金()或因康镍合金()。
刀具18包括具有例如一个或多个槽40的一个切削部分38、和一个柄部分42。该变径套筒22限定了一个刀夹具接收座32以用于接收有待夹卡的刀具18。更确切而言，该刀夹具接收座32限定了与该变径套筒22的轴向前端36相邻的一个接收座开口34以便将该柄部分42插入穿过其中，而使得该柄部分42被接收在该刀夹具接收座32中。该变径套筒22包括一个套筒本体47，该套筒本体包括从其轴向前端36延伸至该套筒本体47的轴向后端49的一个侧壁48。在一个方面，该变径套筒22是围绕刀具18、例如围绕该柄部分42环圆周地布置的，或是围绕刀具18、例如围绕该柄部分42至少部分地环圆周地布置的。
该变径套筒22是可释放地可附接至该卡盘本体24上的以便将该变径套筒22固定至该卡盘本体24上而实现该组件10的操作，同时允许移出该变径套筒22以便可以按照所希望的进行更换或修理。在一个方面，本发明提供了用于将该变径套筒22在该套筒本体22的轴向后端49附近附接至卡盘本体24上的装置。在另一个方面，可释放地附接该变径套筒22是通过例如在该变径套筒22的轴向后端49之处或附近配置的一个连接器元件50而实现的，该连接器元件是用于与例如在该卡盘接收座31的轴向后端54之处或附近配置的、该卡盘本体24的一个安装构件52相配合。
在一个实例中，该连接器元件50可以包括例如外螺纹(总体上指定为56并且在例如图4A中示出)，这些外螺纹用于与该安装构件52上的对应的安装螺纹(总体上指定为58并且在例如图2中示出)相配合以便将该套筒本体47在该套筒本体47的轴向后端49附近可释放地附接至液压膨胀卡盘本体24上。将了解的是，可以提供其他类型的连接器元件、安装构件和相关部件或附件以用于将该变径套筒22可释放地附接至该卡盘本体24上。
在本发明的另一个方面，该变径套筒22包括与其轴向前端36相邻的一个凸缘70。该凸缘70被配置成用于接合该膨胀衬套26的轴向前端27。该凸缘70还可以被配置成用于接合该卡盘12的刀具接收座侧末端14。有利的是，该凸缘70与该膨胀衬套26的轴向前端27之间的配合性接合与该连接器元件50和安装构件52相结合地起作用，以便进一步将该变径套筒22固定在该卡盘本体24中。在一个方面，当该连接器元件50被附接至该安装构件52上时，凸缘70被牢固地拉靠在该膨胀衬套26的轴向前端27上从而提供所希望的夹紧安排。在另一个方面，一旦组装后，可以在该套筒本体47的轴向后端49与该卡盘接收座31的轴向后端54之间提供一个空隙72。
在本发明的另一个方面，该变径套筒22包括一个调节元件59，用于沿着轴线A-A调节该刀具18在该刀夹具接收座32中的轴向位置。对刀具18的这种轴向调节并且更特别地调节该柄部分42相对于该变径套筒22的刀夹具接收座32的位置是通过例如一个止动螺钉组件60实现的，该止动螺钉组件被配置成至少部分地位于该刀夹具接收座32内、与该刀夹具接收座32的轴向后端62相邻而与该刀具18的底端64相配合。该止动螺钉组件60是在该刀夹具接收座32内轴向地可移动的。将了解的是，可以提供除该止动螺钉组件60之外的其他类型的部件或附件作为该调节元件59，以用于调节刀具18在该刀夹具接收座32中的轴向位置。
在本发明的另一个方面，该变径套筒22包括围绕该变径套筒环圆周地间隔开的多个长形槽缝66。更确切而言，该多个长形槽缝66径向地延伸穿过该变径套筒22以便允许该变径套筒22在被该膨胀衬套26径向地压缩时发生径向变形并且允许在该膨胀衬套26的压缩被撤销时发生径向膨胀。有利的是，这允许了与该液压膨胀卡盘12相关联地使用不同类型和大小的刀具，例如不同直径的柄。还将了解的是，该套筒22上的径向挠性对增大抓紧力是重要的，因为通过容易地使该变径套筒22如所希望的变形，压力将从卡盘12传递至该刀具18的柄42。该套筒22被配置成有利地提供高的轴向强度和刚度但非常低的径向刚度。
在一个方面，该多个长形槽缝66是在该套筒本体47的侧壁48中形成的并且是围绕该套筒本体47环圆周地间隔开的。在另一个方面，该多个长形槽缝66径向地延伸穿过该侧壁48而到达该刀夹具接收座32。在另一个方面，该多个长形槽缝66在侧壁48中从该变径套筒22的轴向前端36轴向地延伸至该变径套筒22的轴向后端49。替代地，该多个长形槽缝66可以沿着该侧壁48的仅一部分轴向地延伸，即，没有延伸该套筒本体47的整个轴向长度。在另一个方面，该多个长形槽缝66可以延伸进入轴向前端36(例如参见图4B的槽缝部分66a)和/或轴向后端49(例如参见图4B的槽缝部分66b)之中。
图5A和5B展示了根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒122。该变径套筒122在结构和功能上总体上类似于如在此所述的变径套筒22，但是该变径套筒122包括如图所示不同地配置的多个长形槽缝166。
图6A和6B展示了根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒222。该变径套筒222在结构和功能上总体上类似于如在此所述的变径套筒22和122，但是该变径套筒222包括如图所示不同地配置的多个长形槽缝266。
图7A和7B展示了根据本发明一个方面的一个另外的变径套筒322。该变径套筒322在结构和功能上总体上类似于如在此所述的变径套筒22、122和222，但是该变径套筒322包括如图所示不同地配置的多个长形槽缝366。
另外，提供了用于转动或驱动、即收紧或松开该变径套筒22的连接器元件50以便与该卡盘本体24的安装构件52配合、即与之可释放地接合的装置。在一个方面，图8和8A展示了一个变径套筒422a，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒422a的在其轴向前端436a中形成的一个或多个槽缝474以及凸缘470a。可以将适当的工具例如像螺丝刀插入该一个或多个槽缝474中以便驱动或转动该变径套筒422a。在另一个方面，图9和9A展示了一个变径套筒422b，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒422b的在轴向前端436b中形成的一个或多个孔口475以及凸缘470b。
在一个方面，图10和10A展示了一个变径套筒522a，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒522a的在轴向前端536a中形成的一个或多个槽缝574，但是不具有凸缘。在一个方面，图11和11A展示了一个变径套筒522b，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒522b的在轴向前端536b中形成的一个或多个槽缝575，但是不具有凸缘。
在另一个方面，图12和12A展示了一个变径套筒622a(在其轴向前端636a处不具有凸缘)，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒622a的、邻近于该刀夹具接收座632a的轴向后端662a形成的一个槽缝676。可以将适当的工具例如像螺丝刀插入该槽缝676中以便驱动或转动该变径套筒622a。在另一个方面，图13和13A展示了一个变径套筒622b(在其轴向前端636b处不具有凸缘)，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒622b的、邻近于该刀夹具接收座632b的轴向后端662b形成的一个或多个孔口677。在还又另一个方面，图14和14A展示了一个变径套筒622c(在其轴向前端636c处不具有凸缘)，该变径套筒具有用于驱动该变径套筒622c的、邻近于该刀夹具接收座632c的轴向后端662c形成的一个六角螺母组件678。
图15展示了一个另外的液压膨胀卡盘组件610(类似于在此描述和展示的组件10)，该组件包括带有六角组件678的变径套筒622c，该变径套筒在其轴向前端636c处不具有凸缘。由于在其轴向前端636c处不具有凸缘，该套筒本体647的轴向后端649被配置成用于在当转动或驱动该套筒622c时接合或接触该卡盘接收座的轴向后端654以便紧固该套筒622c(即，在紧固之后未提供或未留下如图3所示的空隙72)。有利的是，这防止了在转动过程中该套筒622c的不希望扭绞。将了解的是在此描述和展示的、在轴向前端处不具有凸缘的所有变径套筒都可以类似地配置成用于接合或接触该卡盘接收座的轴向后端。
虽然已经出于解说的目的在上文中说明了本发明的多个具体的方面，但是对于本领域那些普通技术人员而言明显的是，可以对本发明的细节进行多种变更而并不背离如所附权利要求书中限定的本发明。

Claims (20)

1.一种用于接收刀具的液压膨胀卡盘，该液压膨胀卡盘包括：
具有一个安装构件的一个卡盘本体；
一个膨胀衬套，该膨胀衬套被接收在该卡盘本体内并且限定了一个卡盘开口；
一个压力室，该压力室介于该膨胀衬套与该卡盘本体之间；以及
一个变径套筒，该变径套筒被接收在该膨胀衬套的卡盘开口中并且限定了用于接收有待夹卡的刀具的一个刀夹具接收座，其中该变径套筒包括一个连接器元件，该连接器元件被配置成用于与该安装构件相配合来将该变径套筒可释放地附接至该卡盘本体上。
2.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该连接器元件是邻近于该变径套筒的轴向后端而形成的。
3.如权利要求2所述的液压膨胀卡盘，其中，该膨胀衬套限定了与该卡盘开口相连通的一个卡盘接收座并且该安装构件是邻近于该卡盘接收座的轴向后端形成的。
4.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该变径套筒包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。
5.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该变径套筒包括用于驱使该变径套筒与该卡盘本体的安装构件相配合的装置。
6.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该膨胀衬套是围绕该变径套筒环圆周地布置的并且该变径套筒是围绕该刀具环圆周地布置的。
7.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该变径套筒是由不锈钢材料或镍合金材料中的至少一种形成的。
8.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该变径套筒包括多个长形槽缝，这些长形槽缝是围绕该变径套筒环圆周地间隔开的。
9.如权利要求8所述的液压膨胀卡盘，其中，该多个长形槽缝径向地延伸穿过该变径套筒以允许该变径套筒的径向变形。
10.如权利要求1所述的液压膨胀卡盘，其中，该变径套筒包括邻近于其轴向前端相邻的一个凸缘，并且该凸缘被配置成用于接合该膨胀衬套的一个轴向前端。
11.一种液压膨胀卡盘组件，包括：
具有一个卡盘本体的一个液压卡盘；一个被安装在该卡盘本体中的膨胀衬套，其中该膨胀衬套限定了与一个卡盘接收座相连通的一个卡盘开口；以及一个压力室，该压力室介于该膨胀衬套与该卡盘本体之间；
具有一个切削部分和一个柄部分的一个刀具；以及
一个变径套筒，该变径套筒被接收在该膨胀衬套的卡盘开口中并且限定了用于接收该刀具的柄部分的一个刀夹具接收座，其中该变径套筒包括一个连接器元件，该连接器元件被配置成用于将该变径套筒可释放地附接至该卡盘本体上。
12.如权利要求11所述的液压膨胀卡盘组件，其中，该卡盘本体包括邻近于该卡盘接收座的轴向后端形成的一个安装构件，该安装构件被配置成用于与邻近于该变径套筒的轴向后端形成的一个连接器元件相配合，以便在该卡盘本体与该变径套筒之间提供该可释放的附接。
13.如权利要求11所述的液压膨胀卡盘组件，其中，该变径套筒包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于接合该刀具并且调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。
14.如权利要求11所述的液压膨胀卡盘组件，其中，该变径套筒包括多个长形槽缝，这些长形槽缝是围绕该变径套筒环圆周地间隔开的并且径向地延伸穿过该变径套筒以允许该变径套筒的径向变形。
15.如权利要求11所述的液压膨胀卡盘组件，其中，该变径套筒包括与其轴向前端相邻的一个凸缘，并且该凸缘被配置成用于接合该膨胀衬套的一个轴向前端。
16.一种用于液压膨胀卡盘的、接收了刀具的变径套筒，该变径套筒包括：
一个套筒本体，该套筒本体具有一个轴向前端、一个轴向后端以及在其间延伸的一个侧壁，其中该套筒本体限定了一个刀夹具接收座，该刀夹具接收座具有与该轴向前端相邻的一个接收座开口以用于接收该刀具；以及
一个连接器元件，用于将该套筒本体在该套筒本体的轴向后端附近可释放地附接至该液压膨胀卡盘上。
17.如权利要求16所述的变径套筒，其中，该变径套筒包括在该套筒本体的侧壁中形成的多个长形槽缝，这些长形槽缝是围绕该套筒本体环圆周地间隔开的并且径向地延伸穿过该套筒本体以允许该套筒本体的径向变形。
18.如权利要求16所述的变径套筒，其中，该套筒本体是由不锈钢材料或镍合金材料中的至少一种形成的。
19.如权利要求16所述的变径套筒，进一步包括一个调节元件，该调节元件被配置成用于调节该刀具在该刀夹具接收座中的轴向位置。
20.如权利要求16所述的变径套筒，进一步包括与其轴向前端相邻的一个凸缘，其中该凸缘被配置成用于接合该液压膨胀卡盘。
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