CN1042505C - 转动机械装置如钻床使用的工具夹头 - Google Patents

Abstract

在本夹头中，在座体(2)被套所覆盖的区域内安装有一个外齿(15)，而套带有一个型面的锁紧元件(14)，该元件，当夹头在夹紧位置时，便接合在座体的齿(15)内，它是通过安装在夹头座体前端上传动的环来操纵的。

Description

转动机械装置如钻床使用的工具夹头

本发明涉及的是在转动机械装置如钻床上使用的夹持工具的夹头。

夹头通常是用在电机轴上固定钻头、麻花钻或螺丝刀接头等的。夹头要实现夹紧圆柱柄工具的第一个功能，就是在夹头上必须配备一个齿条系统。在机床开动之前，靠一个扳手把工具夹紧在夹头上。齿条要保证带动装在座体上能绕座体旋转的套进行转动，在套内固定一个螺母，其内螺纹与卡爪的外螺纹相配合的。尽管这些方法已经满足了夹头的使用要求，但是它的缺点是必须使用扳手，因为扳手是操作者最容易掉失的。尤其在使用无线机床时，使用扳手更是不便，所谓无线钻床，就是钻床是由蓄电池供电，并成为机床不可分割的组成部分。使机床使用灵活便于移动，这类无线机床都配备带扳手的夹具以夹紧工具。这类夹头可以在双向转动使用。当电机轴转向是倾向于夹头松开电机轴时，可通过一根轴线丝杆把夹头锁紧在电机轴上，此外还有一种不需用扳手便可满意地夹紧工具的夹头。

已知的第一种解决办法是在能传动螺母而带动卡爪移动的转动套的后端，安上一些齿，在座体上安装一个与座体同心的环，在弹簧的作用下与套维持轴向分开，位至少应有一个齿对着套。环可绕座体旋转。

在实践中，为实现工具的夹紧或松开，操作者只需抓住这个环，并使之向前移动，便可以使环的齿与套的齿啮合，同时按所要求的方向，控制着夹头的座体通过电机轴朝一个方向或在另一个方向转动，当环与套对应的齿产生相对转动的过程中，便引起一系列齿的碰撞，促使卡爪的夹紧或松开。

在另一种已知的夹头中，在套前端有一个径向凸缘部分，上面突出一些向后转弯的沟槽，此外在带动卡爪移动的螺母上压配合着一个环，它带着一些向前转弯的沟槽，它是用以和套所带的沟槽相接合的。

当弹簧所受的作用力没达到某一个力时，弹簧是维持压在夹头的座体上，使套和环的沟槽相啮合。

在实践中，要实现卡爪的夹紧和松开，操作者只要用手保证锁紧套的转动，操作电机轴朝一个方向或另一个方向转动，最后由于套和环相应沟槽产生一系列的碰撞，便可按要求的情况实现夹紧或松开。

然而，这两种已知的夹头具有结构复杂，因而成本高和体积过大的缺陷。

在EP-A-0300375中提供了另一种解决的方法，它涉及的夹头的卡爪是采用细螺距和在座体与螺母之间安放一些钢球，这后一种特性，就是说在座体和螺母之间安放钢球的方法已是工业夹头中所熟悉的。该资料所介绍的夹头的缺陷表现在它的防松性能差和无论在夹紧或松开时操作很麻烦，由于螺距细，就必须加大夹头的外径才能获得良好的性能。

在带有内止推球轴承的自动夹紧夹头中，它反映的缺陷是不能用在向左转动、不能用中心丝杆把夹头锁紧在机床主轴上和在钻削过程中产生大振动时，会引起夹头的松脱。

上述的夹头装置对于高性能的机床往往不能满足需要，它要求要有一个锁紧机构，特别是能在钻削过程中防止夹头的松开。

本发明的目的是提供一种夹紧工具的夹头，设计简单，又可应用轻型材料，特别是结合采用一定数量用合成材料制作的零件。在夹具的工位上具有一个锁紧机构，该机构的设计和操作都很简单。

为此，涉及的这类夹头，它包括有一个固定在机床电机轴上的座体，在座体内装有一些能在孔槽内滑动而且向前收敛的卡爪。在座体后部连接着一个固定的环，在该环前面是安装着一个在座体上能旋转的套。在套的内壁是连接着一个与卡爪的外螺纹相啮合的螺母。夹头的特点是在座体上，在它被套所复盖的区域内装有一个环齿，而套上又装备着一个带型面的锁紧元件。当夹头在锁紧位置时，该锁紧元件是卡入在座体的环齿内，它是通过操作装在座体前部能旋转的环完成的。

手动夹头，无论是打开或闭合都是由套操纵的。要实现锁紧，只要在闭合后转动一下环便可实现锁紧。要打开时，只要在夹头开口之前操作一下环，便可使夹头打开。

根据这种实施方式，配置在座体上的齿应该是直齿，而锁紧元件是由一个弹簧片组成的。当弹簧片上不受任何力时，它应倾斜于齿的垂直面。

弹簧片能方便地突出在套内所设置的空间内，环上连接的型面簧片也可在该空间内移动，当此簧片的尖角部分压在弹簧片上时，弹簧片便与齿脱开。

本发明的另一个特点是在套的向前倾的表面上，打通很多与夹头同心的凹槽，在每个凹槽内可与连接在环上的一个凸台相接合、凸台的长度小于凹槽的长度。这个长度是按照圆弧长度考虑。凹槽的长度就是按圆弧长度展开的。

套上每个凹槽与环上每个凸台之间的长度差决定了环相对套的转动行程。

更方便的是，在套与环相对着的部位内，套上带有一个弹性舌片，其活动端是型面，而环上有二个开口槽，它们之间的距离正好等于环对着套的转动行程。这个距离也就是套的凹槽与环上的凸台之间的长度差。这两个开口槽是用以当环在行程终了时可插入簧片的型面部分。

这种布局是保证环对套在两个终端位置时的弹性锁紧。

根据性能的要求，环上带有一个复盖在套上大部分长度的套管。这样，在工具的夹紧或松开的整个过程中，夹头可以用环直接操作。

为保证套和环在座体上的轴向锁紧。在座体的前端附近有一个环槽。它截止在座体前端的侧面上垂直于夹头轴线的表面。而环上有一个锥形的凸缘，当夹头在安装位置上时，它是接合在座体的环槽内。

按照另外的实施方法，座体前端附近有一个环槽，它截止在座体前端侧面上垂直于座体轴线的表面，而在环的前端带有一些弹簧片，当夹头在安装位置上时，这些簧片是接入在座体的环槽内。

本发明将以下述说明和带编号的附图举例详细介绍该夹头的两种实施方法：

图1是第一种夹头的透视图。

图2是纵向剖面图。

图3是组成夹头的主要零件的分解图。

图4是安装在夹具前端的环向内的透视图。

图5和图6是按图2上Ⅴ-Ⅴ剖面线对应在夹头的锁紧位置和松脱位置时的两个横向剖面图。

图7是安装在夹前端的环的一种不同做法的透视图。

图8是夹头的一种不同做法，类似图2的纵向剖面图。

在图中所示的夹头，包括有座体2，在它后壁内打通一个螺纹孔3，用它固定在旋转机床的螺纹轴上(图内没表示)。在后部内，座体2带有一个直纹滚花区4，是用合成材料制作的。用它便不动环5在旋转中锁紧。

在座体2内安排三个孔槽6，每个孔槽是用做卡爪7的导向槽。孔槽是向前收敛的。它使得卡爪向前移动时，由于它们的趋近，便可使工具夹紧。在图内没表示出来。

卡爪7的后部带有螺纹8与螺母9的螺纹相配合。可使卡爪根据螺母9在转动中的传动方向朝这个方向或另一个方向内移动。这个螺母9是用一个卡环10进行轴向锁紧的。螺母9带的直纹滚花12是用合成材料制作的，是便于套13的安装。它同时有开槽可使套在旋转中锁紧。在套的前端侧面装配着一个锁紧元件14，是由一个弹簧片组成的，做成发卡形式，用以和布局在座体2上的齿15相结合。这个齿是直齿，弹簧14的活动端是与直齿的垂直面倾斜45°。座体2的前端同时装有环16，环与套是以部分贯穿的，环复盖在套上部位占套很大的长度，它是通过部位17以套筒形式带在环16上。

在套13前端侧面突出部位上有一个圆柱部分18，它由三个按有规律的角度分配的凹槽所断开，在环16上有二个同心的环面，就是说第一个环面20是应位于套13的圆柱部分18的内部，环面22应处于套的圆柱部分18的外面。环面20与22是通过三个以凸台形式的径向实体连接起来，每个凸台的长度凹槽19的长度。凹槽19和凸台23之间的长度差，按圆周方向考虑，相应于环16对着套13的角度行程。

在环的内环面20内有一个开口24，它可使套13的弹簧片14通过，开口24的一端被一个舌片25截住，它用以压在弹簧片14上，使弹簧片14向内转而脱开齿15。

此外，在套13与环相对的圆柱部分18内，有一个弹性的簧片(26)，其一端(27)是型面的，在环处在行程终端位置时，用它插入在环面22上的两个开口槽中的一个。

最后，在座体(2)前端附近有一个环槽29，它被座体前端侧面上一个明显垂直于夹头轴线的表面所截止。在环(16)方面，有一个锥形凸缘(32)，在夹头的安装位置上，它接合在座体的槽29内，以保证环以及所配合的套在转动中的锁紧。

当弹簧片(14)处在脱开齿(15)的位置时，如图5所示，可以由套(13)的转动，随之螺母(9)带动卡爪(7)实现工具的夹紧或松开。相反，当弹簧片(14)的活动端是插入在齿(15)内时，如图6所示，在工具的工作和机床运转中产生的振动力作用下，套是不可能绕座体转动的。

实践中，夹头的操作方法如下，如图1-7所示，处在分开位置的卡爪7，和图5内表示的环16,17，是在进行传动中，它通过型面部分27接合在环的一个切口槽28内，带动着套13。当卡爪和工具接触时，螺母9和套13的阻力便增大，便出现环16,17相对着套13在由凹槽19与凸台23的长度差所限定的范围内转动，于是型面部分27便更换切口槽28，这时舌片25便擦过去，松开弹簧片14，环16,17，通过它的三个凸台推动套13，于是夹头便进行夹紧。

要实现松开时，操作者可用相反的方法，按反时针方向，转动环16，首先是出现环16相对套13的转动，在运动过程中的型面27从一个开口槽28过渡到另一个开口槽28内，舌片25又压在弹簧片14上，使它脱开齿15。在反时针方向的转动中，开口的动作继续进行。操作者通过凸台23操纵套13。由于套13带动螺母9促使卡爪处在开口的位置上，于是夹头就松开了。

图8中是表示另外一种实施方法，图内相同零件的编号和前面是一致的。实际上是在于套13对着环16的表面相互连贯处，要实现螺母的转动，可以直接操作套13，而环16只在夹紧之后或在松开之前操作，便可实现相应的锁紧的打开。

此外，在另外的一种不同的实施方法中，如图7所示，环16所带的锥形凸缘32，从套和环的轴向固定目的出发，它可用一些弹簧片代替，把它们均匀分布在环的周围，它们既具有弹性，又能使环安装在夹头座体上具有不可逆性。

如上所述，本发明对现有技术进行了很大改进，提供了一个结构简单的夹头，配置了一个能在工作位置时的锁紧机构，使使用者操作很简便。

Claims (9)

1．一种用于转动机械如钻床的工具夹头，它包括：一个固定在钻床的电机轴上的座体(2)，在座体内安装一些卡爪(7)可在孔槽内滑动，卡爪是向前收敛的，在座体后部连接着一个不动环(5)，在环的前方安装一个可在座体上转动的套(13)，在该套的内壁连接着一个螺母(9)，它和卡爪的外螺纹咬合，其特征在于座体(2)在它被套所复盖的区域内有一个环齿(15)，而套带着一个有型面的锁紧元件(14)，它是在当夹头处在锁紧位置时插入在齿(15)内的，该锁紧元件(14)是由一个弹簧片组成的，其活动端在不受任何力作用时，倾斜于齿的垂直面，锁紧元件是由安装在座体前端上可转动的环(16)来控制。

2．根据权利要求1的夹头，其特征是，安排在座体上的齿(15)是直齿。

3．根据权利要求2的夹头，其特征在于弹簧片向内凸起在套(13)内所安排的空间内，环(16)连接的一个带型面的簧片(25)，可在该空间内移动，簧片是以其尖角的位置压在弹簧片(14)上，使它脱开齿(15)。

4．根据权利要求1的                夹头，其特征在于套(13)上向前拐的表面内，开通一些与夹头同心的凹槽(19)，在每个凹槽内可与环上所连接的一个凸台相接合，凸台的长度小于相应凹槽的长度，这个长度以该槽在圆周方向展开的长度考虑。

5．根据权利要求4的夹头，其特征在于套(13)在它与环相对着的位置内带有一个弹性的簧片，其活动端带有型面部分(27)，而在环(16)上有两个开口槽(28)，两槽之间相距的数值等于环(16)相对套(13)的转动行程，这个距离也就是套的一个凹槽与环上对应凸台的长度差，这两个开口槽是用以当环在行程终了的两个位置时，可以接受簧片的型面部分(27)。

6．根据权利要求1至5中的任一项的夹头，其特征在于环(16)与套是在两个端部以互相贯穿的形式安装在套的端部。

7．根据权利要求6的尖头，其特征在于环(16)带着一个管套(17)复盖在套(13)上大部分的长度上。

8．根据权利要求1至5中的任一项的夹头，其特征在于座体(2)的前端附近带有一个环槽(29)，它截止在座体前端侧面上一个明显垂直于夹具中心的表面，而环(16)带的锥形凸缘(32)，在夹具安装位置时，接合在座体上的槽(29)内。

9．根据权利要求1至5中任一项的夹具，其特征在于座体在其前端附近有一个环槽(29)，它是截止在座体前端侧面上一个明显垂直于夹具中心的平面，而环(16)在前端带有一组弹性舌片(33)，它在夹具安装位置时，接合在座体的环槽(29)内。

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