CN105904009A - 齿轮自紧钻夹头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工器械领域和电动工具领域，尤其是涉及一种齿轮自紧钻夹头。其包括后压盖、后体、主体、前套、夹爪和与从动锥齿轮；后体设置在主体内；后体的一端有主动锥齿轮；大端靠近后体设置；主动锥齿轮设置在主体内，且与从动锥齿轮啮合；多个从动锥齿轮以主动锥齿轮的轴线为中心线均匀设置；从动锥齿轮的内孔设置有内螺纹；夹爪的一端设置有与内螺纹配合使用的外螺纹；主体上有夹爪孔和锥齿轮孔；主体的一端固定设置在前套内，另一端设置有后孔和后压盖；后压盖、后体、主动锥齿轮、主体和前套同轴设置；内螺纹和外螺纹均为多头螺纹。本发明保证了在钻夹头夹紧闭合后，能够很方便的松开，实现通过手动即可打开夹爪的目的，操作简单方便。

Description

齿轮自紧钻夹头

技术领域

本发明涉及机加工器械领域和电动工具领域，尤其是涉及一种齿轮自紧钻夹头。

背景技术

钻夹头是机械加工行业和电动工具行业普遍使用夹持钻具的工具。

钻夹头一般是由钻夹套、松紧拨环、连接块、后盖组成。在钻夹套中，其轴向定位是利用连接块来实现的，通过圆周向拨动插孔，使在松紧拨环内螺纹的作用下轴向移动，精确地自动定心并夹紧钻具，工作时需要采用装有不同钻具(如中心钻、钻头、铰刀、丝锥等)的钻夹头时，可以松开定位螺钉，转动扇形体到所需位置后，紧固定位螺钉，实现钻夹头多工位的移动。

现在市场上的钻夹头，按照夹持力从大到小分为三类：手紧钻夹头、扳手钻夹头和自紧钻夹头。三种钻夹头各有优缺点。其中，手紧钻夹头成本低，操作方便，重量轻，应用广泛，但是其夹持力小，精度较低；扳手钻夹头的成本较低，应用广泛，但是其操作较为不方便；自紧钻夹头夹紧力大，精度较高，但是其成本较高，重量较大，且操作不方便。

随着时代的发展，由于自紧钻夹头的精度较高而使其应用越来越多，

现目前市场的自紧钻夹头主要有四种结构，分别为扁爪自紧钻夹头、齿轮自紧钻夹头和内螺纹及外螺纹自紧钻夹头。

这四种结构的钻夹头均是通过单头螺纹将动力传递到夹爪上，实现夹爪在主体(前体)夹爪孔里的前后移动，进而实现夹紧或松开钻具。

但其仍然没有摆脱前述的缺点，且因为夹紧力大，常常使传递动力的螺纹之间，形成过大的挤压力和摩擦力甚至挤死，必需借助专用工具才能松开自紧松开钻夹头的弊端，操作起来很不方便，且专用工具易丢失，该钻夹头因打不开而报废，造成浪费。

如何通过螺纹传递动力的自紧钻夹头既有符合工作要求的合适的夹紧力，又能实现操作简单、用手动就能方便松开的自紧钻夹头，是现在亟待解决的一项技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供齿轮自紧钻夹头，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的齿轮自紧钻夹头，包括后压盖、后体、主体、前套、多个夹爪和与所述夹爪数量相同的从动锥齿轮；

所述后体设置在所述主体内；

所述后体的一端设置有主动锥齿轮；

所述主动锥齿轮的大端设置在靠近所述后体的一端；

所述后体的另一端设置有用于与外接设备连接的连接部；

所述主动锥齿轮设置在所述主体内，且与所述从动锥齿轮啮合；

多个所述从动锥齿轮以所述主动锥齿轮的轴线为中心线均匀设置；

所述从动锥齿轮的内孔设置有内螺纹；

所述夹爪的一端设置有与所述从动锥齿轮的所述内螺纹配合使用的外螺纹；

所述主体上设置有能够允许所述夹爪通过的夹爪孔和用于放置所述从动锥齿轮的锥齿轮孔；

所述主体的一端固定设置在所述前套内，另一端设置有与所述后体转动连接的后孔；

所述后压盖设置在所述主体的另一端，用于将所述后体固定在所述后孔中；

所述后压盖、所述后体、所述主动锥齿轮、所述主体和所述前套同轴设置；

所述内螺纹和所述外螺纹均为多头螺纹。

进一步的，所述夹爪的另一端设置有两个夹持面；

两个所述夹持面的夹角为120°。

进一步的，所述多头螺纹的螺旋升角α为3.1°≤α≤18.7°。

进一步的，所述夹爪上设置有定位槽；

所述定位槽的长度方向与所述夹爪的轴线平行，能够与所述主体上设置的定位部配合来防止所述夹爪转动。

进一步的，所述定位部为定位螺钉；

所述定位螺钉可拆卸设置在所述主体上。

进一步的，所述主体靠近所述后体的一端转动设置有后套。

进一步的，所述后体远离所述主动锥齿轮的一端设置有驱动部；

所述驱动部与所述后套固定配合，用于在钻夹头工作前和工作后，在后套的作用下进行转动的驱动，使钻夹头能够初始夹紧或松开钻具。

进一步的，所述后套设置有与所述驱动部紧配合的驱动孔。

进一步的，所述连接部为具有内螺纹的直孔或锥孔。

进一步的，所述后套与所述后体之间通过卡簧连接。

本发明提供的齿轮自紧钻夹头，通过驱动后体的转动来驱动主动锥齿轮，进而带动从动锥齿轮转动，进一步带动夹爪的移动，实现了夹爪的闭合和松开，且将夹爪与从动锥齿轮之间使用多头螺纹进行连接，保证了在钻夹头在工作中夹紧闭合后，能够很方便的松开，实现通过手动即可打开钻夹头的夹爪的目的，操作简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的爆炸图；

图2为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的后视图；

图3为图2所示的齿轮自紧钻夹头的C-C剖视图；

图4为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的主体的主视图；

图5为图4所示的齿轮自紧钻夹头的D-D剖视图；

图6为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的主体的立体图；

图7为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的立体图；

图8为本发明提供的齿轮自紧钻夹头的不同的螺纹头数和不同螺旋升角下的扭矩曲线图。

附图标记：

1：前套 2：从动锥齿轮 3：主体

4：夹爪孔 5：后孔 6：夹持面

7：夹爪 8：主动锥齿轮 9：后体

10：后压盖 11：后套 12：卡簧

13：驱动孔 14：驱动部 15：卡槽

16：螺纹孔 17：定位槽 18：锥齿轮孔

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1-7所示，本发明提供了一种齿轮自紧钻夹头，包括后压盖10、后体9、主体3、前套1、多个夹爪7和与所述夹爪7数量相同的从动锥齿轮2；

所述后体9设置在所述主体3内；

所述后体9的一端设置有主动锥齿轮8；

所述主动锥齿轮8的大端设置在靠近所述后体9的一端；

所述后体9的另一端设置有用于与外接设备连接的连接部；

所述主动锥齿轮8设置在所述主体3内，且与所述从动锥齿轮2啮合；

多个所述从动锥齿轮2以所述主动锥齿轮8的轴线为中心线均匀设置；

所述从动锥齿轮2的内孔设置有内螺纹；

所述夹爪7的一端设置有与所述从动锥齿轮2的所述内螺纹配合使用的外螺纹；

所述主体3上设置有能够允许所述夹爪7通过的夹爪孔4和用于放置所述从动锥齿轮2的锥齿轮孔18；

所述主体3的一端固定设置在所述前套1内，另一端设置有与所述后体9转动连接的后孔5；

所述后压盖10设置在所述主体3的另一端，用于将所述后体9固定在所述后孔5中；

所述后压盖10、所述后体9、所述主动锥齿轮8、所述主体3和所述前套1同轴设置；

所述内螺纹和所述外螺纹均为多头螺纹。

本发明适用于所有将动力直接或间接通过螺纹、直接或间接传递到夹爪7上、驱动卡爪前后移动的自紧钻夹头。

在本发明中的多头螺纹的螺旋升角，均是以螺纹的中径为标准的。

单头螺纹有利于自锁，不利于松开。多头螺纹有利于动力的传递，即有利于夹紧，更有利于松开。而且因为增加螺纹间的接触面积，使与单头螺纹同样的夹紧力分散在更大的接触面积上，既而使螺纹单位的接触压力或摩擦力较单头螺纹小了很多，这样更有利轻松地打开钻夹头。因此，在本发明中，使用了多头螺纹作为从动锥齿轮2和夹爪7之间的传动螺纹。

主动锥齿轮8和后体9一同设置在主体3的后孔5内，从动锥齿轮2设置在主体3的锥齿轮孔18内，且与主动锥齿轮8啮合。由于后体9设置在主体3的后孔5内，且后体9与主体3转动连接。为保证后体9在主体3内的稳定性，避免其在转动的过程中从后孔5内窜出，在后体9远离主体3的一端设置后压盖10，且后压盖10与主体3通过螺栓固定连接，进而将后体9固定在后孔5内，使后体9只能进行转动而不能进行轴向移动，保证了后体9作业时的稳定性。

在使用时，通过转动后体9，带动主动锥齿轮8转动，进一步带动与主动锥齿轮8啮合的从动锥齿轮2转动，进一步再由从动锥齿轮2通过多头螺纹的作用带动夹爪7在主体3的夹爪孔4内移动，以完成夹爪7的闭合或张开。

申请人将齿轮自紧钻夹头在1050W的冲击钻上，用直径为12mm的冲击钻头，分别以同样的螺旋升角3°、4.7°、18°，在同样直径的夹爪7上，使用单头和多头螺纹，在水泥板上做了一万两千多次的打孔对比实验，得出下列表的数据。

对比下列图表中及数据坐标图，就可以看出多头螺纹在钻夹头打开时的优势。

表一

螺纹头数	设备功率	冲击钻头的直径	螺旋升角	松开扭矩(平均值)
					单头	1050W	Φ12mm	3°	13.1N.m
两头	1050W	Φ12mm	3°	9.4N.m
					三头	1050W	Φ12mm	3°	6.7N.m

表二

螺纹头数	设备功率	冲击钻头的直径	螺旋升角	松开扭矩(平均值)
					单头	1050W	Φ12mm	4.7°	9.7N.m
两头	1050W	Φ12mm	4.7°	4.8N.m
					三头	1050W	Φ12mm	4.7°	3.4N.m

表三

螺纹头数	设备功率	冲击钻头的直径	螺旋升角	松开扭矩(平均值)
					单头	1050W	Φ12mm	18°	8.6N.m
两头	1050W	Φ12mm	18°	4.7N.m
					三头	1050W	Φ12mm	18°	3.2N.m

从上面的表一、表二、表三以及附图8中，可以看出，螺旋升角越大，螺纹的头数越多，松开夹爪7时所需的扭矩就越小，也就是说，松开夹爪7时就越省力。

优选的实施方式为，所述夹爪7的另一端设置有两个夹持面6；

两个所述夹持面6的夹角为120°。

在本实施例中，夹爪7设置为3个，夹爪7的一端设置多头螺纹，另一端设置有两个夹持面6，三个夹爪7共六个夹持面6，进而通过夹持面6的配合，可以实现将物体进行完全的夹持。

需要指出的是，在本实施例中，夹爪7的数量为3个，因此夹爪7上的两个夹持面6的夹角为120°，但夹爪7的数量不仅仅局限于3个，其还可以是4个、5个等，只需要将夹持面6的夹角相应的修改为90°、72°等，能够使所有的夹爪7具有夹持面6的一端在闭合状态下完全贴合即可。

优选的实施方式为，所述多头螺纹的螺旋升角α为3.1°≤α≤18.7°。

通过反复多次的实验，螺旋升角α小于3.1°时，夹紧力就会过大，即使多头螺纹也不能用手打开；而螺旋升角α大于18.7°时，夹紧力就大幅缩小，即使是单头螺纹也夹不紧钻具(钻头)。

因此本发明对于现有的自紧钻夹头，以既能保证夹紧钻具满足工业生产的要求，又能实现用手就能轻松的操作要求，得出的结论是必须符合两个条件，即螺旋升角α为3.1°≤α≤18.7°。

优选的实施方式为，所述夹爪7上设置有定位槽17；

所述定位槽17的长度方向与所述夹爪7的轴线平行，能够与所述主体3上设置的定位部配合来防止所述夹爪7转动。

在夹爪7上设置定位槽17，通过定位槽17的设置，能够与主体3上的定位部配合，对夹爪7的移动方向进行限定，且避免了夹爪7在移动的过程中的转动，进而能够保证多个夹爪7能够进行完美的配合。

优选的实施方式为，所述定位部为定位螺钉；

所述定位螺钉可拆卸设置在所述主体3上。

在本实施例中，定位部为定位螺钉，即在主体3上设置定位螺纹孔16，将定位螺钉设置在定位螺纹孔16内。

当需要对夹爪7进行限位时，将定位螺钉拧紧，使定位螺钉通过定位螺纹孔16进入到定位槽17内，以达到对夹爪7的移动轨迹进行限定的作用，同时将夹爪7与主体3形成一个完整的整体。

当需要对夹爪7进行维护或拆卸时，松动定位螺钉，使其从定位槽17内脱离，进而能够便于夹爪7从夹爪孔4内全部抽出。

需要指出的是，在本实施例中的定位部为定位螺钉，但其不仅仅局限于定位螺钉这一种结构，其还可以是其他的结构，如可以是销钉、可以是滑块等，也就是说，其只要能够通过与定位槽17的配合来限定夹爪7的移动轨迹，进而保证夹爪7在作业过程中的稳定性即可。

优选的实施方式为，所述主体3靠近所述后体9的一端转动设置有后套11。

在本实施例中，设置后套11来将后体9、后压盖10以及主体3覆盖，且与前套1转动密封连接，能够有效的保护内部的环境，使其不受外界环境的影响，减少污染物的进入主体3和后体9之间，进而保证了主体3与后体9之间的转动稳定性以及转动寿命，进一步保证了整个齿轮自紧钻夹头的使用寿命。

优选的实施方式为，所述后体9远离所述主动锥齿轮8的一端设置有驱动部14；

所述驱动部14与所述后套11固定配合，用于在钻夹头工作前和工作后，在后套11的作用下进行转动的驱动，使钻夹头能够初始夹紧或松开钻具。

所述驱动部14与所述后套11配合，用于在后套11的作用下进行转动的驱动。

也就是说，在本实施例中，后体9与后套11之间通过驱动部14进行连接，后套11能够通过驱动部14对后体9进行驱动，使后体9产生转动，进而给主动锥齿轮8、从动锥齿轮2一个转动力，进一步给夹爪7闭合或松开的力。

优选的实施方式为，所述后套11设置有与所述驱动部14紧配合的驱动孔。

在本实施例中，驱动部以及驱动孔为图1所示的结构，即在圆柱的侧壁上相对的两侧设置两个平面，且在后套11上设置相对应结构的驱动孔13，在驱动孔13与驱动部14的配合下，可以实现转动力的传递。

需要指出的是，驱动部和驱动孔可以是本实施例中的结构，但其不仅仅局限于这样的结构，其还可以是其他类型的结构，如可以是方头、可以是椭圆头等结构的驱动部，以及与该结构的驱动部配合的驱动孔，也就是说，其只要能够在驱动孔13和驱动部14的配合下，实现转动力的传递即可。

优选的实施方式为，所述连接部为具有内螺纹的直孔或锥孔。

在本实施例中，后体9通过具有内螺纹的螺纹孔16与设备进行连接。

需要指出的是，在本实施例中，螺纹孔16为直孔或锥孔，也可以是其他类型的螺纹孔，其只要能够与其他设备进行连接在一起即可。

还需要指出的是，后体9与设备的连接方式还有很多中，如还可以是销轴连接、铰接等，也就是说，其只要能够将后体9与设备连接在一起即可。

优选的实施方式为，所述后套11与所述后体9之间通过卡簧12连接。

在本实施例中，后体9通过后套11伸出的部分上设置有卡槽15，卡簧12设置在卡槽15内，进而将后套11与后体9进行轴向的连接，保证了后套11与后体9之间不会进行轴向位移。

需要指出的是，在本实施例中后套11与后体9的连接为卡簧12连接，但其不仅仅局限于这样的一种连接方式，其还可以是其他的连接方式，如可以是销轴连接等，其只要能够对后套11与后体9之间的轴向自由度进行约束即可。

本发明提供的齿轮自紧钻夹头，通过驱动后体9的转动来驱动主动锥齿轮8，进而带动从动锥齿轮2转动，进一步带动夹爪7的移动，实现了夹爪7的闭合和松开，且将夹爪7与从动锥齿轮2之间使用多头螺纹进行连接，保证了在夹紧闭合后，能够很方便的松开，实现通过手动即可打开夹爪7的目的，操作简单方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种齿轮自紧钻夹头，其特征在于，包括后压盖、后体、主体、前套、多个夹爪和与所述夹爪数量相同的从动锥齿轮；

所述后体设置在所述主体内；

所述后体的一端设置有主动锥齿轮；

所述主动锥齿轮的大端设置在靠近所述后体的一端；

所述后体的另一端设置有用于与外接设备连接的连接部；

所述主动锥齿轮设置在所述主体内，且与所述从动锥齿轮啮合；

多个所述从动锥齿轮以所述主动锥齿轮的轴线为中心线均匀设置；

所述从动锥齿轮的内孔设置有内螺纹；

所述夹爪的一端设置有与所述从动锥齿轮的所述内螺纹配合使用的外螺纹；

所述主体上设置有能够允许所述夹爪通过的夹爪孔和用于放置所述从动锥齿轮的锥齿轮孔；

所述主体的一端固定设置在所述前套内，另一端设置有与所述后体转动连接的后孔；

所述后压盖设置在所述主体的另一端，用于将所述后体固定在所述后孔中；

所述后压盖、所述后体、所述主动锥齿轮、所述主体和所述前套同轴设置；

所述内螺纹和所述外螺纹均为多头螺纹。

2.根据权利要求1所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述夹爪的另一端设置有两个夹持面；

两个所述夹持面的夹角为120°。

3.根据权利要求1所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述多头螺纹的螺旋升角α为3.1°≤α≤18.7°。

4.根据权利要求1所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述夹爪上设置有定位槽；

所述定位槽的长度方向与所述夹爪的轴线平行，能够与所述主体上设置的定位部配合来防止所述夹爪转动。

5.根据权利要求4所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述定位部为定位螺钉；

所述定位螺钉可拆卸设置在所述主体上。

6.根据权利要求1所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述主体靠近所述后体的一端转动设置有后套。

7.根据权利要求6所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述后体远离所述主动锥齿轮的一端设置有驱动部；

所述驱动部与所述后套固定配合，用于在钻夹头工作前和工作后，在后套的作用下进行转动的驱动，使钻夹头能够初始夹紧或松开钻具。

8.根据权利要求7所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述后套设置有与所述驱动部紧配合的驱动孔。

9.根据权利要求1所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述连接部为具有内螺纹的直孔或锥孔。

10.根据权利要求1-9任一项所述的齿轮自紧钻夹头，其特征在于，所述后套与所述后体之间通过卡簧连接。