CN1087202C - 液压机械夹头 - Google Patents
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Abstract
一种最好是其一端(2)能安装在例如钻床、铣床、车床之类的机床上,而其另一端(3)则可拆卸地夹持一种例如钻头、铣刀、转动的锯片、转动的磨轮之类的刀具(4)的液压机械夹头,上述夹头做成一种锥形连接夹具,它含有一个径向尺寸可以改变的较薄的内套筒(5),该内套筒(5)具有一个用于接纳刀具(4)的杆的中央孔道(8),并可径向压紧所述刀具(4)的杆,夹头还含有一个坚固的外套筒(6),该外套筒(6)可在内套筒(5)上作轴向移动,上述内套筒(5)和外套筒(6)各具有互相匹配的锥形表面(7),当外套筒(6)在内套筒(5)上移动时,上述锥形表面(7)对内套筒(5)产生径向压缩。上述夹头具有一个含有液压介质的液压夹持压力室(9、11、12)和一个用于松开夹头与刀具(4)之间的连接的松开压力室(10),加压时,上述夹持压力室(9、11、12)使外套筒(6)在内套筒(5)上移动,从而使刀具(4)对中和夹紧。
Description
本发明一般地涉及一种夹头,该夹头最好在应用时其一端可安装在一种转动的或最终是非转动的机床(例如钻床、铣床、车床等)上,而其另一端则可拆卸地夹持一种刀具、工件、过渡件或类似物体如钻头、铣刀、转动锯片、磨轮等。上述夹头可以活动地或固定地安装在机床上,在夹头活动地安装的情况下,如所周知是例如通过夹头锥体部分来安装的。
在现有技术中已有上述一般类型夹头的几个不同的实施例。这种已知的夹头一般做成借助于3个或4个可径向移动的夹爪将刀具固定在夹头内,上述夹爪在上紧时与刀具杆形成压紧接触。夹爪与刀具杆之间的接触面较小,故必须以较大的力来夹紧,以便使刀具在加工作业时不会在夹头内转动。因此,夹爪可能损坏刀具杆,并在重复安装刀具后,可能降低刀具的安装精度。在刀具安装的对中和平衡方面,上述夹爪通常也不能达到理想的精度,而且,装夹和拆卸刀具的工作也是繁重且相当费工时的。
还有一种通过热夹紧接头的方法来安装刀具,但是,采用这种接头来夹紧刀具常常是困难且费工时的,而且,常常也难以松开这种连接。
现有技术中还有一类做成双壁套筒型的液压夹紧套筒的夹头,所述套筒具有薄的内壁和一条充满液压介质的绕套筒全周的增压间隙,加压时,液压介质径向压缩套筒的薄内壁,并使其径向向内膨胀,从而夹紧位于套筒内的刀具杆。但是,这种液压夹紧套筒相当昂贵,对于许多用途来说,可能认为是不经济的。
本发明涉及另一种提供装夹刀具的夹头以解决上述问题的方案,提出的夹头比上述的液压夹紧套筒价格要便宜,结构更简单,并具有比带夹爪的普通夹头更好的刀具对中和平衡,而且还可提供与上述液压夹紧套筒一样的对刀具杆的完全接触。本发明的夹头也可以十分牢固地将刀具夹紧在套筒内。
本发明的液压机械夹头是一种锥形连接夹头,该夹头含有一个可以径向受压而与刀具杆接触的较薄的内套筒和一个可在上述内套筒上轴向移动的强硬的外套筒,上述内套筒和外套筒做成具有协同动作的锥形表面,当外套筒在内套筒上移动时,上述锥形表面对内套筒产生径向向内的压缩。锥形表面的锥度最好是使夹头可以自锁。夹头具有安装和夹紧刀具的第一加压机构和松开这种夹持连接的第二加压机构。所以夹头含有使外套筒在内套筒上沿两个方向移动的液压加压机构,也就是,第一液压加压机构使外套筒在内套筒上移动而使上述内套筒沿径向向内的方向受压而与刀具杆接合,第二液压加压机构迫使外套筒沿相反的方向移动从而松开上述的连接。
上述的液压加压机构含有一个可作动而使刀具夹紧在夹头内的第一压力室和一个使刀具从夹头中松开的第二压力室。
在本发明的一个实施例中,上述的第一压力室设置在夹头外端部附近处的内套筒与外套筒之间,而相应的第二压力室设置在夹头的夹具套筒的内端附近,上述两个压力室可通入能增压的液压介质。
上述类型的液压机械夹头可用于夹持刀具杆直径较大(例如10mm以上)的刀具,而用于直径较小的刀具可能有困难。在某此情况下,可以使用逐渐缩小的套筒,但是,使用具有直径较小的细长形刀具安装部分的夹头更为方便。按照本发明的第二实施例,夹头具有上述的细长形刀具安装部分,而两个压力室设置在靠近其内端的压力盖内,而且在这种实施例中,第一压力室用于夹紧刀具,第二压力室用于松开刀具。
下面参看附图更详细说明本发明,附图中:
图1是本发明的液压机械夹头的局部剖视图并示出其装夹着一个刀具的状态;
图2相应地示出图1的夹头但装夹的刀具已松开的情况;
图3是本发明的夹头的第二实施例的轴向剖视图,夹头用于装夹小型刀具并示出其刀具松开的状况;
图4相应地示出图3的夹头处于夹紧刀具的状态。
附图中示出的液压机械夹头一般包括:一个例如是带有V形槽的法兰状的过渡部分1;一个适于固定在转动式或非转动式机床的相应锥形内腔中的夹头锥体部分2;和一个用于可拆卸地夹持和固紧刀具4的夹具本体3。上述的过渡部分1、锥体部分2和夹具本体3的内套筒5做成一个整体结构。锥体部分2可做成具有内通道(未示出),以便将冷却介质引入上述内套筒5的安装孔8中。
过渡部分1和夹头锥体部分2本身的类型是众所周知的,不需要详细说明。锥体部分2的结构做成可装入机床(例如钻床、车床、铣床、磨床或其他机床)上的相应的锥形内腔中。当然,也可以将上述夹头的锥体部分做成机床的一个整体部分,因此,只有夹具本体3才构成装置中的本发明部分。
为了可与刀具4相连接,夹具本体3具有一个内套筒5和一个外套筒6,该外套筒6可在内套筒5上沿轴向移动,内套筒5的壁较薄,以便改变其形状,具体地说是该壁可向着刀具4的杆径向压缩而将刀具夹紧在夹头内。内套筒壁可由几条轴向狭缝分开,使套筒5变成几个轴向延伸的套筒部分。如果需要的话,可在刀具4的杆与内套筒5之间置入不同类型的衬套(例如变径衬套)。外套筒6比较坚固,故在内套筒5夹紧刀具4时,其形状不会明显改变。内套筒5和外套筒6各有互相匹配的锥形表面7,其锥角大小可使两个协同动作的锥形表面自锁。内套筒5具有一个供刀具4的杆插入的轴向安装孔8。锥体部分2可以具有通到安装孔8的冷却介质通道(未示出)。在内、外套筒5、6之间有两个压力室,第一个压力室9位于夹具本体3外端的附近,用于使外套筒6对内套筒5产生一个向内的(也就是沿夹紧方向的)位移,从而压缩内套筒5而夹紧刀具4,第二个压力室10位于夹具本体3内端的附近,用于使外套筒6产生沿相反方向的位移,从而松开刀具4。压力室9和10的结构适于用合适类型的加压介质来加压。第一压力室9沿通道11与第一压力嘴12相连接,第二压力室10沿通道13与第二压力嘴14相连接。压力嘴12和14最好分别与外部加压泵(未示出)相连接。为了密封第一压力室9,在内套筒5的端部拧上一个密封螺帽15,外套筒6具有一个轴向向外凸出的凸缘16,该凸缘16在普通密封圈17的外面对密封螺帽15的外表面密封,相应地,外套筒6在其内端有一个凸出的轴向凸缘18,该凸缘18在密封圈19外面密封位于内套筒5内端的圆柱形部分20。
供给用户的夹头带有互相连接的内、外套筒5和6以及拧在内套筒5上的密封螺帽15,压力室9和10都是没有压力的,而且外套筒6处于其在图2所示的伸出位置。
当安装刀具4将其插入内套筒5的安装孔8中时,第一压力室9便通过来自压力嘴12并通过压力通道11的具有预定压力的液压介质而增压,因此压力室9内的压力使外套筒6在内套筒5上产生沿夹紧方向(也就是径向向内)的位移(如图1所示),对内套筒5的壁进行径向压缩,从而通过内套筒5使刀具4对中并夹紧在夹头内。由于内、外套筒5、6间的锥形表面有自锁功能,故不会发生夹头无意松开的危险。安装孔8不一定是圆柱形的,但它必须与待夹持的刀具杆的形状相适应。因此,安装孔8的横截面形状可以是多角形、方形、八角形等。
应当注意,在工作过程中压力室9和10不需要增压,因为刀具4是通过机械式连接完全固定在内套筒5内的。只是在安装和卸去刀具4的时候才必须进行流体增压。
要松开刀具4时,通过压力嘴14和通道13使第二压力室10增压,迫使外套筒6向夹头的外端部的方向伸出(如图2所示),从而使套筒5径向向外胀开,回复到其原来的形状,这样便松开刀具4。
在本发明的实施例中,锥形的内套筒5最好是沿向着套筒外端的方向逐渐变小。实际上锥形的方向也可以是相反的。但是,在此情况下,内套筒5与圆柱形部分20必须是活动连接的。
夹头可以多次重复使用。当然,也可以在加工结束后,仍将刀具4夹持在夹头3内,并从机床上将整个夹头卸下,并将该夹头与刀具的组合件保存起来以便用同样的刀具进行下一次的加工。
用图1和2所示的装置夹紧直径小的刀具可能有困难。因为套筒5和6外端的压力室9必须具有一定的径向尺寸。
因此,图3和4示出了本发明的另一个实施例,该实施例可用于直径小的(例如直径小于10mm的)刀具。图3示出夹具套筒正夹紧着刀具4的情况,图4示出夹具套筒已松开刀具的情况。
在所示的实施例中,夹具本体3’具有一个长形的内套筒5’和一个长形的外套筒6’。内套筒是有一个实心的内套筒部分5a,和一个位于外端的带狭缝的夹持套筒部分5b,该夹持套筒部分5b的长度不到外套筒6’长度的一半,且其外端是开口的。外套筒6’的内端做成一个压力盖6a,该压力盖6a既封闭夹持压力室9’和压力嘴12’以及压力介质通道11’,又封闭松开压力室10’和压力嘴14’及压力介质通道13’。该压力盖6a还具有一个轴向向内的圆筒形凸缘18’,该凸缘18’通过螺绦/螺帽15’形成一个内壁,夹持压力室9’中的压力介质对上述内壁产生作用力,迫使外套筒6’伸向过渡部分1,于是,外套筒6’沿内套筒5’滑动,从而通过锥形表面17’使夹持套筒部分56压紧刀具4(如图3所示)。内套筒5’具有一个用作压力室9’和10’的基准壁的径向向外凸出的凸缘5c。
图4示出松开刀具4的作业情况,通过通道13’和压力嘴14’将压力介质引入松开压力室10’,使外套筒6’沿内套筒5’轴向向外滑动而松开刀具4。
虽然,夹具本体3’的长形刀具装夹部分可以做成带有一个十分细的安装孔道8’。该刀具装夹部分也可制成具有任何所需的长度,以便使刀具置于离过渡部分1和夹头锥体部分2任何所需距离处。
Claims (9)
1.一种液压机械夹持装置,特别是一种最好是它的一端(2)能安装在例如钻床、铣床、车床之类的机床上,而其另一端则可拆卸地夹持例如钻头、铣刀、转动的锯片、转动的磨轮、工件、过渡件或其他类似部件之类的刀具(4)的夹头、上述的夹持装置做成一种锥形的连接夹头,该夹头含有一个径向尺寸可变的较薄的内套筒(5),该内套筒具有一个用于接纳刀具(4)的杆的中央轴向孔道(8)并可径向压紧上述刀具(4),上述夹头还具有一个坚固的外套筒(6),该外套筒(6)可在上述内套筒(5)上作轴向移动,上述的内套筒(5)和外套筒(6)各具有互相匹配的锥形表面(7),当外套筒(6)在内套筒(5)上移动时,上述的锥形表面(7)至少对内套筒(5)的部分(5b)产生径向压缩,其特征在于,上述的夹头具有可液压作动的机构(9-14),以便使外套筒(6)在内套筒(5)上移动、上述夹头还具有分别用于安装和夹紧刀具(4)的第一液压机构(9、11、12)和用于松开上述刀具(4)的第二液压机构(10、13、14)。
2.根据权利要求1的夹头,其特征在于,上述内套筒(5)沿向着其外端的方向逐渐变细、
3.根据权利要求1或2的夹头,其特征在于,上述的液压机构是一个分别位于套筒(5、6)两端之一附近的液压室(9、10)。
4.根据权利要求3的夹头,其特征在于,上述的夹头设有一个靠近内套筒(5)之外端的夹持压力室(9)和一个靠近内套筒(5)之内端的松开压力室(10),设置这两个压力室(9、10)是为了由机构(12、14)充入液压介质并由液压介质加压。
5.根据权利要求3的夹头,其特征在于,上述内套筒(5)的外端设有一个做出带有圆柱形密封表面(17)的密封螺帽(15),而外套筒(6)具有一个轴向凸出的凸缘(16),该凸缘与内套筒(5)的密封螺帽(15)呈密封接合,在上述密封螺帽(15)与外套筒(6)之间设置一个夹持压力室(9),该压力室(9)可由通过通道(11)和压力嘴(12)的液压介质增压。
6.根据权利要求3的夹头,其特征在于,内套筒(5)的内端具有一个径向凸出的圆筒形凸缘(20);外套筒(6)具有一个轴向凸出的凸缘(18),该凸缘(18)密封地包住上述径向凸出的凸缘(20);在上述内、外套筒(5、6)的内端之间设置一个松开压力室(10),该压力室(10)用于由通过通道(13)和压力嘴(14)的液压介质增压。
7.根据权利要求1或2的夹头,其特征在于,上述夹头具有细长形刀具装夹部分(5’、6’),上述套筒在其内端附近做成具有一个压力盖,该压力盖中既包含夹持压力室(9’),又包含松开压力室(10’)。
8.根据权利要求7的夹头,其特征在于,上述的内套筒(5’)设有一个靠内的实心部分(5a)和一个靠外的夹持套筒部分(5b),该夹持套筒部分(5b)在外套筒(6’)沿内套筒(5’)滑动时可改变其径向尺寸。
9.根据权利要求7的夹头,其特征在于,上述的压力盖由外套筒(6’)的轴向向内凸出的凸缘(20’)构成,该凸缘(20’)封闭夹持压力室(9’)和松开压力室(10’),内套筒(5’)具有一个径向向外凸出的凸缘(20’),作为夹持压力室(9’)和松开压力室(10’)的压力反应壁。
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