CN1155861A - 丝锥夹头 - Google Patents

Abstract

一种丝锥夹头(10)，通过与一夹头卡持器的一配接表面相靠合而被驱动，用于夹持一具有一圆形柄部(14)和一矩形柄部(16)的丝锥(12)。夹头(10)具有多个独立的夹爪(18)。围绕通过夹头(10)的一条中心轴线(20)以基本上90度的间隔沿周向设置。各夹爪(18)具有平行于中心轴线(20)的内表面(22)以及外表面(24)，后者形成一外表面(26)，用于靠合一夹头夹持器配接表面。弹性材料(28)设置在各夹爪(18)之间，用于把各夹爪(18)保持在预定的间隔关系上。各夹爪(18)包括一台肩段(34)，沿径向向内延伸并形成一第二内直径开孔(32)以接合插进夹头(10)的一丝锥(12)的方形柄部(16)的各平直侧面。一连续的外直径密封件(36)围绕夹头(10)的外表面沿周向设置，而一连续的内直径密封件(38)在夹头(10)的第一内直径开孔(30)里面沿周向设置。

Description

丝锥夹头

本发明涉及一种机械夹头，特别是一种与丝锥配用的夹头。

在本技术领域中，人们都了解，传统的丝锥需要较大的操作转矩。因而，工具夹持装置，诸如一丝锥夹头，就必须把大转矩传递给攻丝工具。丝锥本身具有一圆形柄部和一多边形后端柄部。一般，多边形部分具有方形外廓。在本技术领域中，已知一种剖分式钢制丝锥夹头，用于可靠地驱动一具有如上所述丝锥方柄的丝锥。宾夕法尼亚州拉特罗勃市的Kennametal公司(Kennametal，Inc.of Latrobe，Pennsylvania)制造并销售这样一种剖分式钢制丝锥夹头。不过，传统的剖分式钢制丝锥夹头具有一显著的缺点，即在需要通过夹头把一种冷却液导向丝锥的情况下不如密封夹头那样有效。由于在剖分式钢制夹紧表面与对应于丝锥方头的丝锥方形部分的敞开侧面之间的敞开空间，采用这种类型的剖分式钢制丝锥夹头就不能获得有效的密封。在许多应用场合下，非常需要通过夹头和相关的工具卡持器把一种较高压力的冷却液导向丝锥的工作表面。所说的剖分式钢制夹头已经证实在这种情况下是比较无效的。

雅各布斯卡盘制造公司(Jacobs^Chuck Manufacturing Company)生产和销售一种为人熟知的橡胶一挠性^夹头(Rubber-Flex^collet)，具有多个卡持就位并围绕一共同轴线等距间隔的分别独立的夹紧件。各夹紧件之间的间隙充填一种粘性弹性材料，诸如橡胶或某种橡胶组合物。Rubber-Flex^夹头在夹紧力度和密封作用两方面超过传统的剖分式钢制夹头的各项好处均为本技术领域中的熟练人员所熟知。不过，由于丝锥夹头所需转矩较大，所以以前未曾想到利用Rubber-Flex^作为丝锥夹头。因而，在丝锥夹头方面，Rubber-Flex^夹头的各项好处还未得到普遍认可和赏识。

因而，本发明的一项主要目的是提供一种经过改进的密封式丝锥夹头。

本发明的另一项目的是把一种Rubber-Flex^夹头的各项好处结合于一种丝锥夹头。

本发明的再一项目的是提供一种密封式夹头，允许把较大压力的冷却液引向丝锥的工作表面。

本发明的又一项目的是提供一种具有可传递在攻丝操作中所需的大转矩的能力的Rubber-Flex^夹头。

本发明的其它目的和优点将部分叙述在以下说明之中，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的各项目的和优点可以借助于在所附各项权利要求中所特别指出的各种手段和组合而实现和获得。

按照本发明的各项目的，提供了一种工具机丝锥夹头，通过与一夹头卡持器的配接表面相接合而被驱动。在本技术领域中的熟练人员对于采用夹头卡持器来驱动一夹头的作法是很了解的。此夹头包括多个独立的夹爪，各夹爪固定在围绕一条穿过夹头的纵向中心轴线沿纵向并等距地间隔开来的预定角度位置上。各夹爪具有平行于中心轴线的内表面和多个夹爪借以形成用于接合夹头卡持器配接表面的外表面的外表面。弹性材料设置在各夹爪之间，用于保持各夹爪处于预定的间隔关系之中。各夹爪内表面还形成一第一内直径开孔，用于接纳传统丝锥的圆形柄部。各夹爪还形成一第二内直径开孔，与第一内直径开孔沿轴向对中，用于接纳方形丝锥柄部。这样，各夹爪围绕中心轴线以基本上90度的间隔沿周向设置。各夹爪内表面还包括一台肩部分，该台肩部分沿径向向内延伸并形成第二内直径开孔。在第二内直径开孔处的各夹爪内表面接合插进夹头的方形柄部的各平坦侧面。夹头还包括一外直径密封件，围绕所述外表面沿周向设置并在周向上沿径向向外延伸而超出各夹爪的外表面。夹头还包括一连续的内直径密封件，沿周向设置在第一内直径开孔里面并在周向上沿径向向内延伸而超出各夹爪内表面之外。

在本发明的一项最佳实施例中，夹头包括至少四个夹爪，各夹爪以90°间隔设置。在一另外的最佳实施例中，各对夹爪以90度间隔设置。

最好是，连续的内直径密封件与弹性材料形成一体，而连续的外直径密封件也与弹性材料形成一体，最好是，内外直径密封件都是双唇式密封件并与弹性材料整体模制。

另外最好是，每一夹爪还包括至少一个贯穿它形成的穿孔。弹性材料穿过这些穿孔并形成穿过各夹爪的基本上同心的各弹性材料圆环。

夹头还最好是包括各纵向槽道，形成在各夹爪之间的弹性材料上。这些纵向槽道形成了冷却剂引入孔道，其中冷却剂在夹头里面被传送直至内直径密封件。

在第二内直径开孔处的各夹爪内表面的台肩部分最好包括夹爪内表面的一纵向段，其纵向平行于在第一内直径开孔处的夹爪内表面。在此实施例中的台肩部分由一夹爪脊形成，该脊沿经向向内并垂直于各内表面延伸。

包括在说明书中合并构成其一部分的各附图表明本发明的各项实施例，并且与文字叙述一起用以解释本发明的各项原理。

图1是本发明丝锥夹头的局部切除透视图；

图2是示于图1的夹头沿着所示各直线切取的侧视剖视图；

图3是本夹头的侧剖透视图，表明一丝锥插进到夹头里面；以及

图4是本丝锥夹头的端视图，特别表明夹头的各纵向槽道和第一与第二内直径开孔。

现在详细说明本发明的各当前最佳实施例，其一或多项范例示于各附图之中。所提供的范例是为了说明本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本技术领域中的熟练人员来说，显而易见的是，可以对本发明作出各种各样的修改和变更而不致偏离本发明的范围和精神。比方说，作为一项实施例的一部分而图示和叙述的各技术特征可以用在另一实施例上以生成又一项实施例。因而，期望的是，本发明概括了处在所附各项权利要求及其对等表述的范围之中的这种修改和变更。各图中零部件的编号在整个申请书中是一贯的，同样的零部件在每一附图中具有同样的标号。

具体参照图1，它示出了一丝锥夹头10。夹头10包括多个夹爪18，相对于彼此和穿过夹头的纵向中心线20(图2)保持预定的间隔开的位置关系。各夹爪18借助于各夹爪之间的弹性材料28卡持就位。材料28还最好是延伸穿过各夹爪18上的各穿孔42，以便形成穿过各夹爪18的基本上同心的各弹性材料44的圆环。

夹头10设计得用以卡持一传统的具有一圆形柄部14和一方形柄部16的丝锥，如图3所示。这种丝锥在本技术领域中是为人熟知的，为了当前的阐述，不需要对此丝锥作详细说明。各夹爪18围绕纵向中心轴线20设置，以致各夹爪18的内表面22形成一第一内直径开孔30，用于容纳丝锥12的圆形柄部14。同样，各夹爪内表面22还形成了一第二内直径开孔32，与第一内直径开孔30沿轴向对中，用于容纳丝锥12的方形柄部16。为此，各夹爪18围绕中心轴线20以基本上90度的间隔沿周向设置，如各图中大致所示。因此，夹头10包括至少四个夹爪18，并最好是包括以90度的间隔设置的几对夹爪18，如各图中具体所示。因而，各夹爪内表面22接触并卡紧第一内直径开孔30里面的丝锥12的圆形柄部14。在以90度的间隔使用几对夹爪的实施例中，各夹爪18是彼此平行地设置的，以致各内部表面22形成了一条抵靠丝锥柄部的基本上平直的或水平的接触线，这在以下要比较充分地予以说明。

夹爪18包括一台肩部分34，从第一内直径开孔30沿径向向内延伸。台肩部分34基本上形成了第二内直径开孔32。因而，台肩部分34沿径向向内延伸，以致在第二内直径开孔32里面的各爪刃18的内表面将接触并靠合丝锥12的多边形或方形柄部的各平直侧面。

台肩部分34最好是由一形成在各爪刃18上的脊48形成。脊48垂直于各夹爪内表面22延伸。在图1和2中清楚可见，各爪刃18包括脊48后面的纵向延伸部分。这些纵向延伸部分基本上形成了第二内直径开孔32。因而，内直径开孔32包括至少一个爪刃，而最好是两个平行的爪刃，以接触丝锥12方形柄部16的每一侧面。因而应当理解，在第一内直径开孔30里面的各爪刃18的内部表面22设置在离开纵向中心线20的某一径向距离处，以便接触并卡紧在圆形柄部14的外周面上。丝锥12方形柄部16的各平直侧面沿径向处在圆形柄部14的外圆周以内，因而，形成第二内直径开孔32的各爪刃的内部表面22从形成第一内直径开孔30的各内部表面沿径向向内延伸。最好是，第一和第二内直径开孔中的各内直径表面22是平行的。

为了把丝锥12插到夹头10里面，操作工必须转动丝锥，直到方形柄部16与第二内直径开孔32对正为正。

各夹爪18还包括一倾斜外露的外表面24，从而多个外表面24形成了一个基本上圆锥形的外表面26，与一夹头卡持器(未画出)的互补圆锥形接纳曲面配接。

如各图中大致画出的那样，在本发明的一项最佳实施例中，弹性材料28基本上与各夹爪18的外露表面24齐平。不过，这不必是本发明的限制。在本发明的另一实施例中，弹性材料28可以作成为大致低于各夹爪18的外露表面24。在各爪刃18之间的弹性材料上还可以作出一些压紧凹槽(未画出)，使夹头10在其相应的配接夹头卡持器里面受到较大的压缩。各压紧凹槽是否需要取决于各个夹爪18之间的弹性材料的弹性和/或体积。

具体参照图3，在许多丝锥应用场合，非常需要把一种冷却液通过穿过丝锥12所形成的冷却剂孔口13导入丝锥12的各切削表面，为本技术领域中所了解的那样。为此，夹头10还包括一连续的外直径密封件36，如图1和3具体所示。外密封件36最好是与弹性材料28形成一体并且也用与弹性材料28一样的材料制成。这样，外密封件36是与弹性材料28整体模制的。在本发明的一项最佳实施例中，外密封件36是一双唇式密封件40，如图1所示。在另外一项实施例中，密封件36为单唇式的。

夹头10还包括一连续的内直径密封件38，为各图中所示。密封件38也最好是与弹性材料28形成一体，并且在一最佳实施例中，还包括一双唇式密封件40，为图1具体所示。此外，此双唇式密封件还最好是与弹性材料28整体模制。

本丝锥夹头的连续的内和外直径密封件的结构和使用在本人的美国专利No.5,324,050中作了广泛讨论，在此引为参考。

具体参照图4，本夹头10还最好是包括从夹头10的后端或后面基本上到内直径密封件30的、形成在弹性材料28上的各纵向槽道46。各槽道46起着双重作用：允许夹头10有较大的压缩，还可在夹头10中导引冷却液。比如，在其中一条冷却剂槽道穿过丝锥而形成的一种传统的丝锥中，较高压力的冷却液可以送向一夹头卡持器里面的夹头10。借助于连续的外直径密封件36可以防止冷却液围绕夹头10的泄漏，并且借助于连续的内直径密封件38防止冷却液透过夹头的泄漏。冷却剂将保持在夹头10里面并通向穿过攻丝工具所形成的槽道或孔眼。另外，冷却剂可以借助于通过夹头前部端面所形成的并与纵向槽道46连通的一冷却剂孔口从夹头10里面通向工件。这一实施例述于本人的美国专利No.5405155中，在此也引为参考。

本发明的丝锥夹头10提供了超出传统丝锥夹头的几种显著优点。比如，夹头10与一剖分式钢制夹头相比具有大得多的压缩度。因而，单独一个夹头10可以配用两种不同尺寸的丝锥，而本来需要两个剖分式钢制夹头。夹头10的密封功能传统的丝锥夹头也无法达到。

对于本技术领域中的熟练人员来说，显而易见的是，可以对本发明的装置作出各种各样的修改和变更而不致偏离本发明的范围和精神。因而，期望的是，本发明概括了此项发明的那些倘若处于所附各项权利要求范围之内的修改和变更及其对等表述。

Claims (10)

1、一种工具机丝锥夹头，通过与一夹头卡持器的一配接表面相接合而被驱动，用于夹持一具有一圆形柄部和一多边形柄部的丝锥，所述丝锥夹头包括：

多个独立的夹爪，围绕穿过所述夹头的一条纵向中心轴线设置在预期的沿纵向并等距地间隔开来的角度位置上，所述各夹爪具有一平行于中心轴线的内表面以及一外表面，从而所述多个夹爪形成一外表面，用于靠合一夹头卡持器配接表面；

设置在所述各夹爪之间、用于把所述多个夹爪保持在所述预定间隔位置关系上的弹性材料；

所述各夹爪内表面形成一第一内直径开孔，用于容纳丝锥的圆形柄部，以及一与所述第一内直径开孔轴向对中的第二内直径开孔，用于容纳丝锥的多边状柄部，所述各夹瓜围绕所述中心轴线以基本上90度的间隔沿周向设置，所述各夹爪内表面包括一台肩部分，沿径向向内延伸并形成所述第二内直径开孔，以便接合插进所述夹头中的多边状柄部的各平直侧面；

一连续的外直径密封件，围绕所述外表面沿周向设置并在周向上沿径向向外延伸而超出所述各夹爪的所述外表面；以及一连续的内直径密封件，沿周向设置在所述第一内直径开孔里面并在周向上沿径向向内延伸而超出所述各夹爪的所述内表面。

2、按照权利要求1所述的丝锥夹头，包括至少四个所述夹爪，在每一所述90度的间隔处设置一个所述夹爪。

3、按照权利要求1所述的丝锥夹头，在每一所述90度的间隔处包括至少两个所述夹爪，每一所述90度的间隔处的所述各夹爪是平行的。

4、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，所述连续的内直径密封件与所述弹性材料形成一体。

5、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，所述连续的外直径密封件与所述弹性材料形成一体。

6、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，所述连续的内和外直径密封件是双唇式密封件。

7、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，所述连续的内和外直径密封件与所述弹性材料整体模制。

8、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，每一所述夹瓜还包括至少一个穿过它形成的穿孔，所述弹性材料延伸穿过所述各穿孔，以便基本形成一个穿过所述各夹爪的同心的弹性材料圆环。

9、按照权利要求1所述的丝锥夹头，还包括在所述各夹爪之间的弹性材料上形成的各纵向槽道。

10、按照权利要求1所述的丝锥夹头，其中，在所述第二内直径开孔处的所述各夹爪内表面的所述台肩部分包括一夹爪内表面的纵向段，该纵向段沿纵向平行于在所述第一内直径开孔处的所述夹爪内表面，所述台肩部分由一沿径向向内延伸并垂直于所述各内部表面的脊形成。

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