CN203371090U - 自紧自锁钻夹头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自紧自锁钻夹头，其解决了现有自紧钻夹头只能沿一个方向使用、结构复杂和成本高的技术问题，齿圈与前套啮合后，可以将在工作时产生的自紧力自动锁住，供需反转工作时使用。后体正转时，齿圈与前套的齿能够啮合，但可以允许超越，即前后套可以相对转动。而反转时，啮合的齿不可超越，前后套被锁死在一起，同步转动。本实用新型可广泛应用于机械加工领域。

Description

自紧自锁钻夹头

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工用刀具的夹具，尤其是涉及一种操作简单、成本较低、正反方向均能够工作的自紧自锁钻夹头。

背景技术

生产加工活动中经常使用机床和电钻等工具进行钻孔、铣削等作业，装设在这些设备主机工作轴上用于夹持钻头、铣刀等刀具的钻夹头虽然经历了长期的应用和改进，但依然存在诸多不足。

国际申请号为PCT/CN2012/079824的专利申请中公开了一种新型钻夹头，其设置了合适的螺旋升角，能够轻松的打开和夹紧，但是这种钻夹头只能沿一个方向使用，一旦钻夹头反向旋转时，夹爪就会松开刀具，钻夹头立即停止工作。而现有的带锁紧装置的钻夹头，其锁紧装置均为手动锁紧，操作复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型是针对上述钻夹头只能沿一个方向工作的技术问题，提供一种结构简单、成本较低、正反方向均能工作的自紧自锁钻夹头。

为此，本实用新型设有前体、后体、夹爪、丝母、前套和后套，夹爪设有夹爪外螺纹，丝母设有丝母内螺纹，夹爪外螺纹与丝母内螺纹相互配合，后套与丝母过盈配合；本实用新型还设有齿圈，齿圈设有齿圈外斜齿，前套设有前套内斜齿，齿圈外斜齿与前套内斜齿在沿钻夹头的反转方向形成固定连接；齿圈与后套在沿它们的圆周方向上形成固定连接。

本实用新型优选的技术方案是后套设有键,齿圈设有键槽，键与键槽相互配合。

本实用新型进一步优选的技术方案是设有至少两条齿圈挡板，键槽位于齿圈挡板之间。

本实用新型进一步优选的技术方案是还设有弹簧，弹簧套设在后套上。

本实用新型进一步优选的技术方案是丝母与前体之间设有轴承。

本实用新型进一步优选的技术方案是前体与所述后体之间设有卡簧。

本实用新型进一步优选的技术方案是前体设有环形油池，环形油池内设有润滑脂，润滑脂与夹爪接触。

本实用新型后套与丝母通过过盈配合或其它方式固定连接，齿圈与后套在沿它们的圆周方向上形成固定连接，齿圈上设有齿圈外斜齿，前套内设有前套内斜齿。将齿圈向右滑动使齿圈外斜齿与前套内斜齿相啮合，这样当电机反转后，齿圈外斜齿与前套内斜齿在沿齿圈的圆周方向上形成固定连接，后体带动后套、齿圈和丝母一起反向转动，进而带动前套和前体跟随它们一起转动，夹爪就不会随着丝母的转动沿夹爪孔向上行走，从而继续保持夹紧刀具工作的状态，即反方向也能够正常工作；本实用新型在工作使用的过程中无需任何操作就能够使得钻夹头自动锁紧，从而能够反向工作，比起现在带有锁紧装置的钻夹头来说操作简单、成本较低。

附图说明

图1是本实用新型的总体装配图；

图2是本实用新型前体的剖视图；

图3是本实用新型后体的半剖视图；

图4是本实用新型夹爪的立体图；

图5是本实用新型丝母的立体图；

图6是本实用新型后套的半剖视图；

图7是本实用新型后套的立体图；

图8是本实用新型齿圈的立体图；

图9是本实用新型前套的立体图；

图10是本实用新型前套的半剖视图。

图中符号说明：

1.前体；2.后体；3.夹爪；4.夹爪孔；5.丝母；6.齿圈；7.轴承；8.轴承垫；9.前套；10.后套；11.凹槽；12.前体半球槽；13.后体半球槽；14.钢球；15.前体卡簧槽；16.后体卡簧槽；17.卡簧；18.夹爪外螺纹；19.丝母内螺纹；20.轴承钢珠；21.主机连接孔；22.刀具孔；23.圆柱环；24.弹簧；25.键；26.齿圈外斜齿；27.齿圈挡板；28.键槽；29.前套内斜齿。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型主要包括前体1、后体2、夹爪3、夹爪孔4、丝母5、齿圈6、前套9和后套10。后体2部分内置于前体1中，夹爪3位于前体1的夹爪孔4内，夹爪3与丝母5通过螺纹相互配合，丝母5又与后套10通过过盈配合或其它方式固定连接，后套10与后体2通过过盈配合或其它方式固定连接。后体2的旋转带动后套10转动，随后带动丝母5转动，丝母5的转动使得与其通过螺纹相互配合的夹爪3在夹爪孔4内向下运动，从而夹紧刀具，完成正向加工作业过程。

前体1的后端内部居中位置设有凹槽11，在后体2插入到前体1中时，后体2正好与凹槽11相互配合。在前体1后端沿中心轴线设有前体半球槽12，其与后体2上的后体半球槽13相互对应，正好形成一个完成的球槽。球槽内设有钢球14，在后体2相对于前体1转动时，钢球14便会原地滚动，后体2与前体1之间的摩擦就会由原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大的减小了前体1和后体2之间的摩擦力，使整个钻夹头运转更加灵活。

在前体1上设有前体卡簧槽15，后体2上与前体卡簧槽15相对应的位置设有后体卡簧槽16，两者相互配合形成一个完整的卡簧槽，卡簧槽内设有卡簧17。将卡簧17捏紧放入后体卡簧槽16内，当前体1与后体2相互配合即前体卡簧槽15与后体卡簧槽16相对应形成完整卡簧槽的时候，卡簧17伸张，其部分进入前体卡簧槽15内，这样就起到了限位的作用，使得后体2只能相对于前体1做横向转动，而不能相对于前体1做径向运动，保证了结构的稳定性。

前体1上斜向对称地加工有三个贯穿上下的夹爪孔4，夹爪3位于夹爪孔4内。如图4所示，夹爪3上设有夹爪外螺纹18。整个钻夹头还设有丝母5，丝母5紧紧地套在前体1上。如图5所示，丝母5设有丝母内螺纹19，其与夹爪3上的夹爪外螺纹18相互配合，当丝母5转动时，夹爪3就会随其在夹爪孔4内上下运动。在丝母5的左端和前体1之间还设有轴承7和轴承垫8，轴承7上设有轴承钢珠20，所以在丝母5旋转时，其与前体1之间的摩擦力就成为滚动摩擦，减小了两者之间的阻力，增加了整个钻夹头的灵活性。

后体2上设有主机连接孔21，其与主机的工作轴相连接，在主机工作轴旋转时，后体2也会跟随其一起旋转。前体1的前端内部还设有直径大于适用刀具直径的刀具孔22，将刀具放入其中后，通过夹爪3的上下运动来夹紧或者松开刀具。

如图6和图7所示，后套10的右端部分设有圆柱环23，圆柱环23上套设有弹簧24，弹簧24的右端沿圆柱环23的圆周均匀的设有四个键25，键25在圆柱环上将弹簧24挡住，使其不能随意的向右伸张。在后套10的左端沿中轴线向内弯曲形成一个圆柱环，其套设在后体2上，与后体2通过过盈配合或者其他方式固定连接。

本实用新型还设有齿圈6，如图8所示，齿圈6为圆环状结构，其一端设有齿圈外斜齿26；在齿圈6的内部、靠近齿圈外斜齿26的一端还设有四块齿圈挡板27，它们沿齿圈6的内部圆周均匀分布，相邻的两块齿圈挡板27之间均设有键槽28。齿圈挡板27设有至少两条。

当齿圈6与后套10配合时，将齿圈6套在后套10上，使得齿圈挡板27将弹簧24压紧，然后旋转齿圈6，使得后套10上的键25进入到齿圈6上的键槽28中，这样，齿圈6与后套10在沿它们的圆周方向上就形成了固定连接，当后套10正向旋转时，齿圈6也会跟着一起正向旋转。

如图9和图10所示，前套9设有前套内斜齿29。前套9套设在前体1上，并与其形成过盈配合，齿圈外斜齿26与前套内斜齿29相对。转动齿圈6，其在弹簧24的作用下向右移动，齿圈外斜齿26与前套内斜齿29相互啮合。因为齿圈外斜齿26与前套内斜齿29均为斜齿，它们在沿齿圈的6的圆周方向的顺时针或逆时针方向形成固定连接，即只能在钻夹头的反转方向上形成固定连接，而在钻夹头正转的方向上是相对转动的。此时，键25还会有一部分卡在键槽28内，所以齿圈6与后套10在沿它们的圆周方向上仍为固定连接；这样，即使电机在反转时，齿圈外斜齿26与前套内斜齿29在沿齿圈6的圆周方向上形成固定连接，后体2带动后套10和齿圈6转动，进一步带动前套9和前体1转动，整个钻夹头形成一个整体反向转动，夹爪3不会松开，从继续保持夹紧刀具工作的状态。

齿圈外斜齿26与前套内斜齿29可以为任何不等边的几何形状，只需保证它们在沿齿圈6的圆周方向上只能沿一个方向形成固定连接即可。

本实用新型的后套10、齿圈6和前套9对钻夹头能够反转起到很重要的作用，它们就相当于一个离合器，在将离合器打开即向右推动齿圈6使得齿圈外斜齿26与前套内斜齿29啮合后，钻夹头正反方向均能够工作；将离合器关闭即向左推动齿圈6使得齿圈外斜齿26与前套内斜齿29分开后，钻夹头再进行工作时，只能沿一个方向旋转，一旦电机反转，夹爪就会松开，钻夹头不能继续工作。

下面对本实用新型的工作过程加以说明：

将离合器打开，即向右推动齿圈6使得齿圈外斜齿26与前套内斜齿29相啮合。

将刀具插入前体1的刀具孔22内，一手握住前套9或前体1，另一只手握住且转动后套10，因为前套9相对于前体1为固定连接，后套10相对于丝母5为固定连接，丝母5的丝母内螺纹19与夹爪3的夹爪外螺纹18相互配合，而此时后套10是用手握住不转动的，所以前体1或前套9的转动迫使在前体1中的三个夹爪3沿夹爪孔4向下运动，三个夹爪3下端之间的空隙也随之缩小，直至夹紧放入刀具孔22内的刀具，完成手动夹紧过程。

此时应注意，虽然齿圈外斜齿26与前套内斜齿29啮合，但是转动后套10进而带动齿圈6旋转时，前套9和前体1也不会跟随他们一起旋转，因为齿圈外斜齿26与前套内斜齿29均为斜齿，它们只能在一个方向上形成固定连接，而在相反的方向上两者之间是相对转动的。

后体2的主机连接孔21与主机的工作轴相连接，此时启动设备电机，后体2在主机工作轴的带动下正向高速旋转，由于后套10、丝母5和夹爪3之间的静止惯性的作用，在后体2转动的初始阶段有较强的冲击力迫使丝母5和夹爪3跟随其一起旋转，这个冲击力进一步使得三个夹爪3夹紧刀具，之后刀具与加工件之间的反作用力，也在迫使夹爪3、丝母5和后套10之间做相对转动，这同样增加了三个夹爪3对刀具的夹持力，因而完成了自动夹紧的功能，使整个钻夹头具有很高的精度和稳定性，随着电机的转动，三个3夹紧刀具一起逐渐转动，从而进行机械加工。

当设备电机反向旋转时，后体2跟随其一起旋转，由于后套10与后体2通过过盈配合或其它方式固定连接，所以后套10会跟随后体2一起转动；又因为后套10与丝母5通过过盈配合或其它方式固定连接、后套10又与齿圈6通过键25在沿它们的圆周方向上形成固定连接，所以后套10的转动会带动丝母5和齿圈6进行旋转；如果齿圈6不与前套9相互配合，前套9和前体1就会保持不动，丝母5的旋转就会使得与丝母5通过螺纹相配合的夹爪3沿夹爪孔向上运动，从而导致松开刀具，钻夹头不再工作；但是将齿圈6转动后，其在弹簧24的作用下向右移动，齿圈6与前套9通过齿相互啮合，并在电机反转后形成固定连接，齿圈6的转动就会带动前套9和前体1一起转动，夹爪3就不会跟随丝母5的转动而沿夹爪孔4向上运动，从而能够继续保持夹紧刀具进行工作的状态。

在电机停止工作后，需先将离合器打开即向后推动齿圈6使得齿圈外斜齿26与前套内斜齿29分离后，再用手握住前套9或前体1，按照与手动夹紧钻夹头时旋转后套10的方向的相反方向来转动后套10，从而将钻夹头打开。

在本实用新型中，前体1与后体2是通过卡簧来进行限位的，其可以有多种变形方式。例如，将前体1与后体2相配合形成的卡簧槽改为圆柱销孔，在圆柱销孔内设有圆柱销，同样可以起到限位的作用，当然圆柱销也可以设置成任意其他形状，只需能够起到限位的作用即可。又例如，可以将卡簧槽或者圆柱销孔省略，直接将原来在前后体横向接触位置设置的钢球移动到其径向连接的位置处，这样即起到了限位的作用，也保证了两者之间的摩擦为滚动摩擦，保持了钻夹头运转的灵活性，而且前后体之间的滚动轴承可以设置多个。一切普通技术人员能够想到的前后体之间限位的方式都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型动力是通过后体2传递给后套10，再由后套10通过丝母5传递给夹爪3，来驱动夹爪3在夹爪孔4内上下运动的，其也可以采用多种变形。无论采用什么样的传递方式，只需保证后套10的转动最终能够使夹爪3在夹爪孔4内上下运动即可。

本实用新型可以在前体1的前端设有环形油池，其可以为连续的，也可以与三个夹爪3对应设置，而表现为不连续的状态。在环形油池中封有润滑脂，使得夹爪3在上下运动的过程中能够切到其中的润滑脂，从而使夹爪3与前体1之间的摩擦力大大减小，延长了夹爪3灵活性的时间，进而延长了钻夹头的使用寿命。环形油池的外部与前套9紧密配合，润滑脂不会向外渗透。

为了使夹爪3定位更加准确，也可以在夹爪3与前体1或其他零件之间设置夹爪定位装置，用来使夹爪3只能够沿夹爪孔4上下运动，而不会横向转动。另外，本实用新型所用的钢球14与轴承钢珠20均采用耐磨的钢性材质，也可以采用其它能够起到相同作用的材质代替。

由于本实用新型的钻夹头对其能够反向工作做出贡献的结构主要是后套10、齿圈6和前套9，所以，除了本实用新型通过外螺纹来驱动夹爪3的工作方式，对于诸如齿轮或者其它驱动方式的钻夹头来说，本实用新型所采用的能够反向工作的主要结构也同样适用。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种自紧自锁钻夹头，其设有前体、后体、夹爪、丝母、前套和后套，所述夹爪设有夹爪外螺纹，所述丝母设有丝母内螺纹，所述夹爪外螺纹与所述丝母内螺纹相互配合，所述后套与所述丝母过盈配合，其特征是还设有齿圈，所述齿圈设有齿圈外斜齿，所述前套设有前套内斜齿,所述齿圈外斜齿与所述前套内斜齿在沿所述齿圈的圆周方向的顺时针或逆时针方向形成固定连接；所述齿圈与所述后套在沿它们的圆周方向上形成固定连接。

2.根据权利要求1所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述后套设有键,所述齿圈设有键槽，所述键与所述键槽相互配合。

3.根据权利要求2所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述齿圈设有至少两条齿圈挡板，所述键槽位于所述齿圈挡板之间。

4.根据权利要求3所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述自紧自锁钻夹头还设有弹簧，所述弹簧套设在所述后套上。

5.根据权利要求4所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述丝母与所述前体之间设有轴承。

6.根据权利要求5所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述前体与所述后体之间设有卡簧。

7.根据权利要求6所述的自紧自锁钻夹头，其特征在于所述前体设有环形油池，所述环形油池内设有润滑脂，所述润滑脂与所述夹爪接触。

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