CN101300098B - 筒夹和锁紧螺母组件 - Google Patents

Abstract

一种筒夹和锁定螺母组件(10)包括：筒夹(12)，用于容纳切削刀具柄部(16)；和锁紧螺母(14)，用于在所述筒夹(12)和切削刀具柄部(16)之间产生夹紧力。所述筒夹(12)具有由环形沟槽(28)隔开的头部(24)和主体部(26)。该锁紧螺母(14)具有同心孔(48)，同心孔带有多个保持突部(72)和相应数目的间隙部分(74)。该筒夹和锁定螺母组件(10)能够通过下列方式容易地组装：将至少一个保持突部(72)插入到筒夹(12)的沟槽(28)中，然后向该筒夹(12)施加压力，使得该锁紧螺母(14)的其余保持突部(72)容纳在筒夹(12)的沟槽(28)中，以将组件(10)设置在锁定位置中。能够通过向该锁紧螺母(14)施加转矩而从该刀架(18)抽出该筒夹(12)和切削刀具柄部(16)。通过在任意周向、横向上将压力施加到筒夹(12)上而从锁紧螺母(14)上容易地取下筒夹(12)。

Description

筒夹和锁紧螺母组件

技术领域

本发明涉及卡盘和管套，更具体地，涉及用于与机床刀具一起使用的筒夹和锁紧螺母组件。更具体地，本发明涉及一种具有锁紧螺母的筒夹和锁紧螺母组件，该锁紧螺母允许在确保从卡盘取下筒夹和切削刀具的同时方便地卡入筒夹。

背景技术

在刀具保持卡盘组件中使用的筒夹是公知的。这种筒夹一般包括由多个细长的、柔性的钢质指状物形成的管状体。这些指状物由纵向的筒夹锯槽隔开，这些锯槽使得筒夹具有一定程度的径向柔韧性，这使得筒夹选择性地夹住切削刀具的柄部，该切削刀具例如为钻头。相邻的夹紧指状部由具有交替图案的金属片互相连接，以形成单件式的筒夹体。在操作时，筒夹体插入在卡盘柄部的互补形状的开口中，使得筒夹体的末端从柄部突出。然后环形锁紧螺母安装在柄部上以及筒夹体的远端上，该锁紧螺母的内径螺纹与柄部上的外径螺纹匹配。锁紧螺母具有头部环(nose ring)，该头部环具有截头凸轮表面，该截头凸轮表面在锁紧螺母螺纹接合在卡盘柄部上时与筒夹体的远端接合并且径向向内挤压该筒夹体的远端。锁紧螺母施加到筒夹体的远端上的径向压缩使得筒夹体向内弯曲，在筒夹体的内径和插入其中的刀具柄部之间产生夹紧力。

不幸的是，当操作员在将筒夹安装到锁紧螺母中不是太仔细时，用于将筒夹夹紧到卡盘的已有锁紧螺母具有与筒夹脱离的趋势。如果在组装到卡盘之前，筒夹无意中从锁紧螺母脱离，筒夹将向下合适地锁定，但是锁紧螺母将不能从卡盘取下筒夹。锁紧螺母能够从卡盘旋下，但是筒夹和切削刀具留在卡盘内部。当发生这种情形时，唯一的取下筒夹的方法是松开保持旋钮并通过使用冲头从刀架后部取出筒夹。

对此，一个解决方案是在将锁紧螺母夹紧到刀架卡盘上之前，将筒夹卡到锁紧螺母内部。该方法使用了一个设置在锁紧螺母内部的偏心椭圆件，该椭圆件加工得大于或者略小于筒夹直径。这种偏心椭圆装置的一个实施例在WO00/14502中描述。尽管筒夹和锁紧螺母将被保持在一起，以防止在组装时未对准，该方法在锁紧螺母上只提供了两个接触点以将锁紧的筒夹和切削刀具从刀架卡盘拉出。此外，必须进行额外的加工来平衡该偏心孔。

从而，需要有一种改进的筒夹和锁紧螺母组件，其自然地平衡，同时允许筒夹容易进入锁紧螺母中，还提供额外的接触点，以确保锁紧螺母将筒夹和切削刀具从卡盘上取下。

发明内容

总的来说，本发明涉及一种组件，总体上包括：筒夹，用于容纳切削刀具柄部；锁紧螺母，用于在所述筒夹和切削刀具柄部之间产生夹紧力。所述筒夹具有头部，所述锁紧螺母具有大致与所述头部平齐的前面。

本发明还涉及一种组件，其包括筒夹和锁紧螺母。所述筒夹包括管状筒夹体，该筒夹体具有头部并限定有用于容纳所述刀具柄部的圆柱形通道。所述锁紧螺母由环形壳体形成，该环形壳体具有前表面和紧固元件，该前表面大致与所述筒夹体的头部平齐。

附图说明

通过下面参照附图进行的详细说明，本发明的其它特征以及由其得到的优点将会变得明白，其中：

图1是根据本发明一个实施方式安装在刀架中的筒夹和锁紧螺母组件的主视图；

图2是安装在刀架中的筒夹和锁紧螺母组件沿着图1中的线2-2剖开的截面图；

图3是根据本发明一个实施方式的筒夹的侧视图；

图4是图3中示出的筒夹的主视图；

图5是根据本发明一个实施方式的锁紧螺母的后部立体图；

图6是图5中示出的锁紧螺母的后视图；

图7是沿着图6中的线7-7剖开的锁紧螺母的截面图；

图8是图5中示出的锁紧螺母的后视图，示出根据本发明一个方法形成间隙部分和保持突部；

图9是图5中示出的锁紧螺母的后视图，示出根据本发明另一个方法形成间隙部分和保持突部；

图10是根据本发明的筒夹和锁紧螺母组件在部分组装期间位于解锁位置的截面图；以及

图11是根据本发明的筒夹和锁紧螺母组件在完全组装后位于锁定位置的截面图。

具体实施方式

现在参照附图，其中相似的标记在所有几幅附图中代表相似的部件，在图1和2中筒夹和锁紧螺母组件总体上表示为10。筒夹和锁紧螺母组件或卡盘组件10包括筒夹12和锁紧螺母14。筒夹12适于容纳切削刀具(未示出)的柄部16，而筒夹和锁紧螺母组件10适于安装到总体以18示出的刀架的卡盘上。当切削刀具的柄部16借助筒夹和锁紧螺母组件10合适地安装到刀架18时，柄部16的中心线20与刀架的中心线22大致对齐。

现在参照图3和4，筒夹12由弹性钢合金制成并大体包括由环形凹陷或沟槽28隔开的头部24和主体部26。筒夹12包括大体平行的一组狭槽30，狭槽由具有周向尺寸33的腹板或夹紧指状部32隔开。狭槽30的存在允许筒夹12由锁紧螺母14径向地挤压，从而夹紧切削刀具的柄部16。筒夹12的头部24的外表面包括倾斜的头部34，头部34在筒夹12的沟槽28及前表面36之间延伸。特别地，倾斜的头部34从环形沟槽28到筒夹12的前表面36向内呈锥形。如下更详细地描述，倾斜的头部34用作与锁紧螺母14配合的凸轮表面，以径向地挤压夹紧指状部32而使其与切削刀具的柄部16夹紧地接合。凸起边沿38设置在倾斜的头部34后，以便于借助锁紧螺母14从刀架18取下筒夹12。由于其最宽点靠近环形沟槽28，倾斜的头部34限定了头部直径35。筒夹12的主体部26总体上形状为截头圆锥形，并且从环形凹陷28到后表面40向内呈锥形。如图4所示，筒夹12还包括圆柱形状的通道42，其与筒夹12的转动轴线44同心地设置，用于容纳切削刀具的柄部16，该切削刀具例如可以是钻头等。

现在参照图5-7，锁紧螺母14由环形体46形成，环形体具有与锁紧螺母14的转动轴线50同心地设置的孔48，。如图7所示，环形体46包括前表面52和后表面54。锁紧螺母14的内部包括第一沟槽56，该沟槽总体上居中地位于锁紧螺母14的内部。第一沟槽56包括由孔48和第一沟槽56的内径的差值形成的保持壁57。此外，锁紧螺母14的内部包括第二沟槽58，该第二沟槽位于锁紧螺母14的第一沟槽56和前表面52之间。在所示出的实施方式中，第二沟槽58具有比第一沟槽56的直径相对小的直径。

锁紧螺母14的内部还包括在第二沟槽58和前表面52之间延伸的倾斜表面64。特别地，倾斜表面64从锁紧螺母14的第二沟槽58到前表面52向内呈锥形。锁紧螺母14的倾斜表面64用作凸轮表面，该凸轮表面与筒夹12的倾斜表面34配合以径向地挤压筒夹12的夹紧指状部32而使其与切削刀具的柄部16夹紧地接合。锁紧螺母14的环形主体46包括螺纹66(图7)，螺纹66限定其内径并与螺纹68接合，螺纹68围绕刀架18的卡盘70，如图2所示。

本发明的一个方面是，锁紧螺母14的孔48包括多个保持突部72以及相应数量的间隙部分74。在所示的实施方式中，锁紧螺母14包括对称地设置彼此之间绕着同心孔48偏离约120°的三个保持突部72和三个间隙部分74。然而，应该理解的是，本发明不限制于保持突部和间隙部分的数目，并且本发明能够实现为具有任意所需数目的保持突部和间隙部分。例如，本发明能够实现为具有以彼此偏离180°设置的2个保持突部和间隙部分。在另一实施例中，本发明能够实现为具有彼此偏离90°设置的4个保持突部和间隙部分。

为了方便组装，每个保持突部72具有周向尺寸76，周向尺寸76优选地略小于筒夹12的每个夹紧指状部32的周向尺寸33，使得每个保持突部72将只接合单个相应的夹紧指状部32。此外，每个保持突部72优选地绕着孔48隔开，使得保持突部72将与夹紧指状部32的间隔匹配。如上所述，保持突部72绕着同心孔48对称地设置。然而，应该理解的是，保持突部72并不必需绕着孔48对称地设置，也能够设置在与夹紧指状部32的间隔匹配的任意所需的位置。此外，应该理解的是，一个或多个保持突部72的周向尺寸76能够变化。例如，两个下保持突部72的周向尺寸76能够小于顶部保持突部72的周向尺寸76。然而，应该理解的是，变化保持突部72的对称性和/或周向尺寸76可影响到组件10的自然平衡。然而，两个保持突部72能够设置为某种形式，其中附加的高速平衡可能不是必需的。

在图示中，保持突部72能够通过绕着孔48加工多个间隙部分74而形成。间隙部分74的加工能够通过使用多种方法实现。例如，一种用于加工间隙部分74的方法在图8中示出。在实施例中，小直径端铣刀100用来从锁紧螺母14的后部进行一系列下插，以形成每个间隙部分74。特别地，端铣刀100的每个下插穿透孔48并在进入后停止，在间隙部分74中产生交叉标记78。在图7示出的实施方式中，进行四次下插，以在孔48上在间隙部分74中产生四个交叉标记78。

在图9示出的另一实施例中，间隙部分74能够通过小直径端铣刀100的单次下插而加工，然后在径向同心的路径80上绕着锁紧螺母14的转动轴线50移动端铣刀100。在该实施例中，在端铣刀100绕着锁紧螺母14的转动轴线50运动时，不用通过中断端铣刀100的径向同心路径而从锁紧螺母14的孔48缩回端铣刀100，能够形成所有的间隙部分74。

现在参照图10和11，现在将描述本发明的筒夹和锁紧螺母组件10的组装和取下。首先，筒夹12以倾斜的方式被钩住，使得筒夹12的沟槽壁38与锁紧螺母14的第二沟槽58的突出部壁62接合。如图10所示，当筒夹12以这样倾斜的方式被钩住时，筒夹12的转动轴线44与锁紧螺母14的转动轴线50形成角度32。当压力P在箭头84的方向上施加到筒夹12的主体部26时，筒夹12的一些或所有狭槽30的宽度充分地变形，从而有效地缩小筒夹12的头部24的直径35，以使得比较大的头部24的其余部分可以进入到锁紧螺母14的比较小的孔48内部。因为孔48的部分已经除去以产生保持突部72，间隙部分74允许头部24由缩小的直径卡到筒夹12的第二沟槽58内，从而将筒夹和锁紧螺母组件10布置在锁定位置中。

如图11所示，一旦保持突部72卡到第二沟槽58内部并且筒夹和锁紧螺母组件10位于锁定位置，筒夹12的倾斜外表面34完全接合锁紧螺母14的倾斜表面64。此外，筒夹12的前表面36与锁紧螺母14的前表面52大致平齐。这种平齐的关系是优选的，因为在取下安装到筒夹和锁紧螺母组件10的冷却环(未示出)时，筒夹12既不从锁紧螺母16延伸也不陷入到锁紧螺母16内。因而，筒夹和锁紧螺母组件10的长度像所希望的那样最短。

而且，锁紧螺母14的保持突部72容纳在筒夹12的沟槽28中。当顺时针转矩施加到锁紧螺母14时，表面64向后移动足够的距离以接触到筒夹12的倾斜外表面34，并且主体部26缩回到卡盘70中。当顺时针转矩施加到锁紧螺母14时，保持突部72向后充分地运动，使得突部壁73跳过筒夹12的沟槽壁38、101。当逆时针转矩进一步施加到锁紧螺母14时，保持突部72的突部壁73提供一个表面，该表面足以推压筒夹12的沟槽壁38并沿着切削刀具将筒夹12从刀架18的卡盘70抽出。在所示的实施方式中，三个保持突部72提供三个同心的接触点，以从刀架18的卡盘70确定地抽出筒夹12和切削刀具。需要理解的是，保持突部72的数目越多，从刀架18的卡盘70确定地抽出筒夹12和切削刀具的接触点的数目越多。

保持突部72使得筒夹12能够通过在箭头84的方向上施加横向的压力到筒夹12的主体部26而容易地从锁紧螺母14取下。本发明的一个方面是，压力能够在任意周向、横向上施加到筒夹12的主体部26(即，绕着筒夹12的主体部26呈360°)，与传统组件中需要压力在特定方向上施加到筒夹的情况不一样。

如上所述，本发明的筒夹和锁紧螺母组件10能够通过将筒夹12夹入锁紧螺母14的内部而容易地组装。此外，本发明的筒夹和锁紧螺母组件10设置有多个接触点，以从刀架的卡盘确定地抽出锁定的筒夹和切削刀具。

由此，结合这里所引用的专利、专利申请和文献以供参考。

这里已经通过几个优选实施方式对本发明进行了介绍，对于本领域技术人员而言，各种改进和增加将变得非常明显。所有这些变形、改进和改型应该被包括在本专利的范围内，其范围由所附的权利要求所限定。

Claims (15)

1.一种筒夹和锁定螺母组件，包括：

筒夹，其具有由环形沟槽隔开的头部和主体部，所述筒夹包括多个具有周向尺寸的夹紧指状部；以及

锁紧螺母，其具有同心孔，该同心孔带有多个具有周向尺寸的保持突部和相应数目的间隙部分，所述保持突部的周向尺寸小于所述夹紧指状部的周向尺寸，

其中所述多个保持突部能够容纳在所述筒夹的沟槽中，以将所述组件设置在锁定位置中。

2.如权利要求1所述的组件，其中所述筒夹的头部包括前表面，并且其中所述锁紧螺母包括前表面，当所述组件在锁定位置时，所述锁紧螺母的前表面与所述筒夹的前表面大致平齐。

3.如权利要求1所述的组件，其中所述筒夹包括限定了头部直径的倾斜头部，并且其中所述锁紧螺母包括倾斜的表面，当所述组件在锁定位置时，所述锁紧螺母的倾斜表面与所述筒夹的倾斜头部接合。

4.如权利要求1所述的组件，其中在所述组件被放置在锁定位置之前，所述筒夹的中心线相对于所述锁紧螺母的中心线偏置。

5.如权利要求1所述的组件，其中所述筒夹包括多个狭槽，并且其中在将所述组件设置在锁定位置中时，至少一个狭槽变形。

6.如权利要求1所述的组件，其中所述筒夹的沟槽包括沟槽壁，并且至少一个保持突部包括突部壁，当转矩施加到所述锁紧螺母时，所述突部壁与所述筒夹的沟槽壁接合。

7.如权利要求1所述的组件，其中多个保持突部绕着所述孔对称地设置。

8.如权利要求1所述的组件，其中所述筒夹通过在任意周向、横向上将压力施加到所述筒夹上而从所述锁紧螺母上取下或装配到所述锁紧螺母上。

9.一种筒夹和锁定螺母组件，包括：

筒夹，其具有由环形沟槽隔开的头部和主体部，所述筒夹包括多个狭槽，所述多个狭槽由多个具有周向尺寸的夹紧指状部隔开；以及

锁紧螺母，其具有同心孔，该同心孔带有多个具有周向尺寸的保持突部，用于接触所述筒夹的沟槽，以从刀架的卡盘抽出所述筒夹，所述保持突部的周向尺寸小于所述夹紧指状部的周向尺寸。

10.如权利要求9所述的组件，其中所述筒夹的沟槽包括沟槽壁，并且至少一个保持突部具有突部壁，当转矩施加到所述锁紧螺母时，该突部壁能够与所述筒夹的沟槽壁接合。

11.如权利要求9所述的组件，其中所述筒夹的头部包括前表面，并且所述锁紧螺母包括前表面，当所述组件在锁定位置时，所述锁紧螺母的前表面与所述筒夹的前表面大致平齐。

12.如权利要求9所述的组件，其中所述筒夹包括限定了头部直径的倾斜头部，并且所述锁紧螺母包括倾斜表面，当所述组件在锁定位置时，所述锁紧螺母的倾斜表面与所述筒夹的倾斜头部接合。

13.如权利要求9所述的组件，其中在所述组件被布置在锁定位置之前，所述筒夹的中心线与所述锁紧螺母的中心线偏置。

14.如权利要求9所述的组件，其中在将所述组件设置在锁定位置中时，至少一个狭槽变形。

15.如权利要求9所述的组件，其中所述筒夹通过在任意周向、横向上将压力施加到所述筒夹而从所述锁紧螺母上取下或者组装在所述锁紧螺母上。

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