專利名稱：具有可旋轉固定機構的卡盤的制作方法
技術領域：
本發明公開涉及一種卡盤，且更具體地涉及用來可釋放地將切削 刀具或工件固定到才幾床上的卡盤。
背景技術：
10 卡盤用來將切削刀具或工件可拆卸地固定到機床(如金屬切削機
床)上。如本領域中眾所周知，卡盤通常具有安裝部分，該安裝部分 適合于在機床中可釋放地夾緊，以及容納部分，其可釋放地夾持切削 刀具或工件。
授予Dodge的美國專利No. 2,039,149公開了 一種單向離合器(一 15種超越離合器，或自由輪離合器)，其將驅動構件聯接到受驅構件上， 采用從滑動或滾動負載釋放的滾柱，具有由油膜進一步填充的極d 、的 間隙。該超越離合器包括內部部件和外部部件， 一系列楔形塊，每個 塊在其一面上具有圓柱形表面，該圓柱形表面適合于與所述部件中的 一個部件強制形成摩擦的接合，并在其相反的一面具有楔形表面，對 20應的 一 系列滾柱中的每個滾柱均布置在另 一 個所述部件和所述塊中 的一個塊的楔形表面之間，以及用來將所述滾柱從所述塊推開的機構 (即彈簧)，所述機構獨立于所述塊。
當該單向離合器沒有負載地停止不動時，所有的零件(即，同軸 部件，禊形塊，滾柱和彈簧)都緊密地保持接合。但是，當施加超越 25負載時，彈簧在超越負載的拖曳下被盤繞，該超越負載直接對彈簧的 力產生反作用，從而在靜止狀態下使由彈簧施加的負載倒退，并減小 彈簧負載，直至達成力的平衡。此外，當超越開始時，注入油以在所
述部件中的一個部件(楔形塊的圓柱形表面^L強制推入該部件)上形成
油膜，從而減小摩擦負載。當施加驅動負載時產生反作用，即，楔形 塊上的壓力增加，將油膜通過形成在楔形塊圓柱形表面上的油槽擠 出，且楔形塊摩擦地與所述部件中的一個部件接合。
授予Hopkins和Cooper的英國專利No. 921,522公開了 一種用來 5 固定工件(如圓形截面棒)的卡盤。該卡盤包括通常為圓柱形的管狀 部件，其縱向地開槽以限定至少三個卡爪。在圓柱形管狀部件上安裝 有同心的外部套管。該圓柱形管狀部件具有在每個卡爪的外部卡爪面 上形成的偏心表面。外部套管在其內套管面上具有徑向向內突出的凸 輪。當套筒相對該圓柱形管狀部件旋轉時，套管的凸輪在每個卡爪的 10 偏心表面上滑動，將每個卡爪徑向向內地推動，并從而對容納在圓柱 形管狀部件中的圓形截面棒施加夾持力。
授予Cook的美國專利No. 4,808,049公開了用在機床上的卡盤。 卡盤具有槽式套爪，該套爪呈現成型的外表面，該外表面包括沿圓周 圍繞該槽式套爪布置的多個外部凸輪表面段。每個外部凸輪表面段均 15 相對該卡盤和槽式套爪的中心軸線名義上一致地從較小的半徑增長 成較大的半徑。槽式套爪和刀具卡盤架的緊固套筒配合，該緊固套筒 具有與該外部凸輪表面段的數量和輪廓互補的內部凸輪表面段。該緊
固套筒相對槽式套爪的選擇性轉動導致該互補內部凸輪表面段和外 部凸輪表面段的選擇性接合，從而推動該槽式套爪對切削刀具的刀具
20 才丙施力口夾持力。
授予Toda的美國專利6,131,916公開了一種卡盤，其包括安裝底 座，和/人該底座的前表面中心突出的整體曲軸，并在該整體曲軸外部 周緣表面上具有錐形表面。在突出的軸中形成有孔，該孔具有固定部 分和要^皮施加壓力的壓力部分。固定部分和壓力部分交替地布置，且
25 固定部分位于沿該突出軸內表面等距隔開的多個位置。每個固定部分 均具有從該孔的中心開始的較短的半徑。要^皮施加壓力的部分位于固 定部分之間，并具有從該孔的中心開始的較長的半徑。在突出軸的外 面可拆卸地裝有旋轉圓筒，并且在該旋轉圓筒內布置有一組滾柱，使
得這組滾柱的軸線與旋轉圓筒的軸線成 一 條直線，并由適當的機構支 撐。當旋轉圓筒旋轉并移動時，與突出軸的外部周緣表面形成周緣接 觸的滾柱對壓力部分進行按壓和壓縮。因此，由于壓力部分的按壓和 壓縮，固定部分在圓周方向上被張開(釋放)。結果是，孔的不規則 5 形狀變成理想的圓形，便于將刀具的近側部分插入此刻為理想圓形的 孑L。在將刀具的近側部分插進卡盤之后，旋轉圓筒從突出軸的長直徑 部分向短直徑部分S走轉并移動。/人而，滾柱組停止對壓力部分施壓。 因此，固定部分不張開。孔中刀具的近側部分由固定部分固定，固定 部分現在恢復了其初始形狀。當刀具固定在卡盤中時，旋轉圓筒從突 10 出軸上卸下。為了將刀具從突出軸上卸下，要再次使用旋轉圓筒來按 壓并壓縮壓力部分以在圓周方向張開固定部分。結果是，在夾緊位置 孔的不規則形狀恢復成釋放位置的理想圓形，便于將刀具的近側部分
/人此刻為理想圓形的孔中:f又出。
本發明公開的一個目的是提供一種改進的卡盤。此目的通過根據
15 權利要求的主題而實現。
發明內容
一方面，本發明致力于一種用于可釋放地固定物品的卡盤。該卡 盤包括容納部分，夾緊套筒和至少一個滾柱。容納部分包括容納孔， 20 該孔具有縱向軸線L和容納孔表面。夾緊套筒被容納在容納孔中，并 可以在釋放位置和固定位置之間旋轉。夾緊套筒包括具有至少一個夾
緊段的起伏(contoured)的夾緊表面。夾緊段包括位于槽和頂部之間的 第一斜面，以及位于頂部和凹陷之間的第二斜面，其中，槽，頂部和 凹陷離縱向軸線L分別處于槽距離DT，頂部距離Dc和凹陷距離DD 25 處，其中Dt〈Dd〈Dc。至少一個滾柱容納在容納孔表面和起伏的夾 緊表面之間。當夾緊套筒位于固定位置時，所述一個或多個滾柱的第 一滾柱容納在凹陷中，并且所述一個或多個滾柱的至少 一個滾柱抵靠 著起伏的夾緊表面施加徑向向內指向的力。當夾緊套筒位于釋放位置 時，所述第一滾柱未容納在凹陷中。
通常，當夾緊套筒位于釋放位置時，第一滾柱靠近槽。
更通常地，當夾緊套筒從釋放位置向固定位置旋轉時，第一滾柱 沿第一斜面前進，越過頂部并進入凹陷。 5 根據優選實施例，容納孔和夾緊套筒均為圓柱形。
優選地所述一個或多個滾柱中的至少一個滾柱抵靠著該容納孔 施加徑向向外指向的力。
根據一個優選實施例，卡盤包括位于容納孔表面和夾緊套筒之間 的圓柱形的滾柱保持架，該圓柱形的滾柱保持架具有至少 一個通槽， 10 —個或多個滾柱容納在所述通槽中。
根據某些特殊的應用，該物品為回轉機加工刀具。
為了更好地理解本發明，并顯示如何在實踐中實施相同的方式， 15現在將參考附圖，其中
圖1顯示了根據本發明的 一個實施例的卡盤和固定在其中的切削 刀具的透一見圖2部分地用截面圖顯示了圖1中卡盤的側浮見圖3顯示了圖1中所見卡盤容納部分的透視前視圖； 20 圖4顯示了圖2中所示卡盤和切削刀具沿截面線IV-IV的截面圖5顯示了圖1中所示卡盤夾緊機構的分解透視圖6顯示了圖5中所示卡盤夾緊機構的夾緊套筒的前透視圖7顯示了圖6中所示夾緊套筒的后透視圖8顯示了圖5中所示夾緊套筒的側視圖； 25 圖9顯示了圖5中所示夾緊套筒的橫截面，其沿圖8中的線IX-
IX取出；
圖IO顯示了圖9中所示夾緊套筒的細節圖11顯示了圖4中所示卡盤的細節圖，其中卡盤處于釋放位置； 圖12顯示了圖4中所示卡盤的細節圖，其中卡盤處于固定位置； 圖13顯示了根據本發明的卡盤的另一個實施例的細節橫截面， 其中該卡盤處于釋^:位置；
圖14顯示了圖13中所示實施例的細節橫截面，其中卡盤處于固
5 定位置5
圖15顯示了根據本發明的卡盤的又一個實施例的細節橫截面，
其中卡盤處于釋放位置；
圖16顯示了圖15中所示實施例的細節橫截面，其中卡盤處于固 定位置；
10 圖17顯示了根據本發明的又一個實施例的轉刀架和固定在其中
的切削刀具的透視圖18顯示了用來固定圖17中所示切削刀具的卡盤的透^L圖； 圖19顯示了圖18中所示卡盤的分解透視圖。
15
具體實施例方式
注意圖1到圖5。根據第一實施例，在整體成型的卡盤的容納部 分34中，卡盤30可釋^:地固定切削刀具的刀具柄32。切削刀具可為 滾切刀具，例如端銑刀，雖然刀具柄可屬于其他類型刀具，或者甚至 為工件。
20 卡盤30具有限定前-后方向的縱向軸線L,并且還具有整體成型
的后安裝部分36，該部分能夠可釋放地安裝在回轉式機床中(未顯 示)。安裝部分向前延伸到整體成型的安裝凸緣38，而卡盤容納部分 34從該安裝凸緣38向前延伸到與縱向軸線L正交的容納正面40。對 于本領域技術人員，該安裝部分36和該安裝凸緣38的確切形狀和操
25 作通常都是已知的。
具有圓柱形容納表面44的容納孔42與縱向軸線L同軸地從容納 正面40向后延伸到孔后端46而終止。容納孔42容納了夾緊機構48， 該夾緊機構具有夾緊套筒50和容納在圓柱形滾柱保持架54中的多個
滾柱52。多個滾柱52及滾柱保持架54布置在夾緊套筒50和孔42的 容納表面44之間。
注意圖6和7。夾緊套筒50優選地由單件硬質并有彈性的材料制 成，并優選地通過常規金屬切削操作來制造。夾緊套筒50平行于縱 5 向軸線L從套筒前端56延伸到套筒后端58。在其中容納刀具柄32 的夾緊通孔60穿過夾緊套筒50,從套筒前端56向套筒后端58與縱 向軸線L同軸地延伸。套筒前端56構成套筒頭62，該套筒頭62相對 通常為圓柱形的套筒體64徑向向外地突出，而套筒體64從套筒頭62 向套筒后端58與縱向軸線L同軸地徑向向后延伸。套筒頭62優選地
10 可為六角頭設計，其具有六角形頭正面66,以及平行且相對的六角形 頭背面68，正面66和背面68都與縱向軸線L正交。夾緊通孔60在 套筒孔斜面70處與頭正面66相交。頭周緣套72具有六個扁平的頭 支承面74，這些平的支承面平行于縱向軸線在頭正面和背面66, 68之 間延伸。套筒頭62設計成由相應成型的扳手(未顯示)驅動。雖然
15 在所示實施例中，采用了六角形頭62,但可以理解，也可用其他形狀 的頭(以及由此而使用合適的刀具)來代替。
套筒體64具有起伏的夾緊表面76,該夾緊表面76在周緣通道 78處和頭背面68相交，并平行于縱向軸線L從頭背面68向圓柱形套 筒后表面80延伸，套筒后表面80從起伏的夾緊表面76向后延伸到
20套筒后端58而終止。
注意圖8和圖9。起伏的夾緊表面76具有形成在其上的多個連續 且同樣的夾緊段82。每個夾緊段82都沿起伏的夾緊表面76平行于縱 向軸線L縱向地延伸，并沿圓周位于在前夾緊段82'和在后夾緊段 82'，之間。每個夾緊段82都由第一止動脊84和第二止動脊84'/人側面
25 相接。在一個實施例中，起伏的夾緊表面76具有六個相同的夾緊段 82。由于夾緊段82是相同的，因此將只對一個進行詳細描述。此處 還應該理解，即使使用了用語"段"，但起伏的夾緊表面76最常見 的會具有整體的構架，并包括單一連續表面。如圖10中最佳地看到的，夾緊段82在相鄰的止動脊84, 84'之 間延伸。第一肩部85從第一止動脊84向槽86朝徑向向內的方向傾 斜。第一斜面88從槽86向頂部90延伸。如圖10的實施例所示，該 第一斜面88可在超過段82的圓周長度一半的距離上，以漸變的、徑 5 向向外指向的傾斜延伸。在一些實施例中，靠近頂部90的第一斜面 88的終止部分形態為臺95，其具有相對第一斜面88其他部分減小的 傾斜度。第二斜面92從頂部90向凹陷94延伸。第三斜面96 /人凹陷 94向第二、鄰近的止動脊84'延伸。然后此特征序列對于圍繞著夾緊 表面76圓周的每個段重復，可以理解這些特征的每一個特征也都延
10 此表面縱向地延伸。
從以上描述可以看出，槽86位于止動脊84和第一斜面88之間； 第一斜面88位于槽86和頂部90之間；且凹陷94形成在頂部90的 遠側。槽86，頂部90，凹陷94和止動脊84分別位于與縱向軸線L 相隔槽距離DT,頂部距離Dc，凹陷距離DD和止動脊距離Ds的位置，
15且槽距離D丁小于凹陷距離DD，而凹陷距離DD小于頂部5巨離Dc。止 動脊距離Ds可等于或大于頂部距離Dc。因此，DT<DD<DC《Ds。 根據某些優選實施例，且如圖4和5中所示，每個夾緊段82都 與滾柱對98相關if關。滾》朱對98的兩個滾柱52可相同。相應地，此 實施例中的夾緊機構48具有六個滾柱對98。
20 每個滾柱52均具有實心的整體構造，并且優選地由硬質且并有
彈性的材料形成。每個滾柱52均具有沿中心縱向的滾柱軸線R縱向 延伸的圓柱形形狀。滾柱對98由滾柱保持架54保持彼此隔開。滾柱 保持架54具有與縱向軸線L同軸地延伸的通常為圓柱形的形狀，并 具有保持架內表面100和保持架外表面102。六個相同的，彼此隔開
25 的縱向保持架通槽104在保持架內表面IOO和保持架外表面102之間 徑向地延伸，并且軸向地與徑向軸線L平行。六個滾柱7于98的每個 滾柱對均容納在六個保持架通槽104的一個通槽中，從而使每個滾柱 對與相鄰的滾柱對98保持隔開。保持架通槽104與滾柱52成一條直 線，使得每個滾柱52的縱向滾柱軸線R與卡盤30的縱向軸線L平行。 如圖1和2中最好地顯示，夾緊機構48容納在容納部分34中， 套筒體64與縱向軸線L同軸地位于容納孔42中，且套筒頭62相對 地從容納部分34向前突出，使得頭背面68接近容納正面40。如圖4 5 中最好地顯示，當夾緊機構48位于容納孔42中時，和每個夾緊段82 相關聯的滾柱對98被擠壓在夾緊段82和容納表面44之間，保持架 內表面100正對著夾緊套筒50的起伏的夾緊表面76且保持架外表面 102正對著容納孔42的容納表面44。
為了在卡盤30中固定刀具柄32,或從卡盤30釋;^丈刀具柄32，
10夾緊機構48可相對于容納部分34在釋放位置和固定位置之間旋轉。 通過使用扳手(未顯示)旋轉夾緊套筒50的套筒頭62,就可實現將 夾緊機構48從釋放位置旋轉到固定位置，且反之亦然。
在釋^C位置，如圖11中最好地顯示，每個滾柱對98均位于第一 斜面88的有槽一側。滾柱對98包括引導，或笫一滾柱52'和靠近該第
15 —滾柱52'的第二滾柱52"。每個滾柱對98的第二滾柱52"均位于緊鄰 止動脊84肩部85的槽86處，而滾柱對98的第一滾柱52'則位于遠離 止動脊84的第二滾柱52"的另一側。因此，如圖11中所示，第一滾 柱52'可至少部分地位于鄰近槽86的第一斜面88上。夾緊套筒50的 夾緊通孔60的尺寸設置成使得在釋放位置，刀具柄32可以自由地插
20進該夾緊通孔或從其中取出。
將夾緊套筒50向固定位置旋轉導致夾緊段82相對于該滾柱對98 移動。具體而言，當,人圖11的釋》文位置向圖12的固定位置移動時， 夾緊段82朝箭頭S的方向移動。結果是，滾柱對98實際上沿第一斜 面88朝著從槽86到頂部90的方向前進。在圖12的固定位置，每個
25滾柱對98的第一滾柱52'已經經過頂部90,并且容納在凹陷94中， 位于頂部90和鄰近的止動脊84'之間，而滾柱對98的笫二滾柱52"還 停留在頂峰90上。由于凹陷距離Do和頂部距離Dc大于槽距離DT， 將夾緊機構48旋轉進入固定位置就導致滾柱52沿徑向向內地推擠夾
緊段82，導致套筒體64縮小且夾緊通孔60收縮，從而將刀具柄32 固定在其中。
當夾緊套筒50位于圖12的固定位置時，由于第一滾柱52'容納 在凹陷94中，因此它相對于第二滾柱52"輕微地徑向朝內。從而，第 5 —滾柱52'可稍微松散地保持在凹陷94和容納表面44之間，因此可完 全不施加夾持力(其目的在于，通過占據凹陷94而將夾緊套筒鎖定 在固定位置)。第二滾柱52"抵靠在夾緊段82的起伏表面的臺部分95 上施加徑向向內指向的力，并且抵靠在容納部分34的容納表面上朝 徑向向外的方向施加力。從而，在圖12的實施例中，當第二滾柱52"
10 施加壓縮力以使夾緊套筒50徑向向內地收縮，從而摩擦式地抓住刀 具柄32，并施加徑向向內的力以使夾緊機構48固定在容納部分34中 時，在第一滾柱52'在沒有足夠的旋轉力來將其從凹陷94移出的情況 下，確保夾緊機構48保持在固定位置。
在本公開的其他可能實施例中，不同的卡盤可具有不同的夾緊機
15構，其具有更少的夾緊段82,例如2,3,4或5個，或具有更多的夾緊 段82，例如7, 8,9, IO個或更多，并且相應地具有更少的滾柱對98， 例如2, 3, 4或5對，或具有更多的滾柱對98，例如7, 8, 9, IO對或更 多。
現在注意圖13和14,它們分別顯示了根據本發明第二實施例的 20卡盤230的釋放位置和夾緊位置。在此第二實施例中，正好一個滾柱， 就是說，只有單個滾柱和每個夾緊段相關聯。由于卡盤230具有許多 和卡盤30相似的特征，因此卡盤230的相似特征在此處在下文中將 使用從卡盤30的標號用200轉換而來的標號來表示。
卡盤230具有縱向軸線L，其以和卡盤30的縱向軸線L大體上 25相同的方式一皮限定。卡盤230的容納部分234具有與縱向軸線L同軸 延伸的容納孔242。容納孔242容納具有夾緊套筒250和滾柱保持架 254的夾緊機構248。夾緊套筒250具有形成在其中，并與縱向軸線L 同軸地縱向延伸的夾緊通孔260，以及起伏的夾緊表面276，該夾緊
表面276具有形成在其上的多個夾緊段282。根據此實施例的一個變 型，起伏的夾緊表面276具有六個相同的夾緊段282。
夾緊通孔260具有容納在其中的刀具柄232。在起伏的夾緊表面 276和容納孔242的容納表面244之間，以隔開的間隔而容納著多個 5 滾柱。但是，卡盤230具有與每個夾緊段282相關聯的單個滾柱252A, 252B, 252C等，而卡盤30具有由相同的第一滾柱52'和第二滾柱52" 構成的與每個夾緊段82相關聯的滾柱對98。因此在此第二實施例中， 如圖13和14所示，夾緊機構248具有總共六個這種滾柱。
在卡盤230的釋放位置，如圖13所示，與夾緊段282相關聯的
10 滾柱252A位于夾緊段282的槽286處，便于刀具柄232相對夾緊通 孔260的自由插入，定位，或取下。將夾緊套筒250向固定位置旋轉 導致與夾緊段282相關聯的滾柱252A相對于套筒體264在笫一斜面 288上向夾緊段282的頂部290移動。在該固定位置，如圖14最好地 顯示，滾柱252A已經經過頂部290,并且纟皮容納在位于頂部290和
15 鄰近止動脊284'之間的凹陷294中，從而導致套筒體264縮小，且夾 緊通孔260收縮，從而牢固地夾緊刀具柄232。
在此"單滾柱"實施例中，當夾緊套筒250處在圖14的固定位 置且滾柱252A被容納在凹陷294中時，滾柱252A朝徑向向內的方向 推擠凹陷294的底部，并且還朝徑向向外的方向推擠容納表面244。
20 該滾柱252A，由于其占據凹陷294,因此也有助于將夾緊套筒250保 持在固定位置。因而，在此實施例中，滾柱252A執行了關于圖11和 12如上所討i侖的"滾柱對"實施例中第一滾柱52'和笫二滾柱52"兩者 的功能。
在本公開的其他可能實施例中，不同的卡盤可具有不同的夾緊機 25 構，其具有更少的夾緊段282，例如2, 3，4或5個，或具有更多的夾 緊羊殳282，例如7, 8, 9, 10個或更多，并且相應地具有更少的滾4i 252, 例如2, 3, 4或5個，或具有更多的滾柱252，例如7, 8, 9, 10個或更多。
現在注意圖15和16，它們分別顯示了根據本發明又一實施例的
卡盤430的釋》丈位置和夾緊位置。由于卡盤430具有許多和卡盤30 相似的特征，因此卡盤430的相似特征在此處在下文中將使用從卡盤 30的標號用400轉換而來的標號來表示。
卡盤430具有縱向軸線L,該縱向軸線L以和卡盤30的縱向軸 5 線L大體上相同的方式被限定。卡盤430的容納部分434具有與縱向 軸線L同軸地延伸的容納孔442。容納孔442容納具有夾緊套筒450 的夾緊機構448。夾緊套筒450具有形成在其中，并與縱向軸線L同 軸地縱向延伸的夾緊通孔460,以及起伏的夾緊表面476，該夾緊表 面476具有形成在其上的多個夾緊段482。根據此實施例的一個變型，
10 起伏的夾緊表面476具有六個相同的夾緊段482。夾緊通孔460具有 容納在其中的刀具柄432。在起伏的夾緊表面476和容納孔444的容 納表面442之間以隔開的間隔容納著多個滾柱452。在某個特定實施 例中，布置在滾柱三件套498中的三個滾柱(即第一滾柱452'、第二 滾柱452"和第三滾柱452，")與夾緊套筒450的每個夾緊段482相關
15 聯，而卡盤30只有兩個滾柱52', 52"布置在與每個夾緊段82相關聯的 滾柱對98中。相應地，此實施例中的夾緊機構448具有六個滾柱三 件套498。與每個夾緊段相關聯的三個滾柱452', 452", 452'"可以是相 同的。
在卡盤430的釋放位置，如圖15中所示，與夾緊段482相關聯 20 的滾柱三件套498位于第一斜面488的有槽一側。笫三滾柱452"'位于 與脊止動件484的肩部485緊鄰的槽486處(見圖15)，而笫二滾柱 452"和第一滾柱452'分別位于靠近該第三滾柱452'"的位置。因此，第 二滾柱452"和第一滾柱452'可至少部分地位于靠近槽486的第一斜面 488上。笫一斜面488從槽486延伸至頂部490，從而當處在釋》文位 25置時，便于刀具柄432的自由插入、定位或取下。
在固定位置，如圖16中最好地顯示，第一滾柱452'已經經過頂 部490，并纟皮容納在布置于該頂部490和鄰近止動脊484'之間的凹陷 494中，而第三滾柱452'"和第二滾柱452"位于夾緊段482的起伏表面
的臺部分495上，靠近夾緊段482的頂部490。因此，在此"滾柱三 件套"實施例中，當第一滾柱452'"容納在凹陷494中時，該滾柱將夾 緊套筒450鎖定在合適的位置。同時，第二滾柱452"和第三滾柱452'" 施加必需的徑向力，以致使夾緊套筒450縮小，并使容納在形成于夾 5 緊套筒450中的夾緊通孔460中的刀具柄432固定，且協助將夾緊套 筒450固定在容納孔442中。
在本公開的其他可能實施例中，不同的卡盤可具有不同的夾緊機 構，其具有更少的夾緊段476,例如2, 3, 4或5個，或具有更多的夾 緊段476,例如7, 8, 9, IO個或更多，并且相應地具有更少的滾柱三件
10 套448，例如2, 3,4或5個，或具有更多的滾柱三件套448,例如75, 8， 9, IO個或更多。
從以上描述可以了解，夾緊段具有與其相關聯的一個或更多滾 柱。當夾緊套筒位于固定位置時，一個或更多滾柱的第一滾柱容納在 凹陷中，并協助將夾緊套筒鎖定在固定位置。在上述實施例中，剩余
15 的滾柱，如果存在的話，都靠近凹陷并協助施加必需的徑向力，以固 定刀具柄并且還將夾緊套筒保持在容納孔中(在"單滾柱，，實施例中， 單獨的滾柱也提供此功能)。當夾緊套筒位于釋放位置時，該第一滾 柱未容納在凹陷中。最終，當夾緊套筒從釋放位置向固定位置旋轉時， 第一滾柱沿第一斜面前進，越過頂部并進入凹陷。
20 注意顯示了卡盤630的圖17到圖19。由于卡盤630具有許多和
卡盤30相似的特征，因此卡盤630的相似特征此處在下文中將使用 從卡盤30的標號用600轉換而來的標號來表示。
卡盤630具有縱向軸線L，該軸線L以和卡盤30的縱向軸線L 大體上相同的方式被限定，且卡盤630凈皮適應以可釋放地將靜止切削
25 刀具的刀具柄固定在容納部分634中。靜止的切削刀具例如可為車刀， 但其他刀具也可考慮。容納部分634容納在安裝部分636中，此安裝 部分可以可釋^:地安裝在機床(如車床)的轉刀架720中。轉刀架 720具有通常為扁平圓盤的形狀，具有平行且相對的，通常為圓形的
轉刀架正面722和轉刀架背面(隱藏在圖17中)，以及如圖17中所 示的在兩個面之間延伸的圓柱形轉刀架周緣表面724。轉刀架720中 靠近轉刀架周緣表面724以陣列形式布置了多個卡盤架726。每個卡 盤架726固定一個卡盤。多個卡盤架726可按圓形陣列布置。每個卡 5 盤架726均-皮構造成來容納并固定卡盤630的安裝部分636。卡盤架 726具有通常為截短的圓柱形孔的形狀，該形狀具有從轉刀架正面722 向轉刀架背面延伸的卡盤架圓柱形壁728。卡盤架圓柱形壁728被限 定第一卡盤架壁末端732'和第二卡盤架壁末端732"的平面卡盤支撐 730截短，使得卡盤架圓柱形壁728沿大于180°的卡盤架弧度角6
10而沿圓周地從第 一卡盤架壁末端732'向第二卡盤架壁末端732"延伸。 平面卡盤支撐730從卡盤架726的第二卡盤架壁末端732"向第一^^盤 架壁末端732"延伸。平面卡盤支撐730適于防止固定在卡盤架726中 的安裝部分636相對于其旋轉。
如圖19所示，安裝部分636是細長的棱柱形狀，該形狀具有在
15 相對且平行的安裝正面736和安裝背面(隱藏在圖19中)之間平行 于縱向軸線L縱向地延伸的安裝套734。安裝套734具有四個大體上 一致的安裝側壁738,每個安裝側壁738均大體上垂直于相鄰的安裝 側壁738。每個安裝側壁738都通過倒圓的安裝轉角740連"l妄到鄰近 的安裝側壁738，該安裝轉角740具有與轉刀架720的卡盤架圓柱形 20壁728的形狀和尺寸相對應的轉角表面742。
安裝部分636具有通常為圓柱形的安裝通孔744，該安裝通孔744 與縱向軸線L同軸地從安裝正面736向安裝背面延伸。兩個隔開的固 定螺紋通孔746在構成固定側壁748的一個安裝側壁738和鄰近安裝 正面736的安裝通孔744之間延伸。每個固定螺紋通孔746均容納螺
25紋的固定螺絲(未顯示)。
容納部分634具有通常為圓柱形的形狀，此形狀具有與縱向軸線 L同軸地在容納前端752和容納后端754之間延伸的容納周緣套750。 具有通常為圓柱形的容納表面644的容納孔642與縱
穿過容納部分634從容納前端752向容納后端754延伸。在圖19所 示的實施例中，容納周緣套750具有四個彼此垂直且周緣隔開的扁平 固定平面756，它們平行于縱向軸線L從鄰近容納前端752的前部套 部分758向鄰近于容納后端754的后部套部分760延伸，并形成在該 5 容納周緣套之上。
容納部分634位于安裝通孔744內， 一個固定平面756正對著安 裝螺紋通孔746。當在安裝螺紋通孔746中擰緊螺紋安裝螺絲(未顯 示)時，每個安裝螺絲的安裝螺絲末端(未顯示)均壓在正對該螺紋 通孔的固定平面746上，從而防止容納部分634相對于安裝部分636 10 旋轉。
容納孔642容納了夾緊機構648，該夾緊機構具有夾緊套筒650, 多個滾柱652以及圓柱形的滾柱保持架654。夾緊機構648的操作大 體上和夾緊機構48, 248和448的操作相同，因此在此處下文將不做 進一步詳細描述。當夾緊機構648位于釋》丈位置時，刀具柄632可以
15自由地插入形成在夾緊機構648的夾緊套筒650中的夾緊通孔660， 定位在其中，或從其中釋放，該夾緊通孔660的尺寸祐j殳置成便于刀 具柄的這種插入或移除。當夾緊機構648位于固定位置時，布置在夾 緊套筒650的起伏的夾緊表面676與容納孔642的圓柱形容納表面644 之間的多個滾柱652使該夾緊套筒650徑向向內地縮小，乂人而導致夾
20緊通孔630收縮，并將刀具柄632固定在夾緊套筒650中。
當滾柱652使夾緊套筒650徑向向內地縮小時，它們也使容納部 分634徑向向外地擴張。因為容納部分634纟支容納在安裝部分636的 安裝通孔744中，所以容納部分634的這種徑向向外擴張也迫使安裝 部分636擴張。當安裝部分636 ^皮擴張時，倒圓的安裝轉角74(H皮4氐
25 靠著卡盤架圓柱形壁728而沿徑向向外推動，使得安裝側壁738中的 一個安裝側壁纟皮抵靠著卡盤支撐730推動，從而使卡盤630在轉刀架 720中居中并定位。從而，夾緊套筒650從釋放位置到固定位置的移 動將刀具柄632固定在夾緊套筒650中，將夾緊套筒650固定在容納
部分634中，將容納部分634固定在安裝部分636中，并將卡盤630 的安裝部分636在轉刀架720中固定且定位。
根據本公開的一些實施例，起伏的夾緊表面676具有六個相同的 夾緊段682 (與夾緊段82類似，但是在圖19中未顯示)。每個夾緊 5 段682均和具有兩個相同滾柱652的滾柱對698相關聯。因此，此實 施例中的夾緊機構648具有六個滾柱對698。
在本公開的其他可能實施例中，不同的卡盤可具有不同的夾緊機 構，其具有更少的夾緊段682，例如2, 3, 4或5個，或具有更多的夾 緊段682,例如7, 8, 9, IO個或更多，并且相應地具有更少的滾柱對 10 698，例如2, 3， 4或5對，或具有更多的滾柱對698,例如7， 8, 9, 10 對或更多。
本發明的其他可能實施例可具有帶有夾緊機構變型的不同卡盤。 例如夾緊機構可具有和每個夾緊段682關聯的單個滾柱652，或者它 們可具有布置在和每個夾緊段682相關聯的滾柱三件套698中的相同 15 的第一、第二和第三滾柱652', 652", 652'"。也可能有其他數量的滾柱。 雖然本公開以一定的具體程度進行了描述，但是應該理解，在不 背離如所附權利要求所要求的本公開的范圍的情況下，可對本公開進 行變更和修改。
權利要求
1.一種用于可釋放地固定物品的卡盤，包括容納部分，其包括具有縱向軸線L和容納孔表面的容納孔；夾緊套筒，其容納在所述容納孔中，并可在釋放位置和固定位置之間旋轉，所述夾緊套筒包括起伏的夾緊表面，所述夾緊表面具有至少一個夾緊段，所述至少一個夾緊段包括位于槽和頂部之間的第一斜面，以及位于所述頂部和凹陷之間的第二斜面，其中，所述槽、頂部和凹陷離所述縱向軸線L分別處于槽距離DT、頂部距離DC和凹陷距離DD處，其中DT＜DD＜DC；以及一個或多個滾柱，其與所述至少一個夾緊段相關聯，所述一個或多個滾柱容納在所述容納孔表面和所述起伏的夾緊表面之間，其中當所述夾緊套筒位于所述固定位置時，所述一個或多個滾柱中的第一滾柱容納在所述凹陷中，并且所述一個或多個滾柱中的至少一個滾柱抵靠著所述起伏的夾緊表面而施加沿徑向向內指向的力；并且當所述夾緊套筒位于所述釋放位置時，所述第一滾柱未容納在所述凹陷中。
2. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于 當所述夾緊套筒位于所述釋放位置時，所述第一滾柱靠近所述槽。
3. 根據權利要求2所述的卡盤，其特征在于 當所述夾緊套筒從所述釋^:位置向所迷固定位置旋轉時，所述第一滾柱沿所述第一斜面前進，越過所述頂部并進入所述凹陷。
4.根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于所述容納孔和所述夾緊套筒均為圓柱形的。
5.根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于 所述一個或多個滾柱中的所述至少一個滾柱抵靠著所述容納孔而施加沿徑向向外指向的力。
6.根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于所述一個或多個滾柱為圓柱形的，每個滾柱均具有平行于所述縱 向軸線L的滾柱軸線R。
7.根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，所述夾緊段由在前的止動脊和隨后的止動脊在側面相接，所述止動脊離所述縱向軸線 L的距離為Ds,其中Ds > Dc。
8. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，所述卡盤還包括 圓柱形的滾柱保持架，所述滾柱保持架位于所述容納孔表面和所述夾io緊套筒之間，所述圓柱形的滾柱保持架具有至少一個通槽，所述一個 或多個滾柱容納在所述通槽中。
9. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于 具有六個夾緊段；并且每個夾緊段均具有與其相關聯的 一個或多個滾柱。 15
10.根據權利要求9所述的卡盤，其特征在于每個夾緊段均具有與其相關聯的兩個滾柱；并且 當所述夾緊套筒位于所迷固定位置時，所述兩個滾柱中的笫一滾 柱容納在所述凹陷中，且所述兩個滾柱中的第二滾柱抵靠著所述起伏的夾緊表面而施加沿徑向向內指向的力。 20
11.根據權利要求9所述的卡盤，其特征在于每個夾緊段均具有與其相關聯的三個滾柱；并且 當所述夾緊套筒位于所述固定位置時，所述三個滾柱的第一滾柱 容納在所述凹陷中，且所述三個滾柱的第二滾柱和第三滾柱兩者都抵 靠著所述起伏的夾緊表面而施加沿徑向向內指向的力。 25
12.根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于正好一個滾柱和所述至少一個夾緊段相關聯；并且 當所述夾緊套筒位于所述固定位置時，所述一個滾柱容納在所述 凹陷中，并且也抵靠著所述起伏的夾緊表面而施加沿徑向向內指向的力。
13. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，滾柱對和所述至少一個夾緊段相關聯。
14. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，滾柱三件套和所 5 述至少一個夾緊段相關聯。
15. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，所述物品為回轉 才幾力口工刀具。
16. 根據權利要求1所述的卡盤，其特征在于，所述卡盤還包括 安裝部分，其具有形成在其中的安裝通孔，并且還具有安裝套，10 且其中
17. 根據權利要求16所述的卡盤，其特征在于 所述容納部分具有外表面，所述外表面包括多個沿周緣地隔開的固定平面；并且15 所迷安裝套包括側壁，所述側壁具有向所述安裝通孔延伸的一對螺紋通孔。
18. 根據權利要求16所述的卡盤，其特征在于當所述夾緊套筒處在所述固定位置時，所述一個或多個滾柱適合 于推動所迷容納部分沿徑向向外地擴張，從而將所述容納部分可釋力欠 20 地固定在所述安裝部分中。
19. 一種機床轉刀架，包括布置成陣列的多個卡盤架，每個卡盤架均固定根據權利要求1所 迷的卡盤。
20. —種用于可釋放地固定物品的卡盤，包括25 容納部分，其包括具有縱向軸線L和容納孔表面的容納孔；夾緊套筒，其容納在所述容納孔中，并可在釋》丈位置和固定位置 之間旋轉，所述夾緊套筒包括起伏的夾緊表面，所述夾緊表面具有至 少一個夾緊段，每個所述夾緊段均包括位于槽和頂部之間的笫 一斜面，以及位于所述頂部和凹陷之間的笫二斜面，其中，所述槽、頂部和凹陷離所述縱向軸線L分別處于槽距離DT、頂部距離Dc和凹陷距 離Do處，其中Dt〈Dd〈Dc;以及與每個夾緊段相關聯的一個或多個滾柱，所述一個或多個滾柱容 5納在所述容納孔表面和所述起伏的夾緊表面之間， 其中當所述夾緊套筒位于所述固定位置時，所述一個或多個滾柱中的 第一滾柱容納在對應夾緊段的所述凹陷中，并且所述一個或多個滾柱 中的至少 一個滾柱抵靠著所述起伏的夾緊表面而施加沿徑向向內指 10 向的力；當所述夾緊套筒位于所述釋放位置時，所述第一滾柱不占據所述 凹陷；并且當所述夾緊套筒從所述釋放位置向所述固定位置旋轉時，所述第 一滾柱沿所述第一^l"面前進，越過所述頂部，并進入所述凹陷。
全文摘要
一種用來夾緊物品的卡盤具有容納部分，該容納部分包括具有縱向軸線L和容納孔內表面的容納孔。夾緊套筒被容納在容納孔中，并在釋放位置和固定位置之間可以旋轉。該夾緊套筒具有徑向向外朝向的起伏的夾緊表面，該夾緊表面具有一個或多個夾緊段，每個夾緊段均具有位于槽和頂部之間的斜面，以及位于該頂部另一側之上的凹陷。在容納孔中旋轉夾緊套筒導致與每個夾緊段相關聯的一個或多個滾柱與起伏的夾緊表面協同從而實現物品的釋放和固定。
文檔編號B23B31/107GK101356033SQ200780001152
公開日2009年1月28日 申請日期2007年6月3日 優先權日2006年6月27日
發明者H·古伊 申請人:伊斯卡有限公司