一種圓弧超速夾具的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及攻絲鉆頭領域，特別指一種圓弧超速夾具。
【背景技術】
[0002] 機械加工過程中常用到鉆孔與攻絲，鉆孔是指用鉆頭在實體材料上加工出孔的操 作，攻絲是用一定的扭矩將絲錐旋入要鉆的底孔中加工出內螺紋，鉆孔和攻絲需要分別驅 動鉆頭及絲錐高速旋轉，以便將轉軸的扭矩轉換為向下鉆孔和攻絲的驅動力，鉆頭和絲錐 分別固定在夾頭上，由夾頭帶動其高速旋轉，高速旋轉的鉆頭和絲錐需要過載保護裝置，以 防止過載過大而發生折斷或扭矩過大而擰斷。
[0003] 攻絲過載保護是鉆攻領域一直在研宄的課題，如授權公告號為CN 202185652U的 中國發明專利"一種在攻絲過載時起保護作用的裝置"公開了一種通過環狀梯形齒嚙合的 上結合盤及下結合盤，上結合盤與刀桿固定連接，下結合盤通過上結合盤帶動刀桿運動，當 刀桿承受的扭矩過大時上結合盤與下結合盤脫離，使傳動失效，從而起到過載保護作用，該 種過載保護結構僅能進行徑向過載保護作用，軸向力越大，上結合盤與下結合盤結合越緊 密，因此容易出現絲錐因軸向力過大而折斷的情況；另外，梯形齒結合的方式其脫落所需的 脫離力非常大，經常出現未達到上結合盤與下結合盤脫離力時絲錐就已經折斷的情況。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種采用球體與圓弧 面接觸作為傳力面，通過將絲錐扭矩轉換為軸向力而推動筒狀本體進行軸向運動使鋼球傳 力失效而起到過載保護作用的圓弧超速夾具。
[0005] 本發明采取的技術方案如下：一種圓弧超速夾具，包括筒狀本體、凸出環部、環形 空槽及滑槽，其中，上述筒狀本體的下端部設有凸環；上述凸出環部設置在筒狀本體的上端 部，凸出環部與凸環之間形成環形空槽；上述滑槽包括至少二個，滑槽沿凸出環部的周圓均 勻間隔設置，滑槽貫通凸出環部的首尾兩端，并與上述環形空槽連通；滑槽內端兩側邊上設 有圓弧部，滑槽內設有鋼球，鋼球通過外設的夾頭主體軸向定位，夾頭主體帶動鋼球轉動， 使鋼球貼緊圓弧部，以便帶動筒狀本體轉動。
[0006] 優選地，所述的筒狀本體的內部由上而下依此設有安裝孔及方孔，方孔的寬度小 于安裝孔的直徑，且沿安裝孔的底部向下延伸至筒狀本體的底部。
[0007] 優選地，所述的方孔內安裝固定有絲錐，筒狀本體通過方孔帶動絲錐運動。
[0008] 優選地，所述的滑槽包括四個，四個滑槽間隔開設在上述環狀凸部的周緣；上述滑 槽的寬度大于鋼球的直徑，以便鋼球在滑槽內相對滑動，圓弧部的直徑大于鋼球的直徑。
[0009] 優選地，所述的方孔的周圍環面上設置有壓縮彈簧，壓縮彈簧穿過安裝孔向上延 伸至筒狀本體的外部。
[0010] 優選地，所述的壓縮彈簧的頂部連接在調節螺母上，調節螺母與外設的夾頭本體 螺紋連接，通過調整調節螺母的軸向位置，以使壓縮彈簧提供實際荷載給筒狀本體。
[0011] 優選地，所述的夾頭主體通過鋼球及筒狀本體帶動絲錐做軸向進給運動及徑向旋 轉運動，以便完成攻絲，攻絲材料給絲錐軸向力，給絲錐徑向力，當軸向力與徑向力的軸向 分解力之和大于實際載荷時，筒狀本體向上滑動使鋼球滑出滑槽外，傳動失效。
[0012] 本發明的有益效果在于：
[0013] 本發明針對現有技術問題進行了創造性設計，通過設置一種結構為筒狀的夾具結 構，該夾具結構的筒狀本體的兩端分別設有凸環及凸出環部，凸環與凸出環部之間形成環 形空槽結構，凸出環部上開設有四個滑槽，滑槽沿凸出環部的周圍間隔設置，滑槽內設置有 鋼球，鋼球為傳力部件，鋼球外部的夾頭本體通過鋼球帶動筒狀本體旋轉和軸向進給，筒狀 本體則通過其內設置的方孔帶動絲錐旋轉和軸向進給，鋼球是軸向限位固定的，而筒狀本 體則可進行軸向運動，通過壓縮彈簧提供筒狀本體一個預先的實際荷載Fs;本發明具有創 造性之處在于將滑槽的兩側邊設置為圓弧部，該圓弧部的直徑大于鋼球直徑，鋼球與圓弧 部直接接觸，絲錐將運動時承受的反向扭矩作用至筒狀本體上，筒狀本體則將該扭矩作用 至鋼球上，該扭矩沿軸向方向的作用力為Fl，鋼球承受的軸向力為F3,當F1+F3大于Fs時， 鋼球將筒狀本體向上推動，鋼球滑入環形空槽內，鋼球傳動失效，從而完成了過載保護作 用，絲錐打滑；另外，由于壓縮彈簧緩沖作用，在絲錐打滑后，如果機床驅動絲錐繼續進行軸 向進給，可防止出現絲錐因軸向力過大而出現折斷的情況。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明結構示意圖。
[0015] 圖2為圖1的剖視圖。
[0016] 圖3為圖1的俯視圖。
[0017] 圖4為本發明受力分析圖。
[0018] 圖5為直線導槽的受力分析圖。
[0019] 圖6為本發明的應用結構示意圖。
[0020] 圖7為本發明的數據分析表。
【具體實施方式】
[0021] 下面將結合附圖對本發明作進一步描述：
[0022] 如圖1至圖7所示，本發明采取的技術方案如下：一種圓弧超速夾具，包括筒狀本 體2、凸出環部1、環形空槽3及滑槽4,其中，上述筒狀本體2的下端部設有凸環；上述凸出 環部1設置在筒狀本體2的上端部，凸出環部1與凸環之間形成環形空槽3 ;上述滑槽4包 括至少二個，滑槽4沿凸出環部1的周圓均勻間隔設置，滑槽4貫通凸出環部1的首尾兩端， 并與上述環形空槽3連通；滑槽4內端兩側邊上設有圓弧部R，滑槽4內設有鋼球5,鋼球5 通過外設的夾頭主體軸向定位，夾頭主體帶動鋼球5轉動，使鋼球5貼緊圓弧部R，以便帶動 筒狀本體2轉動。
[0023] 筒狀本體1的內部由上而下依此設有安裝孔6及方孔7,方孔7的寬度小于安裝孔 6的直徑，且沿安裝孔6的底部向下延伸至筒狀本體2的底部。
[0024] 方孔7內安裝固定有絲錐，筒狀本體2通過方孔7帶動絲錐運動。
[0025] 滑槽4包括四個，四個滑槽4間隔開設在上述環狀凸部的周緣；上述滑槽4的寬度 大于鋼球5的直徑，以便鋼球5在滑槽4內相對滑動，圓弧部R的直徑大于鋼球5的直徑。
[0026] 方孔7的周圍環面上設置有壓縮彈簧8,壓縮彈簧8穿過安裝孔6向上延伸至筒狀 本體2的外部。
[0027] 壓縮彈簧8的頂部連接在調節螺母9上，調節螺母9與外設的夾頭本體螺紋連接， 通過調整調節螺母9的軸向位置，以使壓縮彈簧8提供實際荷載Fs給筒狀本體2。
[0028] 夾頭主體通過鋼球5及筒狀本體2帶動絲錐做軸向進給運動及徑向旋轉運動，以 便完成攻絲，攻絲材料給絲錐軸向力F3,給絲錐徑向力F，當軸向力F3與徑向力F的軸向分 解力Fl之和大于實際載荷Fs時，筒狀本體2向上滑動使鋼球5滑出滑槽4外，傳動失效。
[0029] 進一步，本發明通過設置一種結構為筒狀的夾具結構，該夾具結構的筒狀本體的 兩端分別設有凸環及凸出環部，凸環與凸出環部之間形成環形空槽結構，凸出環部上開設 有四個滑槽，滑槽沿凸出環部的周圍間隔設置，滑槽內設置有鋼球，鋼球為傳力部件，鋼球 外部的夾頭本體通過鋼球帶動筒狀本體旋轉和軸向進給，筒狀本體則通過其內設置的方孔 帶動絲錐旋轉和軸向進給，鋼球是軸向限位固定的，而筒狀本體則可進行軸向運動，通過壓 縮彈簧提供筒狀本體一個預先的實際荷載Fs ;本發明具有創造性之處在于將滑槽的兩側 邊設置為圓弧部，該圓弧部的直徑大于鋼球直徑，鋼球與圓弧部直接接觸，絲錐將運動時承 受的反向扭矩作用至筒狀本體上，筒狀本體則將該扭矩作用至鋼球上，該扭矩沿軸向方向 的作用力為F1，鋼球承受的軸向力為F3,當F1+F3大于Fs時，鋼球將筒狀本體向上推動，鋼 球滑入環形空槽內，鋼球傳動失效，從而完成了過載保護作用，絲錐打滑；另外，由于壓縮彈 簧緩沖作用，在絲錐打滑后，如果機床驅動絲錐繼續進行軸向進給，可防止出現絲錐因軸向 力過大而出現折斷的情況。
[0030] 進一步，本發明的實驗載荷：
【主權項】
1. 一種圓弧超速夾具，其特征在于：包括筒狀本體（2)、凸出環部（I )、環形空槽（3)及 滑槽（4)，其中，上述筒狀本體（2)的下端部設有凸環；上述凸出環部（1)設置在筒狀本體 (2)的上端部，凸出環部（1)與凸環之間形成環形空槽（3);上述滑槽（4)包括至少二個，滑 槽（4)沿凸出環部（1)的周圓均勻間隔設置，滑槽（4)貫通凸出環部（1)的首尾兩端，并與 上述環形空槽（3)連通；滑槽（4)內端兩側邊上設有圓弧部（R)，滑槽（4)內設有鋼球（5)， 鋼球（5)通過外設的夾頭主體軸向定位，夾頭主體帶動鋼球（5)轉動，使鋼球（5)貼緊圓弧 部（R)，以便帶動筒狀本體（2)轉動。
2. 根據權利要求1所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的筒狀本體（1)的內部 由上而下依此設有安裝孔（6)及方孔（7)，方孔（7)的寬度小于安裝孔（6)的直徑，且沿安裝 孔（6)的底部向下延伸至筒狀本體（2)的底部。
3. 根據權利要求2所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的方孔（7)內安裝固定 有絲錐，筒狀本體（2)通過方孔（7)帶動絲錐運動。
4. 根據權利要求3所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的滑槽（4)包括四個， 四個滑槽（4)間隔開設在上述環狀凸部的周緣；上述滑槽（4)的寬度大于鋼球（5)的直徑， 以便鋼球（5)在滑槽（4)內相對滑動，圓弧部（R)的直徑大于鋼球（5)的直徑。
5. 根據權利要求4所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的方孔（7)的周圍環面 上設置有壓縮彈簧（8)，壓縮彈簧（8)穿過安裝孔（6)向上延伸至筒狀本體（2)的外部。
6. 根據權利要求5所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的壓縮彈簧（8)的頂部 連接在調節螺母（9)上，調節螺母（9)與外設的夾頭本體螺紋連接，通過調整調節螺母（9) 的軸向位置，以使壓縮彈簧（8)提供實際荷載（Fs)給筒狀本體（2)。
7. 根據權利要求6所述的一種圓弧超速夾具，其特征在于：所述的夾頭主體通過鋼球 (5)及筒狀本體（2)帶動絲錐做軸向進給運動及徑向旋轉運動，以便完成攻絲，攻絲材料給 絲錐軸向力（F3)，給絲錐徑向力（F)，當軸向力（F3)與徑向力（F)的軸向分解力（Fl)之和 大于實際載荷（Fs)時，筒狀本體（2)向上滑動使鋼球（5)滑出滑槽（4)外，傳動失效。
【專利摘要】本發明公開了一種圓弧超速夾具，包括筒狀本體、凸出環部、環形空槽及滑槽，其中，上述筒狀本體的下端部設有凸環；上述凸出環部設置在筒狀本體的上端部，凸出環部與凸環之間形成環形空槽；上述滑槽包括至少二個，滑槽沿凸出環部的周圓均勻間隔設置，滑槽貫通凸出環部的首尾兩端，并與上述環形空槽連通；滑槽內端兩側邊上設有圓弧部，滑槽內設有鋼球，鋼球通過外設的夾頭主體軸向定位，夾頭主體帶動鋼球轉動，使鋼球貼緊圓弧部，以便帶動筒狀本體轉動。本發明采用球體與圓弧面接觸作為傳力面，通過將絲錐扭矩轉換為軸向力而推動筒狀本體進行軸向運動使鋼球傳力失效而起到過載保護作用。
【IPC分類】B23G1-44, B23Q11-00
【公開號】CN104801790
【申請號】CN201510257429
【發明人】曾建軍
【申請人】深圳比特力機械有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月19日