專利名稱：夾頭爪的制作方法
夾頭爪
本發明涉及一種根據權利要求前序部分所述的用于旋轉驅動式
才幾床的夾頭爪(EinspannfUtter)。
這種夾頭爪由于使用了滑套，也被稱為快速夾頭爪，機床軸例如 工具夾軸，通過滑套起夾持作用。
在換刀時只需要調整滑套位置，與滑套緊密相連的卡緊件 (Klemmkoerper)位于壁孔內部，其所在的位置可自由移位。
因此機床的軸可以自由釋放并可以簡易地從夾頭爪中取出。
本發明的目的在于提供一種這種類型的結構簡單的夾頭爪，特別 是在高速旋轉的帶毫米級軸徑的微型機床中，該夾頭爪以簡單的方 式， 一方面可快速更換，另一方面可自動旋轉抓取。
本發明的目的是通過權利要求所述的特征來實現的。
本發明的特征在于，滑套在彈簧預張緊作用的末端位置與內部凸 緣(Innenbund)通過卡緊件接觸，其再次對圓柱形機床軸施加相應高的 側向壓力。因為機床軸在設置卡緊件的位置處具有正割鍵槽 (Sekantialnut)或正割削平面，但不是環繞設置的，當卡緊件位于正割 削平面上或正割鍵槽上時，可以起到抗扭轉固定夾緊的作用。
其一方面對機床軸軸向定位，另 一方面由于作用在機床軸上相對 較小的扭矩，也起到了扭轉鎖止作用。如果正割鍵槽在軸向到達最深 位置，在機床軸上也可以施加直至深度限制器的軸向力。
機床軸在相關位置有利地具有孔或簡單制成的正割設計鍵槽，卡 緊件在滑套移位時朝著施加彈簧力的方向插入到該孔或4建槽中。
卡緊件在與基體圓柱形孔聯接時的雙重功能可以實現對裝配的 顯著簡化。
該優點通過如下實現，夾緊體在機床軸旋轉時自動嵌入正割鍵槽中。
此外基體在容納機床軸時可以簡單地與閨柱形孔軸向配合，因為 扭矩傳遞通過卡緊件完成。
實現相對較大扭矩的措施，正如所述，是在機床軸上安置正割鍵槽。
另一種措施基于以下考慮，卡緊件對機床軸進行形狀配合，從機 床軸起始的旋轉運動直到其沉入正割鍵槽中。
當卡緊件在壁孔中相應地巻邊時，通過適當的措施也可以在圓周 方向起到自加強夾緊作用。
作為最終措施，壁孔外部配合卡緊件的滑套內部凸緣可以如此設 計，在機床軸較小的旋轉時通過卡緊件形成強制的夾緊。
然而卡緊件保持了雙重功能，確保在徑向和機床軸可能的旋轉運 動方向上起作用。
有利的進一步改進可以從以下的權利要求中獲得。
特別是在常見的帶有大約3mm至4mm細長機床軸的機床中，當 使用當強常見的轉速至每分鐘30000轉時，在固定夾緊的軸的下部三 分之一處將產生共振，起最終可以導致機床發出噪聲。
在此提供了對本發明進一步擴展的補救措施，對基體位于頭部區 域的情況，提供了機床軸的定中心。其可以通過以下方式實現，基體 在插入側具有環繞的內部凹槽，凹槽內嵌入了由合成橡膠材料制成的 環。
嵌入環的內徑比機床軸的外徑稍微要小，這樣形成了機床軸附件
的徑向夾緊，借助該徑向夾緊，卡緊件緊靠位置和刀具支座之間機床 軸的自由振動長度將變小。
由于固有頻率的提高，振動幅度將顯著減小。
因此可以可靠的避免由于不理想的固有頻率造成的機床不安靜 的運行。以下將依據本發明的實施例進行詳細的說明。其中
圖1顯示的是本發明第一個實施例的縱向截面；
圖2顯示的是所屬機床軸的實施例；
圖3顯示的是本發明在驅動位置時的進一步實施例；
圖4顯示的是根據圖3的在插入^置時的實施例。
如果以下沒有作其它的說明，則描述對所有附圖都有效。
圖中顯示了用于旋轉驅動式機床的夾頭爪1 。
機床在此沒有顯示，只顯示了機床的軸6。
夾頭爪具有居中的柱形基體2。基體2具有用于機床心軸4的驅 動端3和用于才幾床軸6的相對而置的插入端5。
基體2被滑套7圍繞，滑套7在向著插入端3的方向上處于彈簧 預載下。
滑套也可以在其它方向處于彈簧預載下。對于這種情況，以下實 施例相應地有效。
彈簧預載由壓力彈簧8產生，該壓力彈簧支撐在基體2外部凸緣 和滑套7的內部凸出部之間。
滑套可在上部末端位置9和下部末端位置10之間移位。
其具有環繞的內部凹槽11，在通過壓力彈簧8被擠壓的預定末端 位置10處與基體2的壁孔12對齊。
卡緊件14位于壁孔12中，在壁孔12的位置上，其徑向尺寸比 基體2的壁厚要大。
如有可能，必須考慮徑向間隙15，該徑向間隙產生在滑套7的內 部凸緣13和基體2在壁孔12位置的外徑之間。
內部凸緣13設置在滑套7的一個位置上，其位于滑套7的前部 末端位置9，當滑套處于壓力彈簧8的預載下時，壁孔12位于其對面。
因此卡緊件不可避免地保持在機床軸的正割鍵槽22內。
重要的是，空心柱形基體2在位于機床軸6的縱向區域設置成圓 柱形空心體，這樣其可以容納才幾床的圓柱形軸。
該圓柱形空腔的內徑對應于機床圓柱形軸的外徑，這樣軸6原則 上在基體2的孔內可自由旋轉。
此外，卡緊件14在滑套7上內部凸緣13支撐在卡緊件14上位 置(滑套內部凸緣13與壁孔12對齊)處，作為機床圓柱形軸6的軸向 的且抗扭矩的夾緊裝置，因為機床軸在適當的位置具有正割鍵槽。
因此卡緊件.14具有雙重功能。
其一方面避免了機床軸6的徑向脫落，同時在圓周方向起到了夾 緊功能。
在根據圖1的實施例中，在插入軸6的端面處，壁孔12由深度 限制器16以預定的距離17隔開。
當機床軸6靠在深度限制器上時，卡緊件14可以位于帶有斜面 設計的正割鍵槽的位置上。這樣就保證了徑向的夾緊功能。
通過這種方式，需要在軸6的中間區域進行夾緊，這樣盡管在機 床軸6和基體2的圓柱形孔之間出現不可避免的徑向間隙，由于必須 的過盈配合只產生有限自由振動。
通過卡緊件14形成了軸6的夾緊位置，其位于軸線方向，這樣 最終出現的共振只具有較小的幅值，并且主要出現在高頻時。
相對于夾緊體確定深度限制器1《和軸6夾緊位置之間的設定間 距大小17起到了如下作用，即，可以減小自由分布在軸6長度方向 上的最終共振。
在圖1的情況中，深度限制器16通過^^向貫穿基體2的銷釘18 構成。
銷釘設置在機床心軸4的頭部，并位于基體2橫向貫穿的徑向孔內。
在軸6插入時，其前端與4黃向布置的銷4丁 18相碰， 一旦卡緊件 沉入正割鍵槽，軸6通過滑套7的松開可以被卡緊件14在徑向和圓
周方向剛性地保持，
此外，滑套7在末端位置被壓力彈簧8批靠上部阻塞環21保持，
可以保證軸6在旋轉時被夾緊。
阻塞環21也可以用顏色做標記，用于顯示滑套7是否完全滑出。 此外如果想要進一步減少插入軸6的自由振動長度，在基體2的
頭部區域設置了環繞的內部凹槽19，在其中嵌入了合成橡膠材料制成的環。
該環一方面具有較好的避震性能，此外也具有內徑，其稍微比軸 6的外徑要小。
這對于基體2的圓柱形凹辨同樣有效，其中機床軸6插入到該凹 槽中。
由于軸6在相對刀具最遠處方向上的彈性但無間隙的圓周布置， 使得分布在軸6長度尺寸上的最終自由振動進一步減小，同時其幅值 變小，頻率提高。
合成橡膠環20可以由橡膠或^ 圭樹脂或類似的材料組成。 代替合成橡膠環也可以在該位置上設置夾鉗或鋼彈簧等類似形 式的定心裝置。也可以設置錐形支座，其構成定"錐26,對應于圖3 和圖4，其中支承了構造較為復雜的機床軸。錐形支座在其直徑最小 的位置上附加地形成深度限制器16。這種進一步的擴展形式，特別是 在比3mm至4mm要大的軸徑，例如6mm至12mm或者更大直徑時 提供。
此外圖2顯示了軸6的局部詳圖，其中的卡緊件l4在給定的間 距A(從插入端的端面測量)下受作用。
因此從銷釘18的包絡線處測量間距A,軸6在夾頭爪1中的插 入深度被限制在卡緊件14作用于軸6的位置。
為了獲得特別高的抗扭矩夾緊，建議這種類型的機床軸6設置至 少一個部分環繞分布的鍵槽22,這樣被內部凸緣13保持在夾緊位置 的卡緊件14實際上在圓周方向對軸6施加了夾緊作用，從而形成了
抗扭矩夾緊。
卡緊件在軸6的旋轉運動時，在圓周方向相對內部凸緣13壓緊， 通過這種方式承載了壓力。卡緊件14在徑向不會偏離，這就保證了 在圓周方向上的夾緊功能。
內部凸緣13阻止了卡緊件徑向朝外偏離，這樣機床心軸4上施 加的扭矩通過卡緊件14的夾緊功能在圓周方向完全傳遞到機床的軸6 上。
卡緊件14對正割鍵槽22的斜面25產生擠壓，徑向的夾緊也變 得非常牢固。其可以在根據圖2的正割鍵槽22劃陰影線的區域中實 現。
附圖標記列表
1夾頭爪
2基體
3驅動端
4機床心軸
5插入端
6機床軸
7滑套
8壓力彈簧
9上部末端位置
10下部末端位置
11內部凹槽
12壁孔
13內部凸*彖
14卡緊件
15徑向間隙 16深度限制器 17間距 18銷釘 19內部凹槽 20合成橡膠環 21阻塞環 22鍵槽 23內螺紋 24機床心軸 25斜面 26定心錐 A間距
權利要求
1、一種用于旋轉驅動式機床的夾頭爪(1)，其帶有居中的空心柱形基體(2)，所述基體具有用于機床心軸(4)的驅動端(3)和用于機床軸(6)的相對而置的插入端(5)；所述基體(2)被滑套(7)環繞，該滑套(7)在某一方向上處于彈簧預載(8)下；所述滑套(7)可在兩個末端位置(9，10)之間移位；所述滑套(7)在此處具有環繞的內部凹槽(11)，即，該滑套的內壁在到達克服彈簧預載(8)的方向上的末端位置(10)時位于所述基體(2)的壁孔(12)前，而所述滑套(7)在此還具有環繞的內部凸緣(13)，即，該內部凸緣(13)在到達沿所述彈簧預載(8)方向的末端位置(9)時，與同一個壁孔(12)對齊；在所述壁孔(12)內安置了卡緊件(14)，其徑向尺寸比所述壁孔所在位置的、所述基體(2)的壁厚連同所述滑套(7)的所述內部凸緣(13)與所述基體(2)外徑之間可能形成的徑向間隙(15)之和還要大，其特征在于，所述空心柱形基體(2)的內圓柱空心體用于容納機床的圓柱形軸(6)，所述卡緊件(14)在位于所述壁孔(12)前的、所述滑套(7)的所述內部凸緣(13)處，通過突入在所述基體內部圓柱形的凹槽中，用作所述圓柱形軸(6)的軸向的且抗轉矩的夾緊裝置。
2、 根據權利要求1所述的夾頭爪(l),其特征在于，所述壁孔(12) 從所述夾頭爪(1)的深度限制器(16)開始以預定的值相對于所述深度限 制器(16)間隔開。
3、 根據權利要求2所述的夾頭爪(l)，其特征在于，所述深度限 制器(16)由橫向貫穿基體(2)的銷釘(18)構成，所述銷釘(18)安置在機床 心軸(4)的頭端。
4、 根據權利要求2所述的夾頭爪(l),其特征在于，所述深度限 制器(16)在基體(2)中由頭部側的直徑梯構成。
5、 根據權利要求1至4中任一項所述的夾頭爪(l)，其特征在于， 所述基體(2)在其插入端具有環繞式內部凹槽(19)以用于容納合成橡膠 材料制成的環(20)。
6、 根據權利要求4所述的夾頭爪(l),其特征在于，所述由合成 橡膠材料制成的環(20)的內徑稍微小于所述基體(2)用于機床軸(6)的 圓柱形凹槽。
7、 根據權利要求1至6中任一項所述的夾頭爪(l)，其特征在于， 所述基體(2)在其插入端具有附加的夾緊鉗或定心錐(26)。
8、 根據權利要求1至6中任一項所述的夾頭爪(l),其特征在于， 所述基體(2)在用于機床心軸(24)的驅動端上具有內螺紋(23)。
全文摘要
本發明涉及一種夾頭爪(1)，特別是在高速旋轉的帶毫米級軸徑的微型機床中，該夾頭爪以簡單的方式，一方面可快速更換，另一方面可自動旋轉抓取。空心圓柱基體(2)設計為內部圓柱形空心體，用于容納機床的圓柱形軸(6)，卡緊件(14)在位于壁孔(12)前的滑套(7)的內部凸緣(13)處，通過懸伸在基體內部圓周的凹槽中，而用作圓柱形軸(6)軸向上的且抗轉矩的夾緊裝置。
文檔編號B24B45/00GK101384392SQ200780006049
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月23日 優先權日2006年2月23日
發明者A·卡塞爾 申請人:羅伯特.施羅德股份有限兩合公司