专利名称：直柄工具用快换莫氏套筒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机床附件，特别涉及一种供夹持直柄工具用的快换莫氏套筒。
直柄工具通常是指机用丝锥，直柄钻头，直柄铰刀等孔用工具。目前常用的夹持直柄工具的机床附件有攻丝夹头和莫氏弹簧套筒。攻丝夹头由刀柄和锥套两部分组成，锥套上有扭矩过载保护装置，以防丝锥在特殊情况下折断，但其结构复杂，外形尺寸大和价格高，还需按各种丝锥调正扭矩，较易损坏，且还要用专用刀柄。在批量生产和专机加工中常用的是莫氏弹簧套筒，但由于其结构上的限制，一种规格的弹簧套筒只能用于直径差在0.10mm范围内的刀具，也就是一种规格的弹簧套筒基本上只能用于一种柄部直径尺寸的刀具。此外，更换刀具或对刀具进行刃磨时需将莫氏套筒从机床主轴孔中取下，再拆去连接套筒，费时费力。
本实用新型的目的是提供一种直柄工具用快换莫氏套筒，这种套筒结构简单，使用可靠，能快换刀具以提高生产效率，能高精度定位以提高加工质量，且外形尺寸小，适用性强，一种规格的快换套筒能夹持在较大直径差范围内的几种规格的刀具。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种直柄工具用快换莫氏套筒，包括一锥体，其夹持孔孔底处一传动槽的横截面呈腰形，靠近夹持孔开口处的壁上有一环形带内锥面的凹槽；一定位护套，它安装在夹持孔的孔底处，其轴向中心有容刀具柄部通过的中心通孔，其外侧的一部分是与夹持孔滑动配合的圆柱形表面，外侧的另一部分是朝向夹持孔开口处收缩的截头圆锥形表面，该圆锥形表面的锥顶角β为16－30度，最好为20度，此外，在同一横截面上的圆锥形表面与中心通孔表面之间还均布着诸滚珠孔，各滚珠孔内分别可移动地安装着可同时向外凸出于圆锥形表面和向内凸出于中心通孔表面的钢球；一内锥套，它安装在夹持孔内、并靠近定位护套的外侧呈锥形一端处，其轴向中心是与定位护套的圆锥形表面对应配合的截头圆锥形通孔，其外侧是与夹持孔表面滑动配合的圆柱形表面；一滚珠护套，它安装在夹持孔的开口处，其轴向中心有容刀具柄部通过的中心通孔，其外侧是与夹持孔表面滑动配合的圆柱形表面，在其同一横截面的壁上均布着诸滚珠孔，各滚珠孔内分别可移动地安装着可同时向外凸出于外表面和向内凸出于内表面的钢球，此外，在所述横截面处还设有凸出于外表面的、当滚珠护套安装在夹持孔内时只可在环形带内锥面的凹槽内移动的定位结构，还有，在露出于夹持孔的滚珠护套的一端外表面上的、径向向外延伸的凸缘；以及一压缩弹簧，它安装在内锥套的一端与相对的滚珠护套的一端之间。
本实用新型的还有一个改进是，锥体上具有与腰形传动槽连通的径向通孔。
本实用新型的优点是，这种套筒结构简单，使用可靠，能快速更换刀具，且定位精度高，从而既提高生产效率又提高加工质量。此外，它的适用性较强，一种规格的快换套筒能夹持在较大直径差范围内的几种规格的刀具。
下面将结合附图对本实用新型的实施例作详细的说明
图1是安装着刀具的本实用新型一实施例带局部剖视的结构图；图2是表示锥体结构的局部剖视图；图3是沿图2中的A－A线的剖视图；图4是定位护套的纵剖视图5是内锥套的纵剖视图；图6是滚珠护套的纵剖视图。
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图1，按照本实用新型的一实施例包括一锥体8，以及安装在锥体8的夹持孔9里的一带有钢球6的定位护套7，一内锥套5，一压缩弹簧4和一带有钢球3的滚珠护套2。上述结构可快速稳定地夹持或取下刀具1。
参看图2和图3，锥体8的一端是带有轴向开口的夹持孔9，夹持孔9的孔底处有一横截面呈腰形的传动槽10，传动槽能可靠传递扭矩并承受轴向推力，而腰形结构则能使其既适用于直柄回转工具(丝锥，铰刀)的方形尾，又适用于直柄工具(直柄麻花钻，直柄机用铰刀)的扁尾。此外，在锥体8上还有与腰形传动槽10连通的径向通孔22，以便当刀具1的柄部断在锥体8内时，可通过径向通孔22将断柄推出锥体8。在靠近夹持孔9开口处的孔壁上有一环形带内锥面的凹槽11。该凹槽11靠近夹持孔9开口的一部分内锥面12与夹持孔壁的夹角α为12－16度，最好是14度。
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图1和图4，定位护套7安装在锥体8的夹持孔9的孔底处，其轴向中心有允许刀具1的柄部通过的中心通孔13。其外侧的一部分是可与夹持孔9的表面滑动配合的圆柱形表面14(安装时推靠至夹持孔9的孔底)；而其外侧的另一部分是截头圆锥形表面15(安装时锥顶朝向夹持孔9的开口)，其锥顶角β为16－30度，最好是20度。此外，在外侧为圆锥形表面15的护套壁上还均布着若干滚珠孔16，这些滚珠孔16均在同一横截面上。各滚珠孔16在外侧表面上的开口与孔径相同，而在内侧表面上的开口略小于孔径，这种结构有利于钢球6的安装和定位。此外，安装在各滚珠16内的钢球6，如
图1所示那样，可同时向外凸出于圆锥形表面15和向内凸出于中心通孔13的表面，并可在滚珠孔16内转动并作径向移动。
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图1和图5，内锥套5安装在夹持孔9内靠近定位护套7的锥形端之处。其轴向中心是与定位护套7的圆锥形表面15对应配合的截头圆锥形通孔17，其锥顶角也为β。内锥套5的外侧是可与夹持孔9表面滑动配合的圆柱形表面。安装后的内锥套5，其圆锥形通孔17表面可与凸出于定位护套7之圆锥形表面15外的钢球6接触。
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图1和图6，滚珠护套2安装在夹持孔9的开口处。其轴向中心为一允许刀具1的柄部通过的中心通孔18，其外侧是可与夹持孔9表面滑动配合的圆柱形表面，而在其露出于夹持孔9外的一端为一沿径向向外延伸的凸缘21，用以防止滚珠护套2全部进入夹持孔9。在滚珠护套2的壁上也均布着与定位护套7上的滚珠孔16结构相同的滚珠孔20，它们也都位于同一横截面上，且各滚珠孔20内也分别安装着与钢珠6有着相同作用的钢珠3。此外，在所述横截面上，还设有凸出于滚珠护套2外表面的定位结构20，当滚珠护套2在夹持孔9内安装定位后，应使定位结构20恰位于环形凹槽11内，而各钢球3也恰位于凹槽11内或其附近，由于定位结构20只能在凹槽11内移动，从而可防止滚珠护套2脱离夹持孔9和过度地向夹持孔9内移动。
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图1，位于夹持孔9内的压缩弹簧4被紧抵在内锥套5与滚珠护套2之间。
本实用新型的工作原理是，当套筒内未插入刀具1时，滚珠护套2和内锥套5在压缩弹簧4的作用下分别向相反方向移动到不能移动为至，此时，滚珠护套2上的各钢球3在最靠近环形凹槽11边缘处的内锥面12部分的挤压下最大限度地向滚珠护套2的轴线靠拢，从而在滚珠护套2的中心通孔18内形成包络所有钢球3内侧而形成的最小圆内径；同时，定位护套7上的各钢球6在内锥套5的圆锥形通孔17表面的挤压下最大限度地向定位护套7的轴线靠拢，从而在定位护套7的中心通孔13内形成包络所有钢球6围成的最小圆内径，且该两个最小圆内径基本上相等；而滚珠护套2的中心通孔18的内径与定位护套7的中心通孔13的内径也基本上是相等的。显然，该两最小圆内径小于两中心通孔之内径。因此，插入的刀具1之柄径可在大于上述两最小圆内径及小于两中心通孔18和13的内径之间选择。当刀具1的柄部插入套筒时，刀具1柄部的倒角先接触各钢球3，并通过各钢球3推动滚球护套2克服弹簧4的作用力而向右运动(参看
图1所示位置)，并使钢球3沿内锥面12落入凹槽11内，使包络各钢球3形成的圆内径逐步扩大，直至可允刀具1的柄部进入为至，此时滚珠护套2停止向右移动。随着刀具1的柄部继续向右插入，柄部上的倒角又接触并挤压各钢球6，这样，迫使各钢球6通过圆锥形通孔17的斜面给内锥套5一个向左的作用分力，使内锥套5克服弹簧4的作用力而向左运动，直到各钢球6向定位护套7的外侧运动并使包络各钢球6形成的圆内径扩大到允许刀具1的柄部进入为至。最后，继续向右插入刀具1，直至刀具1的传动扁尾(或传动方头)插入锥体8的腰形传动槽10。至此，刀具1安装完毕。传动槽10传递扭矩并承受刀具的轴向向内力。而钢球6在弹簧4(通过内锥体5及其圆锥形通孔17的斜面)的作用下紧贴着刀具1柄部的外圆面，起着定位作用。钢球3在弹簧4(通过滚球护套2及凹槽11上的内锥面12)的作用下紧贴着刀具1柄部的外圆面，既起着定位作用，又依靠内锥面12起着轴向夹紧作用，使刀具1能承受向外的轴向拉力。由于刀具1的轴向方向上有两圈钢球3和6同时起着定位作用，所以可保证刀具1与锥体8的定位精度(同轴度)。当要取下刀具1时，只需将滚珠护套2略向右推动，滚珠护套2上的钢球3与刀具1柄部的外圆表面之间形成的夹紧作用即消失，刀具1即能拔出，从而可快速换刀具。
权利要求1.一种直柄工具用快换莫氏套筒，包括一锥体(8)，在其夹持孔(9)的孔底处有一传动槽(10)，靠近夹持孔(9)开口处的孔壁上有一环形带内锥面的凹槽(11)；一滚珠护套(2)，它安装在夹持孔(9)的开口处，其轴向中心有容刀具(1)柄部通过的中心通孔(18)，其外侧是与夹持孔(9)表面滑动配合的圆柱形表面，在其位于同一横截面的壁上均布着诸滚珠孔(19)，各滚珠孔(19)内分别可移动地安装着可同时向外凸出于其外表面和向内凸出于其内表面的钢球(3)；此外，在同一所述横截面处还设有凸出于其外表面的、当滚珠护套(2)安装在夹持孔(9)内时只可在所述环形凹槽(11)内移动的定位结构(20)；此外在露出于夹持孔(9)外的滚珠护套(2)的一端有一沿径向向外延伸的凸缘(21)；以及一压缩弹簧(4)；其特征在于，还包括一定位护套(7)，它安装在夹持孔(9)的孔底处，其轴向中心有容刀具(1)柄部通过的中心通孔(13)，其一部分外表面是与夹持孔(9)滑动配合的圆柱形表面(14)，而另一部分外表面是朝向夹持孔(9)开口处收缩的截头圆锥形表面(15)，该圆锥形表面的锥顶角β为16-30度；此外，在同一横截面上的圆锥形表面(15)与中心通孔(13)表面之间还均布着诸滚珠孔(16)，各滚珠孔(16)内分别可移动地安装着可同时向外凸出于圆锥形表面(15)和向内凸出于中心通孔(13)表面的钢球(6)；以及一内锥套(5)，它安装在夹持孔(9)内靠近定位护套(7)的锥形端之处，其轴向中心为一与定位护套(7)的圆锥形表面(15)对应配合的截头圆锥形通孔(17)，其外侧是与夹持孔(9)滑动配合的圆柱形表面；此外，所述压缩弹簧(4)安装在所述内锥套(5)与滚珠护套(2)之间；而所述传动槽(10)的横截面呈腰形。
2.如权利要求1所述的一种直柄工具用快换莫氏套筒，其特征在于，锥体(8)上具有与腰形传动槽(10)连通的径向通孔(22)。
3.如权利要求1所述的一种直柄工具用快换莫氏套筒，其特征在于，定位护套(7)外侧的截头圆锥形表面(15)的锥顶角β为20度。
专利摘要一种直柄工具用快换莫氏套筒，包括一锥体，锥体的夹持孔内有腰形传动槽和环形带内锥面的凹槽；一定位护套，有轴向中心通孔和部分外侧圆锥形表面，壁上有安装钢球的滚球孔；一内锥套；其轴向中心是与定位护套的圆锥形表面对应的圆锥形通孔；一滚珠护套，其壁上有安装钢球的滚珠孔，且其外侧表面上还有定位结构，它可使滚珠护套在适当范围内移动；以及一位于内锥套和滚珠护套之间的压缩弹簧。本套筒可快换刀具，提高定位精度，且适用性强。
文档编号B25B19/00GK2186633SQ94202368
公开日1995年1月4日 申请日期1994年1月19日 优先权日1994年1月19日
发明者黄迎庆 申请人:黄迎庆