夹爪插入件、夹爪组件及夹头的制作方法

本实用新型涉及夹头技术领域，具体而言，涉及一种夹爪插入件、包括该夹爪插入件的夹爪组件及包括该夹爪组件的夹头。

背景技术：

现有技术中已经开发了各种夹头。在倾斜爪夹头中，夹头主体包括大致彼此分离120°的三个通道，这三个通道设置成使得它们的中心线在靠近夹头中心轴线的方向相交于夹头前端的一点处。这三个通道约束三个夹爪的移动，这三个夹爪可以在相应的通道中移动以夹紧大致沿着夹头中心轴线放置的工具柄部(例如钻头柄部)，工具柄部的横截面为圆形或者多边形。该夹头包括绕着夹头中心旋转并接合在夹爪上的螺母，从而螺母的旋转使得夹爪在通道移动以靠近夹头中心轴线从而夹紧工具柄部或者远离夹头中心轴线从而释放工具柄部。夹头主体连接至驱动器的驱动轴并且配置成主体相对于螺母沿一个方向的旋转实现夹爪夹紧工具柄部，而沿反方向的旋转实现夹爪释放工具柄部。对于那些需要工具端部具有较大直径附件的应用来说，工具柄部的横截面为多边形，以便通过夹爪提供对工具更加可靠的夹持。

为了更好地夹持工具柄部，本领域技术人员通常在夹爪上设置插入件。对于具有横截面为多边形的工具柄部，例如三角形柄部或六边形柄部，当技术人员将工具置入夹头夹紧时，会发生三个夹爪上的夹爪插入件均只有一个柄部接触部夹紧工具的情况，此时工具依然处于夹紧状态。然而，将这种夹紧状态下的工具用来例如钻孔作业时，由于外部工件(即，被钻孔的工件)对工具的扭力作用，工具柄部会发生扭转。在一个瞬时状态下，工具柄部不接触任何一个柄部接触部，失去了夹爪对其的夹紧关系，从而会发生工具脱落的不利情形。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种夹爪插入件，本实用新型的夹爪插入件避免了工具脱落的风险。

本实用新型一方面提供了一种夹爪插入件，其适于夹持横截面呈多边形的工具柄部，其特征在于，所述夹爪插入件包括：基部；第一柄部接触部，其从基部突出，并具有适于和工具柄部接触的多个第一接触点；第二柄部接触部，其从基部突出，并与第一柄部接触部间隔布置，第二柄部接触部具有适于和工具柄部接触的多个第二接触点；其中，在同一水平面上，间隔最远的第一接触点和第二接触点之间的水平距离为宽度l，宽度l＞1.2mm。

在本实用新型的一些实施方式中，宽度l＞1.8mm。

在本实用新型的一些实施方式中，宽度l≤5.2mm。

在本实用新型的一些实施方式中，宽度l≤3.5mm。

在本实用新型的一些实施方式中，宽度l≤2.6mm。

在本实用新型的一些实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的每一者均构成平坦表面。

在本实用新型的一些实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的一者形成平坦表面，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的另一者形成一条直线。

在本实用新型的一些实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的每一者均形成一条直线。

本实用新型的另一方面提供了一种夹爪组件，该夹爪组件包括夹爪和以上描述的夹爪插入件，其中该夹爪插入件与夹爪一体成型或分别成型。

本实用新型再一方面提供了一种夹头，该夹头包括上述夹爪组件。

本实用新型的有益技术效果：

通过对夹爪插入件的第一柄部接触部的第一接触点和第二柄部接触部的第二接触点之间的最远水平距离进行如上布置，在偶然情况下，当仅仅夹爪插入件的其中一个柄部接触部夹持工具柄部时，该一个柄部接触部对工具柄部施加的合力会使得工具柄部自动地朝向另一个柄部接触部旋转，以重新实现夹爪插入件的两个柄部接触部均夹持工具柄部，从而避免了工具脱落的风险。

附图说明

为了理解本实用新型，以下通过具体实施方式并结合附图对本实用新型进行具体说明。

图1是现有技术中的夹爪插入件用于夹持工具柄部的横截面示意图，其中，该夹爪插入件使得工具柄部保持夹持状态；

图2是现有技术中的夹爪插入件用于夹持工具柄部的示意图，其中该夹爪插入件能够使得工具柄部逆时针旋转；

图3是根据本实用新型的示例性实施方式的夹爪插入件用于夹持工具柄部的示意图，其中，该夹爪插入件能够使得工具柄部顺时针旋转；

图4是根据本实用新型的示例性实施方式的夹爪插入件的立体图；

图5是图4所示的夹爪插入件的横截面图；

图6是根据本实用新型的示例性实施方式的夹爪的立体图，其中该夹爪装配有如图4所示的夹爪插入件；

图7是夹爪插入件形成的最小包络圆的示意图。

具体实施方式

虽然本实用新型的夹爪插入件、夹爪组件及夹头可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对夹爪插入件、夹爪组件及夹头的结构进行举例说明，而无意将本实用新型的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文的术语“水平”、“逆时针”和“顺时针”所涉及的方位均参考附图中的各个部件的放置方位。

通常，在夹头的正常操作状态下，夹爪插入件具有两个柄部接触部，该两个柄部接触部均与工具柄部接触以牢固地夹持工具。然而，在一些偶然情况下，会出现仅仅一个柄部接触部来接触工具柄部的情况，如图1和图2所示。

图1是现有技术中的夹爪插入件用于夹持工具柄部的横截面示意图，其中，该夹爪插入件使得工具柄部保持夹持状态，该工具例如为钻头，工具柄部的横截面呈六边形。可理解的是，工具可以为其他任何合适的类型，工具柄部的横截面形状可以为三角形、九边形以及其他任何合适的多边形形状。

在图1中，仅仅一个第一柄部接触部120接触工具柄部。在这种情况下，夹爪插入件100的第一柄部接触部120对工具柄部300施加的合力f方向通过了六边形的中心(为简洁起见，未示出另外两个夹爪上的夹爪插入件)，从而使得工具柄部300受力平衡，不会发生任何旋转。然而，在工具进行顺时针旋转的情况下，工具柄部会与夹爪插入件产生缝隙，从而导致工具从夹爪脱落。

当工具柄部300受力平衡时，对工具柄部的受力情况进行如下分析：工具柄部300受到第一柄部接触部120的压力n与合力f的夹角为α，工具柄部300受到第一柄部接触部120的摩擦力为f，则计算得出α＝arctan(μ)，第一柄部接触部120和第二柄部接触部130的端点之间的水平距离(即宽度l)为l＝h*μ*cos(α)。由于μ＝tan(α)，宽度l的表达式表示为关于μ和h的数学式，即l＝h*μ/√(μ²+1)，或者l＝h*μ*(μ²+1)^-1/2，其中，μ为夹头插入件和工具柄部之间的摩擦因子，h为六边形工具柄部的对边宽。实际应用中，工具柄部对边宽h最小规格为0.6mm，μ可取0.2，计算得出临界宽度值l＝1.2mm。也就是说，l＝1.2mm时，工具柄部300不会发生旋转，但是在工具进行作业时，会发生工具脱落的风险。

如图2所示，当宽度l＜1.2mm，即l＜h*μ/√(μ²+1)时，第一柄部接触部120对工具柄部300的合力f处于六边形中心的右侧，则工具柄部300发生绕该中心逆时针旋转运动，工具柄部300由此远离第二柄部接触部130旋转，进而无法实现夹爪插入件100的第一柄部接触部120与第二柄部接触部130共同夹持工具柄部300。这种情况下，在工具作业过程中，工具在受到外部工件的作用下会发生工具脱落的不利情形。例如当外部工件使得工具柄部顺时针旋转时，工具柄部300会与夹爪插入件100产生缝隙，从而导致从夹爪脱落。

为了避免工具脱落的情况，本申请的发明人对第一柄部接触部120和第二柄部接触部130的之间的距离进行了如下布置。

如图3至图5所示，根据本实用新型的示例性实施方式的夹爪插入件100包括基部110、第一柄部接触部120和第二柄部接触部130，第一柄部接触部120和第二柄部接触部130间隔布置；第一柄部接触部120从基部110突出，其具有适于和工具柄部300接触的多个第一接触点121；第二柄部接触部130从基部110突出，其具有适于和工具柄部300接触的多个第二接触点131；其中，在同一水平面上，间隔最远的第一接触点和第二接触点之间的水平距离为宽度l，宽度l的最小值为1.2mm，即l＞1.2mm。

如图4和图5所示，在本示例性实施方式中，第一柄部接触部120和第二柄部接触部130均具有平坦的接触表面，即，多个第一接触点121和多个第二接触点131两者均构成了平坦表面。这种情况下，l为第一柄部接触部120和第二柄部接触部130的外端部接触点之间的距离。

如图3所示，当宽度l＞1.2mm时，第一柄部接触部120对工具柄部300的合力f处于六边形中心的左侧，则工具柄部300会自动地绕该中心顺时针旋转运动，直至接触第二柄部接触部130，从而能够实现夹爪插入件100的第一柄部接触部120与第二柄部接触部130共同夹持工具柄部300。在两个柄部接触部均接触工具柄部以夹持工具柄部情况下，在工具作业过程中，工具即使受到外部工件的作用，也不会发生工具脱落的不利情形。

以上内容是在偶然情况下，以仅仅第一柄部接触部120夹持工具柄部300为例描述，同样地，存在另一种情况，即在偶然情况下，仅仅第二柄部接触部130夹持工具柄部300，而第一柄部接触部120不接触工具柄部300。这种情况下，当宽度l＞h*μ/√(μ²+1)条件下，第二柄部接触部130对工具柄部300的合力f处于六边形中心的右侧，则工具柄部300会自动地绕该中心逆时针旋转运动，直至接触第一柄部接触部120。

综上，当宽度l＞1.2mm时，即l＞h*μ/√(μ²+1)时，如果在偶然情况下，第一柄部接触部120和第二柄部接触部130中的仅仅一者与工具柄部300接触，那么与工具柄部300接触的该柄部接触部会对工具柄部施加外力，以使得工具柄部自动地朝向另一柄部接触部旋转直至与其接触。

优选地，当μ取值为0.3，宽度l＞1.8mm。μ也可以为0.2～0.3之间的任何合适数值的摩擦因子。

优选地，宽度l≤√(3)d，其中，d取决于夹头的最小夹持量。当夹头处于最小夹持量时，夹爪插入件限定了虚拟的最小包络圆。为清楚起见，对最小夹持量以及对应的最小包络圆直径进行如下解释：如图7所示，在夹头处于最小夹持量时(即夹爪移动至最靠近夹头中心轴线时)，三个夹爪插入件互相接触，三个夹爪插入件形成的虚拟的最小包络圆的直径为d。计算得出宽度l的最大尺寸为l＝√(3)d。

根据作业过程的需求，d的取值范围为1.5mm～3mm。当d＝3mm时，宽度l满足l≤5.2mm。当d＝2mm时，则宽度l满足l≤3.5mm。当d＝1.5mm时，则宽度l满足l≤2.6mm。

在该实施方式中，夹爪插入件100和夹爪200分别成型，并由不同的材料制成，然后通过粘接、焊接等方式将夹爪插入件100安装至夹爪200。具体而言，如图6所示，夹爪200上开设有凹槽210，凹槽210的深度小于夹爪插入件100的高度，以使夹爪插入件100安装在夹爪200的凹槽210上时，第一柄部接触部120和第二柄部接触部130可以接触并夹持工具柄部300。夹爪插入件100通过基部110以粘接、焊接等方式固定连接在夹爪200的凹槽210中。

在可选的实施方式中，夹爪插入件和夹爪可以是一体成型的，并且由相同的材料制成。

在另一可选的实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的一者可以形成平坦表面，而多个第一接触点和多个第二接触点两者中的另一者形成一条直线；即在这种情况下，夹爪插入件的横截面形状包括具有平坦接触面的接触部和尖端状接触部。

在又一可选的实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的每一者均形成一条直线；即在这种情况下，夹爪插入件的横截面形状包括两个尖端接触部，该尖端接触部可参考图1和图2。

在再一可选的实施方式中，多个第一接触点和多个第二接触点两者中的任一者可以形成弯曲表面。

本实用新型还提供了一种夹爪组件，该夹爪组件包括夹爪200以及如上描述的夹爪插入件100，如上所述，夹爪插入件与夹爪可以一体成型或分别成型。该夹爪的其他结构与现有技术中大体相同，在此不再赘述。

本实用新型进一步提供了一种夹头(未示出)，该夹头包括以上描述的夹爪组件。该夹头其他部件的设置与现有技术中的设置大体相同，在此不再赘述。

虽然本文举例描述了一些示例性的实施方式，但是，在不脱离本实用新型实质的前提下，可以对这些实施方式进行各种变形，所有这些变形仍属于本实用新型的构思，并且落入本实用新型权利要求所限定的保护范围。

本文所公开的具体实施方式仅用于举例说明本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然可以根据本文的教导进行各种修改，可以采用各种等同的方式实施本实用新型，因此，本实用新型上述公开的特定的实施方式仅仅是示例性的，其保护范围不受在此公开的结构或设计的细节所限，除非在权利要求中另有说明。因此，上述公开的特定的示例性的实施方式可进行各种替换、组合或修改，其所有的变形都落入本文公开的范围内。在缺少本文没有具体公开的任何元件或缺少本文公开的任选的部件的情况下，本文示例性公开的夹爪插入件仍可适当地实施。上述公开的所有的数值和范围也可进行一定变化。每当公开了具有下限和上限的数值范围，落入此范围内的任何数值及任何被包含的范围都被具体地公开了。具体而言，本文公开的数值的任一范围均可理解为列举了包含在较宽数值范围内的任一数值和范围。同样，除非申请人明确且清楚地另有定义，权利要求中的术语具有它们的清楚、通常的含义。

此外，权利要求书中的部件的数量包括一个或至少一个，除非另有说明。如果本实用新型中的用词或术语与其它文献中的用法或含义存在不一致，则应当以与本实用新型所定义的为准。