专利名称：具有轴向挡块的工具机夹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工具机夹头，特别是一种其中形成有用于吸收轴向力的挡块的工具机夹头。
用于夹持任何类型工具的工具机夹头在本技术领域中是为人熟知的。比如，Stoner的美国专利No.2346706叙述了一种传统的夹头，具有多个带平直侧边的夹紧件，它们借助于各夹紧件之间的弹性材料围绕一共同轴线保持在等距间隔开来的相对位置上。这种材料一般是橡胶或橡胶合成物。这种夹头的范例是为人熟知的Rubber-Flex夹头，由Jacobs卡盘制造公司(JacobsChuck Manufacturing Company)制造出售。
另一类夹头是熟知的剖分式钢制夹头，诸如宾夕法尼亚州赖绸卜市的Kennametal公司(Kennametalof Latrobe，Pennsylvania)所制造出售者。
在使用传统的Rubber-Flex和剖分式钢制夹头以夹紧和卡持圆形工具柄部的情况下，各个夹紧部分(剖分式夹头)和夹板(Rubber-Flex夹头)的内直径夹紧表面卡持各相应的工具柄部并吸收基本上沿着各夹紧表面的整个长度施加于工具柄部的轴向和转动应力二者。比如，采用这种传统的夹头，唯一可防止工具柄部在夹头里面作不利的轴向移动的因素是各夹板或夹紧部分与工具柄部之间的夹紧力度或摩擦力量。因而，各夹板或夹紧部分在转动和轴线两个方向上都承受剪切力或应力。防止工具在夹头里面作不利的轴向移动对于所需在夹头与工具柄部之间的夹紧力度来说，是一项至关重要的因素并往往是决定性的因素。
因而，一种可吸收施加于夹爪或夹紧部分的轴向力或应力从而只需关注各夹紧部分或各夹板的夹紧表面之间的转动应力的夹头在本技术领域中会是一项受人欢迎和需要的进展。
因而本发明的一项主要目的是提供一种经过改进的夹头，可吸收施加于夹头的轴向力或应力而勿须夹头各夹爪与工具柄部之间任何更大的夹紧力度。
本发明的再一项目的是提供这样一种夹头，其设置有一用于夹头中工具柄部的标准或已知的轴向挡块，从而保证工具柄部在夹头中的精确轴向定位。
本发明另一项目的是提供一种经过改进的夹头，由于夹爪与夹头里面的工具柄部之间的应力尽量减小而具有相当长的使用寿命。
本发明的其他一些目的和优点将部分地叙述在以下说明之中，或者从说明中显然可见，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的各项目的和优点可以借助于在所附各项权利要求中具体指出的各种手段和组合予以实现和获得。
为了达到这些目的并符合本发明的各种用途，提供了一种工具机夹头，通过接合一夹头卡持器的配接表面而被驱动，如本技术领域中通常所了解的那样。夹头包括多个夹爪，围绕一穿过夹头的纵向中心轴线以预定的沿纵向和周向间隔开来的位置关系予以安装。各夹爪具有平行于中心轴线的内表面，从而多个夹爪形成一穿过夹头的内直径开孔，用以容纳一圆形工具柄部。各夹爪具有外表面，从而多个夹爪形成一外表面，用以接合夹头卡持器的配接表面。弹性材料设置在各夹爪之间，用于把多个夹爪保持在预定的间隔开位置关系上。一沿径向向内的挡块形成在夹头的内直径开孔里面。挡块设置得用以接触一插进夹头的工具柄部的尾部端面，借以防止工具柄部在夹头中作轴向后移并吸收施加于各夹爪的轴向力或应力。
在本发明的一最佳实施例中，挡块由多个夹爪形成，其中，至少一个夹爪包括一形成在内直径开孔里面、垂直于夹爪的相应内表面的平面部分，此平面部分形成工具柄部的尾部端面所座靠的挡块。最好是，所有的夹爪都包括这样一个相应的平面部分，全部平面部分集体地形成挡块。
在本发明的另一最佳实施例中，夹头包括一连续的外直径密封件，围绕夹头外表面沿周向设置，以及一连续的内直径密封件，沿周向设置在夹头的内直径开孔里面。最好是，连续的内和外直径密封件都与弹性材料形成为一体。最好是，内和外直径密封件都是双唇式密封件。
最好是，各夹爪还包括穿过每一夹爪所形成的至少一个穿孔。弹性材料延伸穿过这些穿孔而形成穿过各夹爪的基本上同心的弹性材料圆环。
进一步可取的是，在各夹爪之间的弹性材料上形成一些纵向槽道。这些纵向槽道用来增大夹头的压缩性并且在夹头各密封方案中用作冷却剂槽道。
包括在本说明书中并构成其一部分、图示了本发明各项实施例的各附图与文字说明一起用来阐明本发明的各项原理。
图1是本发明一种夹头的局部切除透视图；图2是示于图1的夹头的侧视剖视图；图3是夹头的侧视剖视图，具体表明卡持在夹头之中的工具柄部；图4是示于图3的夹头沿着所示直线所取的端视图。
现在详细说明本发明的各当前最佳实施例，其一或多项范例示于各附图之中。提出每一范例是为了阐明本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本技术领域中的熟练人员来说，显而易见的是，本发明中可以作出各种各样的修改和变更而不致偏离本发明的范围和精神。比方说，作为一项实施例一部分而图示和说明的各项特征可以用在另一项实施例中以形成又一项实施例。因而，期望的是，本发明概括了处于所附各项权利要求及其对等表述的范围之内的这些修改和变更。各图中的零部件标号遍及整个申请是始终一贯的，同样的零部件在每一图中具有同样的标号。
一般地参照各图，其中表明一种本发明的夹头10。在本技术领域中，一般都了解，夹头10是通过接合一夹头卡持器的配接表面而被驱动的(未画出)。在本技术领域中的熟练人员都很为了解夹头在夹头卡持器中的使用，其详细说明对于本项披露是不必要的。
夹头10包括多个夹爪12。各夹爪12围绕穿过夹头10的纵向中心轴线14以预期的沿纵向和周向间隔开来的方式予以安装。各夹爪12具有平行于中心轴线14的内表面16。多个夹头12和内表面16限定一个穿过夹头的内直径孔，用于容纳一工具柄部20，如图3具体所示。各夹爪12具有外表面24，从而多个夹爪12限定了一个外表面26，用于接合夹头卡持器配接表面。
弹性材料28，诸如橡胶或橡胶合成物，设置在各夹爪12之间，用于把各夹爪12保持在预期的间隔关系之中。在具体示于图2的一项最佳实施例中，各夹爪12还包括制成在其上的一些穿孔或孔眼44。在此项实施例中，弹性材料设置在各个穿孔之间并实质上形成穿过各夹爪12的一些弹性材料46的同心圆环。
夹头10还包括设置在内直径开孔18里面的一个径向向内指向的挡块30。挡块30设置在夹头10的尾部并形成一接触表面以接触一插进夹头的工具柄部20的尾部端面22，如图3具体所示。在一项最佳实施例中，挡块30由形成在至少一个夹爪12上面的至少一个平面部分32形成，最好是，挡块由形成在所有夹爪12上面的各平面部分32构成。各平面部分32是由垂直于各夹爪12内表面22的各表面形成的。如各图中所示，各夹爪可以包括在各平面部分32后面的、沿径向向内延伸的各纵向部分34。此项实施例因各夹爪12以及夹头10整体的易于制造而可能受到偏爱。
诸如本夹头这样的一类夹头，包括多个由弹性材料以间隔开来的方式予以卡持的独立夹爪，比起传统的剖分式钢制夹头具有大得多的压缩性。因而，这类夹头一般可用于一定范围的内直径，从而一个夹头可以配用两个不同直径的工具柄部。从而，平面部分必须沿径向向内至少延伸到这样一个径向位置，以便为夹头为之设计的最小直径的工具柄部形成挡块30。最好是，各平面部分32沿径向向内尽量延伸，但不应影响各夹爪12围绕轴线14的径向配置。
具体参照图3，一圆形工具柄部插进内直径开孔18，以致工具柄部的后端面22靠紧挡块30。因而，在夹头的操作中，施加于工具柄部20的轴向力直接由包括挡块30的各零件予以传递和吸收。从而，在各夹爪12的内表面22与工具柄部20的圆周表面之间所需关注的唯一应力是转动应力。各夹爪只需要在工具卡持器里面受到压紧以防止工具柄部在夹头之中的转动。工具柄部与夹头各夹爪之间的轴向应力或轴向后移不再与本发明相关。
在本发明的一项最佳实施例中，夹头10包括一连续的外直径密封件36和一连续的内直径密封件38。外直径密封件36围绕各夹爪12的外表面24沿周向设置并在周向上沿径向向外延伸而超出外表面26。内直径密封件38是一连续的密封件，在内直径开孔里面沿周向设置并沿径向向内伸进开孔。最好是，内和外直径密封件36、38都与弹性材料28制成一体并由与弹性材料同样的材料制成。各密封件也最好是一种双唇式外直径密封件40和一种双唇式内直径密封件42，如各图中所示。内和外直径密封件的设计、结构和使用在本人的美国专利No.5,324,050中作了广泛描述，在此引用作为参考。
最好是，夹头10还包括各纵向槽道48，形成在从夹头的后端面直到内直径密封件38的各夹爪12之间的弹性材料之中，如图3和4具体所示。各槽道48起到增大夹头压缩性和在夹头以密封状态使用时用作冷却剂引入液体槽道这种双重作用。比如，在需要把加压冷却液送向由夹头卡持的工具或工件时，把加压液体送进夹头卡持器。借助于外直径密封件36可防止液体围绕夹头而泄漏，而借助于各纵向通道48可使液体流进夹头。借助于内直径密封件38可防止冷却剂从夹头10漏出。因而，送入夹头10的冷却剂被迫进入形成在由夹头卡持的工具柄部上形成的各冷却剂孔眼或槽道。另外，冷却剂可以从夹头10里面借助于一穿过夹头前端面形成的并连通于各纵向槽道48的冷却剂孔口通向工件。此项实施例在本人的美国专利No.5,405,155中作了广泛描述，在此也引用作为参考。
对于本技术领域中的熟练人员来说，显而易见的是，在本发明中可以作出各种各样的修改和变更而不致偏离本发明的范围和精神。比如，轴向挡块30可以由一个夹爪12构成，或者最好是由多个夹爪12形成。期望的是，所附各项权利要求及其对等表述概括了可以对本发明装置作出的各种各样的修改与变更。
权利要求
1.一种工具机夹头，通过接合一夹头卡持器的配接表面而被驱动，所述夹头包括多个夹爪，围绕穿过所述夹头的纵向中心轴线以预定的沿纵向和周向间隔开来的位置关系予以安装，所述各夹爪具有平行于中心轴线的内表面，从而所述多个夹爪形成一个穿过所述夹头的内直径开孔，用于容纳一工具柄部，所述各夹爪具有外表面，从而所述多个夹爪形成一外表面，用于接合夹头卡持器的配接表面；设置在所述各夹爪之间、用于把所述各夹爪保持在所述预定间隔关系上的弹性材料；以及一沿径向向内指向的挡块，形成在所述夹头的所述开孔里面，所述挡块设置得与一插进所述夹头的工具柄部的尾部端面相接触，从而防止工具柄部沿轴向后移。
2.按照权利要求1所述的夹头，其中，所述挡块由所述各夹爪形成。
3.按照权利要求2所述的夹头，其中，至少一个所述夹爪上形成有一个垂直于所述各内表面的平面部分，所述平面部分形成所述挡块。
4.按照权利要求3所述的夹头，其中，每一所述夹爪包括一相应的所述平面部分，所述各平面部分集体形成所述挡块。
5.按照权利要求4所述的夹头，其中，所述各夹爪还包括一从所述平面部分后面的所述内表面沿径向向内延伸的纵向部分。
6.按照权利要求1所述的夹头，还包括一连续的外直径密封件，围绕所述外表面沿周向设置，所述外直径密封件与所述弹性材料形成一体并在周向上沿径向向外延伸而超出所述各夹爪的所述外表面，以及一连续的内直径密封件，沿周向设置在所述内直径开孔里面。
7.按照权利要求6所述的夹头，其中，所述外直径密封件设置得相对于在一工具卡持器里面的所述夹头靠近所述夹头的后端，而所述内直径密封件设置得相对于在一工具卡持器里面的所述夹头靠近所述夹头的前端。
8.按照权利要求6所述的夹头，其中，所述内直径密封件包括一双唇式密封件。
9.按照权利要求6所述的夹头，其中，所述外直径密封件包括一双唇式密封件。
10.按照权利要求6所述的夹头，其中，所述内和外直径密封件与所述弹性材料模制成为一体。
11.按照权利要求1所述的夹头，其中，每一所述夹头还包括至少一个贯穿其形成的穿孔，所述弹性材料延伸穿过所述各穿孔，以便基本上形成一个穿过所述各夹爪的弹性材料同心圆环。
12.按照权利要求1所述的夹头，还包括位于所述各夹爪之间、形成在所述弹性材料上的各纵向槽道。
13.一种工具机夹头，通过接合一夹头卡持器的配接表面而被驱动，所述夹头包括多个夹爪，围绕穿过所述夹头的纵向中心轴线以预定的沿纵向和周向间隔开来的位置关系予以安装，所述各夹爪具有平行于中心轴线的内表面，从而所述多个夹爪形成一个穿过所述夹头的内直径开孔，用于容纳一工具柄部，所述各夹爪具有外表面，从而所述多个夹爪形成一外表面，用于接合夹头卡持器的配接表面；设置在所述各夹爪之间、用于把所述各夹爪保持在所述预定位置关系上的弹性材料；一围绕所述外表面沿周向设置的连续的外直径密封件，所述外直径密封件与所述弹性材料形成一体并在周向上沿径向向外延伸而超出所述各夹爪的所述外表面，以及一连续的内直径密封件，沿周向设置在所述内直径开孔里面；以及一形成在所述夹头的所述开孔里面的挡块，所述挡块设置得与一插进所述夹头的工具柄部的尾部端面相接触，从而防止工具柄部沿轴向后移。
14.按照权利要求13所述的夹头，其中，所述挡块由所述各夹爪形成。
15.按照权利要求13所述的夹头，其中，至少一个所述夹爪上形成有一垂直于所述各内表面的平面部分，所述平面部分形成所述挡块。
16.按照权利要求15所述的夹头，其中，每一所述夹爪包括一相应的所述平面部分，所述各平面部分集体形成所述挡块。
17.按照权利要求16所述的夹头，其中，所述各夹爪还包括一从所述平面部分后面的所述内表面沿径向向内延伸的纵向部分。
全文摘要
一种工具机夹头(10)，具有多个围绕一条穿过夹头(12)的纵向中心轴线(14)以沿纵向和沿周向间隔开来的方式予以安装的夹爪(12)。各夹爪(12)具有平行于中心轴线(14)的内表面(16)，而多个夹爪(12)形成一穿过夹头(10)的内直径开孔(18)，用于容纳一工具柄部(20)。弹性材料(26)设置在各夹爪(12)之间，用于把多个夹爪(12)保持在预定的间隔关系上。沿径向向内的挡块(30)形成在夹头(10)开孔(18)里面。挡块(30)设置得用以接触一插进夹头(10)的工具柄部(20)的尾部端面(22)，从而防止工具柄部(20)在夹头(10)里面的轴向后移。
文档编号B23B31/20GK1155862SQ96190576
公开日1997年7月30日 申请日期1996年3月28日 优先权日1996年3月28日
发明者罗杰·J·卡纳恩 申请人:动力工具霍德尔斯公司