专利名称：夹紧卡盘,特别是膨胀式卡盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹紧卡盘，特别是膨胀式卡盘，它有一个尺寸稳定的卡盘体，其内有一中央接纳座供要被夹紧的工件或刀具的柄使用，并有一个夹紧机构用来将插入接纳座内的柄固定在其内，及一个可用调节装置进行轴向调节来使接纳座内的柄在轴向上定位的挡止件。
这类夹紧卡盘已知有多种实例，并被主要用来固定工具柄如钻头或铣刀柄，或在相应机床工作心轴内的工件。为了使柄在轴向上定位在卡盘体的接纳座内，已知的夹紧卡盘通常具有一个从机床一侧伸入到接纳座内的轴向挡止件，该件能用调节装置使它沿轴向移动。
例如DE公布的审核的专利申请1904536曾公开一种夹紧卡盘，其中轴向挡止件设有外部的梯形螺纹与一个在轴向上固定的调节螺帽的梯形螺纹啮合。用一个接合在轴向挡止件的纵向槽内的销来防止轴向挡止件的转动。
WO 90/10517还曾公开过一种夹紧卡盘，其中有一可沿轴向移动的、布置在中央并且不可转动的调节杆用作要被夹紧的刀具或工件的轴向挡止件，该调节杆被一个旋转驱动的调节装置作用在其上使它能作轴向调节。为此目的调节杆设有与齿条相当的轴向齿条齿与调节驱动装置的设在调节杆切线方向的正齿轮啮合。设有一个与挡止件在一起的定位螺钉，在调节杆对准后便可使它止动。
除了这些夹紧卡盘，其轴向调节装置的驱动是从一侧沿径向完成的以外，DE-U 93 01 918.1曾公开一种夹紧卡盘，其调节驱动装置为一个与轴向挡止件的纵长轴线倾斜地设置的圆锥体，在圆锥形的表面上设有盘旋的螺纹与轴向挡止件上的外部螺纹啮合。
虽然这些已知的调节装置在实践中证实有效，但通常希望能够把挡止件的轴向定位完成得更为精确。
因此本发明的目的是要提供一个上述种类的夹紧卡盘，它能使挡止件的轴向定位高度精确。
按照本发明，这个目的可以达到，主要是由于调节装置被设计成一个蜗轮传动机构，该机构具有一个蜗杆可旋转地装在卡盘体内接纳座的横向和一个蜗轮布置在接纳座的同一轴线上，而挡止件被这样连接到蜗轮上并保持在卡盘体内使蜗轮的旋转运动转变为挡止件的轴向移动。
按照本发明提供的具有一个蜗杆与一个蜗轮啮合的蜗轮传动机构的设计使我们有可能实现旋转运动的任何所需的减速比，因此能实现连接在蜗轮上的挡止件的任何所需的精确调节。最后能采用1∶5到1∶20的减速比。
按照本发明的一个变型，挡止件除了不能旋转但能沿轴向移动地保持在蜗轮上以外，还具有外螺纹可与卡盘体的内螺纹啮合。这个设计使我们有可能在从蜗杆到蜗轮的减速以外，还可以增加或替代用螺纹节距来影响挡止件的轴向调节。螺纹节距越大，蜗轮每一次转动时挡止件在轴向上移动的距离也就越大。这个设计使我们有可能特别精确地完成挡止件的设定。
这个实施例在发展时，挡止件可具有套筒状的形状并可移动地布置在一个杆上，而该杆特别是可拆开地被连接在蜗轮上。在这种情况下如果杆的具有外部轮廓的区段与挡止件的其有内部轮廓的区段能互相确定地接合是很有利的，这样在构件之间使可造成不能旋转的连接同时使挡止件保持轴向上的可调节性。区段的轮廓例如可具体化为内六角形和外六角形。
在这实施例中，蜗轮/杆的配置最好用导套装在卡盘体内，该导套被布置在卡盘体内，特别是用螺纹旋入其内，这样可更加有助于该配置在卡盘体内的轴向定位。
按照本发明的一个有效的实施例，蜗轮/杆配置设有一个特地布置在中央的贯通孔，该孔可使通往要被夹紧的柄的冷却剂无碍地通过。
按照本发明另一个变型，挡止件可移动通过蜗轮并且不能旋转但能沿轴向移动地保持在其内，同时挡止件上设有外部螺纹可与保持在卡盘体内的导套的内部螺纹啮合。这个实施例具有与上述第一个变型同样的效益，但优点在于只用较少的构件便可做到，因为不再需要另外的杆。
关于本发明的另外一些实施例，可参阅从属的权利要求和下面结合附图对示范实施例所作的说明。在附图中
图1为按照本发明的夹紧卡盘的一个实施例的剖开的侧视图；图2为图1中的夹紧卡盘沿Ⅱ-Ⅱ线切开的剖面图；图3为按照本发明的夹紧卡盘的另一个实施例的剖开的侧视图；及图4为图3中的夹紧卡盘沿Ⅳ-Ⅳ线切开的剖面图。
图1和2画出一个按照本发明的具体化为膨胀式卡盘的夹紧卡盘。该夹紧卡盘具有一个由尺寸稳定的材料制成的卡盘体1，该卡盘体以本身为已知的方式具有一个安装锥度2可用来将卡盘装入到机床上旋转驱动的工作心轴的接受器(未画出)内。设在卡盘体1另一端的为一具有中央接纳孔4的连接器轴3，在该孔4内例如一个钻削刀具的柄(在本例中为圆柱形)能被插入；并有一个直径扩大的中央部位安装锥度2和连接器轴3之间。
为了将柄固定在接纳孔4内，图中画出在卡盘体1的连接器轴3内有一个膨胀夹紧机构，该机构在图上只能看到一个狭窄的环状室6被布置在接纳孔4的周围并与接纳孔同一轴线。辆向长度与必要的夹紧范围大致相当的环状室6与接纳孔4之间被一较窄的内壁7隔开，而沿径向向外则以外壁8为界，外壁8的壁厚比内壁7的壁厚大好几倍。环状室6内充有液压介质如油并(以图中未画出的方式)通过在卡盘体1内设置的管道与液压介质连通，由此能施加压力来夹紧构件。压力介质源能以本身为已知的方式构造成一个设置在卡盘体1内的圆筒形空腔，该空腔的端头被一活塞状的作用件封闭，该作用件能用螺纹旋入到圆筒形空腔内来提高压力，或用螺纹从其内旋出来减少压力。这个液压通过管道被转移到环状室6内，并使内壁7弹性膨胀一直到它不动地环绕插入到接纳孔4内的柄为止。同时外壁8沿径向膨胀一直到它抵压在设定在位的刀具的内壁上为止。
为了使接纳孔4内的柄在轴向上定位，设有一个挡止件9，其外螺纹10被旋入到接纳孔4的带螺纹区段11内。挡止件9可用一调节装置12转动从而可在轴向上调节。调节装置12具体化为一蜗杆传动装置，具有一个蜗杆13可旋转地与接纳孔4成横向装在卡盘体1内，和一个与蜗杆13啮合的蜗轮14与接纳孔4同一轴线并且不能旋转地连接到挡止件9上。具体地说，从图1虽然可见的蜗杆13由两个部分组成并具有一个能旋转但不能沿轴向移动地装在支承轴套16内的驱动螺杆15而该轴套16用螺纹旋入到卡盘体1内，在支承轴套16和驱动螺杆15之间的环状间隙被一O形环17密封借以防止冷却剂的出现，还有一个蜗杆件18不能移动地连接(在本例中用螺纹连接)到驱动螺杆15上。驱动螺杆15在其面向卡盘体外的一端有一内六角件19用来与作用工具连接。
在所画实施例中，蜗轮14和挡止件9之间的连接是用杆20来完成的，该杆沿轴向延伸通过蜗轮14并用杆/槽连接或类似方法不能旋转地连接到其上。在蜗轮14的一侧，杆20有一凸缘状头部21利用一个用螺纹旋入卡盘体1内的导套22可旋转地装在卡盘体1内并与接纳孔同一轴线，调节螺杆/杆的配置被沿轴向定位在卡盘体1的导套22和一肩部之间。
在蜗轮14的另一侧，杆20有一连接区段23接合到套筒状的挡止件9内并这样连接在其上使挡止件9不能对杆旋转但能沿轴向移动。为此目的，在所画的实施例中，连接区段被制成外六角形，而套筒状挡止件9的内表面被制成内六角形，两者互相接合。
为了调节挡止件9，可用一适当的工具例如具有六角形口的套筒扳手转动蜗杆13。蜗杆13的这个转动以1∶10的减速比被转变为蜗轮14的旋转运动，也就是杆20和不能旋转地连接在杆20上的挡止件9的旋转运动，而挡止件9的旋转运动由于挡止件的外螺纹10与接纳孔4的带螺纹区段11接合，又造成挡止件9在杆20的外六角形轮廓上滑动的轴向运动。
图3和4画出按照本发明的夹紧卡盘的另一个实施例。这个夹紧卡盘具有与在图1和2中画出的夹紧卡盘相同的基本构造，具有一个由尺寸稳定的材料制成的卡盘体1，其上有一安装锥度2可用来将卡盘装到工作心轴的接受器(未画出)内。设在卡盘体1另一端为一具有中央接纳孔4的连接器轴3，刀具柄能被插入到该接纳孔4内。为了将柄固定在接纳孔内，在卡盘体1内设有一个膨胀夹紧机构，这个机构已结合图1予以说明。
柄在接纳孔4内的轴向定位用一挡止件9来完成，挡止件9具有外螺纹10与导套22的内螺纹啮合，而导套22用螺纹旋入到卡盘体1内并与接纳孔4同一轴线。挡止件9可用一蜗轮传动装置转动从而被调节。蜗轮传动装置12具有一个蜗杆13可旋转地装在卡盘体1内接纳孔的横向和一个与蜗杆13啮合的蜗轮14布置在接纳孔4的同一轴线上并且不能旋转地连接到挡止件9上。蜗杆13具有与在图1和图2中画出的第一实施例的蜗杆13相同的构造，为避免重复，这里不再说明。
挡止件9延伸通过蜗轮14并被连接在其上使它不能对蜗轮14旋转但能沿轴向移动。
为了调节挡止件9，可用适当的工具如具有六角形口的套筒扳手转动蜗杆13。蜗杆13的转动以某一减速比被转变为蜗轮14的旋转运动，也就是挡止件9的旋转运动。由于挡止件9的外螺纹10与导套22的内螺纹啮合，因此挡止件9的旋转运动又可造成挡止件9的轴向运动。
权利要求
1．一种夹紧卡盘，特别是膨胀式卡盘，具有一个尺寸稳定的卡盘体(1)，其内有一个中央接纳孔(4)供要被夹紧的工件或刀具的柄使用，并有一个夹紧机构(6)用来将插入接纳孔(4)内的柄固定在其内，及一个可用调节装置(12)进行轴向调节来使接纳孔(4)内的柄在轴向上定位的挡止件(9)，其特征为，调节装置(12)被设计为一个蜗轮传动装置，具有一个蜗杆(13)可旋转地装在卡盘体(1)内的接纳孔(4)的横向，和一个蜗轮(14)布置在接纳孔(4)的同一轴线上，挡止件(9)被连接到蜗轮(14)上并被这样保持在卡盘体(1)内使蜗轮(14)的旋转运动转变为挡止件(9)的轴向移动。
2．权利要求1的夹紧卡盘，其特征为，挡止件(9)不能旋转但能沿轴向移动地被保持在蜗轮(14)上，并具有外螺纹(10)与卡盘体(1)的内螺纹(11)啮合。
3．权利要求2的夹紧卡盘，其特征为，挡止件(9)具有套筒状形状并被可移动地布置在一杆(20)上，该杆特别是可拆开地被连接到蜗轮(14)上。
4．权利要求3的夹紧卡盘，其特征为，杆(20)的具有外部轮廓的区段(23)与挡止件(9)的具有内部轮廓的区段(24)能互相确定地接合，区段的轮廓特别被具体化为内六角形和外六角形。
5．权利要求3或4的夹紧卡盘，其特征为，蜗轮/杆配置(14、20)用一设在卡盘体(1)内的导套(22)装在卡盘体(1)内。
6．权利要求5的夹紧卡盘，其特征为，导套(22)用螺纹旋入到卡盘体(1)内。
7．权利要求5或6的夹紧卡盘，其特征为，蜗轮/杆配置(14、20)在卡盘体(1)的轴向上，被定位在卡盘体(1)的导套(22)和一个肩部之间。
8．权利要求2到7中任一项的夹紧卡盘，其特征为，蜗轮/杆配置(14、20)设有轴向的、特别是中央的贯通孔(25)，通过该孔可将冷却剂送到接纳孔(4)上。
9．权利要求1的夹紧卡盘，其特征为，挡止件(9)延伸通过蜗轮(14)并且不能旋转但能沿轴向移动地被保持在其内，同时挡止件(9)的外螺纹(10)与保持在卡盘体(1)内的导套(22)的内螺纹(11)啮合。
10．权利要求9的夹紧卡盘，其特征为，蜗轮(14)在卡盘体(1)的轴向上被定位在卡盘体(1)的导套(22)和一个肩部之间。
11．以上权利要求中任一项的夹紧卡盘，其特征为，蜗杆(13)在其指向外的端头上备有设施(19)可用来连接作用工具。
12．以上权利要求中任一项的夹紧卡盘，其特征为，蜗杆(13)用一设在卡盘体(1)内的支承轴套(16)能够旋转但不能沿轴向移动地被安装着，并且在支承轴套(16)和蜗杆(13)之间的环状间隙最好被密封以免出现冷却剂。
全文摘要
本发明涉及一种夹紧卡盘,其内设有中央接纳座(4)供要被夹紧的工件或刀具的柄使用,还设有夹紧机构(6)。为了在接纳座(4)的轴向上将插入的柄定位,设有一个挡止件(9)能用调节装置在轴向上进行调节。调节装置(12)被设计为一个蜗轮传动装置,具有一个螺杆(13)可旋转地装在卡盘体(1)内与接纳座(4)成直角的方向上,和一个蜗轮(14)被安装得与接纳座(4)在同一轴线上。
文档编号B23B31/02GK1312743SQ99809670
公开日2001年9月12日 申请日期1999年8月4日 优先权日1998年8月14日
发明者迈克尔·哈格, 赫伯特·克劳斯 申请人:夹紧工具工厂申克两合公司