夹紧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种夹紧装置，用于可释放的保持刀架柄，刀架柄形成有在后端中的接合孔，该夹紧装置包括:
[0002]外壳，该外壳具有向前面向的表面和安装孔，该安装孔与向前面向的表面相交并且从其向后延伸，以接收刀架柄；
[0003]拉杆，该拉杆被往复可移动地安装在外壳内，并且拉杆在前端中设置有接合装置，该接合装置适于与刀架柄的接合孔内的接合结构接合，拉杆在后部中形成有拉杆孔，拉杆孔在相对于拉杆的纵向轴线的横向方向上延伸穿过拉杆；和
[0004]凸轮轴，该凸轮轴延伸穿过拉杆孔，并且凸轮轴包括凸轮结构，其中，凸轮轴可旋转地以轴颈方式设置在外壳中并且适于当旋转凸轮轴时借助于凸轮结构向拉杆施加相对于外壳的轴向移位。
【背景技术】
[0005]以上在前序部分中所概述的夹紧装置是众所周知的，并且广泛地应用在制造业内，以保持不同种类的刀具，从而加工各种材料的工件。夹紧装置可选择地安装在可旋转的心轴上，用于保持例如钻头或者铣刀，或者是不可旋转的，以保持车刀。
[0006]该种夹紧装置一个极大的优点是:允许通过简单的旋转凸轮轴大约100°到200°实现刀具的快速夹紧，其必然效果是刀具将被较大的力拉入外壳的安装孔中并且由此被夹紧装置牢固地保持。而且，刀具的释放也可以通过反向旋转凸轮轴而被容易且快速的执行。通常的，外壳的孔和刀架柄也被制造为略微锥形，从而它们在轴向方向上从刀具向后是渐缩的。以该方式，在刀具和夹紧装置之间的连接也可以被制造为完全没有任何游隙，其必然效果是刀具被保持在允许借助于刀具进行高精度加工的精确位置中。
[0007]然而，现有技术的该种夹紧装置的一个缺点是:拉杆具有较大的横截面尺寸，使得对于通常使用的刀架柄的期望的横截面尺寸，其不能从外壳前端被插入穿过外壳的孔。拉杆被制成具有这样的大的横截面尺寸的理由是:拉杆孔必须容纳如下凸轮轴，该凸轮轴具有足够尺寸的凸轮结构，以便提供凸轮轴的期望的移位，以及对于操作者在夹紧和释放期间执行凸轮轴旋转来说的期望的力减小。然而，为了保证拉杆的充分的拉伸强度，以承受将刀架柄拉入刀架柄孔中的期望的力，环绕拉杆孔的拉杆的余下的腿部必须具有充足的横截面尺寸。将结合本发明的以下详细描述来更详细地描述夹紧装置的现有技术设计方案的示例。相应地，当组装夹紧装置时，为了将拉杆定位在适当的位置，拉杆目前从夹紧装置的后部被插入，或在拉杆从前端被插入外壳后，将一个刀架柄孔套筒安装在夹紧装置的前端中。这样的一个结果是:夹紧装置的总体尺寸不能做得如同期望的那样小和细。另一个结果是:夹紧装置将包括额外的安装细节，这将使得夹紧装置制造成本更加昂贵，在材料成本和执行该组装的成本两方面都更加昂贵。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供夹紧装置，其中拉杆可从外壳的前端穿过外壳的孔而插入外壳中。可以通过权利要求1的夹紧装置来实现至少该目的。
[0009]相应地，本发明的基础是这样一种认识，即拉杆可以被制造成具有较小的总体横截面尺寸，从而使得其可以从外壳的前端被插入穿过外壳孔。这可通过如下方式来实现，即替代如现有技术夹紧装置的单个连续的凸轮结构，凸轮轴设有凹陷，该凹陷将凸轮结构划分为两个单独的凸轮结构。以该方式，能够提供两个腿部的内侧表面，这两个腿部使拉杆的前部和后部彼此互连，这两个腿部的内侧表面具有在拉杆的纵向方向上的加强凸脊，在旋转凸轮轴时，这些凸脊配合在凸轮结构之间的凹陷内。由于这些凸脊对于拉杆的结构强度的贡献，拉杆的总体横截面尺寸被制造成很小，从而使得拉杆可以从外壳的前端插入穿过外壳孔。穿过拉杆的用于凸轮轴的孔可以被制造成具有在轴向方向上比在垂直于轴向方向的方向上大的自由空间，从而在将凸轮轴插入穿过孔期间，凸轮轴的最大尺寸可定向在轴向方向上。
[0010]明显的是，本发明可以在权利要求书的范围内以许多不同的方式被改变和修改。例如，在之后描述和示出的本发明的示例性的实施例中，夹紧装置的安装孔形成锥形且在横截面上具有“三角形”或者多边形形状，以便夹紧具有类似形状的安装柄的刀架。然而，安装孔也可以具有不同的形状，以便夹紧其它类型的安装柄。而且，在示例性的实施例中，夹紧装置的拉杆设置有在前端中的单独的可拆卸螺栓。这本身是有利的，因为其使得布置穿过拉杆的用于冷却介质的流道更容易。然而，拉杆当然也可以被形成有适当形状的向前指向的柱头，该柱头与拉杆的余下部分是一体的。
[0011]在遍及本申请的说明书和权利要求书中，术语“向前”用于指示朝向安装孔的外开口的方向或者位置，在夹紧期间，将刀架柄插入穿过该安装孔。类似的，术语“后”或者“向后”用于指示远离安装孔的外开口的方向或者位置。
【附图说明】
[0012]下文中将参考附图描述现有技术的夹紧装置的实施例以及根据本发明的夹紧装置的示范性的实施例，其中:
[0013]图1-3示出了现有技术的夹紧装置的实施例；
[0014]图4为根据本发明的被联接到刀架的夹紧装置的透视图；
[0015]图5是根据图4的分解透视图；
[0016]图6是夹紧装置的凸轮轴的透视图；
[0017]图7是图6的凸轮轴的从下方看到的视图；
[0018]图8是夹紧装置的拉杆的透视图；
[0019]图9是图8中的拉杆的剖面透视图；
[0020]图10是夹紧装置的外壳、拉杆和凸轮轴的局部剖面透视图；
[0021]图11是在初始的未锁定阶段中的沿图12的线X1-XI的夹紧装置和刀架的纵截面图；
[0022]图12是根据图11的侧视图；
[0023]图13是根据图11和12的局部剖面透视图；
[0024]图14是在激活的锁定阶段中的沿图12的线X1-XI的夹紧装置和刀架的纵截面图；
[0025]图15是沿图14的线XV的纵截面图；
[0026]图16是沿图14的线XVI的纵截面图；
[0027]图17是沿图14的线XVI1-XVII的横截面图；
[0028]图18是在释放的未锁定阶段中的沿图12的线X1-XI的夹紧装置和刀架的纵截面图；
[0029]图19是沿图18的线XIX的纵截面图；以及
[0030]图20是沿图18的线XX的纵截面图。
[0031]现有技术夹紧装置的详细说明
[0032]根据权利要求1的前序部分的现有技术夹紧装置现在将参考图1-3而被简要的描述。现有技术的夹紧装置是不可旋转类型的，其适于夹紧例如车刀。从图1可以明显的看出，夹紧装置1的外壳大体上是盒形的，且被示出为连接到示意性示出的刀架2。图2是夹紧装置和刀架的分解的透视图，示出了被包含在夹紧装置中的全部的单独的部件。这些部件中的一个是被插入外壳的孔4中的拉杆3。拉杆3在锁定阶段和释放阶段之间调节夹紧机构(其功能在此没有被描述)，在锁定阶段中，刀架牢固的联接到夹紧装置，在释放阶段中，刀架从夹紧装置释放。通过使拉杆3在外壳中的孔4的轴向方向上移位来执行夹紧机构的调节。通过旋转凸轮轴5来依次执行拉杆的移位，凸轮轴5延伸穿过外壳且穿过在拉杆中的孔，且凸轮轴5设有凸轮结构，该凸轮结构根据需要可作用在穿过拉杆的孔的后表面上(这将使拉杆向后移位)或者作用在孔的向前的表面上(这相应地将使拉杆向前移位)。
[0033]然而，由于凸轮结构包括锁定凸轮表面以及释放凸轮表面，所以凸轮轴将具有相当大的横截面尺寸，并且相应地，拉杆的孔不得不形成有对应地大的横截面尺寸，以便容纳具有凸轮轴及其凸轮结构。结果，也因为腿部必须具有一定的横截面尺寸以便承受将发生的力，所以拉杆形成有相当大的横截面尺寸，该腿部连接拉杆的前部和后部，并且位于拉杆孔的相应侧上。其必然效果是，对于刀具和刀架的安装柄的通用尺寸，拉杆不能从夹紧装置的前端被插入，因为通道太小。此处公开的现有技术夹紧装置中，该问题已经通过在外壳的孔4内安装单独的套筒6而得到解决，外壳的孔4将限定用于刀架的安装柄的刀架柄孔。相应地，在安装刀架柄孔套筒6之前，将拉杆安装到外壳中。
[0034]这样的解决方案伴随的问题是，用于制造夹紧装置的成本将增加。另一个问题是，利用单独的刀架柄孔套筒将引入具有其本身制造公差的另一个部件，这将降低通过刀具执行的加工工作的精度。
[0035]根据本发明的夹紧装置的实施例的详细说明
[0036]参照图4，其中在透视图中示出根据本发明的夹紧装置10和与夹紧装置的前端联接的示意性的且剖面的刀架11。刀架在此被示意性示出为仅示出其被剖面的后端，但是实际中，某种形式的加工刀具被连接到刀架，加工刀具与刀架一体化或者作为单独的被连接的部分。在后端中，夹紧装置设置有安装柄12，其适于被连接到例如未示出的加工机床或类似设备的旋转心轴。夹紧装置包括具有内孔14(图5)的略微细长的筒形外壳13。在其包络表面上，外壳设有穿过外壳的用于安装凸轮轴16的通孔15，其提供了对于在凸轮轴的端部处呈内六角驱动件17的形式的接合结构的接近。
[0037]图5是根据图4的夹紧装置和刀架11的分解的透视图，示出了形成夹紧装置的部分的各种部件。类似于夹紧装置，刀架也设置有安装柄18 (在图示的实施例中这些安装柄都是US5340248中公开的类型)，安装柄18包括锥形柄，该锥形柄具有轴向的孔和略微“三角形”或者多边形的非圆形的横截面，其适于被拉入对应形状的安装孔14中。锥形确保了连接没有在径向以及轴向方向上的游隙，其中“三角形”形状确保了安装柄相对于安装孔不可旋转的固定。为了将刀架的安装柄18拉入夹紧装置的安装孔中，后者设置有联接机构，该联接机构包括在筒形外壳13内布置的拉杆19、压缩弹簧20、卡环21、弹性0形环22、多个接合段23和端螺栓24。两个密封环25布置在拉杆和外壳的内孔之间。通孔15形成为穿过外壳并垂直于