专利名称：具有光滑接合平面两半拼合螺母的钻夹头及该拼合螺母的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转工具夹紧用的钻夹头，更具体地，涉及一种具有光滑接合平 面两半拼合螺母的钻夹头及该拼合螺母的制造方法。
背景技术：
钻夹头是广泛地用于旋转工具的夹紧装置，例如，对钻头，绞刀，丝锥等工具的夹 紧。在本技术领域内发展了各种各样的钻夹头，极普通的钻夹头包括一个具有纵向轴线的 本体，三个夹爪分别设置在本体上间隔120度均勻分布的三个斜孔内，一个两半拼合的螺 母可旋转地置于本体中部槽内，并与三个夹爪上的螺纹段相配合形成螺纹传动机构，一个 齿圈过盈压配固定在两半拼合螺母的外径上，并将其合为一体。于是，转动齿圈可带动螺母 旋转，通过螺纹传动机构可使每个夹爪平行于其纵向轴线的移动，并因而移向或移离本体 的纵向轴线，这取决于螺母的旋转方向，由此，夹爪可夹紧或放松与本体纵向轴线同轴的工 具(如钻头)。上述钻夹头的螺母是两半拼合式，如图3A和图3B所示现有的两半拼合螺母40a， 目前通用的制造方法是采用合金结构钢棒材切制成坯件，加工螺纹前的坯件为一个整圆柱 体(如图3A)，通过机械加工的方法加工成圆环状，再在其中铣或切削出内锥螺纹，并在外 缘上加工对称的尖槽41a和42a(图3B)，淬火处理至预定硬度后，用冲力将其沿在外缘上 预制的尖槽41a和42a处磕断成两半。或者，采用铁基粉末冶金材料模压成圆环状胚料，再 切制出内锥螺纹。淬火处理至预定硬度后，用冲力将其沿在外缘上预制的尖槽41a和42a 处磕断成两半，以方便装配入本体的中部槽24内。然而，这种技术在生产两半拼合螺母时， 却不能说没有缺点。例如，采用合金钢棒材料大量生产的情况下，这种工艺要求金属坯料的 厚度和直径至少应具有制成螺母的厚度和直径，在加工螺母的环体和其它结构的形成中所 切削掉的金属被大量浪费，从而造成制造成本会很大。此外，无论采用合金钢棒材料或采用 铁基粉末冶金材料制成的螺母，在装配前必须将其磕断成两半。因此，对磕断面有很高的要 求，磕断时不能有撕裂现象，否则，装配后不能很好对合。即使无撕裂现象，由于磕断时冲力 的影响，磕断面往往有微小变形，也影响装配后的对合质量，特别是影响螺母内锥螺纹的对 合质量。由于对合质量差而产生的缝隙，将使得螺母内锥螺纹与夹爪螺纹段的啮合传动不 好，容易产生异响，严重时影响钻夹头的使用灵活性。因此，钻夹头的螺母采用整体制造，然 后磕断装配会产生一系列影响提高钻夹头质量的问题。本发明认识到并研究了上述的问题和其它现有技术的结构和方法，提出一种具有 光滑接合平面两半拼合螺母的钻夹头及该拼合螺母的制造方法。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具有光滑接合平面 两半拼合螺母的钻夹头。
本发明的另一目的在于，提出一种具有光滑接合平面两半拼合螺母的制造方法。为达上述目的，本发明提供一种具有光滑接合平面两半拼合螺母的钻夹头，包括 一个具有纵向轴线的本体，三个夹爪分别设置在本体上均勻间隔120°设置的三个斜孔内， 两半拼合螺母可旋转地置于本体的中部槽内，并与三个夹爪上的螺纹段相配合形成螺纹传 动机构，齿圈过盈压配固定在两半拼合螺母的外缘上，并将其合为一体，其中，所述的两半 拼合螺母的拼合接合面是表面粗糙度Ra < 1. 6 μ m，平面度< 0. 8 μ m的光滑平面。为达上述目的，本发明还提供一种光滑接合平面两半拼合螺母的制造方法，包括 如下步骤1)将普通结构钢或合金结构钢的圆棒材制成具有与所述的两半拼合螺母之一半 体积相匹配的预定长度的圆柱体坯料；2)将所述的圆柱体坯料加热，通过模压制成一个半圆结构件；3)将所述的半圆结构件再一次加热，通过模压制成一个径向截面为矩形的半圆结 构件；4)通过模压去除所述的径向截面为矩形的半圆结构件上的多余边角和毛刺，制成 两端面有与所述的两半拼合螺母相匹配的矩形尺寸的半圆环；5)对所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环进行淬火处理，使其硬度达到 40HRC 50HRC ；6)将经淬火处理后的所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环的两个端面磨制成 表面粗糙度Ra彡1. 6 μ m，平面度彡0. 8 μ m的光滑平面；7)将通过磨制后的两个所述的半圆环的端面两两相对紧密接合，形成一个整圆结 构件，在该整圆结构件内部通过铣或切削方式加工成与钻夹头夹爪上螺纹段配合的内锥螺 纹；8)分开加工好的整圆结构件，成为两半拼合螺母，用于钻夹头的装配。较佳的，上述方法步骤中所述的加热温度不超过摄氏850°C。本发明具有以下有益技术效果1、本发明所提供的钻夹头由于其中的两半拼合螺母的接合平面具有很好的表面 粗糙度和平面度，使得螺纹对合质量很高，因此，提高了使用两半拼合螺母的钻夹头的灵活 性和传动效率。2、本发明所提供的两半拼合螺母的制造方法，简化了钻夹头装配工序，省去了螺 母装配前的磕断工序。不用切削的方法也可制成材料性能优于铁基粉末冶金材料和合金钢 制螺母坯件，极大地降低了材料成本。本发明的特征及各项优点将在下面对实施例的详细说明和附图中进一步描述清
林 疋。
图IA为钻夹头的正视图；图IB为图IA中钻夹头 的B-B局部纵向剖视图，其所示既可是现有技术类型的钻 夹头，也可作为本发明的钻夹头实施例；图2为本发明钻夹头的零件分解图3A为制造现有技术类型的两半拼合螺母的坯件；图3B为现有技术类型磕断的两半拼合螺母的透视图；图3C为制造本发明的两半拼合螺母的坯件；
图3D为本发明的两半拼合螺母的透视图；图4为可用于制造本发明的两半拼合螺母步骤1)的金属坯件的透视图；图5为用图4的金属坯件经过步骤2)后形成的半圆结构件的透视图；图6为用图5的半圆结构件经过步骤3)后形成的径向截面为矩形的半圆结构件 的透视图；图7为用图6矩形的半圆结构件经过步骤4)整形后得到的半圆环的透视图。图中符号说明10 钻夹头11 中心纵轴线20 本体21 锥孔22 接纳孔23 三个斜孔24 中部槽25 支承孔30、30a、30b、30c 三个夹爪31 轴线32 工具柄连接面33 夹爪螺纹段40 两半拼合螺母41 一个半圆部分42 另一个半圆部分43 内锥螺纹44 内锥螺纹45 两半拼合螺母的外缘50 齿套51 齿套的牙齿60 圆柱体坯料70 半圆结构件80 径向截面为矩形的半圆结构件90 半圆环91 端面100 矩形截面半圆环
具体实施例方式下面通过附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式
。
以图1和图2所示的钻夹头作为说明本发明的基础，图1和图2仅仅是一种典型 钻夹头的实施例，本发明的技术方案将在实施例的结构中得到体现。该钻夹头可依据本发 明得到改进，即本发明不局限于所述钻夹头的实施结构，本发明的方案也可应用于各种现 行结构的有匙或无匙钻夹头。以下的详细说明仅仅是通过实施例进行的，并不意味着对本 发明保护范围的限制。如图1、图2、图3C和图3D所示，本发明提供的一种具有光滑接合平面两半拼合螺 母的钻夹头10，包括一个具有纵向轴线的本体20，三个夹爪30，即夹爪30a、夹爪30b、夹爪 30c，分别设置在本体20上均勻间隔120°设置的三个斜孔23内，两半拼合螺母40可旋转 地置于本体20的中部槽24内，并与三个夹爪30上的螺纹段33相配合形成螺纹传动机构， 齿圈50过盈压配固定在两半拼合螺母40的外缘上，并将其合为一体，其中，所述的两半拼 合螺母40的拼合接合面91是表面粗糙度Ra < 1. 6 y m，平面度< 0. 8 y m的光滑平面。进一步详细而言，本发明的钻夹头10有一个呈圆柱形的本体20，本体20 —般通过 其后部的锥孔(或螺纹孔)21与机器轴(未示出)相连接。在本体20的前部内形成一个 轴向的接纳孔22，接纳孔22稍大于设计钻夹头10所容纳的最大的刀具柄。本体20的中心 纵轴线11用数字11表示。三个夹爪30a、30b和30c或统称为夹爪30，分别设置在本体20上绕中心纵轴线 11并间隔120度均勻设置的三个斜孔23内，每个夹爪30有一由图1B中所示的轴线31，三 个斜孔23与其内的夹爪30的轴线31相对于本体20的中心纵轴线11成一定角度(一般 为15度)，并在本体20前部的一个公共点与本体20的中心纵轴线11相交。三个夹爪30a、30b和30c都有一工具柄连接面32，该连接面32 —般平行于本体 20的中心纵轴线11。三个夹爪30a、30b和30c还在与连接面32大致相对的外表面上设置 有夹爪螺纹段33。钻夹头10还包括一个可旋转地置于本体20的中部槽24内、用于啮合夹爪30上 的螺纹33的两半拼合螺母40。如图2所示，两半拼合螺母40的一个半圆部分41和另一个半圆部分42上分别制 有内锥螺纹43和44。两半拼合螺母40相对于本体20的转动引起夹爪30按要求伸出或缩 回。齿套50套装在本体20前部，且过盈压配固定在两半拼合螺母40的外缘45上并 将其接合为一体。因此，齿套50和两半拼合螺母40将联合操作，即当齿套50转动时，两半 拼合螺母40也将能随之一起绕本体20的中心纵轴线11转动。钻夹头10操作时，齿套50用一固定的圆柱杆(未示出，通称钥匙或扳手)上的小 锥齿轮(也未示出)来转动，这样转动时，小锥齿轮的杆端插入本体20前部的支承孔25内， 且使小锥齿轮的牙齿与齿套50的牙齿51相啮合来转动齿套50，也就转动了两半拼合螺母 40，进而驱动三个夹爪30a、30b和30c松开或夹紧工具柄(如钻头)。参见图3C、图3D，本发明提供的与钻夹头10 —起使用的两半拼合螺母40，加工 螺纹前的坯件100为两个矩形截面半圆环，两个半圆环的拼合接合面91为表面粗糙度 ^ 1.611111和平面度<0.811111的光滑平整的平面。加工螺纹时，将两个半圆环，以其光滑平 整的拼合接合面91紧密接合形成一个整圆结构件，通过机械加工的方法铣或切削出内锥 螺纹。将加工好的整圆结构件分开为两半拼合螺母40就可直接装配。
下面将结合图3C、图3D和图4、5、6、7详细说明本发明所述的钻夹头中的两半拼合 螺母40的制造方法，该方法包括如下步骤1)将普通结构钢或合金结构钢的圆棒材制成具有与所述的两半拼合螺母40之一 半体积相匹配的预定长度的圆柱体坯料60 (如图4所示)；2)将所述的圆柱体坯料60加热，通过模压制成一个半圆结构件70(如图5所 示)；3)将所述的半圆结构件70再一次加热，通过模压制成一个径向截面为矩形的半 圆结构件80 (如图6所示)；4)通过模压去除所述的径向截面为矩形的半圆结构件上的多余边角和毛刺，制成 两端面有与所述的两半拼合螺母相匹配的预定矩形尺寸的半圆环90(如图7所示)；5)对所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环90进行淬火处理，使其硬度达到 40HRC 50HRC ；6)经淬火处理后的所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环90的两个端面91磨制 成表面粗糙度Ra < 1. 6 y m，平面度< 0. 8 y m的光滑平面(如图3C所示)；7)将通过磨制后的两个所述的半圆环90的端面91两两相对紧密接合，形成一个 整圆结构件，在该整圆结构件内部通过铣或切削方式加工成与钻夹头夹爪上螺纹段配合的 内锥螺纹(如图3D所示)；8)分开加工好的整圆结构件，成为两半拼合螺母40，用于钻夹头10的装配。结合附图进一步说明，其中图4表明步骤1)从普通结构钢或合金结构钢的棒材或 线材上分割下来的圆柱体坯料60，如图所示，圆柱体坯料60的长度为L，棒材或线材的直径 选自与构成两半拼合螺母40之一半相匹配的体积大致相同的规格。一般圆柱体坯料60应 该是中碳钢或其合适的合金结构钢。参看图5，表明步骤2)将所述的圆柱体坯料60加热，加热温度不超过摄氏850°， 在成形机的模具中控制成形，通过模压制成一个半圆结构件70。其中最佳加热温度将决定 于具体的坯件材料的材质和成形机的压力吨位。参看图6，表明步骤3)将所述的半圆结构件70再一次加热，加热温度不超过摄氏 850°，在成形机的模具中控制成形，通过模压制成一个径向截面为矩形的半圆结构件80。 其中最佳加热温度将决定于具体的坯件材料的材质和成形机的压力吨位。可取的是，在步 骤3)之前还可充分利用步骤2)中坯件成形中的加工余热，参看图7，表明步骤4)在成形机的模具中控制整形，去除所述的径向截面为矩形 的半圆结构件80上的多余边角和毛刺，制成两端面有预定矩形尺寸的半圆环90。步骤5)是将图7所示整形后的半圆环90，经过淬火处理，使其达到预定的材料硬 度 40HRC 50HRC。然后进行步骤6)，将经淬火处理后的所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环90 的两个端面91磨制成表面粗糙度Ra < 1. 6 y m，平面度< 0. 8 y m的光滑平面(如图3C所 示)；最终进行步骤7)将通过磨制后的两个所述的半圆环90的端面91两两相对紧密 接合，形成一个整圆结构件，在该整圆结构件内部通过铣或切削方式加工成与钻夹头夹爪 上螺纹段配合的内锥螺纹(如图3D所示)；最终形成具有内锥螺纹的成品零件两半拼合螺母40。应该理解，以上各步骤可以应用多台专用机器组成流水线，通过分立的各步骤形 成半圆环90，可达到使半圆环90稳定而有效的控制成形。而且在半圆环90的移动过程中， 最好每一工序都有一坯件，以提高生产效率，可使与工序数目相同的坯件都处于成形过程 中。虽然上述介绍了实施本发明的优选实施例和方法，但在不脱离本发明的范围和构 思条件下，本领域的普通技术人员仍可对其进行修改和变化，本发明的保护范围以权利要 求书所述为准。
权利要求
一种具有光滑接合平面两半拼合螺母的钻夹头，包括一个具有纵向轴线的本体，三个夹爪分别设置在本体上均匀间隔120°设置的三个斜孔内，两半拼合螺母可旋转地置于本体的中部槽内，并与三个夹爪上的螺纹段相配合形成螺纹传动机构，齿圈过盈压配固定在两半拼合螺母的外缘上，并将其合为一体，其特征在于，所述的两半拼合螺母的拼合接合面是表面粗糙度Ra≤1.6μm，平面度≤0.8μm的光滑平面。
2.一种如权利要求1所述的钻夹头中的光滑接合平面两半拼合螺母的制造方法，其特 征在于，包括如下步骤1)将普通结构钢或合金结构钢的圆棒材制成具有与所述的两半拼合螺母之一半体积 相匹配的预定长度的圆柱体坯料；2)将所述的圆柱体坯料加热，通过模压制成一个半圆结构件；3)将所述的半圆结构件再一次加热，通过模压制成一个径向截面为矩形的半圆结构件；4)通过模压去除所述的径向截面为矩形的半圆结构件上的多余边角和毛刺，制成两端 面有与所述的两半拼合螺母相匹配的矩形尺寸的半圆环；5)对所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环进行淬火处理，使其硬度达到40HRC 50HRC ；6)将经淬火处理后的所述的两端面有预定矩形尺寸的半圆环的两个端面磨制成表面 粗糙度Ra彡1. 6 μ m，平面度彡0. 8 μ m的光滑平面；7)将通过磨制后的两个所述的半圆环的端面两两相对紧密接合，形成一个整圆结构 件，在该整圆结构件内部通过铣或切削方式加工成与钻夹头夹爪上螺纹段配合的内锥螺 纹；8)分开加工好的整圆结构件，成为两半拼合螺母，用于钻夹头的装配。
3.如权利要求2所述的钻夹头中的两半拼合螺母的制造方法，其特征在于，所述的加 热温度不超过摄氏850°C。
全文摘要
本发明涉及一种具有光滑接合平面两半拼合螺母的钻夹头，包括一个具有纵向轴线的本体，三个夹爪分别设置在本体上均匀间隔120°设置的三个斜孔内，两半拼合螺母可旋转地置于本体的中部槽内，并与三个夹爪上的螺纹段相配合形成螺纹传动机构，齿圈过盈压配固定在两半拼合螺母的外缘上，并将其合为一体，其特征在于，所述的两半拼合螺母的拼合接合面是表面粗糙度Ra≤1.6μm，平面度≤0.8μm的光滑平面。同时还涉及上述光滑接合平面两半拼合螺母的制造方法。本发明可简化装配工序，省去螺母装配前的磕断，极大地降低材料成本，并提高了使用两半拼合螺母的钻夹头的灵活性和传动效率。
文档编号B25B29/00GK101844342SQ200910128699
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者李勇怀, 田先明, 苏立航, 韩彦斌, 马莉, 高斌 申请人:山西惠丰机械工业有限公司