一种适用直柄钻头的钻夹头及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种钻头夹紧技术，具体是一种适用直柄钻头的钻夹头及其使用方法。


背景技术：

2.钻夹头是一种适用于装夹直柄钻头的工具，钻夹头柄部是圆锥面，可与钻床主轴内孔配合安装；头部一般是设置三个爪，可通过紧固扳手转动使其同时张开或合拢。
3.钻夹头大致可以分为扳手式和手紧式两大类，无论哪种类别，其原理大同小异；三个夹紧爪合围形成锥形体，在锥形体的外表面设置锥形螺纹，而在钻套的内壁设置锥形内螺纹；同时，在钻套的下部设置可旋转的套环，套环内壁上设置了倾斜的导向部，导向部的倾斜方向与锥形体的锥角相同；转动钻套而保持套环不转时，通过导向部约束三个夹紧爪不转动；而在钻套转动时，利用钻套内壁的锥形内螺纹与夹爪外表面的锥形外螺纹配合，带动三个夹爪一边从套环中伸出，一边相互靠拢，以对钻头夹紧；相反地，反向转动钻套时，三个夹爪一边伸入套环中，一边相互分离，以对钻头松解。
4.在对钻头夹紧的过程中，一手握住套环，另一手握住钻套，转动其中一个便可使夹爪伸出夹紧或收缩分离；其中，目前常用的三脚卡爪式钻夹头在通过套环和钻套配合旋转将钻头预紧后，由于钻头作业时受到的反作用力较大，为了保证钻头夹持的稳定性，通常还需要通过扳轮来拧紧夹头；扳轮是一个带加长力臂的锥齿轮，钻套的边缘设置一圈锥齿圈，套环上开设有一个定位孔；将加长力臂插入到定位孔中，使加长力臂上的锥齿轮和钻套边缘的锥齿圈咬合，通过转动加长力臂进一步地拧紧夹头。利用加长力臂可以起到增加力矩输入的作用，因此夹头的夹持力大；同样地，在需要拆卸钻头时，由于夹紧力很大，如若直接手握套环和钻套驱使二者相对转动，存在较大的难度，而通过加长力臂则可以轻松地驱使套环和钻套相对转动，从而将夹持的钻头卸下。
5.虽然通过加长力臂上的锥齿轮和钻套边缘的锥齿圈配合，可以起到终紧效果，但是由于加长力臂和其上的锥齿轮需要随身携带，并不是与钻夹头连接为一体的；因此在装夹钻头时需要随身携带加长力臂，而在将钻头装夹完成后，避免钻头和钻夹头工作时高速转动加长力臂影响钻头的正常工作，以及加长力臂在离心力作用下高速脱离钻夹头，又需要将加长力臂从钻夹头中拆离，十分不便。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种带有适用直柄钻头的钻夹头及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用直柄钻头的钻夹头，包括外壳、与外壳转动配合旋转头、以及活动连接所述旋转头的夹持部；所述夹持部为多个，且沿圆周均匀分布，多个夹持部相互聚拢可形成圆锥状；
所述外壳的内部中央设置有用于同所述夹持部的内壁滑动配合的顶头，所述顶头的下部设置有锥形面，所述锥形面的锥度与多个夹持部相互聚拢所形成的圆锥的锥角相同；所述夹持部和所述外壳之间还设置了与所述钻夹头一体化的终紧机构，所述终紧机构用于在所述夹持部与钻柄预紧后，驱动所述夹持部相对所述外壳转动，以使夹持部进一步聚拢。
8.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述夹持部的外壁上开设有滑动卡槽，旋转头内壁上一体设置有与所述滑动卡槽滑动配合的导向凸起；所述旋转头的上部外壁设置一圈截面为半圆状的滚道，外壳的下部内壁设置一圈截面也为半圆状的滚道，两圈滚道的直径相同；在两圈滚道之间设置有滚珠；所述外壳的下部内壁还一体设置有内凸阶梯，所述内凸阶梯上设置有锥状的内螺纹；夹持部的外壁上设置有与内凸阶梯上的内螺纹相适配的锥状外螺纹。
9.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述顶头上部一体设置有二号中心杆，二号中心杆上部同轴设置有一号中心杆，一号中心杆穿出所述外壳顶部的穿口，且一号中心杆通过端盖与外壳顶部的穿口固定；所述一号中心杆的底部与二号中心杆的顶部之间具有空隙，一号中心杆的下部与二号中心杆的上部之间通过弧形状的连接箍同轴连接，一号中心杆和二号中心杆形成中心杆组。
10.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述一号中心杆和二号中心杆的内部中央均开设有嵌道，其中，一号中心杆内的嵌道贯穿所述顶头，二号中心杆内的嵌道上部具有一圈凸缘；所述终紧机构包括与所述嵌道转动配合的内置轴，所述内置轴贯穿所述二号中心杆和顶头，且内置轴伸入到一号中心杆内的一段外壁上设置有一圈凹道，所述凹道与所述凸缘转动卡合；所述内置轴的下部连接有锥环，所述锥环与所述夹持部配合；所述终紧机构还包括用于驱动所述内置轴转动的省力组件。
11.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述锥环中央开设有键槽，内置轴的下部外壁上一体设置有滑键，所述滑键与所述键槽滑动配合；以使内置轴转动时能够带动滑键跟随转动，从而使得锥环同步转动。
12.所述锥环的外壁上设置有翅板，夹持部的内壁上开设有插槽，所述翅板与所述插槽滑动配合。
13.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述省力组件包括设置在所述空隙处的终紧齿轮，所述终紧齿轮与所述内置轴同轴固定，终紧齿轮的两侧各设置一组螺纹传动结构，两组所述螺纹传动结构之间相互连接，且螺纹传动结构与所述终紧齿轮配合；所述终紧齿轮周向设置有四个连接杆，四个连接杆与所述内置轴固定，终紧齿轮同轴套合在所述内置轴的外围。
14.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述螺纹传动结构包括转动设置在所述外壳内的丝杆、与所述丝杆螺纹连接的直齿柱、以及设置在所述外壳内壁上的滑片；所述滑片与开设于所述直齿柱外壁上的滑槽滑动配合，直齿柱朝向终紧齿轮的一
面上设置有一段齿牙，所述齿牙与所述终紧齿轮配合。
15.如上所述的适用直柄钻头的钻夹头：所述丝杆上设置有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮咬合，且大齿轮设置在转轴上，所述转轴的一端转动设置在其中一个连接箍上，另一端穿出外壳并与外壳转动配合；在转轴穿出所述外壳的一端设置有旋钮。
16.一种如上所述的钻夹头的使用方法，包括如下步骤：步骤一，夹持部调节，一手握住外壳保持外壳固定，另一只手握住旋转头，转动旋转头使夹持部完全收缩并分离至最大限度；步骤二，对插钻柄，将钻头的直柄装入到旋转头中，装入钻柄后一手握住外壳保持外壳固定，另一只手握住旋转头，反向转动旋转头使夹持部从旋转头中伸出并相互聚拢，将钻柄夹持，直至无法转动旋转头；步骤三，终紧钻柄，手握外壳并转动旋钮，通过旋钮带动齿轮组和螺纹传动结构动作，将钻柄完全固定；尝试拉动钻头，检测钻头是否有力地被夹持部固定；步骤四，卸柄，反向转动旋钮，驱使夹持部相对外壳微动，直至旋钮完全无法转动（直齿柱到达小齿轮处，并与终紧齿轮脱离）；而后反向转动旋转头和外壳，驱使夹持部进一步地收缩至旋转头内并相互分离。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过设置的终紧机构替代了原有的加长力臂、锥齿轮、以及锥齿圈，将终紧机构一体地设置在钻夹头上；相较于分体设置的加长力臂而言，携带便捷性，使用灵活性更佳。
附图说明
18.图1为适用直柄钻头的钻夹头的结构示意图；图2为适用直柄钻头的钻夹头另一视角的结构示意图；图3为适用直柄钻头的钻夹头的俯视图；图4为图3的a-a向剖面图；图5为图4的三维立体图；图6为三个夹持部的完全聚拢后的结构示意图；图7为旋转头和其内部的导向凸起的结构示意图；图8为外壳半剖后的结构示意图；图9为中心杆组和终紧齿轮的正视图；图10为仅保留一个夹持部时的终紧机构的结构图；图11为在图10的基础上拆除夹持部和端盖后另一方位的结构示意图；图12为在图11的基础上拆除中心杆组改变视图方位后的结构示意图；图13为内置轴和锥环拆分时的结构示意图。
19.图中：1-外壳；2-旋转头；3-一号中心杆；4-夹持部；5-二号中心杆；6-连接箍；7-内凸阶梯；8-顶头；9-导向凸起；10-滑动卡槽；11-滚珠；12-锥形面；13-终紧轮；14-转轴；15-大齿轮；16-小齿轮；17-丝杆；18-直齿柱；19-滑槽；20-滑片；21-终紧齿轮；22-内置轴；23-锥环；24-键槽；25-滑键；26-翅板；27-插槽；28-端盖。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.请参阅图1~图13，作为本发明的一种实施例，所述适用直柄钻头的钻夹头，包括外壳1、与外壳1转动配合旋转头2、以及活动连接所述旋转头2的夹持部4；所述夹持部4为多个，且沿圆周均匀分布，多个夹持部4相互聚拢可形成圆锥状。
22.当多个夹持部4相互聚拢时，可以对钻头的钻柄进行夹持固定，从而使钻头稳定地设置在钻夹头上；而当多个夹持部4沿圆锥的径向分离时，可以将夹持的钻头钻柄松开，从而卸下钻头或更换钻头。
23.所述外壳1的内部中央设置有用于同所述夹持部4的内壁滑动配合的顶头8，所述顶头8的下部设置有锥形面12，所述锥形面12的锥度与多个夹持部4相互聚拢所形成的圆锥的锥角相同。
24.由于顶头8下部的锥形面12的锥角与夹持部4上部内壁的锥角相同，故当夹持部4沿着圆锥的径向分离时，在锥形面12的作用下还会收缩到旋转头2中；如此便实现了多个夹持部4相互聚拢时，从旋转头2处伸出；而在多个夹持部4相互分离时，收缩到旋转头2中。
25.所述夹持部4和所述外壳1之间还设置了与所述钻夹头一体化的终紧机构，所述终紧机构用于在所述夹持部4与钻柄预紧后，驱动所述夹持部4相对所述外壳1转动，以使夹持部4进一步聚拢，对预紧后的钻柄作终紧处理。
26.本发明中通过设置的终紧机构替代了原有的加长力臂、锥齿轮、以及锥齿圈，将终紧机构一体地设置在钻夹头上；相较于分体设置的加长力臂而言，携带便捷性，使用灵活性更佳。
27.作为本发明进一步的方案，所述夹持部4的外壁上开设有滑动卡槽10，旋转头2内壁上一体设置有与所述滑动卡槽10滑动配合的导向凸起9。
28.通过导向凸起9和滑动卡槽10配合，使得夹持部4和旋转头2内壁之间只可相对滑动，而不能相对转动。
29.所述旋转头2的上部外壁设置一圈截面为半圆状的滚道，外壳1的下部内壁设置一圈截面也为半圆状的滚道，两圈滚道的直径相同；在两圈滚道之间设置有滚珠11。
30.利用滚珠11和两圈滚道配合实现旋转头2和外壳1的转动配合，一方面可以有效避免二者在轴向方向上产生错位，另一方面也可减小二者之间的转动摩擦力，从而减小转动连接处的磨损，提高钻夹头整体的使用寿命。
31.所述外壳1的下部内壁还一体设置有内凸阶梯7，所述内凸阶梯7上设置有锥状的内螺纹；夹持部4的外壁上设置有与内凸阶梯7上的内螺纹相适配的锥状外螺纹；在对钻柄预紧时，一手握住旋转头2，另一手握住外壳1并使二者相对转动，便可通过锥状外螺纹和锥状的内螺纹相互作用驱使多个夹持部4，在顶头8下部的锥形面12的导向向，相互聚拢或分离，且在聚拢和分离的同时从旋转头2中伸出或收缩至旋转头2中。
32.作为本发明更进一步的方案，所述顶头8上部一体设置有二号中心杆5，二号中心杆5上部同轴设置有一号中心杆3，一号中心杆3穿出所述外壳1顶部的穿口，且一号中心杆3通过端盖28与外壳1顶部的穿口固定；具体是，端盖28通过一组螺栓与一号中心杆3固定，外壳1通过另一组螺栓与端盖
28固定；其中，穿口的直径大于顶头8的直径，以便于将中心杆和顶头8通过穿口装入到外壳1内，或从外壳1中拆卸。
33.所述一号中心杆3的底部与二号中心杆5的顶部之间具有空隙，一号中心杆3的下部与二号中心杆5的上部之间通过弧形状的连接箍6同轴连接，一号中心杆3和二号中心杆5形成中心杆组。
34.通过设置的端盖28可以轻松地实现中心杆组与外壳1的同轴固定，同时也方便将中心杆组和顶头8从外壳1中拆卸出来，无论是维修还是更换，相较于传统的钻夹头需要利用榔头锤击以强制驱使卡顿的夹爪分离而言，拆卸更加便捷。
35.作为本发明再进一步的方案，所述一号中心杆3和二号中心杆5的内部中央均开设有嵌道，其中，一号中心杆3内的嵌道贯穿所述顶头8，二号中心杆5内的嵌道上部具有一圈凸缘；所述终紧机构包括与所述嵌道转动配合的内置轴22，所述内置轴22贯穿所述二号中心杆5和顶头8，且内置轴22伸入到一号中心杆3内的一段外壁上设置有一圈凹道，所述凹道与所述凸缘转动卡合；所述内置轴22的下部连接有锥环23，所述锥环23与所述夹持部4配合；所述终紧机构还包括用于驱动所述内置轴22转动的省力组件。
36.通过省力组件可以带动内置轴22转动，内置轴22再带动锥环23转动，进而带动夹持部4相对外壳1转动，而当夹持部4相对外壳1转动时，通过锥状外螺纹和锥状的内螺纹相互作用驱使多个夹持部4，在顶头8下部的锥形面12的导向作用下，相互聚拢或分离，并在聚拢和分离的同时从旋转头2中伸出或收缩至旋转头2中。
37.作为本发明再进一步的方案，所述锥环23中央开设有键槽24，内置轴22的下部外壁上一体设置有滑键25，所述滑键25与所述键槽24滑动配合；以使内置轴22转动时能够带动滑键25跟随转动，从而使得锥环23同步转动。
38.所述锥环23的外壁上设置有翅板26，夹持部4的内壁上开设有插槽27，所述翅板26与所述插槽27滑动配合。
39.当锥环23转动时，利用翅板26与插槽27配合，从而带动夹持部4转动；而在夹持部4转动时，一边沿内置轴22的径向活动，一边沿内置轴22的轴向活动；因为翅板26与插槽27沿径向方向滑动配合，而键槽24与滑键25沿轴向滑动配合；故当夹持部4聚拢或分离时，通过翅板26与插槽27配合，能够保持夹持部4与锥环23同转；再通过滑键25与键槽24配合，能够保持锥环23与内置轴22同转。
40.作为本发明再进一步的方案，所述省力组件包括设置在所述空隙处的终紧齿轮21，所述终紧齿轮21与所述内置轴22同轴固定，终紧齿轮21的两侧各设置一组螺纹传动结构，两组所述螺纹传动结构之间相互连接，且螺纹传动结构与所述终紧齿轮21配合；所述终紧齿轮21周向设置有四个连接杆，四个连接杆与所述内置轴22固定，终紧齿轮21同轴套合在所述内置轴22的外围。
41.通过螺纹传动结构动作带动终紧齿轮21转动，终紧齿轮21利用其周向上的四个连接杆带动内置轴22转动，最终带动滑键25转动。
42.由于设置了螺纹传动结构，而螺纹传动具有省力和自锁的效果，因此螺纹传动结构带动终紧齿轮21转动能够起到省力的特点，也即能够起到与现有技术中的加长力臂相同
的省力效果；此外，利用螺纹传动自锁的特点，使得终紧齿轮21无法回转，保证终紧后的钻头不会由于终紧齿轮21回转而松懈。
43.作为本发明再进一步的方案，所述螺纹传动结构包括转动设置在所述外壳1内的丝杆17、与所述丝杆17螺纹连接的直齿柱18、以及设置在所述外壳1内壁上的滑片20；所述滑片20与开设于所述直齿柱18外壁上的滑槽19滑动配合，直齿柱18朝向终紧齿轮21的一面上设置有一段齿牙，所述齿牙与所述终紧齿轮21配合；需要注意的是，两组所述螺纹传动结构中的丝杆17螺纹旋向相反，而两组丝杆17上的直齿柱18相互错位。
44.在对钻头终紧时，首先驱使两个丝杆17同向转动，由于两个丝杆17的旋向相反，故两个直齿柱18反向运动；当直齿柱18上的齿牙运动至与终紧齿轮21结合时，两个直齿柱18共同向终紧齿轮21施力，并带动终紧齿轮21转动。
45.而在将钻头从夹持部4上卸下时，由于初始状态下夹持部4与钻头钻柄之间的夹紧力极大，如若直接手握旋转头2和外壳1是无法转动的；此时可通过转动两个丝杆17驱动两个直齿柱18相互错位远离，以带动终紧齿轮21转动，当直齿柱18上的齿牙与终紧齿轮21脱离后，夹持部4和钻柄之间的夹紧力变小，起到预松效果；而后再手握旋转头2和外壳1，使二者相对转动，达到最终松懈。
46.作为本发明再进一步的方案，所述丝杆17上设置有小齿轮16，所述小齿轮16与大齿轮15咬合，且大齿轮15设置在转轴14上，所述转轴14的一端转动设置在其中一个连接箍6上，另一端穿出外壳1并与外壳1转动配合；在转轴14穿出所述外壳1的一端设置有旋钮。
47.通过转动旋钮带动转轴14转动，进而带动大齿轮15转动，大齿轮15带动两侧的小齿轮16同向且同速转动，最终使得两侧的丝杆17同速同向转动。
48.此外，本发明还提出了一种如上所述的钻夹头的使用方法，包括如下步骤：步骤一，夹持部4调节，一手握住外壳1保持外壳1固定，另一只手握住旋转头2，转动旋转头2使夹持部4完全收缩并分离至最大限度；步骤二，对插钻柄，将钻头的直柄装入到旋转头2中，装入钻柄后一手握住外壳1保持外壳1固定，另一只手握住旋转头2，反向转动旋转头2使夹持部4从旋转头2中伸出并相互聚拢，将钻柄夹持，直至无法转动旋转头2；步骤三，终紧钻柄，手握外壳1并转动旋钮，通过旋钮带动齿轮组和螺纹传动结构动作，将钻柄完全固定；尝试拉动钻头，检测钻头是否有力地被夹持部4固定；步骤四，卸柄，反向转动旋钮，驱使夹持部4相对外壳1微动，直至旋钮完全无法转动（直齿柱18到达小齿轮16处，并与终紧齿轮21脱离）；而后反向转动旋转头2和外壳1，驱使夹持部4进一步地收缩至旋转头2内并相互分离。
49.注意的是，由于直齿柱18在与终紧齿轮21结合后，可带动终紧齿轮21转动的角度极小。至于为何不通过转动旋钮直接驱动多个夹持部4动作的原因在于：通过丝杆17带动直齿柱18移动的速度极慢，因此如若需要夹持部4大张或大合，需要转动多圈才能实现对钻柄的夹紧，故无法实现快速装夹钻头。
50.而采用锥状外螺纹和锥状的内螺纹相互作用驱使多个夹持部4，在顶头8下部的锥形面12的导向作用下，相互聚拢或分离具有快速预装夹的作用。
51.上述实施例是示范性的，而非限制性的，故在不背离本发明的精神或基本特征的
情况下，能够以其他的具体形式实现本发明的技术方案均囊括在本发明内。