专利名称：旋转工具的卡头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分属类特征的用于旋转工具的卡头。
在金属加工时旋转工具通过卡头夹紧在工具机内。旋转工具最好采用标准化的工具柄。按惯例工具柄有一削平区，以便为传扭形成刚性连接。尤其对于钻孔工具，为了降低其生产成本，工具柄采用全圆柱形的形状而没有削平区(DIN 1835A和6535A)。在这种情况下传扭通过摩擦连接实现。按本发明的卡头规定用于这种具有全圆柱形夹紧柄的旋转工具。
在已知的用于配备有全圆柱形柄的旋转工具的卡头中传扭通过摩擦连接实现，这是借助于将一个夹紧螺钉沿径向直接作用在夹紧柄上。这种卡头只适用于传递小的并往往对于钻孔加工而言不够大的扭矩。为了提高传递的扭矩，在用于具有全圆柱形夹紧柄的卡头中已知，将夹紧柄插入在卡头基体内部的一个开缝的套筒内并夹紧，在这种情况下沿径向旋入基体内的夹紧螺钉对上述套筒从外部加载，也就是说间接地作用在夹紧柄上。这一方案的前提条件是存在足够的用于安装此套筒的空间。此外，套筒意味着增加结构的费用。
为了避免这种处于夹紧螺钉与夹紧柄之间的套筒并尽管如此仍保证良好地传扭，在前言所述类型的卡头方面还已知，在夹紧螺钉与夹紧柄之间在径向通孔内装入一加压块，它安装成不能绕孔的轴线旋转但可沿螺钉旋入方向移动。此加压块以其端面作用在夹紧柄上并在其后端受夹紧螺钉加载(GB 29908；1913)。通过将加压块可沿轴向移动但不能旋转地装在通孔内，加压块在夹紧柄上加载的端面可制有与夹紧柄相应的表面形状，并因而获得与夹紧柄的面接触。
在一种类似的同样已知的以及同样也在夹紧螺钉与工具的夹紧柄之间插入加压块的卡头中，加压块不会丢失地插入一安装腔内靠在夹紧螺钉的端面上，使得加压块当夹紧螺钉松开或旋出时从工具的夹紧柄抬起和被带动(US 4611960。这样使夹紧柄在卡头中的装入和取出更加容易。但是加压块不会丢失地插入并靠在固定螺钉的端面要求夹紧螺钉变形并因而与可观的生产费用相联系。此外，加压块当它与工具的夹紧柄不接触时通常随夹紧螺钉旋转。其结果是加压块的旋转位置以不希望的方式改变。
本发明的目的是，在前言所述类型的卡头中以简单的方式保证，无需特别的附加的生产费用，在松开夹紧螺钉时使加压块从夹紧柄抬起，并因而可以将夹紧柄在没有夹紧的情况下装入和从卡头取出。此目的借助于权利要求1达到。
本方案不需要附加的径向结构空间，否则会导致增大卡头基体的直径。此外，本方案保证在松开夹紧螺钉时加压块沿径向向外移动到使它的前端离开夹紧柄的安装腔。还有，本方案以简单的方式补偿了夹紧柄的公差。最后，本方案有利于工具在无夹紧的情况下从基体取出。除此之外，此设计便于加压块正确定位，在传递较大的扭矩时通常有多个加压块。
按权利要求5和尤其按权利要求6，弹性件按特别有利的方式设计为橡胶弹性材料制的环，尤其是O型密封圈。因此，在按权利要求7和8的设计中，弹性件还有利地适用于作为加压块在通孔内部旋转位置的保险装置。也就是说，环形和橡胶弹性的材料以及所选择的预紧力状况，造成了一种摩擦连接，在适当设计尺寸的情况下，这种摩擦连接不妨碍沿轴向促使加压块复位，但却能防止加压块在通孔内部不希望地旋转。按权利要求9加压块作用在夹紧柄上的前端的凹入，特别有利于防止旋转。这种凹入要求加压块定向，以便使其凹入与装入安装腔内的夹紧柄适配。一旦实施了这种定向便应尽可能地保持，以便不必在每个重新的夹紧过程中首先要去使加压块的凹入相对于夹紧柄定向。此外，弹性件的弹性的环形在旋紧夹紧螺钉时起环形密封装置的作用。
加压块底端凹入的尺寸最好按权利要求10设计。在夹紧时它可以在一端通过加压块按权利要求9所追求的部分包围着工具的夹紧柄。按权利要求10的尺寸设计，在夹紧时导致包围住夹紧柄的凹入在加压块材料弹性范围内的轻度张开，并因而在夹紧螺钉松开后保证加压块从夹紧柄回弹。因此在松开夹紧螺钉后加压块自动脱开其在夹紧柄上的面接触，而弹性件由于其受压缩产生的作用在加压块上逆工具柄方向的复位力，仍需用于移动加压块。
按权利要求11的设计，可以从外部例如借助于螺丝刀穿过夹紧螺钉调整加压块相对于夹紧柄的旋转位置。
下面借助于附图举例说明本发明。其中
图1通过卡头和被夹紧的钻头的纵剖面；图2沿图1中线II-II通过处于其松开位置和钻头已取出时的卡头横截面；图3加压块放大侧视图；以及图4类似于图2通过卡头的横截面，左边a表示在通孔中心线中侧处于松开位置的加压块和夹紧螺钉，右边b表示在通孔中心线右侧处于夹紧位置的加压块和夹紧螺钉。
卡头3用于夹紧钻头1，钻头的夹紧柄2按DIN 1835A和6535A设计为全圆柱形的。卡头3通过基体4套筒状地围绕着夹紧柄2。基体4以其安装腔5承接夹紧柄2，因此安装腔5具有空心圆筒的形状。基体4围绕安装腔5的包壳壁6被多个沿轴向错开排列的通孔7穿过。通孔7的轴线8沿径向延伸。每个通孔7在其面朝安装腔5的里端用于安装一个加压块9，在加压块外面安装一个沿径向向内作用在加压块9上的夹紧螺钉10。加压块9设有一个与钻头1夹紧柄2的圆柱形相配的底端11。
夹紧螺钉10可沿旋入方向12从外沿径向向内旋入。它为了传扭制有一个沿孔轴线8的方向贯通的内六边形13。由于内六边形13贯通夹紧螺钉10，所以加压块9的前端14随时可以从基体4的外侧15达到。
加压块9制有设计为径向凸缘的环形法兰16，它构成了一个相对于在通孔7里端起横截面收缩的作用的环状颈圈17的轴向止挡。在环形法兰16与颈圈17之间装了一个用可压缩的橡胶弹性材料制的环形弹性件18。此弹性件18是一个O型密封圈，由于其弹性复位力，在夹紧螺钉10的未加载状态它将加压块9逆旋入方向12向外排挤。它还起密封装置的作用。弹性件18以一定的沿径向向内方向的预紧力套在加压块9横截面为圆形的外套部分上，即使夹紧螺钉10松开，此预紧力仍造成摩擦连接，此摩擦连接保证加压块9在通孔7内部一旦调整好的旋转位置不变。弹性件18位置固定地座落在一个制在通孔7内的环槽19中。环槽19位于在内部的孔出口处的颈圈17与内螺纹20之间，内螺纹20从通孔7外侧15向内一直延伸到环槽19，并用于安装内六角螺钉10。
加压块9在其底端11凹入，以构成一个与夹紧柄2表面形状相匹配的加压面21。此凹入22有空心圆柱段的形状，它的曲面直径23略小于夹紧柄2的额定直径24。
加压块9的前端14制有槽25，用于一个通过夹紧螺钉10插入的转矩板手，例如螺丝刀。由此可以为了加压块9凹入22的定向，调整其相对于夹紧柄2的旋转位置。
在夹紧的起始位置，加压块9的底端11处于从夹紧柄2抬起和推回到通孔7内去的位置(图4a-左侧)。在此推回到通孔7内的起始位置下，钻头1可以无障碍地将其夹紧柄2插入基体4的安装腔5中。为了使底端11加压面21的凹入22按这样的方式相对于夹紧柄2定向，即，底端11不相对于夹紧柄2歪斜，此加压块9可借助于一个从外侧15插入在其前端14上的槽25中的可操纵的螺丝刀置于正确的旋转位置。加压块9通过位置固定地装在环槽19内的弹性件18亦即O型密封圈的摩擦连接，保持此旋转位置。然后，通过作用在夹紧螺钉11内六边形13上的扭矩将夹紧螺钉11旋入。因此，加压块9过渡到其由图4b-右侧所示的夹紧位置，在此位置弹性件18被压缩。夹紧时，加压块9底端11上的凹入22在材料弹性范围内略微撑开，其结果是使凹入22具有略微增大的曲面直径23。
为了松开夹紧，将夹紧螺钉10逆旋入方向12回移。与此同时加压块9前端11凹入22的撑开弹性地回弹，所以凹入22从其在夹紧柄2圆周上的面接触脱开。此外，弹性件18从其被压缩的夹紧状况膨胀到其松驰后的起始状况(图4a-左侧)。因此将加压块9压入通孔7。它的前端11不再与夹紧柄2接触。它从夹紧柄2抬起并被从安装腔5的区域挤回，所以也不会妨碍装入一个新的钻头1(图2)。
权利要求
1.旋转工具的卡头，-有一个围绕工具圆柱形夹紧柄(2)的套筒状基体(4)，-它的围绕着工具夹紧柄(2)安装腔(5)的包壳壁(6)被一个基本上沿径向的通孔(7)穿过，-有一个可旋入通孔(7)内的夹紧螺钉(10)，-它向一个置入安装腔(5)内的夹紧柄(2)沿旋入方向加载，以及-有一个置入通孔内夹紧螺钉(10)与安装腔(5)之间并可移动的加压块(9)，-它的面朝安装腔(5)的底端(11)与夹紧柄(2)的表面相匹配其特征为-加压块(9)制有径向凸缘(16)，-它构成一个相对于在通孔(7)内端处起防丢失装置作用的横截面收缩(17)的轴向止挡，以及-在加压块(9)的径向凸缘(16)与通孔的横截面收缩(17)之间装有一个可弹性压缩的弹性体(18)，-由于其复位力，它在未被夹紧螺钉(10)加载的状态下将加压块(9)逆旋入方向(12)向外排挤。
2.按照权利要求1所述的卡头，其特征为加压块(9)的径向凸缘通过一环形法兰(16)构成。
3.按照权利要求1所述的卡头，其特征为横截面收缩是一个包含朝安装腔(5)方向的孔出口在内的环状颈圈(17)。
4.按照权利要求3所述的卡头，其特征为颈圈(17)与通孔(7)的孔轴线(8)同心。
5.按照权利要求1所述的卡头，其特征为弹性件(18)是一个用橡胶弹性材料制造的贴靠在加压块(9)环形法兰(16)上的环。
6.按照权利要求5所述的卡头，其特征为弹性件(18)是一个围绕着加压块(9)上一个横截面圆形的外套部分的O型密封圈。
7.按照权利要求1所述的卡头，其特征为弹性件(18)位置固定地座落在一个制在通孔(7)内的环槽(19)中。
8.按照权利要求6或7所述的卡头，其特征为弹性件(18)将具有凸缘的加压块(9)沿径向向里加载。
9.按照权利要求1所述的卡头，其特征为加压块(9)向夹紧柄(2)加载的底端(11)凹入，以构成一个与夹紧柄(2)表面形状相适应的加压面(21)。
10.按照权利要求9所述的卡头，其特征在于作为加压面(21)的空心圆柱段的形状，它的曲面直径(23)略小于要配装的夹紧柄(2)的额定直径(24)。
11.按照权利要求1所述的卡头，其特征为夹紧螺钉(10)沿轴向被一个承扭孔尤其被一内六边形(13)穿过；以及，加压块(9)的前端(14)制有一开口尤其一个槽(25)，用于穿过夹紧螺钉(10)插入的转矩板手。
全文摘要
本发明涉及一种卡头,它用于设计有圆柱形夹紧柄(2)的旋转工具,卡头通过基体(4)围绕着工具。基体(4)内的径向通孔(7)用于安装一个夹紧螺钉(10),它向一个置入通孔(7)内在夹紧螺钉与夹紧柄(2)之间的加压块(9)加载。加压块(9)有一径向凸缘(16),以及通孔(7)在其里端有一横截面收缩(17)。一个可弹性压缩的弹性件(18)作用在加压块(9)与通孔(7)之间,由于其复位力,在不受夹紧螺钉加载的状态下弹性件(18)将加压块(9)从夹紧柄(2)抬起并将其推回通孔(7)内。
文档编号B23B31/107GK1252743SQ98804360
公开日2000年5月10日 申请日期1998年3月20日 优先权日1997年4月23日
发明者格布哈德·米勒, 迈克尔·许芬豪尔, 马丁·普赖 申请人:钴碳化钨硬质合金公司