專利名稱：一種機(jī)床快換夾頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在機(jī)械加工中裝夾孔類加工刀具的一種機(jī)床快換夾頭系統(tǒng)，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn) 高精度快速更換刀具，并對(duì)刀具進(jìn)行自動(dòng)內(nèi)部冷卻。
技術(shù)背景目前，公知的快換夾頭，可換刀柄與主體的連接方式均為直插式或錐直復(fù)合式(錐直復(fù) 合式為本人發(fā)明)，這些結(jié)構(gòu)，在徑向或軸向都存在一定范圍的間隙?？鞊Q夾頭是在不停車旋 轉(zhuǎn)時(shí)，用手將外壓環(huán)上移(立式時(shí)上移，臥式時(shí)則為側(cè)移)，可換刀柄取下；當(dāng)可換刀柄插入 主體時(shí)，外壓環(huán)往下移或下壓，由鋼球?qū)⒖蓳Q刀柄卡住。在數(shù)控機(jī)床上，當(dāng)?shù)毒哐b夾和工件加工精度較高時(shí)，則要求夾頭整體精度也就相應(yīng)較高， 夾頭主體與可換刀柄的整體結(jié)構(gòu)連接可靠，從而來(lái)保證刀具的裝夾精度和工件的加工質(zhì)量。 但現(xiàn)有的快換夾頭主體與可換刀柄結(jié)構(gòu)都不能實(shí)現(xiàn)高精度無(wú)間隙連接及刀具內(nèi)部自動(dòng)冷卻。 發(fā)明內(nèi)容為了使夾頭主體與可換刀柄連接后徑向或軸向之間達(dá)到?jīng)]有間隙，可換刀柄可在高速下 更換以及實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具切削時(shí)的內(nèi)部冷卻。本發(fā)明提供一種機(jī)床快換夾頭系統(tǒng)裝置，該夾頭不 僅能實(shí)現(xiàn)可換刀柄與主體的高精度連接，而且能在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)單手操作就可將刀柄順利插入， 內(nèi)冷卻裝置便能自動(dòng)打開，工作時(shí)能對(duì)刀具進(jìn)行內(nèi)冷卻。當(dāng)卸下刀柄時(shí)，冷卻液也自動(dòng)關(guān)閉。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是可換刀柄與主體為全錐式配合，并在刀柄 錐部小端處有連體刀柄拉釘，其中心有內(nèi)冷卻孔，當(dāng)可換刀柄插入時(shí)可與柱閥孔相通并自動(dòng) 打開閥門。拉釘頸部斜面均布設(shè)置相配合的壓緊柱，壓緊柱另一端球R部與斜壓環(huán)的斜面相 接觸，斜壓環(huán)一端面有均布?jí)涵h(huán)彈簧，壓環(huán)彈簧的另一端壓在外殼相應(yīng)的孔內(nèi)，傳動(dòng)鋼球設(shè) 于可換刀柄錐度約中部位置。插入時(shí)，單手操作，握可換刀柄捏手圈部位將可換刀柄插入主體時(shí)，柱閥向內(nèi)移動(dòng)，壓 緊柱在突然失去內(nèi)撐力，并在彈簧的作用力下，將斜壓環(huán)壓向一端，斜壓環(huán)的斜面又與壓緊 柱球部接觸，斜壓環(huán)的移動(dòng)使壓緊柱向軸心壓入，壓緊柱的斜面將緊壓可換刀柄拉釘部斜面， 迫使可換刀柄產(chǎn)生一種軸向力，向主體內(nèi)錐方向緊壓。同時(shí)，外壓環(huán)也在斜壓圈的瞬間推動(dòng) 下，移出定位鋼球的槽內(nèi)向下迅速移動(dòng)，壓迫傳動(dòng)鋼球壓入可換套球窩內(nèi)，使可換刀柄與主 體實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙連接。當(dāng)可換刀柄將柱閥向內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)，閥門也同時(shí)打開，推力彈簧并將柱 閥緊貼可換刀柄拉釘部端部，端部有密封圈。柱閥與主體的配合處有密封圈。這樣，設(shè)有內(nèi) 冷卻主軸內(nèi)的冷卻液可進(jìn)入夾頭柄部的柱閥中，柱閥的中心孔是兩頭不通的，但在兩頭孔底 部處圓周上有均布小孔，冷卻液從中心孔內(nèi)流入主體的環(huán)槽內(nèi)，再?gòu)沫h(huán)槽內(nèi)流入柱閥中心， 流入可換套中心，直至刀具切削部位。卸下刀柄時(shí)， 一手捏外壓圈上移至底， 一手捏捏手圈部位即取下。當(dāng)外壓圈上移時(shí)推動(dòng) 斜壓環(huán)并克服壓環(huán)彈簧壓力一起移動(dòng)，壓緊柱便失去斜壓環(huán)壓力，退出彈簧將壓緊柱退出， 同時(shí)，當(dāng)斜壓圈快要到底與罩殼內(nèi)端面相碰時(shí)，與撞擊鋼球相碰，迫使撞擊柱斜面與柱閥外 圓角處相碰，受到軸向力撞擊的柱闊再終使撞擊力傳向刀柄使其向外退出，柱閥又靠底部推 力彈簧的作用將可換刀柄繼續(xù)彈出，這時(shí)，柱閥由限位螺釘?shù)淖饔孟聦⒐潭ㄔ谝欢ǖ奈恢茫?并靠其大端將壓緊柱撐住。外壓環(huán)的移動(dòng)使得傳動(dòng)鋼球退出可換套球窩，但.將定位鋼球壓入 后又彈出來(lái)將外壓環(huán)定位卡住。所有使得可換刀柄的卡緊、傳動(dòng)、冷卻液的開啟和關(guān)閉、撞 擊和彈出動(dòng)作均由外壓環(huán)的移動(dòng)使這些聯(lián)動(dòng)而獲得。當(dāng)更換不同的刀具時(shí)，便更換不同的可換刀柄，以達(dá)到提高工效的目的。另外，該夾頭另附兩樣專用附件(無(wú)圖)。為了在使用過(guò)程屮對(duì)可換刀柄的保護(hù)，裝卸刀 具時(shí)，另附有刀柄保護(hù)套；為防止可換刀柄在頻繁更換使用中沾上切屑或污物，另附有可換 刀柄掛架。架子可固定在工作臺(tái)邊上，可換刀柄的拉釘處槽子可卡在掛架的均布缺口中，這 樣可使可換刀柄始終刀具朝下，刀具上的切屑也可往下掉，可換刀柄的擺放也可整齊并互不相碰。本發(fā)明的有益效果是，可換刀柄可以在旋轉(zhuǎn)時(shí)快速方便插入更換，實(shí)現(xiàn)高精度無(wú)間隙連 接，并可在加工時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行自動(dòng)內(nèi)冷卻，夾頭整體結(jié)構(gòu)緊湊精密。


圖1是本發(fā)明可換刀柄插入時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是圖1的B—B剖視圖。 圖3是圖1的C一C剖視圖。 圖4是圖1的A—A剖視圖。 圖5是可換刀柄卸下后的結(jié)構(gòu)圖。 圖號(hào)及名稱l.可換刀柄，2.捏手圈，3.擋圈，4.外壓環(huán)，5.傳動(dòng)鋼球，6.外套，7.定位彈簧，8.定位鋼 球，9.斜壓環(huán)，IO.壓緊柱，ll.退出彈簧，12.外殼，13.緊定螺定，14.導(dǎo)向銷，15.撞擊柱，16. 撞擊球，17.壓環(huán)彈簧，18.密封圈，19.密封圈，20.柱閥，21.限位螺釘，22.推力彈簧，23.主 體具體實(shí)施方式
在圖1中，可換刀柄(1)錐體與主體(23)錐孔相配合，錐體外徑及主體(23)相應(yīng)部 位設(shè)置傳動(dòng)鋼球(5)起傳動(dòng)力矩至可換刀柄(1)的作用，捏手圈(2)緊靠在可換刀柄(1) 錐體大端處起操作捏手用。可換刀柄(1)錐體小端處有一中心帶冷卻孔的連體拉釘，其外徑 與主體(23)內(nèi)孔有一定間隙的配合，目的使可換刀柄(1)更能方便一地插入。當(dāng)?shù)侗?1) 插入主體(23)時(shí)，柱閥(20)在推力彈簧(22)的作用下使柱閥(20)端面與可換刀柄(1) 端面始終緊貼，另有密封圈(18)作密封，可換刀柄(1)其頸部錐度與均布在主體(23)上 的3個(gè)壓緊柱(10)錐度相配合，壓緊柱(10)另一端球R與斜壓環(huán)(9)的斜面相接觸， 而斜壓環(huán)(9)有均布在其端面與外殼(12)端面孔內(nèi)之間的壓環(huán)彈簧(17)，這樣，插入的 可換刀柄(1)使得原撐住壓緊柱(10)的柱閥(20)向內(nèi)移動(dòng)，而壓緊柱(10)在突然失去 柱閥(20)內(nèi)撐力的作用下及在壓環(huán)彈簧(17)和斜壓環(huán)(9)斜面的作用下使壓緊柱(10) 瞬間向軸心移動(dòng)，壓緊柱(10)的斜面又與可換刀柄(1)拉釘斜面相接觸，以增力的狀態(tài)迫 使可換刀柄(1)往主體(23)錐孔小端方向緊壓。同時(shí)，迅速移動(dòng)的斜壓環(huán)(9)推著外壓 環(huán)(4) 一起移動(dòng)，將傳動(dòng)鋼球(5)壓入可換刀柄(1)相應(yīng)位置的球窩內(nèi)，外壓環(huán)(4)的 移動(dòng)距離有擋圈(3)作限位。當(dāng)可換刀柄(1)將柱閥(20)往內(nèi)頂過(guò)一距離時(shí)，柱閥(20) 上的均布孔都位于主體(23)的環(huán)槽中，使閥門自動(dòng)打開。柱閥(20)與主體(23)之間有 密封圈(19)。撞擊柱(15)、撞擊球(16)設(shè)置在柱閥(20)大端直徑后背，目的是使可換 刀柄(1)插入時(shí)萬(wàn)一有臟物帶入，退出時(shí)卡緊而專門設(shè)置的。分體的撞擊件以鋼球(16)與 斜壓環(huán)(9)的內(nèi)孔邊緣處相接觸會(huì)更加順暢。夾具主體(23)柄部形式及冷卻液進(jìn)口處視不 同機(jī)床規(guī)格的主軸孔標(biāo)準(zhǔn)形式而定。在圖2剖視圖所示實(shí)施例中，外殼(12)內(nèi)，斜壓環(huán)(9)均布?jí)涵h(huán)彈簧(17)，主體(23) 圓周上均布?jí)壕o柱(10)，其對(duì)應(yīng)處與斜壓環(huán)(9)上的槽配合。為減輕斜壓環(huán)(9)與壓緊柱 (10)的移動(dòng)摩擦，采用了幾乎平面接觸，導(dǎo)向銷(14)的作用是使斜壓環(huán)(9)保持軸向移 動(dòng)。壓緊柱(10)的球R—端均有退出彈簧(11)，中心為可換刀柄(1)。在圖3剖視圖所示實(shí)施例中，外壓環(huán)(4)，傳動(dòng)鋼球(5)均布在主體(23)錐孔內(nèi)及對(duì) 應(yīng)部位可換刀柄(1)的球R中，可換刀柄(1)的角度a視裝夾不同刀具情況而定。在圖4剖視圖所示實(shí)施例中，外殼(12)上均布緊定螺釘(13)，使其固定在主體(23) 上對(duì)應(yīng)的一個(gè)小平面上，壓環(huán)彈簧(17)均布在外殼(12)端面孔內(nèi)，撞擊球(16)及撞擊 柱(15)均布在主體(23)圓周上的孔內(nèi)。撞擊球在刀柄(1)插入后會(huì)高出主體(23)的外 圓，其對(duì)應(yīng)外殼(12)上有缺口作限位，使其始終在一定范圍內(nèi)活動(dòng)。在圖5結(jié)構(gòu)圖中，為可換刀柄(1)卸下后，也就是可換刀柄(1)插入前夾具各活動(dòng)零 件的相互位置。卸下刀柄(1)時(shí)， 一手捏住外壓圈(4)上移至底，另一手扶持可換刀柄(1)的捏手圈(2)部位即取下。當(dāng)外壓圈(4)上移時(shí)，其端部與斜壓環(huán)(9)端部相接觸后，克服壓環(huán)彈簧(17)壓力 一起移動(dòng)，壓緊柱(10)便失去斜壓環(huán)(9)的壓力后，退出彈簧(11)將壓緊柱(10)隨著 斜壓環(huán)(9)的移動(dòng)而沿其斜面而向外徑方向退出。同時(shí)，當(dāng)斜壓圈(9)快要移到底與罩殼(12)內(nèi)端面相碰時(shí)，又與撞擊鋼球(16)相碰后迫撞擊柱(15)斜面向軸心與柱閥(20) 相撞。柱閥(20)在撞擊后又靠設(shè)在底部的推力彈簧(22)的作用力將可換刀柄(1)彈出， 并由限位螺釘(21)的作用下將柱閥(20)移動(dòng)固定在一定的位置，并靠其大端將壓緊柱(10) 撐住。外壓環(huán)(4)的移動(dòng)使得傳動(dòng)鋼球(5)退出可換刀柄(1)的球窩，定位鋼球(8)被 外壓環(huán)(4)壓入后又被定位鋼球(7)彈出后將外壓環(huán)(4)定位卡住。所有使得可換刀柄(1) 的卡緊、傳動(dòng)、冷卻液的開啟和關(guān)閉、撞擊和彈出均由外壓環(huán)(4)的移動(dòng)使這些聯(lián)動(dòng)而獲得。 需更換不同的刀具，就更換不同規(guī)格的可換刀柄(1)，如此循環(huán)。
權(quán)利要求
1. 一種機(jī)床快換夾頭系統(tǒng)，在主體(23)孔中，推力彈簧(22)、柱閥(20)在柄部孔底部，擋圈(3)、外壓環(huán)(4)、斜壓環(huán)(9)、外殼(12)依次配合在主體(23)圓柱體外部，主體(23)圓柱體外徑上分別均布有傳動(dòng)鋼球(5)、外套(6)、定位彈簧(7)、定位鋼球(8)、壓緊柱(10)、退出彈簧(11)、導(dǎo)向銷(14)、撞擊柱(15)、撞擊球(16)，其特征是可換刀柄(1)與主體(23)為圓柱錐體配合方式連接，可換刀柄(1)圓錐體小端處T形槽內(nèi)有壓緊柱(10)以斜面方式相互配合，起軸向拉緊作用，其中心有冷卻液孔用于刀具切削時(shí)的內(nèi)冷卻，可換刀柄(1)的另一端外徑有捏手圈(2)用于捏持。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換夾頭系統(tǒng)，其特征是在斜壓環(huán)(9)與外殼(12)端 部對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)均布有壓環(huán)彈簧(17)來(lái)起到使斜壓環(huán)(9)移動(dòng)，以斜壓環(huán)(9)斜面來(lái)實(shí) 現(xiàn)壓緊柱(10)向軸心移動(dòng)，并利用壓緊柱(10)頭部斜面與可換刀柄(1)頭部斜面的 移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)可換刀柄(1)向主體(23)內(nèi)錐小端方向拉緊的作用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換夾頭系統(tǒng)，其特征是主體(23)的傳動(dòng)鋼球位(5)均 布于可換刀柄(1)錐柄部對(duì)應(yīng)外徑上，其角度a視裝夾不同刀具而定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換夾頭系統(tǒng)，其特征是主體(23)與機(jī)床主軸連接的柄 部及冷卻液進(jìn)口處隨不同機(jī)床主軸方式而定，可換刀柄(1)與刀具的連接方式隨刀具柄 部形式而定。
全文摘要
一種機(jī)械加工中裝夾孔類加工刀具的快換夾頭系統(tǒng)，該夾頭不僅能實(shí)現(xiàn)可換刀柄與主體的高精度連接，而且能在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)單手操作就可將刀柄順利插入，內(nèi)冷卻裝置便能自動(dòng)打開，工作時(shí)能對(duì)刀具進(jìn)行內(nèi)冷卻。當(dāng)卸下刀柄時(shí)，冷卻液也自動(dòng)關(guān)閉。可換刀柄與主體為全錐式配合，刀柄錐部小端處有連體刀柄拉釘，在拉釘部斜面對(duì)應(yīng)處主體上有均布的壓緊柱，壓緊柱的另一端球R部與斜壓環(huán)的斜面相配合，斜壓環(huán)一端有均布彈簧，彈簧的另一端壓在罩殼相應(yīng)的孔內(nèi)，可換刀柄錐度約中部設(shè)有均布傳動(dòng)鋼球。
文檔編號(hào)B23B31/10GK101239400SQ20071008802
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月10日
發(fā)明者明 朱 申請(qǐng)人:明 朱