供旋轉機械使用的夾持工具的卡盤的製作方法
2023-10-17 18:52:39 2
專利名稱：供旋轉機械使用的夾持工具的卡盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種供旋轉機械使用的夾持工具的卡盤。
背景技術：
裝配在旋轉機械軸上的卡盤的作用是夾持諸如在鑽機上的鑽頭這樣的工具。工具通過三個在卡盤內部形成的凹孔上滑動的夾爪被夾持在卡盤中。為了準確地導向夾爪，凹孔具有通常為圓形的橫截面且以夾爪沿軸向向前運動的方式進行會聚，夾爪相互接近從而夾緊工具，反之當夾爪後退時釋放工具。夾爪具有一向內或者向外的螺紋部分，該螺紋部分能通過帶螺紋的中心插入件或通過由軸套旋轉的圓周螺母而被轉動。
卡盤由鋼來製造，而且獲得其最終結構需要大量非常昂貴的加工步驟。而且，夾爪的製造同樣需要一些加工步驟，這增加了卡盤的成本價格。
發明內容
本發明的目的在於提供一種降低成本價格且仍然具有與傳統方式製造的卡盤的相同的功能和相同的性能的卡盤。
為了這個目的，本發明提供一種卡盤，其包括一保持架，該保持架中安裝有平直導向的多個夾爪，該夾爪沿向前方向會聚以夾緊一個工具，其特徵在於保持架由至少一塊金屬板製成，金屬板在切割、摺疊和/或衝壓後形成用於導向夾爪的內向凹槽，而且該金屬板本身閉合以形成用於容納夾爪和其他部件、尤其是夾爪驅動部件的管狀保持架。
由於它的這種結構，該卡盤能通過簡單和廉價的方式製造，而且為了形成管狀保持架，至少一片金屬板在本身閉合之前被切割、摺疊和成形而製成卡盤。
一個可能的技術特徵是該卡盤通過切割一塊金屬板並具有形成卡盤前端的中心環而製成的部分來構成，從該中心環延伸出三個翼部，在每一個翼部中被摺疊或者衝壓出一個朝向環的中心方向並且用於導向夾爪的凹槽，該翼部都向環的同一側彎曲且每一個翼部被固定到其它兩個翼部上以形成管狀保持架。
可優選的是，每一個翼部與相鄰翼部的固定通過捲曲保持架的後部來實現。
另一個可能的技術特徵是保持架通過切割、摺疊和/或衝壓三塊金屬板製成，每一塊金屬板限定出一個導向夾爪的凹槽，且金屬板之間相互焊接以形成一用於容納夾爪和其他部件、尤其是夾爪驅動部件的管狀保持架。
此外，三塊成形金屬板之中的每一塊與相鄰的金屬板重疊，且每一塊金屬板包括具有不同寬度的兩個前翼和兩個後翼，該前翼和後翼排列在設有一凹槽的中心部分的兩側，其中最寬的前翼和最寬的後翼位於中心部分不同的兩側上，該兩個前翼和後翼每一個均設計成覆蓋位於該金屬板不同兩側的所述金屬板的前翼和後翼，而該塊金屬板的兩個較窄的前翼和後翼至少部分地與相鄰兩塊金屬板的翼部重疊。
一塊金屬板的前翼和後翼相對於相鄰兩塊金屬板的前翼和後翼的這種反向重疊提供了由這些塊金屬板製成的保持架的剛性。
可優選的是，而且為了進一步提高主體的剛性，任一塊金屬板的較寬的前翼和後翼通過一塊金屬板的後翼與由相鄰金屬板構成的凹槽的外壁接觸且該塊金屬板的前翼與由另一塊相鄰金屬板構成的凹槽的外壁接觸的方式相對於彼此橫向偏置。
在一個實施例中，卡盤包括一個與每一夾爪內側上的齒相嚙合的帶螺紋的中心體。在這種情況下，保持架位於夾爪的導向凹槽之間的區域限定了一個用於容納中心體的圓柱形殼體。
在該卡盤的一個實施例中，中心體包括一環形凹槽，且保持架包括至少一個能向內變形以接合形成於中心體上的凹槽的橋部，從而沿軸向保持中心體同時允許該中心體旋轉。
在該卡盤的另一個實施例中，保持架的後端設有一位於垂直於卡盤軸線的平面內的金屬封閉環，該金屬封閉環包括用於接觸該金屬板外表面的彎曲突出部，而且該環通過焊接固定到金屬板上，中心體穿過該環而且該環與中心體的肩部接觸從而使中心體保持在保持架內。
可優選的是，中心體在其延伸出保持架的後部上設有滾花，該滾花設計成採用所謂的後環或者保持環，該環包括嚙合和鎖緊在中心體上的管狀部分，一個垂直於卡盤軸線的環狀部分，以及一個平行於卡盤軸線的裙部，該裙部與該軸線的距離大體上等於從保持架包含夾爪導向凹槽的部分到同一個軸線相距的最大距離。
此外，卡盤的保持架由相對保持架樞轉的鎖緊環所圍繞。
為了使卡盤在準備使用時鎖住夾爪，中心體包括在滾花之前的外周齒，滾花設計成採用後環，且保持架支承一鎖緊裝置，該鎖緊裝置用於當卡盤被鎖緊時與中心體的齒進行嚙合，並通過鎖緊環進行致動，其中該鎖緊環相對於保持架和鎖緊裝置具有相應角度運動，並且在這種角度運動中使後者從未鎖緊位置向鎖緊位置運動。
在一個實施例中，鎖緊裝置包括固定在保持架上且具有一活動端部的片簧，當該活動端部被容納在形成於鎖緊環上的凹槽中時，該活動端部藉助其彈性通常與齒部脫離開被保持；當該活動端部與鎖緊環的表面接觸時，其與中心體的齒嚙合。
為了標示出鎖緊環位於卡盤的鎖緊和未鎖緊位置，該片簧包括一向外突出的第二端，該第二端被設計成與形成在鎖緊環的內表面上的兩個空腔之一相接合，從而使鎖緊環分別被固定在鎖緊位置或者未鎖緊位置上。
此外，該鎖緊環包含至少一個向內突出的元件，該元件用於接觸保持架的部件之一，保持架包含夾爪的導向凹槽以便沿鎖緊方向驅動保持架，和至少一個向內突出元件，該元件用於接觸保持架的部件之一，保持架包含夾爪的導向凹槽以便沿釋放方向驅動保持架。
在一個可能的特徵中，該鎖緊環通過徑向護圈被保持在保持架的其軸向適當位置上，其中該徑向護圈位於鎖緊環中且接觸保持架前部上的肩部。
在各種情況下，通過不受限制的實例，從下面結合附圖對於卡盤的兩個實施例的詳述將更清楚地理解本發明，這兩個實施例設有嚙合於每一個夾爪內的齒的帶螺紋的中心體。
圖1為第一種卡盤的透視圖；圖2為製造卡盤的一薄片金屬板的平面圖；
圖3和圖4分別為在四分之三前視圖和四分之三後視圖中觀察到的該卡盤的保持架的兩個透視圖；圖5為設有兩個夾爪的卡盤的中心體的側視圖；圖6為裝有鑽頭的卡盤的橫截面視圖；圖7為沿圖6中VII-VII線剖開的橫截面視圖；圖8和圖9分別為位於鎖緊狀態和未鎖緊狀態的貫穿卡盤的橫截面視圖；圖10為第二種卡盤的分解透視圖；圖11為製造該卡盤的三塊金屬塊之一的平面圖；圖12為該卡盤裝配後的分解透視圖；圖13為處於裝配位置的該卡盤的縱向截面圖；以及圖14和圖15分別為該卡盤處於鎖緊和未鎖緊位置的兩個橫截面視圖。
具體實施例方式
圖1顯示了第一種卡盤，其外表面設有有後部保持環2、前部鎖緊環3、三個矩形截面的用於夾緊工具5的夾爪4，該工具5的柄部為六角截面形且工具的工作部分可以為諸如一個改錐。
依照該卡盤的必要特徵，保持架11由一薄片金屬板製成，金屬板通過切割、摺疊和/或衝壓來形成導向夾爪的凹槽6，而且該金屬板本身閉合以形成管狀主體，該主體限定出圓柱形殼體7以安裝夾爪和其它部件，特別是夾爪驅動部件。
在本實施例中，金屬板的薄片被切割出三個翼部8來限定出三個凹槽6，每一個凹槽6導向一個夾爪，這三個翼部通過中心環9連接。翼部成形後向環的同一側彎曲，而且特別是通過輪廓為燕尾榫的部件10和保持架11後部的捲曲進行裝配。由保持架限定的圓柱形殼體7使具有螺紋13的中心體12被設計成可與每一個夾爪的內表面上的齒14嚙合。如圖所示，中心體12具有在其後部的滾花15，前部鎖緊齒16，一使中心體安裝到保持架上的凹槽17，和一用於固定後部保持環2的凹槽18。實際上，保持架包括能向內變形的橋部19以便與中心體上的凹槽17嚙合來提供中心體的軸向保持力同時允許其旋轉。
特別如對卡盤截面圖進行描述的圖6所示，卡盤設有以鑽頭20示出的工具，後部保持環2包括嚙合在中心體12的滾花15上並通過一徑向環狀部分24而向外延伸的管狀部分23。該部分24本身通過環形裙部25延伸，該環形裙部25與軸線的距離大體上等於從保持架11包含夾爪4的導向凹槽6的部分到同一軸線相距的最大距離。
特別如圖6至圖9所示，圍繞中心體12上的鎖緊齒16，保持架11設有固定在其上的片簧26，片簧26包括一個在沒有外部壓力作用其上時能依靠本身彈性通常與齒部脫開的第一自由端27(如圖7所示)。然而，當從外部應用壓力時該自由端可與齒16嚙合。
片簧的另一端形成一外向翻轉環圈28。保持架設有片簧26的部分被鎖緊環3的後端圍繞。該鎖緊環具有兩個擋塊29和30，兩個擋塊設計用來抵靠兩個與兩個容納夾爪導向區域的釋放部分對應的肩部，以使保持架能朝任意一個方向轉動。另外，鎖緊環3在其內表面設有兩個凹部32和33，該凹部用於接納片簧的端部28，從而提供兩個指示位置，即鎖緊位置和未鎖緊位置。
環3在其內表面還包括一具有較小半徑表面35的凹槽34，凹槽34和表面35用於對片簧26的端部27起作用，從而在片簧端部與表面35接觸時保持端部27與齒16嚙合(如圖8所示)，或者在片簧端部位於凹槽34時保持端部27與齒16脫離開(如圖9所示)。
最後，鎖緊環利用抵靠在保持架前部的肩部上的徑向護圈36而保持在保持架11的適當位置上。
從應用角度而言，該卡盤可以傳統方式使用，操作者握住後部保持環2並通過旋轉鎖緊環3來使夾爪4靠近。在鎖緊運動的末端，卡盤通過在片簧26的端部27嚙合於鎖緊齒16時相同的運動而鎖緊。卡盤通過相反的過程被釋放。
圖10至圖15顯示了卡盤的第二個實施例，相同部件用與前面相同的附圖標記來表示。
第二個卡盤的不同之處是保持架11不是由一片金屬板製成，而是由三塊金屬板組裝在一起來製成。
每個金屬板部分由標記40來表示。由圖11所示，每一個金屬板部分都是由一個扁平金屬板毛坯通過切割，然後摺疊和/或衝壓形成用於導向夾爪4的凹槽6而製成。從圖11中可以看出，每一塊金屬板具有一中心部分，在該中心部分中將形成凹槽6以導向夾爪。從中心部分向外延伸出兩個前翼42a和42b以及兩個後翼43a和43b。前翼42a寬於前翼42b，後翼43b寬於後翼43a。翼42a和43b與相鄰兩塊金屬板上鄰近的翼重疊且和這些金屬板的每一塊的一部分相接觸以形成凹槽6。對於翼42b和43a的部分而言，它們與相鄰金屬板的翼42a和43b重疊。
這種構造的優點在於其具有優良的剛性。不同部分40通過焊接連接在一起。
實際上，在保持架的三個部分40裝配在一起後，夾爪4和中心體12被插入到保持架中。然後，保持架的後端由允許中心體穿過的環44封閉，而且環44與該中心體的肩部45接觸。環44具有彎曲的突出部46，用以抵靠在保持架的外表面上。環44通過點焊固定在保持架11上。
前部鎖緊環3配備有金屬鼻部47，鼻部47在環裝配於保持架11的前部之前從環的後部向前而插入。前部鎖緊環3通過在相對於軸的橫向形成在保持架上的肋條48與形成在環內表面的徑向護圈49之間的嚙合來保持對保持架11的鎖緊。
如前述實施例，該卡盤設有用於與主體鎖緊齒嚙合的鎖緊元件50。
如前述實施例，前部鎖緊環具有至少兩個擋塊29和30，其用於抵靠在保持架與兩個夾爪導向部分對應的外表面上，以使保持架能向任一方向旋轉。
如前述實施例，環的內壁具有一用於操作鎖緊元件50的部件52，從而將鎖緊元件移動到未鎖緊位置(如圖14所示)或者將其保持在鎖緊位置(如圖15所示)。
雖然沒有提及，但結合第一實施例描述的鎖緊裝置同樣能使用在與第二實施例對應的卡盤中。
顯然，本發明並不僅僅局限於前面通過示例所描述的這些卡盤的實施例，正相反，它涵蓋了涉及它們的所有變形。取其一個優選實施例，卡盤不必設有一個帶螺紋的中心體12而是設有一個螺母，該螺母環繞著夾爪並向外驅動夾爪的螺紋部分，這並沒有脫離本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種供旋轉機械使用的夾持工具的卡盤，這種卡盤包括一保持架，多個夾爪安裝在該保持架中並平直導向，該夾爪沿向前方向會聚以夾緊一個工具，其特徵在於保持架由至少一塊金屬板製成，金屬板在切割、摺疊和/或衝壓後形成用於導向夾爪的內向凹槽，而且該金屬板本身閉合以形成用於容納夾爪和其他部件、尤其是夾爪驅動部件的管狀保持架。
2.如權利要求1所述的卡盤，為了容納三個夾爪，該卡盤通過切割一塊金屬板並具有形成卡盤前端的中心環而製成的部分來構成，從該中心環延伸出三個翼部，在每一個翼部中被摺疊或者衝壓出一個朝向環的中心方向並且用於導向夾爪的凹槽，該翼部都向環的同一側彎曲且每一個翼部被固定到其它兩個翼部上以形成管狀保持架。
3.如權利要求1或2任一個所述的卡盤，其特徵在於每一個翼部與相鄰翼部的固定通過捲曲保持架的後部來實現。
4.如權利要求1所述的卡盤，為了容納三個夾爪，其中保持架通過切割、摺疊和/或衝壓三塊金屬板製成，每一塊金屬板限定出一個導向夾爪的凹槽，且金屬板之間相互焊接以形成一用於容納夾爪和其他部件、尤其是夾爪驅動部件的管狀保持架。
5.如權利要求4所述的卡盤，其特徵在於三塊成形金屬板之中的每一塊與相鄰的金屬板重疊，且每一塊金屬板包括具有不同寬度的兩個前翼和兩個後翼，該前翼和後翼排列在設有一凹槽的中心部分的兩側，其中最寬的前翼和最寬的後翼位於中心部分不同的兩側上，該兩個前翼和後翼每一個均設計成覆蓋位於該金屬板不同兩側的所述兩塊金屬板的前翼和後翼，而該塊金屬板的兩個較窄的前翼和後翼至少部分地與相鄰兩塊金屬板的翼部重疊。
6.如權利要求5所述的卡盤，其特徵在於任一塊金屬板的較寬的前翼和後翼通過一塊金屬板的後翼與由相鄰金屬板構成的凹槽的外壁接觸且該塊金屬板的前翼與由另一塊相鄰金屬板構成的凹槽的外壁接觸的方式相對於彼此橫向偏置。
7.如權利要求1-6中任一個所述的卡盤，包括一個與每一夾爪內側上的齒相嚙合的帶螺紋的中心體，其中保持架位於夾爪的導向凹槽之間的區域限定了一個用於容納中心體的圓柱形殼體。
8.如權利要求7所述的卡盤，其特徵在於中心體包括一環形凹槽，且保持架包括至少一個能向內變形以接合形成於中心體上的凹槽的橋部，從而沿軸向保持中心體同時允許該中心體旋轉。
9.如權利要求7所述的卡盤，其特徵在於保持架的後端設有一位於垂直於卡盤軸線的平面內的金屬封閉環，該金屬封閉環包括用於接觸該金屬板外表面的彎曲突出部，而且該環通過焊接固定到金屬板上，中心體穿過該環而且該環與中心體的肩部接觸從而使中心體保持在保持架內。
10.如權利要求7-9中任一個所述的卡盤，其特徵在於中心體在其延伸出保持架的後部上設有滾花，該滾花採用所謂的後環或者保持環，該環包括嚙合和鎖緊在中心體上的管狀部分，一個垂直於卡盤軸線的環狀部分，以及一個平行於卡盤軸線的裙部，該裙部與該軸線的距離大體上等於從保持架包含夾爪導向凹槽的部分到同一個軸線相距的最大距離。
11.如權利要求7-10中任一個所述的卡盤，其特徵在於卡盤的保持架由相對保持架樞轉的所謂鎖緊環所圍繞。
12.如權利要求10和11中所述的卡盤，其特徵在於中心體包括在滾花之前的外周齒，所述滾花設計成採用後環，並且保持架支承一鎖緊裝置，該鎖緊裝置用於當卡盤被鎖緊時與中心體的齒進行嚙合，並通過鎖緊環進行致動，其中該鎖緊環相對於保持架和鎖緊裝置具有相應角度運動，並且在這種角度運動中使後者從未鎖緊位置向鎖緊位置運動。
13.如權利要求12所述的卡盤，其特徵在於鎖緊裝置包括固定在保持架上且具有一活動端部的片簧，當該活動端部被容納在形成於鎖緊環上的凹槽中時，該活動端部藉助其彈性通常與齒部脫離開被保持；當該活動端部與鎖緊環的表面接觸時，其與中心體的齒嚙合。
14.如權利要求13所述的卡盤，其特徵在於該片簧包括一向外突出的第二端，該第二端被設計成與形成在鎖緊環的內表面上的兩個空腔之一相接合，從而使鎖緊環分別被固定在鎖緊位置或者未鎖緊位置上。
15.如權利要求11-14中任一個所述的卡盤，其特徵在於鎖緊環包含至少一個向內突出的元件，該元件用於接觸保持架包含夾爪的導向凹槽的部件之一以便沿鎖緊方向驅動保持架，和至少一個向內突出元件，該元件用於接觸保持架包含夾爪的導向凹槽的部件之一以便沿釋放方向驅動保持架。
16.如權利要求11-15中任一個所述的卡盤，其特徵在於該鎖緊環通過徑向護圈被保持在保持架的其軸向適當位置上，其中該徑向護圈位於鎖緊環中且接觸保持架前部上的肩部。
全文摘要
卡盤包括一保持架，多個夾爪安裝在該保持架中並平直導向，該夾爪沿向前方向會聚以夾緊一個工具，其特徵在於保持架由至少一塊金屬板製成，金屬板在切割、摺疊和/或衝壓後形成用於導向夾爪的內向凹槽，而且該金屬板本身閉合以形成用於容納夾爪和其他部件、尤其是夾爪驅動部件的管狀保持架。
文檔編號B23B31/10GK1836812SQ20061007397
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月16日 優先權日2005年3月16日
發明者Y·卡紹 申請人:阿約特股份公司