反離心力卡頭及安裝系統技術方案

一種卡頭，包括一具有軸向槽和與該軸向槽相交的橫向開口的頭體件。第一和第二偏心輪件至少部分設置在該橫向開口內，并且分別具有第一和第二通道，兩通道擠壓一個在卡頭旋轉過程中夾持工具柄的圓筒狀槽形內套筒。該內套筒用彈簧加偏壓，用以相對頭體件軸向運動，并具有一錐形上端，當與一定位套接合時，錐形上端受壓，從而在卡頭非旋轉狀態時使工具柄定位。包括合鑄內外殼的外套的形狀和設置使得能繞頭體件軸向運動。一遠距離致動件使外套筒和內套筒產生軸向運動，以便使工具柄能插入或拔出頭。一接合機構將卡頭連接在驅動軸上，該接合機構還有一安裝機構，以便于卡頭自動安裝在驅動軸上。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

技術介紹
本申請是1996年3月1日申請的，序號為60/012604的正在審理中的在先申請的部分后續申請，因而應結合該申請作為參考。本專利技術涉及一種快換卡頭裝置，它可裝在機床的驅動軸上，并用于夾持用該機床加工的動力鉆頭或工具。任何將例如刳鉆頭之類的動力鉆頭夾持在驅動軸上的套爪或卡頭，必須將該動力鉆頭相對該驅動軸沿軸向和徑向進行鎖定。換言之，該動力鉆頭不能相對驅動軸轉動或相對其沿軸向移進和移出。這一要求對諸如刳鉆機等高速機床，出于精度和安全兩方面考慮就特別重要。就傳統設備而言，一種用于轉動固定工具刀頭的較簡單的裝置，包括在工具刀頭的端部成形出六邊形或其它多邊形，該端部裝入卡頭裝置中形成的一個相應多邊形深孔中。通常，操作者需要使用兩個或一個扳手以及一個軸鎖定器才能更換一個刳鉆頭。在另一種解決方案中，套爪卡頭采用了可壓縮的套爪，以便沿軸向轉動地夾持工具刀頭。采用套爪卡頭是由于它們不依靠工具刀頭上的夾持工具用的多邊形結構。這樣，具有明顯圓柄部分的任何式樣的動力鉆頭或工具刀頭，皆可用一個套爪卡頭夾持。然而套爪卡頭裝置不具備在許多應用場合所要求的快換或快松功能。例如，刳鉆機或膠合板修邊機之類的輕便工具非常希望采用快松卡頭裝置，以便較快和較方便地更換各種工具刀頭。然而，就傳統的快松裝置而言，工具柄部分必須是多邊形的，以裝入形成在快換卡頭裝置中的相應孔中。在該
可能要求具有一種快換卡頭裝置，這種裝置可采用任何形式的工具刀頭，包括具有大致為圓形工具柄的工具刀頭，用以提高通用性和便于使用這類卡頭裝置的機床操作。還希望具有一種快換卡頭裝置，這種裝置可由機床自動安裝和拆卸。在該
中已知有各種裝置，如用于各種輕便固定式刳鉆機、膠合板修邊機、干壁板切割器等等的，將各種動力工具或動力刀頭固定或夾持在機床主軸上的各種裝置。例如，已知有各類套爪夾持裝置和快松適配器，其中授予Wozar的US-5,301,961號美國專利便介紹了這類卡頭。同樣，授予Martindell的US-4,692,073號美國專利也介紹了一種卡頭裝置，它采用了繞驅動軸設置的用彈簧加偏載的套筒，用以將動力工具刀頭固定在卡頭裝置上。此外，卡頭零件和工具刀頭的柄還會一起變形，以致難以從卡頭上松開工具柄和拔出工具刀頭。因此也希望有能克服這類問題的快換卡頭裝置。刳鉆機卡頭，(以及為高速條件下設計的其它卡頭)中，卡頭體對中和形狀方面的微小偏心會產生很大的力矩，導致不良的和不精確的刳鉆。因此，將這類卡頭安裝在機床主軸上的高度專業化的系統是夢寐以求的，而傳統刳鉆機安裝系統已不能滿足要求。各類過于精密的安裝系統又造成加工和安裝費用過高，由于它們增加了復雜性，因此在該加工領域中難以被接受。專利技術目的因此，本專利技術的主要目的是，提供一種快換卡頭裝置，用以將工具刀頭或加工裝置固定在機床驅動軸上。本專利技術的另一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，它利用旋轉卡頭產生的離心力將工具刀頭夾持在卡頭裝置中。本專利技術的又一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，它能用自動機械裝置安裝在機床上和從機床上卸下。本專利技術的又一個目的是，提供一種萬能快換卡頭裝置，它能夾持具有圓工具柄的工具刀頭。本專利技術的再一個目的是，提供一種快動作快換卡頭裝置，它能方便地插入和拔出工具刀頭，而不必將工具的多邊形柄與卡頭裝置的多邊形孔對正。本專利技術的再一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，它能克服卡頭裝置內的工具刀頭的鎖定現象。本專利技術的再一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，它減少了卡頭裝置對工具柄產生夾痕的任何趨勢。本專利技術的再一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，它能用于高轉速條件，而勿需采用那些由于加工和安裝費用過高，以及它們帶來的復雜性，在該加工領域中難以被接受的各類過于精密的安裝系統。本專利技術的再一個目的是，提供一種快換卡頭裝置，安能用于高轉速條件，并且由較容易制造和裝配的零部件構成，同時能與較簡單的安裝系統相配合。本專利技術的其它目的和優點將在下面說明中陳述，一部分將從說明中明了，部分將在實施本專利技術中認識。本專利技術的各個目的和優點可以借助權利要求指出的方案和組合實現和達到。為實現上述目的，按照本專利技術的宗旨，一般地說實施本專利技術的卡頭包括一個頭體件，其中具有軸向槽和與該軸向槽相交的橫向開口。第一和第二偏心輪件至少部分設置在該橫向開口內，并且分別具有第一和第二通道，兩通道可設置成與該軸向槽共軸。一個內套筒件設置在該軸向槽內，并在其內形成一沿軸向延伸且與該頭體件的軸向槽共軸的孔。在各優選實施例中，該內套筒設置成穿過第一和第二通道，并且還形成至少一條沿軸向延伸的第一槽，第一槽從內套筒上端穿至內套筒的下端。內套筒還形成至少一條沿軸向延伸的第二槽，第二槽從內套筒下端向內套筒的上端貫穿，并且以與第一槽大體隔開和平行的方式延伸。許多條第一槽和第二槽最好對稱地和交替地繞該內套筒的圓周設置。上述第一槽和第二槽共同作用，使內套筒在徑向和圓周方向均有彈性，以便在施加適當方向的力時，允許內套筒的孔的直徑和周長既可膨脹又可收縮。當使用工具刀頭的過程中，卡頭裝置夾持工具刀頭柄并且旋轉，上述第一偏心輪和第二偏心輪被迫從靜止位置移向夾緊位置。特別在卡頭旋轉時，離心力的作用會將第一和第二偏心輪從頭體件中心線沿徑向向外彼此拉開。這樣，第一通道和第二通道相對軸向槽變得不同心。由于這種情況的出現，兩偏心輪的第一和第二爪手將施加壓力，沿徑向壓緊位于內套的軸向孔中的工具柄周圍的該內套。受壓的內套施加的夾緊力，足以使工具柄在內套的軸向孔中定位，同時在載荷作用下使用工具的過程中卡頭也在旋轉。在一種替換實施例中，第一和第二爪手直接對位于頭體件軸向槽中的工具柄施加向內的徑向力。本專利技術的離心式卡頭裝置，還具有將工具刀頭的柄夾持在卡頭中，同時卡頭在其工作狀態又不旋轉的裝置。在給出的一個優選實施例中，工具柄的靜態夾持裝置包括成形在內套上端外表面上的一個錐形面。此外，該工具柄的靜態夾持裝置還包括一個定位套，在給出的該優選實施例中，定位套還包括一錐形內表面，它的位置與內套的上述錐形外表面相對。一軸向彈簧機構相對頭體件和靠著定位套的錐形內表面施加足夠的偏壓力，以便沿徑向向內壓緊內套的錐形上端，將其軸向孔直徑充分減小，從而夾緊插入其中的工具柄。在給出的卡頭裝置的一個優選實施例中，通過將內套外表面和形成第一和第二偏心輪的第一和第二通道的表面加工成錐形，提供了一種輔助緊固機構。這樣，卡頭裝置旋轉愈快，沿徑向作用在各偏心輪上的離心力也愈大。各偏心輪的徑向運動，使它們的錐形通道表面沿軸向朝定位套錐形內表面方向擠壓內套的錐形外表面。這又造成更大的壓緊力，以承靠內套件的上端錐形外表面。這些增大的壓緊力進一步減小了內套的軸向孔直徑，從而進一步夾緊插入卡頭裝置中的任何工具柄周圍的卡頭裝置中的夾持件。上述工具柄的靜態夾持裝置的一種替換實施例，依靠限制在內套中形成的多個環口中的各夾持件。各環口加工成錐形，而各夾持件以這樣的方式設置在各環口內即使各夾持件可以伸入軸向孔一定距離，從而夾持住留在內套軸向孔內的工具柄。鄰近頭體件內套的各環口部位形成第一錐形坑，從而內套相對頭體件的上下軸向運動，使得各夾持件沿徑向朝著或背離內套的軸向孔的中心線運動。與內套極類似，具有軸向槽的上述定位套內也可設置多個錐形環口，以容納各夾持件，使各夾持件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種快換卡頭裝置，包括：一個具有在其內形成一個軸向槽的頭體件，所述頭體件還包括一個與所述軸向槽相交的橫向開口；一個第一偏心輪件，至少形成一個位于其第一端的第一爪手，所述第一爪手成形為穿過所述頭體件的所述橫向開口，所述第一爪手形成一個 第一通道，其形狀在至少部分位于所述頭體件的橫向開口內的所述第一爪手的至少第一配置期間，與所述頭體件的所述軸向槽共軸；和一個第二偏心輪件，至少形成一個位于其第一端的第二爪手，所述第二爪手成形為穿過所述頭體件的所述橫向開口，所述第二爪手形成 一個第二通道，其形狀在至少部分位于所述頭體件的橫向開口內的所述第二爪手的至少第二配置期間，與所述頭體件的所述軸向槽共軸。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：埃里克G漢，羅杰J卡南，
申請(專利權)人：動力工具霍德爾斯公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]