CN1009063B - 速换顶爪*** - Google Patents

Abstract

用于装顶爪的快速更换装爪组件包括一被限定在可旋转壳体槽中作径向滑动的主装爪件，一装在主装爪件上可径向滑动的辅装爪件或锁紧楔，主和辅装爪件限定径向相对的两个楔以形成燕尾结构，以配合顶爪上的相似的结构，辅装爪件被弹簧向外推人爪结合位置，当需要放松爪时能被人工自此位置向内移动，一人工控制的锁紧凸轮被可旋转地支持在主装爪件上并能转入锁紧位置，当铺装爪件在爪结合位置时锁紧凸轮径向伸出在辅装爪件的台磨下面。

Description

本发明有关爪式夹头的改进安装装置，用于快速掉换顶部卡爪。

传统的爪式夹头在可旋转的夹头体上装有多个径向可移的装爪件，这些装爪件上可拆卸的爪用来夹紧工件。一种传统的把可拆卸的爪装在装爪件上的安装工艺包括使用螺纹紧固件。然而，这种装置在换爪时是耗时的，使爪的装置增加了尺寸、质量和复杂性，并经常导致爪装配结构刚度的下降却增加了不希望有的离心力。

为了试图使爪方便地装上装爪件组件上，曾发展了几种装置，采用了一个装爪件组件，它有主要和辅助安装件，它们可相互作相对移动以便装上或拆下爪。然而，这些装置的大多数还具有这些特点，即使得结构和操作复杂化。

这些装置被公开在美国专利第3，868，120;3，219，356;3，833，232;2，667，358;3，679，221;4，352，500中。

因此，本发明关于一种改进的装爪装置，可使顶爪快速而有效地拆卸和/或装上。

在本发明的装爪装置中，一个主装爪件可滑动地支持着一个辅助或锁紧装爪件。主和辅装爪件被弹簧顶着径向分开着，辅装爪件在径向的最外面。一个锁紧凸轮被可旋转地装在主装爪件上面，用以把辅装爪件锁紧在一个外部位置，以便把爪牢固地支持住。主和辅装爪件有相对的燕尾槽，用以和爪上相对的槽作快速而牢固的配合。锁紧凸轮能被转入一个放松位置，在此位置，辅装爪件能很容易地被手移动向内移开以便装或拆爪。

旋转时辅装爪件产生的离心力通过燕尾导轨对爪产生更牢靠的夹紧 力。本装置还容许爪和夹工件的爪尖能被置于更靠近夹头体的端部，因而更靠近主轴轴承，从而提供更好的整体刚度。本装置还具有一个限位止挡，它作用于主和辅装爪件之间，当爪被移动时，由于弹簧压力，以保持辅装爪件于最外的限止位置。

图1是显示顶爪被移去后的夹头前面的视图。

图2是图1中夹头的中心剖视图。

图3是显示图2中装爪组件上端的部分顶视图。

图4是沿图2中Ⅳ-Ⅳ线作的剖视图。

参见附图，夹头组件10包括壳体11，上面支持着多个（在这里是三个）装爪组件12，被置成以均匀角度分隔着。每个装爪组件12有一个爪13，通常被称为顶爪，可拆地装在上面。一个传统的促动件或拉杆组件14连接着装爪组件12以控制其径向运动，由此控制接触工件的爪13的位置。如上所述的夹头组件10是传统的并被用于装在和可旋转地支持在一个机床例如车床的前面，用以支持被加工件。

壳体11包括一个主环形壳件15，它有一个同心地装在其中的内套16，内套16上有一个中心孔17穿过壳件15。环形面板18用紧固件19被固装在壳件15上。板18的径向内部径向地搭接着孔17的前端，形成拉杆组件14的前挡。多个长的紧固件21完全地穿过壳体以便连接到车床主轴上的可旋转的前板上。

壳体组件11上有多个T形槽22。这些槽22由孔17穿过壳体的外周径向向外伸出，并穿过前面25轴向向外地开口，这些槽22（这里是三个）的中间装有装爪组件12，都被布置成以均匀角度分隔着。每个槽22的横截面中有一个放大的头部23，它被置于前板18轴向向外一段距离处。头部23被连接着一个窄些的杆部24，它轴向地穿过面板18。槽22径向地伸出，穿过壳体的外周壁26，并传统地带有一个固装在后壁的滑垫或滑板27，以便于相应的装爪组件滑动。

装爪组件12包括一个主装爪件31（通常被称为主爪）它的横截面是T形的，其尺寸被做成能被放在相应的槽22中合适地径向滑动。主装爪件31有腿或杆部从槽中向外伸出，穿过前板18的前面，可拆卸地和顶爪13接合，下面还要讲到。

一个楔或凸轮部分32被固定地（这里是整体地）形成于主装爪件31的径向内端。这个楔部32伸入孔17，并可滑动地配合于活塞33上的楔形槽中，活塞33和拉杆组件14一起动作。这个活塞33被孔17支持着可轴向滑动，还有一根固装着的杆34向后伸出，这根杆34被连接着车床上可作轴向运动的标准拉杆上。主装爪件和拉杆组件的连接是通过楔状凸轮来完成的，因为装爪件由于拉杆组件的轴向运动而被径向地移动，这是和传统的一样，并被示于美国专利第3，424，467号中。

装爪件31有一个槽36，它由装爪件的外端径向向内伸出，穿过一个予定的距离而到达一个内端壁37。槽36的横截面是T形的，所以槽的杆部穿过装爪件31的前面，轴向向外地开口。因此槽36平行于槽22延伸。

装爪组件12也包括一个辅装爪件38，下面称之为锁紧件或楔，辅装爪件38的横截面是T形的，可滑动地被支持于主装爪件31的槽36中。这个锁紧楔38的杆部由槽36中轴向向前伸出，所以主装爪件31和锁紧楔38的前面彼此基本上都在同一平面内，并靠近壳体的前面25。主装爪件31有一个装爪结构41，准确地说是一个燕尾导轨结构，它向下开口。锁紧楔38有一个相似的装爪结构42，准确地说是一个向上的燕尾导轨结构。这些燕尾导轨41和42基本上平行延伸，并被如此布置，即它们都基本上垂直于装爪组件径向延伸的中心线。在每个燕尾导轨上的后部的斜楔表面，相对于夹头组件的旋转轴20作45°角延伸。此外，燕尾导轨42被布置成由导轨41径向向外。

锁紧楔38被压簧43经常地压着，相对于主装爪件31径向向上。压簧43被置于锁紧楔38和槽36的下端之间。一个止挡或限位螺钉44拧合在并 穿出于主装爪件31而进入槽36。螺钉44的里端有一个头端伸入锁紧楔38侧壁上的径向长槽45中。这个槽45的相对端有台肩，它作为止挡面以限止锁紧楔38相对于装爪件31在径向的内和外极限位置。

锁紧楔31的后表面有一个释放槽48。槽48由锁紧楔的径向里端径向地向外伸出，并到达一个向内的台肩或止挡面49。这个台肩49和锁紧组件51一起动作，使得锁紧楔38被牢固地锁紧在相对于主装爪件最外的极限位置上。

为了收容和限定锁紧组件51，主装爪件31有一个孔52，它由外周面径向向内伸出，这个孔52和T形槽22的后表面平行并轴向离开一个距离。孔52有一个螺旋型的座件或凸轮53，和靠近孔下端的装爪件31拧合。这个座53有一个上表面，转动座可调节此面的高低。一个锁紧凸轮54，它基本上呈圆柱形，被紧密地但可旋转地支持于孔52中，所以凸轮54的下端顶靠着座53。锁紧凸轮54有一个缩小直径的杆55，它由孔52中轴向向外伸出，所以杆55的自由端被置于紧靠主装爪件的径向外表面。杆55有一个合适的结构，例如孔56，用来收容一个传统的工具，例如内六角板头，以便有选择地旋转凸轮54。杆55穿过一个端板57，端板57挡住在孔52的外端以限定孔中的锁紧凸轮，端板通过紧固件（例如螺钉）被固定在装爪件上。

锁紧凸轮54的上部轴端表面或台肩61被布置成直接处于锁紧楔的台肩49下方，以允许锁紧楔可固定在它的径向外部极限位置上。

锁紧凸轮54的基本上圆柱形的外周壁62，当需要把锁紧楔38固定在它的外极限位置时，外周壁62的半径使凸轮相对于锁紧楔定位，结果使凸轮伸入台肩49下的释放通道48，为了释放锁紧楔38，锁紧凸轮54的外周壁上移去一部分形成一个平面63。当锁紧凸轮54被旋转使得这个平面63被置于和锁紧楔38的轴向后表面相面对（即平行）的关系，因而锁紧凸轮54不再伸出于台肩49的下面，因此锁紧楔能被人工从槽36中径向向 内移位。

顶爪13有相对的下部和上部安装结构65和66，它们被做成燕尾导轨，它们都被设计来配合相应的燕尾导轨41和42，因此顶爪的后面67将抵着装爪组件上限定的前面68而被合适地拖动。顶爪13的靠近上和下端，接近燕尾导轨65和66的地方，有成对的向后伸出的腿69，当顶爪装上时，它们向外伸出超过燕尾导轨，并有效地合适地跨着装爪件的相对两侧。

为了把顶爪13装上装爪组件12，一个板头被***杆55的孔56中，锁紧凸轮54被转过三分之一转。由于平面63被置于面对锁紧楔38的后部，这就使锁紧凸轮54从台肩49下面后退。由于弹簧43的压力，锁紧楔38留在它径向外部极限位置。操作者此时施加指压抵住外表面71，把锁紧楔38顶着弹簧43的压力向内滑移。这就使燕尾导轨42向内移动朝向导轨41而减小两者之间的距离，使它小于顶爪13上导轨65和66之间的尺寸或开口。锁楔38径向向内的运动由螺钉44和槽45上端的啮合来限止。当用人工把锁紧楔38保持在它的径向内部位置上时，操作者此时把顶爪13轴向地移向夹头组件的前面，因而各侧腿69跨着装爪件31，而燕尾导轨41和42伸入由导轨65和66之间所限定的顶爪的开口。由操作者造成的顶爪的这个运动直接朝向夹头组件并基本上平行于旋转轴20。这时操作者就可放松压在锁紧楔38上的指压，因此弹簧43就压着锁紧楔径向向外，从而使燕尾导轨42啮合顶爪上的上部燕尾导轨66，由于弹簧43的压力，使锁紧楔连续径向向外运动，结果使顶爪13正确地和导轨41和42啮合。随后，操作者人工地转动锁紧凸轮54，使它反向转回它的原始位置，造成锁紧凸轮上的上部台肩61移入一个位置直接处于锁紧楔上的台肩49之下方，以防止锁紧楔的径向向内运动。这就造成锁紧楔被牢固地固定在它的径向最外的位置上，并通过燕尾导轨65和66配合在相配的导轨41和42上，可靠地保持顶爪牢固地装在装爪组件12上。

由夹头组件旋转而产生的离心力把锁紧楔38径向向外推，这有助于 顶爪13的被牢固保持夹持，因为它是被导轨41和42所限制着的。

台肩61通常是平面，但也可以有小的斜度，以消除锁紧凸轮在锁紧位置时表面49和61之间的间隙。

Claims (4)

1、一种夹头结构，有一个壳体(11)绕着一根轴旋转，多个装爪组件(12)装在壳体上可作径向运动，每个装爪组件可装上一个顶爪(13)，靠近壳体的前面，每个所述装爪组件(12)附有装置用于顶爪(13)的装固和快速更换，所述装置包括一个主装爪件(31)可滑动地装在所述壳体(11)上沿大致上径向的第一方向运动，其特征为：

所述主装爪件(31)上有一个第一导向结构(41)和顶爪(13)直接配合，一个锁紧楔(38)可滑动地支持在所述主装爪件(31)上沿大致上径向的第二方向作相对滑动，该第二方向基本上平行于所述第一方向，所述锁紧楔(38)相对于主装爪件(31)可在径向向外的顶爪夹持位置和径向向内的顶爪放松位置之间作相对移动，所述锁紧楔(38)上有第二导向结构(42)和顶爪(13)直接配合，所述第二导向结构(42)被布置成和所述第一导向结构(41)径向向外相隔的关系以便把顶爪(13)径向夹持在它们中间，还有弹簧装置(43)用来把锁紧楔(38)径向向外地相对于所述主装爪件(31)经常地压向所述径向向外的夹持位置，该锁紧楔(38)在靠近径向外端能够被容易地接近，使它在需要松下顶爪时能被径向向内地从夹持位置上移开。

2、如权利要求1中的结构，其特征为所述主装爪件（31）上可移动地装有锁紧装置（51），仅当锁紧楔是在所夹持位置防止所述锁紧楔作径向向内离开所述夹持位置的运动时，锁紧装置（51）才和所述锁紧楔（38）直接配合。

3、如权利要求1中的结构，其特征为所述第一和第二导向结构（41、42）限定各燕尾形的楔，这些楔都相对于旋转轴（2c）和该第一方向在横向伸长，该些楔（41、42）也都相对于旋转轴（20）在相反的方向倾斜，并且和设于顶爪上的相配的倾斜的燕尾形的楔装置（65、66）一起动作。

4、如权利要求2或3中的结构，其特征为所述壳体（11）包括一个槽（22），它穿过外周表面径向向外开口，所述槽（22）有一根中心线，它径向伸出并和旋转轴线成垂直相交的关系，所述槽（22）也穿过壳体的前面（25）轴向地开口，所述主装爪件（31）被限定在所述槽中作径向位移，所述主装爪件有一个槽（36）形成于径向位置，并穿过壳体的前面向外开口，所述锁紧楔（38）被限定于其中并可沿所述槽径向移动，所述锁紧楔（38）上有一个径向向内的台肩（49）形成着，而所述锁紧装置（51）包括一个锁紧件（54）可旋转移入一个锁紧位置，当所述锁紧楔处于所述夹持位置时，此锁紧件（54）径向伸出在所述台肩（49）的下面。

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