CN101010162A - 钻具头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻具头，它基本包括主体(1)，主体(1)配备有用于接纳钻孔工具(3)的径向活塞(2)，钻孔工具(3)利用紧固装置(4)紧固在径向活塞(2)内，径向活塞(2)的位置可通过微调螺钉(5)调节，且径向活塞通过用于导引和紧固的装置被导引和紧固在调节位置处，主体配备有带平衡配重(8和9)的平衡装置(7)，其中，用于将钻孔工具(3)紧固在主体(1)径向活塞(2)内的装置(4)采用螺接装置(10)形式，其配备有处于弹簧(12)的张力下的可移动中心冲子(11)，用于将径向活塞(2)导引和紧固在调节位置处的装置(6)是径向地实现导引和紧固的间接紧固装置。本发明特别适用于具有多种用途的用于加工中心，加工室和车间的数控机床的附件所属的领域。

Description

钻具头
本发明涉及适于具有多种用途的用于加工中心，加工室和车间的数控机床的附件所属的领域，其目的在于借助于可互换的钻孔工具提供用于产生精确钻孔的钻具头，该钻孔呈现精确的几何特性。
目前有多种根据所选择直径进行调节的装置是公知的，它们但必然会在装置内部产生重量失衡，这会导致在钻孔操作时的失衡；旋转速度变得越大，这种失衡就越大。然而，广泛使用的现代机器和新式材料通常都要求能够具有较高的切削速率。
因而，调节过程中的精度对于这种类型的工具的夹持装置是非常重要的，而且在最终的锁定过程中防止出现任何偏移也是必不可少的。
为克服上述缺陷，文献FR-A2 561555已提出一种用于钻孔的平衡装置，该装置具有两个平衡配重，这两个平衡配重在其端部通过挠性连杆互相连接，并安装在钻具的夹持装置上，且可以通过覆盖的单序模套筒进行旋转，该套筒可通过设定螺钉而停滞在调节位置处。
虽然这种装置能够修正由工具的偏移引起的失衡，但是尤其是当工具必须高速旋转时，它不能提供足够的精确度以消除失衡。这是因为两个通过挠性连杆互连的平衡配重很难调节成具有足够的精确度。另外，该装置同样会遭受磨损，这种磨损尤其会影响到连接平衡配重的连杆，以致存在使所述连杆伸长的风险，结果导致调节的精确度降低。
而且，根据该文献，工具的定位仅通过设置于一滑动螺母内的接收孔来加以确保，该滑动螺母能够在径向上进行移位和调节，并可通过设定螺钉简单地加以锁定，而这将导致在最终的锁定过程中发生偏移是不可避免的。
通过文献FR-A-2 662 103还可了解到一种钻具头，该钻具头包括配备有径向活塞的主体，该活塞用于接纳可通过螺钉紧固的钻孔工具，而所述活塞的位置可通过微动螺钉加以调节。在这种钻具头中，主体还配备有用于导引和定位的滑动螺母，为用于接纳钻孔工具的活塞提供的行程终止接合器(butée)，以及具有独立平衡配重的平衡装置。
这个实施方案充分提高了调节和锁定工具，并抵偿失衡的可能性。然而，它并未提供任何固定工具的措施，特别是通过材料的变形来固定工具。
然而，考虑到机器和工具的不断发展，如今有必要确保对工具的定位进行调节的精确度，该精确度能够达到仅仅几微米左右；这样一种需求与用来同时定位工具夹持装置的紧固装置是不相容的。
本发明的目的在于通过提供一种钻具头来克服上述缺点，该钻具头用于导引和紧固沿相同轴向接纳钻孔工具的径向活塞，以这种方式提高定位工具的精确度。
出于此目的，根据本发明的钻具头包括主体，该主体配备有用于接纳钻孔工具的径向活塞，利用紧固装置可将钻孔工具紧固在所述径向活塞内，所述径向活塞的位置可通过微调螺钉调节，并且，所述径向活塞通过导引和紧固装置被导引和紧固在调节位置处，而且，所述主体配备有带有平衡配重的平衡装置，其特征在于，用于将钻孔工具紧固在主体的径向活塞内的装置采用的是螺接装置的形式，所述螺接装置配备有处于弹簧所导致的张力之下的可移动中心冲子，并且，用于将所述径向活塞导引和紧固在调节位置处的装置，是一种径向地实现所述导引和紧固的间接紧固装置。
借助于对作为非限定性实施例给出，并参考附图加以说明的优选实施例进行的如下说明，本发明将会得到很好的理解，其中：
图1是贯穿根据本发明的钻具头的局部截面的侧视图；
图2是沿图1中的F看去，不带有钻孔工具的与图1类似的视图；
图3是图2中的细节A的放大视图；
图4-6是根据本发明的变型实施方案所述的与图1-3类似的视图；和
图7是平衡装置7的平衡配重9的侧视图。
作为示例，附图中的图1-3和图4-6示出两种钻具头，每种钻具头基本包括主体1，主体1配备有用于接纳钻孔工具3的径向活塞2，钻孔工具3能够利用紧固装置4紧固在所述径向活塞2内，所述径向活塞2的位置可通过微调螺钉5调节，而且该径向活塞通过用于导引和紧固的装置6被引导和紧固在调节位置处。此外，所述主体配备有带有平衡配重8和9的平衡装置7。
根据本发明以及附图1-3所示的第一实施方案，用于将钻孔工具3紧固在主体1的径向活塞2中的装置4采用螺接装置10的形式，该螺接装置10配备有处于弹簧12所导致的张力之下的可移动中心冲子(pointeau)11，并且用于将径向活塞2导引和紧固在调节位置处的装置6(图2和3)是一种径向地实现所述导引和紧固的间接紧固装置。以公知的方式，工具3具有抵靠在主体1的前表面上的支承凸缘31以及位于可移动活塞2中的接合部分3′，该接合部分3’处在与工具3相反的一侧在所述凸缘31的后侧延伸。
上述配备有处于弹簧12所导致的张力之下的可移动中心冲子11的螺接装置10采用带有螺纹的套筒10的形式，该套筒10的一端配备有用于接纳旋转驱动装置的孔，这一端在可移动活塞2的与微调螺钉5相对的端部处通向主体1的外侧。套筒10的另一端配备有中心冲子11，此另一端朝向位于可移动活塞2内的工具3的接合部分3’。中心冲子11处于弹簧12所导致的张力之下，并且通过其锥形末端与设置在工具3的接合部分3’的扁平部分3″内的锥形孔13协同工作，该扁平部分形成了一个用于围绕中心冲子11的螺纹套筒10的相应末端的支承面。
设置在工具3的部分3′上的锥形孔13的宽度优选地大于中心冲子11的宽度，并且锥形孔13的轴线与抵靠在主体1上的凸缘31的相应支承面之间的距离优选地小于主体1的前表面与形成用于紧固钻孔工具3的装置4的螺接装置10的轴线之间的距离。结果，在将工具3放入之后，在利用处于可移动活塞2内的装置4进行紧固的过程中，将装置10螺拧入可移动活塞2的相应螺纹中首先能够起到使中心冲子11的头部定心于设置在工具3的接合部分3’的扁平区域3″内的锥形孔13中的作用。这样，一方面，因接触元件的锥形状态可导致扁平部分3″精确对准于套筒10的相应面；另一方面，它导致在接合部分3’上产生牵引力，该牵引力趋于使工具3的凸缘31的后表面抵靠在主体1的前表面上。
在继工具3移位之后的紧固运动中，套筒10通过其相应的表面作用在工具3的接合部分3’的扁平部分3″上，这样就决定性地且完美地实现了工具3的定位，并将工具3紧固在处于可移动活塞2之内且使其凸缘31抵靠在主体1的相应面上的位置处。
用于将径向活塞2导引和紧固在调节位置处的装置6在附图2和3中更为具体地加以表示。装置6实现了间接紧固，并且有利地将其构造成一端封闭的螺纹套筒14。在套筒14内容纳有平头螺钉15，并且套筒14的封闭末端靠在设置于用来接纳在主体1内受到引导的工具3的径向活塞2的扁平部分16上，套筒14的壁面14′使其支承端闭拢在径向活塞2上，套筒14的壁面14′具有薄的厚度并且是可弹性变形的。平头螺钉15配备有用于旋转驱动的公知装置。
因此，通过微调螺钉5对工具3的位置进行调节，并通过紧固装置4进行紧固后，径向活塞2和工具3的组装件最终通过用于导引和紧固的装置6紧固在适当的位置上。为此，一端封闭的螺纹套筒14首先作用到径向活塞2的扁平区域16上，进而实现其定位。而后将平头螺钉15紧固在套筒14内，以致套筒14的壁面14′发生轻微的变形，并进而对所述径向活塞2进行更多点状的辅助紧固。结果是，在径向活塞2进行完美定位后，在所述径向活塞2的导引中所余留的任何操作公差由通过平头螺钉15所实现的辅助紧固加以抵偿，以使得用于固定径向活塞2的紧固完全沿着相同的轴线径向地加以实现。
附图4-6示出了本发明的一种变型实施方案。在该实施方案中，径向活塞2的紧固和定位分别沿着两条互相垂直的轴线(即纵向轴线和径向轴线)得以实现。
在该实施方案中，用于将径向活塞2导引和紧固在调节位置处的装置6′同样是一种间接紧固装置。但是，一方面它包括容纳在主体1内的轴向推动元件17，该元件的一端抵靠在轴向活塞2的扁平区域2′上，其相对的另一端上装配有调节螺钉18。另一方面，装置6′还包括容纳在主体1内并延伸到薄壁20的螺纹套筒19，薄壁20通过可确保所述壁的厚度保持均匀(constance)的***凹槽21并通过在套筒19内受到导引且靠在薄壁20上的平头螺钉22，被限定在可移动活塞2的导向装置上。
根据本发明的特点，轴向推动元件17以紧固式调节或在形成导向衬垫(部分示于图4中)的树脂的压力下进行的注入式调节的方式容纳在主体1中。
因而，通过螺钉18由轴向推动元件17实现对径向活塞2的定位。在调整工具3的位置之后，通过紧固在螺纹套筒19内的平头螺钉22将径向活塞2紧固在适当的位置。在这种紧固的状况下，薄壁20承受由平头螺钉22施加的负载力，该负载力转变成将径向活塞2紧固在其容腔内的紧固力。
设置在主体1内的利用平衡配重8和9进行平衡的装置7包括形成平衡配重8和9的两个冕状齿轮(couronne dentée)，该冕状齿轮与在主体1内受到径向导引的至少两个锥形齿轮23相啮合，两个平衡配重中的一个，即在附图1和4所示的实施例中的平衡配重9，通过螺钉25连接到调节环24上。因此，可以通过驱动环24来调节失衡，该环24通过在一个旋转方向上驱动平衡配重9，环24利用锥形齿轮23使得平衡配重8朝着相反的方向旋转。在调节失衡之后，可以通过将传动螺钉25完全拧入，从而使螺钉25抵靠在平衡配重9的导向装置的底面上，这样可以使装置7停滞在适当的位置。
根据本发明的一个特点，每个平衡配重8和9具有呈凹部(未示出)形式的不对称或附加的平衡配重8′和9′，该附加配重的密度与平衡配重的构成材料的密度不同。
根据本发明的另一特点，形成平衡配重8和9的冕状齿轮有利地呈两个通过销钉9″相互连接在一起的半环状。呈半环状的平衡配重8和9的这种实施方式是用于能够对平衡配重进行精加工，以便于使它们具有最佳公差范围地安装在主体1的导向槽内。为达到这一目的，在加工后，并预先制造两个沿直径相对的钻孔之后，将平衡配重8和9沿其直径锯开，该钻孔的直径与销钉9″的直径精确对应。结果是，产生于由此得到的半环上的轮齿的齿距能够得到极好的确保。
平衡配重8和9以及锥形齿轮23特别容易安装，而且将它们保持在主体1中是通过简单地在安装件上滑动传动装置24，并将螺钉25旋入相应的平衡配重9中实现的。
附图7是平衡配重9的侧视图。除了螺纹是用于接纳传动螺钉25之外，平衡配重8与平衡配重9是相同的。
由于本发明，因此能够制造一种对工具进行良好且牢固定位，并能够对失衡进行精确调节的钻具头。
自然，本发明并不限于已在附图中加以说明和示于附图中的实施方式。进行一些修改是可能的，特别是对于多种元件的构造，或利用技术等同物进行替换的修改，并不会因此超出本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钻具头，所述钻具头基本包括主体(1)，主体(1)配备有用于接纳钻孔工具(3)的径向活塞(2)，钻孔工具(3)能够利用紧固装置(4)紧固在所述径向活塞(2)内，所述径向活塞(2)的位置可通过微调螺钉(5)调节，并且所述径向活塞通过用于导引和紧固的装置(6，6′)被导引和紧固在调节位置处，而且所述主体配备有带有平衡配重(8和9)的平衡装置(7)，其特征在于，用于将钻孔工具(3)紧固在主体(1)的径向活塞(2)内的所述装置(4)采用的是螺接装置(10)的形式，所述螺接装置(10)配备有处于弹簧(12)所导致的张力之下的可移动中心冲子(11)，并且，用于将所述径向活塞(2)导引和紧固在调节位置处的装置(6)是一种径向地实现所述导引和紧固的间接紧固装置。
2.如权利要求1所述的钻具头，其特征在于，配备有处于弹簧(12)所导致的张力之下的可移动中心冲子(11)的所述螺接装置(10)采用带螺纹套筒(10)的形式，所述套筒(10)的一端配备有用于接纳旋转驱动装置的孔，这一端在可移动活塞(2)的与微调螺钉(5)相对的端部处通向主体(1)的外侧，套筒(10)的另一端配备有中心冲子(11)，所述另一端朝向位于可移动活塞(2)内的工具(3)的接合部分(3′)，所述中心冲子(11)处于弹簧(12)所导致的张力之下，并且通过其锥形末端与设置在工具(3)的接合部分(3′)的扁平区域(3″)内的锥形孔(13)协同工作，所述扁平部分形成用于围绕中心冲子(11)的螺纹套筒(10)的相应末端的支承面。
3.如权利要求2所述的钻具头，其特征在于，设置在工具(3)的接合部分(3′)上的锥形孔(13)的宽度大于所述中心冲子(11)的宽度，并且锥形孔(13)的轴线与抵靠在主体(1)上的凸缘(31)的相应支承面之间的距离小于主体(1)的前表面与形成用于紧固钻孔工具(3)的装置(4)的螺接装置(10)的轴线之间的距离。
4.如权利要求1所述的钻具头，其特征在于，所述导引和紧固装置(6)是间接紧固装置，它被构造成一端封闭的螺纹套筒(14)的形式，在套筒(14)内容纳有平头螺钉(15)，并且套筒(14)的封闭末端靠在一扁平区域(16)上，所述扁平区域(16)设置在用于接纳在主体(1)内受到引导的工具(3)的径向活塞(2)上，套筒(14)的壁面(14′)使其支承端闭拢在径向活塞(2)上，壁面(14′)具有薄的厚度并且是可弹性变形的。
5.如权利要求1所述的钻具头，其特征在于，用于将径向活塞(2)导引和紧固在调节位置处的装置(6′)是不在径向上进行导引和紧固的间接紧固装置，所述间接紧固装置一方面包括容纳在主体(1)内的轴向推动元件(17)，所述轴向推动元件(17)的一端抵靠在轴向活塞(2)的扁平区域(2′)上，其相对的另一端上装配有调节螺钉(18)，并且，另一方面，所述间接紧固装置还包括容纳在主体(1)内并延伸到薄壁(20)的螺纹套筒(19)，薄壁(20)通过可确保所述壁的厚度保持均匀的***凹槽(21)并通过在套筒(19)内受到导引且靠在薄壁(20)上的平头螺钉(22)，被限定在可移动活塞(2)的导向装置上。
6.如权利要求5所述的钻具头，其特征在于，所述轴向推动元件(17)以紧固式调节或在形成导向衬垫的树脂的压力下进行的注入式调节的方式容纳在主体(1)中。
7.如权利要求1所述的钻具头，其特征在于，设置在主体(1)上的具有平衡配重(8和9)的平衡装置(7)包括形成平衡配重(8和9)的两个冕状齿轮，所述冕状齿轮与在主体(1)内受到径向导引的至少两个锥形齿轮(23)相啮合，其中，两个平衡配重中的一个(9)通过螺钉(25)连接到调节环(24)上。
8.如权利要求7所述的钻具头，其特征在于，每个平衡配重(8和9)具有呈凹部形式的不对称或附加的平衡配重(8′和9′)，所述附加配重的密度与平衡配重的构成材料的密度不同。
9.如权利要求7所述的钻具头，其特征在于，形成平衡配重(8和9)的冕状齿轮呈两个通过销钉(9″)相互连接在一起的半环状。
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