CN101035642A - 具有非圆形连接端的工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有可更换顶尖的工具，并且更具体地说涉及用于将可更换的顶尖紧固至顶尖支架的设备。所述工具包括：顶尖(23)，其包括工作端(25)、连接端(27)以及径向延伸的抵靠表面(31)；顶尖支架(33)，其包括用于与连接端(27)相配合的配合端(35)以及用于抵靠所述抵靠表面(31)以使顶尖(23)相对于顶尖支架的轴向运动受到限制的径向延伸的支撑表面(37)。所述连接端(27)是非圆形的并且包括槽(29)。该工具包括：组件，该组件包括所述顶尖(23)和所述顶尖支架(33)，它们被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，有一个轴向力施加于所述槽(29)上并且使得抵靠表面(31)朝着支撑表面(37)运动。

Description

具有非圆形连接端的工具
技术领域
本发明涉及具有可更换顶尖的工具，并且更具体地说涉及用于将可更换的顶尖紧固至顶尖支架的设备。
背景技术
通常，在比如机加工金属或其它工件之类的操作中非常重要的是，切割工具的刀刃的位置被准确地控制和能够被准确地控制。提供复杂的机械以通过准确地控制切割工具相对于工件的位置来在工件上执行铣、钻、镗或其它成形操作。切割工具通常包括可更换的嵌件或切割头，它们附接至持久的工具支架，比如相对于工件可动的柄部。
切割嵌件或切割头相对于工具支架的安装准确性是将在工件上执行的操作准确性的一个因素。在例如旋转工具的情况下，相对于其所附接的旋转柄部轴向移动的嵌件或工具头或顶尖会损伤工件并且可能会导致昂贵的零件报废。因此希望将工具顶尖的工作部分相对于柄部准确地定位，并且将工具顶尖牢固地保持相对于柄部到位。
而且，在某些工具中，工具顶尖通过用另一工具(比如扳手)、夹紧工具顶尖的外表面而紧固至柄部。在其它工具中，工具顶尖不让自身被扳手所夹紧。希望提供一种无需用扳手之类的工具夹紧工具顶尖外表面的设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种工具包括有顶尖，顶尖包括工作端、连接端以及径向延伸的抵靠表面。该工具还包括顶尖支架，顶尖支架包括用于与连接端相配合的配合端以及用于抵靠所述抵靠表面以使顶尖相对于顶尖支架的轴向运动受到限制的径向延伸的支撑表面。连接端是非圆形的并且包括槽，并且所述工具包括组件，该组件包括所述顶尖和所述顶尖支架，它们被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，有一个轴向力施加于槽上并且使得抵靠表面朝着支撑表面运动。
根据本发明的另一个方面，一种工具顶尖包括工作端、连接端以及在工作端和连接端之间背对工作端的径向延伸的抵靠表面。连接端是非圆形的并且包括槽，并且所述工具顶尖被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，槽适于承受一个使得抵靠表面朝着顶尖支架的支撑表面运动的轴向力。
附图说明
通过结合附图阅读下面的详细描述，能很好地理解本发明的特点和优点。在附图中同样的数字标识类似的元件，并且其中：
图1A是根据本发明一个实施例的工具的透视图，并且图1B和1C是其侧面横截视图；
图2是用于图1A-1C所示工具的切割顶尖的侧视平面图；
图3是用于图1A-1C所示工具的切割顶尖支架的侧面横截视图；
图4A和4B是用于图1A-1C所示工具的外套筒部分的侧面横截视图和仰视平面图；
图5A和5B是用于图1A-1C所示工具的内套筒部分的侧面横截视图和仰视平面图；
图6是根据本发明另一实施例的工具的侧面横截视图；
图7是图6所示工具的分解透视图；和
图8是根据本发明另一实施例的工具的侧面横截视图。
具体实施方式
图1A-1C中示出了根据本发明实施例的工具21，其具有可更换的工作部分。工具21是一种切割工具，不过本发明也可应用于具有可更换工作部分的切割工具之外的其它领域。工具21可以包括如图2所示的切割顶尖23。切割顶尖23可以包括工作端25和连接端或柄部端27。柄部端27具有位于其中的外槽29。外槽29可以(但非必需)是在柄部端27的整个圆周周围延伸的圆周槽。切割顶尖23还包括位于工作端和柄部端27之间背对工作端25的径向延伸的抵靠表面31。
工具21还可以包括如图3所示的切割顶尖支架33。切割顶尖支架33包括用于接纳柄部端27的轴向延伸的内开口35，以及用于抵靠切割顶尖23的抵靠表面31以限制切割顶尖相对于切割顶尖支架的轴向运动的径向延伸的支撑表面37。抵靠表面31和工作端25的远端之间的距离通常被准确地控制，以确保工作端的刀刃正好处于希望定位的地方。轴向延伸的内开口35包括内螺纹部分39。
如图1B和1C所示，工具21还可以包括布置在柄部端27和轴向延伸的内开口35的内表面43之间的套筒设备41。套筒设备41包括适于与切割顶尖支架33的内螺纹部分39相啮合的外螺纹元件45。套筒设备41适于啮合外槽29并移动切割顶尖23，以使得当外螺纹元件45相对于切割顶尖支架旋转时，切割顶尖的抵靠表面31朝着切割顶尖支架33的支撑表面37移动。
在图1B和1C所示的工具21中，套筒设备41可以包括内槽47和可动地布置在内槽和外槽29中的力传递元件49。内槽47可以(但非必需)是在套筒设备41整个内圆周或者套筒布置41的部分内圆周周围延伸的圆周槽。套筒设备41能包括如图4A和4B所示的外套筒部分51，其具有轴向延伸的第二内开口53，该第二内开口53具有内表面55，并且内槽47设置于该内表面55中。套筒设备41还能包括如图5A和5B所示的内套筒部分57，其至少部分地布置在如图1B所示外套筒部分51的轴向延伸的第二内开口53内，并且具有至少一个径向延伸的开口59，力传递元件49延伸穿过该开口59。
在图1B的工具21中，外螺纹元件45可以不可旋转地固定至外套筒部分51(图4A)。外螺纹元件45可包括非圆形的内开口61(图4B)。切割顶尖23的柄部端27可包括适于被接纳在非圆形开口61中的非圆形端部62，以使得切割顶尖23相对于外螺纹元件45轴向可动但不可旋转。如果图1B所示的非圆形端部62并没有一直延伸贯穿非圆形开口61，则可以使用适合的非圆形工具(未示出)，比如六角通用扳手(当非圆形开口61是六角形的时)，以通过将非圆形工具延伸贯穿切割顶尖支架的轴向延伸的内开口35来相对于切割顶尖支架33转动外螺纹元件45(以及与其固定的外套筒部分51)。如果如图6和7所述的实施例中那样，非圆形端部162没有一直延伸贯穿非圆形开口161，则可以使用适合的非圆形工具(未示出)，比如六角套筒扳手(当非圆形端部162是六角形的时)，以通过将非圆形工具延伸贯穿切割顶尖支架的轴向延伸的内开口135来相对于切割顶尖支架133转动外螺纹元件145。
如图1B所示，内套筒部分57能包括径向延伸的第二抵靠表面63，并且切割顶尖支架33的轴向延伸的内开口35能包括径向延伸的第二支撑表面65，当切割顶尖23的轴向抵靠表面31朝着支撑表面39运动时，内套筒部分的抵靠表面63适于抵靠于该第二支撑表面65。
力传递元件49可以是球，比如球轴承。一般来说，将有多个球49。为了将球49安装在切割顶尖23的外槽29和套筒设备41的内槽47中，套筒设备能包括开口67(图4A中以虚线示出)，其从外套筒部分51的轴向延伸的外表面69径向地延伸到套筒设备的内槽47，并且球适于穿过其中。可以提供插塞元件71(图4A中以虚线示出)，比如固定螺钉，来塞住套筒设备开口67。为了装配切割顶尖23和套筒设备41，可以移除插塞元件71，并将切割顶尖的柄部端27***切割顶尖支架33的轴向延伸的内开口35中，直到外槽29和内槽47基本上对准为止。球49能通过外套筒部分51中的径向开口67而***由外槽29和内槽47限定出的空间之中。插塞元件71然后能重新安装在径向开口67中，以使得球49不能从由外槽29和内槽47限定出的空间之中掉出来。
一旦将力传递元件49布置在套筒设备41的外套筒部分51的内槽47、内套筒部分57中径向延伸的开口59、以及切割顶尖23的柄部端27的外槽29中，那么切割顶尖与外套筒部分以及内套筒部分的相对轴向运动就被限制为内槽和外槽以及力传递元件的尺寸的函数。力传递元件49能被保持在内套筒部分57的径向延伸的开口59中相对彼此以预定的角度定向。这样，切割顶尖23的柄部端27和外套筒部分51之间的轴向力传递能在外槽29和内槽47周围均匀地分布。
外螺纹元件45，连同其所附接的外套筒部分51以及通过力传递元件而被紧固至外套筒部分的内套筒部分57和切割顶尖23，它们都被布置在切割顶尖支架的轴向延伸的内开口35的轴向延伸的内部分39中。外螺纹元件45上的螺纹与切割顶尖支架33的轴向延伸内开口35的内螺纹部分39相啮合，并且外螺纹元件在与工具21将要在操作期间的旋转方向相反的旋转方向上转动，使得外螺纹元件的螺纹与内螺纹部分39的螺纹啮合到期望程度。随着外螺纹元件45相对于内螺纹部分39旋转并且因此相对于切割顶尖支架33向下运动，外套筒部分51向下运动，并且内槽47的上部47u接触到力传递元件49，参见图1C。随着外螺纹元件45相对于内螺纹部分39进一步旋转，力传递元件49通过内套筒部分57而接触到径向延伸的开口的底部59b，从而使得第二抵靠表面63朝着第二支撑表面65运动。随着外螺纹元件45相对于内螺纹部分39进一步旋转，力传递元件49接触到内槽29用作轴向力承受表面的底部29b，以使得切割顶尖23的抵靠表面31朝着切割顶尖支架33的支撑表面37运动。当第二抵靠表面63接触到第二支撑表面65并且抵靠动表面31接触到支撑表面37时，切割顶尖23一般将会相对于切割顶尖支架33正确地定位。
图6和7示出了另一实施例的工具121，其能具有可更换的工作部分。工具121是一种切割工具，不过本发明也可应用于具有可更换工作部分的切割工具之外的其它领域。工具121能包括切割顶尖123。切割顶尖123能包括工作端部125和连接端或柄部端127。柄部端127具有位于其中的外槽129。外槽129可以(但非必需)是在柄部端127的整个圆周周围延伸的圆周槽。切割顶尖123还包括位于工作端125和柄部端127之间的径向延伸的抵靠表面131。
工具121还能包括切割顶尖支架133。切割顶尖支架133包括用于接纳柄部端127的轴向延伸的内开口135以及用于抵靠切割顶尖123的抵靠表面131以限制切割顶尖相对于切割顶尖支架的轴向运动的径向延伸支撑表面137。抵靠表面131和工作端125的远端之间的距离通常被准确地控制，以确保工作端的刀刃正好处于希望定位的地方。轴向延伸内开口135包括内螺纹部分139。
工具121还能包括布置在柄部端127和轴向延伸的内开口135的内表面143之间的套筒设备141。套筒设备141包括适于与切割顶尖支架133的内螺纹部分139相啮合的外螺纹元件145。套筒设备141适于啮合外槽129并移动切割顶尖123，以使得当外螺纹元件145相对于切割顶尖支架旋转时，切割顶尖的抵靠表面131朝着切割顶尖支架133的支撑表面137移动。
套筒设备141包括布置在切割顶尖支架133的轴向延伸的内开口135的内表面143和切割顶尖123的外槽129之间的可压缩套筒部分147。外槽129包括截头圆锥形表面149，其最小直径D处比最大直径D处更靠近切割顶尖123的工作端125。可压缩套筒部分147的上端151由切割顶尖支架133的径向延伸凸缘部分153定界。外螺纹元件145在与工具131在操作期间的旋转方向相反的方向上的旋转将可压缩套筒部分147压迫于切割顶尖123的外槽129的截头圆锥形表面149，以使得有轴向上的力F施加于用作轴向力承受表面的截头圆锥形表面。
外螺纹元件145能包括径向延伸的第二抵靠表面155，并且切割顶尖支架133的轴向延伸的内开口135能包括径向延伸的第二支撑表面157，其用于抵靠径向延伸的第二抵靠表面并且防止可压缩套筒部分147的进一步压缩。
套筒设备141还可包括布置在柄部端127一部分周围且轴向地布置在可压缩套筒部分147和外螺纹元件145之间的套筒部分159。套筒部分159可以是不可压缩的或可压缩的。
可压缩套筒部分147可以是任何适合的可压缩材料。可压缩材料可以包括弹性材料。可压缩材料可以是袋子，其包括非粘性材料(比如TEFLON)并且袋内布置有多个可压缩或不可压缩材料做的球或丸。
至此，已经描述了其中工具顶尖的凸形连接端或柄部端被接纳在顶尖支架的凹形配合端或开口中的几个实施例。本发明并不限于这些仅是示例性的实施例。例如，图8示出了另一实施例，其中顶尖支架233具有适于被接纳在具有工作端225的顶尖223的凹形连接端227中的配合端235。在图8的实施例中，顶尖支架233的配合端235能包括连接杆241，该连接杆241能具有靠近其一端的外槽247和靠近其另一端的外螺纹部分245。该连接杆241还能具有用于接纳工具以转动该连接杆的非圆形开口261a。顶尖支架233能具有轴向延伸的开口，该开口能具有用于与连接杆241的外螺纹部分245相配合的内螺纹部分239。顶尖223的连接端227能提供有一个或多个径向开口267，这些开口267能用例如插塞271封闭，以限定出槽229，用以保持可以部分地接纳在连接杆241的外槽247中的元件(比如球249)。配合端227可以包括非圆形内开口部分262，其接纳连接杆241的非圆形外部分261，以使得顶尖223相对于连接杆不可旋转。
当连接杆241通过接纳在非圆形开口261a中的工具而相对于顶尖支架233在保持方向上转动时，连接杆上的外槽247朝着顶尖支架运动。球249接触到外槽247的顶部和槽229的底部，以使得顶尖223朝着顶尖支架233被拉动，直到顶尖上的抵靠表面231接触到顶尖支架上的支撑表面237为止。
应当说明的是，在所有描述的根据本发明的实施例中，顶尖能够替代性地由比如扳手之类的工具夹紧，以通过相对旋转来将顶尖紧固至顶尖支架。
虽然已经依照优选实施例示出和描述了本发明，但是应当认识到，在不偏离如权利要求所述的本发明之下可作出多种变型和变化。

Claims (11)

1.一种工具，包括：
顶尖(23，123，223)，其包括工作端(25，125，225)、连接端(27，127，227)以及径向延伸的抵靠表面(31，131，231)；顶尖支架(33，133，233)，其包括用于与连接端(27，127，227)相配合的配合端(35，135，235)以及用于抵靠所述抵靠表面(31，131，231)以使顶尖(23，123，223)相对于顶尖支架的轴向运动停止的径向延伸的支撑表面(37，137，237)；其特征在于，该连接端(27，127，227)为非圆形，并且包括槽(29，129，229)，且所述工具包括组件，该组件包括所述顶尖(23，123，223)和所述顶尖支架(33，133，233)，它们被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，有轴向力施加于槽(29，129，229)上，并且使得抵靠表面(31，131，231)朝着支撑表面(37，137，237)运动。
2.一种工具，包括：
顶尖(23，123，223)，其包括工作端(25，125，225)、连接端(27，127，227)以及径向延伸的抵靠表面(31，131，231)；顶尖支架(33，133，233)，其包括用于与连接端(27，127，227)相配合的配合端(35，135，235)以及用于抵靠所述抵靠表面(31，131，231)以使顶尖(23，123，223)相对于顶尖支架的轴向运动受到限制的径向延伸的支撑表面(37，137，237)；其特征在于，连接端(27，127，227)为非圆形，并且包括槽(29，129，229)，且所述工具包括组件，该组件包括所述顶尖(23，123，223)和所述顶尖支架(33，133，233)，它们被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，有轴向力施加于槽(29，129，229)上并且使得抵靠表面(31，131，231)朝着支撑表面(37，137，237)运动，且连接端是柄部端(27，127)，顶尖支架(33，133，233)包括用于接纳柄部端(27，127)的轴向延伸的内开口(35，135)，且柄部端具有位于其中的外槽(29，129)，且轴向延伸的内开口包括内螺纹部分(39，139)，且所述工具包括布置在柄部端(27，127)和轴向延伸的内开口(35，135)的内表面(43，143)之间的套筒设备(41，141)，该套筒设备包括适于与内螺纹部分(39，139)相啮合的外螺纹元件(45，145)，该套筒设备适于与外槽(29，129)相啮合并移动顶尖(23，123)，以使得当外螺纹元件(45，145)相对于顶尖支架(33，133)旋转时，抵靠表面(31，131)朝着支撑表面(37，137)运动。
3.如权利要求2所述的工具，其特征在于，该套筒设备(41)包括内槽(47)以及可移动地布置在内槽和外槽(29)中的力传递元件(49)。
4.如权利要求2或3所述的工具，其特征在于，套筒设备(41)包括具有第二轴向延伸的内开口(53)的外套筒部分(51)以及至少部分地布置在轴向延伸的第二内开口(53)内且具有至少一个径向延伸的开口(59)的内套筒部分(57)，所述轴向延伸的第二内开口(53)具有内表面(55)，所述内槽(47)设置于所述内表面(55)中，而所述力传递元件(49)延伸穿过所述径向延伸的开口(59)。
5.如权利要求2或4所述的工具，其特征在于，外螺纹元件(45)不可旋转地固定至外套筒部分(51)。
6.如权利要求2、4或5所述的工具，其特征在于，外螺纹元件(45)包括非圆形内开口(61)。
7.如权利要求2所述的工具，其特征在于，套筒设备(141)包括布置在轴向延伸的内开口(135)的内表面(143)和外槽(129)之间的可压缩套筒部分(147)。
8.如权利要求2或7所述的工具，其特征在于，外槽(129)包括截头圆锥形表面(149)，该截头圆锥形表面的最小直径(d)处比其最大直径(D)处更靠近工作端(125)。
9.如权利要求2所述的工具，其特征在于，在操作中，外螺纹元件(145)在与工具旋转方向相反的方向上的旋转压迫所述可压缩套筒部分(147)，使得轴向上的力(F)施加于所述截头圆锥形表面(149)。
10.一种工具顶尖，包括：
工作端(25，125)
连接端(27，127)
在工作端(25，125)和连接端(27，127)之间背对工作端(25，125)的径向延伸的抵靠表面(31，131)
其特征在于，连接端(27，127)为非圆形，并且包括槽(29，129)，且工具顶尖(23，123)被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，槽(29，129)适于承受施加于槽上的轴向力，所述轴向力使得抵靠表面朝着顶尖支架的支撑表面运动并且抵靠于径向延伸的支撑表面，以使得抵靠表面的运动停止。
11.一种工具顶尖，包括：
工作端(25，125)
连接端(27，127)；
在工作端(25，125)和连接端(27，127)之间背对工作端(25，125)的径向延伸的抵靠表面(31，131)
其特征在于，连接端(27，127)为非圆形，并且包括槽(29，129)，且工具顶尖(23，123)被布置成使得，在顶尖和顶尖支架于连接方向上相对旋转时，槽(29，129)适于承受施加于槽上的轴向力，所述轴向力使得抵靠表面朝着顶尖支架的支撑表面运动，且连接端是柄部端(27，127)，该柄部端具有位于其中的外槽(29，129)，外槽(29，129)形成用于承受将工具顶尖(23，123)相对于顶尖支架紧固的轴向力承受表面，以使得抵靠表面(31，131)抵靠顶尖支架的径向延伸的支撑表面。
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