CN101262970A - 用于夹紧具有一个空心轴锥体的工件或工具的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一个空心轴锥体(1)的工件(2)或工具的夹紧装置，该装置包括一个装在夹具体(3)内可轴向移动的牵拉栓(4)，以便操作一个与卡爪(5)共同作用的夹头(6)。牵拉栓(4)的轴向位置通过自锁锁定在装夹位置，而不用夹紧弹簧的力。

Description

用于夹紧具有一个空心轴锥体的工件或工具的装置

本发明涉及一种用于夹紧具有一个空心轴锥体等的工件或工具的装置，该夹紧装置包括夹具体内可轴向移动地装在的牵拉栓，以便操作一个与卡爪共同作用的夹头。

这类夹紧装置的操作是这样进行的：牵拉栓进行轴向移动，即受拉力作用进行扣紧，而欲松开工件或工具的装夹，则在该牵拉栓上作用压力，使之轴向重新移入松开位置。为了把牵拉栓的轴向位置锁定在装夹位置内，现有技术通常通过一个夹紧弹簧对牵拉栓进行加载，为此通常用盘形弹簧叠或螺旋盘形弹以相当大的力把牵拉栓压到装夹位置并锁定其位置，即使拉力被牵拉栓松卸也保持这种状态。但这种方法的缺点是，这种盘形弹簧叠会损害支承着夹紧装置的机床的旋转轴的平衡质量。

所以本发明的目的在于设计上述的那种装置，从而能够改善平衡质量。

根据本发明的上述那种装置，这个目的是这样实现的：通过自锁来把牵拉栓的轴向位置锁定在装夹位置内，而不用夹紧弹簧的力。

这种装置的优点是：在力产生后，拉力的引入即可从牵拉栓去除，引入的力通过自锁存储起来，亦即不需要夹紧弹簧。机床的旋转主轴的平衡质量明显改善，并可达到较高的转速。此外，还具有简化安装的优点，因为所需的零部件都可用简便的方式轴向从前面引入夹具体中，而不受夹紧弹簧的阻碍。

在本发明范围内，特别优选的方案是，在夹具体上轴向不可移动地设置了一个夹紧套，一个牵拉钳在该夹紧套上被轴向导向，该牵拉钳用其内侧接触在牵拉栓上。且牵拉栓具有一个锥头，牵拉钳具有一个楔形环，夹紧套具有一个内锥。由于锥头、楔形环以及内锥体以简便的方式通过参与部件的轴向相互的移动而达到了需要的高夹紧力，该夹紧力还可保证提供的安全性，以便在高转速情况下可靠地夹紧工件或工具。

此外，锥头最好具有一个径向台阶朝牵拉栓缩小，牵拉钳最好具有一个与该台阶接触的内轴环，而且牵拉钳在夹紧套的内锥体的轴向范围内用其内轴环避开该台阶。这种造型首先保证了通过牵拉栓轴向移向装夹位置而可通过牵拉钳实现夹头的大的轴向移动，来使卡爪与空心轴锥体接触并产生预张紧。在这种情况下继续移动牵拉栓时，牵拉钳的楔形环径向向外避开并与锥头靠置。这样，在牵拉栓的给定轴向位移的情况下，虽然减少了牵拉钳的轴向位动，但由于提高了力而实现了大的自锁，亦即楔形环在锥头和夹紧套的内锥体之间被完全锁紧。即使轴向拉力从牵拉栓上松开，但牵拉钳的这个位置也能保持不动，所以牵拉栓与机床的整个主轴能够相对于一个可能的操作***无接触地旋转。

其次，在本发明的范围内，用于轴向移动夹头的牵拉钳通过一个螺栓以及一个螺纹环与该夹头连接。原则上，牵拉钳可直接作用到夹头上，在使用螺栓和螺纹环的情况下多件结构在加工、装配和冷却剂通道方面具有优点。

为了避免牵拉钳相对于夹紧套的旋转运动(由于这种相对旋转运动导致钳口的倾斜位置而产生不确定的夹紧力)，牵拉钳在夹紧套的一个长孔中导向。

在本发明的范围内，圆锥头具有一个4°至8°尤其是6°的圆锥角，业已证明是有利的，因为这个角度有利于在牵拉栓移动时和牵拉钳的楔形环对着夹紧套的内锥压紧时结合地满足牵拉钳的足够轴向位移的需要。

如果夹紧套的内锥具有一个9°至15°尤其是12°的锥角，更能促进上述效果。在这种情况下，为了保证一个大的接触面，楔形环的内圆周面宜具有一个相应于锥头的锥角的倾斜度，而楔形环的外圆周面则宜具有一个相应于夹紧套的锥角的倾斜度。

此外，如果牵拉钳的内轴环反卡住锥头的台阶时，则该锥头最好具有一个与螺纹环接触的接触面。通过这种造型可确保牵拉栓在从松开位置移到装夹位置时牵拉钳无间隙地同步运动，亦即牵拉钳用其内轴环平齐地反卡住牵拉栓的台阶。

下面以附图所示的一个实施例来详细说明本发明，这个唯一的图1表示本发明装置的一个纵剖面。

图中所示的装置用来夹紧一个具有一个空心轴锥体1的工件2或工具，为此该装置具有一装在夹具体3内可轴向移动的牵拉栓4，其用来操作一个与卡爪5共同作用的夹头6，亦即通过牵拉栓4在一个示于附图下半部中的松开位置和一个示于附图上半部的装夹位置之间的轴向移动来实现。为了夹紧工件2，牵拉栓4通过一个在附图中未示出的操作机构从松开位置被拉入装夹位置，在这种情况下，通过一个牵拉钳7和一个螺栓8以及一个螺纹环9使夹头6轴向移动并由此使卡爪5的爪头10径向移以与空心锥体1接触。

对附图中所示的装置值得注意的是，在夹具体3中布置了一个轴向不移动的夹紧套11，牵拉钳7在该夹紧套上轴向导向，且用其内侧接触牵拉栓4。其中牵拉栓4具有一个锥头12，牵拉钳7具有一个楔形环13，而夹紧套11则具有一个内锥14。这样，在牵拉栓4从松开位置移到装夹位置时便产生自锁，这种自锁确定牵拉钳7的轴向位置，即使操作机构不继续把一个拉力作用到牵拉栓4上。所以由该操作机构通过牵拉栓4引入的力借助这种自锁似乎被存储起来，并保证了工件2在它的空心轴锥体1上可靠夹紧，而无须为此利用夹紧弹簧的力，这种弹簧在装夹位置内必须用其弹力来保证牵拉栓4相对于夹具体3或夹紧套11的轴向位置。所以不会由于夹紧弹簧的疲劳而危及装夹的可靠性。此外，通过使用本发明的自锁可使不由夹紧弹簧加载的牵拉栓4与整个主轴或夹具体3进行旋转，而无需与其操作***保持连接，所以改善了平衡质量，并可提高转速。

从附图还可清楚看出，锥头12以一个径向台阶15朝牵拉栓4缩小，牵拉钳7具有一个用于接触台阶15的内轴环16，而且牵拉钳7用其内轴环16在夹紧套11的内锥14的轴向范围内可避开台阶15。在附图所示的实施例中，锥头12具有6°的锥角，而夹紧套11的内锥14则具有12°的锥角。楔形环13的内圆周面以及外圆周面的倾斜度与相应接触的部件的倾斜度一致。

下面简要描述装置的工作原理：从下半图示出的松开位置开始，通过未示出的操作机构把一个拉力作用到牵拉栓4上，于是牵拉栓4通过该拉力在图中向左移动。在这个移动的过程中，通过牵拉钳7的内轴环16接触牵拉栓4的台阶，牵拉栓4首先带动为了避免不平衡而在两个长孔17中相对于夹紧套进行导向的牵拉钳7，并通过螺栓8带动螺纹环9和夹头6，于是该夹头使卡爪5用其爪头10径向向外摆动并与空心轴锥体1的侧凹18接触。也就是说，通过台阶15与内轴环16的共同作用实现了夹头6的快速轴向移动，而在达到预定的轴向行程后，牵拉钳7的内轴环16可避开台阶15，并用楔形环13的内圆周面与锥头12接触，同时用外圆周面压到夹紧套11的楔形环13上。从而在牵拉栓4继续轴向移动时，虽然由此牵拉钳7只轻微地在轴向内被拉动，但在锥头12和夹紧套11之间一同增加的力楔紧，直至达到自锁为止，这种自锁即使在操作机构的拉力从牵拉栓4中撤去时也能提供要求达到的夹紧力。

如果随后要松开装夹，牵拉栓4从装夹位置自左向右移到松开位置，于是牵拉钳7在锥头12和夹紧套11之间的夹紧被松开，而牵拉栓4也相对于牵拉钳7移动，直至这个牵拉栓用其接触面19与螺纹环9接触为止，从而内轴环16又可反卡住牵拉栓4的台阶15。牵拉栓4的继续移动引起夹紧头6的移动，于是夹爪5用其爪头10松开工件2。

Claims (9)

1.用于夹紧具有空心轴锥体(1)等的工件(2)或工具的装置，包括装在夹具体(3)内可轴向移动的牵拉栓(4)，以便操作与卡爪(5)共同作用的夹头(6)，其特征为，牵拉栓(4)的轴向位置通过自锁锁定在装夹位置，而不用夹紧弹簧的力。

2.按权利要求1的装置，其特征为，在夹具体(3)内轴向不移动地布置了夹紧套(11)，牵拉钳(7)在该夹紧套上进行导向，该牵拉钳用其内侧接触牵拉栓(4)，且牵拉栓(4)具有锥头(12)、牵拉钳(7)具有楔形环(13)、夹紧套(11)具有内锥(14)。

3.按权利要求1或2的装置，其特征为，锥头(12)具有朝牵拉栓(4)缩小的径向台阶(15)，牵拉钳(7)具有与台阶(15)接触的内轴环(16)，而且牵拉钳(7)在夹紧套(11)的内锥(14)的轴向范围内可用其内轴环(16)避开台阶(15)。

4.按权利要求3的装置，其特征为，用于轴向移动夹头(6)的牵拉钳(7)通过螺栓(8)以及螺纹环(9)与该夹头连接。

5.按权利要求2至4中任一项的装置，其特征为，牵拉钳(7)在夹紧套(11)的至少一个长孔(17)中进行导向。

6.按权利要求2至5任一项的装置，其特征为，锥头(12)具有4°至8°尤其是6°的锥角。

7.按权利要求2至6中任一项的装置，其特征为，夹紧套(11)的内锥(14)具有9°至15°尤其是12°的锥角。

8.按权利要求6或7的装置，其特征为，楔形环(13)的内圆周面具有相应于锥头(12)的锥角的倾斜度，而楔形环(13)的外圆周面则具有相应于夹紧套(11)的锥角的倾斜度。

9.按权利要求3至8中任一项的装置，其特征为，如果牵拉钳(7)的内环(16)反夹住锥头(12)的台阶(15)时，则锥头(12)具有与螺纹环(9)接触的接触面(19)。

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