CN1398699A - 用于旋转加工工件的夹紧装置 - Google Patents

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Abstract

在一种旋转加工工件(15)的具有空心轴(9)的夹紧装置中，空心轴具有空心轴轴线并装有可绕轴向平行的铰接轴颈(12)转动的卡爪(13)，卡爪与铰接轴颈有关地成双臂杆形状，其一端(13b)可借助夹紧面(13c)紧贴着工件(15)，其另一端(13a)可借助一被驱动的、与空心轴轴线(a－A)同轴并可绕轴线有限转动的转盘(8)转动，在此给空心轴配备制动器(22)。为结构成本低地实现在两个转向上通过加工力来均匀增大夹紧力，与自身对称平面成镜像对称地形成卡爪，对称平面经过铰接轴颈的轴线，卡爪可按转盘转向并与一条经过这些轴线的径向线有关地朝两侧转动。此外，可以为了工件的外夹紧和内夹紧来设计夹紧装置。

Description

用于旋转加工工件的夹紧装置
技术领域
本发明涉及用于旋转加工工件的夹紧装置，它具有一个空心轴，该空心轴具有一条空心轴轴线并装有可绕轴向平行的铰接轴颈转动的卡爪，所述卡爪与铰接轴颈有关地被设计成双臂杆形状，其一端可借助夹紧面紧贴着工件，其另一端可借助一个被驱动的、与该空心轴轴线同轴的并可绕该轴线有限转动的转盘转动，在此给该空心轴配备一个制动器。
背景技术
通过“HüTTE_DES INGENIEURS TASCHENBUCH”的文献章节(28版，1954，Wilhelm Ernst&Sohn出版社，P1092-P1093)，人们知道了一种如此被设计用于重型工件的机床夹紧工具，即通过切削加工的切削压力使夹紧更牢固，并且当工件本身成形时，仍然保持夹紧力。在一个所示的这种夹紧工具中，可从不对称的卡爪结构推断出其只能在某个转向上发挥作用，但无法在相反方向上起作用，就象在攻丝机中所追求的那样。就与卡爪交替地布置在周围的制动爪的所示和所述内容来看，当制动车床主轴时，这些制动爪用于阻止重型工件继续转动。这样一来，要明显增大夹紧装置的外直径。车床主轴没有用于纵长工件如管的小行程并且没有公开如何准备并进行使卡爪紧贴到才造成夹紧力加强的工件上。
EP0318419B1和EP0444380B1公开了上述类型的夹紧装置，其中通过链条被驱动的转盘作用在卡爪上，所述卡爪成肘形节杆形式。其中一个杆臂带有用于夹紧圆形工件的齿，而另一个长了很多的杆臂具有一个弧形月牙板，一个轴向平行的轴颈状月牙板滑块嵌入该月牙板中。夹紧过程总是只能在一个方向上进行，当转向颠倒过来时，卡爪只能被打开。费力的摩擦过程伴随着夹紧过程，在装置起动时和/或在工件直径大时，长杆臂向外超过转盘半径，结果出现了伤害操作人员的严重危险。
为了将工件定心，在EP0318419B1所述夹紧装置中的卡爪具有第三个杆臂。在EP0444380B1所述的专门为加工易损塑料管或有塑料涂层的管而设的夹紧装置中，也设置了具有弧形月牙板的长肘形节杆，分别具有两个带夹钳的圆柱轴颈的卡爪被铰接固定在该肘形节杆上。为了将管定心，在卡爪上装有带弧形月牙板的附加夹板，它们纵向可移地环卡在在转向上总是下一个的肘形节杆的铰接轴颈上。
在这两种情况下，在夹紧装置的各自另一端上也设置了同样类型的卡爪，第一卡爪的运动必须通过扭棒被传递给这些卡爪，所述扭棒等间隔地围绕着空心轴的整个长度。为了补偿扭棒弹性，必须对扭棒两端进行一定的角度调节。因而，结构成本和安装成本相当可观。
确切地说，在这两种情况下，通过转盘来进行卡爪运动的同步，但这只是单方面的，肘形节杆中的弧形月牙板在其长度的任何一点上与月牙板滑块的分度圆成锐角地延伸，结果，卡爪因由此决定的自制动作用而无法帮助其运动依照时间、力和空间位置来同步。因此，这种单方面的同步明显受到在许多导向机构中的公差和弹性变形的不利影响。总是无法通过转盘来控制的卡爪没有自定心作用。
发明内容
与此相对，本发明的任务是提供一种上述类型的夹紧装置，通过夹紧装置，可以在两个转向上通过加工力来加强夹紧力并且其中卡爪先以预定的第一夹紧力紧贴工件，随后该夹紧力通过作用于所有卡爪上的加工力同时并均匀地增大。此外，夹紧装置应尽可能简单和容易地安装，即它有尽可能少的部件构成并且具有尽可能小的公差。
根据本发明，完成上述任务的方案是如此实现的，即与自身的对称平面成镜像对称地形成卡爪，所述对称平面经过铰接轴颈的轴线，所述卡爪可以按照转盘转向并与一条经过所述轴线的径向线有关地朝两侧转动。
此外，在本发明的其它设计方案的过程中，单独或联合地采用以下措施是有利的：
*转盘在其背对卡爪的那侧上具有一用于与一驱动装置的一小齿轮啮合的齿。
*卡爪设置在转盘内，它在其朝向卡爪的内侧上有间隔地具有用于与背对夹紧面的卡爪端配合的径向凹槽。
*背对夹紧面的卡爪端通过具有大于180°且最好至少是270°的圆周角的局部圆柱面被限定。
*卡爪设置在转盘内，转盘在其朝向卡爪的内侧上具有齿，背对夹紧面的卡爪端具有与该铰接轴颈同心的齿段，所述齿段与转盘的齿啮合。
*卡爪设置在转盘的外面，转盘在其朝向卡爪的外侧上具有齿，背对夹紧面的卡爪端各有一个与该铰接轴颈同心的齿段，所述齿段与转盘的齿啮合。
*具有夹紧面的卡爪端在轴向上看地成弧边菱形或成抛物线形。
*具有夹紧面的卡爪端具有便于握持的表面结构。
*朝向工件的卡爪端在两侧具有用于工件的条纹化夹紧面。
*小齿轮可通过一蜗轮蜗杆传动装置和一电机来驱动，其电机轴至少基本上平行于一个垂直于空心轴轴线的延伸的平面。
*所述的至少一个夹紧装置和电机被安装在一个共用外壳的包容面内。
*所述外壳由两个壳部组成，在所述壳部中，在相反两侧上深埋设置转盘和卡爪。
附图说明
以下，结合图1-图7来详细说明本发明主题的三个实施例及其工作方式，其中：
图1是在外壳打开时在转轴方向上的第一实施例的前视图；
图2是图1主题的轴向截面图；
图3是使工件右转地调节卡爪的图1所示主题的局部放大视图；
图4是与图3相似的视图，但它使工件左转地调节卡爪；
图5是根据封闭外壳的一个截面的图1、2所示主题的透视图；
图6是与图5相似的第二实施例的透视图，但其一壳部被取掉了；
图7是沿转轴方向的第三实施例的前视原理图，但它没有用于内夹紧重型工件的外壳；
实施方式的具体说明
在图1中示出了大致成长方体形的外壳1，其中只示出了后壳部1a。在外壳中安装了一个具有一电机轴3的电机2，在该电机轴上装有传动蜗杆4。该传动蜗杆作用于蜗轮5，在蜗轮轴6上装有一个更小的小齿轮7，该小齿轮与一转盘8的外齿8a啮合。
转盘8可相对一个由两部分构成的且插接而成的空心轴9(图2)有限地转动，在这里，只能看到轴孔10。空心轴9具有一条空心轴轴线A-A和一个径向环形凸缘11，转盘8就支承在该环形凸缘上，并且在该环形凸缘内，等间隔分布地固定着四个轴向平行的铰接轴颈12。这些轴颈分别支承着一个卡爪13，所述卡爪成双臂杆形状。还要结合图3、4来详细描述其它细节。
转盘8也是等间隔分布地具有四个径向凹槽14，卡爪13外端13a嵌入这些凹槽中。内端13b对中并且支承一圆形工件15，该工件是一个要在其外表面上攻制出螺纹的管子。为简化起见，没有示出本身已知的切削头。
图2、5还示出了前壳部1b，它是完全一样的并且被紧装到后壳部1a上并与之夹紧。空心轴9通过两个滚动轴承16支承在外壳1中并且等间隔分布地被一组预张紧的且轴向平行的压缩弹簧17围绕着(尤其是见图5)。压缩弹簧17对两个环形摩擦片18、19施加作用，其中的摩擦片18和压缩弹簧17一起抗转动地支承在壳部1a中，而摩擦片19可随空心轴9转动。由此一来，形成了具有精确预定的制动力的制动器22，从而在在接通后暂时超前的转盘8靠这个制动力与空心轴9联动。如图1所示的在壳部1b中的卡爪13结构成镜像对称布局地布置在壳部1a内的对置侧。
现在，图3、4描述了该机械的工作原理：相对其对称平面E-E成镜像对称形式地形成卡爪13。卡爪13外端13a的绝大部分外周面由一个局部圆柱面构成，所述外端精确地***各自的凹槽14中。内端的横截面成弧边菱形并且内端在从两侧可能接触到有不同直径的工件15的区域内具有夹紧面13c，所述夹紧面具有成锯齿状的细齿。
如果转盘8如图3所示地按箭头20方向逆时针转动，其中铰接轴颈12暂时在摩擦片18、19的作用下被固定住，则工件首先被定心，随后卡爪13端13b被更用力压到工件15上并同转向地带动工件。一旦在工件15上出现切削力，则卡爪13的压紧力自动加强。形成了一个力的抛物线曲线，这用虚线表示，确切地说，产生了径向力“R”和切向力“T”。通过图1、3的调节，例如攻制出右旋螺纹。当采用其螺纹梳刀在完成螺纹后自动张开的自动切削头时，工件15可以在电机2停止后马上被取出。
如图4所示，当颠倒电机2转向并进而按箭头21方向颠倒转盘8转向时，也可以采用相同的装置来制造左旋螺纹。这种作用归结于可以使卡爪对称平面E-E向着一条经过各自的铰接轴颈12的径向线“S”的两侧转动。
但是，转盘8不仅使所有卡爪13的运动同步并因而也造成工件15定心，而且卡爪13端13a也反过来通过转盘8而同步地相互施加作用，这是非常重要的，这尤其是促进了卡爪13合拢时的同步效应和定心效果。这是由此实现的，即卡爪13端13a在切向上没有自制动地对转盘9施加作用。
图6与迄今所述的实施形式的区别主要在于，转盘8除外齿8a外还具有内齿8b。因此，三个卡爪13的外端具有一是一小齿轮的一部分的相应外齿，其轴线与各自的铰接轴颈12的轴线重合。工作方式可以通过图3、4以相似的方式来说明。
图7与迄今所述的实施形式的区别主要在于，夹紧装置这次是在一个要加工的工件15(一个环)内。在这种情况下，转盘8除外齿8a外也还具有内齿8b，小齿轮7与所述内齿啮合。这次，三个卡爪13的内端具有是一小齿轮的一部分的相应外齿，其轴线与各自的交接轴颈12的轴线重合。在这种情况下，工作方式可以通过图3、4以相似的方式来说明。在这里，没有专门示出齿。
在所有情况下，夹紧装置都深埋地设置在壳部1a、1b或外壳1的端面内，从而没有出现凸出和转动的驱动部件伤人的危险。整个结构可非常节省空间地构成并且可以与任何切削头或其它刀座组合。
                 附图标记一览表1-外壳；1a、1b-壳部；2-电机；3-电机轴；4-传动蜗杆；5-蜗轮；6-轴；7-小齿轮；8-转盘；8a-外齿；8b-内齿；9-空心轴；10-轴孔；11-环形凸缘；12-铰接轴颈；13-卡爪；13a-外端；13b-内端；13c-夹紧面；14-凹槽；15-工件；16-滚动轴承；17-压缩弹簧；18、19-摩擦片；20、21-箭头；22-制动器；A-A-空心轴轴线；E-E-对称平面；“R”-径向力；“S”-径向线；“T”-切向力；

Claims (14)

1、一种旋转加工工件(15)的夹紧装置，它具有一个空心轴(19)，该空心轴具有一条空心轴轴线(A-A)并装载有可绕轴向平行的铰接轴颈(12)转动的卡爪(13)，所述卡爪被设计成与铰接轴颈(12)有关地成双臂杆的形状，其一端(13b)可借助夹紧面(13c)紧贴着工件(15)并且其另一端(13a)可借助一个被驱动的、与该空心轴轴线(A-A)同轴的并可绕该轴线有限转动的转盘(8)转动，在此给该空心轴(9)配备一个制动器(22)，其特征在于，与自身的对称平面(E-E)成镜像对称地形成卡爪(13)，所述对称平面经过铰接轴颈(12)的轴线，所述卡爪可以按照转盘(8)的转向并与一条经过所述轴线的径向线(“S”)有关地朝两侧转动。
2、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，转盘(8)在其背对卡爪(13)的那侧上具有一个用于与一个驱动装置的一小齿轮(7)啮合的齿(8a)。
3、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，卡爪(13)设置在转盘(8)内，它在其朝向卡爪(13)的内侧上有间隔地具有用于与背对夹紧面(13c)的卡爪(13)端(13a)配合的径向凹槽(14)。
4、如权利要求3所述的夹紧装置，其特征在于，背对夹紧面(13c)的卡爪(13)端(13a)通过具有大于180°且最好至少是270°的圆周角的局部圆柱面被限定。
5、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，卡爪(13)设置在转盘(8)内，转盘(8)在其朝向卡爪(13)的内侧上具有齿(8b)，背对夹紧面(13c)的卡爪(13)端具有与该铰接轴颈(12)同心的齿段，所述齿段与转盘(8)的齿(8b)啮合。
6、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，卡爪(13)设置在转盘(8)的外面，转盘(8)在其朝向卡爪(13)的外侧上具有齿(8a)，背对夹紧面(13c)的卡爪(13)端各有一个与该铰接轴颈(12)同心的齿段，所述齿段与转盘(8)的齿(8a)啮合。
7、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，具有夹紧面(13c)的卡爪(13)端在轴向上看地成弧边菱形。
8、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，具有夹紧面(13c)的卡爪(13)端在轴向上看地成抛物线形。
9、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，具有夹紧面(13c)的卡爪(13)端具有便于握持的表面结构。
10、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，朝向工件(15)的卡爪(13)端(13b)在两侧具有用于工件(15)的条纹化夹紧面(13c)。
11、如权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，小齿轮(7)可通过一个蜗轮蜗杆传动装置(4，5)和一个电机(2)来驱动，其电机轴至少基本上平行于一个垂直于空心轴轴线(A-A)的延伸的平面。
12、如权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，所述的至少一个夹紧装置和电机(2)被安装在一个共用外壳(1)的包容面内。
13、如权利要求12所述的夹紧装置，其特征在于，所述外壳(1)由两个壳部(1a，1b)组成，在所述壳部中，在相反两侧上深埋设置转盘(8)和卡爪(13)。
14、一种将至少如权利要求1-13之一所述的夹紧装置用于攻丝机的用途。
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