径向刚度受限的柔性夹头组件制造技术

一种夹头（200），夹头（200）具有从第一端（200A）延伸至第二端（20B）的管状体（212）。箍区段（212H）靠近第一端（200A）并延伸至第一端（200A）和第二端（200B）之间的中间位置（214）。第一支腿和第二支腿（225A、225B）各自从中间位置（214）延伸。第一支腿和第二支腿（225A、225B）彼此间隔开。固持区段（220）靠近第二端（200B），该第二端（200B）具有凸缘（222），该凸缘（222）从管状体（212）的外表面径向向内延伸并终止于夹持面（203）。

【技术实现步骤摘要】
径向刚度受限的柔性夹头组件相关申请的交叉引用本申请要求于2020年1月16日提交的申请号为62/962,143的美国临时专利申请和于2020年2月7日提交的申请号为62/971,569的美国临时专利申请的权益，所述专利申请通过引用以其整体并入本文。
本专利技术涉及一种用于以受限的径向夹持力和减小的径向刚度来传递扭矩的夹头(或筒夹，collet)组件，并且更具体地涉及一种夹头，该夹头具有围绕夹持直径的两个或更多个柔性支腿(诸如柔性夹爪或翼片)以及限制径向夹持运动并限定径向夹持力的环。
技术介绍
夹头是具有两个或多个“夹爪”的装置，诸如工具或工件的物体可以定位在该两个或多个“夹爪”之间。夹爪围绕物体形成套环。夹头的夹爪被配置为通过径向向内偏转而围绕物体收紧。通过围绕夹头的圆周推压合适的机构(例如夹头转接器)，可以使夹爪径向向内偏转。在称为拉入式夹头的另一种夹头中，夹头是锥形的，并通过拉杆被拉入套筒(例如，夹头转接器)中，以使夹爪围绕工具或工件收紧。夹头典型地由钢制成，这允许夹爪相对于彼此足够柔性，以允许夹爪挠曲并固持工具或工件。夹头被固持在夹持装置(例如，夹头转接器和拉杆)中，该夹持装置连接到可以旋转的轴，这继而使工具或工件旋转。在工具被夹持在夹头中并旋转的情况下，该工具被设计为接合工件或被工件接合。在工件被夹持在夹头中并旋转的情况下，工件接合工具或被工具接合。通常，夹头将工件夹持、居中和定向在特定位置，尽可能稳定和刚性，以防止工件在机加工过程中移动。旋转是唯一期望的运动，其跳动精度尽可能精确。在某些应用中，工件的径向刚度、定向和跳动精度由夹头前面的稳定支架、V形块或其他类似系统决定。通过这样的系统，只有仅夹头不影响或控制V形块决定的方向，可以明显减少夹头通常提供的跳动。因为现有技术的夹头具有高的径向刚度，所以这种夹头将以不期望的方式影响工件的定向和跳动，并控制由V形块决定的定向。工具或工件的旋转精度影响从工件上去除切屑(例如金属切屑)的过程。特别地，工具或工件的旋转精度典型地取决于夹头中的夹持直径的旋转轴线与V型块决定的定向之间的同轴度。在现有技术的夹头中，夹持直径不期望地施加其自身的定向并且影响或控制由V形块决定的定向。因此，需要一种柔性夹头组件，其主要传递扭矩和旋转运动，而不会迫使工件处于不期望的定向。
技术实现思路
本文公开了一种柔性夹头，其具有从第一轴向夹头端延伸至第二轴向夹头端的管状体。管状体的靠近第一轴向夹头端的箍区段从第一轴向夹头端轴向延伸到位于第一轴向夹头端和第二轴向夹头端之间的中间位置。第一轴向支腿和第二轴向支腿各自从中间位置延伸到第二轴向夹头端。第一轴向支腿和第二轴向支腿彼此间隔开。固持区段位于第二轴向夹头端附近。固持区段由从管状体的外表面径向向内延伸并终止于夹持面的凸缘限定。在一个实施例中，凸缘包括从第一轴向支腿延伸的第一凸缘区段和从第二轴向支腿延伸的第二凸缘区段，第一凸缘区段和第二凸缘区段彼此间隔开。第一凸缘区段和第二凸缘区段中的至少一者具有轴向延伸穿过其中的至少一个周向延伸开口。在一个实施例中，柔性夹头还包括从中间位置轴向延伸到第二轴向夹头端的第三轴向支腿。第一轴向支腿和第二轴向支腿通过第一轴向狭槽彼此间隔开。第二轴向支腿和第三轴向支腿通过第二轴向狭槽彼此间隔开。第三轴向支腿和第一轴向支腿通过第三轴向狭槽彼此间隔开。在一个实施例中，柔性夹头还包括从第三轴向支腿延伸的第三凸缘区段，第一凸缘区段和第二凸缘区段通过第一轴向狭槽彼此间隔开。第二凸缘区段和第三凸缘区段通过第二轴向狭槽彼此间隔开。第三凸缘区段和第一凸缘区段通过第三轴向狭槽彼此间隔开。在一个实施例中，柔性夹头还包括以下中的至少一个：第一凸缘区段，具有从夹持面向外延伸的第一径向间隙；第二凸缘区段，具有从夹持面向外延伸的第二径向间隙；和第三凸缘区段，具有从夹持面向外延伸的第三径向间隙。在一个实施例中，至少一个周向延伸开口包括以下中的至少一个：(a)第一周向开口，位于第一凸缘区段中并且位于第一轴向狭槽和第三轴向狭槽之间并与第一轴向狭槽和第三轴向狭槽隔开；(b)第二周向开口，位于第一凸缘区段中并从第一狭槽沿周向朝向第一径向间隙延伸并在第一径向间隙之前终止；(c)第三周向开口，位于第一凸缘区段中并且从第三轴向狭槽沿周向朝向第一径向间隙延伸并在第一径向间隙之前终止；(d)第四周向开口，位于第二凸缘区段中并且位于第一轴向狭槽和第二轴向狭槽之间并与第一轴向狭槽和第二轴向狭槽隔开；(e)第五周向开口，位于第二凸缘区段中并从第一轴向狭槽沿周向朝向第二径向间隙延伸并在第二径向间隙之前终止；(f)第六周向开口，位于第二凸缘区段中并从第二轴向狭槽沿周向朝向第二径向间隙延伸并在第二径向间隙之前终止；(g)第七周向开口，位于第三凸缘区段中并位于第二轴向狭槽和第三轴向狭槽之间并与第二轴向狭槽和第三轴向狭槽间隔开；(h)第八周向开口，位于第三凸缘区段中并从第二轴向狭槽沿周向朝向第三径向间隙延伸并在第三径向间隙之前终止；(i)第九周向开口，位于第三凸缘区段中并且从第三轴向狭槽沿周向朝向第三径向间隙延伸并在第三径向间隙之前终止。在一个实施例中，第一周向开口、第四周向开口和第七周向开口位于距离夹持面相等的距离处。在一个实施例中，第二周向开口、第三周向开口、第五周向开口、第六周向开口、第八周向开口和第九周向开口位于距离夹持面相等的距离处。在一个实施例中，第一周向开口、第四周向开口和第七周向开口位于第二周向开口、第三周向开口、第五周向开口、第六周向开口、第八周向开口、第九周向开口的径向外侧。在一个实施例中，第一轴向支腿和第二轴向支腿中的至少一者具有轴向长度，并且凸缘具有轴向厚度，轴向厚度小于轴向长度。在一个实施例中，箍区段是环形的，具有连续的圆柱形的第一内表面。本文公开了一种用于夹持工件的夹头组件。夹头组件包括根据任一上述实施例中的夹头。第一轴向支腿和第二轴向支腿界定出第二内表面，该第二内表面从中间位置朝第二轴向夹头端延伸。环具有环外表面，该环设置在靠近凸缘的夹头孔中。在未夹持状态下，第二内表面通过第一环形间隙与环外表面间隔开。在夹持状态下，第一轴向支腿和第二轴向支腿径向向内挠曲，使得第二内表面与环外表面接合，从而第一环形间隙减小到零以限制第一轴向支腿和第二轴向支腿的径向向内运动，并确立施加到由第一轴向支腿和第二轴向支腿固持的工件上的预定力，使得工件保持与夹头的旋转轴线同轴。在一个实施例中，夹头组件还包括轴向限位止动件，凸缘具有面向第一轴向夹头端的轴向凸缘面。环位于轴向限位止动件和轴向凸缘面之间，以限制环相对于轴向限位止动件和轴向凸缘面的轴向运动。在一个实施例中，轴向限位止动件包括套筒，该套筒界定出从第一轴向套筒端延伸到第二轴向套筒端的套筒孔。该套筒具有由第一凸面、第二凸面、第一凹部和第二凹部限定的外周表面。第一凹部位于第一凸面和第二凸面之间。第一凸面和第二凸面接合箍区段的第一内表面。在第二凹部和第二内表面之间限定第二环形间隙，第二环形间隙被配置为在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性夹头（200），其特征在于，包括：/n管状体（212），所述管状体（212）从其第一轴向夹头端（200A）延伸至第二轴向夹头端（200B），所述管状体（212）的箍区段（212H）靠近所述第一轴向夹头端（200A）并从所述第一轴向夹头端（200A）轴向延伸至位于所述第一轴向夹头端（200A）和所述第二轴向夹头端（200B）之间的中间位置（214）；/n第一轴向支腿（225A）和第二轴向支腿（225B），所述第一轴向支腿（225A）和所述第二轴向支腿（225B）各自从所述中间位置（214）延伸至所述第二轴向夹头端（200B），所述第一轴向支腿（225A）和所述第二轴向支腿（225B）彼此间隔开；以及/n固持区段（220），所述固持区段（220）靠近所述第二轴向夹头端（200B）并由凸缘（222）限定，所述凸缘（222）从所述管状体（212）的外表面径向向内延伸并终止于夹持面（203）。/n

【技术特征摘要】
20200116 US 62/962,143;20200207 US 62/971,5691.一种柔性夹头（200），其特征在于，包括：
管状体（212），所述管状体（212）从其第一轴向夹头端（200A）延伸至第二轴向夹头端（200B），所述管状体（212）的箍区段（212H）靠近所述第一轴向夹头端（200A）并从所述第一轴向夹头端（200A）轴向延伸至位于所述第一轴向夹头端（200A）和所述第二轴向夹头端（200B）之间的中间位置（214）；
第一轴向支腿（225A）和第二轴向支腿（225B），所述第一轴向支腿（225A）和所述第二轴向支腿（225B）各自从所述中间位置（214）延伸至所述第二轴向夹头端（200B），所述第一轴向支腿（225A）和所述第二轴向支腿（225B）彼此间隔开；以及
固持区段（220），所述固持区段（220）靠近所述第二轴向夹头端（200B）并由凸缘（222）限定，所述凸缘（222）从所述管状体（212）的外表面径向向内延伸并终止于夹持面（203）。


2.根据权利要求1所述的柔性夹头，其特征在于，所述凸缘（222）包括从所述第一轴向支腿（225A）延伸的第一凸缘区段（222A）以及从所述第二轴向支腿（225B）延伸的第二凸缘区段（222B），所述第一凸缘区段（222A）和所述第二凸缘区段（222B）彼此间隔开；
所述第一凸缘区段（222A）和所述第二凸缘区段（222B）中的至少一个具有至少一个轴向延伸穿过其中的周向延伸开口（230A、230B、230C、232A、232B、232C、234A、234B、234C）。


3.根据上述权利要求中任一项所述的柔性夹头（200），其特征在于，还包括：
第三轴向支腿（225C），所述第三轴向支腿（225C）从所述中间位置（214）轴向延伸至所述第二轴向夹头端（200B），所述第一轴向支腿（225A）和所述第二轴向支腿（225B）通过第一轴向狭槽（208A）彼此间隔开，所述第二轴向支腿（225B）和所述第三轴向支腿（225C）通过第二轴向狭槽（208B）彼此间隔开，所述第三轴向支腿（225C）和所述第一轴向支腿（225A）通过第三轴向狭槽（208C）彼此间隔开。


4.根据权利要求3所述的柔性夹头（200），其特征在于，还包括：
第三凸缘区段（222C），所述第三凸缘区段（222C）从所述第三轴向支腿（225C）延伸，所述第一凸缘区段（222A）和所述第二凸缘区段（222B）通过所述第一轴向狭槽（208A）彼此间隔开，所述第二凸缘区段（222B）和所述第三凸缘区段（222C）通过所述第二轴向狭槽（208B）彼此间隔开，所述第三凸缘区段（222C）和所述第一凸缘区段（222A）通过所述第三轴向狭槽（208C）彼此间隔开。


5.根据权利要求4所述的柔性夹头（200），其特征在于，还包括至少以下之一：
（i）所述第一凸缘区段（222A）具有从所述夹持面（203）向外延伸的第一径向间隙（228A）；
（ii）所述第二凸缘区段（222B）具有从所述夹持面（203）向外延伸的第二径向间隙（228B）；以及
（iii）所述第三凸缘区段（222C）具有从所述夹持面（203）向外延伸的第三径向间隙（228C），
其中，所述至少一个周向延伸开口包括至少以下之一：
（a）第一周向开口（230A），所述第一周向开口（230A）在所述第一凸缘区段（222A）中，位于所述第一轴向狭槽（208A）和所述第三轴向狭槽（208C）之间并与所述第一轴向狭槽（208A）和所述第三轴向狭槽（208C）间隔开；
（b）第二周向开口（232A），所述第二周向开口（232A）在所述第一凸缘区段（222A）中，从所述第一狭槽（208A）朝向所述第一径向间隙（228A）周向延伸并终止于到达所述第一径向间隙（228A）之前；
（c）第三周向开口（234A），所述第三周向开口（234A）在所述第一凸缘区段（222A）中，从所述第三轴向狭槽（208C）朝向所述第一径向间隙（228A）周向延伸并终止于到达所述第一径向间隙（228A）之前；
（d）第四周向开口（230B），所述第四周向开口（230B）在所述第二凸缘区段（222B）中，位于所述第一轴向狭槽（208A）和所述第二轴向狭槽（208B）之间并与所述第一轴向狭槽（208A）和所述第二轴向狭槽（208B）间隔开；
（e）第五周向开口（232B），所述第五周向开口（232B）在所述第二凸缘区段（222B）中，从所述第一轴向狭槽（208A）朝向所述第二径向间隙（228B）周向延伸并终止于到达所述第二径向间隙（228B）之前；
（f）第六周向开口（234B），所述第六周向开口（234B）在所述第二凸缘区段（222B）中，从所述第二轴向狭槽（208B）朝向所述第二径向间隙（228B）周向延伸并终止于到达所述第二径向间隙（228B）之前；
（g）第七周向开口（230C），所述第七周向开口（230C）在所述第三凸缘区段（222C）中，位于所述第二轴向狭槽（208B）和所述第三轴向狭槽（208C）之间并与所述第二轴向狭槽（208B）和所述第三轴向狭槽（208C）间隔开；
（h）第八周向开口（232C），所述第八周向开口（232C）在所述第三凸缘区段（222C）中，从所述第二轴向狭槽（208B）朝向所述第三径向间隙（228C）周向延伸并终止于到达...

【专利技术属性】
技术研发人员：勒内·莫斯基，
申请(专利权)人：肖柏林股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH