膨胀夹紧装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种膨胀夹紧装置，其具有主体(2)和膨胀套筒(5)，膨胀套筒(5)插入到主体(2)中或者包围所述主体，形成压力室(8)，压力室(8)能够通过膨胀套筒(5)的弹性变形由液压介质加载。膨胀套筒(5)通过摩擦焊接连接(14)在压力室(8)的前轴向端部区域(16)和/或后轴向端部区域(17)处整体固定在主体(2)上。端部区域(17)处整体固定在主体(2)上。端部区域(17)处整体固定在主体(2)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膨胀夹紧装置及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种膨胀夹紧装置，其具有限定纵轴的基体和插入或包围基体以形成至少一个压力室的套筒，其中压力室可由液压介质加压以实现夹紧效果。此外，本专利技术还涉及一种用于制造膨胀夹紧装置的方法，该膨胀夹紧装置具有基体和插入基体以形成封闭压力室的套筒。此外，本专利技术涉及一种制造膨胀夹紧装置的方法，该膨胀夹紧装置具有基体和围绕基体形成封闭压力室的套筒。

技术介绍

[0002]这种类型的膨胀装置在各种实施例中是已知的，主要用于将工具轴(例如钻头或铣刀轴)固定在相应机床的工作主轴中。对两种类型的膨胀夹紧装置进行了区分，即一方面是所谓的膨胀心轴，其中弹性变形套筒包围基体，并在压力室施加压力时径向向外膨胀，另一方面是膨胀夹紧件，套筒插入基体中，并径向向内变形以夹紧轴。
[0003]EP 2 347 842 A2描述了上述类型的膨胀装置，其中基体和弹性变形套管通过钎焊接头相互固定。本专利技术提供了一种由低合金可热处理钢和其熔化温度高于可热处理钢硬化温度的钎焊材料制成的基体和/或套筒。基体和膨胀套筒之间的钎焊接头由高温钎焊工艺制成，其中套筒位于基体上，组件在高温炉中与所需的钎焊材料一起加热，所需的钎焊材料位于所需接合区域中为此目的提供的凹槽中，以熔化钎焊材料，并将套筒和基体连接在一起，形成材料对材料的粘合。
[0004]先前已知的现有技术膨胀装置已在实践中得到证明。然而，焊点偶尔会在压缩应力下开裂，膨胀装置也会失效。此外，不断需要进一步简化膨胀装置的制造并使其能够简单制造。/>
技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的任务是提供可以以简单方式制造的可选膨胀装置。
[0006]根据本专利技术，该任务通过上述类型的膨胀夹紧装置来解决，其中套筒通过压力室的前轴向端部区域和/或压力室的后轴向端部区域的摩擦焊接固定到基体上。
[0007]因此，本专利技术基于通过摩擦焊接接头将套筒/膨胀套筒连接到基体的思想。摩擦焊接接头的一个优点是其强度，可以高于基体和膨胀套筒材料的强度。由于无需将任何材料引入基体和膨胀套筒之间的间隙，因此可以相对轻松地制造摩擦焊接接头。此外，与钎焊接头相比，摩擦焊接接头可以使基体和膨胀套筒之间的接头更加简单。此外，与钎焊接头相比，通过摩擦焊接接头可以将更多的材料组合连接在一起。最后，当通过摩擦焊接头连接基体和套筒时，使用具有高强度和硬度的钢材料是可能的，因为与钎焊接头相比，基体和套筒中会引入较少的热量，从而防止了与温度相关的对材料的损坏。
[0008]优选地，在其邻近摩擦焊接头的前和/或后轴向端部区域中，压力室容纳在摩擦焊接头形成过程中产生的焊道，并且在此处，特别是在径向方向上，相对于压力室在轴向方向上的中心区域变宽。
[0009]当基体和套筒轴向相互挤压以形成摩擦焊接接头，并通过基体和套筒相对旋转期间产生的摩擦加热时，基体和套筒的部分加热塑性变形材料径向位移。压力室在摩擦焊接接头附近区域变宽的事实允许在该区域形成焊道。
[0010]根据优选实施例，套筒插入或包围基体以形成围绕纵轴环形延伸的单个压力室，并通过摩擦焊接接头固定在基体前端和/或后端部分。因此，仅提供一个压力室，该压力室几乎延伸至套筒的整个长度，并通过摩擦焊接接头将其至少一个端部固定和密封。在另一端部分，压力室可通过密封装置密封，例如通过O形圈。有利的是，压力室可以通过摩擦焊接接头在其两个端部进行分隔，从而实现压力室的特别可靠的密封。
[0011]根据另一实施例，所述套筒插入或包围所述基体以形成两个轴向连续的压力室。两个轴向连续的压力室能够改进工件的夹紧，并使要夹紧的工件更精确地轴向对准。
[0012]优选地，套筒通过摩擦焊接接头在压力室与基体之间轴向固定。因此，两个压力室通过摩擦焊接接头相互密封。前压力室的前端和后压力室的后端可以通过密封方式进行密封，例如通过O形圈或钎焊接头进行密封。
[0013]此外，套筒可通过摩擦焊接接头固定在后压力室后轴端区域和/或前压力室前轴端区域的基体上。在这种情况下，套筒可通过摩擦焊接接头在其两个轴向端部处实质性地固定到基体上，而两个压力室之间的区域可通过密封装置(例如O形圈)进行密封。这样，由摩擦焊接接头分隔的膨胀套筒端部以特别可靠的方式密封。
[0014]原则上，在一个具有两个轴向连续压力室的实施例中，前压力室、后压力室和两个压力室在每种情况下都可以通过摩擦焊接接头相互限制，以便套筒通过总共三个轴向连续摩擦焊接接头固定在基体上。
[0015]此外，套筒还可以插入主体中或围绕主体形成两个以上的压力室。
[0016]以优选方式，或每个摩擦焊接接头通过滑动摩擦焊接制成，和/或该或每个摩擦焊接接头通过旋转焊接工艺制成。其结果是，可以以特别简单的方式在基体和套筒之间产生至少一个连接。鉴于两个部件通常通过摩擦焊接在端面上，滑动摩擦焊接理解为一种摩擦焊接工艺，其中两个部件，一个为圆柱形，另一个为空心圆柱形，在圆柱形部件的径向外圆周表面和空心圆柱形部件的相应径向内圆周表面上连接在一起。在这种情况下，可以锥形地形成相互对应的圆周表面，以便能够施加摩擦力。
[0017]优选地，至少套筒经过热处理，尤其是表面硬化和/或回火和/或氮化。这使得套筒的表面，尤其是其内表面得以硬化。特别优选地，可以为基体和与其连接的套筒进行氮化，尤其是气体氮化，氮化过程在通过摩擦焊接连接固定后进行。以优选方式，氮化过程在500℃至600℃的温度下进行，尤其是在550℃下进行6至10小时，尤其是7至9小时。在此过程中，对基本结构进行回火，并在适当的防腐保护下获得650
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750HV1(维氏硬度)的高表面硬度。
[0018]根据优选实施例，套管具有或包括非合金钢和/或低合金钢和/或高合金钢和/或表面硬化钢，尤其是20MnCrS5表面硬化钢和/或陶瓷材料。20MnCrS5表面硬化钢价格低廉，可以轻松加工。因此，用于加工膨胀套筒的加工工具的磨损是可控的。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，套筒设计为膨胀套筒，当压力室加压时，膨胀套筒弹性变形，以实现夹紧效果。在这种情况下，可将弹性套筒插入基体中，在这种情况下，套筒的内表面形成夹紧表面。在这种情况下，膨胀夹紧装置设计为膨胀夹紧件，其夹紧表面可以接收并摩擦固定工具。表面涂层保护夹紧表面免受腐蚀和/或磨损，从而延长其使用寿命。
[0020]可选地，套筒可以围绕基体，套筒的外表面形成夹紧表面。在这种情况下，膨胀夹紧装置设计为膨胀心轴，通过该心轴可以从内部径向夹紧部件，尤其是工具。
[0021]在本专利技术的另一个实施例中，基体主体的轴向前端设计为膨胀套筒，套筒轴向推到膨胀套筒上，套筒和膨胀套筒之间形成至少一个压力室，膨胀套筒的内表面形成夹紧表面，当压力室受到液压介质的作用时，膨胀套筒弹性变形，以实现夹紧效果。这里，膨胀夹紧装置也设计为膨胀夹紧件，膨胀套筒是基体的组成部分。
[0022]优选地，夹紧表面具有表面涂层，该表面涂层尤其可以通过氧化或锰磷化来涂覆。这样可以提高夹紧表面的耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种膨胀夹紧装置，其具有限定纵轴的基体(2)和插入基体(2)或围绕基体(2)形成至少一个压力室(8)的套筒(5)，其中压力室(8)能够由液压介质加压，以实现夹紧效果，其特征在于，所述套筒(5)在所述压力室(8)的前轴向端部区域(16)和/或在所述压力室(8)的后轴向端部区域(17)处通过摩擦焊接接头(14)固定在所述基体(2)上。2.根据权利要求1所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述压力室(8)在其邻近摩擦焊接接头(14)的前部和/或后部轴向端部区域(16、17)中接收在摩擦焊接接头(14)的形成过程中产生的焊缝(15)，并且在此处、尤其是在径向方向上，相对于在轴向方向上居中的所述压力室(8)的区域(18)变宽。3.根据权利要求1或2所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述套筒(5)插入所述基体(2)中或围绕所述基体(2)，形成围绕所述纵轴环形延伸的单个压力室(8)，所述套筒(5)通过摩擦焊接接头(14)固定在所述基体(2)的前端和/或后端部分(12、13)。4.根据前述权利要求中的一项所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述套筒(5)插入所述基体(2)中或围绕所述基体(2)，以形成两个轴向连续的压力室(8)，其中，尤其是套筒(5)通过摩擦焊接接头(14)在压力室(8)之间轴向固定到基体(2)，和/或其中尤其是套筒(5)通过摩擦焊接接头(14)固定在后压力室(8)的后轴向端部区域(17)和/或前压力室(8)的前轴向端部区域(16)处的基体(2)。5.根据前述任一项权利要求所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，一个或每个摩擦焊接接头(14)通过滑动摩擦焊接制造和/或一个或每个摩擦焊接接头(14)通过旋转焊接工艺制造，和/或因为套筒(5)经过热处理，尤其是表面硬化和/或回火和/或氮化，和/或因为套筒(5)包括或由以下组成：非合金钢和/或低合金钢和/或高合金钢和/或陶瓷材料和/或表面硬化钢、尤其是20MnCrS5表面硬化钢。6.根据前述权利要求中的一项所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述套筒(5)设计为膨胀套筒，当所述压力室(8)加压时，所述膨胀套筒弹性变形以实现夹紧效果，并且所述套筒(5)插入所述基体(2)中，所述套筒(5)的内表面形成夹紧表面(7)，或者套筒(5)包围基体(2)，套筒(5)的外表面形成夹紧表面(7)。7.根据权利要求1至5中任一项所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述基体(2)的轴向前端设计为膨胀套筒(2a)，所述套筒(5)轴向推到所述膨胀套筒(2a)上，其中在所述套筒(5)和膨胀套筒(2a)之间形成至少一个压力室(8)，膨胀套筒(2a)的内表面形成夹紧表面(7)，并且当压力室(8)被液压介质加压以实现夹紧效果时，膨胀套筒(2a)弹性变形。8.根据权利要求6或7中任一项所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述夹紧表面(7)具有表面涂层，尤其是通过氧化或锰磷化将所述表面涂层涂覆到所述夹紧表面(7)上。9.根据前述权利要求中的一项所述的膨胀夹紧装置，其特征在于，所述膨胀装置具有张紧装置，所述张紧装置设计用于选择性地导致液压介质中的压力增加，所述张紧装置通过液压介质供应通道(23)操作地连接到压力室(8)。10.一种制造膨胀夹紧件(1)形式的膨胀夹紧装置的方法，包括限定纵轴的基体(2)和以膨胀套筒(5)形式存在的套筒(5)，膨胀套筒插入基体(2)中以形成至少一个封闭的压力室(8)，并限定圆柱形基本形状的中心容器，所述容器的夹紧表面(7)中能够从膨胀夹紧件的前侧插入要夹紧的部件，包括以下步骤：
a)提供基体(2)，所述基体具有朝向基体(2)前端面的中心轴向孔(4)，以及膨胀套筒工件(26)，所述膨胀套筒工件具有圆柱形基本形状的膨胀套筒轴(27)，所述膨胀套筒轴能够插入基体(2)的中心轴向孔(4)，其中，用于形成至少一个压力室(8)的凹槽形成在膨胀套筒轴(27)的外表面和/或限定中心轴向孔(4)的基体(2)的内表面，b)将膨胀套筒轴(27)插入基体(2)的中心轴向孔(4)，c)当基体(2)和/或膨胀套筒工件(26)围绕纵轴进行运动、尤其是围绕纵轴旋转时，轴向按压基体(2)和膨胀套筒工件(26)，以在基体(2)和膨胀套筒工件(26)之间产生相对运动，其中，所述基体(2)和所述膨胀套筒工件(26)的相互对应的止动面(28)在所述至少一个压力室(8)的前轴端区域(16)和/或所述至少一个压力室(8)的后轴端区域(17)处相互轴向挤压，并通过摩擦加热，以使所述膨胀套筒工件(26)固定在通过摩擦焊接(14)在止动面(28)区域内的基体(2)，d)终止相对运动，以便基体(2)和膨胀套筒工件(26)冷却，其中，尤其是膨胀套筒工件(26)在完成相对运动后被进一步压入基体(2)。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤a)至d)中，将膨胀套筒轴(27)插入基体(2)中以...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：雄克有限公司，
类型：发明
国别省市：