高速钻头套筒制造技术

一用来承载一高速钻头的筒夹包括设置成包围一钻柄（１）的一轴环（２），设置一外侧边缘支承（８）以相对一钻头固定，以及一在轴环和外侧边缘支承（８）之间的夹紧机构。夹紧机构被设置成在所述外侧边缘支承（８）和所述轴环之间提供夹紧力，这样，由于离心力和偏离中心的斜撑作用力，所述轴环牢牢夹住一钻柄（１）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及套筒、特别是筒夹或夹头，以便夹持高速钻头。在使用非常细的钻头时，转速必须非常高，实际上某些系统使用转速在180,000rpm范围内的钻头。这种高速是需要的，因为随着钻头的直径变小，其转速必须增加，从而保证适当高的圆周切割速度。然而，由于这种非常高的转速，离心力变得非常大，它们与将钻柄固定在位置上的力相反，从而将在钻孔性能上发生偏差。因此，本专利技术的目的是提供一种简单的钻头套筒，它用于高速钻孔和特型铣，它维持非常高标准的精度，使钻头被牢牢夹住，并不受超速的不利影响，诸如由于离心力而使钻头松脱。因此，本专利技术提供一钻头套筒，例如一筒夹或夹头，以便承载一高速钻头，所述钻头套筒包括设置成包围一钻柄的一轴环，设置一外侧边缘支承以相对一钻头固定，以及一在轴环和外侧边缘支承之间的夹紧机构，所述夹紧机构被设置成在所述外侧边缘支承和所述轴环之间提供夹紧力，这样，由于离心力和偏离中心的斜撑作用力，所述轴环牢牢夹住一钻柄。应该知道，斜撑作用力是一种由于与转动方向相反的偏置压力产生的力。斜撑作用力最初在19世纪用于铁道货车上，将一制轮木或一块木料靠在铁路线上的货车轮上，其取向略微在轮子的中心线之上，以便作为刹车。在车轮试图向制轮木移动的情况下，由于制轮木相对轮子轴线的偏置力而使压力增加。许多离合器是根据斜撑作用设计的，其中，相对于转动方向的楔入效应增加，以便提供一咬合作用。现在通过例子并参考附图描述本专利技术的若干实施例，附图中附图说明图1和2显示了第一实施例的剖视图和立体图；图3显示了第二实施例的剖视图；图4、5、6、7和8显示了按照本专利技术的其它结构的剖视图；以及图9显示了一种多夹爪结构。参看图1，本专利技术提供一种筒夹，它利用离心力并结合使用斜撑力使一筒夹夹住一钻柄1。钻柄1被环绕着钻柄对称间隔的一组夹爪2夹住。当筒夹转动时，夹爪2环绕着整体铰链3枢转，使夹爪的前边缘在位置4处对钻柄1施加压力。可以看到，铰链3是实心的，只有少量的材料将两部分整体连接并在使用时弯曲。较佳的是，通过铰链的直线和夹爪的前边缘不通过转动轴线。这产生斜撑作用，这样，当转矩沿箭头方向施加在钻柄上时，夹爪更牢固地夹住钻柄。作用的大小由夹爪的几何形状和尺寸所决定。筒夹的形状在图2中以立体图显示，从中可看到，整个装置利用适当长度的小圆柱形包围着钻柄1。该结构是通过EDM(放电加工或电火花腐蚀)工艺形成的，这样，该圆柱形具有适当的形状，它能够在制造工艺中在适当的阶段冷缩装配在一轴里。一个重要特征是，钻柄配合安装的孔是通过在心轴里进行孔磨削完成的。如果该轴由一空气轴承支承，那么完成的孔应该始终达到0.00003英寸TIR(总的指示器偏转，或在最大值和最小值之间的摆动)范围内。为了便于磨孔，在图1中的区域5内夹爪将保持连接，直至组装完成。完工时，利用EDM工艺、并通过垂直安装轴和使一切削用金属丝通过中空轴而使诸夹爪分离。作用在高速运转的这种装置的诸夹爪上的离心力可能非常大，这样，必须提供一种手段，通过这种手段可将它们限制在合理的水平上。考虑到这个问题的夹爪的另一种形式如图3所示。从这里可看到，不仅夹爪的尺寸减少，而且还在标号6处提供另外一个实心铰链。现在，配重7施加转矩以接近夹爪，但该力的绝对值由铰链6的挠性限定。当转动产生的力足以夹住钻柄时，铰链6的弯曲使配重7在部分9处与外侧边缘8接触。较佳的是，有大量的、均在本构思范围内的结构。如前面指出的，斜撑作用提高了夹紧力，从而使这种筒夹可以对付重型设备。图4至8显示了其它的变化。图4显示了与图1中的原始结构类似的结构，在转动时，配重11使悬臂铰链12弯曲，从而使夹爪13与工具柄部(未画出，但在中心处)接触。悬臂12的几何形状是这样的，当一转矩施加在工具柄部时，使悬臂进一步弯曲，从而增加了在工具柄部上的径向压力。它是利用与已知的斜撑联轴器相同的方式操作的。夹爪的数量取决于实际用途，且实际上取决于设计选择，如对配重11的具体形状的选择。这样，图5显示了与图4类似的结构，但使用较少的夹爪，即三个，而配重的略微不同的结构将提供略微不同的力。在图6中，夹爪在厚度上已经减少。这是为了提高环绕着初始接触点13的转动，以便通过筒夹夹爪的弯曲最终在标号14处获得额外的接触。在图7中，配重在标号17处的质量已经增加，以便改善转矩传送。接着在图8中，设置第二铰链16，以便允许配重17有较大的移动，这将使配重17最终与限位挡块18接触。对于高速操作来说，这是必要的，以避免配重的过度移动，而这种过度移动将导致不能接受的应力水平。最后，图9显示了一六夹爪系统，它包括三对双重连接的(siamesed)夹爪。这样，在转动方向上的交替的夹爪提供斜撑力锁定系统，而各对的另一夹爪提供由离心力产生的压力，但没有被斜撑力增加。这样，沿相反方向的转动将产生来自其它夹爪的斜撑力。在所有介绍的情况中，重要的是，斜撑结构不是直接成一角度，否则可能因过头而造成筒夹被永久锁定。这使得径向部分冒直接穿过中心位置而到另一位置的危险，而另一位置从相反方向指向柄部。从相反的意义上看，在大多数情况下通过高速转动可使它松脱，但在图9的双重连接的例子里将是不可能的，因为在那种情况下，交替的夹爪由于在相反方向上的斜撑而被锁定。这样，偏置的角度应该总是大少许程度，以避免这个问题。也是在图9所示的实施例里，该结构的几何形状只应该导致相对较低的斜撑力，因为不这样的话，它将不可能随后卸下钻柄。在所有这些描述的例子里，适当的措施是必须的，以便确保钻柄正确地位于筒夹的孔里。当工具柄部自动地装入筒夹时，重要的是它被插入由在筒夹孔后部的一挡块限定的特定深度。在静态条件下，当筒夹是打开的，较佳的是没有夹持力将工具柄部固定在限定的轴向位置的中心。在筒夹孔的环形凹槽力设置O型环可解决这个问题，虽然有人必定会说，这种具体方案在其它形式的筒夹里早已被使用。通常，O型环部分具有0.125英寸的公称孔径及1mm的剖面直径。还应该看到，使用时，筒夹由于斜撑作用可能特别牢固地夹住工具柄部，然后在静态条件下可能不愿释放工具。因此，工具装载/卸载机构可能是需要的，它能够给工具在钻孔方向上的一个小的、急速的角运动，以便释放柄部。权利要求1.一种钻头套筒，例如一筒夹或夹头，以便承载一高速钻头，所述钻头套筒包括设置成包围一钻柄的一轴环，设置一外侧边缘支承以相对一钻头固定，以及一在轴环和外侧边缘支承之间的夹紧机构，所述夹紧机构被设置成在所述外侧边缘支承和所述轴环之间提供夹紧力，这样，由于离心力和偏离中心的斜撑作用力，所述轴环牢牢夹住一钻柄。2.如权利要求1所述的钻头套筒，其特征在于，夹紧机构包括环绕着钻头套筒的主要转动轴线布置的许多连接臂，它们每一个相对所述转动轴线的径向是偏置的。3.如权利要求2所述的钻头套筒，其特征在于，许多臂环绕着钻头套筒的转动轴线对称布置。4.如权利要求2或3所述的钻头套筒，其特征在于，还包括通过实心的、薄弱的铰链固定在各连接臂上的配重，它们被布置成在离心力作用下向外弯曲，与外侧边缘接触，从而限制有效的斜撑力。5.如权利要求2或3所述的钻头套筒，其特征在于，还包括固定在各连接臂上的一配重，该配重被布置成在离心力的作用下向外弯曲，从而使连接臂弯曲，由此进一步增加斜撑力。6.如权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头套筒，例如一筒夹或夹头，以便承载一高速钻头，所述钻头套筒包括设置成包围一钻柄的一轴环，设置一外侧边缘支承以相对一钻头固定，以及一在轴环和外侧边缘支承之间的夹紧机构，所述夹紧机构被设置成在所述外侧边缘支承和所述轴环之间提供夹紧力，这样，由于离心力和偏离中心的斜撑作用力，所述轴环牢牢夹住一钻柄。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC坦皮斯特，
申请(专利权)人：西风空气轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]