专利名称：通用快速变换孔锯轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴装置，该装置可使孔锯在电钻上快速安装并拆下。
背景技术：
孔锯通常与电钻连接使用，用来在工件上钻孔。在工作中，常常需要钻不同尺寸的孔，因而本发明能方便的将不同尺寸的孔锯在电钻上快速安装并拆下。
发明内容
本发明总的目的是提供一种轴装置，该装置可以很容易地将孔锯安装到电钻上，并从电钻上拆下。
本发明的另一目的是提供一种轴装置，该装置不需拆下定心钻头就可在电钻上安装并拆下孔锯。
本发明的另一目的是在使用中减小轴装置和孔锯的振动。
本发明的另一目的是在孔锯磨损后可容易地更换孔锯。
本发明的另一目的是提供一种轴装置，可容易地将切屑从孔锯上去除。
本发明的另一目的是在钻定位孔时可以使操作者看得更清楚。
本发明的另一目的是在刚要钻定位孔时消除孔锯要钻入工件的倾向。
简言之，如前所述，本发明的轴装置包括一个轴柄，一个套管和一个接头。轴装置的套管套在轴柄的一部分上。轴柄安装电钻的夹具内，可使轴装置旋转。孔锯安装在轴装置的接头中。通过将接头的一部分插入轴柄孔中，可以很容易地将接头和孔锯安装到轴装置的剩余部分中。通过向远端移动套管，钢珠与接头强制接合，从而将接头锁定在轴装置的剩余部分内。
本发明的结构、连接方式与操作，以及其他发明目的和优点，结合附图并参考下面的说明可更好地理解，其中相同附图标记标注相同部件，在如下附图中图1是轴装置第一实施例的截面图，所示的是处于未锁定状态的轴装置及安装在轴装置上的孔锯和定心钻头；图2a是图1中轴装置的轴柄的透视图；图2b是图2a中轴柄的顶视图；图2c是轴柄沿图2b中剖线2c-2c的剖视图；图2d是图2a中轴柄的左视图；图2e是图2a中轴柄的右视图；图3a是图1中轴装置接头的透视图；图3b是图3a中接头和钢珠的正视图；图3c是图3b的接头的右视图；图4a是图1中轴装置套管的透视图；图4b是图4a中套管的截面图；图5是图1中处于锁定状态的轴装置以及安装在轴装置上的孔锯和定心钻头的截面图；图6是轴装置第二实施例的截面图，所示的是处于未锁定状态的轴装置及安装在轴装置上的定心钻头；图7a是图6中轴装置的接头和钢珠的正视图；图7b是图7a中接头的截面图；图7c是图7a中接头的左视图；图7d是图7a中接头的右视图；图8是图6中处于锁定状态的轴装置及安装在轴装置上的定位钻头的截面图；图9a是与图6中的轴装置连接使用的轴衬的正视图；图9b是图9a中轴衬的右视图。
具体实施例方式
尽管本发明可能会受到几种不同实施例的影响，但下面仍将对所示的附图进行详细描述，可以理解，这些具体实施方式
只是用来说明本发明的原理，并非将本发明局限于下面所述的内容。
在描述本发明时，用“近端”一词表示靠近本发明使用者的部件、表面或位置，用“远端”一词表示距离本发明使用者较远的部件、表面或位置。
轴装置10，200可快速地在轴装置上安装和拆卸孔锯。这种快速安装和拆卸可以很容易地更换不同尺寸的孔锯，还可使孔锯切削下来的切屑很容易地从孔锯上除去。
图1-5所示的是第一实施例的轴装置10，图6-8所示的是第二实施例的轴装置200。图9a-9b表示与第二实施中的轴装置200配套使用的轴套250。
如图1-5所示的是第一实施例中的轴装置10。轴装置10通常包括轴柄20，套管22，接头24，定位螺丝26，钢珠28，C形钢环30和O形环32。图1中所示的轴装置10处于未锁定/打开状态。孔锯34和定位钻头36安装在轴装置10上。
图2a-2e更清楚地展示了轴柄20。轴柄20最好由金属，例如钢制成。轴柄20通常包括细长的夹紧部38，中间部40和凸台部42。夹紧部38从轴柄20的近端延伸到中间部40。中间部40从夹紧部38延伸到凸台部42。轴柄20的夹紧部38包括可被电钻(未示出)的卡盘(未示出)夹住的夹紧表面，可使轴装置10旋转。中间部40和凸台部42容纳下面所述的接头24。
中间部40的直径比夹紧部38大。中间部40包括与轴套20接合的外侧壁46，和与接头24接合的内侧壁48，这些将在下面详述。
外侧壁46包括第一部分50，第二部分52和第三部分54。外侧壁46的第一部分50通常有一个角度，将夹紧部38连接到中间部40上。外侧壁的第二部分52通常是圆柱形的。第三部分54相对第二部分52成角度，将中间部40连接到凸台42上。第二部分52和第三部分54间的角度最好约为15度。中间部40的外侧壁46包括C形凹槽56，以容纳C形环30，从而与下面所述的套管22接合。C形凹槽与中间部40的远端间隔一定距离。两个径向相对的滚珠孔58从外侧壁46延伸到内侧壁48上。滚珠孔58的位置靠近C形凹槽56。
凸台部42的直径比中间部40的直径大。凸台部42包括近端壁60和远端壁62。近端壁60从中间部40外侧壁46的第三部分54上向外伸出。近端壁60基本与轴柄20的轴中心线垂直。远端壁62形成轴柄20的远端末端。如图1所示，远端壁62最好与轴柄20的轴中心线成约80°角。
轴柄孔64由内侧壁48形成，从轴柄20的远端伸出，通过轴柄20的凸台部42，伸到轴柄20的中间部40中。轴柄孔64包括定位部分66和接头部分68。
轴柄孔64的定位部分66通常是圆柱形的，位于轴柄20的中间部40中。轴柄孔64的定位部分66容纳如下所述的定位钻头36。
轴柄孔64的接头部分68通过轴柄20的凸台部42，经过轴柄20的中间部40，延伸到轴柄孔64的定位部分66中。轴柄孔64的接头部分68的直径比轴柄孔64的定位部分66的直径大。轴柄孔64的接头部分68与径向相对的滚珠孔58形成流体通道。
轴柄孔64的接头部分68包括第一部分70，第二部分72和第三部分74。第一部分70通常是圆柱形的，从轴柄孔64的定位部分66上伸出，延伸到轴柄孔64接头部分68的第二部分72上。第一部分70延伸到滚珠孔58的近端和远端。轴柄孔64接头部分68的第二部分72是六角形的，从第一部分70延伸到第三部分74上。接头部分68的第二部分72延伸到C形凹槽56的近端和远端。轴柄孔64接头部分68的第三部分74是圆柱形的，从第二部分72延伸到轴柄20的远端末端。轴柄孔64接头部分68的第三部分74的直径比轴柄孔64接头部分68的第二部分72的直径大。轴柄肩76可使轴柄孔64接头部分68的第二部分72和第三部分74相接。第三部分74还包括O形凹槽77，可使轴柄孔64的接头部分68的第二部分72与第三部分74相接。
定位螺丝孔78在轴柄20的中间部40中。定位螺丝孔78靠近滚珠孔58。定位螺丝孔78从轴柄20的外侧壁46延伸到轴柄孔64的定位部分66。定位螺丝孔78基本上与轴柄孔64垂直。螺纹沿定位螺丝孔78侧壁分布，可与所述的定位螺丝26(见图1)接合。
图3a-3c清楚地展示了轴装置10的接头24。接头24最好由金属，例如钢制成，该接头包括轴90，凸台92和前端94。轴90通常是圆柱形的。凸台92通常是园盘形。凸台92的直径比轴90的直径大。前端94的直径比凸台92的直径小。圆柱形接头孔96贯通接头24。
接头24的轴90具有外侧壁97，该外侧壁包括第一部分98，第二部分100和第三部分102。第一部分98位于轴90的近端末端，通常是圆柱形的。第一部分98从近端末端向远端延伸到第二部分100。在外侧壁97的第一部分98内有凹面槽104，可容纳所述的钢珠28。第二部分100从第一部分98伸向第三部分102。第二部分100是六角形的。外侧壁97的第三部分102通常是圆柱形的。接头轴肩1 03可使外侧壁97的第二部分100和第三部分102接合。
凸台92包括近端壁106和远端壁108。两个径向相对的安装孔110贯通接头24的凸台92，从凸台92的远端壁108伸向近端壁106。
接头24的前端94通常是圆柱形的。前端94从凸台92向远处伸出，形成接头24的远端末端。
图4a-4b清楚地表示了轴装置10的套管22。套管22通常是管状，最好由金属例如钢制成。套管22包括外表面116和内表面118。套管通孔119由内表面118形成，从套管22的近端末端到套管22的远端末端，贯通整个套管22的轴中心线。
圆柱形的滚珠凸起120从内表面118绕套管22的内圆周延伸。滚珠凸起120大致位于套管22的中央。滚珠凸起120包括近端壁122，远端壁124和内侧壁126。
一个近似圆柱形的锁定凸起128也从内表面118上沿套管22的内圆周表面向内延伸。锁定凸起128靠近套管22的远端末端。锁定凸起128包括近端壁130和凸形曲面内壁132。平面部分132a从曲面内壁132向远端延伸，平面部分132b从曲面内壁132向近端延伸。
端壁134靠近套管22的近端末端，绕套管22的内圆周表面延伸。定位螺丝凹槽136位于端壁134和滚珠凸起120的近端壁122之间。定位螺丝凹槽136绕套管22的内圆周表面延伸。定位螺丝凹槽136沿套管延伸的长度，比轴柄20的定位螺丝通孔78的直径大。
滚珠槽138位于滚珠凸起120的远端壁124与锁定凸起128的近端壁130之间。滚珠槽138沿套管延伸的长度，比钢珠28的直径稍大一些。
进入孔140从外侧壁116延伸到内侧壁118。进入孔140使所述定位螺丝26进入。进入孔140的位置大体上朝向定位螺丝凹槽136的远端末端。
通过将C形环30放入轴柄20的C形凹槽56中，开始装配轴装置10。O形环32位于O形凹槽77中。定位钻头36插入轴柄20中，钢珠28置于轴柄20的滚珠孔58中。然后，套管22的远端末端套过轴柄20的夹紧部38，套过轴柄20的中间部40，直到C形环30到达套管22的远端末端。当套管22的远端末端套过轴柄20时，内侧壁132与钢珠128接触，使钢珠128压入轴柄20的滚珠孔58中。如图1所示，当套管22的远端末端套过C形环30时，套管22的滚珠槽138基本与轴柄20的滚珠孔58对齐，钢珠28可自由地移动到套管22的滚珠槽138中。
接着，定位螺丝26通过套管22的进入孔140，进入轴柄20的定位螺丝孔78中，与定位钻头36接合。定位螺丝26，安装在定位螺丝孔78中时，可使套管22“停止”。套管22 沿轴柄20向近向远移动有限的距离。定位螺丝26与套管22的滚珠凸起120的近端壁122之间的接触使套管22的近端运动受到限制。定位螺丝26与套管22的端壁134之间的接触使套管22的远端运动受到限制。在这种情况下，定位螺钉26可限制套管22从轴柄20上滑落。
如图5所示，用来与轴装置连接的孔锯34包括圆形背板142和从背板142上伸出的圆柱形裙部144。小孔146在孔锯34的轴心贯通孔锯的背板142。两个径向相对的安装孔148也贯穿孔锯34的背板142，并与小孔146间隔一定距离。
穿过接头24的前端94，并穿过孔锯34背板142上的小孔146，可将孔锯34连接在轴装置10的接头24上。然后，安装螺钉150穿过孔锯上的安装孔148，然后贯穿接头24的安装通孔110。安装螺钉150用来将孔锯34固定到接头24上。
然后将接头24安装到轴装置10的其余部分。定位钻头36穿过接头孔96，直到接头24的凸台92的近端壁靠近轴柄20的凸台部分42的远端壁。当接头24安装在轴柄20中时，接头24的轴90的第二部分100在轴柄孔64的接头部分68的第二部分中静止。从而，轴90的六角形部分100在轴柄孔64的六角形部分72中静止。当接头在轴柄20中正确定位时，O形环32在轴柄肩76和接头轴肩103之间被压缩。尽管轴柄20轴柄孔64的第二部分72与接头24的轴90的第二部分100均是六角形的，但可以理解，轴90和轴柄孔64可以是任何可使接头24在轴柄孔64中定位、并防止接头24相对轴柄20旋转的形状。
套管22相对轴柄20向远端滑动，使接头24与轴柄20和套管22锁定。当套管22向远端方向滑动时，套管22的锁定凸起128强迫使C形环30压缩到轴柄20的C形凹槽56中。同时，套管22的滚珠凸起120将钢珠28压入轴柄20的滚珠孔58内。使用者继续向前滑动套管22，直到套管22到达锁定位置。当套管22处于锁定位置时，套管22的锁定凸起128位于C形环30的远端，C形环30膨胀从而与滚珠槽138远端的套管22内侧壁118的平面部分132a接触。而且，当套管22处于锁定位置时，套管22的滚珠凸起120位于轴柄20的滚珠孔58径向向外。滚珠凸起120将钢珠28压入滚珠孔58中，钢珠28与接头24的凹槽104接触。从而使钢珠28与接头24接触，接头24轴向固定在轴柄20内。图5所示的轴装置10处于锁定状态。
在使用中，当轴柄20被电钻旋转时，由于定位钻头36借助定位螺丝26还保留在轴柄孔64的定位部分66中，从而定位钻头36也随之旋转。轴柄孔64接头部分68的六角形第二部分72将旋转力从电钻传递到接头轴90的六角形第二部分100，并依次传递到孔锯34。当孔锯34在工件内旋转并前进时，O形环32可减少产生的振动。当孔锯34在工件上钻孔时，产生的切屑通常保留在孔锯的裙部144中。
如果使用者要使用不同的孔锯，可能该孔锯裙部有不同的尺寸，那么使用者可用如下方式将接头24及连接的孔锯34拆下。使用者相对轴柄20在近端方向滑动套管22。当套管22在近端方向拉动时，锁定凸起128使C形环30压缩。当使用者在近端方向继续拉动套管22，套管22的滚珠凸起120向轴柄20的球通道58的近端移动，套管22的滚珠槽138与滚珠孔58对齐。在这一点，套管22处于未锁定位置，钢珠28可移入套管22的滚珠槽138中。当钢珠28与接头24不再接合时，只需向远端拔接头24，就可使接头24从轴柄20上取出。当向远端拔出接头24时，定位钻头36与切屑分离，可使切屑很容易地从孔锯34的裙部144中除去。安装在另一接头24中的新孔锯可以上述方式安装在轴柄20内。另一种方式是，孔锯34可从接头24中取出，新孔锯可安装在接头24中，并安装到轴柄20内。
由上所述可知，当孔锯34和接头24从轴装置10的其余部分拆下时，定位钻头36停留在该位置。使用者可在工件上取走钻孔的孔锯34，从而使用者可将工件看得更清楚。因而可更精确的对定位孔进行定位。另外，由于钻定位孔不需连接的孔锯34，从而不必关心孔锯34是否钻入工件中。一旦定位孔被钻开，接头24和孔锯34可安装到轴柄20和套筒22中。定位钻头36穿过定位孔，使孔锯34与工件对齐，在起动电钻之前，孔锯34的位置已靠近工件。从而在孔锯34接近工件之前，使用者已能更好地控制孔锯。对孔锯34的改进控制，还可降低常规孔锯钻入工件时经常产生的定位钻头36弯曲的可能性。
由上所述可知，孔锯34可容易地从接头24上拆下。这使得孔锯34在变钝变旧时，不需更换接头24就可将孔锯替换。
图6-8是轴装置的第二实施例。轴装置200包括轴柄20，套管22和接头224。轴柄20和套管22与轴装置10第一实施例中的轴柄20和套管22相同，因此相同的附图标记将不再赘述。第二实施例的接头224设计成可与小尺寸的孔锯配套使用。
图7a-7d清楚地展示了接头224。接头224通常是圆柱形的，最好由金属例如钢制成。接头224包括轴226和前端228。轴226从接头224的近端末端伸向前端228。接头224的前端228从轴226伸向接头224的远端末端。接头224包括内侧壁230和外侧壁232。圆柱形的接头孔234由内侧壁230形成，从接头224的近端末端伸向远端末端。
接头224的外侧壁232包括第一部分236，第二部分238和第三部分240。外侧壁232的第一部分236通常是圆柱形的。外侧壁232的第二部分238通常是六角形的。第二部分238的直径比第一部分236的大。外侧壁232的第三部分240通常是圆柱形的。第三部分240的直径比第二部分238的大。第一部分236从轴226的近端末端延伸到第二部分238；第二部分238从第一部分236向远处延伸至第三部分240；第三部分240从第二部分238向远处延伸至前端228。凹槽242与接头224的近端末端间隔一定距离，位于外侧壁232的第一部分236内，用以容纳钢滚珠28。锥形接头轴肩244可使外侧壁232的第二部分238与第三部分240接合。
接头224的前端228从轴226向远处延伸。接头224的前端228的外侧壁上有螺纹246，用以连接上述孔锯。
轴装置200的装配开始于轴柄20，套管22，定位钻头36和定位螺丝26的装配，这些可参考第一实施例。
孔锯(未示出)安装到接头224。孔锯包括圆形背板以及伸出的裙部。有一小孔穿过孔锯背板的轴心。在孔锯背板小孔的表面上有螺纹，可与接头224前端228上的螺纹啮合。
通过将定位钻头36与接头通孔234对齐，可将接头224安装到轴柄20和套管22中。接头224在接头通孔234中沿着定位钻头36向近端移动，直到接头轴肩244在轴柄肩74中压缩O形环32。
通过在轴柄20的远端滑动套管22，可将滑动接头224与轴柄20和轴套22锁定在一起。轴柄20和套管22以上述第一实施例中的方式相互作用，从而将钢珠28压入轴柄20的滚珠孔58中。当钢珠28被压入滚珠孔58中，钢珠28与接头224的凹槽242接触。所以钢珠28和接头224产生接触，接头224轴向固定在轴柄20中。如图8所示的轴装置200处于锁定状态。
轴装置200的使用方式与轴装置10相同。轴柄孔64的接头部分68的六角形第二部分72，向接头轴226的六角形第二部分238提供旋转力，并依次传给孔锯(未示出)。尽管轴柄孔64的接头部分68的第二部分72与接头轴226的第二部分238都被描述为六角形，但可以理解，只要接头轴226的第二部分238在轴柄孔64的接头部分68的第二部分72中配合，且可防止接头224相对轴柄20旋转，第二部分72和第二部分238可以是其他多种形状。
如果使用者想使用不同的孔锯，可能该孔锯的裙部有不同的直径，使用者可以拆下接头224和相配的孔锯。使用者相对轴柄20在近端方向滑动套筒22。当套筒22被挪到近端方向时，锁定凸起128使C形环30压缩。如果使用者继续在近端方向拉动套管22，套管22的滚珠凸起120向轴柄20的滚珠孔58近端移动，套管22的滚珠槽138与滚珠孔58对齐。在这一点，套管22处于未锁定状态，钢珠28可移入套管22的滚珠槽138中。当钢珠28不再与接头224接合时，只要将接头224向远端拉动，就可将接头224从轴柄20中取出。当接头向远端拉动时，定位钻头36与切屑分离，从而可使切屑很容易地从孔锯34的裙部144中除去。安装到另一个接头224的新孔锯可以上述方式安装到轴柄20中。另一种方式是，孔锯从接头224中取出，新孔锯安装到接头224上，然后再安装到轴柄20内。
图9a和9b所示的是轴衬250。轴衬250用于轴装置200的第二实施例。轴衬250最好由金属例如钢制成，轴衬250是用来对大直径的孔锯提供附加支撑的，但是孔锯的直径不得大过安装螺丝。
轴衬250包括六角形的凸台252和螺纹端254。凸台252包括近端表面252a和远端表面252b。螺纹端254的直径比凸台252的直径小。圆柱形的轴衬通孔256从轴衬近端伸向远端。在螺纹端254的外表面上有外螺纹258，沿着轴衬通孔256有内螺纹260。
通过将接头224的前端228穿过轴衬250的凸台252，将接头224上的螺纹246与轴衬250的内螺纹260啮合，就可将轴衬250安装到接头224上。当凸台252的近端表面252a与接头224的轴226的远端末端相接触时，轴衬与接头224的安装就完成了。
然后，将轴衬的螺纹端254和接头224的前端228穿过孔锯背板上的小孔，并使孔锯的小孔螺纹与轴衬250外螺纹258啮合，就可将孔锯安装到接头224和轴衬250上。
然后，接头224安装到轴柄20和套管22中，可按上述轴装置200第二实施例中所述的方式将其从轴柄20和套管22中拆下。
上面描述了本发明的最佳实施方式，可以想象，本领域的技术人员对本发明进行各种修改，都不超出下述权利要求所保护的精神和范围。
权利要求
1.一种将孔锯安装到电钻上的轴装置，包括轴柄，与电钻连接；接头，支撑孔锯，所述接头安装在所述轴柄上；锁定与所述轴柄接合的所述接头、并将与所述轴柄接合的所述接头解锁的装置。
2.如权利要求1所述的轴装置，其特征在于，所述轴柄包括轴柄孔，并且将所述接头的一部分安装到所述轴柄孔中。
3.如权利要求2所述的轴装置，其特征在于，所述轴柄孔的一部分包括平面，所述接头的外表面上也有平面，其中轴柄孔的所述部分上的平面与接头外表面的平面配合。
4.如权利要求2所述的轴装置，其特征在于，所述锁定装置包括轴柄中的至少一个滚珠孔和接头中的一个滚珠槽，其中当接头位于轴柄孔中时，所述的至少一个滚珠孔与所述滚珠槽对齐。
5.如权利要求4所述的轴装置，其特征在于，所述锁定装置还包括位于至少一个滚珠孔中的至少一个锁定滚珠。
6.如权利要求5所述的轴装置，其特征在于，所述锁定装置还包括一个套管，从该套管内表面伸出的滚珠凸起可将锁定滚珠移动到接头滚珠槽并与所述滚珠槽接合。
7.如权利要求1所述的轴装置，还包括所述轴柄外表面上的C形凹槽；其中有C形环；所述锁定装置包括套管，从该套管内表面伸出的锁定凸起，其中，当所述锁定凸起位于C形环远端时可锁定所述装置，所述锁定凸起位于C形环近端时可将该装置解锁。
8.如权利要求1所述的轴装置，其特征在于，所述轴柄包括定位螺丝孔和定位螺丝孔中的定位螺丝。
9.如权利要求8所述的轴装置，其特征在于，所述锁定装置包括套管，该套管中的定位螺丝凹槽；由于定位螺丝和定位螺丝凹槽接合，可使套管安装到轴柄上。
10.如权利要求8所述的轴装置，其特征在于，所述锁定装置包括套管和套管中的定位螺丝进入孔。
11.如权利要求1所述的轴装置，其特征在于，所述接头包括通过孔锯背板在小孔中定位的前端。
12.如权利要求11所述的轴装置，其特征在于，所述接头的前端包括其外表面的螺纹。
13.如权利要求12所述的轴装置，还包括安装在接头前端的轴衬。
14.如权利要求1所述的轴装置，还包括安装在所述轴柄上的定位钻头。
15.如权利要求1所述的轴装置，还包括位于轴柄和接头间的O形环。
全文摘要
一种轴装置包括安装在电钻夹具中的轴柄，安装在轴柄上用来支撑孔锯的接头，以及将接头和轴柄锁定并解锁的套管。来自电钻的旋转力传递到接头上以旋转孔锯。套管沿着轴柄外表面滑动，可使使用者快速更换孔锯。当套管处于未锁定状态时，接头可容易地从轴柄上滑下，将新接头插入轴柄，随之，在电钻旋转前，将套管置于锁定状态。
文档编号B23B51/04GK1530202SQ20041000540
公开日2004年9月22日 申请日期2004年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者威廉·F·努德林, 威廉 F 努德林 申请人:格林利德事隆公司