用于冲压工具的大角位移组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了使用一对剪切式钳口的工具头。该钳口可配备有切割、冲压、卷曲或其它功能表面。该工具头包括接合所述钳口的线性位移的构件。在所述构件线性移动时，所述钳口枢转地移动。
【专利说明】用于冲压工具的大角位移组件
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于冲压工具(press tool)的大角位移机构,尤其涉及用于切割大直径线缆的组件。
【背景技术】
[0002]具有剪式钳口(scissor jaw)的工具是众所周知的。例如,用于切割、卷曲和其他应用的剪式钳口工具已经使用了很多年。这样的工具典型地包括枢轴附接到彼此的一对钳口。在附接到一对钳口的手柄端上施加力以使手柄端并到一起，会导致在钳口的另一端，即工作端的相应位移。如将体会到的，取决于钳口枢轴地附接到彼此的相对位置，能够在钳口的工作端处产生显著的力倍增。
[0003]剪式钳口还已经与冲压工具联合使用。冲压工具典型地利用诸如液压活塞这样的可线性移动构件，该液压活塞在伸展时接合剪式钳口组件。尽管在钳口的工作端处可呈现(express)相对大的闭合力，但某些已知组件显著地受限于钳口能够打开的程度。例如，对于一些这样的组件，最大开角约为20度。这反过来限制了能够放在钳口之间的工件，诸如待切割或冲压的物料(item)的尺寸。
[0004]因此，为了能对相对大的工件进行切割、冲压或执行工作，必须提供十分大的工具头。较大的工具头需要较重且较坚固的构件，更为沉重和庞大，并且可能太大而无法用在某些空间受限的应用中。
[0005]因此，存在对于一种使用剪式钳口和接合组件的工具头的需要，在这种工具头中，钳口能够打开得相当宽，因此可以接受大的工件。
【发明内容】
[0006]与之前的已知工具相关联的困难和缺点在本工具和相关方法中得以克服。
[0007]—方面，本申请提供了一种工具头，其包括通过单个枢轴枢转地附接到彼此的一对甜口。每个甜口具有向如指向的突起(nose)、大体上相反指向的后表面和向后指向的凸轮构件。钳口能够定位在以下两个位置之间，即(i)打开位置，其中每个钳口的突起间隔开，和(ii)闭合位置，其中一个钳口的侧面区域的至少一部分设置成紧邻另一个钳口的侧面区域的至少一部分，并且与另一个钳口的侧面区域的至少一部分并排。该工具头还包括线性移动的构件，其具有与所述一对钳口的向后指向的凸轮构件相接触的一对向前指向的凸轮表面。在构件向前移动时，凸轮表面与凸轮构件之间的凸轮式接合导致钳口的枢转移动。
[0008]另一方面，本申请提供了一种工具头，包括:第一侧板，其定义向前指向的突起和相反指向的后部，以及枢轴孔。该工具头还包括第二侧板，其与第一侧板间隔开并且定向成与第一侧板基本上平行。第二侧板定义向前指向的突起和相反指向的后部，以及枢轴孔。工具头还包括第一钳口构件，其设置在第一侧板与第二侧板之间。第一钳口定义向前指向的突起、相反指向的凸轮构件、工作表面、向内指向的侧面区域和枢轴孔。工具头还包括第二钳口构件，其设置在第一侧板与第二侧板之间。第二钳口定义向前指向的突起、相反指向的凸轮构件、工作表面、向内指向的侧面区域和枢轴孔。第一侧板、第二侧板、第一钳口构件和第二钳口构件对齐，使得第一侧板的枢轴孔、第二侧板的枢轴孔、第一钳口的枢轴孔和第二钳口的枢轴孔沿着公共中心轴线被定义。工具头额外包括线性移动的构件，其设置在第一侧板和第二侧板与所述第一钳口和所述第二钳口的后部之间。线性移动的构件定义至少一个向前指向的凸轮表面，其与第一钳口的凸轮构件和第二钳口的凸轮构件中的至少一个相接触。
[0009]又一方面，本申请提供了一种工具头，包括线性移动的构件，其定义向前指向的凸轮表面。该凸轮表面包括定义在凸轮表面的左手面的至少一部分内的第一凸轮表面区域和定义在凸轮表面的右手面的至少一部分内的第二凸轮表面区域。工具头还包括第一钳口构件，其具有向前指向的突起区域和向后指向的凸轮构件。工具头额外包括第二钳口构件，其具有向前指向的突起区域和向后指向的凸轮构件。第二钳口枢转地附接到第一钳口构件的右侧。在构件向前移动时，(i)第一钳口的向后指向的凸轮构件与第一凸轮表面区域之间的接触，和(i i )第二钳口的向后指向的凸轮构件与第二凸轮表面区域之间的接触中的至少一个接触，导致第一钳口和第二钳口中的至少一个的枢转移动。
[0010]如将意识到的，在此描述的申请能够有其他不同的实施例，并且该申请的若干细节能够在不同方面进行修改，而不会脱离所要保护的本申请。因此，附图和说明书应被认为是说明性地，而非限制性的。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本申请的工具头的前透视图。
[0012]图2是图1中所示的工具头的侧立视图。
[0013]图3是图1的工具头的俯视图。
[0014]图4是图1的工具头的后端视图。
[0015]图5是图1的工具头的前端视图。
[0016]图6是图1的工具头在侧构件被移除以露出该工具头的内部区域时的前透视图。
[0017]图7是图6中所示的工具头的侧立视图。
[0018]图8是图1的工具头的分解组件视图。
[0019]图9是在根据本申请的切割工具的钳口处测得的力作为针对不同线缆样本在切割操作期间的工具行程(tool travel)的函数的曲线图。
[0020]图10是作为根据本申请的工具头的工具行程的函数的刃口角的曲线图。
【具体实施方式】
[0021]本申请提供了一种工具，尤其是用于可释放地接合冲压工具的工具头组件。该工具头组件包括一对枢转附接的钳口，其包括向后指向的凸轮件。该工具头组件还包括可线性移动且可滑动的构件，其定义向前指向的凸轮面。该凸轮面接合或接触钳口的凸轮构件。因此，在可滑动构件线性移动时，钳口枢转地移动并典型地闭合起来。在本申请的某些实施例中，钳口沿着(alongside)彼此的边对齐，使得第一钳口的至少一部分在第二钳口的左侧或右侧上。在钳口的枢转移动期间，维持钳口的这种并排朝向。在这种实施例中，向前指向的可滑动构件的凸轮面包括定义在凸轮面左手侧的至少一部分内的第一凸轮表面，和定义在凸轮面右手侧的至少一部分内的第二凸轮表面。凸轮面的左手面和右手面由平分可滑动构件的后表面且沿可滑动构件纵轴延伸的平面划分或分离。本申请的这些和其他方面在本文中有更详细的描述。
[0022]图1-图8示出了根据本申请的工具头10。工具头10大体上包括一对间隔开的侧板，诸如第一侧构件20和第二侧构件30。每个板或构件定义向前指向的突起或突起区域和向后指向的后部或后部区域。具体而言，第一侧构件20定义突起区域22和相反指向的后部区域24。并且，第二侧构件30定义突起区域32和后部区域34。每个侧板还定义用于接收与钳口相关联的枢销的孔，本文中对此进行了更详细的描述。这样，第一侧构件20定义枢轴孔23，第二侧构件30定义枢轴孔33。如在此更详细地描述的，可沿侧板的前部到达工作或进刀区域(access region),在侧板处可到达钳口的工作表面。
[0023]具体而言，第一侧构件20在突起区域22之间定义工作区域26。并且，第二侧构件30在突起区域32之间定义工作区域36。每个板或侧构件典型地定义一个或多个接合孔，能够在将工具头10与冲压工具(未示出)如本领域中已知那样接合时使用该一个或多个接合孔。具体而言，第一侧构件20定义接合孔21，而第二侧构件30定义接合孔31(如图8中最好示出)。侧构件20和30如在此更详细地描述的那样固定到彼此，并且彼此间隔开因此在侧构件之间定义工具头内区域。侧构件20和30还典型地与彼此对齐，使得接合孔21和31被限定在公共中心轴线上。此外，通常还优选的是，每个侧构件20和30具有相同或相似的形状和尺寸，并且定向成使得它们相应的突起区域22和32对齐，它们的后部区域24和34对齐，并且它们的工作区域26和36对齐。然而，将体会到，本申请包括很广泛的配置，包括非对称的侧构件和不规则的定向。
[0024]工具头10还包括一对钳口构件。具体而言，钳口构件的形式可以是可移动地设置在所述一对侧板或侧构件20与30之间的第一钳口 40和第二钳口 50。典型地，钳口构件40和50枢转地附接到彼此并且也枢转地附接到侧构件20和30。可使用枢销组件55，其延伸穿过第一侧板20、第一钳口 40、第二钳口 50和第二侧板30，并且更具体而言穿过在这些构件中定义的相应对齐的枢轴孔。每个钳口构件典型地包括向前指向的突起区域、相反指向的凸轮构件、枢轴孔和工作表面。在钳口的某些形式中，钳口配置成使得，在钳口闭合期间，一个钳口的侧面区域的至少一部分设置成紧邻或接触另一个钳口的侧面区域的至少一部分。例如参考图5，示出了第一钳口 40的向内指向的侧面区域46和第二钳口 50的向内指向的侧面区域56。这些侧面区域46和56通常指向彼此并且可彼此接触。本文中更详细地描述了这些方面。
[0025]工具头10还包括固定到侧板的一对导引构件和被导引构件可滑动地接收且/或与导引构件接合的可滑动凸轮构件。具体而言，第一导引构件60设置在侧构件20与30之间，第二导引构件70设置在侧构件20与30之间。可滑动凸轮构件80定位在第一和第二导引构件60和70之间，并且如本文中更详细地描述的，可沿大体上在工具头10的前部与后部之间延伸的轴线线性移动。如本文中更详细地解释的，沿凸轮构件80定义的向前指向的凸轮表面84 (图6中最好地示出)与向后指向的凸轮构件44和54相接触或凸轮式接合(如图6和图7中最好地示出的)，凸轮构件44和54分别与钳口 40和50相关联。因此，在凸轮构件80线性移动时，由于钳口 40、50枢转地固定到侧构件20、30并且与凸轮构件80凸轮式接合，钳口 40、50相对于彼此枢转地移动。通常，当凸轮构件80朝向工具头的突起区域线性移动时，钳口 40、50朝向彼此枢转地移动或“闭合”。
[0026]图6和图7是工具头10的视图，其中第一侧构件20被移除以进一步露出第一钳口 40、第二钳口 50、第一导引构件60、第二导引构件70、可滑动凸轮构件80，和如下所述的其他方面和部件。如图6所示，可滑动凸轮构件80设置在第一和第二导引构件60和70之间。由凸轮构件80定义的向前指向的凸轮表面84接收并且接触钳口的向后延伸的凸轮构件，诸如从第一钳口 40延伸出的第一凸轮构件44和从第二钳口 50延伸出的第二凸轮构件54。通常，可滑动构件80的凸轮表面84与钳口 40、50的凸轮构件44和54均相接触。然而，本申请包括的某些组装中，凸轮式接合发生在凸轮构件44和54中的仅仅一个与凸轮表面84之间。
[0027]导引构件中的每一个可以可选地包括针对接合钳口构件的预防措施，以便阻止钳口构件行进超过指定程度或角度。例如，第一导引构件60包括第一停止组件90，其通常包括螺纹接合在第一导引构件60内的纵向构件，并具有指向第一钳口 40后部的弹簧组件。在钳口 40枢转地打开时，钳口 40的向后指向区域最终接触弹簧组件90，其因此阻止了钳口40的进一步的枢转地打开。类似地，提供了与第二导引构件70相关联的第二停止组件94。第二停止组件94大体上包括螺纹接合在第二导引构件70内的纵向构件，并具有指向第二钳口 50后部的弹簧组件。在钳口 50枢转地打开时，钳口 50的向后指向区域最终接触弹簧组件94，其因此阻止了钳口 50的进一步的枢转地打开。
[0028]图8是工具头10的分解组件视图。图8示出了不同组件相对于彼此的定向和布置。额外的方面如下所述。可滑动构件80还可包括向外延伸的滚轴或其它低摩擦构件，其可滑动地容纳在导引构件60、70中形成的沟槽中。例如，可滑动构件80包括第一构件81，其可滑动地容纳在导引构件60中定义的沟槽62中。类似地，可滑动构件还包括第二构件83，其可滑动地容纳在导引构件70中定义的沟槽72中。
[0029]可滑动构件80还包括一个或多个凸轮表面，用于接触与钳口相关联的凸轮构件。这样，在发生线性移动(诸如可滑动构件80的向前移动)时，凸轮表面与钳口之间的凸轮式接合导致钳口的枢转移动。具体而言，可滑动构件80定义之前提到的向前指向的表面84，其可包括一个或多个凸轮表面区域。构件80包括向前延伸的构件120，其定义凸轮表面84的弓形外凸轮表面区域84a。构件120沿可滑动构件80的表面定位，以便于大体上对齐钳口 40的凸轮构件44。并且，可滑动构件80还包括另一个向前延伸的构件130，其定义凸轮表面84的另一个弓形外凸轮表面区域84b。构件130沿可滑动构件80的表面定位，以便于大体上对齐钳口 50的凸轮构件54。典型地，向前延伸的构件120、130彼此间隔开，并且相对于沿可滑动构件80纵轴平分构件80的平面对称地布置在构件80上。
[0030]示例
[0031 ] 通过具有对应于本申请的一对切割钳口的工具头，对尺寸为250mcm、300mcm、350mcm、400mcm、500mcm、600mcm和750mcm的一批大线缆样本进行切割操作。该工具头由液压冲压工具接合和操作。在对样本的每次切割操作期间，测量切削力(tool force)，作为工具行程的函数。切削力是通过利用压力传感器测量在冲压工具的活塞上的液压并将测得的压强乘以活塞表面积确定的。工具行程是通过使用机械附接到冲压工具冲头端的线性差动变压器(LVDT)测量的。
[0032]图9图形化地示出针对每次线缆切割的工具切削力和行程的测量结果。如所示的，在每次切割操作中呈现相对大的切割力。在每次切割操作开始，工具头的钳口打开，以接收相对大直径的线缆。并且，在所有情况下，在约25mm至约27mm的工具行程内，线缆被完全切断并且钳口因此闭合。钳口能够枢转地打开大尺寸的开口，从而接受和切割每一个提到的线缆。
[0033]图10是根据本申请的工具头的钳口之间的刃口角作为工具行程的函数的曲线图。从图中可以明显看出，近似40度的改变可以通过仅约20mm的线性工具行程实现，例如，将钳口从近似90度配置闭合到约50度需要仅约20mm的线性工具行程。这说明了本申请的另一个独一无二的优点。
[0034]根据此技术的将来的应用和发展，许多其他优点无疑会变得显而易见。
[0035]在此提到的所有专利、公开申请和文章均全部并入本文中作为参考。
[0036]如上文中所描述的，本申请克服了与之前的策略、系统和/或装置相关联的许多问题。然而，将体会到，本领域技术人员在不脱离本申请的原理和范围的情况下，可以对为了解释本申请本质已经描述和说明的部件的细节、材料和布置做出不同改变，本申请的原理和范围如所附权利要求所表达。
【权利要求】
1.一种工具头，包括: 一对钳口，通过单个枢轴枢转地附接到彼此，每个钳口具有向前指向的突起、大体上相反指向的后表面和向后指向的凸轮构件，钳口能够定位在以下两个位置之间，即(i)打开位置，其中每个钳口的突起间隔开，和(ii)闭合位置，其中一个钳口的侧面区域的至少一部分设置成紧邻另一个钳口的侧面区域的至少一部分，并且与另一个钳口的侧面区域的至少一部分并排； 线性移动的构件，具有一对向前指向的凸轮表面，其与所述一对钳口的向后指向的凸轮构件相接触； 其中，在所述构件向前移动时，凸轮表面与凸轮构件之间的凸轮式接合产生钳口的枢转移动。
2.如权利要求1所述的工具头，进一步包括: 彼此间隔开的一对侧板，其中所述一对钳口和所述线性移动的构件定位在所述一对侧板之间。
3.如权利要求2所述的工具头，其中所述一对钳口通过所述单个枢轴附接到所述一对侧板。
4.如权利要求1所述的工具头，进一步包括: 第一导引构件，其与所述线性移动的构件滑动地接合。
5.如权利要求4所述的工具头，进一步包括: 第二导引构件，其与所述线性移动的构件滑动地接合。
6.如权利要求5所述的工具头，其中所述第一导引构件和所述第二导引构件中的每一个设置在所述一对钳口的后部。
7.如权利要求1所述的工具头，其中所述钳口的至少一个包括切割表面。
8.—种工具头，包括: 第一侧板，其定义向前指向的突起和相反指向的后部，以及枢轴孔； 第二侧板，其与所述第一侧板间隔开并且定向成与所述第一侧板基本上平行，所述第二侧板定义向前指向的突起和相反指向的后部，以及枢轴孔； 第一钳口构件，其设置在所述第一侧板与所述第二侧板之间，所述第一钳口定义向前指向的突起、相反指向的凸轮构件、工作表面、向内指向的侧面区域和枢轴孔； 第二钳口构件，其设置在所述第一侧板与所述第二侧板之间，所述第二钳口定义向前指向的突起、相反指向的凸轮构件、工作表面、向内指向的侧面区域和枢轴孔，其中所述第一侧板、所述第二侧板、所述第一钳口构件和所述第二钳口构件对齐，使得所述第一侧板的枢轴孔、所述第二侧板的枢轴孔、所述第一钳口的枢轴孔和所述第二钳口的枢轴孔定义在公共中心轴线上； 线性移动的构件，设置在所述第一侧板和所述第二侧板与所述第一钳口和所述第二钳口的后部之间，所述线性移动的构件定义至少一个向前指向的凸轮表面，其与所述第一钳口的凸轮构件和所述第二钳口的凸轮构件中的至少一个相接触。
9.如权利要求8所述的工具头，进一步包括: 枢销，其延伸通过所述第一侧板的枢轴孔、所述第二侧板的枢轴孔、所述第一钳口的枢轴孔和所述第二钳口的枢轴孔。
10.如权利要求8所述的工具头，其中，在所述线性移动的构件向前移动时，所述第一钳口的凸轮构件和所述第二钳口的凸轮构件中的至少一个与所述线性移动的构件的凸轮表面之间的接触产生所述钳口的枢转移动。
11.如权利要求8所述的工具头，其中，所述第一钳口和所述第二钳口枢转地定位在以下两个位置之间，即(i)打开位置，其中每个钳口的突起被间隔开，和(ii)闭合位置，其中所述第一钳口的向内指向的侧面区域的至少一部分设置成紧邻所述第二钳口的向内指向的侧面区域的至少一部分，并且与所述第二钳口的向内指向的侧面区域的至少一部分并排。
12.如权利要求8所述的工具头，进一步包括: 第一导引构件，其设置在所述第一侧板与所述第二侧板之间并固定到所述第一侧板和所述第二侧板上； 第二导引构件其设置在所述第一侧板与所述第二侧板之间并固定到所述第一侧板和所述第二侧板上； 其中，所述线性移动的构件滑动地接合所述第一导引构件和所述第二导引构件。
13.—种工具头，包括: 线性移动的构件，其定义向前指向的凸轮表面，该凸轮表面包括定义在所述凸轮表面的左手面的至少一部分内的第一凸轮表面区域和定义在所述凸轮表面的右手面的至少一部分内的第二凸轮表面区域； 第一钳口构件，其具有向前指向的突起区域和相后指向的凸轮构件；和 第二钳口构件，其具有向前指向的突起区域和相后指向的凸轮构件，所述第二钳口枢转地附接到所述第一钳口构件的右侧； 其中，在所述构件向前移动时，(i )所述第一钳口的向后指向的凸轮构件与所述第一凸轮表面区域之间的接触，和(ii)所述第二钳口的向后指向的凸轮构件与所述第二凸轮表面区域之间的接触中的至少一个接触，产生所述第一钳口和所述第二钳口中的至少一个的枢转移动。
14.如权利要求13所述的工具头，进一步包括: 一对彼此间隔开的侧板，其中所述第一钳口构件和所述第二钳口构件的至少部分设置在所述一对侧板之间。
15.如权利要求14所述的工具头，进一步包括: 一对导引构件，其设置在所述一对侧板之间且彼此间隔开，其中所述线性移动的构件滑动地设置在所述一对导引构件之间。
【文档编号】B21F11/00GK103537591SQ201310286783
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】T.维斯特里 申请人:艾默生电气公司