摩差锁止钻夹头的制作方法

本发明属于机械领域，特别涉及机械加工机具钻夹头。

背景技术：

钻夹头在机械工程中应用非常广泛，主要是指利用钻床、铣床、车床、镗床等机械加工设备，通过钻夹头夹紧的各种钻头、刀具进行钻铣加工。

目前，常用的钻夹头有：手紧式钻夹头；自锁式手紧钻夹头；扳手钻夹头等等。它们各有优缺点。但通病都是无法真正夹紧或自锁，尤其是对较大规格钻头。有的锁紧后却难以松开，使得操作麻烦。因此，基本上14毫米以上的钻头只能用锥柄钻头。这给整个钻铣工艺实施带来麻烦和浪费。

摩差传动方法，是采用摩差三要素件进行机械传动的一种方法，其中摩差三要素件包括驱力件、摩差件和目标件，当b+c≤a时，为摩差传动方法的摩差自锁传动形态，式中a是摩差件与目标件之间的摩擦角；b是摩差件与驱力件之间的摩擦角；c是驱力角；b+c为摩差角。摩差传动方法是一种改变传统摩擦传动的方式方法，其传动时能量损耗量最大限度降低，传动具有多样化和高效性。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种摩差锁止钻夹头，改变传统的夹紧方法，以消除现常用的各种钻夹头的缺陷给整个钻铣工艺实施带来的麻烦。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：摩差锁止钻夹头，其特征是：所述摩差锁止钻夹头为单向锁止钻夹头，夹体的上端为与机床的连接端，下端为钻头的夹持端，夹体的下端为至少3个均布的内凸轮，由内凸轮的内凸轮A曲面构成内凸轮腔，各内凸轮腔的上端面均设有导动槽，各导动槽与其对应的内凸轮腔的内凸轮A曲面的距离相等；保持架位于各内凸轮腔的中心，夹爪与滚动体滑装于保持架内，装于保持架内的随动弹簧推靠于内凸轮A曲面，以支持夹爪始终贴附于夹体的内凸轮A曲面；夹爪内插装的限位弹簧对滚动体限位，夹爪上端的销与导动槽滑动联接，以限制钻夹头的空置位置；扭簧的一端与夹体联接，另一端与盖板联接；盖板与拨盘分别与旋套连接。

所述摩差锁止钻夹头的夹持直径调整量为≤5毫米。

所述夹爪与滚动体构成夹爪组件，在夹爪组件与内凸轮之间连接互锁块，构成内凸轮B曲面，保持弹簧的两端分别连接夹爪与互锁块以限定互锁块与夹爪组件的相互位置，互锁块接触夹爪组件的曲面为C曲面。

所述C曲面与内凸轮A曲面的角度相等；内凸轮B曲面为内凸轮A曲面角度的2倍。

所述互锁块增加后，摩差锁止钻夹头的夹持直径调整量为原来的2倍，即为≤10毫米。

所述拨盘通过其上均布的拨爪插入保持架内。

所述盖板、拨盘与旋套之间均为螺栓连接。

所述旋套外柱面作以滚花处理。

夹体、夹爪、钻头形成摩差三要素件：夹体为驱力件，夹爪与滚动体为摩差件，钻头为目标件，且b+c≤a，即摩差自锁传动形态；其中，a是夹爪与钻头杆之间的摩擦角，b是夹爪与夹体之间的摩擦角，a>b 1倍；c是夹体内凸轮曲面与基圆的角度，即驱力角；b+c为摩差角；锁止方向为顺时针即钻夹头工作方向。

在连接夹体和旋套的扭簧作用下，带动拨盘-保持架-夹爪组件位于空工位；以手握旋套顺时针转动（转角<70°），通过拨盘旋转保持架，装于保持架内的夹爪与滚动体在导动槽和随动弹簧的作用下沿内凸轮曲面滑动，同时在保持架内径向滑动，以实现调整夹持直径；常用范围（φ20）内，未设置互锁块时，为摩差自锁（单级摩差）结构，其钻夹头夹持直径调整量为≤5毫米，设置互锁块时，为摩差互锁（双级摩差）结构，其钻夹头夹持直径调整量为≤10毫米；装入钻头后，松开旋套，在扭簧作用下保持架反向旋转，内凸轮推动夹爪组件夹持钻头后便可钻孔作业，而不需再加力锁紧。

本发明是利用摩差传动方法原理设计的摩差锁止钻夹头，其优点是：1、结构简单，无需锁紧附件；2、换装钻头简单轻松，不会产生钻夹的操作伤害且大幅提高效率；3、锁止可靠，使用寿命长，钻头无滑转，不伤钻夹与钻头柄；4、精度较高，提高钻孔质量；5、可将所有钻头直柄化，简化整体工艺装备。

附图说明

图1为本发明摩差锁止钻夹头的结构示意图一（摩差自锁结构）；

图2为本发明摩差锁止钻夹头的结构示意图二（摩差自锁结构）；

图3为本发明摩差锁止钻夹头的结构示意图三（摩差互锁结构）；

图中：1-夹体；2-盖板；3-扭簧；4-旋套；5-保持架；6-销；7-滚动体；8-夹爪；9-拨盘；10钻头；11-随动弹簧；12-限位弹簧；13-保持弹簧；14-互锁块；15-内凸轮A曲面；16-内凸轮B曲面；17-导动槽；18-C曲面。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明并不局限于具体实施例。

实施例1

如图1、图2所示的摩差自锁（单级摩差）结构的摩差锁止钻夹头，其为单向锁止钻夹头，夹持直径调整量为≤5毫米。夹体1的上端为与机床的连接端，下端为钻头10的夹持端，夹体1的下端为3个均布的内凸轮，由内凸轮的内凸轮A曲面15构成的内凸轮腔，各内凸轮腔的上端面均设有导动槽17，各导动槽17与其对应的内凸轮腔的内凸轮A曲面15的距离相等；保持架5位于各内凸轮腔的中心，夹爪8与滚动体7滑装于保持架5内，装于保持架5内的随动弹簧11推靠于内凸轮A曲面15，以支持夹爪8始终贴附于夹体1的内凸轮A曲面15；夹爪8内插装的限位弹簧12对滚动体7限位，夹爪8上端的销6与导动槽17滑动联接，以限制钻夹头的空置位置；扭簧3的一端与夹体1联接，另一端与盖板2联接；盖板2与拨盘9分别与旋套4螺栓连接，旋套4外柱面作以滚花处理，拨盘9通过其上均布的拨爪插入保持架5内。

夹体1、夹爪8、钻头10形成摩差三要素件：夹体1为驱力件，夹爪8与滚动体7为摩差件，钻头10为目标件，且b+c≤a，即摩差自锁传动形态；其中，a是夹爪8与钻头10杆之间的摩擦角，b是夹爪8与夹体1之间的摩擦角，a>b 1倍；c是夹体1内凸轮曲面与基圆的角度，即驱力角；b+c为摩差角；锁止方向为顺时针即钻夹头工作方向。

在连接夹体1和旋套4的扭簧3的作用下，带动拨盘9-保持架5-夹爪8组件位于空工位；以手握旋套4顺时针转动（转角<70°），通过拨盘9旋转保持架5，装于保持架5内的夹爪8与滚动体7在导动槽17和随动弹簧11的作用下沿内凸轮A曲面15滑动，同时在保持架5内径向滑动，以实现调整夹持直径；常用范围（φ20）内，装入钻头10后，松开旋套4，在扭簧3作用下保持架5反向旋转，内凸轮推动夹爪组件夹持钻头10后便可钻孔作业，而不需再加力锁紧。

空工位时，扭簧3的作用力使夹体与所有其它组件旋于销6和导动槽17所限的初端位置，3个夹爪间的直径小于设计的夹持直径；扭簧的扭力为成年人手握旋套稍微用力便可扭转。工作时，机床驱动夹体1旋转；由于夹体1、夹爪8、钻头10之间处于摩差自锁状态，动力依次传递至钻头10，不论钻头产生多大的扭矩，都不会产生滑转。

实施例2

本实施例中所述的所述摩差锁止钻夹头为摩差互锁（双级摩差）结构，基本结构与实施例1中的摩差自锁（单级摩差）结构的钻夹头相同，不同点为：夹爪8与滚动体7构成夹爪组件，在夹爪组件与内凸轮之间连接互锁块14，构成内凸轮B曲面16，保持弹簧13的两端分别连接夹爪8与互锁块14以限定互锁块14与夹爪组件的相互位置，互锁块14接触夹爪组件的曲面为C曲面 18。C曲面 18与内凸轮A曲面15的角度相等；内凸轮B曲面16为内凸轮A曲面15角度的2倍。互锁块14增加后，摩差锁止钻夹头的夹持直径调整量为原来的2倍，即为≤10毫米。

由此，钻头10、夹爪8与互锁块14未改变b+c≤a的状态而自锁；互锁块14与夹体1的摩擦角仍为a，与夹爪8 的摩擦角为b；驱力角c则等于内凸轮A曲面15、内凸轮B曲面16之间的夹角，同样符合b+c ≤a形成摩差自锁，从而形成整体互锁，锁止方向为顺时针即钻夹头工作方向。摩差互锁钻夹头的操作过程及工作状态与摩差自锁钻夹头相同。

实施例3

本实施例中所述的摩差锁止钻夹头的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同的技术方案为：夹体1的下端为4个均布的内凸轮，从而构成4个内凸轮腔。

实施例4

本实施例中所述的摩差锁止钻夹头的各部分结构与连接关系均与实施例2中相同，不同的技术方案为：夹体1的下端为5个均布的内凸轮，从而构成5个内凸轮腔。