[发明专利]径向刚度受限的柔性夹头组件

说明书

一种夹头（200），夹头（200）具有从第一端（200A）延伸至第二端（20B）的管状体（212）。箍区段（212H）靠近第一端（200A）并延伸至第一端（200A）和第二端（200B）之间的中间位置（214）。第一支腿和第二支腿（225A、225B）各自从中间位置（214）延伸。第一支腿和第二支腿（225A、225B）彼此间隔开。固持区段（220）靠近第二端（200B），该第二端（200B）具有凸缘（222），该凸缘（222）从管状体（212）的外表面径向向内延伸并终止于夹持面（203）。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月16日提交的申请号为62/962,143的美国临时专利申请和于2020年2月7日提交的申请号为62/971,569的美国临时专利申请的权益，所述专利申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于以受限的径向夹持力和减小的径向刚度来传递扭矩的夹头(或筒夹，collet)组件，并且更具体地涉及一种夹头，该夹头具有围绕夹持直径的两个或更多个柔性支腿(诸如柔性夹爪或翼片)以及限制径向夹持运动并限定径向夹持力的环。

背景技术

夹头是具有两个或多个“夹爪”的装置，诸如工具或工件的物体可以定位在该两个或多个“夹爪”之间。夹爪围绕物体形成套环。夹头的夹爪被配置为通过径向向内偏转而围绕物体收紧。通过围绕夹头的圆周推压合适的机构(例如夹头转接器)，可以使夹爪径向向内偏转。在称为拉入式夹头的另一种夹头中，夹头是锥形的，并通过拉杆被拉入套筒(例如，夹头转接器)中，以使夹爪围绕工具或工件收紧。夹头典型地由钢制成，这允许夹爪相对于彼此足够柔性，以允许夹爪挠曲并固持工具或工件。

夹头被固持在夹持装置(例如，夹头转接器和拉杆)中，该夹持装置连接到可以旋转的轴，这继而使工具或工件旋转。在工具被夹持在夹头中并旋转的情况下，该工具被设计为接合工件或被工件接合。在工件被夹持在夹头中并旋转的情况下，工件接合工具或被工具接合。

通常，夹头将工件夹持、居中和定向在特定位置，尽可能稳定和刚性，以防止工件在机加工过程中移动。旋转是唯一期望的运动，其跳动精度尽可能精确。在某些应用中，工件的径向刚度、定向和跳动精度由夹头前面的稳定支架、V形块或其他类似系统决定。通过这样的系统，只有仅夹头不影响或控制V形块决定的方向，可以明显减少夹头通常提供的跳动。因为现有技术的夹头具有高的径向刚度，所以这种夹头将以不期望的方式影响工件的定向和跳动，并控制由V形块决定的定向。

工具或工件的旋转精度影响从工件上去除切屑(例如金属切屑)的过程。特别地，工具或工件的旋转精度典型地取决于夹头中的夹持直径的旋转轴线与V型块决定的定向之间的同轴度。在现有技术的夹头中，夹持直径不期望地施加其自身的定向并且影响或控制由V形块决定的定向。

因此，需要一种柔性夹头组件，其主要传递扭矩和旋转运动，而不会迫使工件处于不期望的定向。

发明内容

本文公开了一种柔性夹头，其具有从第一轴向夹头端延伸至第二轴向夹头端的管状体。管状体的靠近第一轴向夹头端的箍区段从第一轴向夹头端轴向延伸到位于第一轴向夹头端和第二轴向夹头端之间的中间位置。第一轴向支腿和第二轴向支腿各自从中间位置延伸到第二轴向夹头端。第一轴向支腿和第二轴向支腿彼此间隔开。固持区段位于第二轴向夹头端附近。固持区段由从管状体的外表面径向向内延伸并终止于夹持面的凸缘限定。

在一个实施例中，凸缘包括从第一轴向支腿延伸的第一凸缘区段和从第二轴向支腿延伸的第二凸缘区段，第一凸缘区段和第二凸缘区段彼此间隔开。第一凸缘区段和第二凸缘区段中的至少一者具有轴向延伸穿过其中的至少一个周向延伸开口。

在一个实施例中，柔性夹头还包括从中间位置轴向延伸到第二轴向夹头端的第三轴向支腿。第一轴向支腿和第二轴向支腿通过第一轴向狭槽彼此间隔开。第二轴向支腿和第三轴向支腿通过第二轴向狭槽彼此间隔开。第三轴向支腿和第一轴向支腿通过第三轴向狭槽彼此间隔开。