[发明专利]套爪卡盘装置

说明书

发明背景

本发明涉及一种用于将刀具夹持到动力工具或者机床的驱动主轴上的卡盘装置，特别是一种带有套爪的快速释放卡盘装置，它在例如特型铣削、钻削、铣削和镗削等机械加工场合特别有用。

传统的工具夹持装置包括一个主体元件或者套爪工具夹持器，该夹持器具有锥形的套爪，该套爪在主体元件内形成中空的锥形或者凹腔。在适当的应用场合，例如特型铣床(routers)中，主体元件可以包括驱动主轴的末端，并且中空的锥形或者凹腔可以在轴的末端形成。通常，提供有一个带螺纹的螺母，该螺母具有锥形的凸轮面，该凸轮面与外部前方套爪面的圆锥表面相配合。在这种类型的传统装置工作时，机床的卡盘或者驱动主轴必须夹持固定以充分夹紧套爪螺母。在螺母元件的外部圆周面上形成有平面，使得扳手能够与螺母元件啮合，从而形成足够的夹紧力矩。为此，大多数采用套爪的特型铣床卡盘和工具夹持器都具有主轴锁定装置或者带有额外的扳手，用于将驱动主轴夹持固定并将螺母锁紧到主体元件上。同样，为了释放该工具，机床轴或者卡盘主体必须再次夹持固定，同时用扳手放松螺母元件。

这些公知的传统装置有一些缺点。例如，夹紧和放松过程很麻烦并需要单独的装置，例如扳手，以锁定主轴或者向螺母元件施加夹紧力。另外，螺母元件的夹紧程度受到螺母元件和主体元件之间的摩擦界面的限制。不协调的螺母夹紧状态会导致工具夹持器和螺母的螺纹中间产生高应力，在过度夹紧的情况下，这会使装置损坏。

在已有技术中，已经采取了多种努力和办法，以提供一种包含套爪的改进卡盘装置，使之用于高速机床，例如特型铣床。Kanaan等人的美国专利第5,511,801号在已知技术中提供了一种重要的改进技术。′801号专利公开了一种集成的套管和卡盘装置，它通过将套筒相对于主体元件旋转而致动。所述套筒具有固定在其内部的螺母。该螺母与一个螺纹元件啮合，该螺纹元件以同心方式可转动地位于螺母内。螺母的转动会驱动螺纹元件在纵向上移动并且螺纹元件与套爪啮合，从而使套爪夹持在工具柄上。

本发明提供了一种对已有技术中采用套爪的卡盘装置进行了改进的装置。

发明目的和概述

因此，本发明的主要目的是提供一种带有套爪的快速释放卡盘装置，用于将刀具或者加工装置固装在机床的驱动主轴上。

本发明的另一个目的是提供一种集成的套爪和卡盘装置，它不需要用于将足够大的夹紧力矩施加给套爪啮合元件的扳手或者外部装置。

本发明的另一个目的是提供一种套爪和卡盘装置，其中工作元件的摩擦阻力被基本消除，从而使该装置能够通过手动而夹紧和放松。

本发明的另一个目的是提供一种改进的卡盘装置，它可用于特型铣床、层叠制品剪切机、干式墙壁切割机、镗孔机床、铣床、钻床等机床中。

本发明的其它目的和优点中的一部分将通过下文进行描述，另一部分则会从这些描述中体现出来，或者从应用本发明的过程中得知。本发明的目的和优点可从本文所附的权利要求所特别指出的特征及其组合形式中认识和得到。

为了达到本发明的目的以及根据本发明的目标，该卡盘装置带有一个主体元件，其中制有一个锥台形凹腔。有一个套爪可操作地设置在所述锥台形凹腔内。主体元件的外圆周面上具有螺纹。有一个螺母元件可转动地装配在主体元件上，以使套爪在锥台形凹腔内沿轴向移动。象本领域的技术人员所公知的那样，当套爪沿轴向移入锥台形凹腔时，套爪的夹紧元件会沿径向向内收缩并夹紧插入套爪的工具柄。

所述螺母元件包括一个外套筒元件和一个同心地位于外套筒元件中的内套筒元件。内套筒元件具有带螺纹的内圆周面，用于与主体元件的螺纹相啮合。内套筒元件的外圆周面上还具有球槽。外套筒元件的内圆周面上具有球槽，它们与内套筒元件上的球槽沿径向相对。在内套筒元件和外套筒元件的球槽内设置有可运动的滚动体，例如球轴承。滚动体最好位于球架内。外套筒元件可相对于内套筒元件轴向运动，并还包括有一个套爪啮合元件，该元件与套爪啮合并使套爪在锥台形凹腔内沿轴向移动。