專利名稱:速換頂爪系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明有關(guān)爪式夾頭的改進(jìn)安裝裝置，用于快速掉換頂部卡爪。
傳統(tǒng)的爪式夾頭在可旋轉(zhuǎn)的夾頭體上裝有多個(gè)徑向可移的裝爪件，這些裝爪件上可拆卸的爪用來(lái)夾緊工件。一種傳統(tǒng)的把可拆卸的爪裝在裝爪件上的安裝工藝包括使用螺紋緊固件。然而，這種裝置在換爪時(shí)是耗時(shí)的，使爪的裝置增加了尺寸、質(zhì)量和復(fù)雜性，并經(jīng)常導(dǎo)致爪裝配結(jié)構(gòu)剛度的下降卻增加了不希望有的離心力。
為了試圖使爪方便地裝上裝爪件組件上，曾發(fā)展了幾種裝置，采用了一個(gè)裝爪件組件，它有主要和輔助安裝件，它們可相互作相對(duì)移動(dòng)以便裝上或拆下爪。然而，這些裝置的大多數(shù)還具有這些特點(diǎn)，即使得結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜化。
這些裝置被公開在美國(guó)專利第3，868，120;3，219，356;3，833，232;2，667，358;3，679，221;4，352，500中。
因此，本發(fā)明關(guān)于一種改進(jìn)的裝爪裝置，可使頂爪快速而有效地拆卸和/或裝上。
在本發(fā)明的裝爪裝置中，一個(gè)主裝爪件可滑動(dòng)地支持著一個(gè)輔助或鎖緊裝爪件。主和輔裝爪件被彈簧頂著徑向分開著，輔裝爪件在徑向的最外面。一個(gè)鎖緊凸輪被可旋轉(zhuǎn)地裝在主裝爪件上面，用以把輔裝爪件鎖緊在一個(gè)外部位置，以便把爪牢固地支持住。主和輔裝爪件有相對(duì)的燕尾槽，用以和爪上相對(duì)的槽作快速而牢固的配合。鎖緊凸輪能被轉(zhuǎn)入一個(gè)放松位置，在此位置，輔裝爪件能很容易地被手動(dòng)向內(nèi)移開以便裝或拆爪。
旋轉(zhuǎn)時(shí)輔裝爪件產(chǎn)生的離心力通過(guò)燕尾導(dǎo)軌對(duì)爪產(chǎn)生更牢靠的夾緊力。本裝置還容許爪和夾工件的爪尖能被置于更靠近夾頭體的前面，因而更靠近主軸軸承，從而提供更好的整體剛度。本裝置還具有一個(gè)限位止擋，它作用于主和輔裝爪件之間，當(dāng)爪被移動(dòng)時(shí)，由于彈簧壓力，以保持輔裝爪件于最外的限止位置。
圖1是顯示頂爪被移去后的夾頭前面的視圖。
圖2是圖1中夾頭的中心剖視圖。
圖3是顯示圖2中裝爪組件上端的部分頂視圖。
圖4是沿圖2中Ⅳ-Ⅳ線作的剖視圖。
參見(jiàn)附圖，夾頭組件10包括殼體11，上面支持著多個(gè)(在這里是三個(gè))裝爪組件12，被置于均勻角度分隔的關(guān)系。每個(gè)裝爪組件12有一個(gè)爪13，通常被稱為頂爪，可拆地裝在上面。一個(gè)傳統(tǒng)的促動(dòng)件或拉桿組件14連接著裝爪組件12以控制其徑向運(yùn)動(dòng)，由此控制接觸工件的爪13的位置。如上所述的夾頭組件10是傳統(tǒng)的并被用于裝在和可旋轉(zhuǎn)地支持在一個(gè)機(jī)床例如車床的前面，用以支持被加工件。
殼體11包括一個(gè)主環(huán)形殼件15，它有一個(gè)同心地裝在其中的內(nèi)襯或套16，內(nèi)套16上有一個(gè)中心孔17穿過(guò)殼件15。環(huán)形前板18用緊固件19被固裝在殼件15上。板18的徑向內(nèi)部徑向地搭接著孔17的前端，形成拉桿組件14的前擋。多個(gè)長(zhǎng)的緊固件21完全地穿過(guò)殼體以便連接到車床主軸上的可旋轉(zhuǎn)的前板上。
殼體組件11上有多個(gè)T形槽22。這些槽22由孔17穿過(guò)殼體的外周徑向向外伸出，并穿過(guò)前面25軸向向外地開口，這些槽22(這里是三個(gè))的中間裝有裝爪組件12，都被布置成均勻角度分隔的關(guān)系。每個(gè)槽22的橫截面中有一個(gè)放大的頭部23，它被置于前板18軸向向外一段距離處。頭部23被連接著一個(gè)窄些的桿部24，它軸向地穿過(guò)前板18。槽22徑向地伸出，穿過(guò)殼體的外周壁26，并傳統(tǒng)地帶有一個(gè)固裝在后壁的滑墊或滑板27，以便于相應(yīng)的裝爪組件滑動(dòng)。
裝爪組件12包括一個(gè)主裝爪件31(通常被稱為主爪)它的橫截面是T形的，其尺寸被做成能被放在相應(yīng)的槽22中合適地徑向滑動(dòng)。主裝爪件31有腿或桿部從槽中向外伸出，穿過(guò)前板18的前面，可拆卸地和頂爪13接合，下面還要講到。
一個(gè)楔或凸輪部農(nóng)32被固定地(這里是整體地)形成于主裝爪件31的徑向內(nèi)端。這個(gè)楔部32伸入孔17，并可滑動(dòng)地配合于活塞33上的楔形槽中，活塞33和拉桿組件14一起動(dòng)作。這個(gè)活塞33被孔17支持著可軸向滑動(dòng)，還有一根固裝著的桿34向后伸出，這根桿34被連接著車床上可作軸向運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)拉桿上。主裝爪件和拉桿組件的連接是通過(guò)楔狀凸輪來(lái)完成的，因?yàn)檠b爪件由于拉桿組件的軸向運(yùn)動(dòng)而被軸向地移動(dòng)，這是和傳統(tǒng)的一樣，并被示于美國(guó)專利第3，424，467號(hào)中。
裝爪件31有一個(gè)槽36，它由裝爪件的外端徑向向內(nèi)伸出，穿過(guò)一個(gè)予定的距離而到達(dá)一個(gè)內(nèi)端壁37。槽36的橫截面是T形的，所以槽的桿部穿過(guò)裝爪件31的前面，軸向向外地開口。因此槽36平行于槽22延伸。
裝爪組件12也包括一個(gè)輔裝爪件38，下面稱之為鎖緊件或楔，輔裝爪件38的橫截面是T形的，可滑動(dòng)地被支持于主裝爪件31的槽36中。這個(gè)鎖緊楔38的桿部由槽36中軸向向前伸出，所以主裝爪件31和鎖緊楔38的前面彼此基本上都在同一平面內(nèi)，并靠近殼體的前面25。主裝爪件31有一個(gè)裝爪結(jié)構(gòu)41，準(zhǔn)確地說(shuō)是一個(gè)燕尾導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，它向下開口。鎖緊楔38有一個(gè)相似的裝爪結(jié)構(gòu)42，準(zhǔn)確地說(shuō)是一個(gè)向上的燕尾導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。這些燕尾導(dǎo)軌41和42基本上平行延伸，并被如此布置，即它們都基本上垂直于裝爪組件徑向延伸的中心線。在每個(gè)燕尾導(dǎo)軌上的后部的斜楔表面，相對(duì)于夾頭組件的旋轉(zhuǎn)軸20作45°角延伸。此外，燕尾導(dǎo)軌42被布置成由導(dǎo)軌41徑向向4外。
鎖緊楔38被壓簧43連續(xù)地壓著，相對(duì)于主裝爪件31徑向向上。壓簧43被置于鎖緊楔38和槽36的下端之間。一個(gè)止擋或限位螺釘44擰合在并穿出于主裝爪件31而進(jìn)入槽36。螺釘44的里端有一個(gè)頭端伸入鎖緊楔38側(cè)壁上的徑向長(zhǎng)槽45中。這個(gè)槽45的相對(duì)端有臺(tái)肩，它作為止擋面以限止鎖緊楔38相對(duì)于裝爪件31在徑向的內(nèi)和外極限位置。
鎖緊楔31的后表面有一個(gè)釋放槽48。槽48由鎖緊楔的徑向里端徑向地向外伸出，并到達(dá)一個(gè)向內(nèi)的臺(tái)肩或止擋面49。這個(gè)臺(tái)肩49和鎖緊組件51一起動(dòng)作，使得鎖緊楔38被牢固地鎖緊在相對(duì)于主裝爪件最外的極限位置上。
為了收容和限定鎖緊組件51，主裝爪件31有一個(gè)孔52，它由外周面徑向向內(nèi)伸出，這個(gè)孔52和T形槽22的后表面平行并軸向離開一個(gè)距離?？?2有一個(gè)螺旋型的座件或凸輪53，和靠近孔下端的裝爪件31擰合。這個(gè)座53有一個(gè)上表面，轉(zhuǎn)動(dòng)座可調(diào)節(jié)此面的高低。一個(gè)鎖緊凸輪54，它基本上呈圓柱形，被緊密地但可旋轉(zhuǎn)地支持于孔52中，所以凸輪54的下端頂靠著座53。鎖緊凸輪54有一個(gè)縮小直徑的桿55，它由孔52中軸向向外伸出，所以桿55的自由端被置于緊靠主裝爪件的徑向外表面。桿55有一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)，例如孔56，用來(lái)收容一個(gè)傳統(tǒng)的工具，例如內(nèi)六角板頭，以便有選擇地旋轉(zhuǎn)凸輪54。桿55穿過(guò)一個(gè)端板57，端板57擋住在孔52的外端以限定孔中的鎖緊凸輪，端板通過(guò)緊固件(例如螺釘)被固定在裝爪件上。
鎖緊凸輪54的上部軸端表面或臺(tái)肩61被布置成直接處于鎖緊楔的臺(tái)肩49下方，以允許鎖緊楔可固定在它的徑向外部極限位置上。
鎖緊凸輪54的基本上圓柱形的外周壁62，當(dāng)需要把鎖緊楔38固定在它的外極限位置時(shí)，外周壁62的半徑使凸輪相對(duì)于鎖緊楔定位，結(jié)果使凸輪伸入臺(tái)肩49下的釋放通道48，為了釋放鎖緊楔38，鎖緊凸輪54的外周壁上移去一部分形成一個(gè)平面63。當(dāng)鎖緊凸輪54被旋轉(zhuǎn)使得這個(gè)平面63被置于和鎖緊楔38的軸向后表面相面對(duì)(即平行)的關(guān)系，因而鎖緊凸輪54不再伸出于臺(tái)肩49的下面，因此鎖緊楔能被人工從槽36中徑向向內(nèi)移位。
頂爪13有相對(duì)的下部和上部安裝結(jié)構(gòu)65和66，它們被做成燕尾導(dǎo)軌，它們都被設(shè)計(jì)來(lái)配合相應(yīng)的燕尾導(dǎo)軌41和42，因此頂爪的后面67將抵著裝爪組件上限定的前面68而被合適地拖動(dòng)。頂爪13的靠近上和下端，接近燕尾導(dǎo)軌65和66的地方，有成對(duì)的向后伸出的腿69，當(dāng)頂爪裝上時(shí)，它們向外伸出超過(guò)燕尾導(dǎo)軌，并有效地合適地跨著裝爪件的相對(duì)兩側(cè)。
為了把頂爪13裝上裝爪組件12，一個(gè)板頭被插入桿55的孔56中，鎖緊凸輪54被轉(zhuǎn)過(guò)三分之一轉(zhuǎn)。由于平面63被置于面對(duì)鎖緊楔38的后部，這就使鎖緊凸輪54從臺(tái)肩49下面后退。由于彈簧43的壓力，鎖緊楔38留在它徑向外部極限位置。操作者此時(shí)施加指壓抵住外表面71，把鎖緊楔38頂著彈簧43的壓力向內(nèi)滑移。這就使燕尾導(dǎo)軌42向內(nèi)移動(dòng)朝向?qū)к?1而減小兩者之間的距離，使它小于頂爪13上導(dǎo)軌65和66之間的尺寸或開口。鎖楔38徑向向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)由螺釘44和槽45上端的嚙合來(lái)限止。當(dāng)用人工把鎖緊楔38保持在它的徑向內(nèi)部位置上時(shí)，操作者此時(shí)把頂爪13軸向地移向夾頭組件的前面，因而各側(cè)腿69跨著裝爪件31，而燕尾導(dǎo)軌41和42伸入由導(dǎo)軌65和66之間所限定的頂爪的開口。由操作者造成的頂爪的這個(gè)運(yùn)動(dòng)直接朝向夾頭組件并基本上平行于旋轉(zhuǎn)軸20。這時(shí)操作者就可放松壓在鎖緊楔38上的指壓，因此彈簧43就壓著鎖緊楔徑向向外，從而使燕尾導(dǎo)軌42嚙合頂爪上的上部燕尾導(dǎo)軌66，由于彈簧43的壓力，使鎖緊楔連續(xù)徑向向外運(yùn)動(dòng)，結(jié)果使頂爪13正確地和導(dǎo)軌41和42嚙合。隨后，操作者人工地轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊凸輪54，使它反向轉(zhuǎn)回它的原始位置，造成鎖緊凸輪上的上部臺(tái)肩61移入一個(gè)位置直接處于鎖緊楔上的臺(tái)肩49之下方，以防止鎖緊楔的徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這就造成鎖緊楔被牢固地固定在它的徑向最外的位置上，并通過(guò)燕尾導(dǎo)軌65和66配合在相配的導(dǎo)軌41和42上，可靠地保持頂爪牢固地裝在裝爪組件12上。
由夾頭組件旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力把鎖緊楔38徑向向外推，這有助于頂爪13的被牢固保持夾持，因?yàn)樗潜粚?dǎo)軌41和42所限制著的。
臺(tái)肩61通常是平面，但也可以有小的斜度，以消除鎖緊凸輪在鎖緊位置時(shí)表面49和61之間的間隙。
權(quán)利要求
1.一種夾頭結(jié)構(gòu)，有一個(gè)殼體繞著一根軸旋轉(zhuǎn)，多個(gè)裝爪組件裝在殼體上可作徑向運(yùn)動(dòng)，每個(gè)裝爪組件可裝上一個(gè)頂爪，靠近殼體的前面，其特征為每個(gè)所述裝爪組件(12)附有裝置以允許頂爪(13)裝固和快速更換，所述裝置包括一個(gè)主裝爪件(31)可滑動(dòng)地裝在所述殼體(11)上沿第一方向運(yùn)動(dòng)，該方向包括運(yùn)動(dòng)的徑向分量，所述主裝爪件(31)有一個(gè)第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(41)和頂爪配合，一個(gè)鎖緊楔(38)可滑動(dòng)地支持在所述主裝爪件(31)上沿第二方向作相對(duì)滑動(dòng)，該方向基本上平行于所述第一方向，所述鎖緊楔(38)相對(duì)于主裝爪件可在頂爪夾持位置和頂爪放松位置之間作相對(duì)移動(dòng)，所述兩個(gè)位置被徑向地分隔開，所述鎖緊楔(38)有第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(42)和頂爪配合，所述第一和第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(41，42)被布置成徑向相隔的關(guān)系并被置成至少部分地在徑向相反的方向以便把頂爪(13)徑向夾持在中間，還有彈簧裝置(43)用來(lái)徑向相對(duì)于所述主裝爪件經(jīng)常地壓著鎖緊楔(38)，使它朝向所述夾持位置。
2.如權(quán)利要求
1中的結(jié)構(gòu)，其特征為鎖緊裝置(51)可移動(dòng)地裝在所述主裝爪件(31)上，當(dāng)鎖緊楔是在所述夾持位置，為了防止所述鎖緊楔作離開所述夾持位置的運(yùn)動(dòng)，鎖緊裝置(51)可和所述鎖緊楔(38)配合。
3.如權(quán)利要求
1或2中的結(jié)構(gòu)，其特征為所述第一和第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(41，42)限定各楔，這些楔都相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸在相反的方向傾斜，并且和設(shè)于頂爪上的相配的傾斜裝置(65，66)一起動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求
2或3中的結(jié)構(gòu)，其特征為所述殼體(11)包括一個(gè)槽(22)，它穿過(guò)外周表面徑向向外開口，所述槽(22)有一根中心線，它徑向伸出并和旋轉(zhuǎn)軸線成垂直相交的關(guān)系，所述槽(22)也穿過(guò)殼體的前面(25)軸向地開口，所述主裝爪件(31)被限定在所述槽中作徑向位移，所述主裝爪件有一個(gè)槽(36)形成于徑向位置，并穿過(guò)殼體的前面向外開口，所述鎖緊楔(38)被限定于其中并可沿所述槽軸向移動(dòng)，所述第二導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(42)被置成由所述第一導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(41)徑向向外，所述彈簧裝置(43)在所述鎖緊楔和所述主裝爪件之間配合作用，把所述鎖緊楔徑向向外壓入所述夾持位置，所述鎖緊楔(38)被從所述夾持位置徑向向內(nèi)地移開，朝向所述放松位置，所述鎖緊楔(38)有一個(gè)徑向向內(nèi)的臺(tái)肩(49)形成著，而所述鎖緊裝置(51)包括一個(gè)鎖緊件(54)可旋轉(zhuǎn)移入一個(gè)鎖緊位置，當(dāng)所述鎖緊楔處于所述夾持位置時(shí)，此鎖緊件(54)徑向伸出在所述臺(tái)肩(49)的下面。
專利摘要
用于裝頂爪的快速更換裝爪組件包括一被限定在可旋轉(zhuǎn)殼體槽中作徑向滑動(dòng)的主裝爪件，一裝在主裝爪件上可徑向滑動(dòng)的輔裝爪件或鎖緊楔。主和輔裝爪件限定徑向相對(duì)的兩個(gè)楔以形成燕尾結(jié)構(gòu)，以配合頂爪上的相似的結(jié)構(gòu)。輔裝爪件被彈簧向外推入爪結(jié)合位置，當(dāng)需要放松爪時(shí)能被人工自此位置向內(nèi)移動(dòng)。一人工控制的鎖緊凸輪被可旋轉(zhuǎn)地支持在主裝爪件上并能轉(zhuǎn)入鎖緊位置，當(dāng)鋪裝爪件在爪結(jié)合位置時(shí)鎖緊凸輪徑向伸出在輔裝爪件的臺(tái)肩下面。
文檔編號(hào)B23B31/12GK86105360SQ86105360
公開日1988年3月9日 申請(qǐng)日期1986年8月29日
發(fā)明者杰拉爾德·W·諾頓, 杜安·A·伯納姆 申請(qǐng)人:架夾盤公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan