[发明专利]快速松脱式卡头装置

说明书

本发明涉及一种快速松脱式卡头装置，用于把动力刀具或工具夹持于旋转机床，特别是一种与驱动主轴配用并包含快速松脱式径向和轴向锁定装置的快速松脱式卡头。

在本技术领域中，已知有各种各样的装置用在轻便固定式特形铣床、层板修边机、无浆砌墙切割机和机床上以便一般地把动力工具或刀具固紧或夹持于机床主轴。例如，在本技术领域中已知有各种各样的夹头式工具夹持装置和快速松脱式接合器。例如，授予Wozar的美国专利NO.5,301,961就描述了这样一种卡头。同样，授予Martindell的美国专利NO，4,692,073描述了一种动力工具卡头装置，采用一围绕驱动主轴设置的由弹簧推压的套筒，把动力工具固紧于卡头装置。

任何用来把一个动力工具，比如一特形铣削刀头，夹持于一驱动主轴的套爪或卡头装置都必须把动力刀具相对于驱动主轴既沿轴向也沿径向锁定。换言之，动力刀具相对于驱动主轴不能转动，也相对于它不能沿轴向挪进挪出。为了精度考虑和安全起见，对于高速工具机来说，这种关切尤其重要。对于传统的系统，一种比较简单的用于把刀具在转动方面固定住的装置在于，在刀具的一端上形成一六角形和别的多边外廓，配装到制成在卡头装置之中的一对应的多边凹槽里面。在另一种解决办法中，套爪卡头采用一种用于沿轴向和在转动方面夹持刀具的可压紧套爪，套爪卡头的有用之处在于，它们不依赖刀具上的某一多边外形而夹持工具。因而，具有基本上圆形柄部的任何样式的刀具或工具均可由一套爪卡头装置予以夹持。不过，套爪卡头装置并不具有在许多应用场合下所希望的快速更换或快速松脱能力。例如，非常需要诸如特形铣或层板修边器这样的轻便工具采用快速松脱卡头装置，以便比较迅速和容易地更换刀具。不过，使用通常的快速松脱装置时，工具柄部必须是多边的，以配装在形成在快速更换卡头装置之中的相应孔眼里面。在本技术领域中，合乎需要的是，具有一种可以与任何形式的刀具一起使用的快速更换卡头，包括具有基本上圆形工具柄部的刀具，用于增大这种快速更换卡头装置的通用性。

因而，本发明的一项主要目的是，提供一种快速更换卡头装置，用于把一刀具或加工器具固紧于一机床的驱动主轴。

本发明的另一项目的是提供一种通用的快速更换卡头装置，能够夹持具有圆形工具柄部的刀具。

本发明的又一项目的是提供一种可靠作用(fast acting)的快速更换卡头装置，其中可以方便插进和取除一刀具而不必使一工具的多边外廓与装置中的一多边孔眼对齐。

本发明的其他一些目的和优点将在以下的说明中部分地予以阐述，而从说明中也部分地显而易见，或者可以通过实施本发明而予以了解。本发明的各项目的和优点可以借助于在所附各项权利要求所特别指出的各种手段和组合而实现和获得。

为了达到这些目的和符合本发明的各项目标，提供了一种快速更换卡头装置，具有一其上形成有一用于容纳工具柄部的内部孔眼的主体。此主体还包括一用于把主体装到一驱动主轴上面的机构。另外，此主体可以制成为驱动主轴的一个组成部分。此装置还包括多个沿周向间隔开来的形成在主体上的通道，每一通道形成有一通向内部孔眼的孔口。各支承件设置在各通道里面并可在各通道中径向移动，以致在卡头装置的夹紧状态每一支承件的至少一部分穿过各孔口伸进内部孔眼。一外部套筒围着主体和绕住各支承件同轴地予以设置。此套筒可以相对于主体转动并具有一内部直径表面，其上形成有各坡面式支承件接合表面。这些坡面式接合表面沿周向间隔开来以与各通道里面的各支承件的周向间隔相对应。外部套筒可在卡头装置的一个夹紧位置与一个松脱位置之间转动，其中外部套筒朝向夹紧位置的转动可导致各接合表面迫使各支承件径向向内以牢固地夹紧设置在内部孔眼之中的工具柄部。外部套筒朝向松脱位置的转动允许各支承件沿径向向外移动，借以松脱设置在内部孔眼之中的工具柄部。

在本发明的一项最佳实施例中，各支承件是纵向滚柱轴承，而沿周向间隔开来的各通道是形成在主体上的各相应的纵向槽道。最好是，各纵向槽道沿径向向内渐缩，以便把各滚柱轴承卡持在各槽道里面，同时仍然允许各滚柱轴承的至少一部分伸进内部孔眼。在另一项实施例中，各纵向槽道可以包括一径向唇板，设置得可以把各滚柱轴承卡持在槽道里面。

在又一项最佳实施例中，支承件接合表面最好是凸轮状表面。在外部套筒的松脱位置各凸轮状表面为各支承件限定一凹槽。