專利名稱：速換鉆頭夾持裝置的制作方法
技術領域：
實施例總體上涉及用于形成孔并且使緊固件插入工件中的方法和設備，更具體地說，涉及用于形成孔并且使緊固件插入工件中的鉆頭夾持裝置。
背景技術：
例如在木器加工中，在工件中鉆孔或者開口是眾所周知的加工過程。基本上，刀具插入旋轉驅動工具(例如鉆或電動螺絲刀)中。一旦施加旋轉力，鉆頭就在工件中鉆孔。然后鉆頭移走并且刀具插入旋轉驅動工具中(即，刀具“換出”鉆頭)。然后緊固件(例如螺釘)置于孔中，并且刀具被用于在工件中用力地插入緊固件并且固定緊固件。如果需要為緊固件鉆埋頭孔以便使緊固件的頭部或頂部大體上與工件表面齊平的話，該步驟就會變得略微耗費更多時間，在該操作中，鉆頭可以用鉆埋頭孔的工具換出。鉆埋頭孔的工具被用于擴大至少一部分孔。然后刀具換出鉆埋頭孔的工具，刀具被用于將緊固件用力插入并且固定在工件中，以便使緊固件的頭部大體上與工件表面齊平。
應當理解，僅僅使用一個旋轉驅動工具來進行簡單的鉆孔并且插入緊固件會使簡單的任務變成一項重復并且耗時的任務。對于需要很多緊固件的較大工件而言這點尤為正確。一種已知的解決方案是使用組合的鉆頭和埋頭鉆。雖然這消除了任務中的一個步驟，但是它不會影響操作，因為大多數時間被耗費在鉆孔和插入緊固件上。另一種解決方案是針對鉆頭、埋頭鉆和刀具使用單獨的旋轉刀具裝置，但是每個旋轉刀具裝置都需要等待操作者來選擇。很明顯，這樣會使耗費較高(購買眾多刀具裝置)并且任務繁重(需要對兩個或更多的各個旋轉刀具裝置充電或者提供動力)。本發明實施例的目標就是克服與上述有關的問題。
發明內容
實施例總體上涉及用于形成孔并且使緊固件插入工件中的方法和設備。一個實施例涉及速換鉆頭夾持裝置，該速換鉆頭夾持裝置包括刀具、六角形夾持構件、適配器六角形構件、雙夾頭構件、夾頭保持罩和鉆頭。六角形夾持構件具有設置用于接收旋轉驅動工具所提供的旋轉力的第一和第二端。六角形夾持構件限定有至少第一和第二內部凹槽，用于可取下地接收刀具的第一端和第一中部。適配器六角形構件具有第一和第二端，并且限定有內部凹槽，用于可取下地接收刀具的第二端和第二中部。適配器六角形構件的第一端具有構造為用于可取下地插入六角形夾持構件的第二內部凹槽中的外壁，適配器六角形構件的第二端具有置于它的外壁上的螺紋。
該實施例還包括具有第一和第二端的雙夾頭構件，第一端構造為可分離地接收刀具的第二端和第二中部。雙夾頭構件、刀具的第二端和第二中部、適配器六角形構件的第一端協作地構造為，當雙夾頭構件第一端用力插入適配器六角形構件的第二端并且刀具的第二端和第二中部用力插入適配器六角形構件的第一端時，它們可以使旋轉運動從刀具傳遞給雙夾頭構件。夾頭保持罩具有帶螺紋的內壁，與適配器六角形構件第二端帶螺紋的外壁相對應，以便夾頭保持罩可旋轉地連接到適配器六角形構件的第二端。
該實施例的鉆頭具有可取下地插入雙夾頭構件第二端中的固定端。鉆頭的固定端、雙夾頭構件的第二端和夾頭保持罩的內部協作地構造為，當鉆頭的固定端和雙夾頭構件的第二端用力插入夾頭保持罩的內部時，它們可以將雙夾頭構件的旋轉運動傳遞給鉆頭。鉆頭能夠進入工件鉆孔，于是，鉆頭、夾頭保持罩、雙夾頭構件和適配器六角形構件從六角形夾持構件中移走，從而允許刀具經由鉆頭在工件中鉆出的孔將緊固件用力地插入工件。
另外一個實施例涉及速換鉆頭夾持裝置，該速換鉆頭夾持裝置包括柄、刀具、六角形夾持構件、適配器六角形構件、雙夾頭構件、夾頭保持罩和鉆頭。柄具有第一和第二端，第一端構造為用于旋轉插入旋轉驅動工具中。六角形夾持構件具有第一和第二端，第一端連接到柄的第二端，其中六角形夾持構件限定有嵌套的第一、第二和第三內部凹槽。
該實施例可以包括具有第一和第二端的適配器六角形構件，其中第一端限定有內部截頭圓錐凹槽，第二端包括六角形內壁和帶螺紋的外壁。雙夾頭構件具有相對的第一和第二端，并且多個抓取臂整體地連接到每個端，其中雙夾頭構件限定有置于相對的端之間的六角形中部。夾頭保持罩具有構造為柱形的第一內部凹槽，它具有與適配器六角形構件第二端的帶螺紋的外壁相對應的帶螺紋的內壁，以便夾頭保持罩可旋轉地連接到適配器六角形構件的第二端。夾頭保持罩還限定有構造為截頭圓錐形的第二內部凹槽，凹槽鄰近第一內部凹槽從而提供了穿過夾頭保持罩的孔。
該實施例的鉆頭具有可取下地插入雙夾頭構件的第二端中的固定端。鉆頭的固定端、雙夾頭構件的第二端和夾頭保持罩的內部協作地構造為，當鉆頭的固定端和雙夾頭構件的第二端用力插入夾頭保持罩的內部時，它們可以將雙夾頭構件的旋轉運動傳遞給鉆頭。鉆頭能夠進入工件鉆孔，一旦雙夾頭構件被壓入適配器六角形構件中，雙夾頭構件的第一端就用力夾緊刀具，從而使刀具置于六角形夾持構件的第三凹槽內。刀具和鉆頭是可交換的，從而允許刀具將緊固件經由鉆頭在工件中鉆出的孔用力插入工件中。
一個或多個實施例包括具有六邊形構形的六角形夾持構件的第一和第二內部凹槽。六角形夾持構件的第二內部凹槽可以包括與刀具的第一中部配合的構形，以便旋轉運動可以從六角形夾持構件傳遞給刀具。
至少一個實施例包括構造為與刀具的中部配合的適配器六角形構件的內部凹槽，以便旋轉運動可以從刀具傳遞給適配器六角形構件。例如，適配器六角形構件的內部凹槽可以具有六邊形構形。
其它實施例包括具有內部凹槽和具有六邊形構形的外周的雙夾頭構件第一端，其中內部凹槽和外周縱向延伸至雙夾頭構件的中部。雙夾頭構件的第一端的外圓周可以構造為用于緊密地插入適配器六角形構件的內部凹槽中，以便雙夾頭構件的內部凹槽構造為緊密地接收刀具的第二端和第二中部。旋轉運動從刀具傳遞給雙夾頭構件第一端。另外，在該實施例中，雙夾頭構件的內壁可以接合刀具的末端，使得在刀具用力置于雙夾頭構件的內部凹槽中時可以保持刀具的位置，并且使內壁垂直于雙夾頭構件的縱軸。
其它實施例包括雙夾頭構件的第二端，第二端具有多個從雙夾頭構件的中部伸出的抓取臂。抓取臂可以包括外部弓形壁，其尺寸設計得使之可以提供圓柱形外周從而促進插入夾頭保持罩，并且包括配合起來夾緊鉆頭的內部弓形壁，以便旋轉運動可以從雙夾頭構件第一端傳遞給鉆頭。內部弓形壁具有大體上等于鉆頭徑向尺寸的徑向尺寸。抓取臂可以平行于雙夾頭構件的縱軸延伸。另外，抓取臂的弓形內壁可以包括與抓取臂的弓形外壁形成銳角的傾斜部，從而促進鉆頭的固定端插入雙夾頭構件的第二端，并且還包括直立部，直立部平行于抓取臂的弓形外壁延伸從而促進鉆頭固定端的夾緊以便使旋轉運動從雙夾頭構件傳遞給鉆頭。
該實施例還包括限定有截頭圓錐形內部凹槽的夾頭保持罩內部。夾頭保持罩包括構造為柱形的外部，外部具有帶螺紋的圓柱形內壁以便促進夾頭保持罩旋轉連接到適配器六角形構件的第二端的帶螺紋的外壁上。
在一個或多個實施例中，夾頭保持罩旋轉連接到適配器六角形構件上，這樣，就可以用力地促使抓取臂的內部弓形壁與鉆頭的固定端適當地接合，從而促使旋轉運動傳遞給鉆頭的固定端。在雙夾頭構件的第二端置于夾頭保持罩的內部凹槽內并且鉆頭的固定端置于雙夾頭構件的第二端內部之后，抓取臂的弓形內壁被有力地推動擠向鉆頭的固定端。當穿過工件鉆孔之后，適配器六角形構件、雙夾頭構件、夾頭保持罩和鉆頭與六角形夾持構件和刀具可以分開，從而允許刀具使緊固件有力地通過孔插入并且進入支撐工件的結構中。
其它實施例包括與前面所提供的相類似的速換鉆頭夾持裝置，其特征在于，至少一部分夾頭保持罩具有六角形外壁，該外壁構造為能夠可取下地緊密容納在六角形夾持構件的第一內部凹槽中。至少一部分夾頭保持罩可以包括鉆埋頭孔的裝置(例如包括截頭圓錐部)，該裝置具有至少一個凸出物，突出物具有相對的第一和第二端，第一端連接至夾頭保持罩并且第二端由此向外延伸。此外，鉆埋頭孔的裝置可以包括在鉆埋頭孔的裝置外壁中形成的至少一個排屑槽。
通過閱讀下列附圖中顯示的實施例的詳細說明，可以最好地理解具有上述和其它目的以及優點的實施例，圖中圖1顯示了依照本發明一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的分解透視圖；圖2顯示了依照本發明一個實施例的圖1中的速換鉆頭夾持裝置裝配后的透視圖；圖3顯示了依照本發明一個實施例的圖1中的速換鉆頭夾持裝置的局部分解透視圖；圖4顯示了依照本發明的另一個實施例的圖1中的速換鉆頭夾持裝置的剖面正視圖；圖5顯示了依照本發明一個實施例的圖1中的速換鉆頭夾持裝置的分解剖面正視圖；圖6顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的局部分解透視圖；圖7顯示了依照本發明一個實施例的圖6中的速換鉆頭夾持裝置的分解剖面正視圖；圖8顯示了依照本發明一個實施例的圖7中的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖；圖9顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖；圖10顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖；圖11顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖；圖12顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖；和圖13顯示了依照本發明另一個實施例的速換鉆頭夾持裝置的夾頭保持罩和鉆頭的放大圖。
具體實施例方式
實施例總體上涉及用于形成孔并且使緊固件插入工件的方法和設備，更具體地說，涉及用于通過埋頭鉆形成孔并且使緊固件插入工件的鉆頭夾持裝置。
現在參見圖1-5，圖中顯示了依照一個實施例的速換鉆頭夾持裝置，總體上由數字10表示。裝置10由具有適當硬度的一種或多種材料(例如鋼)制造而成，并且在至少一個實施例中，裝置10包括至少一個柄12、刀具16、六角形夾持構件18、適配器六角形構件32、雙夾頭構件52和夾頭保持罩58。
如圖1-3所示，柄12包括第一端14和第二端22，其中第一端14構造為用于可松脫地插入到旋轉驅動工具(未畫出)中。旋轉驅動工具(例如鉆或電螺絲刀)又會構造為至少向柄12提供旋轉力。
六角形夾持構件18具有第一端20和第二端24，第一端20配套地接收柄12的第二端22。六角形夾持構件18的第二端24包括并且限定有嵌套的第一內部凹槽26，用于可取下地接收刀具16。
在至少一個實施例中，刀具16包括第一端28、第一中部30、第二中部40和第二端38。六角形夾持構件18中嵌套的第一內部凹槽26構造成可取下地接收刀具16的至少第一端28和第一中部30。
適配器六角形構件32包括至少第一端34和第二端46。第一端34包括并且限定有內部凹槽36，該內部凹槽36構造為用于可取下地至少接收刀具16的第二端38和第二中部40。適配器六角形構件32的第一端34具有外壁42，該外壁42構造為用于可取下地插入到限定在六角形夾持構件18中的內部凹槽44中。適配器六角形構件32的第二端46包括布置在外壁50上的螺紋48上。
應當指出，雖然附圖顯示了六角形夾持構件18、適配器六角形構件32和夾頭保持罩56，所有都具有具體的非圓形橫截面幾何形狀，但是本發明并不限于這些幾何形狀。適當的非圓形幾何形狀包括多邊形，例如正方形、六角形、八邊形等等以及不具有拐角的橢圓形橫截面。前面提到的元件18、32、56的圓形橫截面也是適當的。
裝置10還包括具有第一端54和第二端64的雙夾頭構件52。第一端54構造成可分離地接收刀具16的至少第二端38和第二中部40。在至少一個實施例中，雙夾頭構件52、第二端38、第二中部40和適配器六角形構件32的第一端34協作地構造為，當雙夾頭52的第一端54可分離地用力插入適配器六角形構件18的第二端24中時，并且刀具16的第二端38和第二中部40可分離地用力插入適配器六角形構件32的第一端34中時，使至少刀具16的旋轉運動傳遞給雙夾頭52雙夾頭52。另外，夾頭保持罩56至少具有帶螺紋的內壁58，內壁與適配器六角形構件32的螺紋48對應，以便夾頭保持罩56可分離地旋轉連接適配器六角形構件32的第二端46。夾頭保持罩56的外表面98構造成可以例如通過手或扳手來加強抓取。在一種情形下，表面96進行了滾花以便提供摩擦增強作用。在后面的情形下，設置了多邊形橫截面。
雖然顯示并且討論了帶螺紋的內壁58，其中該螺紋48用于可分離地旋轉連接夾頭保持罩56和適配器六角形構件32，但是其它用于可分離地連接夾頭保持罩56和適配器六角形構件32的裝置也是可以的。例如，這種裝置可以包括凸耳、棘爪固定裝置、緊定螺釘等等。
在至少一個實施例中，裝置10構造成使用總體由數字60表示的鉆頭。鉆頭60顯示出具有可取下地插入雙夾頭構件52的第二端64中的固定端62。鉆頭60的固定端62、雙夾頭構件52的第二端64和夾頭保持罩56的內部66協作地構造為，當鉆頭60的固定端62和雙夾頭構件52的第二端64可分離地用力插入夾頭保持罩56的內部66中時，將至少雙夾頭構件52的旋轉運動傳遞給鉆頭60。一旦施加旋轉力，鉆頭60就能夠向工件里鉆孔，于是鉆頭60、夾頭保持罩56、雙夾頭構件52和適配器六角形構件32就從六角形夾持構件18上移走。然后刀具16可以用來用力地將緊固件通過鉆頭60鉆出的孔插入工件中。
在至少一個實施例中，當取其正交視圖時，柄12具有六邊形構形，并且它的縱向尺寸可以促使柄12的第一端14插入旋轉驅動工具中。這使六角形夾持構件18的第一端20置于與旋轉驅動工具相距一段通常的距離的位置上。如所示的那樣，柄12的第一端12包括至少一個凹槽68，用于接收旋轉驅動工具的棘爪固定裝置并且在旋轉驅動工具內部可取下地固定柄12。
六角形夾持構件18的第一端20整體地連接到柄12的第二端22。在所示實施例中，六角形夾持構件18包括構造為柱形的外壁，它的縱向和徑向尺寸設計成便于包含第一和第二內部凹槽26和44。在該實施例中，第一凹槽26構造為六角形并且尺寸設計成能夠可取下地緊密接收刀具16的相應的第一端28和第一中部30。第二凹槽44構造為六角形并且尺寸設計成能夠可取下地緊密接收適配器六角形構件32相應的第一端34的六角形周邊。
在操作時，刀具16是從具有相等的縱向和橫向尺寸的多個刀具中預先選取的，刀具大體上包括類似的構造為六角形的第一和第二中部30和40。應當理解，刀具16的第一和第二端28和38的構形和功能可以變動。如所示的那樣，刀具16的第一端28和第一中部30緊密地插入六角形夾持構件18的第一內部凹槽26中。刀具16的第二端38和第二中部40緊密地插入到適配器六角形構件32的構造為六角形的第一端34中的內部凹槽中。然而，應當理解，反之也可以發生，第一端28和第一中部30緊密地插入第一內部凹槽36中，同時刀具16的第二端38和第二中部40緊密地插入內部凹槽26中。
適配器六角形構件32的尺寸設計成，當適配器六角形構件32的第一端34接合六角形夾持構件18的第二端24時，插入的刀具16的第一端28置于六角形夾持構件中的第一內部凹槽26的端壁70附近。刀具16的第二端38置于適配器六角形構件32的第二端72附近。刀具16經過第一端34中構造為六角形的第一內部凹槽沿軸向在適配器六角形構件32中居中。
構造為六角形的第二內部凹槽74限定在適配器六角形構件32的第二端46中。在至少一個實施例中，第二內部凹槽74與第一內部凹槽38軸向對齊并且連接，從而在適配器六角形構件32內部設置了刀具16插入所經過的孔。第二內部凹槽74具有相對大于第一內部凹槽36的橫向尺寸，從而在內部“突出部”76。當第一端54緊密地插入適配器六角形構件32的第二端46時，內部突出部76最后接合雙夾頭構件52的構造為六角形的第一端54的第一端78。內部突出部76防止雙夾頭構件52繼續插入適配器六角形構件32。
如圖所示，雙夾頭構件52包括大體上垂直于雙夾頭構件52的縱軸且置于中心的內壁80。內壁80最終接合刀具16的第二端38。在刀具16和適配器六角形構件32插入六角形夾持構件18中并且雙夾頭構件52的第一端54已經緊密地插入適配器六角形構件32的第二端46中之后，該接合使刀具16的軸向定位保持在六角形夾持構件18內部。
在至少一個實施例中，雙夾頭構件52的第二端64包括多個從雙夾頭構件52的中部84伸出的抓取臂82。抓取臂82包括具有圓柱形外周以便促進夾頭保持罩56的插入的弓形外壁86。抓取臂82平行于雙夾頭構件52的縱軸延伸。抓取臂82還包括配合起來夾緊鉆頭60的固定端62的弓形內壁88，以便雙夾頭構件52第一端54的旋轉運動可以傳遞給鉆頭60。在至少一個實施例中，內弓形壁88具有大體上與鉆頭60的徑向尺寸相等的徑向尺寸。
如圖所示，抓取臂82的內弓形壁88包括與抓取臂82的外弓形壁86形成銳角的傾斜部90。內弓形壁88還包括大體上平行于抓取臂82的外弓形壁86延伸的直立部92。至少傾斜部90和直立部92會促進鉆頭60的固定端62的夾緊，從而使雙夾頭構件52的旋轉運動傳遞給鉆頭60。
在至少一個實施例中，當取夾頭保持罩56的側面剖視圖時(如圖5最佳顯示的那樣)，夾頭保持罩56的內部66包括構造為截頭圓錐的內部凹槽94。夾頭保持罩56包括構造為柱形的外部96，外部具有帶螺紋的圓柱形內壁以便促進夾頭保持罩56旋轉連接到適配器六角形構件32的第二端46的帶螺紋的外壁50上。夾頭保持罩56旋轉連接到適配器六角形構件32上，這樣就可以用力地促使抓取臂82的內部弓形壁88與鉆頭60的固定端62適當地接合，從而促使旋轉運動從柄12傳遞到鉆頭60。在雙夾頭構件52的第二端64置于夾頭保持罩56的內部凹槽94內部并且鉆頭60的固定端62置于雙夾頭構件32的第二端64內部之后，抓取臂82的內弓形壁88被有力地推動擠向鉆頭60的固定端62。夾頭保持罩56的外部96具有滾花外表面，從而促進操作裝置10的人將保持罩56在適配器六角形構件32上夾緊和旋轉。
在操作中，人選擇最適合在工件上鉆凹槽或通孔的鉆頭60。所選鉆頭60應該與所選緊固件的尺寸相對應，該緊固件將用力插入工件中或者穿透工件。然后選取刀具16，使驅動端能夠適當地接合所選緊固件的頭部以便刀具16的旋轉運動能夠傳遞給緊固件。然后拆卸裝置10。刀具16插入六角形夾持構件18內部的第一內部凹槽26中，這樣，所選的刀具16的驅動端就向外伸出超過六角形夾持構件18的第二端24。然后適配器六角形構件32插入六角形夾持構件18的第二內部凹槽44中，以便所選鉆頭16的端大體上與適配器六角形構件32的第二端72齊平。然后雙夾頭構件52的第一端54插入適配器六角形構件32的第二端46中直到雙夾頭構件52第一端54的端78接合適配器六角形構件32的內部突出部76為止。
然后所選鉆頭60插入雙夾頭構件52的第二端64直到鉆頭60的固定端62接合雙夾頭構件52中的內壁80為止。然后夾頭保持罩56可旋轉地固定至適配器六角形構件32第二端46帶螺紋的外壁50，直到在夾頭保持罩56擰緊時截頭圓錐形的內部凹槽94的壁與抓取臂82接合，從而使雙夾頭構件52的抓取臂82被用力推動與鉆頭60的固定端82進行適當的接合時為止，從而重新組裝速換鉆頭夾持裝置10。然后柄12的第一端14插入旋轉驅動工具中，直到柄12的凹槽68由例如旋轉驅動工具中的棘爪機構接合時為止。鉆頭60定位成穿入工件預定的深度，于是，適配器六角形構件32迅速地與六角形夾持構件18分離，這樣就暴露出固定在六角形夾持構件18中的刀具16并且允許刀具16接合所選的緊固件并且將緊固件插入通過鉆頭60在工件中形成的凹槽中或穿過孔。
現在參見圖6、7和8，顯示了速換鉆頭夾持裝置的可選實施例，并且該裝置總體上由數字100表示。圖6-8顯示了圖5的速換鉆頭夾持裝置的另一個實施例。更具體地講，在圖5、6、7和8中，刀具16和鉆頭60是同一個部件。圖5中的六角形夾持構件18、適配器六角形構件32、雙夾頭構件52和夾頭保持罩56在圖6-8所示的實施例中已經經過了修改并且表示數字分別為18a、32a、52a和56a。
在該實施例中，六角形夾持構件18a包括擴大的徑向尺寸，它使三個嵌套的軸向排列的凹槽102、104和106置于六角形夾持構件18a的中心。第一凹槽102具有最大的徑向尺寸并且包括構造為六角形的內壁108，內壁108大小設計成相應地緊密接合夾頭保持罩56a的六邊形外壁110。第二凹槽104具有比第一凹槽102相對較小的徑向尺寸。第二凹槽104包括構造為六角形的內壁112，它的尺寸設計成相應地緊密接合適配器六角形構件32a的六角形外壁114。第三凹槽106包括圓柱形內壁116，它具有比第二凹槽104相對更小的徑向尺寸。第三凹槽106的直徑大小可以促進刀具16或者鉆頭60可取下地插入其中。在該實施例中，柄12整體連接至六角形夾持構件18a已經修改成可以允許第三凹槽106沿縱向更長，這樣，當刀具16需要將緊固件插入工件或者從工件抽出時，就可以促進鉆頭60沿縱向完全插入六角形夾持構件18a。
該實施例的適配器六角形構件32a包括在圖6和7中通過數字42顯示的“縮短”的縱向尺寸，它不與修改后的適配器六角形構件32a的任何部分接合。適配器六角形構件32a還包括與第二內部凹槽74“連接”或配合的截頭圓錐凹槽118，從而提供了穿過經修改的適配器六角形構件32a的孔。
雙夾頭構件52a包括抓取臂120。在至少一個實施例中，抓取臂120具有同雙夾頭構件52的臂82相同的構形和數量。臂120固定至雙夾頭構件52a的六角形中部122的第一端78。
夾頭保持罩56a在很多方面與圖1-5所示的夾頭保持罩56類似。然而，在該實施例中，初始夾頭保持罩56的至少一部分滾花外部96包括夾頭保持罩56a的六角形外壁110(如圖6中最佳顯示的那樣)。然而，期望有至少一個實施例，其中，整個夾頭保持罩56a包括六角形外壁110。
在操作中，可選的速換鉆頭夾持裝置100裝配成使鉆頭60暴露出來穿透工件。最初，鉆頭60插入到抓取臂82之間并且刀具16插入到抓取臂120之間。鉆頭60經過第一端124插入夾頭保持罩56a中，直到抓取臂82接合用于形成夾頭保持罩56a的內部凹槽94的壁為止，刀具16插入適配器六角形構件32a的第二內部凹槽74中，直到抓取臂120接合用于形成適配器六角形構件32a的凹槽118的壁為止。然后適配器六角形構件32a和夾頭保持罩56a經由螺紋固定在一起，從而迫使抓取臂82與鉆頭60接合。這迫使抓取臂與刀具16接合，直到鉆頭60、夾頭保持罩56a、雙夾頭構件52a、適配器六角形構件32a和刀具16緊緊地連接在一起時為止。在各個構件裝配好之后，鉆頭60和刀具16伸出超過夾頭保持罩56a和適配器六角形構件32a的各自的端部，從而允許鉆頭60接合工件并且刀具16接合緊固件。
為了使用鉆頭60，使適配器六角形構件32a的第二端46插入六角形夾持構件18a的第二凹槽104中，這樣，六角形夾持構件18a就能夠可取下地接收如上詳述的裝配后的構件，從而使刀具16進入第三凹槽106中。柄12旋轉六角形夾持構件18a從而向鉆頭60施加旋轉運動，該六角形夾持構件18a使適配器六角形構件32a旋轉，適配器六角形構件32a使雙夾頭構件52a旋轉，雙夾頭構件52a使鉆頭60旋轉。
為了使用刀具16，六角形夾持構件18a就與上面詳述的固定在一起的構件分離，從而暴露出刀具16。然后裝配后的構件“翻轉”，以便鉆頭60插入六角形夾持構件18a的第三凹槽106，并且夾頭保持罩58a的六角形外壁110緊密并且適當地接合第一凹槽102的六角形內壁108，從而相對于緊固件固定刀具16的暴露位置。柄12旋轉六角形夾持構件18a從而向刀具16施加旋轉運動，該六角形夾持構件18a使夾頭保持罩56a旋轉，夾頭保持罩56a使雙夾頭構件52a旋轉，雙夾頭構件52a使適配器六角形構件32a旋轉，適配器六角形構件32a使刀具16旋轉。
圖9顯示了速換鉆頭夾持裝置的另一個實施例，總體上由數字200表示。更具體地講，圖8所示的刀具16和鉆頭60與圖5、6、7所示的相同。六角形夾持構件18a、適配器六角形構件32a和雙夾頭構件52a與上面關于圖6-8討論的相同。圖5的夾頭保持罩56在該實施例中已經修改并且由數字56b表示。
在該實施例中，六角形夾持構件18a包括擴大的徑向尺寸，它使三個嵌套的軸向排列凹槽102、104和106置于六角形夾持構件18a的中心。夾頭保持罩56b在很多方面與圖6-8所示的夾頭保持罩56a類似，它包括六角形外壁110，它構造為如前面所提供的那樣緊密并且適當地與六角形內壁108接合。該實施例包括構造為具有鉆埋頭孔功能的鉆埋頭孔裝置。在該實施例中，鉆埋頭孔裝置包括截頭圓錐部或頭部126，該頭部126鄰近與夾頭保持罩56b的第一端124相對的第二端128。在至少一個實施例中，至少截頭圓錐部126構造為能夠執行鉆埋頭孔的功能，即，截頭圓錐部126被用于擴大孔的至少一部分來形成埋頭孔，這樣插入緊固件的頭部大體上與工件表面齊平。
在至少一個實施例中，截頭圓錐部126具有相對的第一端130和第二端132，并且外壁136限定在其中。第一端130鄰近夾頭保持罩56b的第二端128并與之連接。在至少一個實施例中，截頭圓錐部126形成具有預定的傾角α，傾角α相對于鄰近第一端130的平面134和外壁136來限定。在至少一個實施例中，傾角α限定在45和140度之間(例如82度)。
在操作中，速換鉆頭夾持裝置200裝配成使鉆頭60暴露出來以便穿入工件，如前面所提供的一樣。最初，鉆頭60插入到抓取臂82之間并且刀具16插入到抓取臂120之間。鉆頭60經由第一端124插入夾頭保持罩56b中，刀具16插入適配器六角形構件32a的第二內部凹槽74中，直到抓取臂120接合形成凹槽118的壁為止。然后適配器六角形構件32a和夾頭保持罩56b通過螺紋固定在一起，從而迫使抓取臂82與鉆頭60接合并且迫使抓取臂120與刀具16接合直到鉆頭60、夾頭保持罩56b、雙夾頭構件52a、適配器六角形構件32a和刀具16緊緊地連接在一起時為止。
為了使用鉆頭60，使適配器六角形構件32a的第二端46插入六角形夾持構件18a的第二凹槽104中，這樣，六角形夾持構件18a就能夠可取下地接收如上詳述的裝配后的構件，從而使刀具16進入第三凹槽106中。柄12使六角形夾持構件18a旋轉從而向鉆頭60施加旋轉運動，六角形夾持構件18a使適配器六角形構件32a旋轉，適配器六角形構件32a使雙夾頭構件52a旋轉，雙夾頭構件52a使鉆頭60和截頭圓錐部126旋轉，同時在工件內部形成孔和埋頭孔。
為了利用刀具16，六角形夾持構件18a就與上面詳述的固定在一起的構件分離，從而暴露出刀具16。然后裝配構件“翻轉”，以便鉆頭60插入六角形夾持構件18a的第三凹槽106，并且夾頭保持罩56b的六角形外壁110緊密并且適當地接合六角形內壁108。
圖10顯示了速換鉆頭夾持裝置的另外一個實施例，總體上由數字300表示。更具體地講，圖10所示的刀具16和鉆頭60與圖1-9所示的相同。六角形夾持構件19a、適配器六角形構件32a和雙夾頭構件52a與圖6-9所示的相同。圖1-5的夾頭保持罩56在該實施例中已經修改并且由數字56c表示。
夾頭保持罩56c在很多方面與圖9所示的夾頭保持罩56b類似，它包括六角形外壁110，它構造為如前面所提供的那樣緊密并且適當地與六角形內壁108和截頭圓錐部126接合。在至少一個實施例中，截頭圓錐部126包括限定在外壁136中的排屑槽138，其中排屑槽138在工件內部形成埋頭孔。應當理解，雖然僅僅顯示了一個排屑槽138，但是繞著截頭圓錐部126間隔開的一個或多個排屑槽138(例如等距離或者不等距離間隔)也是可以的。另外，雖然顯示了排屑槽138，但是用于形成埋頭孔的其它裝置，例如包括在外壁136中形成的鋸齒也是可以的。
在操作中，速換鉆頭夾持裝置300裝配成使鉆頭60暴露出來以便穿入工件，如前面關于實施例200所提供的一樣。鉆頭60和刀具16通過與前面所述相類似的方式來使用。
圖11顯示了速換鉆頭夾持裝置的另一個實施例，總體上由數字400表示。更具體地講，圖11所示的刀具16和鉆頭60與圖1-10所示的相同。六角形夾持構件18a、適配器六角形構件82a和雙夾頭構件52a與圖6-10所示的相同。圖1-5的夾頭保持罩56在該實施例中已經修改并且由數字56d表示。
夾頭保持罩56d在很多方面都與圖9所示的夾頭保持罩56b類似。在至少一個實施例中，截頭圓錐部126包括具有相對的第一端142和第二端144的凸出物140。在所示實施例中，第一端142鄰近截頭圓錐部126的第一端130并且與之連接或者接合，第二端144遠離第一端142向外朝向第二端132延伸。在至少一個實施例中，第二端144構造為傾斜的切割表面，用于執行鉆埋頭孔的功能。應當理解，凸出物140從截頭圓錐部126筆直地向外延伸，凸出物朝向所述截頭圓錐部126向內延伸也是可以的。還應當理解，至少在該實施例中，至少第一凹槽102的尺寸可以容納凸出物140同時緊密地接合夾頭保持罩56d。
圖12顯示了速換鉆頭夾持裝置的另一個實施例，總體上由數字500表示。更具體地講，圖12所示的刀具16和鉆頭60與圖1-11所示的相同。六角形夾持構件111a、適配器六角形構件32a和雙夾頭構件52a與上面關于圖6-11所討論的相同。圖1-5的夾頭保持罩56在該實施例中也已經修改并且由56e表示。
夾頭保持罩56e在很多方面都與圖11所示的夾頭保持罩56d類似。在至少一個實施例中，截頭圓錐部126包括多個繞著截頭圓錐部126間隔開的凸出物140(例如等間距或者不等間距)。如圖所示，每個凸出物140(圖中顯示了兩個)具有相對的第一端142和第二端144，其中第二端144可以包括例如傾斜的切削邊緣。應當理解第一凹槽102的尺寸也可以容納多個凸出物同時緊密地接合夾頭保持罩56d。
圖13顯示了速換鉆頭夾持裝置的另一個實施例，總體上由數字600表示。更具體地講，圖13所示的刀具16和鉆頭60與圖1-12中所示的相同。六角形夾持構件112a、適配器六角形構件32a和雙夾頭構件52a與圖6-12所示的相同。圖1-5的夾頭保持罩56在該實施例中已經修改并且由數字56f表示。
夾頭保持罩56f在很多方面都與圖11所示的夾頭保持罩56d類似。在該實施例中，截頭圓錐部126包括如前所述的具有相對的第一端142和第二端144的凸出物140。然而，在該實施例中凸出物140包括限定在表面148中的至少一個排屑槽146。凸出物140和排屑槽146構造成如前所提供的那樣形成埋頭孔。應當理解，雖然顯示出排屑槽148鄰近第二端142，但是排屑槽148也可以在凸出物140上的任何位置處形成。
在操作中，速換鉆頭夾持裝置300、400和500構造成使鉆頭60暴露出從而穿入工件并且形成埋頭孔，與前面所提供的一樣。利用實施例300、400和500的鉆頭60和刀具16來形成孔并且固定緊固件與此前所描述的類似。
雖然已經參照特定實施例描述了本發明，但是本領域的技術人員應當理解，可以在不脫離本發明的范圍之內進行各種變化并且進行等效替換。另外，可以不脫離本發明的范圍進行很多改進來適應本發明示教的特定情況或者材料。因此，本發明旨在不限于所公開的特定實施例，但是本發明卻包括落入所附權利要求書范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種速換鉆頭夾持裝置，包括刀具；六角形夾持構件，它具有第一和第二端，并且構造為接收旋轉驅動工具提供的旋轉力，所述六角形夾持構件限定有至少第一和第二內部凹槽，用于可取下地接收所述刀具的第一端和第一中部；適配器六角形構件，它具有第一和第二端，所述適配器六角形構件限定有用于可取下地接收所述刀具的第二端和第二中部的內部凹槽，所述適配器六角形構件的所述第一端具有構造為用于可取下地插入所述六角形夾持構件的所述第二內部凹槽中的外壁，所述適配器六角形構件的所述第二端具有置于它的外壁上的螺紋；雙夾頭構件，它具有第一和第二端，所述第一端構造為可分離地接收所述刀具的所述第二端和第二中部，所述雙夾頭構件、所述刀具的所述第二端和第二中部以及所述適配器六角形構件的所述第一端協作地構造為，當所述雙夾頭構件的所述第一端用力插入所述適配器六角形構件的所述第二端中，并且所述刀具的所述第二端和所述第二中部用力插入所述適配器六角形構件的所述第一端中時，它們使旋轉運動從所述刀具傳遞給所述雙夾頭構件；夾頭保持罩，它具有帶螺紋的內壁，內壁與所述適配器六角形構件的所述第二端的帶螺紋的外壁相對應，以便所述夾頭保持罩可旋轉地連接到所述適配器六角形構件的所述第二端上；以及鉆頭，它具有可取下地插入所述雙夾頭構件的所述第二端中的固定端，所述鉆頭的所述固定端、所述雙夾頭構件的所述第二端和所述夾頭保持罩內部協作地構造為，當所述鉆頭的所述固定端和所述雙夾頭構件的所述第二端用力插入所述夾頭保持罩的內部中時，它們可以使旋轉運動從所述雙夾頭構件傳遞給所述鉆頭，從而所述鉆頭能夠進入工件鉆孔，于是，所述鉆頭、所述夾頭保持罩、所述雙夾頭構件和所述適配器六角形構件從所述六角形夾持構件上移走，從而允許所述刀具通過由鉆頭鉆入工件的所述孔將緊固件用力插入工件中。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述六角形夾持構件的所述第一和第二內部凹槽具有六邊形構形。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述六角形夾持構件的所述第二內部凹槽包括與所述刀具的第一中部配合的構形，以便旋轉運動可以從所述六角形夾持構件傳遞給所述刀具。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述適配器六角形構件的所述內部凹槽構造成與所述刀具的所述第二中部配合，以便旋轉運動可以從刀具傳遞給所述適配器六角形構件。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述適配器六角形構件的所述內部凹槽具有六邊形構形。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述雙夾頭構件的所述第一端包括內部凹槽和具有六邊形構形的外周，所述內部凹槽和所述外周縱向延伸至所述雙夾頭構件的中部。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述雙夾頭構件的所述第一端的所述外周構造為用于緊密地插入所述適配器六角形構件的所述內部凹槽中，以便所述雙夾頭構件的所述內部凹槽構造成緊密地接收所述刀具的所述第二端和所述第二中部，從而旋轉運動從所述刀具傳遞給所述雙夾頭構件的所述第一端。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述雙夾頭構件的內壁接合所述刀具的末端，當所述刀具被用力地置于所述雙夾頭構件的所述內部凹槽內時，保持所述刀具的位置，并且所述內壁垂直于所述雙夾頭構件的縱軸。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述雙夾頭構件的所述第二端包括多個從所述雙夾頭構件中部伸出的抓取臂。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述抓取臂包括a)弓形外壁，設計成提供圓柱形外周從而促進插入所述夾頭保持罩中；和b)弓形內壁，它配合夾緊所述鉆頭以便旋轉運動從所述雙夾頭構件的所述第一端傳遞給所述鉆頭，所述弓形內壁的徑向尺寸大體上等于所述鉆頭的徑向尺寸。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述抓取臂平行于所述雙夾頭構件的縱軸延伸。
12.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述抓取臂的所述弓形內壁包括a)傾斜部，與所述抓取臂的所述弓形外壁形成銳角，從而促進所述鉆頭的所述固定端插入所述雙夾頭構件的所述第二端；和b)直立部，它平行于所述抓取臂的所述弓形外壁延伸，從而促進夾緊所述鉆頭的所述固定端，以便使旋轉運動從所述雙夾頭構件傳遞給所述鉆頭。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于，當取所述夾頭保持罩的側面剖視圖時，所述夾頭保持罩的所述內部限定有截頭圓錐形的內部凹槽。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述夾頭保持罩包括柱形外部，外部具有帶螺紋的圓柱形內壁，從而促進所述夾頭保持罩旋轉連接至所述適配器六角形構件的所述第二端的所述帶螺紋的外壁。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述夾頭保持罩和所述適配器六角形構件的旋轉連接用力推動所述抓取臂的所述弓形內壁與所述鉆頭的所述固定端適合的接合，從而促進旋轉運動傳遞給所述鉆頭的所述固定端，在所述雙夾頭構件的所述第二端置于所述夾頭保持罩的所述內部凹槽中并且所述鉆頭的所述固定端置于所述雙夾頭構件的所述第二端中之后，所述弓形內壁的所述有力的推動迫使所述抓取臂擠壓所述鉆頭的所述固定端。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，當穿過工件鉆孔之后，所述適配器六角形構件、雙夾頭構件、夾頭保持罩和鉆頭與六角形夾持構件和刀具可以分開，從而允許所述刀具使緊固件有力地通過所述孔插入并且進入支撐所述工件的結構中。
17.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述夾頭保持罩具有六角形外壁，外壁構造為可取下地緊密容納在所述六角形夾持構件內部的所述第一內部凹槽中。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述夾頭保持罩包括鉆埋頭孔的裝置。
19.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述埋頭孔包括截頭圓錐部。
20.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述鉆埋頭孔的裝置包括至少一個具有相對的第一和第二端的凸出物，所述第一端連接至所述夾頭保持罩并且所述第二端由此向外延伸。
21.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述鉆埋頭孔的裝置包括至少一個在所述鉆埋頭孔的裝置的外壁中形成的排屑槽。
22.一種速換鉆頭夾持裝置，包括柄，它具有第一和第二端，所述第一端構造為用于旋轉地插入旋轉驅動工具中；刀具；六角形夾持構件，它具有第一和第二端，所述第一端連接到所述柄的所述第二端，所述六角形夾持構件限定有嵌套的第一、第二和第三內部凹槽；適配器六角形構件，它具有第一和第二端，其中所述第一端限定有內部截頭圓錐凹槽，所述第二端包括六角形內壁和帶螺紋的外壁；雙夾頭構件，它具有相對的第一和第二端，并且多個抓取臂整體地連接到每個所述端部，所述雙夾頭構件限定有置于相對的端之間的六角形中部；夾頭保持罩，它具有柱形的第一內部凹槽，凹槽具有帶螺紋的內壁，內壁與所述適配器六角形構件的所述第二端的帶螺紋的外壁對應，以便所述夾頭保持罩可旋轉地連接到所述適配器六角形構件的所述第二端上，所述夾頭保持罩限定有截頭圓錐形的置于所述第一內部凹槽鄰近的第二內部凹槽，從而提供了穿過所述夾頭保持罩的孔；鉆頭，它具有可取下地插入所述雙夾頭構件的第二端中的固定端，所述鉆頭的所述固定端、所述雙夾頭構件的第二端和所述夾頭保持罩內部協作地構造為，當所述鉆頭的所述固定端和所述雙夾頭構件的第二端用力插入所述夾頭保持罩的內部中時，它們可以使旋轉運動從所述雙夾頭構件傳遞給所述鉆頭，從而所述鉆頭能夠進入工件鉆孔，一旦所述雙夾頭構件被擠入所述適配器六角形構件中將所述刀具置于所述六角形夾持構件的所述第三凹槽中，所述雙夾頭構件的所述第一端就用力夾緊所述刀具，于是，所述刀具和所述鉆頭可以交換，從而允許所述刀具用力將緊固件通過由所述鉆頭在工件中鉆出的孔插入工件中。
23.如權利要求22所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述夾頭保持罩具有六角形外壁，外壁構造為可取下地緊密容納在所述六角形夾持構件內部的所述第一內部凹槽中。
24.如權利要求23所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述夾頭保持罩包括鉆埋頭孔的裝置。
25.如權利要求24所述的裝置，其特征在于，所述埋頭孔包括鄰近所述鉆頭的所述固定端的截頭圓錐部。
26.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，所述鉆埋頭孔的裝置包括至少一個由所述夾頭保持罩向外延伸的凸出物。
27.如權利要求26所述的裝置，其特征在于，所述鉆埋頭孔的裝置包括至少一個在所述鉆埋頭孔的裝置的外壁中形成的排屑槽。
全文摘要
公開了用于在工件中形成孔并且使緊固件插入工件中的方法和設備。一個實施例總體上涉及用于形成孔并且使緊固件插入工件中的鉆頭夾持裝置。該實施例包括刀具、六角形夾持構件、適配器六角形構件、雙夾頭構件、夾頭保持罩和鉆頭。鉆頭能夠進入工件鉆孔，于是，鉆頭、夾頭保持罩、雙夾頭構件和適配器六角形構件可以從六角形夾持構件中移走，從而允許刀具將緊固件用力插入工件中。
文檔編號B23B51/08GK1853834SQ200610073550
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月10日 優先權日2005年4月8日
發明者艾拉·M·科扎克 申請人:伊資鮑爾公司