钻夹头基本知识

钻夹头基本知识

钻夹头是电动工具行业及机床行业的主要配件之一，广泛应用于手电钻、钻床上。现在世界上主要有三大夹头制造商：山东威达机械股份有限公司、美国Jacobs公司和德国ROHM公司。其中山东威达机械股份有限公司的产量最大，每年达到了5000万只。现在国内生产钻夹头的企业较多，但大都是规模较小、产品缺乏知识产权、产品种类不齐全，难与国外企业抗衡。作为钻夹头行业的领军厂家——山东威达机械股份有限公司，通过近几年的迅猛发展，不但夹头的种类齐全，而且开发了一大批具有自主知识产权、性能国际领先的钻夹头，使我国在这一行业中具有了一定的话语权。

山东威达机械股份有限公司位于山东威海，是钻夹头的专业生产厂家。现有员工5000人，工程技术人员200名，是国内钻夹头行业唯一的上市公司。公司主要生产“孔雀”、“PEACOCK”、”“WEIDA”牌钻夹头，被评为山东省名牌商标产品。主要产品包括扳手式、手紧式、自紧式和自锁式四大系列约150余种规格型号。现拥有国内专利42件，美国专利4件，正在申请的国内专利10件，美国专利6件，欧洲专利10件，日本专利1件，PCT专利1件。是国内机床附件行业第一家通过ISO9001认证的企业，2006年又通过了ISO14001环境管理体系和OHSA18000职业健康安全管理体系认证，其产品已成为机床附件和电动工具行业的名牌产品，畅销世界各地。现以山东威达的产品为例，对钻夹头做简单的介绍。

夹头是与钻具相连，用来夹持柄类工具的附件。其与钻具连接方式有螺纹连接和锥孔连接两种方式。根据现在的夹头规格，螺纹连接的规格主要有3/8-24UNF、1/2-20UNF、5/8-16UN、M12×1.25。锥孔连接主要有B10、B12、B16、B18、B22及JT0、JT2、JT3、JT6、JT10、JT33等规格。螺纹连接主要用于手电钻上，锥孔连接主要用于钻床上。

夹头的三大主要参数是精度、夹持力和夹持范围。精度是用来控制夹持柄类工具的

跳动量，以保证加工孔的精度。夹持力是为了保证夹持的柄类工具不打滑，防止由于柄类工具的打滑而无法工作。一般情况下用于台钻上的夹头精度要求高一些，而用于手电钻上的夹头精度相对低一些。夹持范围是用来控制夹头夹持工具最小和最大的直径，以便满足工作需要。正常情况下，最大夹持范围只比夹头的规格大0.5mm左右即可。如果超的过大，将大大浪费材料，提高夹头的生产成本。最小夹持范围理论上是可以做到很小，但是过小将使生产厂家的废品率上升，增加成本。所以综合各方面情况，将6、10、13、16、20mm的夹头的夹持范围定为0.8~6、0.8~10、1.5~13、3~16、5~20比较合理。

规格是指夹头夹持的最大直径。钻夹头的规格分为6、10、13、16、20mm等几种规格。手紧钻夹头一般只有6、10、13mm三种，因为再大的话，夹头的夹持力无法满足使用要求。扳手夹头由于采用扳轮拧紧，夹头的夹持力大，所以规格可以做到20mm。夹头的型号一般是以“J”开头，“J”表示夹头，后面有3~4个数字，如J1510、J1713等。数字的具体意义下面将有解释。

钻夹头从结构上分主要有扳手式和手紧式两大类。扳手式钻夹头需用扳轮来拧紧，主要用于机床行业，如台钻和手电钻上。手紧式钻夹头靠握住前后套来拧紧夹头，主要用于手电钻上。扳手钻夹头由于是靠扳轮来拧紧夹头的，而扳轮是一个带加长力臂的锥齿轮，所以在拧紧的过程中，可以起到增加力矩输入的作用，因此夹头的夹持力大。由于扳手夹头结构简单、零部件易加工、价格便宜、性能可靠等优点，所以其用途较广。下面来介绍一下扳手夹头的主要分类。

扳手夹头按其用途可分为轻型、中型和重型。轻、重型之分主要看其丝母套的结构。轻型夹头丝母套为冲压成形的，重型为冷挤压成型，强度高。轻型夹头的型号格式为J35_ _，J25_ _，后两位数字来填写夹头的夹持范围，如10、13等。35表示夹头与钻具的连接特性为螺纹连接；25表示为锥孔连接。轻型扳手钻夹头主要用于家用钻具，适用于不

同功率的直流和交流电钻。近几年来，为了降低生产成本，丝母采用了粉末冶金材料，大大地提高了生产效率，同时也降低了锥齿的齿形误差。

中型、重型夹头主要用于木工机床、台钻、加工中心等负载较大的设备，其型号有J21_ _，J22_ _，J23_ _，J24_ _，J31_ _，J33_ _等系列。用于力矩输入的锥齿轮均为钢齿，可以承受较大的扭矩。

近几年来，随着客户对产品性能的要求增多，又出现了带锁、防尘、外螺纹连接的扳手夹头，由于现在的市场份额不是很大，这里就不再介绍了。

手紧钻夹头根据其结构分有带锁的、不带锁、单套、双套之分。具体从型号上分有J15_ _，J17_ _，J16_ _，J18_ _。其中15表示双套不带锁夹头，17表示双套带锁夹头，16表示单套不带锁夹头，18表示单套带锁夹头。后面_ _两位数表示夹头的规格。如J1510表示双套不带锁10mm夹头。如果是6mm夹头则直接表示为J156即可。

手紧钻夹头主要用于家用的直流和交流电钻。其最大的优点是锁紧容易，只要握住夹头的前后套，拧紧即可使用。根据钻夹头的内部结构不同，适合使用的电钻也不同。

J15系列的钻夹头，适用于不带冲击的直流和交流电钻。根据客户的要求，夹头的外套有金属套和尼龙套两种。金属套可增加夹头的使用寿命，但是由于金属套较尼龙套重，其转动惯量较大。夹头在使用的过程中，由于电钻的转速变化，容易自松，所以在设计夹头时，尽量减小夹头从动部分的尺寸，减小其转动惯量。

J17系列钻夹头可使用于带冲击和不带冲击的直流和交流电钻。由于其内部带有防松机构，具有良好的使用性能，所以越来越受到用户的青睐。

从锁的结够来分，主要有棘轮锁、摩擦锁、楔块锁紧以及增力锁等几种结构。棘轮锁，如威达公司的SPM13A、QM13A（与德国METABO公司合作产品，所以型号不同），J1713OD、RV系列产品（与德国合资产品），具有结构简单，锁紧可靠的特性。这类夹

头在锁紧时会发出“咔、咔”的响声，以提示夹头已处于锁紧状态。根据锁的结构不同，棘轮锁的夹头适宜用在700—1000W之间的冲击电钻上。尤其是在钻混凝土时，会表现出良好的使用性能。但是用在1000W以上的冲击电钻时，由于电钻的振动特别大，夹头内部零部件极易产生疲劳破坏，同时夹爪的韧带将磨损严重，导致夹头夹紧失效。针对这种情况，威达公司开发出了世界上第一款增力钻夹头：ST13A。这种夹头采用行星轮变速机构，使输入力矩增大，输出的夹持力可达普通夹头的1.8倍以上。同时内部采用了特殊的锁紧机构，使夹头在剧烈的振动情况下，依然夹持牢固。现在这款夹头已用在了1200W的冲击电钻了，反映很好。

摩擦锁主要靠摩擦力来锁紧夹头，其可靠性要比棘轮锁的低，主要用在750W以下的交流电钻和18V以下的直流电钻。设计这款夹头主要用来满足客户有时不需要“咔、咔”锁紧声音的场合。如威达的J1713M，J1713J等。

楔块锁实际上也属于摩擦锁的一种，它是利用斜面来挤紧滚柱（珠）的方式来锁紧的。如威达公司的SM13A、SM10B就属于这种锁。这种锁在世界上也属于首创，彻底的消除了锁紧的“咔、咔”声。具有良好的锁紧性能。

为了增大力矩输入，人们在J15、J17的基础上，又开发了J16、J18系列单套夹头。主要是为了增加手握的面积，增加拧紧力矩。单套系列夹头由于其较大的力矩输入，所以其使用性能较双套的要可靠。另外单套的产品特别适用于带轴锁的电钻，因为可输入较大的力矩。

夹头发到客户手中时，客户 一般要对夹头的两大主要性能进 行测试，一是精度，二是夹持力。 精度测试方法如右图。一般情况下

夹头的精度是以其最大夹持范围的检验棒来检验其精度的。如10mm的夹头，用∮10mm的检验棒来测其精度。由于夹头的内部螺纹是锥螺纹，所以夹爪、丝母上的每一扣螺纹的升角均是变化的。所以在夹头的不同的夹持范围内，夹头的精度是有差异的。现在随着加工质量的提高，这种差异越来越小。

夹持力的测试方法如右图。 夹头夹持直径不同的力矩棒，由于 其磨擦力的力臂不一样、力矩棒的 曲率半径也不一样，所以输出的力 矩也不一样，即夹持力也不一样。 夹持力的大小将直接影响到夹头的 使用性能。所以这一项厂家在产品 出厂时均严格控制。

不同的客户及夹头的不同使用场合，对精度和夹持力的要求也不一样。一般情况下，精度和夹持力越高，夹头的价格也越高。所以正常情况下，客户一般是以国标为准。另外夹头在使用过程中出现了失效的现象，有时不一定是夹头的问题，有可能是使用的问题，也有可能是混凝土的问题。

近几年来，随着生产夹头工艺水品的提高，夹头的精度、夹持力均在不断地提高。现在这方面我们基本上达到了国外的水平。但是我们还有许多需要提高完善的地方。作为夹头行业的领军厂家——威达公司，在这方面已走在国内同行的前面，其产品在国内外逐渐代替了国外产品。

总之，夹头虽然是一个很小的电动工具配件，但是涉及到的种类很多，用户需根据各自的使用情况来选择合适的夹头。以上介绍的知识，希望对大家有所帮助。