CH703625A1

CH703625A1 - Jig.

Info

Publication number: CH703625A1
Application number: CH01360/10A
Authority: CH
Inventors: Rolf Laubscher
Original assignee: Biber Werkzeugbau Ag
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-02-29
Also published as: EP2422932A2

Abstract

Die Spannvorrichtung (1) zum Spannen von Werkstücken (5) für das Bearbeiten auf einem Maschinentisch (3) einer Werkzeugmaschine umfasst mindestens eine Grundplatte (9), auf der ein Spanntisch (15) angeordnet ist. Im Spanntisch sind Bohrungen (29) für Spannbolzen ausgebildet. Zum Spannen eines Werkstücks auf dem Spanntisch (15) greifen Schieber in Einstiche an den Spannbolzen ein und ziehen das Werkstück (5) auf den Spanntisch (15). Das Spannen und das Entspannen, d.h. wieder Lösen erfolgt durch flüssige und/oder gasförmige Medien.The clamping device (1) for clamping workpieces (5) for machining on a machine table (3) of a machine tool comprises at least one base plate (9) on which a clamping table (15) is arranged. In the clamping table bores (29) are designed for clamping bolts. To clamp a workpiece on the clamping table (15), slides engage in recesses on the clamping bolt and pull the workpiece (5) onto the clamping table (15). The cocking and relaxing, i. it is again dissolved by liquid and / or gaseous media.

Description

[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention is a clamping device for clamping workpieces according to the preamble of patent claim 1.

[0002] Auf Werkzeugmaschinen, z.B. Fräsmaschinen, Bohrmaschinen oder auch anderen zur Bearbeitung eines Werkstücks geeigneten Maschinen sind unterhalb des Werkzeugs Maschinentische angeordnet, in deren Oberfläche Nuten, z.B. T-Nuten oder Trapez-Nuten eingelassen sind, die in regelmässigen Abständen nebeneinander liegen. Die Nuten dienen dazu, Nutensteine aufzunehmen, in denen Gewindebohrungen eingelassen sind und in welche Spannschrauben eindrehbar sind, mit denen das Werkstück direkt oder über spezielle Spannmittel wie Spanneisen und dergleichen fest mit dem Maschinentisch verbunden werden können. Auf diesen bekannten Maschinentischen muss das Werkstück, auch bei Serienproduktion, jedesmal exakt positioniert und in der positionierten Stellung durch Festziehen der Spannmittel befestigt, d.h. unverschiebbar gehalten werden. Insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung können hohe seitliche, d.h. horizontal wirkende Kräfte auf das Werkstück ausgeübt werden. Folglich müssen hohe Haltekräfte aufgenommen werden können, was nur durch hohe Spannkräfte möglich ist. Um eine hohe Genauigkeit zu erreichen oder eine Wiederholbarkeit in Serienbearbeitungen, werden zusätzlich Zentrierbohrungen im Maschinentisch angebracht, um einen «Nullpunkt» festlegen zu können. Durch solche Bohrungen, an denen auch Spanndosen positionsgenau befestigt werden, können einerseits die Nuten am Maschinentisch beschädigt werden und mit der Zeit wird der gesamte Maschinentisch zerstört und muss ersetzt werden. On machine tools, e.g. Milling machines, drills or other machines suitable for machining a workpiece are arranged below the machine tool table, in the surface of which grooves, e.g. T-slots or trapezoidal grooves are recessed, which are adjacent to each other at regular intervals. The grooves are used to receive Nutensteine in which threaded holes are recessed and in which clamping screws are screwed, with which the workpiece can be connected directly or via special clamping means such as clamps and the like fixed to the machine table. On these known machine tables, the workpiece must always be accurately positioned, even in mass production, and fastened in the positioned position by tightening the clamping means, i. be kept immovable. Particularly in machining, high lateral, i. horizontally acting forces are exerted on the workpiece. Consequently, high holding forces must be absorbed, which is only possible by high clamping forces. In order to achieve high accuracy or repeatability in series machining, additional centering holes are added to the machine table in order to be able to define a "zero point". Through such holes, where also clamping boxes are fixed accurately, on the one hand, the grooves on the machine table can be damaged and over time, the entire machine table is destroyed and must be replaced.

[0003] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Spannvorrichtung zu schaffen, mit welcher Werkstücke wiederholbar positioniert werden können, ohne dass der Maschinentisch der Werkzeugmaschine beschädigt wird und später nicht mehr benutzbar ist. Der Maschinentisch bleibt in seiner Ausbildung erhalten. An object of the present invention is therefore to provide a clamping device with which workpieces can be repeatedly positioned without the machine table of the machine tool is damaged and is no longer usable later. The machine table remains in its training.

[0004] Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Spannvorrichtung derart auszugestalten, dass ein einfaches positionsgetreues Spannen, sowohl von Werkstückaufnahmen als auch Schraubstöcken oder Lehren ohne Benutzung von Werkzeugen möglich ist. Another object of the invention is to design the clamping device such that a simple positional clamping, both of workpiece holders and vices or gauges without the use of tools is possible.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Spannvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben. This object is achieved by a clamping device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the clamping device are described in the dependent claims.

[0006] Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung kann mit Hilfe von Spannschrauben und Nutensteinen am Maschinentisch befestigt werden und tritt an dessen Stelle. Dabei erfolgt keine Beschädigung des Maschinentisches und dessen Nuten. Der Originalmaschinentisch kann jederzeit durch Lösen der Spannvorrichtung wieder als solcher eingesetzt werden. An der Spannvorrichtung können nebst Bohrungen zum Einführen von Spannbolzen, mit denen ein Werkstück oder ein Werkstückhalter positionsgetreu gehalten wird, auch Nuten eingelassen sein, die denjenigen am Maschinentisch entsprechen und in gleicher Weise genutzt werden können. Um Werkstücke oder Werkstückaufnahmen mit Bolzen an der Spannvorrichtung halten zu können, sind in der Spannvorrichtung mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Spannelemente eingesetzt, die das werkzeuglose Spannen und nach der Bearbeitung Entspannen ermöglichen. Die beispielsweise als Schieber ausgeführten Spannelemente greifen an den Spannbolzen ein und üben auf diesen eine nach unten gerichtete, d.h. das Werkstück- oder die Werkstückeinspannvorrichtung auf die Oberfläche der Spannvorrichtung pressende Kraft auf. The inventive clamping device can be fixed by means of clamping screws and sliding blocks on the machine table and occurs in its place. There is no damage to the machine table and its grooves. The original machine table can be used as such at any time by loosening the clamping device. Along with holes for inserting clamping bolts, with which a workpiece or a workpiece holder is held true to the position, grooves can also be made on the clamping device which correspond to those on the machine table and can be used in the same way. In order to hold workpieces or workpiece holders with bolts on the clamping device, mechanically, hydraulically or pneumatically actuated clamping elements are used in the clamping device, which allow the tool-free clamping and after machining relax. The clamping elements, for example designed as slides, engage the clamping bolt and exert a downward movement on it, ie. the workpiece or the Werkstückeinspannvorrichtung on the surface of the clamping device pressing force.

[0007] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung einer Spannvorrichtung aufgesetzt auf einem Maschinentisch, <tb>Fig. 2<sep>einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1 <tb>Fig. 3<sep>der vergrössert dargestellten Ausschnitt A in Fig. 2, <tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 1, <tb>Fig. 5<sep>der vergrössert dargestellten Ausschnitt in Fig. 4.Reference to an illustrated embodiment, the invention will be explained in more detail. Show it: <Tb> FIG. 1 <sep> a perspective view of a clamping device mounted on a machine table, <Tb> FIG. 2 <sep> is a section along line II-II in FIG. 1 <Tb> FIG. 3 <sep> the enlarged detail A shown in FIG. 2, <Tb> FIG. 4 <sep> is a longitudinal section along line IV-IV in Fig. 1, <Tb> FIG. 5 <sep> is the enlarged detail in FIG. 4.

[0008] In der nur ausschnittsweisen perspektivischen Darstellung einer Spannvorrichtung 1 auf einem Maschinentisch 3 einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine ist als eingespanntes Element ein Schraubstock 5 ersichtlich. Anstelle eines Schraubstocks 5 kann auch direkt ein Werkstück in gleicher Weise befestigt sein. In the only partial perspective view of a clamping device 1 on a machine table 3 of a machine tool, not shown, a vice 5 can be seen as a clamped element. Instead of a vise 5 can also be directly attached a workpiece in the same way.

[0009] Der Maschinentisch 3 weist an seiner Oberseite T-förmige Nuten 7 auf, die parallel nebeneinander und jeweils in gleichen Abständen ausgebildet sind. Die Ausbildungen der Nuten 7 und deren gegenseitigen Abstände sind bei den meisten Werkzeugmaschinen gleich. Die Spannvorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Grundplatten 9, im vorliegenden Beispiel vier, welche nebeneinander angeordnet, auf dem Maschinentisch 3 aufliegen. Die Grundplatten 9 sind mit Spannschrauben 11, welche in Nutensteine 13 eingreifen unverschieblich am Maschinentisch 3 befestigt (Fig. 2 und 3). Auf den Grundplatten 9 ist je ein Spanntisch 15 aufgelegt, der aus mehreren gleichartigen Tischelementen 17 aufgebaut sein kann. Die Tischelemente 17 sind vorzugsweise in Einstichen 19 an der Oberfläche der Grundplatte eingelegt. Durch seitlich der Tischelemente ausgebildete und längs verlaufende Ausnehmungen 21 werden T-Nuten 23 gebildet, die den im Maschinentisch 3 vorhandenen Nuten 7 entsprechen und über diesen verlaufen. Selbstverständlich könnte der Spanntisch 15 einteilig ausgeführt sein und die Nuten 23 in letzteren eingefräst sein. The machine table 3 has on its upper side T-shaped grooves 7, which are formed parallel to each other and each at equal intervals. The configurations of the grooves 7 and their mutual distances are the same for most machine tools. The tensioning device 1 comprises a plurality of base plates 9, four in the present example, which are arranged next to one another and rest on the machine table 3. The base plates 9 are fixed with clamping screws 11 which engage in sliding blocks 13 immovably on the machine table 3 (Figs. 2 and 3). On the base plates 9 each a clamping table 15 is placed, which may be constructed from a plurality of similar table elements 17. The table elements 17 are preferably inserted in recesses 19 on the surface of the base plate. By laterally formed the table elements and longitudinal recesses 21 T-grooves 23 are formed, which correspond to the existing in the machine table 3 grooves 7 and extend over this. Of course, the clamping table 15 could be made in one piece and the grooves 23 milled into the latter.

[0010] In den Seitenflächen der Nuten 23 sind im dargestellten Beispiel zylindermantelförmige Abschnitte 25 ersichtlich, welche das Hindurchführen der Schraubenköpfe 27 der Spannschrauben 11 erlauben, wenn die Schraubenköpfe einen Durchmesser aufweisen, der grösser ist als die Breite der Nuten 23. In the side surfaces of the grooves 23 in the example shown cylinder jacket-shaped portions 25 can be seen, which allow the passage of the screw heads 27 of the clamping screws 11 when the screw heads have a diameter which is greater than the width of the grooves 23rd

[0011] In den Fig. 1, 2 und 3sind weiter Bohrungen 29 sichtbar, durch welche Spannbolzen 31 hindurchgeführt werden können. Die Spannbolzen 31 sind mittels Befestigungsschrauben 33 mit dem Werkstück 5 verbunden. In Fig. 1sind weiter Rillen 35 sichtbar, die sich auf der Oberfläche des Spanntisches 15 parallel zu den Nuten 23 erstrecken. In Figs. 1, 2 and 3 are further holes 29 visible through which clamping bolt 31 can be passed. The clamping bolts 31 are connected by means of fastening screws 33 with the workpiece 5. In Fig. 1, grooves 35 are further visible, which extend on the surface of the clamping table 15 parallel to the grooves 23.

[0012] Zur exakten Positionierung des Spanntisches 15 auf der Grundplatte 9 können Positionierstifte 37 eingesetzt sein. For exact positioning of the clamping table 15 on the base plate 9 positioning pins 37 may be used.

[0013] Letztere werden nicht näher beschrieben, da deren Aufbau und Funktionsweise aus Fig. 2und 3 deutlich ersichtlich ist. The latter are not described in detail, since the structure and operation of Fig. 2und 3 is clearly visible.

[0014] In der Schnittdarstellung gemäss Fig. 4und dem vergrösserten Ausschnitt B in Fig. 5 ist ersichtlich, dass parallel zu den Nuten 23 im Spanntisch 15 innerhalb der Tischelemente 17, in denen eine Bohrung 29 für die Spannbolzen 31 ausgebildet ist, Schieber 39 eingebaut sind, welche in Einstiche 41 an den Spannbolzen 31 radial wirkend eingreifen können. Die Einstiche 41 liegen zu den Grundflächen in einem stumpfen Winkel verlaufende Flanken; die Vorderkanten der Schieber 39 sind ebenfalls an der Ober- und Unterkante angefast, d.h. die Kanten verlaufen zur vorderen Fläche in einem stumpfen Winkel. Die Schieber 39 sind in länglichen Ausnehmungen 43 geführt, die gegen aussen durch einen Stopfen 45 verschlossen sind. Die Schieber 39 können sich innerhalb der Ausnehmung wie ein Kolben in Richtung der Pfeile 47 bewegen. Am Schieber 39, der vorzugsweise in einem erweiterten Teil der Ausnehmung 43 einen zylindrischen Querschnitt aufweist, ist dort flanschartig erweitert. Dadurch entstehen in der Ausnehmung 43 ein hinterer Druckraum 49 und ein vorderer Druckraum 51. Der vordere Druckraum 51 steht über eine Verbindungsleitung 53 mit einer Druckluftspeiseleitung 55 in Verbindung. Der hintere Druckraum 49 steht in Verbindung mit einer Öldruckleitung 57. Am flanschartigen Teil des Schiebers 39 sind peripher umlaufende Dichtungen 59 eingesetzt. Im Weiteren kann in der Ausnehmung 43 im Bereich zwischen den beiden Dichtungen 59 eine Entlüftungsleitung 61 vorgesehen sein, deren Funktion später beschrieben werden wird. In the sectional view according to FIG. 4 and the enlarged detail B in FIG. 5 it can be seen that slides 39 are installed parallel to the grooves 23 in the clamping table 15 within the table elements 17, in which a bore 29 is formed for the clamping bolts 31 are, which can engage in grooves 41 on the clamping bolt 31 radially acting. The punctures 41 are located at the base surfaces at an obtuse angle flanks; the leading edges of the sliders 39 are also chamfered at the top and bottom edges, i. the edges are at an obtuse angle to the front surface. The slides 39 are guided in elongate recesses 43, which are closed to the outside by a plug 45. The slides 39 can move within the recess like a piston in the direction of the arrows 47. On slide 39, which preferably has a cylindrical cross-section in an enlarged part of the recess 43, is flared there widens. This results in the recess 43, a rear pressure chamber 49 and a front pressure chamber 51. The front pressure chamber 51 is connected via a connecting line 53 with a compressed air feed line 55 in connection. The rear pressure chamber 49 is in communication with an oil pressure line 57. On the flange-like part of the slider 39 peripheral circumferential seals 59 are used. Furthermore, a venting line 61 may be provided in the recess 43 in the region between the two seals 59, the function of which will be described later.

[0015] Nachfolgend wird die Funktionsweise der Spannvorrichtung 1 näher erläutert. Die Spannvorrichtung 1 wird auf dem Maschinentisch 3 einer Werkzeugmaschine beliebigen Ursprungs aufgelegt und mit herkömmlichen Spannschrauben 11, welche in die Nuten 7 des Maschinentischs 3 eingelegt worden sind, an letzterem befestigt. Die Spannvorrichtung 1 bildet nun einen «neuen» Maschinentisch und, falls die Spannvorrichtung 1 ebenfalls T- oder trapezförmige Nuten 23 aufweist, die gleichen Bedingungen zum Aufspannen eines Werkstücks oder, wie in Fig. 1 als Beispiel dargestellt, eines Schraubstocks 5. Im Gegensatz zum Maschinentisch 3 einer Werkzeugmaschine sind in der Spannvorrichtung 1 zusätzlich die Bohrungen 29 eingelassen, in welche die Spannbolzen 31 eingeführt werden können. Letztere sind mit ihrem oberen Ende 63 mit dem Werkstück oder - wie im Ausführungsbeispiel - mit dem Schraubstock 5 verbunden. Selbstverständlich müssen die Spannbolzen 31 exakt im Abstand der in der Spannvorrichtung 1 angebrachten Bohrungen 29 montiert sein und auch so, dass das Werkstück/der Schraubstock 5 exakt in der gewünschten Position zum Werkzeug (z.B. Bohrkopf etc.)an der Werkzeugmaschine (beide nicht dargestellt) zu liegen kommt. Nach dem Aufsetzen des Werkstücks 5, d.h. dem Einführen der Spannbolzen 31 in die Bohrungen 29, wird über eine geeignete Druckquelle Öl über die Druckleitung 57 in den hinteren Druckraum 49 der Schieber 39 eingeleitet, so dass letztere in den Einstich 41 am Spannbolzen 31 eingreifen und diesen nach unten pressen, so dass das Werkstück 5 satt auf der Oberfläche 65 der Tischelemente 17 aufzuliegen kommt. Als Druckquelle kann ein Hydraulikaggregat eingesetzt werden oder es kann von Hand, beispielsweise über eine Spindel, Öl von einem Ölspeicher über die Öldruckleitung 57 zugeführt werden. Zum Lösen der Verbindung des Werkstücks 5 von der Spannvorrichtung 1 wird Druckluft aus einer Druckluftquelle in den vorderen Druckraum 51 eingeführt und, nachdem der Rücklauf des Öls durch Öffnen eines Ventils in der Öldruckleitung 57 (Ventil nicht dargestellt), ausser Eingriff mit dem Spannbolzen 31 gebracht. Danach kann das Werkstück 5 von der Spannvorrichtung abgehoben werden und ein neues, wie zuvor beschrieben, eingesetzt werden. The operation of the clamping device 1 will be explained in more detail. The clamping device 1 is placed on the machine table 3 of a machine tool of any origin and fixed with conventional clamping screws 11 which have been inserted into the grooves 7 of the machine table 3 to the latter. The clamping device 1 now forms a "new" machine table and, if the clamping device 1 also T- or trapezoidal grooves 23, the same conditions for clamping a workpiece or, as shown in Fig. 1 by way of example, a vise 5. In contrast to Machine table 3 of a machine tool, the holes 29 are additionally inserted in the clamping device 1, in which the clamping bolt 31 can be inserted. The latter are connected with their upper end 63 to the workpiece or - as in the embodiment - with the vise 5. Of course, the clamping bolts 31 must be mounted exactly at a distance from the holes mounted in the jig 29 and also so that the workpiece / the vice 5 exactly in the desired position to the tool (eg drill head, etc.) on the machine tool (both not shown) to come to rest. After placing the workpiece 5, i. the insertion of the clamping bolt 31 in the holes 29, 39 is introduced via a suitable pressure source via the oil pressure line 57 in the rear pressure chamber 49 of the slider so that the latter engage in the groove 41 on the clamping bolt 31 and press it down, so that Workpiece 5 fed on the surface 65 of the table elements 17 comes to rest. As a pressure source, a hydraulic unit can be used or it can be supplied by hand, for example via a spindle, oil from an oil reservoir via the oil pressure line 57. To release the connection of the workpiece 5 from the clamping device 1, compressed air is introduced from a compressed air source into the front pressure chamber 51 and, after the return of the oil by opening a valve in the oil pressure line 57 (valve not shown), disengaged from the clamping bolt 31 , Thereafter, the workpiece 5 can be lifted from the jig and a new, as described above, are used.

[0016] Um eine Vermischung von Luft und Öl sicher zu vermeiden, wird zwischen die beiden Dichtungen 59 eingedrungene Luft durch die Entlüftungsleitung 61 abgeführt. Je nach Grösse des Werkstücks sind auch mehr als zwei Spannbolzen für dessen Befestigung auf der Spannvorrichtung notwendig. In order to avoid mixing of air and oil safely, 59 penetrated air is discharged through the vent line 61 between the two seals. Depending on the size of the workpiece and more than two clamping bolts for its attachment to the jig are necessary.

[0017] Zu diesem Zweck ist die Spannvorrichtung 1 modulartig aufgebaut, d.h. für grosse Maschinentische für die Bearbeitung grosser Werkstücke 5 können mehrere Spannvorrichtungsmodule nebeneinander und hintereinander auf den Maschinentisch 3 aufgesetzt werden. Die Beaufschlagung der Spannvorrichtungen 1 mit Öl und Druckluft kann durch geeignete Verbindungselemente zwischen den Modulen über eine einzige Öldruckleitung 57 und eine Druckluftleitung 55 erfolgen. For this purpose, the tensioning device 1 is constructed in a modular manner, i. E. For large machine tables for the machining of large workpieces 5 several clamping device modules can be placed side by side and one behind the other on the machine table 3. The loading of the tensioning devices 1 with oil and compressed air can take place by means of suitable connecting elements between the modules via a single oil pressure line 57 and a compressed air line 55.

Claims

1. clamping device for clamping workpieces for machining or other processing on the machine table of a machine tool, which machine table parallel T or trapezoidal grooves, in which sliding blocks with a mounting thread for a clamping screw is guided longitudinally displaceable, characterized in that the Clamping device (1) comprising at least one base plate (9) on which a plurality of (n) first holes (29) mounted at a distance and for passing through clamping screws (11), which in sliding blocks (13) in the grooves (7 ) and in that on each base plate (9) a groove (23) provided with clamping table (15) is fixed, in which at appropriate intervals second holes (29) are formed and intended to receive clamping bolts (31) to center and through Hold clamping elements (39).

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the grooves (23) in the clamping table (15) parallel to and directly above the grooves (7) in the machine table (3).

3. Clamping device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the second bores (29) lie between the grooves (23) on the machine table (3).

4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping screws (11) for attaching the at least one base plate (9) on the machine table (3) through the grooves (23) can be screwed and released.

5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping elements (39) as a slide (39) are formed, which are guided longitudinally displaceably in recesses (43) in the table elements (17) and whose one ends in one Grove (41) on the clamping bolt (31) are intended to intervene.

6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the slides (39) are displaceably mounted by a liquid and / or gaseous medium from an open to a closing and clamping position.

7. Clamping device according to claim 6, characterized in that on the clamping bolt (31) and the one ends of the slide (39) sloping surfaces are formed, which during retraction of the slide (39) in the recess (41) of the clamping bolt (31) press the latter down.