CN101257998A - 用于虎钳的柔性钳口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于虎钳(2)的钳口(1)，其带有钳口板(3)和至少两个桥接部(4，5)，其中由钳口板(3)施加到被夹紧的工件(6)上的夹紧力K沿着朝向工件(6)的表面(7)变化。

Description

用于虎钳的柔性钳口

本发明涉及一种用于虎钳(Schraubstock)的钳口(Spannbacke)，其带有钳口板(Spannplatte)和至少两个桥接部。

为了精确地对工件进行加工(例如在电火花加工机床、机床等机器中)必须将待加工的工件紧紧地夹靠在虎钳钳座(Schraubstockbett)上。然而也存在被夹住的工件从虎钳钳座轻微地偏移的可能性。这种不可靠性可能导致误差。

文献EP0196544A1介绍了一种带有钳座的虎钳，具有第一钳口板的第一固定钳口耸立在该钳座上，并且该虎钳还带有第二钳口(其具有第二钳口板)，其在钳座上可以受到引导而移动，该第二钳口与可旋转地固定到钳座上的转轴可旋转地连接，其中该转轴在形成于钳座中的纵向通道中延伸并且在该纵向通道中被第二钳口的底座包围，该底座通过陷入在钳座的纵向槽中的轴颈与第二钳口板连接。为了精确地对夹在钳口之间的工件进行定位，可以这样进行设置：该钳座具有垂直于钳口板并在其间延伸的参考平面；在钳座上构造在参考平面方向上延伸的至少两个相邻的夹紧面，其中第一夹紧面相对于参考平面倾斜而第二夹紧面相对于参考平面在相反的方向上倾斜，并且在第二钳口上构造至少两个与该夹紧面相邻的抓取面，其中第一抓取面平行于第一夹紧面延伸并且第二抓取面平行于第二夹紧面延伸。由此虎钳可以具有很狭长的构造，这种构造使该虎钳特别适用于金属线切削电火花加工机床。

文献EP0362753公开了另一种夹紧设备。其用于对工件进行支撑并且为此具有彼此间相对距离可调的钳口，而该钳口具有彼此朝向对方的夹紧面。此外还存在工件支架。在该钳口的一个或多个夹紧面处，设置有可由待夹紧的工件调节的并且可在夹紧方向上受作用的下拉设备。该下拉设备具有从夹紧面突出的且倾斜地指向工件支架的下拉元件。在夹紧过程中，该下拉元件受到作用并倾斜地向下朝着工件支架的方向摆动，其中该工件被带动或者在这个方向上受到作用力，从而在支架上形成了可靠的支撑。

德国专利申请文件DE4341744A1介绍了一种在工件加工机器上用于深拉夹紧系统的夹紧设备，其包括两个相对而置的部件：带有固定的钳口的制动深拉夹具以及带有可移动的钳口的深拉夹具，该待加工的工件夹紧在该两个部件之间，其中制动下拉夹具作为固定不动的制动部件存在，并且其包括爪体，该爪体设置在支持板上，其中，为了夹紧工件，该爪体配备了具有与支持板垂直的夹紧面的保护爪，该爪体紧贴支架并且具有朝向支持板的弹性可弯曲的部件，并且构造成使得当受到平行于该支持板的推力的作用时，可以通过保护爪将朝向支持板的力(比抬举力大)传递到工件上。

对最佳夹紧系统的基本要求是夹紧工件，该工件在夹紧时和夹紧后的状态下不允许从虎钳钳座移开。例如在金属线切削电火花加工机床中，加工时用压强高达100bar的流动水作用于工件，以将切屑或者废料冲洗掉。这可能引起被夹紧工件的震动，该震动可能对工件的精确夹紧产生负面作用。现有技术的问题是，由于该应用的高要求，不能在夹紧工具时实现固定性。或者工件(例如)变大，因此该现有类型的夹紧设备必须具备这种能力：即使是相对于夹紧工具的尺寸较大的工件也可以将其最佳地夹紧。例如金属线切削电火花加工机床具有更高的工作速度。这需要更高的水压以去除积累的切屑，而这又导致工件受到更高的负荷。

另一个缺陷是由于太小的可负荷性而采用突起的工件。突起的工件产生一定的弯曲力矩，该力矩可能会对夹紧力产生不利的作用。

当(例如)利用扳手多次连续地对该虎钳进行人工操作时，对于操作人员来说，这对身体可能是不利的，会对关节和肌肉造成负荷。

因此本发明的目的是避免所有这些缺陷，即在相同的操作力条件下增大沿虎钳钳座方向上的夹紧力，并增强这种夹紧的牢固性。

根据本发明，该目的可以这样实现：使钳口板施加在被夹紧工件上的、沿着朝向工件的表面的夹紧力可以改变。

通过优选地使合成夹紧力位于钳口板表面中心的上方，可以通过钳口的可变夹紧力来增大力矩，

根据本发明的另一实施例，该钳口板具有外桥接部和内桥接部。

并且，该外桥接部和内桥接部还可以在夹紧方向上具有弹性，其中，内桥接部的弹性常数比外桥接部的弹性常数要小。

根据从属权利要求，该桥接部是弯曲的，其中，这两个桥接部的弯曲半径可以是不同的。

例如，内桥接部具有比外桥接部大的弯曲。

通过一个或多个这样的措施，实现了平行于虎钳钳座的夹紧力的作用点的转移，且随之使作用于工件上的力矩增大。因此在垂直于虎钳钳座方向上，夹紧的牢固性得到增强。主要的特征是获得了最大的可负载能力。该可负载能力通过最大弯曲力矩给出，而该力矩是施加在工件上的合力的函数。该可负载能力将利用本发明而显著增强。

下一步，将要减小操作人员必须使用的必需力矩，以获得与现有技术相同的负荷。这有利于操作人员的健康。

根据优选的实施例，可以将内桥接部构造成S形。该发明并不限于桥接部的S形形状。所有可想到的用来提高夹紧力和可负载能力的形状都是可以采用的。

根据本发明，该钳口可以具有位于桥接部之间的空腔，其中，相应地构造了空腔的弯曲以防止过载。

进一步地，该钳口可以具有位于内桥接部之下的弯曲槽。

该槽用作夹紧工具的过载保护措施。槽的宽度是用于最大允许负荷的几何尺度。

以下将根据实施例对本发明进行描述。其中：

图1显示了根据现有技术的虎钳；

图2显示了虎钳的侧视图；

图3显示了钳口的三维视图；

图4显示了钳口的侧视图；

图5a显示了现有技术中的力的关系；

图5b显示了根据本发明的力的关系。

图1以三维的形式显示了带有根据现有技术的钳口11和钳口12的虎钳2。该钳口11与虎钳主体13牢固地连接成一个整体。在虎钳主体13中，以已知的方式将用于固定的钻孔14设置到工作台上。在固定的钳口11的一侧设置有虎钳钳座15，显示在图2中的工件6被夹紧在该钳座上。在虎钳钳座15的下方，转轴装置16安装在虎钳主体13的内部。该转轴装置16以常规的方式由转轴22组成，该转轴22在虎钳主体13的一侧上利用螺母17而加固，并且在另一侧上通过用于操作转轴22的可转动手柄18而锁定。利用转轴22，可以使在虎钳主体13中被引导的钳口12为夹紧工件6而在钳口11和钳口12之间移动。根据现有技术的钳口11和钳口12具有两个桥接部19和20。在桥接部19和桥接部20之间显示了平行四边形形状的空腔21。

图2显示了带有钳口1的示例性构造的虎钳的侧视图。图2中的参考标号与图1中的参考标号相对应。

图3显示了可移动地保持在导架23上的钳口1的三维视图。

图4显示了钳口1的一种可行构造的侧视图。该钳口1具有钳口板3，其带有朝向工件6的表面7。此外，在钳口1内设置有外桥接部4和内桥接部5。内桥接部4和外桥接部5的走向不是平行的。内桥接部5比外桥接部4弯曲得更厉害，以获得较小的刚性。基于这样获取的弹簧特性，可以实现钳口板3的表面7与工件6的全面接触。在夹紧状态下，力的关系在图5a和图5b中作了更详尽的描述。这里显示的实施例展示了塑造成弓形的外桥接部4和S形的内桥接部5。被桥接部4和桥接部5包围的空腔8设有这样的弯曲9，使得可以防止钳口的过载。进一步地，可以将弯曲的、例如S形的槽10作为过载保护设置在虎钳钳座15和内桥接部5之间。当在夹紧过程中产生的力矩过高时，通过槽10产生的间隙宽度将变为零。

图5a和5b显示了在夹紧状态下的根据现有技术的钳口和根据本发明的示例性钳口之间的力的关系的比较。

图5a显示了根据现有技术的情况。该两个桥接部19和20包围了作为空腔21的平行四边形。该夹紧力K在夹紧平面25的整个表面24上是恒定的。合力Kr作用在夹紧平面25的中心M上，由此产生了由合力Kr和距离L1形成的力矩Dm1。

如图5b所示，本发明中的力线是不同的。由于被特殊地弯曲的桥接部4和桥接部5，该夹紧力K从上向下减小。合力Kr的作用点位于钳口板3的表面7的中心M的上方。由此，距离L2比图5a中的距离L1要大。因此，与现有技术相比，力矩Dm2相对于力矩Dm1变大了。基本上获得了最大的弯曲力矩，而该力矩由力Kr和力F2与臂L2相乘得到。该工件通过摩擦保持在严格的弯曲方向上。该抗弯强度基本上取决于长度L2。

图5a与图5b的力的分布的比较显示，图5b中指向虎钳钳座15的力F2比图5a中的力F1大。由此，把根据本发明的例子中的工件6在更大程度上向下拉并且更牢固地将其支撑住，而这正是本发明的基本目的。

本发明并不局限于图中显示的桥接部和槽的弯曲形状。重要的是找到这样的几何形状，其与带有笔直和平行几何特性的现有技术相比在虎钳钳座方向上产生较大的力。

与本发明相关的优点尤其体现在，通过合适的钳口的形状在相同操作力矩的条件下可以获得更大的可负载能力以及更大的夹紧力。对于操作人员来说，当其操作带有根据本发明的钳口的虎钳时，关节和肌肉上的负荷都减轻了。

参考标号清单：

1    钳口

2    虎钳

3    钳口板

4    桥接部

5    桥接部

6    工件

7    3的表面

8    空腔

9    弯曲

10   槽

11   钳口

12   钳口

13   虎钳主体

14   钻孔

15   虎钳钳座

16   转轴装置

17   螺母

18   手柄

19   桥接部

20   桥接部

21   空腔

22   转轴

23   导架

24   表面

25   夹紧平面

K    力

Kr   合力

M    中心

Dm1  力矩

Dm2  力矩

L1   距离

L2   距离

F1   力

F2   力

Claims (10)

1.一种用于虎钳(2)的钳口(1)，其带有钳口板(3)以及至少两个桥接部(4，5)，其特征在于，所述钳口板(3)施加到被夹紧的工件(6)上的夹紧力K沿朝向所述工件(6)的表面(7)是可变的。

2.根据权利要求1所述的钳口(1)，其特征在于，合成的夹紧力Kr位于所述钳口板(3)的所述表面(7)的中心M的上方。

3.根据权利要求1或2所述的钳口(1)，其特征在于，所述钳口板(3)具有外桥接部(4)和内桥接部(5)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述外桥接部(4)和所述内桥接部(5)是具有弹性的，其中，所述内桥接部(5)的弹性常数小于所述外桥接部(4)的弹性常数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述桥接部(4，5)是弯曲的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述桥接部(4，5)的弯曲程度不同。

7.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述内桥接部(5)比起所述外桥接部(4)具有更大的弯曲。

8.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述内桥接部(5)是S形的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述钳口(1)在所述桥接部(4，5)之间具有空腔(8)，其中，为了避免过载适当地构造了所述空腔(8)的弯曲(9)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的钳口(1)，其特征在于，所述钳口(1)具有位于所述内桥接部(5)下方的弯曲槽(10)，以避免过载。

Images