CN1022814C - 机床机械加工用的工件夹持设备 - Google Patents

Abstract

一种用于夹持机床加工工件的设备，该设备包括有两个纵向框架元件与两个横向框架元件的矩形框架，夹紧装置可将待加工工件固定在上述矩形框架上，夹紧装置至少有一个可动地插入上述矩形框架上的辅助框架。每一辅助框架装置包括两个夹紧杆，它们彼此可以调节地连接，其端部适于连接到矩形框架的纵向框架元件上，从而使它们在纵向框架的纵长方向上是可调的，夹紧杆上有许多基本上垂直于夹紧杆走向的连续螺纹孔，上述螺孔被增大到某一预定的公称直径，并能可选择地容纳夹紧螺栓。

Description

本发明系关于在机床上进行机械加工的工件夹持设备，该夹持设备包括一种由两个纵向框架元件和两个横向框架元件构成的矩形框架装置和适于将待加工工件固定到该矩形框架上的夹紧装置。

此外，本发明还涉及适用于夹持机床加工工件夹持设备的夹紧杆。

工件若用机床加工，则工件必须相对于机床工作台或在机床的工作区域中固定或夹紧成某一适宜的状态，在现有技术中，有适于容纳可以移动的夹紧螺栓的底部掏槽的机床工作台已广为人知了，用这种夹紧螺栓再加上环箍形紧固器，就可将待加工工件固定在机床工作台上，这种夹紧方法既麻烦，费时，还往往对小工件不适用。

此外，一种包括夹紧元件框架的夹紧设备也已知公知了。通常，按照众所周知的实例，框架的一侧为固定夹爪型式，此外还有在一个或几个夹紧螺钉，心轴或类似物的作用下的可移动爪。于是，被夹紧的工件就可被固定在定爪与动爪之间。

这种已知的夹紧设备的主要缺点是只有一个或几个同一尺寸的工件可被夹紧。这种有定爪与动爪的夹紧框架的另一缺点是：若用于夹持大工件或一组相同尺寸的小工件时，不是由于在分别夹紧一个或多个工件时产生弹性变形而失于过柔就是当其被设计成有所需的刚度时而过于笨重。

在许多应用中，特别是须进行线腐蚀加工时，将框架设计成开 口的以使该腐蚀线通过夹紧框架是最要紧的。这一要求便得设计这种既具有必要的刚度而又不过分笨重的夹紧框架就更加困难了。

本发明的目的之一是提供一种机床加工工件的夹紧设备，它既轻便。易操纵，同时在夹紧一个或多个工件时还具有弹性变形的极高的抗力。

本发明的另外的目的是提供一种机床加工工件夹紧设备，用它可随意地，既可以可靠而准确地夹紧单个大工件，尽管其形状是不规则的;也可以可靠而准确地夹紧一组小工件，尽管它们的尺寸不同。

本发明的另一个目的是要提供一种以导线作为腐蚀电极的用电蚀工艺进行加工的工件夹持设备，使用它可随意地，既可以可靠而准确地夹紧单个大工件，即使其形状是不规则的，也可以可靠而准确地夹紧一组小工件即使它们的尺寸是不同的。

为达到这些以及其它目的，按照第一种情况，本发明提供由机床进行机械加工的工件夹紧设备，本发明的设备，在第一基本实施例中包括有两纵向框架元件和两横向框架元件的矩形框架，以及适于将该机械加工工件固定在上述矩形框架上的夹紧装置。

该夹紧装置至少包含一个可移动地插入上述矩形框架之中的辅助框架，上述的每个辅助框架都包括有两个彼此可调节地连接在一起的夹紧杆，夹紧杆的端部适于连接到上述矩形框架的纵向框架元件之上并使其在上述纵向框架元件的纵长方向上可调。

夹紧杆包括许多当夹紧杆被连接在纵向框架元件上时基本平行于纵向框架元件走向的第一孔，上述各孔分别适于容纳夹紧螺栓。

按照本发明之第二种情况，提供了在机床上加工工件的夹紧设 备，在第二基本实施例中，该设备包括有两个纵向框架元件和两个横向框架元件的矩形框架，以及适于将上述加工工件固定于矩形框架上的夹紧装置。

该夹持紧装置至少包括一个可移动地插入矩形框架之中的辅助框架，上述每个辅助框架包括两个彼此可调节地连接的夹紧杆，因此可将其端部连接到上述矩形框架的纵向框架元件上而使其在纵向框架元件的纵长方向上可调节。

夹紧杆上有许多大体垂直于该夹紧杆的连续螺纹孔，上述螺孔被增大到某一预定的公称直径并且分别地适合于容纳夹紧螺钉。

这种设计，不管是本发明的第一种情况，还是本发明的第二种情况，在两夹紧杆之间都为工件提供了夹紧，夹紧杆被粗咯地调至所需距离，即被夹持工件的宽度或长度，然后将夹紧杆的两端暂时固定在矩形框架的两个纵向框架元件上，工件或工件组靠辅助框架或框架组而实现真正的夹紧，它们处于最佳位置从而可使矩形主框架不承受任何夹紧力。

进而，本发明还提供适用于本发明的机床加工工件夹紧设备的夹紧杆，上述夹紧杆包括许多基本垂直于上述夹紧杆的连续螺纹孔，上述螺孔被增大到某一预定的公称直径。

连续的螺纹孔在某一位置能够完成三种不同的功能：

1、为避免夹紧杆弯曲，互相配合的直接位于被夹持工件两侧的两夹紧杆的相邻两孔可装配连续螺纹螺栓，螺栓宽松地穿入所对准的孔中而用螺母锁紧。

2、某些螺孔可装配用来夹紧在两夹紧相间的工件或工件组的柱状螺栓，用此法可夹持不规则形状工件或具有不同尺寸的工件。

3、某些螺孔还可装配有可将工件或工件组分别置于或靠在其上的园柱形止动杆，这一措施特别适用于须在本发明的夹持设备中将一组相同的工件依次地夹持于相同位置的情形。

本发明设备的其它实施例的特征包括：

上述夹紧杆上有许多基本垂直于上述夹紧杆走向的连续螺纹孔，上述孔被增大至某一预定的公称直径，而且上述孔适于有选择地容纳夹紧螺纹装置;

上述矩形框架装置的两个相对的框架元件每元件都等距地安置一排螺孔其走向垂直于上述矩形框架装置平面;

上述夹紧杆上有适于搁置在带有上述螺孔的框架元件上的扁平的端部，每个上述扁平端部上有在带上述螺孔的上述框架元件方向上延伸的槽，上述各槽与上述框架元件上的螺孔相重合;

上述夹紧杆上的螺孔直径被增大到某一尺寸，该尺寸基本为该螺纹公称直径和螺纹芯孔直径的平均值;

在每个上述夹紧杆的纵长端上设有许多棱柱形槽;

在上述夹紧杆上的螺孔中的一些螺孔位于相邻的棱柱形槽之间;

上述夹紧杆上设有许多垂直于上述框架平面装置而延伸的等距配置的螺孔;

上述夹紧杆上设有支承突出部，其走向系沿着平行于上述框架装置平面延伸的夹紧杆的两相邻边缘;

所述设备有两彼此紧靠平行配置的夹紧杆，夹紧杆的螺孔中的一些螺孔装配有适于夹紧在上述平行的夹紧杆间的工件的柱形螺栓;

上述螺孔中的一些螺孔上装有自该螺孔伸出的止动杆;

装有穿过在上述两夹紧杆上的预先对准的成对螺孔的带连续螺 纹的螺栓;

所述设备在用于夹紧机床加工工件的夹紧杆包括许多走向基本垂直上述夹紧杆的连续螺孔，上述螺孔被增大至某一预定的公称直径。

下面，结合附图将对本发明的两个最佳实施例作进一步的描述，其中

图1是本发明夹持设备的第一实施例的顶视图，其中夹持着几个工件;

图2是本发明第一实施例的夹紧杆的侧视图;

图3是图2中所示夹紧杆的底视图;

图4是图2中的夹紧沿Ⅳ-Ⅳ线的局部剖视图;

图5是本发明夹持设备的第二实施例的顶视图，其中夹紧几个工件。

图6是本发明第二实施例的夹持杆的侧视图;

图7为图6中夹紧杆的底视图，以及

图8为图6中夹紧杆沿图7中线Ⅷ-Ⅷ的局部剖视图。

按照图1中所示的原理图中，提供有矩形框架，通常用序号1表示，该矩形框架1被固定装置（未示出）紧固在机床工作台上（未示出），矩形框架1包括两个横向框架元件2与3，还有两个纵向框架元件4与5，框架元件2、3和框架元件4、5一起构成一个刚性的矩形框架结构。两纵向框架元件4和5上有沿其长度方向延伸着的一排等距离螺孔6，上述螺孔6的方向垂直于矩形框架1的平面。

在图1所示的实施例中，矩形框架1上有四个相同的夹紧杆7、8、9、10，在图2至图4中详细地示出了这些夹紧杆的设计，例如，夹 紧杆示于图2的侧视图中、图3的底视图及图4的局部剖视中。

下面对夹紧杆的描述特指夹紧杆7，当然，应该理解为下面的描述亦指夹紧杆8、9与10的设计。

夹紧杆7由钢制的、大致为矩形横截面的纵长杆件构成，在夹紧杆7的两端，都有高度较夹紧杆自身高度尺寸为小的扁平的突出部11，不包括突出部11的夹紧杆7的长度与矩形框架1自纵面构架元件4和5的内表面间量得的内面宽度相应。突出部11的尺寸为应使它们至少部分地覆盖住具有螺孔6的纵向框架元件4与5的顶部表面，夹紧杆7位于矩形框架1上，突出部11则置于纵向框架元件4与5的顶部表面上。

突出部11上开有纵向槽12，它相对于夹紧杆7是横向走向，上述槽12的设计与位置应使得当夹紧杆7在矩形框架1上就位于它们能覆盖纵向框架元件4和5上的螺孔6，槽12的长度略大于相邻两螺孔间的距离以使每个夹紧杆7、8、9或10可在矩形框架1上的任何所需的位置上插入并固定，因而夹紧杆走向平行于横向框架元件2和3，在图1中还可以看到，螺钉13插入槽12中，并拧入螺孔可以使将夹紧杆7固定在某一所需位置。

在夹紧杆7的一个纵向端面上设有许多等距离的棱形定位槽14，在上述凹槽14之间，夹紧杆7的纵向端面上有一个小的平面部分，进而，夹紧杆7上还有许多孔15，它们在平行于矩形框架1的平面之内并沿夹紧杆7长度的横方向延伸。孔15位于夹紧杆7的纵向端面的上述小平面部上，并在前述两棱形槽14之间。最后，邻近夹紧杆7的两端部而紧靠突出部11处设有附加孔15a。

从图4中，可分别见到孔15和孔15a的设计，孔15和15a基本上 是标准螺孔，然而这些标准螺孔均被增大到某一预定的公称值n。最好，这一公称值n，大致为芯孔直径K和螺纹公称直径g的平均值。以图4所示为例，螺孔15和15a分别为公制M-10螺纹，因而螺纹公称直径为10毫米，M-10螺纹的芯孔直径约为8.2毫米，于是螺孔15和15a增大的名义值分别等于约9毫米。

这种设计可以分别使用螺孔15和15a而用于三种不同用途。

1、可将M-10螺钉或M-10螺栓分别拧入孔15和15a中，这些螺钉或螺栓被固定而无轴向位移。

2、可分别将直径9毫米的圆柱形杆插入孔15和15a中，它们可有轴向位移，但它们可靠地容纳于孔中而基本无轴向间隙。

3、可将具有M-8螺纹的螺钉或螺栓分别插入孔15和15a中，不必固定阻止轴向位移。

现回到图1，来进一步说明前述设计的优点，作为第一例，六个园柱形工件已夹持于矩形框架1之中，使其轴线垂直于矩形框架1的平面，为此目的，按图1所示方向，使用两夹紧杆7和8，工件16与夹紧杆7的棱形槽14取得一致，于是就被等距地定位了，夹紧杆7可用螺钉13固定在矩形框架1上的任何所需位置上，然后，将第二夹紧杆8插入矩形框架1中移动直至靠在工件16上，并轻轻地固定在纵向框架元件4和5上，而使其在纵向框架元件4和5的延伸方面上仍能继续移动。

现在，将两个夹紧杆7和8的所有对准的螺孔对装上螺栓17并用螺母18拧紧，逐渐地拧紧螺母18，结果使松驰地固定在纵向框架元件4和5上的夹紧杆8被移向夹紧杆7，从而在夹紧杆7的棱形槽14和夹紧杆8指向夹紧杆7的纵向端面间夹紧工件16，当将工件在夹紧杆 7和8之间可靠夹紧时，夹紧杆8上的两个固定螺钉13亦被拧紧。

鉴于螺栓17直接设置工件16之两侧，故可在夹紧时避免夹紧杆7和8的任何弹性变形，因而全部工件16都被可靠地夹紧在所需的位置。

作为第二个例子，一种六面体工件19将被定位，夹紧于两夹紧杆9和10之间六面体的工件19的一个表面20不是平的而具有不确定的形状，为此目的，将夹紧杆9在适宜位置插入矩形框架1之中并用螺钉13固定在两纵向框架元件4和5上，其后，将第二夹紧杆10以相对于夹紧杆9一定距离松驰地插入矩形框架1中，该距离应略大于工件19在横方面上的最大尺寸，现在将直径为9毫米的两个止动杆21以彼此小于工件19的长度的距离插入夹紧杆9和10的对准的两对孔15之中，这样，每个止动杆21则伸出于两夹紧杆9与10之间。

下一步是将工件19置于两止动杆21之上并位于两夹紧杆9和10之间，于是确定了其高度位置与平行于矩形框架平面的方向，其后，将夹紧杆10移向工件19的表面20而使在上述表面20与夹紧杆10的相对的表面间保持一个小的间隙，于是将夹紧杆10用两螺钉松松地固定在矩形框架1的两个纵向框架元件4和5之上，再下一步，将两个M-8的螺栓17分别插入靠近工件19两端的成对的孔15与15a中，用手将每个螺栓17的螺母18拧紧而使其恰好置于夹紧杆9的横向表面上。

工件19所在区域中，有三个螺孔空置，在这夹紧杆10的3个空置孔15中拧入M-10的柱头螺栓双，其程度是使其自由表面置于工件19的不规则表面20之上，用这种办法，工件19被牢牢地夹持在柱头螺栓双和夹紧杆9之间，最后，像以前那一样将夹紧杆10用紧固螺钉13拧紧。

在此情况下螺栓17的位置非常靠近工件19的两端也是其优点，这可使夹紧操作时夹紧杆9和10最后发生的弹性变形限制在很低限度内。

图5中示出了本发明设备的第二个实施例夹持设备的矩形框架一般地用序号101代表，矩形框架101也用适当的固定元件（未示出）固定到机床工作台（未示出）上，矩形框架101包括有两个横向框架元件102和103，也有两个纵向框架元件104和105，它们在一起共同构成刚性的矩形框架结构，两纵向框架元件104和105上，沿框架元件104和105的纵向延伸方向等距地安置有一排螺孔106，螺孔垂直于矩形框架101的平面。

按照图5所示的实施例，矩形框架101上配备有两个设计成一样的夹紧杆107和108，图6至图8中详细地示出了这些夹紧杆107和108的设计特点。在此，作为举例，在图6中示出了夹紧杆107的横向视图，图7中为低视图而图8为局部剖视图。夹紧杆107由钢制的，大体为矩形截面的纵长杆件构成，夹紧杆107的两端各有高度小于夹紧杆自身尺寸的扁平的突出部111。夹紧杆107除去突出部111的长度与纵向框架元件104与105的内侧表面量得的矩形框架104的内部宽度相对应。突出部111的尺寸应使他们能局部地覆盖住有螺孔106的纵向框架元件104和105的顶部表面。夹紧杆107定位于矩形框架101上，突出部111则置于纵向框架元件104和105的顶部表面之上。

突出部111上开有纵向槽112，它们相对于夹紧杆107为横向走向，上述槽112的设计与位置应使当夹紧杆107被定位于矩形框架101上时能覆盖纵向框架元件104和105上的螺孔106，槽112的长度略大于相邻两螺孔106的距离，以使每个夹紧杆107和108能在任意 所需的位置上插入并固定在矩形框架101上;故而，夹紧杆的走向平行于横向框架元件102与103，从图5中还可以见到，螺钉113穿入槽112并拧入螺孔106中，以便在所需的位置上固定夹紧杆107和108。

夹紧杆107上设有多个在矩形框架101平面中分布的孔115，它们在夹紧杆107的纵长方向的横向上延伸，孔115位于夹紧杆107的纵长表面的狭窄平坦部分上并等距地排列，此外，在垂直于矩形框架101的平面内，有其方向与孔115横截的孔123，孔123位于相邻的孔115之间，从图8中清楚地显示出孔123的准确的设计，孔123有正规螺纹，用于夹紧装置（未示出）。最后，夹紧杆107还提供有支承突出部，它们平行于矩形框架101延伸，其走向沿夹紧杆107的相邻的边缘。

在谈到孔115时，有关在夹紧杆7上的孔15所作的解释同样是正确的，可参照结合图4所作的解释，也可以类似地运用到孔115的设计中来。

回到图5所示的实施例，下面，将描述此实施例的优点，作为举例，将四个六面体的工件116固定并且夹紧在矩形框架101之上。为此目的，将夹紧杆107在适当位置插入矩形框架101中并用两个紧固螺钉113固定在两个纵向框架元件104和105上。然后，将第2夹紧杆108以相对于夹紧杆107一定距离松驰地插入矩形框架101中，夹紧杆107与108间的距离大约等于工件116的相应尺寸。现在，将9mm直径的止动杆121插入适当的夹紧杆107的定位孔115并使其略微突出到夹紧杆107与108间的空间中。

再下一步，将工件116放入矩形框架101使之在夹紧杆107与108与止动杆121之间的位置，从而工件116座落于支承突出部上结果使 其高度位置及工件间相互距离得以确定。其后，将夹紧杆108的相对表面间只有一很小的间隙，于是，可将夹紧杆108用两个紧固螺钉113松松地固定到矩形框架101的纵向框架元件104、105上。

然后，将夹紧杆107与108上的靠近工件116的横向表面成对孔115装上M-8的螺栓117，每个螺栓117上拧上一个螺母118并用手拧紧到使之恰好靠紧夹紧杆108的横向表面。再将夹紧杆108的四个合适的定位孔115，即开口于工件116前表面上的孔115拧上M-10柱形螺栓122，将其拧紧则各工件116就被夹紧在柱形螺栓122与夹紧杆107之间。最后，拧紧夹紧杆108的紧固螺钉113。

还可以看到本实施例的优点是，螺栓117可以安置在非常靠近工件116的侧面的位置，结果可使夹紧杆107与108所产生的最终弹性变形限制在很低的程度。

也应该看出，相应地也可以一个挨一个地夹紧具有不同宽度的一组小工件。宽度之差可以很容易地用将柱形螺钉122拧入相应螺孔115中程度的多少来补偿。

由于夹紧装置（分别为螺栓17和117，柱形螺栓双和122）总是可直接放置于被夹持工件的一侧或非常靠近它，最终装有待加工工件的本发明的各矩形框架1和101将具有极高的刚度与相当小的重量，于是夹紧杆可以设计成相当窄，当然重量也就轻了。对于矩形框架1和101各自的横向和纵向框架元件，由于它们根本不承受任何夹紧力，而只是起保持各夹紧杆7～10与107和108在所需位置的功能，而使工件16，19，116保持在位，上述结论亦真。换言之，真正的夹紧功能是由辅助框架完成的，辅助框架由，例如，一对夹紧杆和两个或更多的螺栓所构成，上述辅助框架分别用螺钉13和113固定 在主框架上。

本发明的夹持设备对于夹紧或大或小的工件，单个或多个工件，一组具有不同形状各种工件等是有极大通用性的，这是因为它只使用了一些基本构件（夹紧杆、螺栓，柱形螺栓、止动棒）。

Claims (13)

1、一种机床加工工件的夹持设备，该设备包括一个有两个纵向框架元件和两个横向框架元件的矩形框架装置及适于将上述待加工工件固定到上述矩形框架上的夹紧装置，上述夹紧装置有平行于上述横向框架元件走向的可移动的杆状夹紧元件，其特征在于：上述夹紧元件至少包括一个辅助框架，它可移动地插入上述矩形框架装置中，上述辅助框架包括两个彼此可调地连接的夹紧杆，其端部适合于连接在上述矩形框架装置的上述纵向框架元件之上，从而使它们在上述纵向框架元件的纵长方向上可调节，上述夹紧杆包含有许多基本垂直于上述夹紧杆走向，而当上述夹紧杆被连接到上述纵向框架元件时则基本平行于上述纵向框架元件的连续螺纹孔，上述孔适于有选择地容纳夹紧螺旋装置。

2、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述连续螺纹孔被增大至某一预定的公称直径。

3、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述矩形框架装置的两个相对的框架元件每元件都等距地安置一排螺孔，其走向垂直于上述矩形框架装置平面。

4、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述夹紧杆上有适于搁置在带有上述螺孔的框架元件上的扁平的端部，每个上述扁平端部上有在带上述螺孔的上述框架元件方向上延伸的槽，上述各槽与上述框架元件上的螺孔相重合。

5、一种如权利要求2所述的设备，其特征在于，上述夹紧杆上的螺孔直径被增大到某一尺寸，该尺寸基本为该螺纹公称直径和螺纹芯孔直径的平均值。

6、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，在每个上述夹紧杆的纵长端面上设有许多棱柱形槽。

7、一种如权利要求1或6所述的设备，其特征在于，在上述夹紧杆上的螺孔中的一些螺孔位于相邻的棱柱形槽之间。

8、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述夹紧杆上设有许多垂直于上述框架平面装置而延伸的等距配置的螺孔。

9、一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述夹紧杆上设有支承突出部，其走向系沿着平行于上述框架装置平面延伸的夹紧杆的两相邻边缘。

10、一种如权利要求1所述并包括两彼此紧靠平行配置的夹紧杆的设备，其特征在于，夹紧杆的螺孔中的一些螺孔装配有适于夹紧在上述平行的夹紧杆间的工件的柱形螺栓。

11、一种如权利要求10所述的设备，其特征在于，上述螺孔中的一些螺孔上装有自该螺孔伸出的止动杆。

12、一种如权利要求10或11中所述的设备，其特征在于，装有穿过在上述两夹紧杆上的预先对准的成对螺孔的带连续螺纹的螺栓。

13、一种适用于前述各权利要求之一中所述设备的用于夹紧机床加工工件的夹紧杆，其特征在于：上述夹紧杆包括许多走向基本垂直上述夹紧杆的连续螺孔，上述螺孔被增大至某一预定的公称直径。

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