CN1109399A - 工件夹紧装置 - Google Patents

Abstract

用于夹紧具有多边形、最好是方形截面的长柄的 非旋转工件的装置，含有上设截面形状相当的、具有 至少一个插入工件的开口的中空夹紧腔的夹持体。 夹紧装置将工件紧固在腔内，腔内设有基准装置以至 少在X、Y以及角度取向上限定工件位置。第一、二 内侧壁上分别设有第一、二与第三内凸筋，夹紧装置 相对设置将工件压靠在内凸筋上。可在腔内入两不 同厚度的板件作为基准装置。本装置特别适用于在 电蚀加工机中夹紧需反复装卸的电极。

Description

本发明涉及一种用于夹紧细长工件或者一个带有多边形截面形状的细长部分或细长柄的工件的装置，该细长部分或细长柄最好是规则的多边形截面形状，特别是大致方形的截面，但非必须是。这种工件可以是包括有装在一个细长柄上的电极坯件，其细长柄安放在夹紧装置中并被夹紧;或者是被直接安放在夹紧装置中，具有大致细长形状的电极坯件;或者是具有一个安放在夹紧装置中的细长部分的精加工电极。

上述夹紧装置是用来安装一个按要求的形状加工工件的工具，例如用于电浸蚀加工工件的电极;或者是用来将一个需要被加工成随意的形状和尺寸的工件固定在一个加工设备上，例如机床。应该理解，“工件”一词不仅是指被加工的坯件，而且也可以是指加工工具，该工具必须以很高的位置精度固定在机床上。很显然，每个工件也都曾是坯件，该坯件也必须被加工成所需的形状。这些考虑在金属工件的电浸蚀加工领域中有显著的重要性。在这种情况下，“工具”也就是电极经常是用铜坯经过车削和/或铣削和/或磨削单独加工而成，以便将其安装固定在电浸蚀加工设备上，并用作形状生成元件。

然而，这种电极体就其尺寸精度来说，是一种必须满足极高要求的工具，这不仅包括在中心位置方面，即X和Y轴，而且包括在绕其中心轴（Z轴）的角度方向方面。另外，在很多情况下，沿Z轴方向的位置精度要求也很高，即相对电浸蚀加工设备的高度位置。

为了加工这种电极体，同样根据要求将坯件，即铜坯本身固定在车床和/或铣床和/或磨床上，并将其加工成所需的最终形状。最后，将加工好的电极安装在电浸蚀加工设备上，从而以与电浸蚀加工工艺所共有的极高的精度加工工件。为了保证加工中所需的精度，电极体的成形必须在很小的公差范围内完成;这意味着安装和夹紧电极体坯件，安装和夹紧已部分加工了的电极，在加工过程中必须将其从一个加工工位移到下一个工位，以及安装和夹紧加工好的电极都必须以很高的精度来进行，这不仅是在几个加工工位上如此，而且在最终的电浸蚀加工设备上也是如此。

用于将电极体安装在电浸蚀加工设备上的适用的连接装置，在本技术领域中早已公知，该装置可保证高精度的中心安装，包括确定的电极角度方位。然而，在很多情况下，不可能直接用这种连接装置固定电极体或电极坯件。其结果是，还需要辅助的夹紧装置。除此之外，这种夹紧装置必须刚性好和加工精度高，其基本要求是它应具有尽可能高的重复位置精度。换句话说，这意味着在加工过程中的电极坯件或在后序的电浸蚀加工过程中的已加工好的电极都必须被多次地从夹紧装置中取出，然而再重新放入。因此，如果需要在X-，Y-和Z-方向上的预定基准位置，以及相对的角度方位，都必须要再次非常准确地确定。

在德国专利No.3347403中公开了一种特别用于夹紧电浸蚀设备中的电极体坯件的夹紧装置。该夹紧装置包括有一个夹具体，该夹具体上有一个夹紧腔，其一端是敞开的，用于安放电极体。夹紧腔的两个邻接的侧壁上设有夹紧螺钉。为了电极体在夹紧腔中定中的目的，设置了许多板件，并且将这些板件中具有所要求厚度的一块或几块板插入夹紧腔;最后用夹紧螺钉将电极体固定夹紧。由于这种夹紧装置设计非常简单，且因此而价格低廉，所以可大批量地使用，以便用于安放和夹紧每一个始终保持固定在夹紧装置中并始终保持同样位置的电极。然而，当需要将电极从夹紧腔中拿出，并以同样的位置再重新插入时，即在X，Y和Z方向以及相对其角度方位都没有任何偏差时，这种夹紧装置就不适用了。

在德国专利No.2646951中公开了一种用于将工具安装在电浸蚀设备上或用于安装同样的非转动工具的安装装置，该装置可保证很精确地固定一个与圆柱形柄相连的工具。为此目的，该装置设有一个带圆柱形可容纳装置的夹具。该容纳装置暴露的自由前端面配合一个从圆柱形柄的径向突出的销，负责控制工具在Z方向上的准确定位，一个平行于夹具轴线延伸的销与上述圆柱形柄上径向突出的销相配合用于工具的对角度方位的准确定位。如该圆柱形卡具是精加工而成的，X和Y方向的准确定位也就可以保证了。然而，这种装置的缺点是其复杂和昂贵的设计，因为，为了保证所要求的精确度，需要一个精加工的夹具;一个经过精确的外圆加工，最好是经磨削加工和淬火的柄，用作工具的支撑件;一个经过同样精加工的，最好是经过淬火的轴向延伸的销，该销被准确地固定在夹具之外;以及一个经过同样精确加工的，最好是经过淬火的，被准确地固定在上述柄上的径向销;最后是一个上述容纳装置上的自由暴露的前端面，该面必须经过精确的平面抛光加工。这种设计由于要求多个精确的部件，所以生产非常昂贵，而且对于磨损和杂质非常敏感。因此，考虑到上述最后一个原因，在安装和拆卸电浸蚀加工工具时，这种装置很难提供一个高的重复精度。另外，可以设想，在加工和成形过程中上述装置很难适合以所要求的刚度夹持住电极体坯件，因为，例如在车削或铣削加工过程中，很大的力要作用在电极坯件上，这很可能使柄上的径向销与容纳装置上的轴向销之间的点接触产生在销的弹性和塑性变形意义上的过度应变。很显然，在这种情况下所需的重复精度已无法再得以保证。

还有另一个更重要的方面：在加工坯件的过程中，在工具上要确定一个理论中心轴，用作电浸蚀加工过程的基准。坯件被夹紧固定在加工设备上并且被加工成电极体，所述理论中心轴是参照夹紧装置适当确定的并且最好不要将电极体再从夹紧装置上取下来。后来的任何一次夹紧工具，既使夹紧装置是以极高的精度标准加工的，都多多少少会导致所述理论中心轴相对于夹紧装置中心轴的明显移动，考虑到在电浸蚀加工过程中必须满足的极高的精度标准，这种后果是最不希望有的。

如前面所讲过的，用于将电极体夹紧在电浸蚀加工设备上的适用的连接装置已是公知技术，该装置可使定心夹紧精度高，包括工具在电浸蚀加工设备上准确的预定角度位置。然而，在很多情况下，不可能将电极坯件直接紧固在这种装置的连接装置上，因此还需要在其中间插入一个夹紧装置。除了所要求的稳固性和精度外，夹紧装置还应该是尽可能地廉价，因为用于电浸蚀加工设备的电极有时必须要成百地大量储存。

应当承认用于棱形或圆形体的夹紧装置已是公知的，该装置可以满足有关精度和稳定性的要求，但其相对比较昂贵。因此储存几百个紧固在这种夹紧装置上的电极是一件非常昂贵的事。只存储电极本身，不将其紧固在夹紧装置上，通常是不可能的，因为在大多情况下，满足不了有关准确定位的精度要求。

本发明的主要目的在于克服夹紧装置现有技术所存在的缺点，并提供一种设计简单的夹紧装置，该装置仅包括有很少几个部件，这些部件必须是精密加工的，而且制造成本很低。本发明进一步的目的是提供一种非常坚固的并且可以承受很大力的夹紧装置，从而该装置在工件坯在加工和成形的过程中可靠使用。本发明进一步的目的是提供一种对磨损和杂质非常不敏感的夹紧装置，并且该装置可保证特别高的重复位置精度。

本发明还有进一步的目的是，创造一种上面所提到的夹紧装置，该装置不仅在夹紧的稳固性和精确度方面具有合乎要求的特征，而且制造非常便宜，因而构成了一个廉价的部件，该部件可以大批量地储存而无需投入大量资金。因此避免了电极被松开和再夹紧，这样就可保证满足最高的精度要求。本发明还有进一步的目的是，创造一种上面所提到的夹紧装置，该装置普遍适用于圆形或棱形的工件，并且适用于分别具有圆形或棱形轴部的工件。该装置分别适合于工件或轴部的不同尺寸。且该装置可简单，快速地夹紧工件。

根据本发明的第一个方面，本发明的夹紧装置适用于夹紧任何一种工件或工具，该工件或工具或者是具有一个细长部分，或者是带有一个细长的柄，或者其本身就是细长形的，其具有任意形式和尺寸的多边形截面形状，或者具有圆形的截面。在第一种普遍使用的实施例中，夹紧装置包括有一个夹紧体部件，其上设有一个空心的夹紧腔。该夹紧腔为多边形截面形状并有相邻的第一和第二内侧壁，以至少一个开口，通过该开口所述工件或工具的细长部分或细长柄可插入夹紧腔。

为了限定细长部分或具有多边形，最好是矩形截面的柄的位置，至少是在X和Y方向以及其角度方位的位置，在夹紧体部件上设有一个与细长部分或柄配合的基准装置，其包括有第一和第二条筋，每条筋从所述第一内侧壁向夹紧腔的内部突起并且相互间隔一定的距离。该基准装置还包括从所述第二内侧壁向夹紧腔内部突起的第三条筋。为了夹紧固定夹紧腔内的细长部分或柄，设有一个紧固装置。该装置基本上与所述第一和第三条筋相对，这样，该紧固装置就朝着所述第一、二和第三条筋夹紧插入夹紧腔内的细长部分或柄。

由于有这样的夹紧装置，通常可以用，例如方形的、光亮冷拔铜或钢棒作为柄，它适用于廉价的储存商品，出于意料的是，当这种棒使用在本发明的夹紧装置中时，不再需要进一步的精加工或处理，例如磨削，抛光或淬火以保证所要求的位置精度。另一方面，如果需要，还有可能在本发明的夹紧装置中直接夹紧一个具有多边形，最好是方形或矩形截面形状的电极坯。工件的细长部分或柄的两个相邻侧面在三条筋上可靠限定的，但非重复的贴靠达到了工件在X和Y方向以及有关其角度方位的精确定位。

通常要确保夹紧装置的多边形截面形状与被夹紧固定的工件上的一部分或柄的多边形截面大致上相对应。但是，也有可能将一个具有某种多边形截面形状的工件的一部分或柄固定在一个具有不同的多边形截面形状的夹紧腔内，只要该工件的一部分或柄的尺寸足够小。

除此之外，通常最好是夹紧腔的截面尺寸大于细长部分或柄的截面尺寸。这样当细长部分或柄被插入夹紧腔时，在细长部分或柄周围就产生了很大的间隙。因而可以确保工件的细长部分或柄能够很容易地，不费力地插入夹紧腔，并且可以保证减少甚至避免杂质的任何不良影响。

本发明的夹紧装置的一个特别好的实施例适合于用来夹紧带有一个具有大致方形截面的部分或柄的工件。当然，在这种情况下，夹紧腔的截面形状也大致为方形，且最好其尺寸稍大一些。不同尺寸和质量的方形铜棒或钢棒是很容易得到的，它既可以用作柄，真正的电极体是焊到该柄上的，也可以用作电极体坯件本身。夹紧腔的两个其上有突起筋的内侧壁相互完全垂直这一点并不是最重要的，尽管这种完全垂直的位置关系可以很容易地通过用本领域熟知的线浸蚀工艺方法精加工夹紧腔而达到。

如果将被夹紧的工件的方形部分或柄的侧棱边倒角，且如果夹紧腔有一个相应的斜侧壁，就可保证工件的方形部分或柄仅按一定的角度方向，即预定的大致的角度位置插入。这个措施大大方便了本发明夹紧装置的使用。

最好是，前面所提到的斜壁位于两个相邻设置的筋，即前面所述的第一和第二条筋的对面，并与每个相邻的夹紧腔内侧壁围成一个45°角。为了夹紧固定工件的该部分或柄，可以设置一个紧固螺钉，该螺钉旋拧在位于斜壁中心的螺纹通孔中，该螺纹孔的轴线垂直于斜壁的内表面并因而指向前述夹紧腔第一和第二内侧壁的公共侧棱边。

如果要求工件的该部分或柄在Z方向上的定位，夹紧腔可设置一个底板，该底板或者是固定到夹紧腔上，或者是整体成形。当工件的该部分或柄被插入夹紧腔时，工件的该部分或柄的端面紧靠在底板上。为了清除收集在底板上的灰尘或碎屑，可在夹紧体上靠近底板处设置两个径向相对的开口以得到从侧面到夹紧腔内部的通路。可以用压缩空气喷射很容易地将这种杂质吹出去。

与前述夹紧腔的第一内侧壁相对的内侧壁和与前述夹紧腔第二个内侧壁相对的内侧壁都包括有一个弹性装置，当工件的该部分或柄插入夹紧腔时，该弹性装置紧靠在工件该部分或柄所贴近的侧面上，并将该部分或柄压向前述第一，第二和第三条筋。最好，该弹性装置包括有球，通过装在前述相对的侧壁上设置的盲孔中的弹簧，将该球压靠在工件的该部分或柄的相邻接的侧面上。

根据本发明的第二个方面，本发明提供的实施例包括有一个夹具体部件，该部件具有相对加工设备支承该夹具体部件的一支承表面和沿第一支承表面的横向延伸并至少部分构成容纳细长形工件的腔的侧壁表面，该腔具有大致为多边形的截面。该夹具体部件具有沿大致与第一支承表面平行的方向，与其间隔一段距离延伸的第二支承表面，用于支承该腔中的细长工件并形成该腔的底部。该夹具体部件设有至少一个沿侧壁表面横向延伸的螺纹孔和至少一个容纳在该螺纹孔中的紧固螺钉，用于紧固该腔中的细长工件。

设置在夹具体部件的腔中的基准装置分别与细长工件或细长部分配合，以限定细长工件或细长部分至少在X和Y方向上的位置以及有关其角度方向的位置，如果适当的话，该基准装置包括有多个板状的插块，用来有选择地插在细长工件或工件的细长部分的表面与形成夹具体上夹具腔的一个侧面的部分侧壁表面之间，以变化该腔的尺寸，从而为将不同尺寸的细长工件或工件的细长部分夹紧在该腔中并且是在相对该腔的中心位置上提供了保证。

最好在夹紧腔的拐角处设有圆柱形的槽。由此可保证板状插块件确实地紧靠在夹紧腔壁的内表面上。

如果需要夹紧圆形截面的工件，可设置另外一个螺钉，该螺钉位于由两个设有紧固螺钉的相邻壁围成的拐角处，该另一个螺钉大致地沿夹紧腔的对角线延伸并且伸入夹紧腔。经普通加工的夹紧块表面最好能包括有适应的装置以将夹紧块紧固到一个连接装置上或一个加工设备上，等等。

一组板状体可包括有多个厚度相相差0.5和1mm的插板，以及另外多个厚度在1/100至1/10mm范围的插板。因此，如果需要，工件可达到非常精确的定中。

最好是，插板的长度相当于夹紧块上夹紧腔的深度，及插板的宽度大于夹紧腔的壁宽的一半。从而保证了插板在腔中的可靠贴合并且确保了夹紧腔壁的中心总是被一个或多个插板遮盖住，以便为夹紧装置中的工件提供确定的贴靠表面。

下面将参照附图进一步描述本发明装置的一些实施例。在附图中：

图1为本发明夹紧装置的第一实施例的总体示意透视图，其上夹有一个细长的工具柄，其端部装有一个电极坯件。

图2为图1所示夹紧装置的侧视图，其中不带有工具柄各电极坯件;

图3为图2所示夹紧装置的顶视图;

图4为沿图2中Ⅳ-Ⅳ线的夹紧装置截面图，其中带有插入的工具柄;

图5为与图4相同的截面图，但为本发明夹紧装置的另一实施例;

图6为本发明夹紧装置的另一实施例，该装置设有夹紧固定棱形工件的空腔;

图7为图6所示夹紧装置的顶视图，即包括有夹紧腔的表面;

图8为图6所示夹紧装置的截面图，其中带有一个夹紧的工件;

图9为图6所示空的夹紧装置的局部剖视图;

图10为不同的插板的立体图。

如图1至10中所示，本发明夹紧装置的所有实施例均由参考符号1和100表示，该夹紧装置用来分别夹紧非转动工件或工具及手柄。根据图1，夹紧装置1包括有一个夹具体2，在本实施例中，夹具体2具有例如用工具钢制成的圆柱体金属块形状，其上端是为一体的截头圆锥体，很显然，该夹具体可以是任意形状的，但最好为规则的对称形状，例如立方体或长方体。

夹具体2设有空心的夹紧腔3，该夹紧腔一直延伸并与夹紧装置的垂直中心线Z同轴（参见图2）。夹紧腔3在其顶端在任何情况下是敞开的。在其底端则可根据需要可以是敞开的或者是封闭的。在图1中所示的实施例中，夹紧腔3的底端是敞开的，而在图2所示的实施例中，夹紧腔的底端则是封闭的。为此目的，可通过适当的方法用紧固装置（未示出）在夹具体2的底部安装一块基板4，或者，用另一种方法可将基板与夹具体2-体成型。下面将进一步详细解释。

从图1中可以看出，夹紧腔3用于安放一个柄5，其自由端装有一个工件6，例如电极坯件或已加工好的电浸蚀电极。在某些情况下，本发明的夹紧装置也可适合用于直接夹紧工具或工件。只要该工具或工件至少具有一个细长形的和吻合的截面尺寸的部分就完全有可能。

现在参见图3，可以看出夹紧腔3具有与Z轴垂直的大致方形的截面，夹紧腔3沿该Z轴延伸穿过夹具体2。夹紧腔3大致包括有四个内侧壁7、8、9和10沿Z轴平行延伸，从而每两个相邻的内侧壁至少大致相互成直角设置。第一内侧壁7包括有第一和第二条筋11和12，这两条筋从内侧壁7上分别向夹紧腔3内突出。筋11和12相互间隔一段距离设置，并相互平行及平行于中心轴Z延伸。第一条筋11位于内侧壁7与第二内侧壁8相邻的边缘部，第二条筋12位于内侧壁7与第四内侧壁10相邻的另一边缘部。第一和第二条筋11和12分别比较窄;最好，筋11和12的宽度大致小于内侧壁7的宽度的一半。

第二内侧壁8包括有第三条单一的筋13，这条筋13同样从内侧壁8向夹紧腔3内突出，并且也平行于中心轴Z延伸。第三条筋13位于第二内侧壁与第一内侧壁7上的第一条筋相邻的边部，其宽度无论如何大致小于第二内侧壁8的宽度的一半。筋11和12在一方向上，而在另一方向上的筋13分别对安放在夹紧腔3内的柄5起基准和止挡面的作用，正如下面所详细解释的。

安放在夹紧腔3中的柄5也具有一个大致方形的截面，且最好用光亮拉制铜或者工具制成;经验证明，这种柄的表面质量，无需任何额外的精加工或处理就足以使其精确地安装在本发明的夹紧装置内，并且具有很高的重复位置精度。最好将柄5的一条纵向棱45度倒角，这样形成一个斜面14。因此，夹紧腔3也具有一个由侧壁15构成的斜面部分，其相对相邻的侧壁9和10沿45°角延伸。

斜侧壁15与分别从夹紧腔3的内侧壁7和8上突出的第一和第二条筋11和13的方向正好相反。因此，夹紧腔3的截面形状与安放在夹紧腔3内的柄5的截面形状相对应。其结果是，柄5上的斜面14和夹紧腔3内的斜内侧壁15保证了使柄5能按照明确的预定位置，就其角度方向而言，插入夹紧腔3。

一个畅通的夹紧腔3的截面开口多少要比柄5的截面尺寸大一点，其结果是在柄5的周围具有一定的间隙。具有一些间隙的目的一方面是使柄5能够很容易地和不费力地插入夹紧腔3，并且另一方面是减少或排除柄5和/或夹紧腔3的内侧壁可能出现的杂质的负作用。

为了将柄5固定在夹具体2内，设有一个最好为圆柱的紧固螺钉16，从图4中可看出，该紧固螺钉16安装在夹具体2的壁上，其内具有螺纹孔17。螺钉16的中心线的实际延伸从斜侧壁15的中心伸展到两个侧壁7和8之间的边缘，即指向两条筋11和13。换句话说，螺钉16的动作方向与夹紧腔3的两个相邻的侧壁7和8之间的角中线大致相同。为了使紧固螺钉16能起到所需的夹紧作用，该紧固螺钉位于夹紧腔3的斜侧壁15的中心并垂直于该斜侧壁的内表面延伸。

另外一种未在附图中示出的可能方案是，设有两个夹紧螺钉，该两个螺钉穿过夹具体2并分别在侧壁9和10的中心处沉入夹紧腔3，从而共同向筋11、12和13压紧柄5。

从图1和2中可以看出，在夹具体2的最底部设有两个相对设置的开口18，其形状可以是槽。在图1和2中，仅示出了其中的一个槽18，即在夹具体2的前面上的槽;另一个槽位于夹具体2的后面，并且其尺寸和形状均与位于前面的槽相对应。设有这些开口18的目的是，为了能够通过用压缩空气将收集在夹紧腔3的底部的杂质，例如碎屑等吹出去。

如果希望按照预定的，完全限定的垂直位置，即沿Z轴安装柄5和工件，可以设置具有基板4的夹紧腔底部。一种可能是通过螺钉或类似的紧固装置（未示出）将基板4固定在夹具体2的底部，或者另一种可能是将基板4与夹具体2整体成形而构成底部。但是，如果夹紧腔3的形状是通过线浸蚀工艺实现的，所述后一种可能性就不太适合了。正如本领域所公知的，这种工艺可保证金属工件的极精密的加工。另一方面，在某种情况下，并不要求设置一个分开的基板4，特别是在这种情况下，即当夹具体2是放在或者是固定连接在一个连接件或加工设备或诸如此类的平的安装表面上时（未示出）。

分别来说，无论是设置分开的基板4还是后者由任何适当的安装表面形成，都可保证Z方向的定位，因为柄5或工件一旦插入夹紧腔3就会紧靠在所述基板4上或所述安装表面上。这对于首先必须保持高水平的重复精度来说并不重要。无论所述柄5的端面是否是完全平的或是否是完全垂直于柄5的中心轴，只要不是用很大的力将柄5打入夹紧腔3。然而，完全没有必要用很大力将柄5打入夹紧腔3，因为在柄5的周围总是有足够的间隙，以使柄5不费力地，缓和地插入夹紧腔3直到柄5的端面与基板件4或终止夹紧腔3的平安装表面。

图5中示出了本发明夹紧装置的一种改进实施例。该图示出了类似于图4的截面视图。图5所示实施例的设计基本上与前面所讨论的实施例的设计相同。所不同的是，在夹紧腔3中设置了弹性压力元件，该元件向柄5施加力。按照图5，夹紧腔3的内侧壁9和10，即与筋11、12和筋13相对的侧壁上分别设有盲孔23，每个盲孔中放置了一个压力弹簧22。每个盲孔的开口，即与夹紧腔3交汇的开口多少有些收窄并且每个孔23中放置一个球21，在弹簧22的作用下球21被压向夹紧腔3，但由于孔23收窄了的开口，球21不可能离开孔23。如图5中所示，当把柄5插入夹紧腔时，球21紧靠在柄5相邻的侧表面上并将其分别压向筋11、12和13。这样就实现了柄5在夹紧装置1中一定的预定中。同时，也使夹紧装置的操作更为简便，因为，由于弹簧22经球21施加的力使柄5稳固地保持在夹紧腔中，直到最后拧紧紧固螺钉16。

松开紧固螺钉16，可很容易地将柄5插入夹紧腔3，如果合适，直到其端面紧靠在基板件4或平安装表面上。如果在夹紧腔3的底部有明显的杂质，可通过开口18向夹紧腔吹入压缩空气。在图5所示实施例的情况下，在弹簧22作用下的球21可保证柄5已经紧靠在筋11，12和13的表面上，其位置非常近似于所要求的柄5的最终位置。这时慢慢拧紧紧固螺钉16，且柄5沿径向分别向筋11，12和13移动，直到柄5的两个相邻侧表面稳固地靠在这些筋上，即，在根据图4的例子中，侧表面19靠在筋13的表面上，侧表面20靠在筋11和12的表面上。这样，在X和Y方向（参见图4）以及相对的旋转角β的位置就确实地，但不重复地固定了。并且柄5在Z方向上的位置是通过柄5的下端面靠在基板件4或另一个适当的止挡表面上来固定的。

为了将柄5以及工件从夹紧装置上取下，将紧固螺钉16松开，即可很容易地将柄5拔出。在图5的实施例中，特别是，如果将夹紧装置倒置安装，弹簧加载的球21可防止柄5不小心从夹紧装置中掉出。

经验显示，且发明人所作的试验也证明了，尽管本发明的装置设计非常简单，但其重复位置精度意想不到地高。例如，如果使用一个由尺寸为15×15mm的光亮拉制铜棒构成的柄，该柄没有再经过任何方式的精加工或处理，既使将该柄上百次地从本发明的夹紧装置中取出并再插入，其在各方面向上的重复位置精度均可达到不超过0.4密耳的范围。

图6至10中示出了本发明夹紧装置的另一实施例，该装置也适用于夹紧带有圆形截面的柄的工件。有参考符号100所表示的该夹紧装置包括有一个夹紧块102，该夹紧块具有大致为立方体的形状，并且最好是用钢制成的。在图6中的底面被精密加工成平面并包括有被固定在连接装置，加工设备等上的装置;对于这种装置将进一步详细说明。在与下表面103相对的夹紧块表面104上设有一个相对该表面凹进的夹紧腔105，该夹紧腔具有大致方形的截面，其角处设有圆形槽106。夹紧腔105的深度多少小于夹紧块102的高度，因此该夹紧腔105具有与夹紧块102整体成形的底部107（参见图9）。

因此，四个壁108，109，110和111限定了夹紧腔105，该四个壁与底部107一起构成了实际的夹紧块。在目前的例子中，夹紧块102的外轮廓具有方形截面。但是也可选择具有同样效果的矩形或圆形。夹紧块102的棱边是呈锯齿状112，此锯齿状是延其本身高度的一部分面对上表面104延伸的。

在本实施例中，夹紧块102的两个相邻设置的壁108和111上分别设有夹紧螺钉113和114，该夹紧螺钉旋置在相应壁上设置的螺纹通孔中。这些夹紧螺钉用于夹紧固定工件，根据图6所示实施例，该工件为具有矩形截面的细长杆115。这个工件可以是一个铜杆，其用作制造电浸蚀加工设备的电极的坯件。杆115的截面各个尺寸均小于夹紧腔的截面105。为了保证杆115至少被夹紧在差不多中心，设置了作为基准装置的一对插板116和116′，该插板的设计将在下面详细描述。其基本点是，在拧紧夹紧螺钉113和114后，杆115将压靠在板116和116′上，并由此分别压靠在相对壁109和110的内表面上。对于壁108和110的内表面所必须满足的平滑度和角度方位的要求并不很严格;但重要的仅仅是工件，即杆115是不能移动的，并夹紧在大约夹紧腔105的中心。

从图10中可见，夹紧装置包括有一组多个插板116a……116x，其高度c相应近似于夹紧腔105的深度c（见图9）。插板116a……116x的宽度b是这样选定尺寸的，即每一块单独的板，在夹紧腔105中的位置上，其宽度总是达到和超过有关侧壁108和111的中心。

各个插板的厚度是不同的;各个插板116的厚度级差可以是0.5或1mm。在本实施例中，板116a的厚度是0.5mm，板116b之一的厚度是1mm，板116c之一的厚度是2mm，并且后面各板

116d至116x之一的每个板都多1mm。最好这组插板总是包括有多个具有相同厚度的板116，但至少有两个具有相同厚度的板116a至116x。因此，板116x可以具有比两个相对的壁108和110或109和111之间的距离稍微小一点的厚度，从而也有可能夹紧一个很小尺寸的工件。当然还有一种可能是在每个侧面叠放多个板，以便达到所需要的总厚度。

为了夹紧矩形截面的工件115，人们必须按照下面的方法进行：夹紧腔105的相对壁108和110或109和111之间的净宽度13（见图7）是已知的;可量出工件115的两个截面尺寸Y和Z，对于板116（见图6），可在插板组中选出一个适合的板，其厚度相当于值B和值Y之差的一半。同样，在插板组中选出一个适合的板作为板116′，其厚度相当于值B和值Z之差的一半。因此，杆115的中心至少大致位于夹紧腔105的中心，并且必然位于夹紧装置102的中心。如果工件的夹紧中心必须满足很高的要求，还可设置辅助插板，其厚度在1/100mm至1/10mm范围内，且除了厚度级差较大的116a……116x以外，还可将辅助插板插入夹紧腔105。但是，通常工件是否被很精确地夹紧在夹紧装置的中心并不是非常重要的，因为坯件的加工仅仅是在其后完成，由此精确的理论中心轴将会形成。

重要一点仅仅是，工件115一旦被夹紧就不能再移动，并可靠地保持在夹紧装置102中，一方面是在工件的加工过程中，另一方面是在其储存的过程中。这些要求当然是由夹紧块102的坚固，简单的设计来实现的。

从图8中可以看到，圆形工件115a是怎样被夹紧在夹紧装置中的。为此目的，设置了一个附加的紧固螺钉117，该螺钉设置在夹紧腔105的拐角区域，最好是在由备有紧固螺钉113和114的壁108和111所围成拐角处。在其余方面，夹紧过程中的设计和工序都完全相同，因此必须用两个具有相同厚度的板116和116′上面所提到的锯齿状棱边，112有利于附加紧固螺钉117的措施，该螺钉沿夹紧腔105的截面的对角线沿伸。

图9中的视图示出，夹紧块102的下表面103上设有凹孔118和螺纹孔119，这些孔分别用于安放将夹紧块102紧固到加工设备上的装置和相对于加工设备将夹紧块102定中的装置（未示出）。

根据本发明的夹紧装置提供一种简单、精确和坚固的装置，该装置能够快速和可靠地分别夹紧特别是电蚀电极和用于加工该电极的坯件。通常，夹紧腔3和105的尺寸可分别这样选择，即几乎所有尺寸的电极都能安放在其中;这种夹紧装置的加工和存放当然都因此而非常便宜，因为夹紧不同尺寸的电极只需要单一型式的夹紧块102。插板是简单的部件，可以低成本精密加工而成，并因此可以保持预备大量的和多种型式的插板。

仅仅一个单独的表面，即夹紧块的表面3和103必须以很高的精度加工，即必须磨削加工成精确的平滑表面，因为夹紧装置1和100的连接将靠这个表面和其上设置的紧固定装置起作用。最后加工成电极将始终保持夹紧在夹紧装置100中，既使是被存放起来。这在没有大量资金消耗的情况下成为可能是由于夹紧装置是一个廉价的部件，而所要求的高精度是靠避免了像以前所做的需要取出和再夹紧电极而得以保证的。

由于夹紧块2和102的封闭设计，最好该夹紧块用机械钢制成，结果是夹紧装置具有很高的刚度。因此，通过分别拧紧夹紧螺钉13、14和17或分别拧紧夹紧螺钉113、114和117就可将工件可靠地，不可移动地固定。

Claims (32)

1、一种用于夹紧细长工件或具有细长部的工件的夹紧装置，包括有：

一个夹具体部件，该部件具有相对加工设备支承所述夹具体部件的第一支承表面和沿所述第一支承表面的横向延伸并至少部分构成安放细长工件的腔的侧壁表面，所述腔具有大致多边形的截面。

所述夹具体部件具有沿大致与所述第一支承表面平行的方向与其间隔一段距离延伸，该表面用于支承所述腔中的细长工件并形成所述腔的底部，

所述夹具体部件设有至少一个沿所述侧壁表面横向延伸的螺纹孔，

和至少一个容纳在所述螺纹孔中的紧固螺钉，该螺钉用于紧固所述腔中的细长工件；

其特征是所述夹具体部件的腔中设有基准装置，分别与所述细长工件或所述细长部配合以限定所述细长工件或所述细长部至少在X和Y方向上的位置以及，如适当的，有关其角度方向的位置。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述基准装置包括有第一条筋和第二条筋，每条筋从第一侧壁表面向所述夹紧腔的内部突出并且两条筋相互间隔一定距离，和从第二侧壁表面向所述夹紧腔内部突出的第三条筋，所述第一和第二侧壁相互邻接，因而所述紧固装置与所述第一和第三条筋基本上相对设置，这样紧固装置就朝向第一、第二和第三条筋夹紧插入所述夹紧腔的所述细长工件。

3、根据权利要求2所述的装置，其中所述细长工件或细长部分具有大致多边形的截面，其特征是所述夹紧腔的多边形截面形状相应于所述细长形工件或细长部分的多边形截面形状。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征是所述夹紧腔的截面尺寸大于所述细长工件或所述细长部分的截面尺寸，这样，当所述细长工件或细长部分插入所述夹紧腔时，在所述细长工件或细长部分的周围就产生了明显的间隙。

5、根据权利要求2所述的装置，其特征是所述第一、第二和第三条筋沿着与所述细长工件或细长部分的中心纵向轴平行的方向延伸，并且相互平行。

6、根据权利要求2所述的装置，其特征是所述紧固装置，就其使用方向而言位于所述夹紧腔的所述第一和第二侧壁之间夹角的中线上。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是所述紧固装置包括有紧固螺钉，该螺钉容纳在所述夹紧腔的一个壁上设置的螺纹通孔内。

8、根据权利要求2所述的装置，其特征是所述紧固装置包括有第一和第二紧固螺钉，所述第一紧固螺钉安放在与所述第一内侧壁相对的夹紧腔的第三壁上设置的螺纹通孔内，且所述第二紧固螺钉安放在与所述第二内侧壁相对的夹紧腔的第四壁上设置的螺纹通孔内。

9、根据权利要求3所述的装置，其特征是所述细长工件或细长部分和所述夹紧腔具有大致方形的截面形状。

10、根据权利要求5所述的装置，其特征是所述第一条筋位于所述第一内侧壁上与所述第二内侧壁相邻接的侧边处，且所述第二条筋位于所述第一内侧壁上相对的侧边处，且所述第三条筋位于所述第二内侧壁上与所述第一内侧壁相邻接的侧边处。

11、根据权利要求9所述的装置，其特征是所述细长工件或细长部分的一个纵向延伸的棱边，并其中所述夹紧腔包括有相应的倾斜部。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征是所述夹紧腔的倾斜部是一个倾斜的内侧壁，其位于第三和第四内侧壁之间并与每个相邻的第三和第四内侧壁围成一个45°角，所述倾斜壁径向相对地分别设置在所述第一和第二内侧壁上的处于相邻位置的第一和第三条筋处。

13、根据权利要求7和12所述的装置，其特征是所述紧固螺钉容纳在设于所述倾斜内侧壁中心处的螺纹通孔中，所述螺纹孔的轴线垂直于所述倾斜内侧壁的表面，指向所述夹紧腔的内部。

14、根据权利要求2所述的装置，其特征是还设有另一个限定所述细长工件或细长部分在Z方向的位置的基准装置，所述另一个基准装置由所述夹紧腔的底面构成。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征是所述夹紧腔包括有位于所述底面区域的两个径向相对的开口。

16、根据权利要求2所述的装置，其特征是所述第一和第二条筋的宽度总和小于所述第一内侧壁的宽度的一半。

17、根据权利要求2所述的装置，其特征是所述第三条筋的宽度小于所述第二内侧壁的宽度的一半。

18、根据权利要求2所述的装置，其特征是与所述第一内侧壁相对的第三内侧壁和与所述第二内侧壁相对的第四内侧壁都包括有弹性装置，当所述细长工件或细长部分插入所述夹紧腔时，该弹性装置紧靠在其贴近的侧面上并从而将所述细长工件或细长部分压向所述第一、第二和第三条筋。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征是所述弹性装置包括球体，通过容纳在所述第三和第四内侧壁上设置的盲孔中的弹簧将该球压靠在所述细长工件或细长部分贴近的侧面上。

20、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述基准装置包括有多个板状插块，用于有选择地插在所述细长工件或所述工件的细长部分的表面与形成所述夹具体上夹具腔的一个侧面的部分所述侧壁表面之间，以变化所述腔的尺寸，从而为将不同尺寸的细长工件或工件的细长部分夹紧在所述腔中并且是在相对所述腔的中心位置上提供了保证。

21、根据权利要求20所述的装置，其特征是所述腔的拐角设有圆柱形的槽。

22、根据权利要求20所述的装置，其特征是所述第一支承表面包括一个将所述夹具体相对加工设备紧固的装置。

23、根据权利要求20所述的装置，其特征是所述多个插块包括有厚度为y的整倍数毫米的插块。

24、根据权利要求20所述的装置，其特征是所述多个插块包括有厚度为1的整倍数毫米的插块。

25、根据权利要求20所述的装置，其特征是所述多个插块具有第一个数的整倍数毫米的厚度和至少一个第二组插块，其厚度至少不同于所述第一个数目的第二个数目的整倍数毫米的插块。

26、根据权利要求25所述的装置，其特征是所述第一个数等于0.5并且所述第二个数等于0.1。

27、根据权利要求26所述的装置，其特征是所述多个插块还包括有厚度为第三个数0.01的整倍数毫米的第三组插块。

28、根据权利要求23、24、25、26或27所述的装置，其中每个插块的长度大致等于所述细长工件或所述细长部分的长度，并且每个插块的宽度大于所述细长工件或细长部分的宽度。

29、根据权利要求20所述的装置，其中所述夹具体有两个螺纹孔，该两个螺纹孔沿所述侧壁表面横向延伸并且按相互为90°角设置，用来紧固容纳两个将细长工件或细长部分的宽度。

30、根据权利要求29所述的装置，其中所述夹具体有第三个螺纹孔，该螺纹孔沿所述侧壁表面横向延伸且穿过所述两个螺纹孔之间所述腔的拐角。

31、根据权利要求29所述的装置，其中所述插块是用来有选择地插在细长工件或细长部分的表面与形成所述多边形腔的两个相邻侧壁的两个相邻的部分所述侧壁表面之间。

32、如前述任一权利要求所限定的，夹紧装置是被用作紧固地安放电极体坯件和用于电浸蚀加工设备的电极的夹紧装置。

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