CN1689752B - 具有卡盘和可松开连接在卡盘上的托板的夹紧设备 - Google Patents

Abstract

一种包括卡盘构件和可松开地固定在所述卡盘构件上的托板构件的夹紧设备。卡盘构件具有四个对中凹槽，对中凹槽围绕z轴线相互偏转90°，而托板具有四个相应定位的对中销。在每个对中凹槽内，凹槽侧面之一用来对中托板的相关对中销，而另一凹槽侧面通过夹紧构件构成。当托板夹紧在卡盘构件上时，相关夹紧构件与对中销上设置的凹口接合，并将后者在z方向上拉入卡盘构件的对中凹槽。同时，夹紧构件还将对中销压靠另一凹槽侧面，由此，托板相对于卡盘构件在x、y和z方向上定位，并夹紧到卡盘构件上。

Description

具有卡盘和可松开连接在卡盘上的托板的夹紧设备

技术领域

本发明涉及一种包括卡盘构件和适用于可松开地固定在卡盘构件上的托板的夹紧设备。卡盘构件具有至少三个对中凹槽，并且托板具有布置并成形为与对中凹槽相对应的相应数量的对中销。卡盘构件还包括用于将托板夹紧在卡盘构件上的夹紧装置。

背景技术

所述类型的夹紧设备主要用来以很好限定的定位方式将工件固定在加工机床的加工区域内。由此，工件首先固定在托板上，并且托板可松开的连接到卡盘构件上。在大多数情况下，卡盘构件本身固定连接到加工机床上。

在此类型的公知设备中，通常卡盘构件设置四个对中销，每个对中销具有两个相对、锥形侧表面。托板设置四个凹槽，凹槽的位置和形状与所述对中销相对应。托板包括中央定位的夹紧条，托板可以通过夹紧条夹紧地固定在卡盘构件上。当将托板夹紧地固定在卡盘构件上时，对中销进入对中凹槽，并将托板相对于卡盘构件在x和y方向上对准并相对于其角度位置对准。

文件EP0255042披露一种适用于将工件固定在加工机床上的所述类型的夹紧设备。夹紧设备基本上包括卡盘构件、电极保持件和固定在后者上的夹紧条。电极保持件的顶部表面设置四个凹槽，凹槽围绕中央z轴线相互偏转90°。每个凹槽的每个侧面具有切口，以便凸缘结构在z方向上具有弹性。

四个凸脊从面向电极保持件的卡盘构件的表面伸出。这些凸脊的形状和位置大致与设置在电极保持件内的所述四个凹槽的形状和位置相对应。卡盘构件的拐角设置四个用作z方向参照物的四个柱件。在将电极保持件夹紧到卡盘构件上时，卡盘构件的凸脊与电极保持件的弹性凸缘接合，并在z方向上轴向变形后者，直到所述z参照物柱件静靠在设置在电极保持件上的支承表面上；因此，确定电极保持件相对于卡盘构件的z位置。通过与弹性凸缘结合的凸脊，电极保持件定位在x和y方向上，及其相对于卡盘构件围绕z轴线的角度位置。

为了从卡盘构件拆卸电极保持件，电极保持件必须沿着至少与电极保持件之上的中央夹紧条的长度相对应的路径轴向运动(即在z轴线方向上)。换言之，这意味着必须设置在z方向上延伸并定位在夹紧在卡盘构件上的电极保持件之上的自由空间，它至少与夹紧条的长度相对应以便使得电极保持件升高离开卡盘构件并进行拆卸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种所述类型的夹紧设备，该设备在组装状态下具有低的总高度，并只需要z方向上的相对小的自由空间，使得托板从卡盘构件上拆卸。

为了满足这些和其它目的，本发明提供一种夹紧设备，该设备包括卡盘构件和适用于可松开地固定在卡盘构件上的托板。卡盘构件具有至少三个对中凹槽，并且每个对中凹槽具有第一对中凹槽侧面和第二对中凹槽侧面。

托板具有布置并成形为与三个对中凹槽相对应的至少三个对中销，并且卡盘构件包括将托板夹紧在卡盘构件上的夹紧装置。

卡盘构件的每个所述第一对中凹槽侧面适用于确定托板的相关对中销的位置，并且在将托板夹紧在卡盘构件上时，每个所述第二对中凹槽设置适用于与相关对中销的凹口接合的夹紧构件，使得每个对中销在z方向上拉入相关对中凹槽，并同时压靠相关对中凹槽的所述第一对中凹槽侧面。

因此，在不必设置分开夹紧螺栓或杆来将托板固定在卡盘构件上的事实中可以看出本发明的基本思想。相反，设置在托板上的对中销可用来相对于卡盘构件对中托板并同时用来将托板固定在卡盘构件上。为此，在卡盘构件的每个对中凹槽中，一个凹槽侧面适用于对中并定位与其接合的对中销，同时相对的凹槽侧面通过适用于与设置在相关对中销上的凹口/或凸起接合的夹紧构件构成。由此，夹紧构件不仅在z方向上将对中销拉入对中凹槽，但同时将其推靠用作对中目的的相对凹槽侧面。

附图说明

图1表示卡盘和托板的透视图；

图2表示卡盘的顶视图；

图3表示托板和卡盘的截面图，两个元件相互分开；

图4表示托板和卡盘组装状态的截面图，但是还没有相互夹紧；以及

图5表示托板和卡盘组装并相互夹紧的截面图。

具体实施方式

图1以透视图表示托板2以及卡盘1，还包括下面说明的某些细节。卡盘具有大致圆柱形形状并包括通过多个螺钉5固定环形元件4的大致圆形的底板3；由此，该环形元件4围绕真正的卡盘构件1。卡盘构件1设置中央连续开口6，开口适用于容纳套筒构件7。

环形密封构件8和9各自从顶部插入环形元件4和套筒7内。卡盘构件1还设置相互偏转90°并围绕中央z轴线26同轴布置的四个对中凹槽10a、10b、10c和10d。另一方面，托板2设置与卡盘构件1的对中凹槽10a、10b、10c和10d对应布置并适用于在组装两个元件1和2时与其协作的四个对中销20a、20b、20c和20d。

在对中凹槽10a、10b、10c和10d各自设置在卡盘构件1内的情况下，凹槽的一侧或侧面适用于用作对中与其协作的托板2的对中销，同时另一凹槽侧或侧面通过枢转支承锁栓11a、11b、11c和11d形式的夹紧元件构成。总共四个锁栓11a、11b、11c和11d用来将托板2夹紧在卡盘构件1上，如此后更加详细说明那样。特定锁栓11a、11b、11c和11d横向运动到设置在卡盘构件内的凹槽内。在夹紧装置的组装状态下，对于轴向来说，相关锁栓11a、11b、11c和11d通过套筒7在其内侧固定，并通过环形元件4在其外侧固定。

图2表示卡盘构件1的顶视图。除了四个对中凹槽10a、10b、10c和10d和四个锁栓11a、11b、11c和11d之外，附图还表示四个凹槽侧或侧面14a、14b、14c和14d。考虑到两个对中凹槽10c和10a在附图的垂直方向上看去是相对的，应该注意到右侧凹槽侧面14a、14c构成确定托板2相对于卡盘1在x方向上的位置的参照物。现在考虑其它两个对中凹槽10d和10b在附图的水平方向上看去是相对的，应该注意到下凹槽侧面14a、14c各自构成确定托板2相对于卡盘1在y方向上的位置的参照物。各自位于相邻对中凹槽10a/10b、10b/10c、10c/10d、10d/10a之间的其它表面15a、15b、15c和15d形成确定托板2相对于卡盘1在z方向上的位置的静靠表面。

图3表示沿着通过托板2的对中凹槽10a和相关对中销20a延伸的平面截取的托板2和卡盘构件1的截面图，其中圆形底板以缩小比例表示。相关锁栓11a的底部包括容纳在卡盘构件1的相应凹槽内的圆柱形部分12a。同时，该圆柱形部分12构成锁栓11a枢转的支承。为了操作锁栓11a，设置夹紧活塞16，活塞通过静靠在底部3上的弹簧19在朝着锁栓11的方向上偏压。夹紧活塞16包括环形肩部17和圆柱形突出部18，后者具有锥形前部，锁栓11a通过突出部分别围绕其支承径向运动和枢转。最好是，突出部18在面向锁栓11a的侧面略微变平，以便增加突出部18和锁栓11a之间的接触表面，由此减小施加到锁栓11a的顶部13a上的特定负载压力。

为了抵抗弹簧19的力运动夹紧活塞16到其初始静靠位置，如图3所示，压力空气供应到位于肩部17之上的腔室内。供应压力空气到腔室内通过环形凹槽21和通道22来实现。夹紧装置处于图3和4所示的组装状态下时，凹槽21与环形圆形元件4协作(参考图1)构成通过未示出的密封元件密封的环形通道。

特定对中销20a在其相对侧上设置凹口23a、24a。如图3所示，设置用来对中相关对中销20a的右侧凹槽侧面14a设计成在将托板2夹紧到卡盘1上时适用于静靠在对中销20a的一个右侧凹口23a上的凸起，如图3所示。对于锁栓11a来说，还设置在将托板2夹紧到卡盘1上时适用于静靠在对中销20a的另一左侧凹口24a上的凸起13a，如图3所示。

图4表示托板2和卡盘构件1组装但未夹紧状态的截面图。为了确保托板2的特定对中销20a插入卡盘构件1的相应对中凹槽，活塞16必须在其静靠或初始位置通过气动向下运动，如图4所示。由此，锁栓11a位于初始位置上，其中它枢转到左侧，如图4所示。一旦夹紧活塞16位于且下部静靠位置时，为了进一步确保锁栓11a在其所述初始左侧位置，如果需要可以设置弹簧元件(未示出)。另一方面，锁栓11a设计成使其通过对中销20a插入对中凹槽10a而运动到其所需左侧静靠位置，也可以在其右侧位置。

一旦托板2静靠在卡盘构件1的z方向参照物表面上并且对中销容纳在相关的对中凹槽内，作用在夹紧活塞16上的气动力降低，结果是在相关弹簧19的影响下后者运动到图5的操作位置。在夹紧活塞16向上的运动中，略微锥形的突出部18在朝着凹槽侧或侧面14a的方向上压靠并运动锁栓11a，对中销20a拉入相关凹槽，结果是一方面在z方向实现对中。另一方面，在大致同时，实现托板2在x和y方向以及相对于围绕z轴线的角度位置的对中。通过向上运动夹紧活塞16，根据其实际结构，锁栓11a沿着几十毫米到几个毫米之间的路径朝着右侧枢转到其操作位置，在操作位置上托板2夹紧到卡盘构件1上。由此，它静靠在z参照物表面15a、15b、15c和15d上(参考图2)，结果是除了在z方向准确定位之外，不仅在x和y方向上准确定位，而且确保其相对于围绕z轴线的角度位置。应该注意到，对中销20a设置尺寸使其一旦夹紧操作完成时不静靠在对中凹槽的底部上。

理解到针对对中销20a和对中凹槽10a的操作给出的所有以上说明同样适用于三个其它对中销20b、20c和20d以及三个其它对中凹槽10b、10c和10d，包括所有的相应元件。

除了用于操作四个锁栓的四个不同夹紧活塞之外，可以设置公共环形活塞，其具有四个圆柱形突出部以便操作四个锁栓。另一方面，可以设置特定对中销，来代替或附加在所述的凹口上，其凸起与相应构造的夹紧装置协作。

本发明的夹紧设备以及所述可能实施例的优点总结如下：

由于可以消除大多数现有技术装置中设置的通常非常长的中央夹紧条，结构非常紧凑，特别是高度非常低；

为了拆卸托板，夹紧卡盘之上10毫米的区域的自由空间是足够的；

对于绝对以及可重复性来说，非常准确地对中；

由于中央夹紧构件没有长销构件的形状，卡盘构件可设置连续的中央开口；

由于设置所述两个环形密封构件，可以有效保护用于在所述两个密封构件之间对中和定位的元件；

设置成操作锁栓的夹紧活塞气动地密封环境；

不必喷出空气以气动清理对中和/或静靠表面；以及

不需要在z方向施加很高的夹紧力，因此托板可设计成非常浅。

Claims (11)

1.一种包括卡盘构件和适用于可松开地固定在所述卡盘构件上的托板的夹紧设备，所述卡盘构件具有至少三个对中凹槽，并且每个所述对中凹槽具有第一对中凹槽侧面和第二对中凹槽侧面，所述托板具有布置并成形为与所述至少三个对中凹槽相对应的至少三个对中销，并且所述卡盘构件还包括用于将所述托板夹紧在所述卡盘构件上的夹紧装置，其特征在于，每个所述对中销具有侧向凹口和/或凸起，并且所述卡盘构件的每个所述第一对中凹槽侧面适用于确定所述托板的相关对中销的位置，并且每个所述第二对中凹槽侧面设置有适用于朝着第一对中凹槽侧面枢转的枢转锁栓构件，在将所述托板夹紧在所述卡盘构件上时所述枢转锁栓构件适用于与相关对中销的凹口和/或凸起接合，使得每个所述对中销在卡盘构件的中央轴线方向(26)上拉入相关对中凹槽，并同时压靠相关对中凹槽的所述第一对中凹槽侧面。

2.如权利要求1所述的夹紧设备，其特征在于，每个所述对中销在其两侧设置凹口和/或凸起，并且适用于确定相关对中销的位置的所述第一对中凹槽侧面具有和与其接合的对中销的形状相对应的形状，以便在所述枢转锁栓构件的影响下在卡盘构件的中央轴线方向(26)上将所述对中销拉入对中凹槽内。

3.如权利要求1或2所述的夹紧设备，其特征在于，所述卡盘构件设置四个对中凹槽，对中凹槽围绕卡盘构件的中央轴线方向(26)相互偏转90°，由此所述托板设置四个相应定位的对中销，并且由此两个径向相对的对中凹槽各自适用于确定托板x方向的位置，同时两个其它径向相对的对中凹槽适用于确定托板y方向的位置。

4.如权利要求1所述的夹紧设备，其特征在于，所述枢转锁栓构件适用于通过在卡盘构件的中央轴线方向上运动的夹紧活塞朝着第一对中凹槽侧面枢转。

5.如权利要求4所述的夹紧设备，其特征在于，枢转锁栓构件的转动中心位于相关对中凹槽之下。

6.如权利要求4或5所述的夹紧设备，其特征在于，所述夹紧活塞设置圆柱形突出部，该突出部适用于将所述枢转锁栓构件从初始或静靠位置枢转到操作或夹紧位置。

7.如权利要求6所述的夹紧设备，其特征在于，所述圆柱形突出部具有锥形前部。

8.如权利要求4所述的夹紧设备，其特征在于，所述夹紧活塞通过弹簧构件在朝着所述枢转锁栓构件的方向上偏压。

9.如权利要求1所述的夹紧设备，其特征在于，所述卡盘构件设置中央连续开口。

10.如权利要求1所述的夹紧设备，其特征在于，所述卡盘构件设置多个用作卡盘构件的中央轴线方向(26)参照物的静靠表面，并且每个表面定位在相邻对中凹槽之间。

11.如权利要求10所述的夹紧设备，其特征在于，所述静靠表面分布形成被所述对中凹槽中断的环形结构。

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