CN1935450A - 用于夹持工件的装置 - Google Patents

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Abstract

一种夹持装置用于位置精确地夹持具有至少一个多边形横截面轴的工件。为此，该夹持装置具有夹持体部件，该夹持体部件具有适合于容纳工件的轴的多边形横截面夹持腔室。该夹持装置具有夹持机构，用于将轴夹紧固定至夹持体部件，该夹持装置还具有参考表面，用于确定工件沿X和Y方向的位置。该参考表面由插入夹持体部件中的孔内的止动销部件构成，该止动销部件由比夹持体部件的材料更硬的材料制成。止动销部件为柱形形状，容纳止动销部件的孔向夹持腔室敞开，使得各止动销部件的一小部分凸出至夹持腔室内部。

Description

用于夹持工件的装置
技术领域
本发明涉及一种用于将工件夹紧保持在良好确定位置的夹持装置，该工件具有轴，该轴具有多边形横截面。它包括：夹持体部件，该夹持体部件具有适合于容纳工件的轴的夹持腔室；夹持机构，用于将工件的轴夹紧保持在夹持腔室中；以及参考表面装置，该参考表面装置布置在夹持体部件上，用于沿X方向和/或沿Y方向确定夹紧保持在夹持腔室中的轴的位置。
背景技术
这里所述类型的夹持装置用于将工件夹紧保持在良好确定的位置上，优选是将其保持在机床的工作区域中，其中，措辞“工件”用于它的最广义，换句话说，除了包括常规工件，该措辞也将包括例如机械加工工具。
文献EP-A-0248116公开了一种用于夹持非旋转工件的装置，该非旋转工件具有带多边形横截面的轴或部分。该装置包括夹持体部件，该夹持体部件具有也为多边形横截面的夹持腔室。该夹持腔室用于容纳前述的工件的轴或部分。该来持腔室具有三个参考表面，用于使得工件沿Y方向和X方向精确对齐，且对于它环绕Z轴的角度方位也精确对齐。为了固定该工件，提供了夹持螺钉，用于与工件的上述轴或部分的斜切面推动部分相啮合，以便将工件的轴或部分压靠在三个参考表面上。即使该装置具有刚性和稳定性，并有很高的可重复精度，但是它的制造非常费时间并且很昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种夹持装置，用于以一种位置良好确定的方式来夹紧保持具有多边形轴的工件，该夹持装置能够简单、快速和非常低成本地制造，同时不会显著影响要夹紧保持在该装置中的工件的夹持位置精度。
为了实现该目的和其它目的，本发明提供了一种夹持装置，用于将具有多边形横截面轴的工件夹紧保持在良好确定的位置中。该装置包括：夹持体部件，该夹持体部件具有适合于容纳工件的轴的夹持腔室；夹持机构，用于将工件的轴夹紧保持在夹持腔室中；以及参考表面装置，该参考表面装置布置在夹持体部件上，用于沿X方向和/或沿Y方向确定夹紧保持在夹持腔室中的轴的位置。
该参考表面装置包括止动销部件，该止动销部件布置在夹持体部件中，该止动销部件由比构成夹持体部件的材料更硬的材料构成。
因此，本发明的一个基本思想是：用能够快速、容易和因此低成本地加工的基体材料来制造该夹持体部件，同时，沿X方向和/或Y方向精确定位所需的几个元件由更硬很多的材料制成。
优选是，止动销部件为柱形形状，因此，市场上已有的精加工圆形坯料能够用于制造该止动销部件。柱形止动销部件的还一优点可以是：具有扁平侧表面的工件只沿一条线抵靠在止动销部件上，因此能够很好地防止污染。
附图说明
下面将参考附图进一步介绍本发明装置的实施例，附图中：
图1示意表示了夹持装置第一实施例的局部剖透视图；
图2表示了图1的夹持装置的俯视图；
图3表示了夹持装置沿图2中的线A-A的纵剖图；
图4示意表示了夹持装置第二实施例的透视图；以及
图5示意表示了夹持装置的第三实施例的透视图。
具体实施方式
图1表示了用于夹紧保持工件27的夹持装置1的局部剖透视图，作为示例，该工件27在本示例中表示为用于电腐蚀加工中的电极。示意表示的夹持装置1包括夹持体部件2，该夹持体部件2通过螺钉3安装在基板4上。基板4具有牵引杆5，基板4能够通过该牵引杆5而夹紧固定在夹盘(未示出)上。而且，基板4具有支承销6以及对中和定位元件(未示出)，通过它们来确保基板4相对于机床夹盘的精确定位，并因此也就确保了夹持体部件2的精确定位。
夹持腔室8设在夹持体部件2的内部，它具有多边形横截面。在本示例中，夹持腔室8的横截面基本上为正方形。夹持腔室8用于接纳工件27，该工件27的一部分或轴18所具有的横截面形状与夹持腔室28的横截面形状相对应。工件27的前部部分由参考标号29表示。工件27具有斜切面边缘30，该斜切面边缘30适合于与夹持装置1的夹持机构10啮合。在夹持腔室8的三个拐角区域中，在夹持体部件2中加工有成凹槽9a、9b、9c形式的自由空间。这些凹槽9a、9b、9c确保了该要被夹紧保持在夹持装置1中的工件27仅是通过其轴28的侧表面来抵靠在夹持腔室8的内壁上，而不是通过其边缘部分。夹持机构10定位在夹持腔室8的第四边缘区域中，这将在下文中进一步解释。
两个孔13、14沿着夹持腔室8的一个内壁11而设置在夹持体部件2中，并且沿Z方向延伸。另一孔15沿着相邻内壁12(该内壁12与夹持机构10相对)而设置在夹持体部件2中，并且也沿Z方向延伸。这些孔13、14、15的位置称为参考点或参考系统，在本示例中，该位置是由位于基板4上的对中元件来确定的。这些孔13、14、15是这样位于夹持体部件2内的，即，使得它们沿着条形部分朝着夹持腔室8敞开。止动销部件16、17、18分别插入这三个孔13、14、15中，止动销部件16、17、18由比制造夹持体部件2所用材料更硬的材料制成。例如，夹持体部件可由铝制成，而止动销部件16、17、18优选是由硬化钢制成。这样的止动销部件16、17、18可以以合理的低价格而从市场上获得。
各止动销部件16、17、18通过压配合而插入且固定在所分配的孔13、14、15中。由此，止动销部件16、17、18利用它们的一小部分直径而凸出至夹持腔室8中。孔13、14、15以及止动销部件16、17、18优选是穿过夹持体部件2而延伸入基板4中；由此，不仅能够良好地确定止动销部件16、17、18相对于夹持体部件2的位置，而且能良好地确定它们相对于带有对中元件的基板4的位置。
夹持机构10布置在夹持腔室8的第四拐角区域中，该第四拐角区域定位在具有止动销部件的两个内壁11、12之间的角度的二等分线上。夹持机构10包括成夹持爪形式的推板20，该推板20可借助于调节螺钉21而前后运动。为此，调节螺钉21的端部具有成T形端部22形状的转盘状凸起，该凸起与推板20中的对应凹口可旋转地啮合。推板20的作用方向选择为这样，即，当拧紧调节螺钉21时，装在夹持腔室8中的工件27压靠着由三个止动销部件16、17、18构成的参考表面。应当知道，可以不是提供三个止动销部件16、17、18，而是例如可以提供四个止动销部件；在这种情况下，与夹持机构10相对的夹持腔室内壁12将具有两个止动销部件。
因为止动销部件16、17、18为柱形，因此参考表面由止动销部件16、17、18与工件27的轴28的扁平侧表面之间的线接触区域来构成。这些线接触区域在图中通过点划线16a、17a、18a来表示。当工件27的轴28一旦抵靠在三个止动销部件16、17、18上，工件就沿X和Y方向定位了，还定位了它绕Z轴线的角度位置。也可以不是图中所示的夹持机构，而是可以提供两个彼此偏置90°的夹持机构，一个位于具有两个止动销部件16、17的侧壁11的对面，另一个位于具有一个止动销部件18的侧壁12的对面。
优选是，工件27的轴28具有斜切面边缘部分30，以便以非刚性方式(或者在合适时以刚性方式)与推板20啮合。通过该斜切面部分30，也确定了轴28相对于夹持体部件的正确角度方位；换句话说，轴28不能以相对于正确方位旋转90°、180°或270°的位置来插入到夹持体部件2内。
夹持腔室8的底部具有螺钉25，作为Z方向止动部件。该螺钉25拧入一孔中，该孔延伸穿过基板4并具有对应的阴螺纹。为了精确确定螺钉25在夹持腔室8底部之上的高度，即为了精确确定Z方向参考位置，螺钉25的处于夹持腔室8底部处的头部被磨低成所需高度。
而且，夹持体部件2具有滚珠推力螺钉23，用于松弛地固定装在夹持腔室8内的工件。
图2表示了图1的夹持装置的俯视图，不过没有局部剖。在该图中能够特别好地看见夹持机构10，通过作用在斜切面部分30上的夹持机构10，将示意表示的工件27压靠在由三个止动销部件16、17、18构成的参考表面上。装在夹持腔室8中的工件27将借助于滚珠推力螺钉23而保证不会脱出。借助由滚珠推力螺钉23或者说其滚珠23a施加在工件27上的力，将附加地确保了工件27压靠在从夹持腔室8的侧壁11上凸出的止动销部件16、17上。
图3表示了图1的夹持装置沿图2中的线A-A的纵剖图。除了清楚表示了牵引杆5，该图还特别好地表示了适合于容纳止动销部件18的孔15向上延伸至基板4中，且止动销部件18锚固在夹持体部件2和基板4两者内。而且，还清楚表示了螺钉25，该螺钉25用作Z轴止动部件且拧入基板4中的阴螺纹孔内。由于止动销部件16、17、18既被锚固在夹持体部件2内又被锚固在基板4内，因此一方面保证了止动销部件16、17、18相对于基板4的精确定位，另一方面使得相对较软的夹持体部件2相对于基板4精确定位并且刚性地固定在基板上。
图4表示了夹持装置32的另一实施例的透视图。在这种情形中，夹持体部件33具有夹持腔室34，当在横剖图中看时，该夹持腔室34为直角三角形形状。本实施例的夹持腔室34特别适于夹紧保持这样的工件，即该工件所带的轴具有三角形或正方形横截面。沿第一侧壁提供有两个止动销部件35、36，而垂直于所述第一侧壁延伸的相邻第二侧壁具有止动销部件37。为了夹持工件和工件的轴，也提供了成夹持爪形式的推板41，该推板41定位成与凹槽43沿直径相对，该凹槽43位于相互垂直延伸的两个侧壁之间的拐角中。推板41布置成使得装在夹持腔室34中的轴压靠具有止动销部件35、36、37的两个侧壁，从而精确确定工件在X方向和Y方向上的位置。为了使推板41前后运动，提供了调节螺钉42。在该图中，止动销部件35、36、37的线接触区域35a、36a、37a也以点划线表示。
图5表示了夹持装置45的还一实施例的透视图。在本示例中，夹持体部件46具有成连续长型槽形式的夹持腔室47。沿侧向限定夹持腔室47的第一壁具有两个止动销部件48、49，而沿侧向限定夹持腔室47的第二壁具有夹持爪52，该夹持爪52基本上沿着该侧壁延伸。在本示例中，夹持腔室47的底部54用作工件及其轴的Z轴止动部件。为了操作夹持爪52，也提供了调节螺钉53。图中也表示了止动销部件48、49的线接触区域48a、49a。利用这样的夹持装置45，即使非常长的长型工件和轴也能够被夹紧固定，因此，具体工件的位置仅沿一个轴线方向(特别是沿X方向或Y方向)而由两个止动销部件48、49来确定。
可以不是图中所示的实施例(其中，夹持体部件安装在基板上，且基板包括对中元件和牵引杆)，而是可以将夹持体部件安装在例如任意基板或类似元件上，而该基板或类似元件又具有确定的参考点。在一些示例中，甚至可以使得夹持体部件自身具有一个或多个参考元件，这样，夹持体部件能够安装在任意基体部件中并处于良好确定的位置。最后，也可以实现多重夹持装置，其中，多个夹持体部件安装在公共基板上。
由于夹持体部件2由便宜、相对较轻和易于机械加工的基体材料制成，而且它具有构成参考表面16a、17 a、18a的止动销部件16、17、18，该止动销部件16、17、18由比夹持体部件2的材料硬很多的材料制成，因此，本发明的夹持装置能够快速、容易和低成本地制造。通过提供柱形止动销部件来作为参考表面，确保了工件和止动销部件之间的线接触，这对于防止污染有积极效果。利用本发明的夹持装置，工件和机械加工工具能够以很高的可重复精度、合适的方位以及以参考定向方式而夹紧固定在良好确定的位置。

Claims (15)

1.一种夹持装置，用于将具有多边形横截面轴的工件夹紧保持在良好确定的位置中，该夹持装置包括：夹持体部件，该夹持体部件具有适合于容纳所述工件的所述轴的夹持腔室；夹持机构，用于将所述工件的所述轴夹紧保持在所述夹持腔室中；以及参考表面装置，该参考表面装置布置在所述夹持体部件上，用于沿X方向和/或沿Y方向确定夹紧保持在所述夹持腔室中的所述轴的位置；
其特征在于：所述参考表面装置包括止动销部件，该止动销部件布置在所述夹持体部件中，所述止动销部件由比构成夹持体部件的材料更硬的材料构成。
2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持体部件具有孔，该孔定位成靠近于设在所述夹持体部件中的所述夹持腔室，并且适合于以这样一种方式容纳所述止动销部件，即使得各止动销部件的一部分凸出至所述夹持腔室内部。
3.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述止动销部件为柱形形状。
4.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持腔室具有多边形横截面，并具有至少三个孔，各孔适合于容纳一个所述止动销部件，且其中两个所述孔定位成沿着所述夹持腔室的第一侧壁，而另外的至少一个孔定位成沿着所述夹持腔室的第二侧壁，该第二侧壁邻近于所述第一侧壁。
5.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持腔室具有槽状结构，并包括用于限定夹持腔室的两个侧壁，其中，至少两个适合于容纳所述止动销部件的孔沿所述侧壁中的第一侧壁布置，而与所述第一侧壁相对的另一侧壁适合于容纳所述夹持机构，该夹持机构用于夹紧保持所述工件的所述轴。
6.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述孔沿Z方向延伸，并相互平行。
7.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述止动销部件通过压配合而固定在所述孔中。
8.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述孔沿着在Z方向上延伸的条形部分而朝着所述夹持腔室敞开。
9.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持体部件安装在基板部件上，其中，所述孔延伸穿过所述夹持体部件并进入到所述基板部件中，而且，所述止动销部件既固定至所述夹持体部件也固定至所述基板部件。
10.根据权利要求9所述的夹持装置，其特征在于：所述基板部件具有至少一个安装装置，用于将所述夹持装置安装在夹盘装置上。
11.根据权利要求10所述的夹持装置，其特征在于：所述安装装置包括牵引杆。
12.根据权利要求9和10所述的夹持装置，其特征在于：所述基板部件具有定位元件，该定位元件适合于将所述基板部件相对于夹盘部件精确对准。
13.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持腔室的底部包括参考表面部分，该参考表面部分适合于用作Z方向止动部件。
14.根据权利要求13所述的夹持装置，其特征在于：所述参考表面部分包括安装在所述夹持腔室底部的参考元件。
15.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：当在水平横截面图中看时，所述夹持腔室基本为直角三角形形状。
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