DE3929857A1

DE3929857A1 - Steel jaws of vice - have ceramic or hard metal grain or diamond grain coating on inner surfaces to prevent slipping of workpiece

Info

Publication number: DE3929857A1
Application number: DE19893929857
Authority: DE
Inventors: Guenter Meywald
Original assignee: LENZKES KARL HEINZ
Current assignee: LENZKES KARL HEINZ
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1991-03-21

Abstract

The jaws for a vice are made of steel. They have rough surfaces facing the workpiece to prevent it slipping while being gripped by the jaws. There is a ceramic covering (3) or hard metal grained or diamond grained coating on the faces of the jaws (2) either partially or wholly covering them. The jaw facings (1) may be of rectangular shape. USE/ADVANTAGE - The jaws have a high compressive strength and the surface gives a multi point contact with the work object.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannbacke für Schraubstöcke mit einem aus Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Grundkörper, dessen dem Werkstück zugekehrte Spannfläche mit einer rauhen Oberfläche versehen ist. Die Spannbacke kann aus loser oder auch als fester Teil eines Schraubstocks ausgebildet sein. In loser Form ist sie einsetzbar und auswechselbar gestaltet. In fester Form ist sie unlösbar mit den übrigen Teilen des Schraubstocks verbunden.The invention relates to a jaw for Vices with a metal, especially steel, existing basic body, the one facing the workpiece Clamping surface is provided with a rough surface. The Clamping jaw can be made from a loose part or as a fixed part of a Vise be formed. It is in loose form usable and interchangeable. Is in solid form they cannot be detached from the rest of the vise connected.

In der Spanntechnik spielen allgemein die Kräfte, mit denen das zu spannende Werkstück zwischen den Spannbacken festgehalten wird, die entscheidende Rolle. Unter der Spannkraft wird bekanntlich die Kraft verstanden, die mit den Spannbacken senkrecht zur Spannfläche auf das Werkstück übertragen wird. Proportional zu dieser Spannkraft sind auch die in der Spannfläche wirkenden Kräfte, die als Reibkraft, Festhaltekraft oder auch in Bezug auf die angegebene Richtung als Niederzugskraft bezeichnet werden. Diese Kräfte ergeben sich aus dem Produkt der Spannkraft mit dem Reibungsfaktor µ. Der Reibungsfaktor berücksichtigt die Oberflächenbeschaffenheit, ob rauh, glatt o. dgl. und die sonstigen Begleitumstände, z. B. naß, ölig, trocken usw., in welchem sich die Werkstoffpaarungen im Kontaktbereich Spannfläche/Werkstück befinden. Je größer der Reibungsfaktor µ ist, desto größer wird die Reibkraft und somit auch die Niederzugskraft bei gegebener Werkstoffpaarung. Allzu hohe Spannkräfte können aber die zu spannenden Werkstücke deformieren oder gar deren Oberfläche beschädigen.In clamping technology, the forces with which generally play the workpiece to be clamped between the jaws is held the crucial role. Under the As is well known, resilience is understood to mean the force that is associated with the Clamping jaws perpendicular to the clamping surface on the workpiece is transmitted. Are also proportional to this resilience the forces acting in the clamping surface, Holding force or in relation to the specified direction be referred to as pull-down force. These forces result is the product of the clamping force with the friction factor µ. The friction factor takes into account the Surface quality, whether rough, smooth or the like, and the other circumstances, e.g. B. wet, oily, dry, etc., in which the material pairings in the contact area Clamping surface / workpiece. The greater the friction factor µ, the greater the friction force and thus the Pull-down force for a given material combination. Too high Clamping forces can, however, be the workpieces to be clamped deform or even damage their surface.

Da ein Werkstück zwischen zwei Spannbacken gehalten ist, wirkt die Spannkraft H über die Spannflächen der Spannbacken auf beiden Seiten gleichgroß und entgegengerichtet auf das Werkstück ein. Die nach unten gerichtete Reibkraft, nämlich die Niederzugskraft N, ergibt sich dann bekanntlich der FormelSince a workpiece is held between two jaws, the clamping force H acts over the clamping surfaces of the clamping jaws on both sides of the same size and facing the Workpiece. The downward friction force, namely the pull-down force N is known to result in the formula

N = 2× µ × H.N = 2 × µ × H.

Um hohe Niederzugskräfte zu erreichen, gibt es einmal die Möglichkeit, die Spannkraft zu erhöhen. Hier sind Grenzen gesetzt, weil allzu hohe Spannkräfte zur Deformation und Beschädigung der Werkstücke führen können. Es verbleibt damit die Erhöhung des Reibungsfaktors µ als eine Möglichkeit, höhere Niederzugskräfte zu erreichen und/oder die Spannkräfte relativ zu senken.To achieve high pull-down forces, there is one Possibility to increase the tension. Here are limits set because of too high clamping forces for deformation and Damage to the workpieces. That leaves it increasing the friction factor µ as a way to achieve higher pull-down forces and / or the clamping forces relatively lower.

Spannbacken der eingangs beschriebenen Art sind bekannt, bei denen die Oberfläche der Spannfläche, also die Fläche, die mit dem Werkstück in Kontakt tritt, rauh gestaltet ist. So sind Spannflächen bekannt, die mit Längsriefen oder mit Kreuzriefen versehen sind. Für die Erhöhung des Reibfaktors µ ist der Zustand dieser Riefen entscheidend. Bei rundkantiger Ausführung ist der Reibfaktor schlechter als z. B. bei durch Schleifen von Kreuzriefen erzeugten scharfkantigen Pyramiden, wie die beispielsweise an Pendelkugeln Verwendung finden. Bei solchen, im Makrobereich rauh gestalteten Oberflächen von Spannflächen an Spannbacken besteht natürlich die Gefahr, daß sich das Muster der Kreuzriefen bzw. Pyramiden in die Oberfläche des Werkstücks einformt, was oft unerwünscht ist.Clamping jaws of the type described at the outset are known for which the surface of the clamping surface, i.e. the surface that comes into contact with the workpiece, is designed rough. So clamping surfaces are known which have longitudinal grooves or Cross marks are provided. For increasing the friction factor µ the condition of these grooves is crucial. With round-edged Execution is the friction factor worse than z. B. at through Grinding cross-cuts created sharp-edged pyramids, such as those used on pendulum balls. At Such rough surfaces in the macro area of Clamping surfaces on clamping jaws naturally have the risk that the pattern of the cross cries or pyramids into the Forms the surface of the workpiece, which is often undesirable.

Von dieser Ausgangslage ausgehend stellt sich die Problematik, die Niederzugskraft relativ zur Spannkraft zu erhöhen, auch, um eine größere Freiheit in der Bearbeitungsrichtung zu bekommen, in der das gespannte Werkstück dann der Bearbeitung unterzogen wird.Starting from this starting point, the Problem, the pull-down force relative to the clamping force increase, also, to greater freedom in the To get machining direction in which the clamped Workpiece is then subjected to machining.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die rauhe Oberfläche von einer keramischen Beschichtung oder einer Beschichtung aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. gebildet ist, die die Spannfläche der Spannbacke ganz oder teilweise bedeckt. Solche Beschichtungen weisen nicht nur eine hohe Härte und Druckfestigkeit auf. Sie besitzen auch eine feine, rauhe Struktur im Mikrobereich und schaffen damit eine Vielzahl von Berührungspunkten erheblicher Kantenschärfe, ohne daß bei entsprechender Spannkraft eine nennenswerte Einformung und damit Beschädigung der zu spannenden Fläche am Werkstück eintritt. Entscheidend ist, daß auf diese Art und Weise der Reibfaktor erheblich gesteigert werden kann. Während der Reibfaktor für die Werkstoffpaarung Stahl/Stahl üblicherweise etwa in der Größenordnung µ = 0,15 angegeben wird, kann mit einer keramischen Beschichtung der Reibfaktor auf mindestens µ = 0,60 gesteigert werden. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit, geringere Spannkräfte anzuwenden und einzusetzen und trotzdem das Werkstück in gespanntem Zustand mit einer erheblichen Niederzugskraft festzuhalten, die ein Loslösen des Werkstücks während der Bearbeitung aus dem Schraubstock heraus vermeidet. Zusätzlich wird damit mehr Freiheit bei der Wahl der möglichen Bearbeitungsrichtungen des Werkstücks geschaffen. Es ist also nicht unbedingt erforderlich, die Bearbeitungsrichtung, beispielsweise bei einem Fräsvorgang, so zu wählen, daß die durch den Fräser auf das Werkstück ausgeübten Kraftkomponenten in Spannrichtung gerichtet sind.According to the invention this is achieved in that the rough Surface of a ceramic coating or Coating from a hard metal grain, one Diamond grain or the like is formed, which the clamping surface of the Fully or partially covered jaw. Such coatings not only have high hardness and compressive strength. they also have a fine, rough structure in the micro range and create a multitude of points of contact considerable edge sharpness, without the corresponding Elasticity a noteworthy indentation and thus Damage to the surface to be clamped occurs on the workpiece. It is crucial that in this way the friction factor can be increased significantly. While the friction factor for the material pairing steel / steel usually around Order of magnitude µ = 0.15 can be specified with a ceramic coating the friction factor to at least µ = 0.60 can be increased. This in turn opens up the Possibility to apply and use lower clamping forces and still the workpiece in a clamped state with a hold down considerable pulling force, which is a detachment the workpiece during machining from the vise avoids out. In addition, it will give you more freedom when it comes to Choice of the possible machining directions of the workpiece created. So it is not absolutely necessary that Machining direction, for example during a milling process, so choose that through the cutter on the workpiece exerted force components are directed in the clamping direction.

Die keramische Beschichtung kann sehr dünn gehalten werden. Sie kann vorteilhaft durch Flammspritzen aufgebracht und dabei innig mit der Spannfläche auf dem Grundkörper verbunden sein. Beim Flammspritzen entsteht ein minimaler Werkstoffverbrauch des keramischen Materials und zugleich eine feste Verbindung mit dem Material des Grundkörpers der Spannbacke, ohne daß die rauhe Oberfläche der keramischen Beschichtung dann nochmals einer Bearbeitung unterzogen werden muß. The ceramic coating can be kept very thin. It can advantageously be applied by flame spraying and thereby intimately connected to the clamping surface on the base body be. Flame spraying creates a minimal Material consumption of the ceramic material and at the same time a firm connection with the material of the base body Clamping jaw without the rough surface of the ceramic The coating is then subjected to a further processing must become.

Die Beschichtung aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. kann galvanisch aufgebracht werden. Auch entsprechende Pulver können eingesetzt werden. Auch dabei besteht eine innige Verbindung mit der Spannfläche auf dem Grundkörper.The coating of a hard metal grain, one Diamond grit or the like can be applied galvanically. Corresponding powders can also be used. Also there is an intimate connection with the clamping surface the basic body.

Es ist aber auch möglich, die keramische Beschichtung aus einem oder mehreren dünnen Materialstreifen zu bilden, die auf den Grundkörper aufgeklebt werden. Solche dünnen Materialstreifen können durch Sintern in gleichmäßiger Materialstärke hergestellt werden. Das Aufkleben auf die entsprechende Fläche des Grundkörpers läßt sich sehr einfach durchführen.But it is also possible to remove the ceramic coating to form one or more thin strips of material that be glued to the base body. Such thin Strips of material can be uniformly sintered Material thickness are made. Sticking on the corresponding area of the base body can be very easily carry out.

Es ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, die Beschichtung mit wahlweise zu verwendender unterschiedlicher Körnung aufzubringen. Dies wirkt sich dann vorteilhaft aus, wenn der hauptsächliche oder gar ausschließliche Verwendungs- und Einsatzzweck des Schraubstocks bzw. der Spannbacken bekannt ist. Es ist aber auch möglich, auf diese Art und Weise mehrere Sätze von Spannbacken mit unterschiedlicher Körnung der Beschichtung herzustellen und einem Schraubstock auswechselbar zuzuordnen, so daß je nach Anwendungsfall und Spannbedingungen das am besten geeignete Spannbackenpaar eingesetzt und verwendet werden kann.There is also the possibility of coating with different grain sizes to be used to apply. This has an advantageous effect if the main or even exclusive use and Purpose of the vice or the jaws known is. But it is also possible in this way several sets of jaws with different grits the coating and a vice assignable interchangeably, so that depending on the application and Clamping conditions the most suitable pair of jaws can be used and used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below Described on the drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Spannbacke in einer ersten Ausführungsform, Fig. 1 is a perspective view of a clamping jaw in a first embodiment;

Fig. 2 die Darstellung einer Spannbacke als Pendelkugel und Fig. 2 shows a jaw as a pendulum ball and

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Spannbacke. Fig. 3 shows another embodiment of the jaw.

Die in Fig. 1 dargestellte Spannbacke weist einen Grundkörper 1 aus Stahl auf, der die üblichen, hier nicht dargestellten Verbindungsmittel für das Einsetzen oder Anordnen an dem Schraubstock aufweist. Der Grundkörper 1 kann Parallelepipedform aufweisen. Der Grundkörper 1 ist auf der dem Werkstück zugekehrten Spannfläche 2 mit einer keramischen Beschichtung 3 versehen, die als dünne Schicht ausgebildet ist und durch Flammspritzen aufgetragen wurde, so daß sie die gesamte Spannfläche 2 bedeckt bzw. bildet. Die keramische Beschichtung 3 weist eine rauhe Oberflächengestaltung im Mikrobereich auf. Die Beschichtung 3 kann auch aus Hartmetall, Diamant o. dgl. in Körnungsform, insbesondere in Pulverform, bestehen.The clamping jaw shown in Fig. 1 has a base body 1 made of steel, which has the usual connecting means, not shown here, for insertion or arrangement on the vise. The base body 1 can have a parallelepiped shape. The base body 1 is provided on the clamping surface 2 facing the workpiece with a ceramic coating 3 , which is formed as a thin layer and was applied by flame spraying, so that it covers or forms the entire clamping surface 2 . The ceramic coating 3 has a rough surface design in the micro range. The coating 3 can also consist of hard metal, diamond or the like in grain form, in particular in powder form.

Fig. 2 zeigt eine Spannbacke in Form einer Pendelkugel, wie sie in bekannter Weise auswechselbar in Schraubstöcke eingesetzt werden. Auch hier ist ein Grundkörper 1 vorhanden, der im wesentlichen Kugelform aufweist und eine abgeplattete Spannfläche 2 trägt, auf die eine keramische Beschichtung 3 in Ringform aufgeklebt ist. Fig. 2 shows a jaw in the form of a pendulum ball, as they are used interchangeably in vices in a known manner. Here, too, there is a base body 1 , which has an essentially spherical shape and carries a flattened clamping surface 2 , to which a ceramic coating 3 in the form of a ring is glued.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 zeigt eine Spannbacke mit einem Grundkörper 1 aus Stahl, auf dessen Spannfläche 2 zwei dünne Materialstreifen 4 aufgeklebt sind, die die keramische Beschichtung bilden. The embodiment according to FIG. 3 shows a clamping jaw with a base body 1 made of steel, on the clamping surface 2 of which two thin material strips 4 are glued, which form the ceramic coating.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

1 = Grundkörper
2 = Spannfläche
3 = keramische Beschichtung
4 = Materialstreifen 1 = basic body
2 = clamping surface
3 = ceramic coating
4 = strips of material

Claims

1. Clamping jaw for vices with a metal, in particular steel, base body, the workpiece-facing clamping surface is provided with a rough surface, characterized in that the rough surface of a ceramic coating ( 3 ) or a coating ( 3 ) from a Hard metal grain, a diamond grain or the like. Is formed, which covers the clamping surface ( 2 ) of the clamping jaw completely or partially.

2. Clamping jaw according to claim 1, characterized in that the ceramic coating ( 3 ) is applied by flame spraying and is intimately connected to the clamping surface ( 2 ) on the base body ( 1 ).

3. Clamping jaw according to claim 1, characterized in that the coating ( 3 ) made of a hard metal grain, a diamond grain or the like is applied galvanically and is intimately connected to the clamping surface ( 2 ) on the base body ( 1 ).

4. Clamping jaw according to claim 1, characterized in that the ceramic coating ( 3 ) consists of one or more thin strips of material ( 4 ) which are glued to the base body ( 1 ).

5. Clamping jaw according to claim 2 or 3, characterized in that the coating ( 3 ) is applied with different grain sizes to be used optionally.