SK287158B6 - Upínacie zariadenie na polohovo definované upnutie nástroja alebo obrobku - Google Patents

Abstract

Upínacie zariadenie na polohovo definované upnutie nástroja alebo obrobku je vytvorené s pevným upínacím prvkom (2) a s na ňom pevne upnuteľným nosičom nástroja alebo obrobku ako rozoberateľným upínacím prvkom (1). Rozoberateľný upínací prvok (1) je vybavený drážkami (13), ktoré sú na určenie polohy v smere X a/alebo Y určené na spolupôsobenie s centrovacími čapmi (26) usporiadanými na pevnom upínacom prvku (2). Pevný upínací prvok (2) obsahuje vyčnievajúce dorazové plochy (24) a rozoberateľný upínací prvok (1) obsahuje rovinné dosadacie plochy (10a), ktoré dosadajú po dosiahnutom upnutí na dorazové plochy (24), a tým určujú vzájomnú polohu oboch upínacích prvkov (1, 2) v smere Z. Ďalej je usporiadaný najmenej jeden upínací svorník (21) na vzájomné zablokovanie oboch upínacích prvkov (1, 2). Upínací svorník/upínacie svorníky (21) je/sú usporiadané na pevnom upínacom prvku (2). Rozoberateľný upínací prvok (1) obsahuje oporný prvok (11) vybavený koncovou opornou plochou (12), ktorá presahuje cez podstatné prvky usporiadané na rozoberateľnom upínacom prvku (1) a určené na jemné vycentrovanie.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka upínacieho zariadenia na polohovo definované upnutie nástroja alebo obrobku, s pevným upínacím prvkom a s na ňom pevne upnuteľným nosičom nástroja alebo obrobku ako rozoberateľným upínacím prvkom, pričom na polohovanie je na jednej strane jeden rozoberateľný upínaci prvok vybavený drážkami, ktoré sú na určenie polohy v smere X a/alebo Y určené na spolupôsobenie s centrovacími čapmi usporiadanými na druhom, pevnom upínacom prvku.

Doterajší stav techniky

Z EP 0 255 042 BI je známe upínacie zariadenie nástroja alebo obrobku pre obrábací stroj, ktoré pozostáva zo skľučovadla a držiaka, prináležajúceho upínanému nástroju alebo obrobku. Skľučovadlo obsahuje stĺpiky a lišty, vyčnievajúce z prednej strany, pričom lišty prečnievajúce cez stĺpiky sú vybavené dosadacími plochami na vyrovnanie nástroja alebo obrobku. Držiak obsahuje rovinnú povrchovú plochu na dosadnutie na stĺpiky, v ktorých sú vytvorené drážky na nastavenie na lišty skľučovadla, pričom sú drážky vybavené pružnými chlopňami, vytvorenými na dosadnutie na lišty. Na upnutie držiaka nástroja alebo obrobku slúži upínací svorník.

Na umožnenie zaisteného stavu držiaka pri jeho odložení mimo obrábací stroj a na zamedzenie poškodenia upínacieho svorníka musí byť upínací svorník pred odložením držiaka nástroja odstránený. Po odstránení upínacieho svorníka môže byť držiak odstavený na svoju rovinnú povrchovú plochu. Pritom však vzniká nebezpečenstvo, že dôjde na mechanické poškodenie pružných chlopní a/alebo na znečistenie drážok. Toto nebezpečenstvo tiež vzniká pri bočnom odložení držiaka, pričom nemá žiadnu úlohu, ak je upínací svorník vopred odstránený alebo nie.

Je samozrejmé, že s takýmto upínacím zariadením je potrebné zachádzať opatrne, pretože držiaky a pružné chlopne dôležité na jemné vycentrovania sú veľmi exponované. Okrem toho sa toto upínacie zariadenie nehodí pre veľké a ťažké nástroje, pretože podľa skúseností nie je možné s veľkými a ťažkými zariadeniami zachádzať s rovnakou starostlivosťou ako s malými a ľahkými upínacími zariadeniami.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je zdokonaliť upínacie zariadenie uvedeného druhu tak, aby toto bolo robustnejšie a nebolo toľko citlivé pri manipulácii, pri súčasnom zachovaní vysokej presnosti vzájomného ustanovenia oboch prvkov.

Túto úlohu spĺňa upínacie zariadenie na polohovo definované upnutie nástroja alebo obrobku, s pevným upínacím prvkom a s na ňom pevne upnuteľným nosičom nástroja alebo obrobku ako rozoberateľným upínacím prvkom, pričom na polohovanie je na jednej strane jeden rozoberateľný upínací prvok vybavený drážkami, ktoré sú na určenie polohy v smere X a/alebo Y určené na spolupôsobenie s centrovacími čapmi usporiadanými na druhom, pevnom upínacom prvku, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že pevný upínací prvok obsahuje vyčnievajúce dorazové plochy a rozoberateľný upínací prvok obsahuje rovinné dosadacie plochy, ktoré dosadajú po dosiahnutom upnutí na dorazové plochy, a tým určujú vzájomnú polohu oboch upínacích prvkov v smere Z, pričom je usporiadaný najmenej jeden upínací svorník na vzájomné zablokovanie oboch upínacích prvkov, pričom upínací svomík/upinacie svorníky je/sú usporiadané na pevnom upínacom prvku, a pričom rozoberateľný upínací prvok obsahuje oporný prvok vybavený koncovou opornou plochou, ktorá presahuje cez podstatné prvky usporiadané na rozoberateľnom upínacom prvku a určené na jemné vycentrovanie.

Usporiadaním upínacieho svorníka na pevnom upínacom prvku je zaistené, že nosič nástroja alebo obrobku alebo rozoberateľný upínací prvok neobsahuje žiadne veľmi vyčnievajúce časti, čím je odstavenie tohto rozoberateľného upínacieho prvku uľahčené. Usporiadanie oporného prvku na nosiči nástroja alebo obrobku, pričom oporný prvok prečnieva cez časti rozoberateľného upínacieho prvku podstatné pre jemné vycentrovanie a je vybavený koncovou opornou plochou, vedie na vytvorenie robustného upínacieho prvku, s ktorým je možné manipulovať jednoducho a bez sklonu k nadmernej citlivosti, pretože príslušné centrovacie prvky, ktoré veľmi citlivo reagujú na znečistenie a na mechanické pôsobenia, sú chránené a nebezpečenstvo poškodenia je významne znížené. Okrem toho umožňuje oporný prvok stabilné uloženie rozoberateľného upínacieho prvku na podložke.

Pri výhodnom uskutočnení upínacieho zariadenia je navrhnuté vytvoriť vnútornú stranu oporného prvku tak, že vnútorná strana oporného prvku korešponduje s vonkajším obrysom pevného upínacieho prvku, a že oporný prvok presahuje cez prvky rozoberateľného upínacieho prvku, podstatné na jemné vycentrovanie, o viac než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch pevného upínacieho prvku. Týmto opatre

SK 287158 Β6 nim je dosiahnuté to, že v zablokovanom stave oboch prvkov sú časti oboch prvkov, podstatné na jemné vycentrovanie, chránené.

Týmto spôsobom môže byť pri obrábaní obrobkov, napríklad pri vŕtaní, frézovaní, sústružení alebo pri elektroerozívnom obrábaní trvalo znížené nebezpečenstvo znečistenia alebo poškodenia častí oboch prvkov, podstatných na jemné vycentrovanie.

Tak rozoberateľný upínací prvok, ako aj pevný upínací prvok sú výhodne vytvorené v podstate valcové, pričom oporný prvok kruhovo obopína pevný upínací prvok tak, že vnútorný priemer oporného prvku zodpovedá aspoň približne vonkajšiemu priemeru pevného upínacieho prvku.

V ďalšom výhodnom uskutočnení vynálezu je navrhnuté vybaviť oporný prvok na vnútornej strane oblasti presahujúcej rovinné dosadacie plochy tesniacim krúžkom, ktorý pri spojení oboch prvkov dosadá vonku na pevný upínací prvok. Upínacie zariadenie vytvorené takýmto spôsobom nie je potom citlivé na prach ani vodu.

Oporný prvok je výhodne na vnútornej strane vybavený tesniacim krúžkom, ktorý pri spojení oboch upínacích prvkov dosadá vonku na pevný upínací prvok.

Oporný prvok obsahuje výhodne na vnútornej strane zrezanú koncovú plochu, ktorá je vybavená drážkou, v ktorej je uložený tesniaci krúžok, sklonenou pod uhlom k dosadacím plochám.

Rozoberateľný upínací prvok je výhodne vybavený stredovým otvorom na ukotvenie upínacieho svorníka nehybného upínacieho prvku, a že upínací svorník spolu s otvorom rozoberateľného upínacieho prvku je vytvorený ako hrubý centrovací prvok tým, že upínací svorník je v koncovej oblasti vybavený zrezanou alebo polkruhovo vytvorenou centrovacou koncovou plochou, ktorá je určená na spolupôsobenie s kruhovou vložkou, ohraničujúcou na spodnej strane stredový otvor rozoberateľného upínacieho prvku.

Kruhová vložka ohraničujúca otvor rozoberateľného upínacieho prvku obsahuje výhodne zrezanú centrovaciu plochu, pričom kruhová vložka je upevnená vymeniteľné a pozostáva z materiálu, ktorý je mäkší než upínací svorník.

Centrovacia koncová plocha upínacieho svorníka sa výhodne rozkladá najmenej na jednej tretine jeho voľnej koncovej plochy.

Za a/alebo bočné od drážky rozoberateľného upínacieho prvku je/sú výhodne usporiadané jeden alebo viac zárezov, ktorý/ktoré je/sú vytvorené tak, že pri centrovacom čape zaberajúcom do drážky pri upínaní v smere Z dosadajú rovinné dosadacie plochy rozoberateľného upínacieho prvku na dorazové plochy pevného upínacieho prvku.

Za a/alebo bočné od centrovacieho čapu je/sú výhodne usporiadané jeden alebo viac zárezov, ktorý/ktoré je/sú vytvorené tak, že centrovací čap zaberajúci do drážky pri upínaní v smere Zje vystavený pružnej sile, po ktorej prekonaní dosadnú rovinné dosadacie plochy rozoberateľného upínacieho prvku na dorazové plochy pevného upínacieho prvku.

Upínacie zariadenie obsahuje výhodne pružnú podložku, v ktorej sú zapustené drážky. Centrovací čap je výhodne usporiadaný na pružnej podložke.

Rozoberateľný upínací prvok je výhodne vybavený drážkovým vybraním, nadväzujúcim na vnútornej strane na oporný prvok.

Upínací svorník obsahuje výhodne väčší počet upínacích guľôčok, ktoré pri upnutí doľahnú na stenu korešpondujúceho zahĺbenia rozoberateľného upínacieho prvku.

Upínacie guľôčky sú výhodne v pokojovom stave prostredníctvom pružne zaťaženého a vnútri upínacieho svorníka posuvne usporiadaného ovládacieho prvku tlačené smerom von, pričom tento pružne zaťažený ovládací prvok je pneumaticky posúvateľný proti pružnému predpätiu na odľahčenie upínacích guľôčok.

Rozoberateľný upínací prvok obsahuje výhodne najmenej štyri upínacie svorníky ako aj najmenej štyri centrovacie čapy a nehybný upínací prvok obsahuje počet drážok, ktorý korešponduje s počtom centrovacích čapov, pričom drážky a centrovacie čapy upínacieho zariadenia určujú spoločne definitívnu polohu rozoberateľného upínacieho prvku tak v smere X a Y, ako aj uhlovú polohu okolo osi Z.

Oporný prvok je výhodne vytvorený ako obvodová lišta, ktorej vnútorná strana korešponduje s vonkajším obrysom pevného upínacieho prvku, pričom oporný prvok presahuje cez prvky rozoberateľného upínacieho prvku, podstatné na jemné vycentrovanie, o viac než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch pevného upínacieho prvku.

Na spodnej strane rozoberateľného upínacieho prvku je výhodne usporiadaný najmenej jeden oporný prvok, ktorý alebo ktoré prevyšuje/prevyšujú prvky rozoberateľného upínacieho prvku, podstatné na jemné vycentrovanie, o menej než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch pevného upínacieho prvku.

Upínacie zariadenie obsahuje výhodne štyri upínacie svorníky, pričom medzi vždy dvoma upínacími svorníkmi je usporiadaný jeden centrovací čap.

Upínacie zariadenie obsahuje výhodne diskrétne pružné prvky, do ktorých sú zapustené drážky vytvorené na jemné vycentrovanie, pričom diskrétne pružné prvky sú s tvarovým stykom vsadené do vybrania v rozoberateľnom upínacom prvku.

Centrovacie čapy na jemné vycentrovanie sú výhodne vytvorené ako diskrétne prvky a sú osadené vo vybraniach pevného upínacieho prvku.

Ďalšou úlohou podľa vynálezu je navrhnúť zariadenie, ktoré by bolo vhodné najmä na polohovo definované upnutie veľkých a ťažkých nástrojov a obrobkov.

Na riešenie tejto úlohy je navrhnuté zariadenie na polohovo definované upnutie obrobkov, ktoré je vybavené väčším počtom uvedených upínacích zariadení podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že je vybavené upinacím zariadením pre obrobok, na ktorom je usporiadaný väčší počet rozoberateľných upínacích prvkov, určených k súčinnosti s korešpondujúcim počtom nehybných upínacích prvkov, pričom drážky a centrovacie čapy upínacích zariadení určujú spoločne definitívnu polohu upínacieho zariadenia pre obrobok tak v smere X a Y, ako aj uhlovú polohu okolo osi Z.

Toto zariadenie ďalej výhodne obsahuje prvé upínacie zariadenie, ktoré obsahuje rozoberateľný upínací prvok na nástroj alebo obrobok a pevný upínací prvok, pričom toto prvé upínacie zariadenie je vybavené štyrmi drážkami a centrovacími čapmi, tieto jemne centrovacie prvky spoločne určujú polohu upínacieho zariadenia pre obrobok v smere X a Y a tým polohu osi Z, a pričom v odstupe od prvého upínacieho zariadenia je usporiadané najmenej jedno ďalšie upínacie zariadenie, ktoré je vybavené dvoma drážkami a dvoma centrovacími čapmi, tieto jemne centrovacie prvky určujú polohu upínacieho zariadenia pre obrobok iba čo sa týka uhlovej polohy okolo osi Z.

Upínacie zariadenie na obrobok je výhodne vytvorené kruhové a je vybavené Štyrmi upínacími zariadeniami, ktoré sú ďalej vybavené dvoma drážkami a dvoma centrovacími čapmi, pričom rozoberateľné upínacie prvky na nástroj alebo obrobok sú usporiadané na upínacom zariadení na obrobok symetricky k stredovej osi a vzájomne uhlo vo presadene.

Pomocou takého zariadenia môžu byť veľmi rozmerné a ťažké obrobky, s ktorými musí byť často manipulované pomocou žeriava, rýchlo a bez námahy dopravené na obrábacie miesto a tam upnuté. Po obrobení môže byť upínacie zariadenie na obrobok odstavené na prakticky ľubovoľné miesto, napríklad na podlahu, bez toho, že by pritom museli byť uplatnené zvláštne preventívne opatrenia, pretože upínacie zariadenie na obrobok pri odstavení spočíva na oporných prvkoch príslušných upínacích prvkov a poškodení a znečistení prvkov na jemné vycentrovanie môže tak byť prakticky vylúčené.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je ďalej bližšie vysvetlený pomocou príkladov uskutočnenia, znázornených na výkresoch, kde značí:

obr. 1 prierez prvým príkladom upínacieho zariadenia pozostávajúceho z nehybného upínacieho prvku a z nosiča nástroja alebo obrobku;

obr. 2 perspektívny pohľad na nehybný upínací prvok z obr. 1;

obr. 3 perspektívny pohľad na prvý variant nosiča nástroja alebo obrobku podľa obr. 1; obr. 4 perspektívny pohľad na druhý variant nosiča nástroja alebo obrobku podľa obr. 1; obr. 5 schematický bokorys alternatívneho uskutočnenie upínacieho zariadenia;

obr. 6 schematický bokorys ďalšieho alternatívneho uskutočnenie upínacieho zariadenia; obr. 7 perspektívny pohľad na ďalšie, alternatívne uskutočnenie nosiča nástroja alebo obrobku; obr. 8 perspektívny pohľad na uskutočnenie nehybného upínacieho prvku, určeného k súčinnosti s nosičom nástroja alebo obrobku podľa obr. 7;

obr. 9 pôdorys zariadenia na polohovo definované upnutie obrobkov a obr. 10 bokorys zariadenia podľa obr. 9.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Z dôvodu ľahšieho pochopenia je v nasledujúcom pre nosič nástroja alebo obrobku používané tiež označenie „rozoberateľný upínací prvok“, pričom pre pevne usporiadaný upínací prvok je používaný iba výraz „pevný upínací prvok“.

Obr. 1 znázorňuje prierez prvým príkladom uskutočnenia upínacieho zariadenia pozostávajúceho z pevného upínacieho prvku 2 a nosiča ako rozoberateľného upínacieho prvku 1, pričom obr. 2 a obr. 3 znázorňujú perspektívny pohľad na pevný upínací prvok 2 a nosič vytvorený ako rozoberateľný upínací prvok 1, a to v čiastočnom reze. Ako je z obr. 1 zrejmé, tvorí rozoberateľný upínací prvok 1 spolu s nehybným upinacím prvkom 2 upínacie zariadenie 3 (pozri tiež obr. 10). Za normálnej situácie je rozoberateľný upínací prvok 1 privrátený k upínanému nástroju alebo obrobku, zatiaľ čo pevný upínací prvok 2 je nepohyblivo upevnený, napríklad na obrábacom stole obrábacieho stroja.

Rozoberateľný upínací prvok 1 obsahuje základné teleso 10, obklopené oporným prvkom 11. Oporný prvok 11 prečnieva na spodnej strane, tvoriaci dosadaciu plochu 10a, cez základné teleso 10 a je vybavený koncovou opornou plochou 12. Na hornej strane je oporný prvok 11 ukončený v jednej rovine s rovinným povrchom základného telesa 10.

V základnom telese 10 je vytvorený stredový otvor 18, ktorý je na spodnej strane, tvoriacej dosadaciu plochu 10a, ohraničený kruhovou vložkou 15. Táto kruhová vložka 15 obsahuje zrezanú centrovaciu plochu 15A. Kruhová vložka 15 je na základnom telese 10 výhodne upevnená výmenným spôsobom, pričom je fixovaná napríklad prostredníctvom neznázomených skrutiek. Vnútri stredového otvoru 18 je usporiadané zahĺbenie 16 na ukotvenie upínacích guľôčok 22 nehybného upínacieho prvku 2. V rovinnej spodnej strane, tvoriacej dosadaciu plochu 10a, základného telesa 10 sú vytvorené zárezy vo forme drážok 13, ktoré sú známym spôsobom určené k súčinnosti s centrovacími čapmi 26 usporiadanými na nehybnom upínacom prvku

2. Podľa spôsobu uskutočnenia sú usporiadané dve vzájomne protiľahlé alebo štyri výstredne a uhlo vo vzájomne presadené drážky 13. Za každou drážkou 13 je navyše usporiadaný zárez 14, ktorého bližší význam bude ešte následne vysvetlený.

Na spodnej strane, tvoriacej dosadaciu plochu 10a, základného telesa 10 je vytvorené kruhové vybranie 17, ktoré nadväzuje na vnútornú stranu oporného prvku 11. Drážky 13 spolu s rovinnou spodnou stranou, tvoriacou dosadaciu plochu 10a, základného telesa 10 predstavujú prvky rozoberateľného upínacieho prvku 1, podstatné pre jemné vycentrovanie, zatiaľ čo pre hrubé vycentrovanie je usporiadaná kruhová vložka 15. Dosadacia plocha 10a, drážky 13 a zárezy 14 podstatné pre jemné vycentrovanie, sú chránené pred poškodením prostredníctvom oporného prvku 11 prečnievajúceho smerom dole.

Pevný upínací prvok 2 obsahuje základné teleso 20, na ktorom je upevnený upínací svorník 21. Voľná koncová plocha 21A upínacieho svorníka 21 je vytvorená ako centrovacia plocha tak, že je vytvorená zrezaná až polkruhová a prebieha najmenej na tretine prierezu upínacieho svorníka 21. Z rovinnej hornej strany 20A základného telesa 20 vyčnievajú štyri dorazové plochy 24 a dva centrovacie čapy 26, pričom zo znázornenia na výkrese sú zrejmé iba tri z týchto štyroch dorazových plôch 24. V strede dorazových plôch 24 ústia smerom von otvory 25. Týmito otvormi 25 môže odchádzať tlakový vzduch, ktorým sú pri upínaní čistené vzájomne dosadajúce plochy.

Centrovacie čapy 26 môžu byť upevnené v drážkach 23 základného telesa 20 prostredníctvom skrutiek a obsahujú fazety 27, vytvorené ako dosadacie plochy. Centrovacie čapy 26 spolu s dorazovými plochami 24 predstavujú podstatné prvky na jemné vycentrovanie nehybného upínacieho prvku 2, zatiaľ čo na hrubé vycentrovanie sú určené voľné koncové plochy 21A upínacieho svorníka 21. K vzájomnej fixácii rozoberateľného upínacieho prvku 1 a pevného upínacieho prvku 2 obsahuje upínací svorník 21 rad upínacích guľôčok 22, ktoré pri upnutí dosadnú na stenu korešpondujúceho zahĺbenia 16 rozoberateľného upínacieho prvku 1 (obr. 3).

Obr. 1 znázorňuje prierez nehybným upínacím prvkom 2 a centrovacím rozoberateľným upínacím prvkom 1 počas upínacieho procesu. Spojenie oboch prvkov 1, 2 je uľahčené hrubým centrovacím prostriedkom pozostávajúcim z kruhovej vložky 15 a zrezanej koncovej plochy 21A upínacieho svorníka 21. Kruhová vložka 15 je výhodne vytvorená z materiálu, ktorý je mäkkší než upínací svorník 21, čím je zamedzené poškodeniu upínacieho svorníka 21 pri centrovaní. Ako materiály pre kruhovú vložku 15 prichádzajú do úvahy napríklad mosadze a bronzy, ale tiež vhodné plasty.

Po hrubom vycentrovaní nasleduje jemné vycentrovanie tým, že centrovacie čapy 26 sa známym spôsobom ustanovia proti drážkam 13. Pokiaľ centrovacie čapy 26 s drážkami 13 lícujú, zaberajú centrovacie čapy 26 do drážok 13 v podstate bez silového pôsobenia. Tým je vzájomné polohovanie oboch prvkov 1 a 2 v smere X a Y, ako aj pokiaľ ide o uhlovú polohu, ukončené.

Teraz prebieha vzájomné upnutie oboch prvkov 1 a 2 tým, že upínacie guľôčky 22 dosadnú na stenu zahĺbenia 16 rozoberateľného upínacieho prvku 1. Vnútri upínacieho svorníka 21 je usporiadaný posuvný piest ako ovládací prvok 30, ktorý tlačí upínacie guľôčky 22 smerom von, pretože je v smere k voľným koncovým plochám upínacieho svorníka 21 pružne zaťažený. Tento piest ako ovládací prvok 30 môže byť pneumaticky presunutý proti pružnému predpätiu smerom dole, takže sa upínacie guľôčky 22 odľahčia a oba prvky 1, 2 môžu byť opäť oddelené.

V tu znázornenom pokojovom stave zotrváva piest ako ovládací prvok 30 v hornej polohe a tlači upínacie guľôčky 22 do zahĺbenia 16, čím sú oba prvky 1, 2 vzájomne zablokované. Na posunutie piesta ako ovládacieho prvku 30, a tým aj na uvoľnenie upínacích guľôčok 22, je do tlakovej komory 31 vháňaný pretlakový vzduch. Tiež je možné vytvoriť pevný upínací prvok 2 tak, že piest ako ovládací prvok 30 môže byť pneumaticky presúvaný v opačnom smere. Mohlo by to byť vytvorené buď prídavné k pružnému predpätie, alebo namiesto neho. Tiež týmto spôsobom je možné oba prvky 1, 2 pneumaticky upnúť a zablokovať.

Aby sa rozoberateľný upínací prvok 1 dostal do požadovanej polohy v smere Z vzhľadom na nehybný upínací prvok 2, je tento rozoberateľný upínací prvok 1 počas vlastného upínacieho procesu tak dlho posúvaný v smere Z proti pružnej sile pružného prvku, tvoreného zárezom 14 drážky 13, dokiaľ tento rozoberateľný upínací prvok 1 nedosadne svojou rovinnou spodnou stranou, tvoriacou dosadaciu plochu 10a, na dorazovú plochu 24 pevného upínacieho prvku 2 (obr. 2 a obr. 3).

Tým, že oporný prvok 11 prečnieva cez dosadaciu plochu 10a, drážky 13 a zárezy 14 rozoberateľného upínacieho prvku 1 (obr. 1), t. j. prvky podstatné na jemné vycentrovanie, o viac než je hodnota prevýšenia dorazových plôch 24, je horná strana nehybného upínacieho prvku 2 obklopená oporným prvkom 11. Prostredníctvom tesniaceho knižka 32, umiesteného na vnútornej strane oporného prvku 11, sú všetky časti, t. j. dosadacia plocha 10a, drážky 13, zárezy 14, upínacie svorníky 21, upínacie guľôčky 22, dorazové plochy 24, centrovacie čapy 26 oboch prvkov 1, 2, podstatné pre výbornú centrovaciu a upínaciu funkciu, spoľahlivo chránené pred vnikajúcimi nečistotami.

Namiesto usporiadania tesniaceho knižka 32, znázorneného na obr. 1, môže byť oporný prvok 11 vybavený na vnútornej strane zrezanou koncovou plochou, v ktorej je pod určitým uhlom k dosadacím plochám vytvorená drážka, v ktorej sa nachádza tesniaci krúžok. Výhodne je pevný upínací prvok v oblasti korešpondujúcej s tesniacim krúžkom vybavený priebežným okrajom, na ktorý môže tesniaci krúžok dosadnúť. Týmto vytvorením môžu byť sily, pôsobiace prostredníctvom tesniaceho krúžka na nosič, zachované malé, takže nedôjde na ovplyvnenie centrovacieho procesu.

Obr. 4 znázorňuje perspektívny pohľad na druhý variant uskutočnenia rozoberateľného upínacieho prvku 1B v čiastočnom reze. Namiesto zárezu usporiadaného za drážkou sú pri tomto rozoberateľnom upínacom prvku 1B usporiadané za drážkou 13B dve pružné chlopne 34, ktoré sú tvorené zárezmi 35, prebiehajúcimi rovnobežne s rovinnou spodnou stranou rozoberateľného upínacieho prvku 1B. Takto vytvorenými chlopňami 34 je dosiahnutý rovnaký efekt ako zárezom tak, že po jemnom vycentrovaní je proti pružnej sile chlopní 34 dosiahnuté dosadnutie dosadacích plôch pevného upínacieho prvku 2 na dosadacie plochy rozoberateľného upínacieho prvku 1B.

Na obr. 5 je znázornený schematický bokorys ďalšieho, alternatívneho uskutočnenia rozoberateľného upínacieho prvku 1C, ktorý je vybavený pružnou podložkou 37. Rozoberateľný upínací prvok 2C pritom zodpovedá rozoberateľnému upínaciemu prvku 1, tak ako bol už opísaný. Pružná podložka 37 je usporiadaná na spodnej strane rozoberateľného upínacieho prvku 1C a nahradzuje zárez 14 drážky 13 podľa obr. 1, pretože v predkladanom prípade prejima funkciu pruženia. V oblasti drážok 13C je pružná podložka 37 vytvorená zosilnená.

Aby bolo umožnené vychýlenie pružnej podložky 37 v oblasti drážok 13C, je základné teleso rozoberateľného upínacieho prvku 1C v oblasti drážok 13C vybavené vybraním 39, ktoré je hlbšie než prevýšenie pružnej podložky 37 vzniknutej zosilnením. Takto zostáva medzi pružnou podložkou 37 a vybraním 39 štrbina 38, ktorá umožňuje určité prehnutie pružnej podložky 37. Namiesto drážok môžu byť tiež usporiadané v pružnej podložke priechodné otvory.

Obr. 6 znázorňuje schematický bokorys alternatívneho uskutočnenia upínacieho prvku 2D. Namiesto drážok, ktoré sú vybavené zárezmi alebo sú usporiadané v pružnej podložke, sú v tomto prípade pružne usporiadané centrovacie čapy 40. Na tento účel je za centrovacím čapom 40 usporiadané vybranie 41. Namiesto vybrania 41 by mohli byť prirodzene centrovacie čapy 40 tiež pružne podopreté, napríklad tak, že by boli usporiadané na pružnej podložke. Pri odpruženom usporiadaní centrovacích čapov 40 by mohli byť korešpondujúce drážky vytvorené nehybné alebo by mohli byť zapustené do nehybnej oblasti centrovacieho rozoberateľného upínacieho prvku 1D.

Obr. 7 a obr. 8 znázorňujú perspektívny pohľad na ďalšie alternatívne uskutočnenie upínacieho zariadenia, ktoré sa tiež skladá z rozoberateľného upínacieho prvku 44 ako nosiča pre obrobok a z nehybného upínacieho prvku 45. Toto upínacie zariadenie sa hodí najmä pre veľké a ťažké obrobky. Na vyvinutie vysokej a rovnomerne pôsobiacej upínacej sily je pevný upínací prvok 45 vybavený štyrmi upínacími svorníkmi 46, obklopenými vždy jednou dorazovou plochou 51. Tieto dorazové plochy 51 sú oproti povrchu pevného upínacieho prvku 45 o niekoľko milimetrov vyššie. Medzi dvoma upínacími svorníkmi 46 je usporiadaný centrovací čap 47. Každý zo štyroch centrovacích čapov 47 je uložený vo vybraní vytvorenom v rovinnom povrchu pevného upínacieho prvku 45.

Nosič 44 obsahuje štyri kruhovo vytvorené dosadacie plochy 52, v ktorých strede je usporiadaný otvor 53 korešpondujúci s upínacím svorníkom 46. Drážky 49 nutné na jemné vycentrovanie sú vytvorené v pružných prvkoch 48, ktoré sú vsadené vo vybraniach 50 v rozoberateľnom upínacom prvku 44. Takto vytvorené pružné prvky 48 sú schopné zachytávať veľké strižné sily.

Znázorneným usporiadaním prvkov na jemné vycentrovanie upínacieho zariadenia, a to pružných prvkov 48 s drážkami 49 a centrovacími čapmi 47, je daná definitívna poloha rozoberateľného upínacieho prvku 44 tak v smere X a Y, ako aj uhlová poloha okolo danej osi Z.

Z dôvodu objasnenia sú na rozoberateľnom upínacom prvku 44 znázornené tri varianty oporných prvkov. Prvý variant spočíva vo vonkajšej obvodovej lište tvoriacej oporný prvok 54, ktorý korešponduje s vonkajším obrysom upínacieho prvku 45. Výška oporného prvku 54 je pritom zvolená taká, aby prvky, t. j. pružný prvok 48, drážka 49 a dosadacia plocha 52, podstatné na jemné vycentrovanie, vyčnievali o viac než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch 51 upínacieho prvku 45.

Druhý variant spočíva v usporiadaní lišty ako oporného prvku 56 na spodnej strane nosiča 44. V tomto prípade musí byť výška oporného prvku 56 zvolená taká, aby prvky, t. j. pružný prvok 48, drážka 49 a dosadacia plocha 52, podstatné na jemné vycentrovanie, vyčnievali o menej než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch 51 upínacieho prvku 45. Tým je zaručené, že dosadacie plochy 52 stanoveným spôsobom dosadnú na dorazové plochy 51.

Na poslednom mieste môžu byť ako oporné prvky usporiadané tiež stĺpiky 55, ktoré sa nachádzajú v rohoch. Tiež v tomto prípade musí byť výška stĺpikov 55 zvolená tak, aby prvky, t. j. pružný prvok 48, drážka 49 a dosadacia plocha 52, podstatné na jemné vycentrovanie, vyčnievali o menej než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch 51 upínacieho prvku 45 .

Namiesto znázornených štyroch upínacích svorníkov 46 môže byť prirodzene usporiadaný tiež väčší počet týchto upínacích svorníkov 46, napríklad šesť. Tiež tak je možné v súlade s požiadavkami príslušne zvýšiť počet centrovacích čapov 47 spolu so zodpovedajúcim počtom drážok 49.

Obr. 9 znázorňuje schematicky pôdorys zariadenia na polohovo definované upnutie obrobkov a obr. 10 znázorňuje schematicky bokorys tohto zariadenia. Zariadenie obsahuje štyri upínacie zariadenia 3 a upínacie zariadenia 4 na obrobok. Upínacie zariadenie 4 na obrobok pozostáva z kruhovej dosky 5, na ktorej spodnej strane sú upevnené štyri rozoberateľné upínacie prvky 1, ktoré sú usporiadané symetricky na strednú os 6 dosky 5. Na doske 5 je upevnený (neznázomený) opracovávaný obrobok, pričom namiesto dosky 5 môže byť usporiadané ľubovoľné iné upínacie zariadenie pre obrobok, napríklad upínací rám.

Štyri nehybné upínacie prvky 2 upínacích zariadení 3 sú teda usporiadané nehybne, napríklad na obrábacom stole obrábacieho stroja. Každé zo štyroch upínacích zariadení 3 je vybavené dvoma centrovacími čapmi a dvoma korešpondujúcimi drážkami, a tieto centrovacie prvky určujú spoločne definitívnu polohu upínacieho zariadenia 4 na obrobok tak v smere X a Y ako tiež uhlovo okolo osi Z.

Namiesto tu znázornených kruhových upínacích zariadení 4 na obrobok prichádzajú samozrejme tiež do úvahy ľubovoľné iné uskutočnenia týchto upínacích zariadení, napríklad obdĺžnikové. Pri obdĺžnikových upínacích zariadeniach na obrobok je výhodné vybaviť jedno z upínacích zariadení štyrmi drážkami a centrovacími čapmi. Takýmto upínacím zariadením je daná poloha upínacieho zariadenia pre obrobok v smere X a Y a určená os Z.

Prídavné musí byť usporiadané v odstupe od prvého upínacieho zariadenia 3 ešte najmenej jedno ďalšie, druhé upínacie zariadenie 3, ktoré stanoví uhlovú polohu upínacieho zariadenia 4 pre obrobok vzhľadom na os Z. K tomu je výhodne usporiadané upínacie zariadenie 3, obsahujúce dve drážky a dva centrovacie čapy, ktoré umožňuje dĺžkové zmeny upínacieho zariadenia pre obrobok v jednom smere. Tiež umožňuje za nepriaznivých podmienok, napríklad pod vplyvom tepelne podmienených rozmerových zmien upínacieho zariadenia 4 pre obrobok, veľkú polohovaciu presnosť upnutého obrobku.

Namiesto upínacích zariadení, opísaných v predchádzajúcom, môže byť zariadenie prirodzene vybavené tiež upínacími zariadeniami podľa obr. 7 a obr. 8.

Výhoda vybavenia upínacieho zariadenia na obrobok upínacími zariadeniami podľa vynálezu spočíva najmä v tom, že je veľmi robustné a nie je citlivé pri manipulácii. Pri odstavení takéhoto upínacieho zariadenia na obrobok nie sú prvky nosiča alebo rozoberateľného upínacieho prvku prináležajúceho k obrobku, podstatné na jemné vycentrovanie, žiadnym spôsobom negatívne ovplyvnené, pretože oporný prvok cez prvky nosiča alebo rozoberateľného upínacieho prvku, podstatné na jemné vycentrovanie prečnieva a preto sa do styku s podložkou dostane iba jeho oporná plocha.

Claims (24)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Upínacie zariadenie na polohovo definované upnutie nástroja alebo obrobku, s pevným upínacím prvkom (2, 45) a s na ňom pevne upnuteľným nosičom nástroja alebo obrobku ako rozoberateľným upínacím prvkom (1, 44), pričom na polohovanie je na jednej strane jeden rozoberateľný upínací prvok (1, 44) vybavený drážkami (13, 49), ktoré sú na určenie polohy v smere X a/alebo Y určené na spolupôsobenie s centrovacími čapmi (26, 47) usporiadanými na druhom, pevnom upínacom prvku (2, 45), vyznačujúce sa t ý m , že pevný upínací prvok (2, 45) obsahuje vyčnievajúce dorazové plochy (24, 51) a rozoberateľný upínací prvok (1,44) obsahuje rovinné dosadacie plochy (10a, 52), ktoré dosadajú po dosiahnutom upnutí na dorazové plochy (24, 51), a tým určujú vzájomnú polohu oboch upínacích prvkov (1, 2; 44, 45) v smere Z, pričom je usporiadaný najmenej jeden upínací svorník (21; 46) na vzájomné zablokovanie oboch upínacích prvkov (1, 2; 44, 45), pričom upínací svomík/upínacie svorníky (21, 46) je/sú usporiadané na nehybnom upínacom prvku (2; 45), a pričom rozoberateľný upínací prvok (1; 44) obsahuje oporný prvok (11) vybavený koncovou opornou plochou (12; 58), ktorá presahuje cez podstatné prvky usporiadané na rozoberateľnom upínacom prvku (1,44) a určené na jemné vycentrovanie.
2. 2. Upínacie zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že vnútorná strana oporného prvku (11) korešponduje s vonkajším obrysom pevného upínacieho prvku (2), a že oporný prvok (11) presa huje cez prvky rozoberateľného upínacieho prvku (1), podstatné na jemné vycentrovanie, o viac než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch (24) pevného upínacieho prvku (2).
3. 3. Upínacie zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že tak rozoberateľný upínací prvok (1), ako aj pevný upínací prvok (2) sú vytvorené v podstate valcové, pričom oporný prvok (11) kruhovo obopína pevný upínací prvok (2) tak, že vnútorný priemer oporného prvku (11) zodpovedá aspoň približne vonkajšiemu priemeru pevného upínacieho prvku (2).
4. 4. Upínacie zariadenie podľa nároku 2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že oporný prvok (11) je na vnútornej strane vybavený tesniacim krúžkom (32), ktorý pri spojení oboch upínacích prvkov (1, 2) dosadá vonku na pevný upínací prvok (2).
5. 5. Upínacie zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že oporný prvok (11) obsahuje na vnútornej strane zrezanú koncovú plochu, ktorá je vybavená drážkou, v ktorej je uložený tesniaci krúžok (32), sklonenú pod uhlom k dosadacím plochám.
6. 6. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že rozoberateľný upínací prvok (1) je vybavený stredovým otvorom (18) na ukotvenie upínacieho svorníka (21) pevného upínacieho prvku (2), a že upínací svorník (21) spolu s otvorom (18) rozoberateľného upínacieho prvku (1) je vytvorený ako hrubý centrovací prvok tým, že upínací svorník (21) je v koncovej oblasti vybavený zrezanou alebo polkruhovo vytvorenou centrovacou koncovou plochou (21 A), ktorá je určená na spolupôsobenie s kruhovou vložkou (15), ohraničujúcou na spodnej strane stredový otvor (18) rozoberateľného upínacieho prvku (1).
7. 7. Upínacie zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že kruhová vložka (15) ohraničujúca otvor (18) rozoberateľného upínacieho prvku (1) obsahuje zrezanú centrovaciu plochu (15A), pričom kruhová vložka (15) je upevnená vymeniteľné a pozostáva z materiálu, ktorý je mäkší než upínací svorník (21).
8. 8. Upínacie zariadenie podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúce sa tým, že centrovacia koncová plocha (21 A) upínacieho svorníka (21) sa rozkladá najmenej na jednej tretine jeho voľnej koncovej plochy.
9. 9. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že za a/alebo bočné od drážky (13) rozoberateľného upínacieho prvku (1) je/sú usporiadané jeden alebo viac zárezov (14), ktorý/ktoré je/sú vytvorené tak, že pri centrovacom čape (26) zaberajúcom do drážky (13) pri upínaní v smere Z dosadajú rovinné dosadacie plochy (10a) rozoberateľného upínacieho prvku (1) na dorazové plochy (24) pevného upínacieho prvku (2).
10. 10. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že za a/alebo bokom centrovacieho čapu (40) je/sú usporiadané jeden alebo viac zárezov (41), ktorý/ktoré je/sú vytvorené tak, že centrovací čap (26) zaberajúci do drážky (13) pri upínaní v smere Zje vystavený pružnej sile, po ktorej prekonaní dosadnú rovinné dosadacie plochy (10a) rozoberateľného upínacieho prvku (1) na dorazové plochy (24) pevného upínacieho prvku (2).
11. 11. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že obsahuje pružnú podložku (37), v ktorej sú zapustené drážky (13C).
12. 12. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že centrovací čap (40) je usporiadaný na pružnej podložke (37).
13. 13. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že rozoberateľný upínací prvok (1) je vybavený drážkovým vybraním (17), nadväzujúcim na vnútornej strane na oporný prvok (11).
14. 14. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že upínací svorník (21) obsahuje väčší počet upínacích guľôčok (22), ktoré pri upnutí doľahnú na stenu korešpondujúceho zahĺbenia (16) rozoberateľného upínacieho prvku (1).
15. 15. Upínacie zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že upínacie guľôčky (22) sú v pokojovom stave prostredníctvom pružne zaťaženého a vnútri upínacieho svorníka (21) posuvne usporiadaného ovládacieho prvku (30) tlačené smerom von, pričom tento pružne zaťažený ovládací prvok (30) je pneumaticky posunuteľný proti pružnému predpätiu na odľahčenie upínacích guľôčok (22).
16. 16. Upínacie zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že rozoberateľný upínací prvok (1) obsahuje najmenej štyri upínacie svorníky (46) ako aj najmenej štyri centrovacie čapy (47) a nehybný upínací prvok (45) obsahuje počet drážok (49), ktorý korešponduje s počtom centrovacích čapov (47), pričom drážky (49) a centrovacie čapy (47) upínacieho zariadenia určujú spoločne definitívnu polohu rozoberateľného upínacieho prvku (44) tak v smere X a Y, ako aj uhlovú polohu okolo osi Z.
17. 17. Upínacie zariadenie podľa nároku 16, vyznačujúce sa tým, že oporný prvok (54) je vytvorený ako obvodová lišta, ktorej vnútorná strana korešponduje s vonkajším obrysom pevného upínacieho prvku (45), pričom oporný prvok (54) presahuje cez prvky rozoberateľného upínacieho prvku (44), podstatné na jemné vycentrovanie, o viac než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch (51) pevného upínacieho prvku (45).
18. 18. Upínacie zariadenie podľa nároku 16, vyznačujúce sa tým, že na spodnej strane rozoberateľného upínacieho prvku (44) je usporiadaný najmenej jeden oporný prvok, ktorý alebo ktoré prevyšuje/prevyšujú prvky rozoberateľného upínacieho prvku (44), podstatné na jemné vycentrovanie, o menej než o hodnotu prevýšenia vyčnievajúcich dorazových plôch (51) nehybného upínacieho prvku (45).
19. 19. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 16 až 18, vyznačujúce sa tým, že obsahuje štyri upínacie svorníky (46), pričom medzi vždy dvoma upínacími svorníkmi (46) je usporiadaný jeden centrovací čap (47).
20. 20. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 16 až 19,vyznačujúce sa tým, že obsahuje diskrétne pružné prvky (48), do ktorých sú zapustené drážky (49) vytvorené na jemné vycentrovanie, pričom diskrétne pružné prvky (48) sú s tvarovým stykom vsadené do vybrania (50) v rozoberateľnom upínacom prvku (44).
21. 21. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 16 až 20, vyznačujúce sa tým, že centrovacie čapy (47) na jemné vycentrovanie sú vytvorené ako diskrétne prvky a sú osadené vo vybraniach nehybného upínacieho prvku (45).
22. 22. Zariadenie na polohovo definované upnutie obrobkov, ktoré je vybavené väčším počtom upínacích zariadení (3) podľa jedného alebo viac z nárokov 1 až 21,vyznačujúce sa tým, že je vybavené upínacím zariadením (4) na obrobok, na ktorom je usporiadaný väčší počet rozoberateľných upínacích prvkov (1), určených k súčinnosti s korešpondujúcim počtom nehybných upínacích prvkov (2), pričom drážky a centrovacie čapy upínacích zariadení (3) určujú spoločne definitívnu polohu upínacieho zariadenia (4) pre obrobok tak v smere X a Y, ako aj uhlovú polohu okolo osi Z.
23. 23. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa tým, že obsahuje prvé upínacie zariadenie (3), ktoré obsahuje rozoberateľný upínací prvok (1) na nástroj alebo obrobok a pevný upínací prvok (2), pričom toto prvé upínacie zariadenie (3) je vybavené štyrmi drážkami a centrovacími čapmi, tieto jemne centrovacie prvky spoločne určujú polohu upínacieho zariadenia (4) pre obrobok v smere X a Y a tým polohu osi Z, a pričom v odstupe od prvého upínacieho zariadenia (3) je usporiadané najmenej jedno ďalšie upínacie zariadenie (3), ktoré je vybavené dvoma drážkami a dvoma centrovacími čapmi, tieto jemne centrovacie prvky určujú polohu upínacieho zariadenia (4) na obrobok iba čo sa týka uhlovej polohy okolo osi Z.
24. 24. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa tým, že upínacie zariadenie (4) na obrobok je vytvorené kruhové a je vybavené štyrmi upínacími zariadeniami (3), ktoré sú ďalej vybavené dvoma drážkami a dvoma centrovacími čapmi, pričom rozoberateľné upínacie prvky (1) na nástroj alebo obrobok sú usporiadané na upínacom zariadení (4) na obrobok symetricky na stredovú os (6) a vzájomne uhlovo presadené.

    7 výkresov