專利名稱：用于機床特別是插入式放電機上的工具的夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機床上的工具的夾緊裝置及其制造方法，該夾緊裝置包括第一和第二連接件，第一連接件設(shè)有偏心設(shè)置且互相成一定角度并且具有用于精確X-Y定位第二連接件的邊界面的條狀件，第二連接件具有側(cè)表面，其設(shè)有可支承邊界面的彈性唇部，以及提供用于精確Z定位第一和第二連接件的連接裝置。
歐洲專利EP 0255042公開了一種用于機床，特別是插入式放電機，的工具的夾緊裝置。該夾緊裝置包括夾盤，其具有兩個從夾盤下面突出并設(shè)置有支承面的條狀件，以便在橫向指向夾盤的中心線的X方向和Y方向上定位工具。為了能夠?qū)⒐ぞ弑M可能多次重復(fù)并且每次以非常高的精度定位到夾盤上的預(yù)定位置，設(shè)置了多個從夾盤下面突出的柱件，所述柱件具有在其自由端面沿X-Y平面延伸的基準(zhǔn)面，條狀件設(shè)計成偏心并且互相形成一定角度；支承柱件的工具夾持件設(shè)有平面，其上切割出兩對與條狀件對準(zhǔn)并設(shè)有用于支承條狀件的彈性唇部的溝槽，工具夾持件具有帶有鎖定裝置的中心孔，以便以鎖定和釋放方式容納接合螺栓。
存在其中用作夾盤的連接件和另一連接件均用作工具的夾持件的多種夾緊系統(tǒng)。夾持件還傾向于用作工件。目前，在各種情況下兩個連接件都分別制造，加工和硬化，設(shè)有用于固定工件夾持件，即至少部件的孔的平面是必需的，以便產(chǎn)生相應(yīng)連接件和工具的摩擦結(jié)合。這需要對整個夾緊系統(tǒng)的附加制造工序。
本發(fā)明的目的是改進夾緊裝置，以便在不插入用來固定工件或工具的單獨件的情況下簡化制造和使其成本有效。
根據(jù)本發(fā)明，該目的實現(xiàn)為，第二連接件由具有各種強度值、延展值和硬度值的單件組成；唇部區(qū)域的強度值，延展值和/或硬度值大于唇部的其他區(qū)域和/或第二連接件的區(qū)域。
此外，根據(jù)本發(fā)明該目的實現(xiàn)為，第一連接件具有各種強度值、延展值和硬度值是單件組成，條狀件區(qū)域的強度值、延展值和/或硬度值大于條狀件的其他區(qū)域和/或第一連接件區(qū)域。
此外，根據(jù)本發(fā)明的制造夾緊裝置的方法可用來實現(xiàn)該目的，依照根據(jù)公知方法的應(yīng)用，首先第一和/或第二連接件以未硬化狀態(tài)制造，加工和成型，并對表面進行硬化。
該解決方案通過將工具夾持件或工件夾持件一體形成于一個和另一個連接件內(nèi)減少了夾緊裝置的使用者和制造商的成本，使用者可通過其希望的方式處理工具夾持件或工件夾持件。一連接件具有位于底部區(qū)域的接合側(cè)。在頂部區(qū)域設(shè)置可自由處理工具夾持件或工件夾持件的區(qū)域。本發(fā)明并不局限于由用戶進行加工。制造商或其服務(wù)部門同樣可以簡單方式進行加工。
本發(fā)明涉及兩個連接件該部件具有條狀件或該部件件具有唇部，這取決于在各種情況下如何將連接件用作夾盤、工具夾持件還是工件。在傳統(tǒng)的夾盤中，必須重復(fù)夾緊和松開各連接件以進行加工，如在加工后進行硬化。
對連接件的軟區(qū)域進行加工適合所有想到的功能和形式。
如上所述，本發(fā)明的實質(zhì)是以工具或工件的固定機構(gòu)以單件整體形成于相應(yīng)連接件內(nèi)的方式設(shè)計兩個連接件中的一個。該單個部件設(shè)置了具有不同材料性能的區(qū)域，如強度、彈性、硬度等。工具的較軟材料性能使工具夾持件可自由地進行加工，如成型，銑削，沖壓，彎曲等。由于自由加工的可能性，可根據(jù)應(yīng)用制造具有工具固定機構(gòu)的連接件。
第二連接件優(yōu)選由鋼或高標(biāo)號鋼制造，帶有唇部的側(cè)表面進行表面硬化，硬化區(qū)的厚度d小于唇部的厚度D。
在非合金鋼的情況下根據(jù)應(yīng)用優(yōu)選使用表面硬化。硬化層的厚度對應(yīng)于厚度d。
另外，第二連接件可由鋼或高標(biāo)號鋼制成鑄件，帶有唇部的側(cè)表面同樣進行表面硬化，硬化區(qū)的厚度d小于唇部的厚度D。
在優(yōu)選實施例中，第二連接件由鋼或高標(biāo)號鋼制造，帶有唇部的側(cè)表面進行硬化，硬化區(qū)的厚度d可根據(jù)應(yīng)用設(shè)定。
例如，帶有唇部的第二連接件是鑄件。然后進行感應(yīng)硬化，形成硬化層厚度。
在本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，與條狀件鄰接的唇部端以在第一連接件與第二連接件限定在一起時實現(xiàn)邊緣接觸、全表面接觸或部分表面接觸的方式形成。
唇部優(yōu)選在X、Y、和/或Z方向以不同方式形成。
第一連接件優(yōu)選用鋼或高標(biāo)號鋼制造，并且對表面和/或邊界面進行表面硬化。
第一連接件有利的由鋼或高標(biāo)號鋼制造成鑄件，對表面和/或邊界面進行表面硬化。
類似地，第一連接件可由鋼或高標(biāo)號鋼制造，對表面和/或邊界面進行表面硬化，并且硬化區(qū)的厚度可以根據(jù)應(yīng)用設(shè)定。
夾緊裝置優(yōu)選具有連接裝置，用于將第一連接件摩擦連接到第二連接件。
夾緊裝置的各個實施例分別在下面的附屬權(quán)利要求和附圖中進行描述和顯示。
第一和/或第二連接件可根據(jù)下面的方法進行制造首先在非硬化狀態(tài)下對第一和/或第二連接件進行加工然后進行硬化；第一和/或第二連接件首先進行硬化，然后進行加工。
第一和/或第二連接件首先制造成鑄件，然后對表面進行硬化，再進行加工。
第一和/或第二連接件首先制造成鑄件和進行加工，然后對表面進行硬化。
下面的附圖顯示了本發(fā)明，附圖中
圖1以平面圖和側(cè)視圖顯示了兩個連接件；圖2以側(cè)視圖顯示了結(jié)合的夾緊裝置；圖3顯示了放大的唇部和條狀件的接觸區(qū)(區(qū)域A)；圖4a到圖4d顯示了唇部的各種實施例；圖5a到圖5g顯示了唇部的各種外形；圖6a和圖6b顯示了具有不同材料性能的唇部；圖7a和圖7b顯示了具有不同材料性能的側(cè)表面；圖8到圖17顯示了連接件的各種應(yīng)用和實施例。
標(biāo)記表1第一連接件2第二連接件3條狀件4邊界面5唇部6區(qū)域7區(qū)域8區(qū)域9區(qū)域10 側(cè)表面11 端部12 曲面13 調(diào)節(jié)裝置18 槽19 槽口
20裝置21工件22柄部23銅電極24花鍵齒系統(tǒng)25區(qū)域26中間間距27z座件28孔29調(diào)節(jié)螺釘30鎖定螺釘31平面區(qū)域32六角形接插件33開口36工件37中間間距38螺釘39夾爪41內(nèi)腔42反射鏡43母模部件44開口45螺釘46調(diào)節(jié)裝置47唇部表面48間隙49調(diào)節(jié)螺釘50底端
51栓件52栓件圖1以平面圖和側(cè)視圖顯示公知的兩個連接件1，2。圖1的頂部顯示了帶有側(cè)表面11和唇部5的第二連接件2。帶有條狀件3及其邊界面4的第一連接件1在圖1的底部區(qū)顯示。如圖2中顯示以及圖3中放大的，在結(jié)合狀態(tài)下，條狀件3支承在由唇部5形成的中間空間26內(nèi)。本發(fā)明不限于特定形式的連接件。
兩個連接件可通過公知方式來實現(xiàn)，如通過簡單的中心螺紋連接、用氣動或液壓內(nèi)拉裝置操作的牽引螺栓、卡接固定件、通過沿徑向設(shè)置并嚙合在為此而設(shè)置的槽內(nèi)的球或者其他可行方法實現(xiàn)。
本發(fā)明的關(guān)鍵是具有側(cè)表面11、唇部。條狀件3。Z座件27或針對后續(xù)附圖所描述的其他應(yīng)用相關(guān)設(shè)計5的連接件1，2首先由軟材料以單件制造并進行加工。然后進行硬化，硬化區(qū)25的深度可針對應(yīng)用進行自由選擇。例如，這種情況可適用于其中存在感應(yīng)硬化可能的在自動制造中。
本發(fā)明還適用于z基準(zhǔn)位于側(cè)表面或z基準(zhǔn)和x-y基準(zhǔn)面平放在一個平面中的連接類型。
圖4a到圖4d顯示了圖3的放大區(qū)域A的不同實施例。在圖3可看到唇部5的變形。在圖4a，唇部5的唇端部12設(shè)置成在結(jié)合過程中發(fā)生邊緣接觸，與圖4b相比，圖4b顯示出表面接觸。唇部5的端部12在圖4c具有曲面13，圖4d的唇部5的端部12設(shè)計成僅唇部端部的一部分與條狀件接觸。
圖5a到圖5g顯示了唇部的各種外形。圖5b顯示了沿圖5a的剖面I-I的具有恒定的厚度的公知唇部外，圖5c顯示了沿縱向看的具有不同厚度的所述唇部形狀。圖5d和圖5e顯示了沿圖5a的方向II-II的唇部外形。這些彎曲外形導(dǎo)致了連接件更好的剛性。圖5f和圖5g顯示了沿圖5a的線III-III的外形組合。
圖6a和圖6b顯示了具有側(cè)表面11和唇部5的第二連接件2。在細節(jié)B中，唇部5在圖6b顯示出具有不同的材料性能。唇部5的影線區(qū)7進行了硬化，硬化區(qū)的厚度d小于唇部5的厚度D，這是通過公知加工方法形成唇部的預(yù)定條件。唇部5的區(qū)域9保持不硬化，因此是軟的。
圖7a和圖7b的實施例顯示了具有唇部5的側(cè)表面11。這里，硬化區(qū)8(影線區(qū))的厚度e小于側(cè)表面11的厚度，但大于唇部5的厚度D。側(cè)表面11的區(qū)域10保持未硬化，因此是軟的。
該實施例可用于鑄造連接件的情況。
在圖8a到圖8c中以側(cè)視圖、放大圖和平面圖分別顯示了用于線放電機床的優(yōu)選實施例。在z座件27中，連接件2設(shè)有帶螺紋的孔28。連接件1以所描述的方式結(jié)合連接件2?？?8容納調(diào)節(jié)螺釘29，以設(shè)定z方向。調(diào)節(jié)程度通過止動螺釘30鎖定。調(diào)節(jié)螺釘29的底端設(shè)有平面區(qū)31。調(diào)節(jié)螺釘29具有六角形接插件32。鎖定螺釘30設(shè)有用于使用相應(yīng)的工具操作調(diào)節(jié)螺釘29的通孔44。鎖定螺釘30通過六角形調(diào)節(jié)件鎖定到調(diào)節(jié)螺釘29。
在連接件2，所有的z座件可設(shè)置這種調(diào)節(jié)裝置14。
圖9a和9b以側(cè)視圖和平面圖顯示了連接件2的鑄件形式。連接件2設(shè)計成S狀。連接件2具有位于唇部5上方的澆鑄口33。開口33對于鑄造連接件2的精度非常有利。
此外，唇部5可通過開口33進行加工是有利的，因為根據(jù)本發(fā)明唇部5在開口33方向具有可加工的軟表面。
開口33在圖9b中顯示是正方形。它們同樣也可以是圓柱形，并且由于表面柔軟如果適當(dāng)可設(shè)置螺紋，如圖9c，9d，9e所示。
在圖9d顯示調(diào)節(jié)裝置46。調(diào)節(jié)裝置46可設(shè)置在連接件2的開口33。調(diào)節(jié)裝置46形成重復(fù)地移動唇部5到原始位置的機械止動件，特別是在大載荷的情況下。因而，兩個連接件1，2的連接非常牢固。通過這種調(diào)節(jié)裝置46防止了唇部5永久彎曲。調(diào)節(jié)裝置可用于設(shè)定唇部表面47和栓件51的底端50之間的間隙48，栓件由調(diào)節(jié)螺釘49作用，并且其底端50形成唇部表面47的止動件。
圖9e的實施例解決了唇部5可能出現(xiàn)的振動問題，例如在銑削過程中。為了抑制可能造成誤差的振動，可設(shè)置如橡膠或塑料的阻尼材料的栓件52。
圖10a和圖10b以平面圖和側(cè)視圖顯示了連接件2。連接件2適合于結(jié)合機械手的自動機械。連接件2設(shè)有機械手的夾持件可以嚙合于其中的槽18。槽18設(shè)有至少兩個槽口19，以防止夾持過程中的轉(zhuǎn)動。
圖11a和11b顯示設(shè)有用于固定工件21或工具的機構(gòu)20的連接件2。該機構(gòu)具有夾持工件21的中間間距37。工件21以公知方式通過螺紋38進行夾持。
在圖12a和12b中顯示了具有夾爪39的工件夾持件的另一實施例。夾爪39適合于和根據(jù)要夾持的工件進行配置。例如通過將夾爪39連接到連接件2的螺釘45夾持工件21。
圖13a，13b和13c顯示了具有用于容納例如由銅制成的電極23的柄部22的連接件2。根據(jù)本發(fā)明，柄部22成單件連接到連接件2。為了牢固地固定和實現(xiàn)更好的電極電連接，柄部22在其圓周面設(shè)有花鍵，其與電極23形成花鍵齒系統(tǒng)24。
與圖13a，13b，13c一致，圖14a，14b，14c顯示了帶電極23的花鍵齒系統(tǒng)24，花鍵齒系統(tǒng)24配置在柄部22內(nèi)。
圖15a和圖15b顯示了具有可加工的內(nèi)腔41的連接件2。內(nèi)腔用軟材料制造，因此適合進行與應(yīng)用相關(guān)的加工，如臘成型制作，精密成型。
根據(jù)本發(fā)明，可根據(jù)應(yīng)用對表面進行硬化。對于工件的直接加工，這是根據(jù)本發(fā)明的典型示例，不需要重復(fù)地松開或重新夾持工件。
圖16a和16b的連接件顯示出頂部軟區(qū)域的另一功能和形式。頂部區(qū)域的表面進行加工，以便例如以準(zhǔn)確角度實現(xiàn)用于光學(xué)測量的反射鏡42的精密座件。
圖17a和17b的連接件2的實施例存在于用于模仿和跟蹤要制造的復(fù)制件的母模(master)元件43中。根據(jù)本發(fā)明，在不必松開或重新夾緊連接件2的情況下，母模部件在夾緊的連接件2上進行加工和硬化。
根據(jù)本發(fā)明，圖8到17介紹的所有實施例可經(jīng)濟地制造。由于連接件1和2的各區(qū)域的不同材料性能，可在不必進行松開和重新夾持的情況下，對所述連接件1，2或夾持其上的工件或工具進行加工。
權(quán)利要求
1.一種用于機床工具的夾緊裝置，包括第一連接件(1)和第二連接件(2)，所述第一連接件(1)具有偏心設(shè)置且互相成一定角度并且具有用來在X-Y平面準(zhǔn)確定位第二連接件(2)的邊界面(4)的條狀件(3)，所述第二連接件(2)具有帶用于支承所述邊界面(4)的彈性唇部(5)的側(cè)表面(11)，以及提供用于進行所述第一連接件(1)和所述第二連接件(2)的Z準(zhǔn)確定位的連接裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)包括具有各種強度值、延展值和/或硬度的單件，所述唇部(5)的區(qū)域(7，8)具有比所述唇部(5)的其他區(qū)域(9)和/或第二連接件(2)的區(qū)域(10)更高的強度值、延展值和/或硬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)由鋼或高標(biāo)號鋼制造，并且?guī)в兴龃讲?5)的側(cè)表面進行了表面硬化，所述硬化區(qū)(7)的厚度d比所述唇部(5)的厚度D小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)由鋼或高標(biāo)號鋼制造成鑄件，帶有所述唇部(5)的側(cè)表面(11)進行了表面硬化，所述硬化區(qū)(7)的厚度d比所述唇部(5)的厚度D小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和/或3所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)由鋼或高標(biāo)號鋼制造，帶有所述唇部(5)的側(cè)表面(11)進行了硬化，所述硬化區(qū)的厚度d可根據(jù)應(yīng)用設(shè)定。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，形成與所述條狀件(3)鄰接的唇部(5)的那些端部(12)，以在所述第一連接件(1)與所述第二連接件(2)約束到一起時形成邊緣接觸、全表面接觸或部分表面接觸。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，與所述條狀件(3)鄰接的唇部(5)那些端部(12)具有曲面(13)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述唇部(5)在X-Y和/或Z方向上以不同方式形成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)可通過集成的調(diào)節(jié)裝置(14)進行調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，開口(33)設(shè)置在所述第二連接件(2)中的唇部(5)上。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求9所述的夾緊裝置，其特征在于，所述開口(33)為具有螺紋的圓柱形設(shè)計，相應(yīng)調(diào)節(jié)裝置(46)設(shè)置在至少一個開口(33)內(nèi)，以便設(shè)定所述唇部表面(47)和所述調(diào)節(jié)裝置(46)的底端(48)之間的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的夾緊裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(46)包括調(diào)節(jié)螺釘(46)和栓件(51，52)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的夾緊裝置，其特征在于，所述栓件(52)由防止振動的材料制造。
13.一種用于機床工具的夾緊裝置，包括第一連接件(1)和第二連接件(2)，所述第一連接件(1)具有偏心設(shè)置且互相成一定角度并具有用來X-Y準(zhǔn)確定位所述第二連接件(2)的邊界面(4)的條狀件(3)，所述第二連接件(2)具有帶用于支承所述邊界面(4)的彈性唇部(5)的側(cè)表面(11)，以及提供用于進行所述第一連接件(1)和所述第二連接件(2)的Z準(zhǔn)確定位的連接裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)包括具有各種強度值、延展值和/或硬度值的單件，所述條狀件(3)的區(qū)域具有比所述條狀件(3)的其他區(qū)域和/或所述第一連接件(1)的區(qū)域更高的強度值、延展值和/或硬度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)由鋼或高標(biāo)號鋼制造，所述表面和/或邊界面(4)進行了表面硬化。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)由鋼或高標(biāo)號鋼制造成鑄件，所述表面和/或邊界面(4)進行了表面硬化。
16.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第二連接件(2)用鋼或高標(biāo)號鋼制造，所述表面和/或邊界面(4)進行了表面硬化，所述硬化區(qū)的厚度可根據(jù)應(yīng)用設(shè)定。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所應(yīng)用的硬化工藝是感應(yīng)硬化工藝、激光硬化工藝或用于局部或表面硬化的其他硬化工藝。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，通過螺紋連接或以機械、氣動或液壓方式通過牽引螺栓設(shè)計所述連接裝置(6)。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)設(shè)有具有用于通過機械手進行夾持的至少兩個槽口(19)的槽(18)。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和第二連接件(2)具有用于固定工具或工件(21)的經(jīng)加工的裝置(20)。
21.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)設(shè)有用于固定銅電極(23)的柄部(22)，所述銅電極(23)通過設(shè)置在所述柄部內(nèi)側(cè)或外側(cè)的花鍵齒系統(tǒng)(24)以導(dǎo)電方式進行連接。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)可根據(jù)應(yīng)用成型在相應(yīng)頂部未硬化區(qū)域(25)，成型后進行表面硬化。
23.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)包括用于精確定位固定反射鏡或其他儀器的經(jīng)加工的表面。
24.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的夾緊裝置，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)在相應(yīng)頂部設(shè)置特別形成的用于對生產(chǎn)進行校準(zhǔn)的母模。
25.一種制造上述權(quán)利要求中至少一項所述夾緊裝置的方法，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或所述第二連接件(2)首先根據(jù)公知方法相對于應(yīng)用條件在未硬化狀態(tài)下制造、加工和形成，然后進行表面硬化。
26.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的制造夾緊裝置的方法，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)首先硬化，并然后進行加工。
27.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的制造夾緊裝置的方法，其特征在于，所述第一連接件(1)和所述第二連接件(2)首先以鑄件形式制造，然后對表面進行硬化，并再進行加工。
28.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項所述的制造夾緊裝置的方法，其特征在于，所述第一連接件(1)和/或第二連接件(2)首先以鑄件形式進行制造和加工，然后對表面進行硬化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機床工具的夾緊裝置，其具有第一和第二連接件。第一連接件是偏心的，包括彼此具有角度偏移并具有用于在XY平面上準(zhǔn)確地定位第二連接件(2)的限制表面的小導(dǎo)軌。第二連接件(2)包括具有支承限制表面的彈性唇部(5)的側(cè)表面(11)。連接裝置用于在Z面上準(zhǔn)確地定位第一和第二連接件(2)。第二連接件(2)由具有各種強度值、延展值和/或硬度的工件組成，因此唇部(5)的區(qū)域(8)具有比唇部(5)的其他區(qū)域(9)和/或第二連接件(2)的區(qū)域更高的強度值、延展值和/或硬度。
文檔編號B23Q1/00GK101018638SQ200580028524
公開日2007年8月15日 申請日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者H·達爾奎斯特, C·莫丁, D·奧托森 申請人:系統(tǒng)3R國際股份有限公司