CN101633125A - 夹具 - Google Patents

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Abstract

一种夹具包括卡盘(1)和可释放地固定到其上的夹持托盘(6)。卡盘(1)设置有布置在所述卡盘(1)处的四个对中销(3)，所述对中销(3)与设置在所述夹持托盘(6)处的对中开口(9)协作，使得当将所述夹持托盘(6)装卡在所述卡盘(1)中时，所述夹持托盘(6)在X和Y方向上定位。每个对中销(3)具有两个成锥形倾斜的侧面(3a，3b)，每个对中开口(9)由定向为彼此平行的两个侧壁(9a，9b)限定。当将夹持托盘(6)装卡在卡盘(1)处时，每个对中销(3)的成锥形倾斜的侧面(3a，3b)与对中开口(9)的侧壁形成线接触。

Description

夹具
技术领域
本发明涉及如权利要求1的前序部分陈述的那样构造的夹具。
这样的夹具用于将工具、工件或工件托盘(pallet)装卡在限定的位置上，该卡盘通常固定地位于机床或压机(press)的工作台上，而工件托盘重复地可释放地精确定位在卡盘处。
背景技术
可以从EP 0111092B2获知一种用于将工件可旋转地可更换地连接到机加工装置的联接设备。该设备包括夹持拨盘的两个同轴对中构件。一个联接构件设置有布置在中心的圆形带动销以及偏心布置的细长带动销。布置在中心的带动销包括具有截头锥形状的外壳表面，而偏心布置的带动销特征在于侧面彼此定向为半径平行倾向于联接构件的旋转轴线。拨盘特征在于中心的圆形开口以及偏心布置的大致椭圆形开口，每个开口的形状和位置对应于相应的带动销。三个卷边布置在一个联接构件上，当联接设备被夹持时，所述卷边的表面从接触另一联接构件的表面的截面突起。拨盘由弹簧钢制成，在其中机加工的开口定向为与两个带动销对应，以便当联接设备被夹持时拨盘在开口区域中轴向地弹性变形。
发明内容
本发明目的在于改进一种夹具，这种夹具具有卡盘和可释放地紧固在卡盘上的夹持托盘，使得夹具在实践中免受污垢，夹持托盘允许在卡盘处重复精确定位，且对中构件制造简单且节省成本。
出于这种目的，根据本发明的夹具按照权利要求1所述的那样来设置。
本发明主题的优选实施例和其它方面见于从属权利要求2至15。
为了确保夹持托盘在被装卡时以高的绝对且可再现的精度定位，设置至少三对对中构件，所述至少三对对中构件协作，使得夹持托盘相对于卡盘在X和Y方向上定位且相对于围绕Z轴的角位置定位，并且使得对中销的侧面与每个对中开口的侧壁线接触，导致夹具在实践中不会变脏。
为了在装卡好的夹持托盘中实现高稳定性，优选在向外比较远的位置设置四个限位销(spacer pin)。
此外，权利要求16中要求保护一种夹持托盘，其用于如权利要求1到15中任意一项所述那样构造的夹具。该夹持托盘的其它优选方面在权利要求17和18中限定。
权利要求19中限定了一种对中板，该对中板适于用于如权利要求1到15中任何一项所述那样构造的夹具，尤其优选用于附接到夹持托盘的基体。该对中板的其它优选方面在从属权利要求20到22中阐述。
附图说明
现参考附图对根据本发明的夹具的优选示例实施例进行详细描述，在这些图中：
图1是该夹具在对中过程中的示意图；
图2是如图1所示但是在对中之后的夹具的又一示意图；
图2a是从图2截取的放大比例详图；
图2b是两个对中构件的透视图；
图3是包括卡盘和夹持托盘的夹具的示意图，和
图4是优选示例实施例的对中板的图示。
具体实施方式
现在参见图1，示出了该夹具的示意性横截面图以助于详细说明对中构件如何工作。该夹具包括卡盘1和夹持托盘6。卡盘1具有用于装卡布置在夹持托盘6处的夹持销的机构，未示出用于该目的所需的该夹持装置。夹持托盘6通常用于将工件或工具可重复地精确定位地安装在卡盘1处。卡盘1和夹持托盘6两者都具有实心基体2、7。卡盘1具有对中销3形式的第一对中构件，而夹持托盘6具有对中开口9形式的其它对中构件。应当理解，虽然在该示例中仅示出一个对中销3和一个对中开口9，但是卡盘1通常设置有四个对中销3，且夹持托盘6设置有相应数量的对中开口9。
在本示例中，对中开口9在对中板8中机加工出，对中板8的功能在下文详细描述。借助于柱销12，对中板8定位成与夹持托盘6的基体7的前表面6a间隔开，使得对中板8可向基体7的方向偏斜。每个柱销12的前端部13形成该夹持托盘6的Z向挡块。卡盘1的基体2设置有平坦部4以抵靠柱销12的前端部13。每个对中销3设置有两个成锥形倾斜的侧面3a、3b，该侧面3a、3b接触对中板8的侧壁9a、9b，该侧壁9a、9b沿侧向限定了各对中开口9。对中销3由比对中板8更硬的材料制成。这样的益处是，对中销3的侧面3a、3b的磨损最小化，从而甚至在大量的夹持动作之后，仍不损害定位精度。对中板8的侧壁9a、9b的任何磨损仅仅导致与对中销3的面-线接触变得稍宽，这对定位精度没有可察觉的影响。
现在参见图2，示出了卡盘1连同由其限定的夹持托盘6。当将夹持托盘6装卡在卡盘1中时，各对中销3进入相应的对中开口9中，对中销3的侧面3a、3b与对中板8的限定了对中开口9的侧壁9a、9b形成接触，并导致对中销3和夹持托盘6相对于卡盘1相应地被定向。借助于设置四个对中销3和相应数量的定向开口9，当将夹持托盘6装卡在卡盘1中时，夹持托盘6在X和Y方向上以及在围绕Z轴的角位置上被定位。
在如图所示的情况下，其中，对中销3的两个成锥形倾斜的侧面3a、3b与对中板8的沿侧向限定了对中开口9的侧壁9a、9b形成接触，在每个对中销3和每个侧壁9a、9b之间实现了线接触。为此，对中销3的尺寸设置成使得在柱销12用其前端部13抵靠卡盘1的平坦部4之前，由各对中销3使对中板8向夹持托盘6的基体方向稍微偏斜。现在参见图2a，示出了对中销3的侧面3a如何抵靠对中板8的侧壁9a(该侧壁9a沿侧向限定该开口)的放大比例横截面图。在该横截面图中很明显，在对中销3的侧面3a与对中开口9的侧壁9a之间实现了点接触。
现在参见图2b，示出了对中销3接合对中开口9的透视图，基体2和沿侧向限定对中开口9的壁之间的线接触用断面线(cross-hatchedline)L1、L2表示。这样的线接触(不同于面接触)具有这样的益处，对中构件3、9实际上不会变脏，因为在对中销3***到对中开口9的过程中，高表面载荷导致任何污垢都会被擦掉或强行去掉。但是无论如何，每次对中销3在对中开口9中对中并因此夹持托盘6相对于卡盘1对中都可以实现高的绝对且可再现的精度。对中板8优选地由不锈金属片制成，对中开口9优选地用精冲压加工而成。对中板8的厚度范围大约是0.8至1.5mm。这样的对中板8在制造上相对具有成本效益，对中销3的侧面3a，3b以高精度加工(尤其是研磨)而成。
现在参见图3，示出了该夹具的优选实施例，其包括卡盘1和用于固定夹持在其上的夹持托盘6。该卡盘包括圆柱形基体2，所述圆柱形基体2安装了以Z方向延伸的四个对中销3。这四个对中销3和四个对中开口9都布置在圆周K1、K2上，彼此间隔开90°，每个对中开口9如何被对中板8包围所有侧边是很明显的。为了装卡布置在夹持托盘6上的夹持销，卡盘1通常具有装卡机构，所述装卡机构和夹持销在该图中均不明显。在基体2的表面中加工出的平坦部4用于支撑柱销12的端面。
夹持托盘6包括对中板8，该对中板8借助于衬垫15固定至基体7。衬垫15构造为固定到基体7的独立元件。作为替代方案，它们可以设计为与基体7成整体。在又一替代方案中，基体7具有基本平坦的面，所述面仅在每个对中开口9的区域中被加工成凹进。
将对中板8实际紧固是借助于柱销12来实现的，柱销12的端面用于止挡该夹持托盘6。柱销12优选地设置有尾部螺纹，借助于所述尾部螺纹，它们可以分别牢固地定位在各衬垫15和基体7的阴螺纹内。柱销12定位成向外比较远，以获得夹持托盘6夹持在卡盘1中的高稳定性。优选地，柱销12布置在虚拟圆K3的外四分之一中，该虚拟圆K3位于夹持托盘6的径向最外点处。
对中销3以及对中开口9的纵向中心线定向为平行于卡盘1和夹持托盘6的Z向轴线Z1。总之，对中构件3、9的该布置允许相对于卡盘1在X和Y方向以及相对于围绕Z轴的角位置对夹持托盘6反复地精确定位。除此之外，如上所述将柱销12设置为与卡盘1的平坦部4接触也实现在Z方向上的高精度定位。
现在参见图4，示出了整体设计的对中板8。为了借助于柱销固定对中板8，在对中板8中设置了位于两个相邻对中开口9中间的紧固件钻孔16。

Claims (22)

1.一种夹具，包括用于装卡夹持托盘(6)的卡盘(1)，并且，设置在所述卡盘(1)处的对中构件(3)与设置在所述夹持托盘(6)处的其它对中构件(9)协作，使得当所述夹持托盘(6)装卡在所述卡盘(1)中时，所述夹持托盘(6)在X和Y方向上定位，一种对中构件由对中销(3)形成，所述对中销(3)设计为接合构造成对中开口(9)的另一种对中构件，其特征在于，所述夹具包括至少三个对中开口(9)和相应数量的对中销(3)，每个对中销(3)具有两个成锥形倾斜的侧面(3a，3b)，每个对中开口(9)由定向为彼此平行的两个侧壁(9a，9b)来限定，所述两个侧壁(9a，9b)构造为使得每个对中销(3)的所述成锥形倾斜的侧面(3a，3b)与其形成线接触。
2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具包括四个对中开口(9)和相应数量的对中销(3)。
3.根据权利要求1或2所述的夹具，其特征在于，所述对中开口(9)在单件式对中板(8)中加工出，所述对中板(8)至少在所述对中开口(9)的区域中在Z方向上是柔性的。
4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)借助于柱销(12)固定到所述夹持托盘(6)的基体(7)。
5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述柱销(12)具有螺纹，且被拧入所述夹持托盘(6)的基体(7)中，并且，每个柱销(12)的前端部(13)形成用于抵靠卡盘(1)的Z向挡块。
6.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，每个对中开口(9)由在Z方向上呈柔性的侧壁(9a，9b)沿侧向限定。
7.根据权利要求3到6中任何一项所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)由不锈金属片制成。
8.根据权利要求3到7中任何一项所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)由比所述对中销(3)更软的材料制成。
9.根据权利要求3到8中任何一项所述的夹具，其特征在于，所述对中开口(9)借助于精冲压而从所述对中板(8)切出。
10.根据权利要求3到9中任何一项所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)厚度最大为2mm，尤其是0.8到1.5mm厚。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的夹具，其特征在于，对中销(3)的所述侧面(3a，3b)以高精度加工而成，尤其是以高精度研磨而成。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的夹具，其特征在于，对中构件(3，9)在圆周(K1，K2)上均匀分布设置。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的夹具，其特征在于，所述夹持托盘(6)设置为使其前端与对中板(8)间隔开，该对中板(8)具有四个对中开口(9)，每个对中开口(9)被对中板(8)包围所有侧边。
14.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述卡盘(1)具有基体(2)，所述基体(2)具有用于抵靠柱销(12)的平坦部(4)。
15.根据前述权利要求中任意一项所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)借助于四个带螺纹的柱销(12)固定到夹持托盘(6)的基体(7)，每个柱销(12)的前端部(13)形成用于抵靠卡盘(1)的Z向挡块。
16.一种夹持托盘(6)，用于根据权利要求1到15中任意一项所述的夹具。
17.根据权利要求16所述的夹持托盘(6)，其特征在于，所述夹持托盘(6)包括基体(7)，构造为带有至少三个对中开口(9)的单件式对中板(8)固定到所述基体(7)，使得该对中板(8)在对中开口(9)的区域中在Z方向上是柔性的。
18.根据权利要求17所述的夹持托盘(6)，其特征在于，所述夹持托盘(6)构造为工件托盘。
19.一种对中板(8)，用于附接到夹持托盘(6)的基体(7)，所述夹持托盘(6)用于根据权利要求1到15中任意一项所述的夹具，其特征在于，所述对中板(8)构造为单件式，且包括至少三个对中开口(9)，并且，所述对中板(8)具有至少三个钻孔以固定到夹持托盘(6)的基体(7)。
20.根据权利要求19所述的对中板(8)，其特征在于，所述对中板(8)具有四个对中开口(9)，所述四个对中开口(9)布置在圆周K2上并且彼此间隔开90°，每个对中开口(9)由彼此平行定向的两个侧壁(9a，9b)沿侧向限定。
21.根据权利要求19或20所述的对中板(8)，其特征在于，在对中板(8)中且在每两个相邻的对中开口(9)之间加工有紧固件钻孔(16)。
22.根据权利要求19到21中任意一项所述的对中板(8)，其特征在于，所述对中开口(9)利用精冲压制成。
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