專利名稱：用于將工件卡緊在正確定位位置上的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將工件卡緊在機加工設備的加工區(qū)域內的正確定位位置上的裝置，該裝置具有一個適合固定于機加工設備的加工區(qū)域內的基礎件，一個適合于放置入基礎件并將之卡緊在該基礎件內的工件承載件，工件承載件適合于接受一個待加工的工件。
該裝置有配置在基礎件上的第一定位機構及配置在工件承載件上的第二定位機構。在將工件承載件放入基礎件時，第一、第二定位機構成對地相互配合工作，以使工作承載件相對三個互相垂直的座標軸的位置及角度方位確定下來。
卡緊機構產(chǎn)生一種卡緊力，該卡緊力使工件承載件維持在基礎件上的由第一、二定位機構確定的一個位置上。
第一、第二定位機構具有第一定位件對和第二定位件對。第一定位件對具有相互配合作用的第一和第二止擋面，用于確定工件承載件在座標軸Z方向的位置，座標軸Z的方向平行于由卡緊機構產(chǎn)生的的卡緊力的方向。第二定位件對每一個都有一個錐形斜向剖切的定位控制件及一個配合件，該配合件有一個配合中心槽。定位控制件及配合件相互配合作用確定工件承載件在由另外兩個座標軸X和Y確定的一個座標平面中的位置。
在這種卡緊機構及公知的卡緊機構中，用于確定工件承載件在由X和Y兩個座標軸決定的平面內的位置的兩對線性定位件對是沿著繞對中放置的一個卡緊機構的一個圓的圓周放置的。通過這種安排，使該卡緊機構的作用線沿第三個軸標軸Z延伸。形成定位控制件的楔的作用突緣及配合作用的中心槽沿相對Z軸的徑向延伸。這些中心槽是由多個在公有的水平面件上的孔組成的，該平面件在沿Z軸方向上有可伸縮的回彈性，它固定于工件承載件上。而對中控制件則配置在基礎件上?？ňo機構具有一個卡緊卡頭。卡緊卡頭有一個置于基礎件上的一個球狀鎖緊機構和一個從工件承載件突伸出來的卡緊銷件。卡緊銷件可以插入該卡緊卡頭中而將工件承載件卡緊在基礎件上。
這種卡緊裝置有證據(jù)表明其十分可靠，其特點是有特別高的定位精度，即使是將工件承載件反復地從基礎件上取下和卡緊時也是如此。它們最適合用于相對較小的工件和在機加工期間施加于工件上的力相對小的情況，如對工件進行電腐蝕加工的情況。
在對工件進行機加工即金屬切削加工的情況下，這種卡緊機構的有限的承荷能力使其使用場合大致只能限于其工件尺寸不大于卡緊機構本身尺寸的情況。在較大工件機加工期間，在卡緊機構上的載荷能向上翹，在某種條件下，該載荷變得很大以致使線性定位件和卡緊件過大地變形，從而使卡緊機構不再能以所期望的方式，最重要的是不再能以所要求的精度完成其職能。最為關鍵的是由機加工力所引起的圍繞Z軸的轉距力和傳送到工件承載件上的轉矩力。這類轉矩力可以在相應于使工件在X-Y方向對中的定位件的工件邊緣上產(chǎn)生那樣高的壓力其結果是使工件的位置精度變壞。如果在機加工中使用較大一些的卡緊裝置，這些壓力可以被維持在一個合理的限度之內。在那些大尺寸的卡緊裝置中，定位件對相應地更牢固些，并具有離Z軸更大的徑向距離。但是在上述介紹的和在本領域公知的這些卡緊裝置由于為了使其更適合于大工件的機加工而只是簡單地線性地加大其尺寸的這種總的方案而并不適用。而且，由于在定位時要求建立高卡緊力的單個卡緊機構可能會太大，故這種卡緊機構的中心安置是不合理的。這樣，這種卡緊裝置可能會相當笨重，因而不適合于實際操作。而且這類加大的卡緊裝置的成本也可能會太高。
解決卡緊較大工件的方案公開在EPO403428號專利之中。在這個方案中，上述那類四個卡緊機構固定于一個矩形工件承載平板件的四個角上。四個卡緊機構均配置有調定相對Z軸位置的定位件對。只有四個卡緊機構中的第一個不僅具有確定沿X軸位置的兩對定位件對，而且還有確定沿Y軸位置的另外兩對定位件對。第二、三位于工件承載平板件的相鄰角部的卡緊機構每個都只具有兩對定位件，在第二卡緊機構中的定位件對用于確定沿X軸的位置，在第三卡緊機構中的定位件對用于確定沿Y軸的位置。處于第一卡緊機構對角位置的第四卡緊機構不配置用于確定沿X軸或Y軸位置的定位件對。
從這些卡緊機構中的每一個的卡緊件的對中安排的觀點和確保安裝這種卡緊件的相對傾斜移動的自由的觀點看來，在每一個第一、二、三卡緊機構中均配置有雙倍的線性定位件對。由于每個卡緊機構的每兩對定位件對均是相對對中卡緊件相互徑向對置的，即使從幾何形狀的原因，看來只要兩個定位件對就夠了，但是仍用四對定位件對來分別確沿X軸和Y軸的位置。為了確保定位重復精度，不管其幾何形狀如何，四對定位件對的相互對準均要求特別高的制造精度和安裝精度。但是為了卡緊位置確定的單個工件的每一個均有分離的卡緊件的四個卡緊機構的費用是相當高的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于卡緊正確定位在機加工設備的工作區(qū)域內的一個工件的裝置，與本技術領域中用于卡緊相對較大工件的公知卡緊裝置相比，該裝置有一個改進的設計方案。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種將正確定位在機加工設備的工作區(qū)域內的工件卡緊的裝置，該裝置避免了公知的卡緊裝置的不足。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種將正確定位在機加工設備的工作區(qū)域內的一工件卡緊的裝置，與公知的卡緊裝置相比該裝置在增大載荷承受能力的同時還具有更為緊湊的設計方案。
本發(fā)明的最后一個目的是提供一種將正確定位在機加工設備的加工區(qū)域內的一個工件卡緊的裝置，該裝置配備有確定工件承載件相對X軸和Y軸的確切位置及其確切的角度位置所需要的絕對最少數(shù)目的定位件對。
為了實現(xiàn)上述的以及別的一些發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種將一個工件卡緊在機加工設備的加工區(qū)域中的確定位置上的裝置，根據(jù)本發(fā)明的這種裝置具有一個適合于固定在機加工設備的工作區(qū)域內的基礎件;以及一個適于將之放入并用卡緊式固定于基礎件上的二件承載件，工件承載件適合于接受一個待加工工件。
第一定位機構配置在基礎件上，而第二定位機構則配置在工件承載件上。在將工件承載件放入基礎件時，第一、二定位機構成對地相互配合工作;使工件承載件相對三根互相垂直的座標軸的位置及其角度方向對準。
為了維持工件承載件于由第一、二定位機構確定的基礎件上的位置，還配置有一個產(chǎn)生卡緊力的卡緊機構。
第一、二定位機構具有第一定位件對，第一定位件對具有第一、二上擋面，這些擋面相互配合作用，以確定工件承載件在座標軸Z方向的位置，座標軸Z的方向平行于由卡緊機構產(chǎn)生的卡緊力的方向。
此外，第一、二定位機構還具有第二定位件對，第二定位件對每個都有一個錐形斜向剖割的定位控制件以及一個具有匹配的對中槽的配合件，定位尺件和配件相互配合工作確定工件承載件相對于由另外兩個座標軸X和Y確定的一個座標平面中的位置，基礎件和工件承載件的兩個相對的端部各配置有第二定位件對中的一個第二定位件對一起確定工件承載件相對于重區(qū)兩個第二定位件對間的連線的Y座標軸的位置及其角度方位。在兩個第二定位件對之間的工件承載件和基礎件的中央部分各配置上述第二定位件對中的一個，以便確定工件承載件相對第三座標軸X中的位置。
卡緊機構具有兩個同步作業(yè)的卡緊件，其中的每個卡緊件均置于對中地旋轉的第二定位件對和兩個側向放置的第二定位件對中的一個之間。
這種卡緊裝置具有用于確定相對Y，X軸的位置的三對定位件對，他們與兩個卡緊件一起大致沿一條筆直的中心連線布置。通過這種方式兩個側向的定位件對吸收由回繞Z軸的轉矩力所引起的載荷。因此，這兩個側向的定位件對彼此間的距應該盡可能地長些。這樣，這種卡緊裝置就能設計得具有沿上述的連結線采取的某一長度，但相對來說要窄一些。通過這種方式，使該裝置的載荷承受能力大致只是由它的長度來決定。從這種觀點看來，這種卡緊裝置的綜合尺寸應可以被調整到適合一組待加工工件的尺寸而耗費大大減少。
根據(jù)本發(fā)明的卡緊裝置的一個推薦實施例，基礎件有一個殼體，在其上側面配置有第一定位件對的第一個止擋面和第二定位件對中的一個定位件，而在其內則放置卡緊件。因此，工件承載件有一個工件承載平板件，在工件承載平板件的平板底側面配置第二定位件對的另一定位件。最好，錐形斜向剖切的定位控制件配置在工件承載件上，而具有匹配對中槽的相適應件則配置在基礎件上。在這種結構中，除了對中的控制件外，工件承載件對其余件來說是自由的，卡緊機構的全部運動和作用零部件均安置在基礎件之上和之內。這樣，工件承載件就成了重量小，便于操作的一種簡單而相對便宜的部件。
最好，與具有其上有多個對中孔的一個公有對中平板件的卡緊裝置的公知設計相反，為了增大載荷承受能力，該具有匹配的對中槽的相適應件的每一個均有兩個分開的，分別連接于基礎件的殼體上的對中榫舌件，榫舌件上配置有彼此相對安置的作業(yè)邊緣并且決定該對中槽。與公知的卡緊裝置的對中平板件相類似，對中榫舌件可以有可伸縮的彈性，并可具有一個由減小了橫截面積的區(qū)段構成的彎曲部分。為了至少部分地釋放于榫舌件上的載荷，并確保它們返回其原始位置，每一對共同作用的對中榫舌件可以由一個分離的公有彈性架件來支承。
直到目前為止，卡緊裝置的設計一直為人們所關注，推薦有一種方案，在這種方案中，兩個卡緊件中的每一個均有一個可回轉的牽引桿件，在牽引桿件處于工作位置時，它與工件承載平板件接合。為此工件承載件的工件承載平板件可以配置兩個孔，在每個孔中配備一個突伸部通過這種結構，在將工件承載件放入基礎件時，只要牽引桿件處其作業(yè)位置每一個牽引桿件都穿入該平板件的相應的孔中并與孔中的突伸部接合。
有證據(jù)表明，如果給每一個牽引桿件配備一個驅動機構使牽引桿件從其停歇位置轉至其作業(yè)位置并產(chǎn)生卡緊力那是很實用的。這種驅動機構可以有置于殼體內的兩個工作缸和在相反方向上運動的兩個活塞。這些活塞可以由壓力介質在其兩側對之擠壓，并可與兩個牽引桿件的一個通過操縱直接連接起來。這種直接的可操縱的連接可以借助如一種楔齒輪Wedgegear組合來實現(xiàn)。
在實踐中，可能會發(fā)生中斷對卡緊裝置供給壓力介質的情況和在機加工件業(yè)期間必須終止對其壓力介質供給的情況，例如在卡緊裝置必須轉動到超出壓力介質供應管長度允許的程度時就會這樣，因此配置一種在中斷對活塞供給壓力介質期間能維持牽引桿件的卡緊力的機構是有優(yōu)點的，這種機構是有優(yōu)點的，這種機構例如在實際上可以這樣組成使Wdegegearassembly楔機構組合的楔角選擇得使該組合在作用于牽引桿件上的卡緊力的影響下能夠自鎖。然而，也可以配置一個壓力彈簧，該簧作用在活塞上并維持自鎖楔機構組合的摩擦力。
對于卡緊裝置的可靠作業(yè)而言，最基本的要求就是，對于一種精確定位至關重要的定位件接觸表面在將工件承載件放入基礎件期間絕對不能粘染灰塵和弄臟，而且在機加工期間也不能粘有灰塵和弄臟。為了達到這種要求，一方面要配置一種在殼體和工件承載平板件之間產(chǎn)生一種空氣簾的機構，以便在將工件承載件壓向基礎件期間避免灰塵和臟物穿過上述兩者之間的空間。另一方面，配置一種將壓縮空氣流吹向上述的接觸表面，將其上的灰塵和臟物除去的機構。此外，如果在其內置放有定位件的殼體和工件承載平板件之間的空間在工件承載件一被卡入基礎件，就立刻將之進行氣密性封閉起來也是有優(yōu)點的。
下面將結合附圖對本發(fā)明的卡緊裝置的一個實施例進一步詳細地說明。對附圖簡要說明如下。


圖1是卡緊裝置的基礎件的一個側視圖;
圖2是基礎件的一個頂視圖;
圖3是卡緊裝置的工件承載件的頂視圖;
圖4是工件承載件的底部的一個視圖;
圖5是基礎件的沿圖2之V-V線剖切的局部剖切，放大的視圖;
圖6是卡緊裝置，沿圖2和4之V1-V1線剖切的尺寸放大的橫截面圖;
圖7是基礎件沿圖2之V11-V11線剖切的尺寸放大的橫截面圖;
圖8是基礎件的殼體沿圖2之V111-V111線剖切的尺寸放大的縱向局部視圖;
圖9-11是圖5中的基礎件和工件承載件沿圖4之V-V線剖切的縱向局部視圖，展示基礎件和工件承載件之間配合作業(yè)中的三個不同的連續(xù)的階段。
附圖中所示的卡緊裝置具有一個固定于機加工設備的工作區(qū)域的基礎件1，及一個置于基礎件內并固定在其上的工件承載件2，工件承載件的安放位置是被精確預定并正確定位的。
根據(jù)圖1和2，基礎件1有一個長形的長方體狀的殼3，殼3有一個殼體4。殼體4的兩個正面中每一個均配置有角件5，殼體4的頂面的每條縱長邊上均配置固定于其上的(例用螺釘沒示出)環(huán)繞帶狀件6。參看圖3和4，工件承載件2具有一個矩形平板件7，平板件7在其相反的兩側有兩個相互平行的平表面8和9，平板件7的頂面8上配置有多個(例如48個)螺紋孔10，螺紋孔10以柵格狀方式排列。這些螺紋孔10用于將末示出的工件固定于工件承載件2上?？梢岳斫?，別的或輔助固定裝置也可以被配置。
在殼體4的頂面11和工件承載平板件7的底面9上各配置有相應成對的定位件，定位件使工件承載件2根據(jù)三個相互垂直的座標軸X、Y、Z確定其在基礎件上的位置及其角度方位。
6個有規(guī)律地配置在殼體4的頂面11上的突起12屬于那些定位件，其端面構成確定工件承載件2相對Z軸的位置的止擋面13。在工件承載件2的卡緊狀態(tài)中，平板件以其底平面9?？吭跉んw4的止擋面13上。形成相反的一個止擋面的平板件的相應表面部分14在圖4中用陰影線特別示出。
為了確定工件承載件2在由兩個座標軸X，Y確定的一座標平面中的位置，配備了三對線性定位件對15，16;17，18和19，20。每對定位件對均具有第一定位件和第二定位件。第一定位件配置并固定在工件承載件2上，它們是定位控制件形式的15，17和19，且分別具有錐形橫截面。第二定位件16，18和20分別作為第一定位件的配合件，它們被安置和固定在基礎件1上，且各自配置有與錐形定位控制件形狀相匹配的一個對中槽。如在圖2和4中可看到的那樣，第一、二定位件對15，16和19，20各自位于基礎件1和工件承載件2的相對的端部區(qū)域。這些第一、二定位件對一起確定工件承載件2的位置，-(a)沿著垂直于第一、二定位件對間的連線的Y軸的位置，和(b)工件承載件2的角度方位。在第一、二定位件對間的中央有第三定位件對17，18用于確定工件承載件2沿著，與第一、二定位件對15，16和17，18間的上述連線重合的X軸的位置。
屬于工件承載平板件7的定位控制件15，17和19容納于配置在平板件7表面的槽25中，并用螺釘26將之固定于其內。在另一個側面上，構成上述對中槽的定位件16，18和20中的每一個均有兩個分開的對中榫舌件28和29，它們借助于螺釘27固定于基礎件1的殼體4。兩個相鄰的對中榫舌件28和29各自有一個彼此面對面的作業(yè)邊緣30和31，并由此而確定上述的對中槽。正如在圖5中可清楚地看到的那樣，這些對中榫舌件28和29在每種情況中均被容納在配置于殼體4的頂表面11內的槽24中。但是，對中心榫舌件28能夠被彈性變曲，為此這些榫舌件各自配置有彎曲區(qū)段32和33。區(qū)段32和33是由截面縮小部分組成的。在經(jīng)受載荷時，兩個榫舌件28和29?？吭谝粋€分離的彈性架上降低榫舌件28，29上的直線部分，并確保它們返回到圖5中所示的停止位置。彈性架是由兩個Belleville彈性34組成的并停靠在襯套件36的凸緣35上。彈性件34由上述凸緣35和一個環(huán)形墊圈37共同作用而固定在其工作位置上，后一個墊圈37是由插入襯套36中的螺釘38的頭部維持其位置的。
用于維持由定位件12，14;15，16;17，18及19，20確定的工件承載件2在基礎件1上的位置的卡緊機構有兩個同步操作的卡緊件40和41，這些卡緊件中的每一個均分別安置在端部側邊(15，16和17，18)與中央(19，20)線性定位件對之間。由卡緊機構施加的卡緊力作用方向與Z軸平行。
再參看圖1和2，可以看到，兩個卡緊件40，41中的每一個均具有在其作業(yè)位置與工件承載件2的平板件接合的回轉牽引桿件42。為此，在平板件7上配置有2個孔43，而在每一個孔43中均配置一個突起44，從而使得在三個承載件2放入基礎件1中時，每個牽引桿件42能與平板件7上的相應的孔43接合。牽引桿件42一回轉至它的作業(yè)位置，每個突起44就與相應的牽引桿42結合。
從放大的圖5及相應的剖面圖6-8可明顯地看到卡緊件40，41的更詳細的結構。應該提醒的是，圖5中所示的僅是基礎件1的一半部分，但是從兩個卡緊件40，41的設計結構是完全一樣的及它們是相對中心線45對稱分布的這種事實來看，這樣的圖示已完全足夠了。圖7和8展示了基礎件1的空殼，以便更清楚地顯示其詳細結構。
每一個牽引桿件42均配置一個驅動機構。驅動機構首先用于將桿件42從圖5和6中所示的停歇位置轉到其起始位置，并且在工件承載件2放入基礎件1之后，又將之回轉至作業(yè)位置，在作業(yè)位置上將產(chǎn)生一個卡緊力。驅動機構具有兩個液動或氣動的工作缸46和47，工作缸46和47帶有沿相反方向運動的作業(yè)活塞48和49。這兩個工作缸安置于殼體4中，活塞48和49安置于兩個同軸線缸孔50和51中。通過上述安排，兩個工作缸46和47的對中地安置的作業(yè)腔52通過一個小孔53被內連溝通，并且使外作業(yè)腔54被蓋件54封閉。每個活塞48和49直接連接于兩個牽引桿件42中的一個上，且兩側被交替地送入作業(yè)腔52和54的壓力介質擠壓。
其一部分是對中地安置在每個工作缸46，47的兩個作業(yè)腔52，54之間的殼體4配置有一個中央槽56，中央槽56與缸孔50和51的縱軸線垂直，并且在殼體4的頂面11上開通。協(xié)同作用的活塞48和49各自配置有相應安排的連通槽57。牽引桿件42配置有細長軸部分58，軸部分58穿過殼體4內的槽56而伸入各自的缸孔50，51及分別導入在活塞48和49的槽57中。在卡緊機構作業(yè)期間，殼體4內槽56的一個側面部分59用于給軸部分58作縱向引導。但是，牽引桿件42的軸部分58配置有側面臺肩60，在活塞48和49上的槽也各自設置有側向臺階61。通過這種安排，使臺肩60和臺階61各自相對活塞48，49的運動軸線傾斜某一楔角，它們一起組成一個楔機構組合。推薦的作法是，上述的楔角應選擇得在作用于牽引桿件42上的卡緊力影響下使柘機構組合60，61能夠自鎖。每個活塞48，49分別在壓力彈簧62，63的影響之中，壓力彈簧維持自鎖楔機構組合60，61的磨擦力。
牽引桿件42處于沿著其軸部分58的縱軸線作用的壓力彈簧66的影響之下，壓力彈簧安置于軸部分58的偏心設置的孔67中并?？吭谝粋€底板68上。底板68又被固定于殼體4并覆蓋住配置在殼體上朝向底部的槽56。而且，底板68還可以配置一個構成軸部分58下端用的一個止擋件的限位件69。
在壓力彈簧63和65以及楔機構組合60，61的作用下，帶有軸部分58的牽引桿件42被維持在一個垂直的停歇位置上。由此而使軸部分58以其臺肩60?？吭诨钊?7的臺階61上，而且側面靠在殼體槽56的側面59上。臺肩60和臺階61的終端邊緣面向側表面59，這樣，彼此的相互貼靠形成一種刃口支承Knifeedgebearing70，在活塞行程的起始階段期間，支承70用作牽引桿件42的一種回轉支承。
為了將壓力介質供應至工作缸46和47的作業(yè)腔52和54，在殼體的縱長側面上配置有攻了螺紋的入口孔75，76(見圖1，7及8)，壓力管道可與之連接，它們分別與作業(yè)腔52，54中的一個相連通。如在圖7，8所示，入口孔75直接導入中央作業(yè)腔52，它們是通過孔53進行內部接通的。入口孔76分別與工作缸46，47的外部作業(yè)腔連接。最終用指定的連接在兩側從入口孔76通過蓋件5的內側面上配置的槽78及一個縱向溝77導向外作業(yè)腔54。為了清晰起見，上述的壓力介質供應通道沒有在圖5，9-11中示出。
由于本卡緊裝置是對稱設計的，如果不用專門的測量儀器，工件承載件可以被定位卡緊在基礎件上的彼此旋轉180°的兩個不同的位置上。為了避免這樣兩種選擇和確保工件承載件2在基礎件1上的明確無誤的定位，在基礎件1的頂面11上配置有多個突銷件79，銷件不對稱地排列于頂面11上。工件承載件平板7的底面9上配置有容納上述銷件79(見圖1-4及6)的相應的孔。在這些條件下，只要在安裝工件承載件時在卡緊作業(yè)開始時，銷79和孔80重合，工件承載件2就能被正確地安放入基礎件1內。
在附圖中展示的本卡緊裝置具有在卡緊作業(yè)開始時清潔定位件，并在機加工件業(yè)期間繼續(xù)使定位件潔凈的機構。也就是說，在最終將工件承載件2卡緊在基礎件1前先起動上述的清潔機構。
對定位件的清潔是，通過對其次壓縮空氣來實施的。為此，基礎件1的殼3上配置有將壓縮空氣通導至定位件的全部接觸表面的管系。在下面將結合附圖1，2及5-7對這種情況進行進一步說明。在殼3的上邊緣部分配置有一環(huán)狀溝槽85是由在蓋件5內的和在環(huán)繞帶件6內的相應溝槽形成的。參看圖2和圖6，壓縮空氣通過一垂直溝槽87及一水平溝槽88從孔86導通至環(huán)狀溝槽85。在殼體4的內部，一方面，水平導管89從環(huán)狀溝槽85通到垂，安排的噴氣咀90，噴氣咀90在止擋面13的中央部分開口(見圖7)。另一方面，水平噴氣咀91直接與環(huán)狀溝槽85連接，噴氣咀91的縱軸線沿切線方向指向線性定位件16，18和20(見圖5，6及2)。
此外，在殼3上沿其頂面11的周邊設置一圈垂直槽92，槽92始于環(huán)狀溝槽85并在頂面11上開口。參看圖5及7，一方面，槽92形成于殼體4之間，另一方面又形成在蓋件5和環(huán)繞帶件6之間，這些槽彼僅以短支承區(qū)段(未示出)分隔開。借助于從槽92中逸出壓縮空氣裝置，在殼體4和工件承載平板件7之間，在最后將工件承載件2和基礎件1放在一起并擠壓之前形成一個空氣簾。通過這種方式使盛放定位件的內部區(qū)域能防止灰塵及臟物侵入。
最后，在殼體4的頂面11的周邊部分配置由彈性材料制作的密封條93，在將工件承載平板件卡緊在基礎件1中時，密封條93就放置于工件承載平板件7上，從而將工件承載件2和基礎件1之間的空間氣密性地封閉起來，密封條93有一個身上方偏斜地突出的密封緣，從而使得一旦需要，可以允許空氣從內向外流，但不允許其從外向內流。
除了用于供給壓縮空氣的孔86外，還配置有一個孔95(見圖1)，孔95以與孔86相同的方式與環(huán)狀溝槽85接通，孔95與一個可以在真空條件下或加壓條件下作業(yè)的吸管連接。作為一種選擇也可將該管與用于檢測壓力的計量器相連。如果不以上述的任何一種方式連接，孔95就被封死或予以省略。
對本卡緊裝置的操作在下面進行說明。
在將工件承載件2放入基礎件1內之前，用由入口孔76(見圖8)送入的壓力介質使工作缸46，47的外作業(yè)腔54加壓。在壓力介質作用下，活塞48，49克服各自的壓力彈簧62，63的彈力沿箭頭100所示方向作互相靠近的運動，由此而使活塞48，49在其軸部分58在刃口支承70同一高度處與共同作用的牽引桿件42接合，軸部分58的下端由限位件擋住(而回擺)。這樣，牽引桿件42就被從其停歇位置(圖5所示)繞由刃口支承70組成的回轉軸轉向起始位置(見圖9)。
在承載件2向著基礎件1趨近的第一階段，卡緊件40，41的處于其起始位置的牽引桿件42穿過工件承載平板件7上的相應的孔43，如果工件承載件占有了正確方位，銷79就進入孔80。在趨近的這第一階段，成對地配合作用的定位件還沒有彼此接合，而是彼此可以有幾毫米長的距。在這一時間的最后時刻，壓縮空氣就被送至這些定位件的接觸區(qū)域使定位件清潔。隨著工件承載件2進一步趨近基礎件1，銷79與孔80的結合使工件承載件2初步定位，從而使得線性定位件對占有適合于下面要講到的協(xié)作的一個共同位置。
在圖9中展示了工件承載件2和基礎件1結合在一起的第一階段。在這第一階段的開始時刻時，只有線性定位件15，16;17，18和19，20和彼此成對地相遇，由此而使錐形定位尺件15，17和19穿入相應的對中榫舌件28，29之間的對中槽并與它們的作業(yè)邊緣30，31進行接觸。這樣，工件承載件2在X-Y平面內的位置及角度方位是早先就確定了的。在這一階段，工件承載平板件7就到達了一個緊靠基礎件1的中間位置，它為牽引桿件42回轉入作業(yè)位置提供可能，在作業(yè)位置，工件承載平板件7的孔43內的突起44可被嚙合。在作業(yè)的這一階段中，工件承載平板件7尚未達到基礎件1上的止擋面13，平板件7與密封緣94間的縫隙仍是敞開的，這樣，在該間隙閉合之前一直起作用的空氣簾防止任何灰塵和臟東西進入平板件7和基礎件1之間的空間。
在圖10中展示了工件承載件2和基礎件1連結在一起的第二階段。在這個階段中，工件承載件2繼續(xù)僅僅以其定位控制15，17及19停靠在基礎件1的定位件16，18及20上，如果中止對工作缸46，47的外作業(yè)腔54供應壓力介質并將之轉送至內作業(yè)控52，活塞48，49就沿箭頭101所示方向向外側移動。這樣，活塞48，49的一個作業(yè)行程就被開始。在這個作業(yè)行程的起始階段，牽引桿件42就從其傾斜的停歇位置轉向作業(yè)位置，在這個位置上，軸部分58就有可能以與活塞線垂直的方式抓住活塞。在軸部分58靠接在殼體4的槽56的側面59之前，在作用于軸部分58下端部的壓力彈簧66的作用下，兩個牽引桿件42均沿順時針方向繞刃口支承70回轉，由此而使牽引桿件同進與工件承載平板件7的孔43中的突起44接合。
繼續(xù)活塞48，49的作業(yè)行程至工件承載件2與基礎件1連接在一起的最后階段。如圖11所示，楔機構組合60，61進行作業(yè)，在其作用下，活塞48，49的驅動力就被轉變?yōu)橛蔂恳龡U件42施加的卡緊力。這樣，分別配置在活塞48，49上的傾斜臺階61就沿著配置在共同配合作用的牽引桿件42的軸部件58上的相應的傾斜臺肩滑動。通過這一方式，往回靠貼在槽56的側面59上的軸部分58就沿著作為導向面的側面59向下拽。與此同時，在這一階段不再需要的、分別在活塞48，49上的刃口支承就移動離開共同配合作用的軸部分58。
在由如上所述方式產(chǎn)生的并由牽引桿件42沿Z軸方向施加的卡緊力作用下，工件承載件Z趨向基礎件1移動的程序使得工件承載平板件7靠貼在配置在基礎件1的突起12的止擋面13上。由此而使工件承載件2在沿Z軸方向的精確限定的位置被確定。與此同時，錐形定位2件15，17及19更進一步穿入定位件16，18及20的對中槽中，由此而使定位件16，18，20的對中榫舌件27，28被屈服彎曲并使支承榫舌件的Belleville彈簧件被壓在一起。以這種方式使相應線性定位件間或對的接觸被一步強化，從而就其X、Y、Z軸的位置及角度方位來說，使工件承載件2相對基礎件1被正確地定位。這種正確位置能以高精度重復占據(jù)。這樣，安裝在工件承載件2上的工件總可以被精確地卡緊在一個相同的位置，也就是說即使承載件多次地被取下和卡緊也可精確地使之被卡緊在機加設備的加工區(qū)域。
在圖11所示的最后階段，具有密封緣94、被壓入平件7的下表面9內的帶狀密封件93，將定位件密封使之與大氣隔開，由此而防止定位件受周圍環(huán)境影響。在這一階段，向環(huán)形槽提供的，用于產(chǎn)生直接指向定位件的空氣流及維持上述空氣簾的壓縮空氣可以被中斷。如果需要，可以將壓縮空氣供應管從基礎件1上撤去。
分別置于活塞48，49之間的楔機構組合60.61及牽引桿件42可以設計得當機加工作業(yè)一旦結束，它們就處于自鎖狀態(tài)即活塞的驅動力就被中止。這種設計是有一定優(yōu)點的。在這種情況下，卡緊狀況分別是由施加于牽引桿42上的卡緊力及分別作用于活塞48和49的壓力彈簧62，63的彈性力維持的。由此，還提供了從基礎件上撤除將壓力介質供應至工作缸46，47的供應管的可能性。因此，可以自由連接管道的卡緊裝置可以在機加工設備的加工區(qū)域內自由移動和操作。
權利要求
1.一種將一個工件卡緊在機加工設備的加工區(qū)域內的正確定位位置上的裝置，它具有一個適合于固定在機加工設備的加工區(qū)域內的基礎件；一個適合于放于并用卡緊方式固定于基礎件內的工件承載件，工件承載件適合于接受一個待加工工件；配置在基礎件上的第一定位機構和配置在工件承載件上的第二定位機構，第一、二定位機構在將工件承載件放入基礎件時成對地配合共同工作而將工件承載件沿三個相互垂直的座標軸的位置及其角度方向對準；產(chǎn)生使工件承載件保持第一、二定位機構確定的在基礎件的位置的卡緊力的卡緊機構；第一、二定位機構具有第一定位件對，第一定位件對包括彼此配合作用而確定工件承載件沿與卡緊機構產(chǎn)生的卡緊力方向平行的Z軸的位置；卡緊裝置的特征在于第一、二定位機構每一個均有一個錐形斜向切剖的定位控制件以及一個具有一個匹配的對中槽的相配合件，定位尺件和配合件相互配合作用以確定在由另外兩個座標軸(X，Y)決定的一個座標平面內的工件承載件的位置；基礎件及工件承載件的兩個相對端部的每一個均配置有第二定位件對中的一個，該定位件對一起確定工件承載件的(a)相對垂直于兩個第二定位件對之間連線的一個座標軸(Y)的位置，(b)角度方位；在上述兩個第二定位件對之間的基礎件及工件承載件的一中央部位還配置一個確定工件承載件相對第三個座標軸的位置的另一個第二定位件對；卡緊機構具有兩個同步作業(yè)的卡緊件，卡緊件中的每一個均安置于配置于中央部分的第二定位件對及兩個側向配置的第二定位件對中的一個之間。
2.如權利要求1所述之裝置，其特征在于，基礎件具有一個殼體，在殼體的上表面上配置有第一定位件對的第一止擋面及第二定位件對的一個定位件，而且在殼體中還安置有所述的卡緊件。
3.如權利要求1或2所述之裝置，其特征在于，工件承載件具有一個工件承載平板件，在工件承載平板件的底平面上配置有第二定位件對的另一個定位件。
4.如權利要求1-3之一所述之裝置，其特征在于，所述定位2件安置在工件承載件上而所述一個匹配的對中槽的的相適應件被安置在基礎件上。
5.如權利要求4所述之裝置，其特征在于，有一個匹配的對中槽的相適應件中的每一個均有兩個分開的對中榫舌件，這些榫舌件被分別連接于基礎件的殼體，其上分別配置有彼此相對的作業(yè)邊緣，這兩個榫舌件確定出上述的對中槽。
6.如權利要求5所述之裝置，其特征在于，對中榫舌件是有伸縮彈性的。
7.如權利要求6所述之裝置，其特征在于，對中榫舌件具有一個由減少了截面積的區(qū)段組成的彎曲部分。
8.如權利要求7所述之裝置，其特征在于，每一對對中榫舌件由是由一個獨立的彈性架件支承的。
9.如權利要求1-3所述之裝置，其特征在于，兩個卡緊件中的每一個均具有一個可回轉的牽引桿件，當其處于作業(yè)位置時，牽引桿件與工件承載平板件接合。
10.如權利要求9所述之裝置，其特征在于，工件承載件的工件承載平板件上配置有兩個孔，在每個孔中均配置有一個突起，而在工件承載件放入基礎件時，如果牽引桿件處于其作業(yè)位置上每個牽引桿件均穿入所述平板件上的相應孔中，并與所述突起結合。
11.如權利要求9或10所述之裝置，其特征在于，還給每一個牽引桿件配備一個使牽引桿件從其?？课恢没剞D至其作業(yè)位置并產(chǎn)生所述卡緊力的驅動機構。
12.如權利要求11所述之裝置，其特征在于，驅動機構具有兩個置于所述殼體內并有兩個沿相反方向移動的活塞的工作缸，活塞適于在其兩側用一種壓力介質對其擠壓，并且可以通過操作直接將之與兩個牽引桿件中的一個連接。
13.一種如權利要求12所述的裝置，其特征在于，其一部分對中地置于每個工作缸之兩個作業(yè)腔之間的殼體有一個沿垂直于工作缸孔縱軸線延伸的中央槽，該中央槽在殼體之頂面上是敞口的，而配合作用的活塞上配置有相應的連續(xù)槽。
14.一種如權利要求13或14所述之裝置，其特征在于，牽引桿件配置有一個長軸部分，該軸部分穿入殼體上的槽和活塞上的槽，并通過一個楔機構組合與該活塞連接而將活塞的驅動力轉變?yōu)闋恳龡U的卡緊力。
15.一種如權利要求13或14所述之裝置，其特征在于，牽引桿件的軸部分配置有側向臺肩，而活塞的槽中則配置有側向臺階，而臺肩和臺階，相對活塞的運動軸線傾斜一定值的楔角，而且，這兩者一起組成楔機構組合。
16.一種如權利要求13-15之一所述之裝置，其將征在于，牽引桿件的軸部分由殼體上所述槽的一個側導向面導向，并且在一個縱向作用的彈性件作用下以其臺肩停靠在活塞的槽中的臺階上。
17.如權利要求13-16之一所述之裝置，其特征在于，在一個起始階段，活塞的作業(yè)行程用于使牽引桿件從一個傾斜的停位置回轉入一個其軸部分與該活塞的中心軸線垂直的作業(yè)位置。
18.如權利要求13-17之一所述之設備，其特征在于，所述臺肩和臺階之面對軸部分的導向面的端部邊緣一起形成一個刃口支承，在活塞的作業(yè)行程的一個起階段內，刃口支承用作牽引桿件的一個回轉支承。
19.如權利要求13-18之一所述之裝置，其特征在于，在殼體的所述槽之底端配置一個限位件，在活塞返回行程開始期間內，牽引桿件的軸部下端就貼靠在該限位件上。
20.如權利要求13-19之一所述之裝置，其特征在于，還配置有一個在斷對活塞供給壓力介質期間維持牽引桿件卡緊力的機構。
21.如權利要求20所述之裝置，其特征在于，楔機構組合的楔角選擇能在卡緊作業(yè)完成后，活塞的驅動力中斷之時，在卡緊力影響下使楔機構組合處于自鎖狀態(tài)。
22.如權利要求21所述之裝置，其特征在于，還配置有一個作用于活塞上并維持所述自鎖的楔機構組合的磨擦力的壓力彈簧。
23.如權利要求1-8之一所述之裝置，其特征在于，在殼體與工件承載平板件之間的放第一、二定位件的空間在工件承載件被用卡緊方式固定于基礎件時被氣密性地封閉。
24.如權利要求23所述之裝置，其特征在于，殼體具有一個有伸縮性彈性材料制作的并置于，殼體上表面周邊部分的帶狀密封件，在工件承載平板件壓向基礎件時，該帶狀密封件保持在工件承載平板件上。
25.如權利要求1-8所述之裝置，其特征在于，還配置有通過對第一、二定位件機構吹壓縮空氣而使第一、二定位機構清潔的機構。
26.如權利要求1-8所述之裝置，其特征在于，還配置有在工件承載件與基礎件之間在工件承載件放入并卡緊于基礎件之前產(chǎn)生防止灰塵和臟物進這兩者之間空間的空氣簾的裝置。
27.如權利要求25或26所述之裝置，其特征在于，殼體具有一環(huán)狀壓縮空氣溝槽，這環(huán)狀溝槽與對著第一、二定位件機構的接觸區(qū)域的氣流噴咀機構及用于產(chǎn)生空氣簾的槽連通。
全文摘要
本卡緊裝置具有適于將之固定在機加工設備的工作區(qū)域的一基礎件及一個適于將之放入并用卡緊方式固定于基礎件內的工件承載件，工件承載件宜于接收一個待加工工件。定位件固定于工件承載件及基礎件上，它們成對地配合工作而確定工件承載件相對X、Y及Z方向的位置及其角度方位。為了確定其沿X、Y方向的位置而配備三對定位件對，其中兩對彼此相對地置于卡緊裝置的兩個側端區(qū)域并且于確定沿垂直于這兩對定位件對間連線的Y軸的位置。第三對定位件對安置于上述兩對間的中央，用于確定沿X軸的位置。基礎件配置有將工件承載件卡緊于基礎件上的兩個卡緊件，它們分別安置于中央定位件對及兩個側向放置的定位件對中的一個之間。
文檔編號B23Q7/14GK1100021SQ9410662
公開日1995年3月15日 申請日期1994年5月4日 優(yōu)先權日1993年5月4日
發(fā)明者B·奧布里斯特 申請人:厄羅瓦公司