зажимное устройство для обрабатываемой детали

Формула изобретения

1. Зажимное устройство (1, 32, 45) для зажима обрабатываемой детали (27) в точно определенном положении, содержащее зажимной корпус (2, 33, 46) с зажимной камерой (8, 34, 47) многоугольного поперечного сечения, предназначенной для размещения тела (28) обрабатываемой детали, зажимное средство (10, 41, 52) для зажима тела (28) обрабатываемой детали в зажимной камере (8, 34, 37) с контрольной поверхностью, образованной для позиционирования и фиксации тела обрабатываемой детали в Х-направлении и/или Y-направлении, отличающееся тем, что контрольная поверхность образована поверхностями (16а, 17а, 18а, 35а, 36а, 37а, 48а, 49а) стопорных штифтов (16, 17, 18, 35, 36, 37, 48, 49), расположенных в отверстиях (13, 14, 15, 38, 39, 40, 50, 51) зажимного корпуса (2, 33, 46) и выполненных из материала более твердого, чем материал зажимного корпуса.

2. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия (13, 14, 15, 38, 39, 40, 50, 51) в зажимном корпусе выполнены вблизи зажимной камеры (8, 34, 47) и предназначены для размещения стопорных штифтов (16, 17, 18, 35, 36, 37, 48, 49) таким образом, что часть каждого стопорного штифта выступает внутрь зажимной камеры (8, 34, 47).

3. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что стопорные штифты (16, 17, 18, 35, 36, 37, 48, 49) имеют цилиндрическую форму.

4. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что в зажимной камере (8, 34) выполнены по меньшей мере три отверстия (13, 14, 15, 38, 39, 40) для размещения стопорных штифтов (16, 17, 18, 35, 36, 37, 48, 49), причем два отверстия (13, 14, 38, 39) расположены вдоль первой боковой стенки зажимной камеры (8, 34), и по меньшей мере еще одно отверстие (15, 40) расположено вдоль второй боковой стенки зажимной камеры (8, 34), примыкающей к первой боковой стенке.

5. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что зажимная камера (47) имеет щелевую конфигурацию и две боковые стенки, причем по меньшей мере два отверстия (50, 51) выполнены вдоль первой боковой стенки, а другая боковая стенка, противоположная первой боковой стенке, выполнена с возможностью размещения зажимного средства (52) для осуществления зажима тела (28) обрабатываемой детали.

6. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстия (13, 14, 15, 38, 39, 40, 50, 51) выполнены в Z-направлении и параллельны друг другу.

7. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что стопорные штифты (16, 17, 18, 35, 36, 37, 48, 49) установлены в отверстиях прессовой посадкой.

8. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстия (13, 14, 15, 38, 39, 40, 50, 51) выполнены открытыми в сторону зажимной камеры участком, имеющим в продольном направлении полосовидную форму, проходящим в Z-направлении.

9. Зажимное устройство по п.2, отличающееся тем, что зажимной корпус (2) прикреплен к опорной пластине (4), причем отверстия (13, 14, 15) проходят через зажимной корпус (2) в опорную пластину (4), и стопорные штифты (16, 17, 18) прикреплены к зажимному корпусу (2) и к опорной пластине (4).

10. Зажимное устройство по п.9, отличающееся тем, что опорная пластина (4) имеет по меньшей мере одно прикрепляющее средство (5) для прикрепления зажимного устройства к зажимному патрону.

11. Зажимное устройство по п.10, отличающееся тем, что прикрепляющее средство (5) представляет собой тягу.

12. Зажимное устройство по пп.9 и 10, отличающееся тем, что опорная пластина (4) имеет позиционирующие элементы (6), выполненные с возможностью точного выравнивания опорной пластины (4) по отношению к зажимному патрону.

13. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть зажимной камеры (8, 47) имеет контрольную поверхность, служащую в качестве стопорного элемента Z-направления.

14. Зажимное устройство по п.13, отличающееся тем, что контрольная поверхность содержит контрольный элемент (25), прикрепленный к нижней части зажимной камеры (8).

15. Зажимное устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимная камера (34) имеет в горизонтальном поперечном сечении форму по существу прямоугольного треугольника.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к зажимному устройству для зажима обрабатываемой детали, имеющей тело с многоугольным поперечным сечением, в точно определенном положении. Оно содержит зажимной корпус с зажимной камерой для размещения в ней тела обрабатываемой детали, зажимное средство для зажимной фиксации тела обрабатываемой детали в зажимной камере и контрольную поверхность на зажимном корпусе для определения положения тела в зажимной камере в Х-направлении и/или в Y-направлении.

Зажимные устройства упоминаемого выше типа служат для зажима обрабатываемых деталей в точно определенном положении, предпочтительно в рабочей области станка. Термин «обрабатываемая деталь» используется в его самом широком смысле, т.е. помимо обычных обрабатываемых деталей этот термин также включает в себя, например, механические инструменты.

В Европейском патенте №0248116 раскрыто зажимное устройство для невращающихся обрабатываемых деталей, имеющих тело или часть с многоугольным поперечным сечением. Это устройство содержит зажимной корпус, имеющий зажимную камеру с многоугольным поперечным сечением. Зажимная камера предназначена для размещения тела или части обрабатываемой детали. Зажимная камера имеет три контрольные поверхности, используемые для точного выравнивания обрабатываемой детали в обоих Х- и Y-направлениях и также в ее угловой ориентации по оси Z. Для фиксации обрабатываемой детали предусмотрен зажимный винт, который зацепляет скошенную упорную часть тела или части обрабатываемой детали, чтобы прижимать тело или часть обрабатываемой детали к трем контрольным поверхностям. Это устройство является жестким и устойчивым и обеспечивает высокую степень повторяемой точности, но для его изготовления требуется много времени и затрат.

Целью настоящего изобретения является создание зажимного устройства для зажима обрабатываемой детали, имеющей тело многоугольного поперечного сечения, в точно определенном положении, удобного и быстрого в изготовлении, имеющего низкую себестоимость и обеспечивающего точность позиционирования при зажиме обрабатываемой детали.

Эта цель достигается тем, что зажимное устройство для зажима обрабатываемой детали в точно определенном положении содержит зажимной корпус с зажимной камерой многоугольного поперечного сечения, предназначенной для размещения тела обрабатываемой детали, зажимное средство для зажима тела обрабатываемой детали в зажимной камере с контрольной поверхностью, образованной для позиционирования и фиксации тела обрабатываемой детали в X-направлении и/или в Y-направлении, и отличается тем, что контрольная поверхность образована поверхностями стопорных штифтов, расположенных в отверстиях зажимного корпуса и выполненных из материала более твердого, чем материал зажимного корпуса.

Отверстия в зажимном корпусе могут быть выполнены вблизи зажимной камеры и предназначены для размещения стопорных штифтов таким образом, что часть каждого стопорного штифта выступает внутрь зажимной камеры.

Стопорные штифты могут иметь цилиндрическую форму.

Зажимная камера может содержать по меньшей мере три отверстия для размещения стопорных штифтов, причем два отверстия расположены вдоль первой боковой стенки зажимной камеры, и по меньшей мере еще одно отверстие расположено вдоль второй боковой стенки зажимной камеры, примыкающей к первой боковой стенке.

Зажимная камера может иметь щелевую конфигурацию и две боковые стенки, причем по меньшей мере два отверстия выполнены вдоль первой боковой стенки, а другая боковая стенка, противоположная первой боковой стенке, выполнена с возможностью вмещения зажимного средства для осуществления зажимной фиксации тела обрабатываемой детали.

Отверстия могут быть расположены в Z-направлении и параллельны друг другу.

Стопорные штифты могут быть установлены в отверстиях прессовой посадкой.

Отверстия могут быть выполнены открытыми в сторону зажимной камеры участком, имеющим в продольном направлении форму полосы и проходящим в Z-направлении.

Зажимной корпус может быть прикреплен к опорной пластине, причем часть указанных отверстий проходят через зажимной корпус в опорную пластину, и стопорные штифты прикреплены к зажимному корпусу и к опорной пластине.

Опорная пластина может иметь по меньшей мере одно прикрепляющее средство для прикрепления зажимного устройства к зажимному патрону. Прикрепляющее средство может представлять собой тягу.

Опорная пластина может иметь позиционирующие элементы, выполненные с возможностью точного выравнивания опорной пластины по отношению к зажимному патрону.

Нижняя часть зажимной камеры может иметь контрольную поверхность, служащую в качестве стопорного элемента Z-направления.

Контрольная поверхность может содержать контрольный элемент, прикрепленный к нижней части зажимной камеры.

Зажимная камера может иметь в горизонтальном поперечном сечении форму по существу прямоугольного треугольника.

Ниже приводится более подробное описание вариантов устройства согласно настоящему изобретению, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает вид в перспективе с частичным сечением первого варианта осуществления зажимного устройства;

фиг.2 - горизонтальную проекцию зажимного устройства, показанного на фиг.1;

фиг.3 - продольное сечение зажимного устройства, выполненное по линии А-А, указываемой на фиг.2;

фиг.4 - вид в перспективе второго варианта осуществления зажимного устройства; и

фиг.5 - вид в перспективе третьего варианта осуществления зажимного устройства.

На фиг.1 показано зажимное устройство 1 для зажима обрабатываемой детали 27, в данном случае являющейся электродом, подвергаемой электроэрозионной обработке. Зажимное устройство 1 содержит зажимной корпус 2, прикрепленный к опорной пластине 4 винтами 3. Опорная пластина 4 имеет тягу 5, при помощи которой ее можно зажимно зафиксировать по отношению к зажимному патрону (не показан). Помимо этого опорная пластина 4 имеет опорные штифты 6 и также центрирующие и позиционирующие элементы (не показаны), с помощью которых обеспечивается точное выравнивание опорной пластины 4 и тем самым также выравнивание зажимного корпуса 2 по отношению к зажимному патрону станка.

Зажимная камера 8 выполнена внутри зажимного корпуса 2 и имеет многоугольное поперечное сечение. В данном примере поперечное сечение зажимной камеры 8 по существу квадратное. Зажимная камера 8 предназначена для размещения обрабатываемой детали 27, которая имеет часть или тело 28, поперечное сечение которого соответствует форме поперечного сечения зажимной камеры 8. Обрабатываемая деталь 27 имеет переднюю часть 29. Обрабатываемая деталь 27 имеет скошенный край 30, зацепляемый зажимным механизмом 10 зажимного устройства 1. В области трех углов зажимной камеры 8 путем механической обработки образованы свободные пространства в виде углублений 9а, 9b, 9с. Эти углубления 9а, 9b, 9с гарантируют, что обрабатываемая деталь 27 зажимается в зажимном устройстве 1, примыкает к внутренним стенкам зажимной камеры 8 только своими боковыми поверхностями, а не своими краями. В области четвертого угла зажимной камеры 8 расположен зажимный механизм 10, который подробнее поясняется ниже.

Вдоль одной внутренней стенки 11 зажимной камеры 8 выполнены два отверстия 13, 14, которые проходят в Z-направлении. Вдоль примыкающей внутренней стенки 12, расположенной напротив зажимного механизма 10, выполнено еще одно отверстие 15 в зажимном корпусе 2, проходящее также в направлении Z. Положение отверстий 13, 14, 15 относится к опорной точке или к контрольной системе, которая, в данном примере, определена центрирующими элементами, расположенными на опорной пластине 4. Отверстия 13, 14, 15 расположены в зажимном корпусе 2, и они открыты в сторону зажимной камеры 8 вдоль имеющей форму полосы части. В каждое из этих трех отверстий 13, 14, 15 вставлен стопорный штифт 16, 17, 18, материал которого тверже материала зажимного корпуса 2. Например, зажимной корпус можно выполнить из алюминия, и стопорные штифты 16, 17, 18 предпочтительно выполнены из закаленной стали. Стопорные штифты 16, 17, 18 выпускаются промышленностью по разумно низкой цене.

Каждый из стопорных штифтов 16, 17, 18 вставлен в предназначенное отверстие 13, 14, 15 и зафиксирован в нем прессовой посадкой. При этом стопорные штифты 16, 17, 18 выступают внутрь зажимной камеры 8. Отверстия 13, 14, 15 и также стопорные штифты 16, 17, 18 предпочтительно проходят через зажимной корпус 2 в опорную пластину 4, и при этом стопорные штифты точно располагаются не только по отношению к зажимному корпусу 2, но также и по отношению к опорной пластине 4, имеющей центрирующие элементы.

В области четвертого угла зажимной камеры 8, находящегося на линии биссектрисы угла между двумя внутренними стенками 11, 12 со стопорными штифтами, расположен зажимный механизм 10. Зажимный механизм 10 содержит упорную планку 20 в виде захвата, выполненного с возможностью перемещения вперед и назад при помощи установочного винта 21. Для этого конец установочного винта 21 имеет поворотный выступ в виде Т-образной концевой части 22, поворотно зацепляющей соответствующее углубление упорной планки 20. Направление действия упорной планки 20 выбирается таким образом, что обрабатываемая деталь 27 в зажимной камере 8 прижимается к контрольным поверхностям, образованным тремя стопорными штифтами 16, 17, 18 при затягивании установочного винта 21. Подразумевается, что вместо трех стопорных штифтов можно использовать, например, четыре стопорных штифта, и в этом случае внутренняя стенка 12 зажимной камеры напротив зажимного механизма 10 будет иметь два стопорных штифта.

Так как стопорные штифты имеют цилиндрическую форму, контрольная поверхность образуется участком линейного контакта между стопорными штифтами и плоскими боковыми поверхностями тела 28 обрабатываемой детали 27. Эти участки линейного контакта показаны на чертеже пунктирными линиями 16а, 17а, 18а. После помещения тела 28 обрабатываемой детали 27 на трех стопорных штифтах обрабатываемую деталь позиционируют в Х- и Y-направлениях, и также по отношению к ее угловому положению вокруг оси Z. Вместо зажимного механизма, показанного на чертеже, также можно предусмотреть два зажимных механизма, смещенных по отношению друг к другу на 90°, при этом один механизм расположен напротив боковой стенки 11 с двумя стопорными штифтами 16, 17, другой расположен напротив боковой стенки 12 с одним стопорным штифтом 18.

Тело 28 обрабатываемой детали 27 предпочтительно имеет скошенный край 30, зацепляемый упорной планкой 20 неположительным или, при необходимости, положительным образом. При помощи этой скошенной части 30 также определяется правильная угловая ориентация тела 28 по отношению к зажимному корпусу, т.е. тело 28 нельзя вставить в зажимной корпус 2 в положении, повернутом на 90, 180 или 270°, относительно правильной ориентации.

В нижней части зажимной камеры 8 установлен винт 25, служащий в качестве стопорного элемента Z-направления. Этот винт 25 ввинчивается в отверстие, проходящее через опорную пластину 4, и имеет соответствующую внутреннюю резьбу. Для точного определения высоты винта 25 над низом зажимной камеры 8, т.е. для точного определения контрольного положения Z, головка винта 25 внизу зажимной камеры 8 отшлифована до нужной высоты.

Зажимной корпус 2 имеет шариковый нажимной винт 23 для свободной фиксации обрабатываемой детали, размещенной в зажимной камере 8.

На фиг.2 показан зажимный механизм 10, с помощью которого обрабатываемая деталь 27 прижимается на скошенной области 30 к контрольным поверхностям, образованным тремя стопорными штифтами 16, 17, 18. Обрабатываемая деталь 27 в зажимной камере 8 закреплена от выпадения при помощи шарикового нажимного винта 23. Шариковый нажимной винт 23 находится напротив боковой стенки 11, имеющей два стопорных штифта 16, 17. За счет усилия, прилагаемого шариковым нажимным винтом 23 и его шариком 23а соответственно на обрабатываемую деталь 27, дополнительно гарантируется, что обрабатываемая деталь 27 будет прижата к стопорным штифтам 16, 17, выступающим из боковой стенки 11 зажимной камеры 8.

На фиг.3 показано продольное сечение зажимного устройства, изображаемого на фиг.1, на котором изображена тяга 5 и глухое отверстие 15 для размещения стопорного штифта 18, проходящее до и в опорную пластину 4. Стопорный штифт 18 закреплен и в зажимном корпусе 2, и в опорной пластине 4. Винт 25 служит в качестве стопорного элемента Z-оси и ввинчивается в глухое отверстие с внутренней резьбой в опорной пластине 4. Поскольку стопорные штифты 16, 17, 18 закреплены и в зажимном корпусе 2, и в опорной пластине 4, с одной стороны, и обеспечено точное позиционирование стопорных штифтов 16, 17, 18 по отношению к опорной пластине 4, с другой стороны, то относительно мягкий зажимной корпус 2 точно позиционируется по отношению к опорной пластине 4 и жестко фиксируется на ней.

Фиг.4 показывает вид в перспективе еще одного осуществления зажимного устройства 32. В этом случае зажимной корпус 33 имеет зажимную камеру 34, которая, как показано на сечении, имеет форму прямоугольного треугольника. Зажимная камера 34 в этом осуществлении особо рациональна для осуществления зажимной фиксации обрабатываемых деталей, имеющих тело с треугольными или квадратными поперечными сечениями. Вдоль первой боковой стенки выполнены два стопорных штифта 35, 36. Вторая, примыкающая, боковая стенка, проходящая перпендикулярно к первой боковой стенке, имеет стопорный штифт 37. Для осуществления зажима обрабатываемой детали и тела обрабатываемой детали соответственно также предусмотрена упорная планка 41 в виде захвата, расположенного диаметрально противоположно углублению 43 в углу между двумя боковыми стенками, перпендикулярными друг к другу. Упорная планка 41 размещена таким образом, что тело, размещенное в зажимной камере 34, прижато к двум боковым стенкам со стопорными штифтами 35, 36, 37, в результате чего положение обрабатываемой детали точно определено направлениями Х и Y. Для перемещения упорной планки 41 назад и вперед предусмотрен установочный винт 42. Участки 35а, 36а, 37а линейного контакта стопорных штифтов 35, 36, 37 тоже показаны на чертеже пунктирами.

Фиг.5 показывает вид в перспективе еще одного осуществления зажимного устройства 45. Зажимной корпус 46 в данном варианте имеет зажимную камеру 47, выполненную в виде непрерывной удлиненной щели. Первая стенка, в поперечном направлении ограничивающая зажимную камеру 47, имеет два стопорных штифта 48, 49, и при этом вторая стенка, в поперечном направлении ограничивающая зажимную камеру 47, имеет захват 52, проходящий по существу вдоль этой боковой стенки. В этом осуществлении нижняя часть 54 зажимной камеры 47 служит в качестве стопорного элемента в направлении оси Z для обрабатываемой детали и ее тела соответственно. Для работы захвата 52 также предусмотрен установочный винт 53. Также наглядно представлены участки 48а, 49а линейного контакта стопорных штифтов 48, 49. При помощи выполненного таким образом зажимного устройства 45 можно осуществлять зажимную фиксацию даже очень удлиненных обрабатываемых деталей и тел соответственно, при этом положение данной обрабатываемой детали определяется двумя стопорными штифтами 48, 49 только вдоль одной оси: в направлении Х или в направлении Y.

Помимо представленных на чертежах осуществлений, согласно которым зажимной корпус прикреплен к опорной пластине, и согласно которым опорная пластина имеет центрирующие элементы и тягу, также возможно прикрепление зажимного корпуса, например, к произвольной опорной пластине или к аналогичному элементу, имеющему, в свою очередь, определенную опорную точку. В некоторых случаях возможно будет достаточным даже обеспечение самого зажимного корпуса одной или более опорными точками, чтобы зажимной корпус можно было прикрепить к произвольному основному корпусу в точно определенном направлении. Наконец, можно также реализовать несколько зажимных устройств, в которых к общей опорной пластине будут прикреплены несколько зажимных корпусов.

Благодаря тому, что зажимной корпус 2 выполнен из недорогого, относительно легкого и легко обрабатываемого основного материала, и поскольку он имеет стопорные штифты 16, 17, 18, образующие контрольные поверхности 16а, 17а, 18а и выполненные из материала, существенно более твердого, чем материал зажимного корпуса 2, поэтому зажимное устройство согласно настоящему изобретению можно изготовить быстро, удобно и недорого. За счет обеспечения цилиндрических стопорных штифтов 16, 17, 18 в качестве контрольных поверхностей обеспечивается линейный контакт между обрабатываемой деталью и стопорным штифтом. Это обстоятельство обеспечивает положительный эффект с точки зрения защищенности от загрязнения. При помощи зажимного устройства согласно настоящему изобретению можно зажимным образом фиксировать в точно определенном положении и обрабатываемую деталь, и инструменты механической обработки с высокой повторяемой точностью, в надлежащей ориентации и также в контрольной ориентации.