工件固定装置和用于给工件固定装置配备工件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于要多侧加工的工件的工件固定装置，其中所述工件在与所述 工件固定装置的至少一个支撑主轴有效连接并且绕第一轴线可旋转的第一工件支架和与 所述工件固定装置的至少一个驱动主轴有效连接并且绕第一轴线可旋转的第二工件支架 之间，关于第一轴线轴向、径向地，并且通过借助于在第一工件支架与第二工件支架之间沿 第一轴线的轴向可虎钳式形成的、并且作用于工件的对置的侧上的夹紧力的力锁合是可固 定的，其中所述第一工件支架具有包括朝向第二工件支架和/或工件的第一平面夹紧面的 至少一个第一夹紧件，而所述第二工件支架具有包括朝向第一工件支架和/或工件的第二 平面夹紧面的至少一个第二夹紧件。
【背景技术】
[0002] 工件固定装置由现有技术原则上是已知的。如此例如DE 32 14 284 C2公开了一 种机器虎钳台。为了在机械加工期间紧固和固定工件设有一个固定的夹爪和在底板上可移 动引导的固定第二夹爪的滑块。第二夹爪可以移动紧固贴靠到在所述夹爪之间插入的工件 上或者回复到工件释放位置。
[0003] 通用的工件固定装置还在文献DE 42 37 422 C2已知。在此提出，工件固定装置 的两个工件支架构成为相对于工件的两个相互对置的面虎钳式可作用的夹紧面，所述夹紧 面基本上形成仅仅力锁合作用的夹紧面。在此，夹紧件的形状在一个夹紧面或多个同时要 固定的同样的工件的区域中在工件的夹紧面的区域中匹配于要固定的工件的横截面。
[0004] 除此之外，文献DE 197 01 394 C1公开了一种通用的用于多侧要加工的工件的固 定装置。为了补偿在夹紧工件时固定装置的弹性变形，驱动主轴和支撑主轴在非弹性状态 下设置成如此支承，使得驱动主轴和支撑主轴的轴线相比于工具机具有相应角的倾斜。该 角在借助于额定夹紧力夹紧工件之后沿两个轴线的同轴的定向过渡。
[0005] 由现有技术已知的工件固定机构原则上已经被证明。
[0006] 在图1和2中示出了通用工件固定装置的原则上的结构，如该工件固定装置由现 有技术已知的那样。
[0007] 工件固定装置包括第一壳体1以及第二壳体2。第二壳体2用于支承支撑主轴3， 该支撑主轴通过第一夹紧件4力锁合地贴靠在工件5上。在工件5的背向壳体2或支撑主 轴3的侧上力锁合地贴靠有夹紧件7。在此第一夹紧件4接触工件5的夹紧面8,而夹紧件 7接触工件5的夹紧面9。借助于铣刀10形式的工具可以加工工件5。
[0008] 为了能实现工件5的多侧加工，第二夹紧件7与驱动主轴11连接，该驱动主轴支 承在壳体1中。壳体1和壳体2支承在机架20上。
[0009] 在图1中示出的情况下，工件理想地具有平面平行的夹紧面8、9。这使得借助于支 撑主轴3产生的夹紧力K1通过夹紧件4通过夹紧面8的尽可能大的区域均匀地传输到工 件5上，特别是夹紧力K1在夹紧件4或夹紧面8的区域中平行于第一轴线R延伸，工件绕 该第一轴线借助于驱动主轴11是可旋转的。
[0010] 在图2中示出在如下状态下图1的工件固定装置，在该状态下工件5'是夹紧的， 该工件然而不具有相互平行延伸的夹紧面8'、9'。夹紧面8'特别是相对于夹紧面9'倾斜 一个角a。
[0011] 基于如下事实，即夹紧件4没有完全贴靠在工件5'的夹紧面8'上，夹紧力K1促 成了在工件5'内两个分力Kla和Klb的构成。在此分力Kla特别是构成为不与第一轴线 R平行，那么产生了沿第一轴线R的径向方向的分力。特别是在工件5'绕第一轴线R转动 时可以如此产生在夹紧面8'的区域中工件5'相对于夹紧件4的运动。这可以是例如工件 的倾斜或者沿轴线R的径向的运动。而且通过到工件5'中逐点的力作用使得工件5'的结 构也受到损害，特别是使得工件5'变形。
[0012] 不仅工件5'关于夹紧件4可能的相对运动，而且夹紧件5'的变形导致：工件5' 的精准加工是不可能的。
【发明内容】
[0013] 因此本发明的任务在于，如此进一步改进通用的工件固定装置，使得克服现有技 术的确定，特别是提供一种如下的工件固定装置，在该工件固定装置中能实现工件在关于 工件形状的、宽的公差范围中的精确的加工，特别是避免了工件沿驱动主轴的第一轴线的 径向的运动和/或工件的变形，还实现了工件固定装置的有效的全自动的、至少半自动的 装备，而不会存在在工件固定装置的定位精度下的损坏。
[0014] 该任务按照本发明由此解决，使得第一夹紧件和/或第二夹紧件多件式地构成， 其中相应的夹紧件的第一夹紧件部分如此相对于夹紧件的第二夹紧件部分是可动的，使得 在第一轴线与第一夹紧面的法线方向之间的第一角和/或在第一轴线与第二夹紧面的法 线方向之间的第二角是可变的。
[0015] 在此特别优选的是，第一夹紧件和/或第二夹紧件两件式地构成；支撑主轴在至 少一个第一壳体中支承；和/或支撑主轴和/或第一壳体优选借助于至少一个驱动机构沿 第一轴线和/或驱动主轴的同轴方向可移动地优选可往复运动地支承；和/或驱动主轴在 至少一个第二壳体中支承；和/或驱动主轴包括至少一个特别是绕第一轴线可角切换的角 切换机构。
[0016] 此外在上述实施形式中设定，第一壳体和第二壳体在至少一个支撑结构上如机架 上支承。
[0017] 按照本发明的工件固定装置的特征之处也可以在于，角切换机构和/或驱动机构 包括至少一个机动的、电机的、液压的和/或气动的促动器。
[0018] 本发明提出，通过第一工件支架和第二工件支架形成的夹紧力基本上仅仅力锁合 地作用。
[0019] 此外优选地，第一夹紧面和/或第二夹紧面设置在第二夹紧件部分的背向第一夹 紧件部分的表面上；和/或在第一夹紧面的区域中和/或在第二夹紧面的区域中存在提高 摩擦阻力的结构，例如槽纹（Riffelung)和/或薄层（Belag)。
[0020] 特别优选的是，第一夹紧件部分和第二夹紧件部分通过至少一个关节轴承优选防 丢失（verliersich)和/或防旋转带动地（drehmitnahmesich)相互连接。
[0021] 此外按照本发明的工件固定装置的特征之处可以在于，第一夹紧件部分在至少一 个第一接触面的区域中与第二夹紧件部分的至少一个第二接触面接触，其中第一轴线通过 第一接触面、特别是第一接触面到垂直于第一轴线的平面中的投影的重心和/或第二接触 面、特别是第二接触面到垂直于第一轴线的平面中的投影的重心延伸。
[0022] 在上述实施形式中特别优选的是，第一接触面小于第一夹紧件部分的朝向第二夹 紧件部分的第一表面；和/或第二接触面小于第二夹紧件部分的朝向第一夹紧件部分的第 二表面；其中优选地第一表面的面积为第一接触面的面积的125%以上；和/或第二表面的 面积为第二接触面的面积的125%以上；和/或第一接触面至少局部由第一表面突出；和/ 或第二接触面至少局部由第二表面突出。
[0023] 两个上述实施形式的特征之处也可以在于，第一接触面和/或第二接触面至少局 部垂直于第一轴线延伸，至少局部在一个通过第一轴线和对于第一轴线的垂线撑开的平面 中具有拱形轮廓和/或倾斜地延伸。
[0024] 此外对于上述实施形式提出，第一接触面和/或第二接触面在一个垂直于第一轴 线的平面中具有正方形的、圆形的、椭圆形的和/或矩形的外围形状。
[0025] 在上述实施形式中特别优选的是，关节轴承包括至少一个至少局部穿透第一夹紧 件部分和第二夹紧件部分的固定件，例如至少一个固定螺栓、至少一个固定螺钉和/或至 少一个保护螺栓。
[0026] 在上述实施形式中提出，设有多个固定件，固定件至少局部突入到驱动主轴或支 撑主轴中，特别是借助于至少一个连接机构与驱动主轴或支撑主轴连接；和/或第二夹紧 件部分相对于固定件是可动的，特别是具有间隙地支承在固定件上。
[0027] 在此特别优选的是，所述连接机构包括至少一个螺纹连接、至少一个锁定连接、至 少一个夹连接和/或至少一个胶粘剂连接。
[0028] 按照本发明的工件固定装置的特征之处也可以在于至少一个至少局部在第一夹 紧件部分与第二夹紧件部分之间设置的复位机构。
[0029] 在上述实施形式中特别优选的是，所述复位机构包括至少一个优选机械的、液压 的和/或气动的弹性机构。
[0030] 此外本发明提出，所述弹性机构包括至少一个至少局部在第一夹紧件部分中支承 的并且在第二夹紧件部分上、优选第二接触面和/或第二表面上贴靠的，和/或至少一个至 少局部在第二夹紧件部分上支承的并且在第一夹紧件部分上、优选在第一接触面和/或第 一表面上贴靠的轴承销，其中优选地通过轴承销借助于至少一个于在第一夹紧件部分中支 承的轴承销的背向第二夹紧件部分的侧上设置的回复件可施加回复力到第二夹紧件部分 上；和/或通过轴承销借助于至少一个于在第二夹紧件部分中支承的轴承销的背向第一夹 紧件部分的侧上设置的回复件可施加回复力到第一夹紧件部分上。
[0031] 在此特别优选的是，所述回复件包括至少一个机械弹性件、至少一个包括至少一 个可压缩的或不可压缩的流体的流体弹性件、优选液压或气动弹性件。
[0032] 此外本发明提出，所述流体弹性件至少局部通过至少一个于在第一夹紧件部分中 支承的轴承销的背向第二夹紧件部分的侧上设置的、或者通过至少一个于在第二夹紧件部 分中支承的轴承销的背向第一夹紧件部分的侧上设置的充以流体的自由空间形成，其中优 选地设有多个轴承销和流体弹性件，并且至少两个自由空间优选所有自由空间借助于至少 一个特别是至少局部在第一夹紧件部分和/或第二夹紧件部分中构成的流体通道中相互 连接。
[0033] 此外本发明提出，在所述自由空间中和/或在所述通道中流体的压力借助于至少 一个流体接口是可调节的。
[0034] 按照本发明的工件固定装置的特征之处也可以在于，第一夹紧件、第二夹紧件、第 一夹紧件部分和/或第二夹紧件部分在朝向工件的侧上具有至少一个隆起部，如阶梯，其 中优选所述工件至少局部借助于所述隆起部形锁合地是可固定的，特别是所述工件至少局 部贴靠在所述隆起部上。
[0035] 备选或附加于通过夹紧件部分多件式地构成第一和/或第二夹紧件可以设定，第 一夹紧件、第二夹紧件、第一夹紧件部分和/或第二夹紧件部分多件式地优选两件式地构 成，其中相应的夹紧件和/或夹紧件部分的至少一个第一夹紧件元件相对于至少一个第二 夹紧件元件沿移动方向特别是第一轴线的径向方向是可动的。
[0036] 在上述实施形式中特别优选的是，设有至少一个引导机构，所述第一夹紧件元件 和第二夹紧件元件借助于所述引导机构沿着移动方向相互相对地被引导，优选包括至少一 个丝杠螺纹、至少一个齿部、至少一个凹槽-弹簧连接和/或至少一个燕尾形导轨。
[0037] 在上述两种情况下也提出，沿移动方向的运动借助于至少一个移动机构是可调 整、可控制和/或可调节的，优选所述移动机构包括至少一个滚花螺钉、至少一个丝杠螺纹 和/或至少一个电气、气动、液压和/或以机械移动促动器。
[0038] 此外备选或附加于通过夹紧件部分多件式地构成第一和/或第二夹紧件按照本 发明的工件固定装置的特征之处可以在于，所述工件包括至少一个多重紧固件，其中至少 一个单件、优选多个单件借助于至少一个固定机构可与所述多重紧固件连接。
[0039] 在上述实施形式中特别优选的是，所述单件借助于固定机构力锁合和/或形锁合 地可与多重紧固件连接，和/或多个固定机构沿第一轴线和/或沿多重紧固件的表面环绕 一个环绕第一轴线的周边存在。
[0040] 也优选的是，所述多重紧固件贴靠在第一工件支架、第二工件支架、第一夹紧件、 第二夹紧件、第一夹紧件部分、第二夹紧件部分、第一夹紧件元件和/或第二夹紧件元件 上。
[0041] 在工件固定装置的另一备选实施形式中，附加或备选于通过夹紧件部分多件式地 构成第一和/或第二夹紧件，工件固定装置的特征之处也可以在于至少一个锁定机构，借 助于所述锁定机构所述第一工件支架、第二工件支架、第一夹紧件、第二夹紧件、第一夹紧 件部分、第二夹紧件部分、第一夹紧件元件和/或第二夹紧件元件在环绕第一轴线的至少 一个预定的旋转位置是可锁定的。
[0042] 在此特别优选的是，所述锁定机构包括至少一个锁定件，其中所述锁定件借助于 至少一个液压、气动、磁、电磁和/或机械的锁定促动器优选相对于至少一个弹性件的力可 与所述第一工件支