专利名称：机床工件连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接装置，该连接装置具有两个连接部件和夹紧装置，该夹紧装置可松开地将两个连接部件轴向夹紧。多个不平行的槽周向相间隔地设置在上述两个连接部件之一上，在垂直于夹紧方向的平面内被用作一个参照基准系。在另一个连接部件的表面伸出许多销，各有两个相对横侧面。各销至少有一个横侧面与夹紧方向形成一个夹角。
在一个连接部件连接到机床例如EDM机床的主轴上，而另一个连接部件夹持机床待加工的工件的情况下，该工件可在垂直于夹紧方向(z向)的平面(x-y平面)内相对于机床高精度地定位。即使在对该工件及其连接部件进行了很多道夹紧工序和松开工序之后，位置偏差量也仅有几微米。这种高精度的定位是通过使用EP-A-722809(＝US5791803A)所披露的连接装置在夹紧过程中产生作用于连接部件周向力而获得的。
当加工工件时，例如当用车床在工件上加工深槽时，所产生的反力可抵消这种力，从而削弱所保持的精密的定位公差。
因此，本发明目的在于，当其中一个连接部件承受周向高载时，增强一个连接部件相对于另一个连接部件重复定位精度。
为此，根据上述形式的连接装置，本发明提供一种连接装置，该连接装置在其中一个连接部件中设置至少一个夹紧片，以便在夹紧过程中，该夹紧片夹紧在一个销的一横侧面和与所述销配合的槽的侧面之间，以获得两个连接部件所需的调节。因此，本发明的连接装置不仅具有很高的连接部件相互精确定位的重复性，而且在仅由夹紧片材料压缩性所限定的重载情况下，呈现出很好的对准稳定性。
在本发明的一个优选实施例中，所述夹紧片固定连接到连接部件上，并最好与其成为一体。夹紧片最好具有平行于夹紧方向延伸的第一部分和轴向具有弹性的第二部分，该第二部分固定在相应的连接部件上。
根据本发明的一个方面，设有两个夹紧片，夹紧片的第二部分通过连接基底相联，而形成整体U形形状。根据一个实施例，所述基底固定到连接部件的销上，所述销从所述连接部件上伸出。而在另一个实施例中，所述基底固定到位于连接部件上的槽的底部，所述槽是在所述连接部件上切出的。为此，所述底部具有一个凸起，所述基底则固定在凸起中部。
根据本发明的另一个方面，所述槽向内横向延伸形成一个侧凹部。在此情况下，所述夹紧片可通过在连接部件本体上切出切缝而制成，夹紧片的第一部分沿夹紧方向延伸，而其弹性的第二部分则横向伸入所述侧凹中。
根据本发明的又一个方面，如果槽和/或销和/或夹紧片的侧面设有淬硬表面，那么松开已被夹紧的夹紧片就非常简单了。
下面将结合附图对本发明的几个实施例进行详细描述。
图1是连接装置第一实施例的示意图，其中连接部件是相互分离的；图2是第一实施例在连接部件夹紧时的示意图；图3是连接装置第二实施例的示意图；图4是连接装置第三实施例的示意图；图5是连接装置第四实施例的示意图；图6是本发明第五实施例细部示意图。
仅示出前部的第一连接部件1安装在未示出的车床主轴中央。通常，等长度的三个连接柱周向等间距地从连接部件1的自由端面2上伸出。在附图中仅示出两个连接柱4、6。每个连接柱的端面5、7作成平面。所有端面5、7在一个垂直于转动轴线10的x-y共同平面内延伸，转动轴线10通常用z轴表示。所有的连接柱都围绕z轴沿一个假想的圆分布。活动连接部件20的平表面22具有区域25、27，区域25、27与连接部件1的连接柱4、6的布置相应，并且所有的区域都在共同的x-y平面内延伸。这样，在未示出的夹紧装置作用下，当所有的端面5、7紧靠在所有相应的区域25、27上时，连接部件1、20就被夹紧了。
在连接部件1的中心设有一个未示出的轴向中心通孔，以便使一个拉杆通过，该拉杆是两个连接部件夹紧装置的一部分。
大致在相邻连接柱之间圆周方向的中部，销3从端面2沿z向伸出，其长度略大于每个连接柱4、6的长度。销3上设有一个棱形淬硬的参照表面8，该参照表面8平行于假想圆的半径延伸。类似的参照表面设置在各个未示出的另外的销的同样的侧面位置上。这样，参照表面8相对于z轴10形成一个小的夹角。
第二活动连接部件20适合于支承在车床或类似机床上待加工的工件，该工件在图中未示出，而第一连接部件安装在上述车床或类似机床上，工件固定在第二连接部件20的底面21。
在周向，每个平行于假想圆半径延伸的等间距的槽切入第二连接部件20的上侧面22。槽的数目与销3的数目相等。在附图中只示出了在夹紧时面向销3的槽24。应注意到，所有的槽都类似于槽24，因此，仅对后者进行详细描述。槽24具有两个相对的侧面28、32，侧面28、32平行于半径延伸。侧面28与销3的横侧面9相对应，横侧面9相对于销3则与参照表面8相对。侧面32与销3的参照表面8相对应。沿与侧面28相对的方向，槽24横向向内延伸形成一个侧凹槽23，侧凹槽23的底部与槽24的底部29平齐。通过电导线蚀法(electric erosion wire)制成的切缝11大致在槽24的侧面32处切入连接部件20。切缝11的深度位于槽实际深度部分的上部，并转一个直角形成大致平行于上侧面22延伸的切口12。如图所示，切口12在接近侧凹槽23的横向端部处终止。因此，面向槽24侧面28的侧面32形成一个与连接部件20构成一体的夹紧片35，夹紧片35具有一个稍微倾斜的横截面。这样，夹紧片具有一个大致平行于z向延伸的上部第一部分34和一个大致沿侧凹槽23相对于z向横向延伸的相毗邻的第二部分36。由于所述第二部分36在其一端与连接部件20相联，因此所述第二部分轴向具有弹性。这样，所述第一部分34沿轴向弹性可动，也就是在z向，并大致平行于侧面28方向上。
在未示出的夹紧装置将两个连接部件1、20夹紧的过程中，销3伸入到槽24中直到参照表面8与夹紧片35的上自由边缘接触时为止。同时，在x-y平面内可使第二连接部件20相对于第一连接部件1进行调整。如图2放大的详图所示，当进一步紧固夹紧装置时，销3继续伸向槽24中，并向下推夹紧片35，在此状态下，夹紧片35的第二部分36向内弯入侧凹槽23的空间内。在这种向下推的过程中，当端面5、7贴靠在区域25、27上时，销3就大约在此时夹紧了夹紧片35。
夹紧后，在x-y平面内，连接部件20相对于连接部件1的调整仍继续保持，因此，在周向就有很大的力作用于连接部件20。由于其中未连接有弹性件，因此，调整后横侧面9就无弹性地贴靠在侧面28上。而且，由于夹紧片35只在z向具有弹性而在周向不可压缩，因此，参照表面8与夹紧片35的夹紧不会呈现任何横向避让。
侧面26、32都具有淬硬表面以减轻夹紧的连接部件的释放，并提高夹紧片35的轴向避让性。
对于用于活动连接部件在z向相对于机床连接部件进行调整的参照元件，图3所示的本发明第二实施例与上述实施例没有区别。另外，连接在机床上的连接部件50设有多个类似于连接部件1的销52，在其任一侧上设有平行于半径的棱形参照表面54、56。槽64在对应于销52的位置处切入活动连接部件60。槽64的底部63有一中心凸起62。通过将U形截面插入件70的基底72固定到凸起62上，从而使该插入件70固定在槽64中。插入件70的相对的支臂76、78贴靠在槽64的相对的侧面66、68上。如图3所示，插入件70的基底72具有端部71、73，端部71、73悬于槽64的底部63之上。基底72由弹性材料制成，这样，在夹紧方向的力作用下，竖直的支臂76、78可产生轴向避让。
因此，支臂76和端部71以及支臂78和端部73都起到了类似于本发明第一实施例中的夹紧片的作用。两个夹紧片都通过它们共同的基底72与连接部件60相连。因此，在夹紧时，两个夹紧片的作用特征都与前述的相同。
图4所示的本发明第三实施例与前述实施例的根本区别在于，夹紧片45是安装在第一连接部件40上，第一连接部件40设有销42，销42具有平行于轴线的相对的横向侧面44、46。夹紧片45可用通电线蚀法(electricwire erosion)从连接部件40的本体上切出，或者通过未示出的螺钉可更换地安装到连接部件40上。夹紧片45由连接在连接部件40上的块体41和轴向具有弹性的伸向横侧面44的第二部分43组成。第二部分43继续延伸出第一竖直部分47，第一竖直部分47贴靠在横侧面44上，并沿竖直方向是活动的。
第二连接部件30中的槽38的侧面31与横侧面44相对应，并向下和向内倾斜，这样，在夹紧时，侧面31与横侧面44之间形成一个小的夹角。槽38的另一相对侧面33平行于轴线，并形成一个贴靠横侧面46的参照基准来使连接部件30、40相互在x-y平面内定位。
当将两个连接部件30、40夹紧时，销42伸入到与其相对应的槽38中直到所述第一部分47的外底边与侧面31相接触时为止。当销42继续伸入而使横侧面46抵靠侧面33时，所述第一部分47就夹紧在侧面31和横侧面44之间。如果销42继续伸入，由于第二部分43具有轴向弹性，所述第一部分47就会沿销42产生运动。当两个连接部件30、40在z向准确定位(连接部件40的连接柱48、49贴靠在连接部件30的表面39上)时，销42就停止伸入。
在图5所示的本发明第三实施例中，第一连接部件80的销82被附件85所包围，在十字所表示的位置处，附件85安装在销82的表面84上。第一夹紧片86的第一部分81从附件85上沿销82的横侧面92伸出，另一个夹紧片88的第一部分87从附件85上沿销82的横侧面96伸出，横侧面96与横侧面92平行相对。上述两个第一部分81和87沿竖直方向是可动的。夹紧片88的第一部分87通过第二部分89和83与夹紧片86的第一部分81相连，所述第二部分89和83从固定在表面84上的加厚基底的端部横向伸出，且轴向具有弹性。与销82相对应的槽94具有两个相对的侧面91、93，侧面91与横侧面92相对应，而侧面93与横侧面96相对应。各侧面91、93都略向下和向内倾斜并与z轴形成一个小的夹角。
在将两个连接部件80、90夹紧时，销82伸入到槽94中，所述第一部分81的外底边与侧面91接触，而所述第一部分87的外底边与侧面93接触。因此，可相对销82对中调整槽94。如图所示，夹紧所述第一部分81、87，由于夹紧片86、88的第二部分83、89轴向具有弹性，当销82进一步伸入时，如图5中局部放大详图所示，所述第一部分81、87会相对于销82向上移动。当连接部件80伸出的连接柱98、99贴靠在连接部件90的上表面95上时，销82停止伸入，这样，也就实现了z向定位。
图6所示的本发明第五实施例与图3所示的第二实施例的主要区别在于改变了插入件70，且插入件70具有不同的形式和工作特性。这里仅对带有插入件70a的连接部件60a的槽64a进行具体描述，另一个槽具有相同的结构形式。槽64a的底部63a形成凸起62a，插入件70a的基底固定在该凸起的中部。槽64a的两个相对的侧面66a和68a平行于z轴延伸。
插入件70a具有两个相对的支臂76a和78a。只有支臂76a、78a各自的上部77a、79a在接近活动连接部件60a的表面处终止，并贴靠或几乎贴靠在相邻的侧面66a和68a上。支臂76a和78a的内部部分73a和75a分别将上部77a和79a与插入件70a的基底72a相连，并在69a、71a处分别向相对的支臂78a和76a弯折。至少内部部分73a和75a由弹簧钢制成，总之是轴向可弯曲的。
从另一个连接部件50a的底面伸出的每一个销(图6中仅示出了与槽64a相对应的销52a)包括两个相对的棱形表面54a和56a，表面54a和56a平行于假想圆的半径，并与z轴形成一个夹角。
当销52a伸入到槽64a中将连接部件50a和60a夹紧时，棱形横侧面54a、56a与每个上部77a、79a的内顶边接触，并将槽64a(从而连接部件60a)与连接部件50a相匹配对准。当继续夹紧时，销52a使上部76a、78a移动而贴靠在槽64a的侧面66a和68a上，直到连接部件50a的连接柱贴靠在连接部件60a的上表面上时为止。同时，内部部分73a和75a在69a和71a处弹性弯曲。支臂76a和78a保持夹紧在销52a和侧面66a、68a之间。这样，每个支臂76a和78a构成一个夹紧片，该夹紧片通过形成向内延伸的弯折部69a和71a而轴向具有弹性。
如图6所示，插入件70a的基底72a是通过螺纹连接到凸起62a上的。因此，拧下螺钉，就可用另一个相同的插入件来替换插入件70a，并再将其通过螺钉固定到凸起62a上。
权利要求
1.一种连接装置，该连接装置具有两个连接部件(1、20；30、40；50、60；80、90；50a、60a)和夹紧装置，该夹紧装置可松开地将上述两个连接部件轴向夹紧，其中，周向相间的不平行的槽(24、64、38、94、64a)形成在上述两个连接部件之一(20、30、90、60、60a)的表面(22、39、95)上，从而在垂直于夹紧方向的平面内形成一个参照基准，其中，销(3、42、52、82)从另一个连接部件(1、40、50、80)的表面(2)上伸出，且每个销都具有相对的横侧面(8、9；44、46；54、56；92、96)，所述的销是如此设置的，即在夹紧时使所述槽可调整对准所述销，并因此使所述槽所在的另一连接部件也调整对准所述的销，在连接部件轴向对准时，各销的至少一个横侧面与每个槽相对应的侧面之间形成一个夹角，且在所述横侧面和相对应的侧面之间设置至少一个夹紧片(35、70、45、76a、78a、86、88)，所述夹紧片轴向具有弹性，并与其中一个连接部件相连。
2.根据权利要求1所述的连接装置，其中，所述夹紧片固定安装在所述连接部件上，并最好与其成为一体。
3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其中，所述夹紧片可更换地连接到所述连接部件上。
4.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，每个槽设有至少一个夹紧片。
5.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，所述夹紧片具有第一部分(47、81、87)和第二部分(43、83、89)，所述第一部分可动地贴靠在第一横侧面上，所述第二部分与所述第一部分相连，并可避让地安装在所述连接部件上。
6.根据权利要求1-4之一所述的连接装置，其中，所述夹紧片具有第一部分(34、76、78)和第二部分(36、71、73)，所述第一部分可活动地贴靠在所述侧面上，所述第二部分连接到所述连接部件上，且轴向具有弹性。
7.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，所述第一部分大致垂直于连接部件(20、60)的表面(22)延伸，而所述第二部分大致平行于连接部件(20、60)的表面(22)延伸。
8.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，所述第二部分(36)在其一端与所述连接部件相连。
9.根据权利要求7或8所述的连接装置，其中，所述第二部分(36)延伸到所述侧面(32)的一个侧凹槽(23)中。
10.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，在与所述槽(64)的侧面(68)相对的侧面(66)上形成另一个类似的夹紧片(78、73)。
11.根据权利要求10所述的连接装置，其中，所述夹紧片(76、71)和所述另一个夹紧片(78、73)是安装在所述槽(64)内的插入件(70)的部分，所述插入件的基底(72)固定在所述槽底部(63)的凸起(62)上。
12.根据权利要求11所述的连接装置，其中，所述插入件(70)具有大致呈U形的横截面。
13.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，所述侧面(26、66、68)和/或所述销和/或所述夹紧片(35、76、71；78、73)的表面是淬硬的。
14.根据任一前述权利要求所述的连接装置，其中，参照元件(5、25；7、27、48、49、98、99)设置在所述连接部件(1、2、30、40、50、60、80、90)上，以便在夹紧时形成轴向z参照系。
15.根据权利要求11-14之一所述的连接装置，其中，所述夹紧片(86)和所述另一个夹紧片(88)由一个安装在所述销(82)上的附件(85)形成。
16.根据权利要求6所述的连接装置，其中，所述夹紧片的第一部分(76a、78a)有向内延伸的弯折部(69a、71a)，并具有基底(72a)，该基底安装在所述连接部件(60a)的槽(64a)中。
全文摘要
一种连接装置,具有两个连接部件和夹紧装置,该夹紧装置可松开地将上述两个连接部件轴向夹紧。在上述两个连接部件中的一个的表面上切出多个周向间隔的不平行的槽,从而在垂直于夹紧方向的平面内形成参照基准。销从另一个连接部件的表面上伸出,各销都具有两个相对的平行横侧面,夹紧时,使所述槽与所述销对准。连接部件轴向对准时,各销的至少一个横侧面与每个槽相对应的侧面之间形成夹角。为了在其中一个连接部件周向高承载的情况下,以增强连接部件相对另一连接部件重复精确定位,在所述横侧面和相对应的侧面之间设置夹紧片,所述夹紧片轴向具有弹性,并固定在其中一个连接部件上。
文档编号F16D1/06GK1257769SQ99126760
公开日2000年6月28日 申请日期1999年12月16日 优先权日1998年12月16日
发明者哈康·努德奎斯特, 丹·霍姆, 汉斯·黑尔曼, 彼得·弗罗贝格尔 申请人:3R系统国际有限公司