专利名称：工件虎钳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将工件固定在机床的工作台上时所采用的工件虎钳。详细地说，是与工件虎钳中移动台与底座间的固定结构有关，所述工件虎钳是相对固定边进退的可动边连接在滑动自如地设置在底座的移动台上，具备将移动台固定到底座上的定位销和在俯视图中呈细长矩形的底座。
背景技术：
在固定机床加工工件中所采用的工件虎钳包括固定在机床工作台上的底座、固定在底座上的固定边、和相对固定边进退的可动边。通用的工件虎钳可以通过丝杠结构移动可动边，以很大的力固定住工件。采用丝杠结构的工件虎钳在与工件的大小相对应地使可动边大幅移动时，必须将丝杠旋转若干圈。为了避免此项麻烦，本发明提供的工件虎钳结构是，把移动台滑动自如的安装在底座上，再把可动边连接到该移动台上，用定位销将移动台以与工件的尺寸相对应的位置固定到底座上。
每个机床所能加工的工件尺寸受到工作台与工具间间距的制约。为了在工作台上夹住工件、且不牺牲工件的加工尺寸，要求工件虎钳小型化。另外，由于有时需要排列安装多个工件虎钳，由该多个虎钳夹持一个工件，因此还要求虎钳幅面要窄、可动边的行程要大。并且，还要求虎钳的结构能够实现工件的快速装卸、将虎钳安装到工作台上时定位销不会脱落。
作为满足上述要求的工件虎钳，本申请的申请人提倡固定移动台和底座用的定位销的销孔由两个半圆柱形槽相对形成，一个是设置在移动台上的，另一个是按一定间隔设置在底座上的多个半圆柱形槽中的一个(日本国公开实用新型公报平成7年第15264号、日本国公开实用新型公报平成7年第27756号、日本国公开专利公报平成7年第171769号、日本国公开专利公报平成9年第29571号公报)。此种结构的工件虎钳可以缩短定位销的长度。另外，将定位销设在移动台的两侧，可以避免工件的夹持反力对定位销上形成偏负荷。
发明内容
本发明是一种固定移动台和底座的定位销的销孔由半圆柱形槽形成的工件虎钳，移动台的固定及固定解除可以通过转动定位销实现。这样，就消除了拔插定位销所需要的空间，排列布置多个工件虎钳时，可将虎钳间的间距缩小。另外，还可以获得工件固定及工件固定解除时的良好操作性能的工件虎钳。
本发明的工件虎钳包括细长矩形底座1、沿底座1长度方向上设置的导轨5移动的移动台4。夹持工件的可动边15靠螺栓7与移动台4相连。定位销29将移动台4固定到底座1上，定位销29的销孔26是通过使移动台4上的半圆柱形槽28和以一定间隔沿移动台4的移动方向设置在底座1上的半圆柱形槽21……的其中一个相对而形成其整体。
权利要求1的发明中所涉及的工件虎钳的定位销29在其前端具有一半圆柱形截面。移动台4在朝向底座1的面25上具有方向与其移动方向垂直相交的半圆柱形槽28。在该半圆柱形槽28的外侧有侧壁20，在侧壁20上设置有与上述半圆柱形槽相连的圆孔27。另一方面，底座1上有细长的面24，该面24与移动台的上述半圆柱形槽28所在面相对，在面24上按一定间隔分布着多个半圆柱形槽21……。移动台4的半圆柱形槽28与底座1上的每个半圆柱形槽21分别两两相对，会形成与上述圆柱孔27同心的圆筒孔。上述定位销29插入到圆柱孔27中，至少能够转动180度。
权利要求2的发明中所涉及的工件虎钳的定位销29，在其中间部位有半圆形断面。移动台4上具有由与移动台移动方向平行的侧壁20和内壁38相夹形成的槽42。而且，移动台4还具有从上述侧壁20一直通到内壁38的圆孔27、44。另一方面，底座1上具有突棱36和分布在突棱顶面39上、按一定间隔排列的半圆柱形槽21……，其中，上述突棱能够滑动自如的嵌入到移动台的上述槽42中，且顶面39不超过圆柱孔27、44的中心，在移动台的槽42的底面与底座突棱36的顶面之间形成了空隙43，上述定位销29的半圆柱形部位可在其中移动。
权利要求3的发明是在权利要求1或2中所涉及的工件虎钳中，定位销29在其穿入移动台的侧壁20上圆孔27的部分具有一环形槽32，移动台4上具有嵌入到此环形槽内、阻碍销29在销轴方向上的移动的突出端部34。
在权利要求4的发明中，底座1一侧的半圆柱形槽21……与移动台4一侧的半圆柱形槽28、以及两者形成的销孔26之间有如下的尺寸关系。即，移动台4一侧的半圆柱形槽28的槽深S比销孔26的半径R大，因此，底座一侧的半圆柱形槽21的槽深T要小出移动台一侧的槽大出的部分。定位销29的全体或部分具有半圆柱形部位，其厚度U比底座一侧的半圆柱形槽21的槽深T大、且不超过移动台一侧的半圆柱形槽28的槽深S。
权利要求5的发明是在权利要求4所记载的工件虎钳中，定位销29的根部具有环形槽32，移动台4具有嵌入到该环形槽内、阻碍定位销在其轴方向上移动的突出端部34。
根据本发明的工件虎钳，将定位销29转动大约180度，就可以实现移动台4与底座1间的固定及固定解除。即，将定位销的半圆柱形部31转到移动台一侧的半圆柱形槽28内时，移动台4可以自由移动。另一方面，移动台与底座的半圆柱形槽28、21处于相对状态时，将定位销的半圆柱形部位31转到底座一侧的半圆柱形槽21内，移动台4就固定到了底座1上。
在权利要求2的发明中，定位销29的两端由圆柱孔27和44支撑，工件对移动台的夹持反力从侧壁20和内壁38的两侧作用到了定位销29上。因此，不会产生使定位销倾斜的力，能够稳定切实地固定移动台4。另外，由于侧壁20的厚度可以做薄、因此移动台4的幅面也就可以做小。
权利要求4的工件虎钳，定位销的半圆柱形部31转到移动台一侧的半圆柱形槽28内时，由于在底座一侧的半圆柱形槽21中不存在销了，所以移动台4可以自由移动。另一方面，当使底座一侧的半圆柱形槽21中的一个与移动台一侧的半圆柱形槽28相对，将定位销29大约转动180度时，如图10(b)所示，由于嵌入到底座一侧的半圆柱形槽21中的定位销其半圆柱形部31的一部分留在了移动台一侧的半圆柱形槽28内，所以阻止了台4的移动。工件对移动台的夹持反力从留在移动台的半圆柱形槽28内的圆周面作用到定位销29上、通过嵌入到底座一侧的半圆柱形槽21内的销的圆周面传递到底座1上。
在权利要求3及5的结构中，由于嵌入到定位销环形槽32内的突出端部34阻碍了定位销29在其轴方向上的移动，在将工件虎钳水平地安装到垂直的工作台上时，能够防止定位销的脱落。还有，将环形槽32作成半圆弧形，可以确定出移动台固定及固定解除时的定位销的转动位置。
图1是本发明实施例1的工件虎钳的剖面图。图2是图1的工件虎钳的重要部位的分解斜视图。图3是图1的工件虎钳的侧视图。
图4是本发明实施例2的工件虎钳的剖面图。图5是图4的工件虎钳的重要部位的分解斜视图。图6是图4的工件虎钳的侧视图。
图7是本发明实施例3的工件虎钳的剖面图。图8是图7的工件虎钳重要部位的分解斜视图。图9是图7的工件虎钳的侧视图。图10是实施例3工件虎钳定位销的功能示意说明图。
图11是本发明实施例4的工件虎钳剖面图。图12是图11的工件虎钳的重要部位的分解斜视图。图13是图11的工件虎钳的侧视图。
图中符号1是底座，4是移动台，5是导轨，7是螺栓，15是可动边，20是移动台侧壁，21是设置在底座上的半圆柱形槽，23是设置在移动台上的内凸缘，24是内凸缘的下表面，25是底座上的与内凸缘下表面相对的面，26是销孔，27是移动台的侧壁圆孔，28是移动台的半圆柱形槽，29是定位销，31是定位销的半圆柱形部，32是设置在定位销上的环形槽，34是小球，38是设置在移动台上的内壁，42是向下的槽，R是销孔半径，S是移动台一侧的半圆柱形槽的槽深，T是底座一侧的半圆柱形槽的槽深，U是定位销的半圆柱形部位的厚度。
具体实施例方式
图1至图3是本发明实施例1的示意图、也是权利要求1的发明的实施例。图3中，底座1的俯视图呈细长矩形。在底座1的一端有固定边2，由楔子3定位。移动台4沿着底座1长度方向上的导轨5自由移动。移动台4的上部中央处有与导轨平行的通孔6，螺栓7的圆柱部插入到该通孔内。
螺栓7的圆柱部8与螺纹部分9之间一体地形成中间凸缘11，圆柱部的前端12的截面是六边形。圆柱部8插入到移动台的通孔6中后，用止动螺丝14固定住前端的旋扭13，螺栓7就安装到了移动台4上，可以自由转动，但在轴方向上不能移动。
在移动台4的固定边上，可动边15与移动台一样滑动自如的安装在导轨5上。螺栓的螺纹部9旋合在可动边15上的螺纹孔16中。移动台4的侧视图是L形、可动边15的侧视图是倒L形，在可动边15的背面(移动台一侧)有呈檐状延伸的部分，在移动台4的前表面有呈承受台状延伸的部分，檐状延伸部分的下表面17与承受台状延伸部分的上表面18滑动接触。可动边15夹持工件时会受到工件的夹持反力作用，而这种结构能够有效防止由于上述夹持反力引起的可动边15的倾斜。
在底座1的两侧分布着多个与导轨5垂直相交的水平方向的半圆柱形槽21。导轨5的上端两侧有向外的凸缘22、截面呈T形，移动台4底部两侧有向内的凸缘23、截面呈向下的C形。底座侧的半圆柱形槽21分布在向外的凸缘22的下表面24上。另一方面，半圆柱形槽28形成在移动台4的向内的凸缘23的上表面25上，在该半圆柱形槽28的延长线上形成具有穿过移动台4的侧壁20的圆孔27。该半圆柱形槽28与圆孔27形成轴线在向内的凸缘的上表面25上的销孔26。
定位销29的根部是圆柱形、前端是半圆柱形，将其插入销孔26中，可自由转动。定位销的半圆柱形部31位于移动台一侧的半圆柱形槽28内时，移动台4可沿着底座1的导轨5自由移动。当使移动台的半圆柱形槽28与底座的半圆柱形槽21……中的一个相对，将定位销29转动180度时，定位销的半圆柱形部31会嵌入到底座一侧的半圆柱形槽21中，移动台4就固定到了底座1上而不能移动。
定位销29的根部圆柱部位上沿着圆周面的180度的范围设置有环形槽32，由螺旋弹簧33施力而突出到圆柱孔27的内圆周面上一处的小球34嵌入到环形槽32中。通过将小球34嵌入到180度的环形槽32内，能防止定位销29在轴方向上移动，同时还可以确定定位销29的转动位置，定位销29的转动位置由两个角度决定，一个是定位销的半圆柱形部31嵌入到到半圆柱形槽28内的角度，另一个是嵌入到底座的半圆柱形槽21内的角度。在定位销29上设有使销转动的旋扭35。
图4至图6是本发明实施例2的示意图、也是权利要求2的发明的实施例。图6中所示的固定边2的结构、移动台4与可动边15间的连接结构与实施例1中的结构相同，同一部件用与图3相同的符号表示。底座1的半圆柱形槽21在实施例1中是向下的，而在实施例2中是向上的。底座导轨5的截面形状为顶端两侧上具有向上的凸缘36、侧面下部上具有向外的槽37的冠状。移动台4底部的截面形状为具有从顶端面垂下的内壁38、下端两侧上具有向内的凸缘23的门形。底座一侧的半圆柱形槽21配置在向上的凸缘36的顶面39上。移动台的内壁38与侧壁20之间形成向下的槽42。此向下的槽42的槽深是在槽与底座的向上的凸缘36的顶面39之间形成尺寸大于定位销29的半径的空隙43。移动台4安装到底座1上时，内壁38插入到底座两侧的向上的凸缘36之间，向内的凸缘23嵌入到底座的向外的槽37中。
在移动台的两侧设置有圆柱孔27、44，该孔是贯穿侧壁20而到达内壁38的圆孔。圆孔27、44的轴心位于底座的向上的凸缘的顶面39上。定位销29插入到圆孔27、44中，销的中间部位是半圆柱形部31。定位销的半圆柱形部31向上转动时，该半圆柱形部31位于底座的向上的凸缘的顶面39与移动台的向下的槽的底面45之间的空隙43内，这时，移动台4可自由移动。当使移动台的半圆柱形槽28与底座的半圆柱形槽21中的一个相对，在圆孔27、44中转动定位销29，使其半圆柱形部31转到下方时，半圆柱形部31就嵌入到了半圆柱形槽21中，移动台4就固定住了。
在本权利要求2的工件虎钳结构中也是，在定位销29的根部圆柱部分设有180度的环形槽32，并设有由螺旋弹簧33施力而突出到圆孔27的内表面上的小球34，通过将该小球34嵌入到环形槽内，可以防止定位销29的脱落，还可以将定位销29的转动定位在半圆柱形部31嵌入到底座一侧的半圆柱形槽21的状态和退到空隙43的状态。
图7至图10是本发明实施例3的示意图、也是权利要求4的发明的实施例。底座1的导轨5的截面为在其顶端两侧具有向外的凸缘22的T形，移动台4底部的截在为在内侧顶端上具有插入到底座的向外的凸缘22下向内的凸缘23的C形。底座的半圆柱形槽21……形成于底座底端的凸缘46的上表面。在移动台4的下表面41上设有一个半圆柱形槽28，该槽与底座的半圆柱形槽21相对形成柱形销孔26。移动台的半圆柱形槽28的槽深S比由上下半圆柱形槽21、28形成的销孔26的半径R大。所以，底座一侧的半圆柱形槽21……的槽深T就比销孔26的半径R小。
将厚度为U的半圆柱形定位销插入到销孔26中，U与移动台一侧的半圆柱形槽28的槽深S相等(实际上由于配合公差需要一定间隙，所以要薄一些)。
当把定位销29转到移动台一侧的半圆柱形槽28中时，如图10(a)所示，其半圆柱部全部嵌入到了半圆柱形槽28中，因此定位销29与底座一侧的半圆柱形槽21不卡合，移动台4可以自由移动。另一方面，如10(b)所示那样，在移动台的半圆柱形槽28与底座的半圆柱形槽21的其中一个相对时，将定位销29大约转动180度，定位销29就转动到了底座的半圆柱形槽21内，但由于销的厚度U比半圆柱形槽21的槽深T大，所以定位销29的圆周面的一部分就留在了移动台的半圆柱形槽28中。所以，在这种状态下移动台4和底座1被固定成不能移动。夹持工件时，作用在移动台4上的夹持反力就从留在半圆柱形槽28内的销的部分圆周面传递到底座1上。
在定位销29的根部圆周面上设有180度的环形槽32，在移动台的半圆柱形槽28的圆周某处(靠近移动台底面的位置)突出有由螺旋弹簧施力的小球34，通过使该小球嵌入到环形槽32内，可防止定位销29脱落，同时还能限制定位销29向移动台一侧的转动端和向底座一侧的转动端。
图11至图13是本发明实施例4的示意图、也是权利要求4的发明的实施例。在该实施例4中，半圆柱形槽21……配置在底座顶端的向外的凸缘22的下表面24上，移动台一侧的半圆柱形槽28设置在移动台的向内的凸缘23的上表面25上。且与移动台半圆柱形槽28相连的圆孔27穿过移动台的侧壁20。定位销29在底端部具有短圆柱部49、前端部具有与实施例3中销的截面形状一样的半圆柱部31。其他的结构和作用同实施例3。本实施例4的结构有如下优点由于底座一侧的半圆柱形槽21方向向下，加工工件时可防止碎屑等落入半圆柱形槽21中。
工业上应用的可能性本发明的工件虎钳可通过定位销的转动操作来实现设定固定边与可动边的间距的移动台的固定和固定解除。由于定位销设在底座的两侧，工件的夹持反力不会造成移动台的倾斜，根据权利请求2及4的结构，也不会由夹持反力造成移动台的倾斜。所以，能够稳定、牢固、正确地夹持工件。由于移动台的固定及固定解除不需要拔插定位销，所以本工件虎钳可以以很小的间距排列放置，当用多个虎钳夹持形状复杂的工件时，这一点是有利的。另外，在工件的固定和固定解除时，其操作性好，可以在短时间内装卸工件。从上述几点可以看出，本发明的虎钳尤其适用于将机床加工的工件固定在机床的工作台上时用。
权利要求
1.一种工件虎钳，包括细长底座(1)、可沿着在该底座的长度方向设置的导轨(5)滑动的移动台(4)、靠与上述导轨平行设置的螺栓(7)连接到移动台(4)上的可动边(19)、以多个预定位置将上述移动台固定到上述底座上的定位销(29)，其特征是，上述定位销(29)的前端具有半圆柱形部，上述移动台(4)上具有与上述半圆柱形部位相嵌合的半圆柱形槽(28)、位于该半圆柱形槽外端的侧壁(20)、位于该侧壁与上述半圆柱形槽相连的圆孔(27)，其中，槽(28)位于与底座(1)相对的面(25)上、方向与移动台4的移动方向垂直相交，上述底座(1)上具有与移动台的上述半圆柱形槽(28)的所在面相对向、在移动台的移动方向上细长的面(24)和按一定间隔分布在此面上的多个半圆柱形槽(21)……，移动台的半圆柱形槽(28)与底座的每个半圆柱形槽(21)分别相对时，形成与上述圆孔(27)同心的圆筒，上述销(29)插入到上述圆孔(27)内，至少能够转动180度。
2.一种工件虎钳，包括细长底座(1)、可沿着导轨(5)滑动的移动台(4)、靠螺栓(7)连接到移动台(4)上的可动边(19)、将上述移动台固定到上述底座的定位销(29)，其中，导轨(5)与底座的长度方向一致；螺栓(7)与上述导轨平行；移动台可固定到底座的多个预定位置上，上述定位销(29)的中间具有半圆柱形部，移动台(4)上具有由与其移动方向平行的侧壁(20)和内壁(38)相夹形成的槽(42)、和穿过上述侧壁(20)到达内壁(38)的圆孔(27、44)，底座(1)上具有突棱(36)和分布在突棱顶面(39)上、按一定间隔排列的半圆柱形槽(21)，其中上述凸棱能够滑动自如的嵌入到移动台的上述槽(42)中，且顶面(39)不超过圆柱孔(27、44)的中心，在移动台的上述槽(42)的底面与底座的突棱(36)的顶面之间形成了空隙(43)，上述定位销(29)的半圆柱形部可在其中移动。
3.如权利要求1或2所述的工件虎钳，定位销(29)具有环形槽(32)，位于插入到移动台侧壁(20)的圆孔(27)中的部分，移动台(4)具有突出端部(34)，嵌入到上述环形槽内阻碍定位销(29)在其轴方向上的移动。
4.一种工件虎钳，包括细长底座(1)、可沿着在该底座的长度方向设置的导轨(5)滑动的移动台(4)、靠与上述导轨平行设置的螺栓(7)连接到移动台(4)上的可动边(19)、以多个预定位置将上述移动台固定到上述底座上的定位销(29)，通过使移动台上设置的半圆柱形槽(28)与沿底座的长度方向按一定间隔设置的底座一侧的半圆柱形槽(21)中的一个相对，形成插入上述定位销(29)的销孔(26)，其特征是，移动台一侧的半圆柱形槽(28)的槽深(S)比销孔(26)的半径(R)大，定位销(29)具有厚度(U)不超过该槽深(S)、且大于销孔(26)的直径与上述槽深(S)的差值的半圆柱部。5.如权利要求4所述的工件虎钳，其特征是，定位销(29)的根部具有环形槽(32)，移动台(4)具有突出端部(34)，嵌入到该环形槽内阻碍定位销在其轴方向上的移动。
全文摘要
为了与工件的尺寸相适应地设定虎钳的可动边(15)的大致位置，把移动台(4)用定位销(29)该通过螺栓(7)与可动边(15)连接的移动台(4)固定到虎钳的底座(1)上。转动定位销(29)可以实现移动台(4)的固定和固定解除。定位销(29)的前端、中间或全部是半圆柱形。移动台(4)在与底座(1)相对的面上具有与移动台的移动方向垂直相交的半圆柱形槽(28)，底座(1)具有与移动台(4)的半圆柱形槽(28)相对、按一定间隔配置的多个半圆柱形槽(21)。若将定位销(29)的半圆柱形部(31)转动到移动台(4)一侧的半圆柱形槽(28)内，则移动台(4)就固定到了底座(1)上。
文档编号B25B1/00GK1454132SQ00819796
公开日2003年11月5日 申请日期2000年8月8日 优先权日2000年8月8日
发明者安田嘉和 申请人:株式会社安田技术