夹紧和固定工件的装置的制作方法

专利名称：夹紧和固定工件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于夹紧和固定工件的装置，尤其涉及用于机床里加工系统的一个装置，其具有至少一个支撑部件，该部件包括至少两个由弹力支撑的可伸展的夹紧抓钩和一个通用安放口用于固定工件。
背景技术：
在数控机床和加工中心中会用到各种的加工系统，一方面，用于把特定的工件规律地输送到机床加工区，另一方面，用于机床加工单元中的刀具库自动换刀。
在已知的综合加工机床刀具库中，有各种形式的链式箱、盘式箱和隔板箱等。这些所有的刀具箱都具有一个共同的特点，就是具有多个冗余的刀具位适合各种刀具的刀锥。刀具从刀具箱中取出，然后由一个电动换刀装置根据预设的机床程序装入或从加工单元取出。
德国专利DE 101 63 294介绍了一种数控铣钻床的加工系统，具有和机床相邻的链式刀具箱和一个换刀装置，该换刀装置具有一个能多轴联动的夹具和多个错角放置的夹具。一个夹具将用完的刀具从加工主轴上取出，同时另一个夹具将新的刀具装有主轴。在每个链上，垂直的链式箱具有一个刀具位，其刀具位孔由两个径向伸展的刚性夹紧抓钩定位。其中至少一个夹紧抓钩通过一个铰链连接于相应的链杆上，使其在装入或取出刀锥过程中通过内置的弹簧力移动。
德国专利DE 196 51 277是一种安装于铣钻床支座的盘式箱，其外圆周上具有圆形间隔分布的夹具式刀具位。在每个刀具位上具有一个弹簧钩环，能施加向下的力于向上输送的刀锥凸缘并将其推向相应的刀具位。每个弹簧钩环由一个软的橡胶和一个刚性夹紧抓钩组成。但是弹簧钩环施加的推力并不足以防止刀具位中的刀具由于强大的启动力或制动力而滑落。这个普遍的加工系统具有一个换刀系统，上边有一个称为双夹具的装置固定于一个转臂的自由端。这两个夹具能垂直移动，并分别由两个夹紧或夹紧抓钩组成，用于定位中心位孔。每个夹具的两个夹紧抓钩都连接于同一主体上，因此可移动挺杆并可以靠锁紧装置弹式地锁紧于固定的位置上。由于工件数量，刀具箱上地刀具位和换刀装置上地夹具分别需要一定的技术费用。
德国专利DE 42 15 697 A揭露了一种换刀装置，具有两个装于一个杆上的平行夹具，分别构成一个刀具位。两个夹具连接于杆上，使其能在一个横向轴上转动，具有两个围绕一个凹槽的钢性抓钩，其中一个抓钩是固定的，另一个能在靠弹簧力绕铰链转动。两个抓钩的伸展能驱使一个标准的刀具固定装置装入刀具位中。由于工件的数量，夹具具有技术复杂性并容易失效。DE-OS 37 17 201是一个类似的刀具夹具，具有能相互转动的抓钩。一个执行元件驱动这两个抓钩展开或合拢，而该元件固定有一个固定在机床上的推动块驱动。该夹具的设计同样十分复杂。
欧洲专利EP 0 355 271 A介绍一种用于机床加工系统的刀具夹具，具有一个盘式的支持构件，构件上有两个弹性可伸展的抓钩或夹紧抓钩，用于在加紧刀锥时定位共同刀具位孔。这个由整体式夹紧抓钩构成的支撑部件是一个整体成型的技术塑料，例如一个乙缩醛树脂。为了防止被夹刀具以外滑落，例如当启动或制动一个链式刀具箱时，这个使刀具脱出刀具位孔的分离力应当远大于塞入力。因此，整体式的弹性桥置于合成树脂制成的支撑部件上的刀具位孔的底座里的平行槽之间，用作片式弹簧。该片式弹簧和平行槽相对于抓钩或夹具的纵向轴作横向伸展，具有一个小的横向弹簧力和一个相对大的纵向弹簧力。由于支撑部件所用材料的特性以及该整体式片式弹簧的设计和布局，这个夹具并不适用于重刀具。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种机床加工系统的夹紧和固定工件的装置，设计上具有技术简易性和很好的成本效益，并能确保被夹工件的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是该整体式设计以及夹紧抓钩和支撑部件的连接使刀具位和夹具中提供的分离的弹簧元件可以不要，同时制造成本大为降低。而在例如震动装卸、强大的启动和制动力的情况下产生的刀具以外滑落，也可以通过把锁定部件从准备位置调到锁定位置，从而安全而简易地防止，在锁定位置时，夹紧抓钩地弹簧力将被限制，同时夹紧抓钩本身也被锁定在它的夹紧位置。
在本发明中的装置中，该支撑部件可以根据相应的应用设计不同的形状和大小，同时可弹性地连接一个或多个夹紧抓钩上。如果相应的支撑部件是用钢铁制成的刚性的支撑部件，刀具位上的夹紧抓钩与其整体式的连接起来，那么对于换刀装置的夹具和盘式、架式、或链式刀具箱的刀具位，其制造和设计上也更加有优势。而支撑部件最合适的轮廓线可以通过合适的切割操作决定，例如通过冲压、内连接或激光切割获得。在一个支撑部件上，可以具有一个或多个刀具箱。
本发明的一个优势体现在在该实心材料制成的盘形支撑部件上有至少一个，最好是两个相邻的槽，用于定位一个连接于和置换的夹紧抓钩的弹性桥，同时在该弹性桥里可以包括至少一个弹簧部分。支撑部件里的槽最好用钢制成，可以机加工或激光切割成合适的宽度，而直的或弓形路线以及槽的长度决定了该弹性桥的宽度、刚性、和弹性，以及决定联决于该桥的夹紧抓钩的弹簧特性。由于在夹紧抓钩横向转换时单个或两个槽的宽度有一定减少，弹簧动作和夹紧抓钩的转换就可以排除。锁定元件可以有不同的形式，例如螺栓、枢轴、圆锥、楔、多角锁定栓、转动凸轮等，它可以从准备位置转向锁定位置，在纵向或轴向上，或者对于非对称的横截面旋转式地移动。
对于锁定部件的安装，提供了一个加宽的部分置于预设的凹槽内，该凹槽的形状根据固定部件的轮廓和尺寸调整，这样只要加强位置精度便可以实现锁定部件置入锁定位置以及向准备位置的移动。该锁定部件还可以直接连接于可移动夹紧抓钩以限制夹紧抓钩伸展。
通常至少一个槽单独接触刚性桥和用作弹簧元件部分，从支撑部件的底部向刀具位孔。另一个槽具有一个横向部分限制刚性桥从而起到固定锁定部件的作用。
但是在支撑元件中，只有一个槽定位一个弹性桥，该桥可以具有固定的或者变化的横截面。弹性桥具有一个合适的弹性力，由其长度和截面决定。为了保证施加于桥的弹簧力柔和，从而只需要很小的力就可以推动桥上的夹紧抓钩，弹性桥应当具有足够的长度和至少在某部分上较小的横截面。该锁定部件应当直接作用于夹紧抓钩。
本发明中的夹紧固定装置的特点是其对比其它可比的夹紧固定装置而言，简单的设计、少量可移动的部件、以及生产的成本效益。将弹簧元件合成于支撑元件，最好是合成在其底部，以及将每个刀具位上的两个夹紧抓钩合成，这些设计都能生产可以通过这些整体装配和简单的切割操作完成、例如激光切割。而装配操作只是把锁定部件连接于支撑部件上，以及把调整机构连接于机床上。该锁定部件是十分有效的，因为弹簧部分的弹性操作当它置于锁定位置时将被取消，同时支撑部件和夹紧抓钩将构成一个高度刚性的整体。另外更大的优点在于，支撑部件中弹簧部分的位置可以在很大的范围内选择。当弹簧部分置于支撑部件的底部时，在弹簧部分和刀具位之间将产生一个相对大的自由空间。对于固定锁定部件的槽部分的定位和横向伸展也是同样的原理。这个施加在可移动的夹紧抓钩上横向的力矩，通过置于支撑位置的锁定部件，将作用于支撑部件的刚性区域作为纯压力。
即使弹簧部分和该用于放置锁定部件的槽的位置并没有限定在该支撑部件的尾部，本设计对于换刀装置和盘式箱也是有利的，因为在刀具位和夹紧抓钩附近不需要其它附加的部件以影响换刀操作。
本设计基于的技术概念也可应用于操纵器的夹具以及换刀装置上。另外本设计中的夹紧固定装置同样可以应用于刀具箱，例如链式、盘式和架式刀具箱。当本设计的装置用于盘式刀具箱，盘形支撑部件构成一般的驱动刀具箱盘，同时冗余的圆形弓状的支撑部件可以装配起来构成连续的箱盘。在该圆形盘状的箱盘的外圆周上，带有弹性可移动夹紧抓钩的、可被相应的锁定元件锁定的刀具位被解除，每个刀具位上的两个夹紧抓钩将构成支撑部件上一个整体部件。本发明中的夹紧固定装置特别适用于架式刀具箱，其中的架或栏位可以沿着它们的轴线升起或转动。在这些情况下，将冗余的各种刀具装入它们相应的刀具位中有利于防止刀具在架或架上的零件移动时从刀具位中脱落并损坏其它部件。
如果本发明中的夹紧固定装置用于连接一个盘式箱，那么相应的锁定部件将作用于可伸展夹紧抓钩的自由端。这是，锁紧部件最好做成一个销钉装入链杆上空的推杆里，使其能沿轴向伸展。对于一个流体、电磁、或机械的执行机构，该销钉可以在空推杆里轴向移动，这样便使其锥形尾部能置入或从夹紧抓钩里相应的凹位中拔出。
刀具位最好装在相邻的刀具箱里，使一个刀具位的刚性的夹紧抓钩正对着相邻刀具位上的弹性可移动的夹紧抓钩。夹紧抓钩之间的距离应适当，使弹性夹紧抓钩能被刚性夹紧抓钩支撑，处于置换位置，这样其替换臂的距离和施加的拉力将减少。


图1是本发明中的夹紧固定装置的立体图；图2是本发明中装置的侧视原理图，用作一个换刀装置的夹具，其中包括一个刀具和一个工作主轴；图3是一个装有本发明中的夹紧固定装置的链式箱的斜视原理示意图；图4是一个装有本发明中的夹紧固定装置的盘式式箱的斜视原理示意图；图5是一个基于图3的盘式箱的圆形段的平面图；图6是另一个基于图3的盘式箱的内部结构的平面图；图7是一个本发明中的夹紧固定装置中带有执行机构的锁定部件的截面剖视图；图8是带有夹紧固定装置的链式箱中两个铰链立体示意图；以及图9展示另一个链式箱的两个铰链。
具体实施例方式
示意图显示的夹紧固定装置可用于换刀装置的夹具，同时可以作为刀具箱的刀具架。图中展示的装置的设计可以根据所需用途修改。
图1所示的装置带有一个支撑部件1，为一个接近矩形的约10mm厚的钢盘。在支撑部件1的锥型底部3上有两个有一定间隔的凹孔4和5，用于安放锁紧销，支撑部件1通过该锁紧销固定到换刀装置的一个合适部件上。这个部件6的原理在图2中展示。
在支撑部件1底部3的尾部上有一薄圆盘7，用于支撑一个可调节的锁紧部件8。为了减少重量，在支撑部件1的中部有一个接近矩形的凹槽。如图1，在支撑部件1的右端尾部有两个连接的夹紧抓钩9和10。上部的夹紧抓钩9的设计使其当一个刀具锥13置入或从刀具位孔12中取出是，能在弹性力的驱动下被替换。下部的夹紧抓钩11比较大，被刀具11部分遮盖住，同时其位置不能改变。这两个刀具臂9和10定位大半圆形的刀具位孔12，位孔中置入刀具11的刀锥13的环形凸缘。为了固定刀锥的位置，夹紧抓钩9和10的尾端带有一个凸头，还有楔状侧缘与环形外缘17的圆形凹槽切合。为了进一步固定刀锥13在刀具位孔12上的位置，支撑部件上有一个凸头14，在刀具位孔12的底部，该凸头14由两边的半圆型凹槽15和16定位，并与环形凸缘17的凹槽切合。刀具位孔12的尺寸根据环形凸缘17里的圆形凹槽而定，使刀锥13能被两个夹紧抓钩9和10固定。
如图1所示，在支撑部件1的上端有两个平行槽20和21，纵向延伸，用于定位其间的一个桥22。内部的槽21从底部3伸出至到位孔12，具有固定的长度。外部的槽20在这里充当两端的档槽，并从支撑部件1的底部3延伸至夹紧抓钩9的底部。一个侧向自由连接的短的横向槽23，带有一个加宽部分24，在其当中，能轴向移动的锁定部件8固定于外部槽20的尾部。根据现在的设计，桥22具有一个固定的横截面，构成一个弹簧元件，使夹紧抓钩9能侧向伸展。桥22可以带有一个可变的横截面，这样它的弹簧动作相应的也是变化的。
上述装置的功能和操作如下一个将被夹紧和固定的工件(在这里即刀具锥13，包括它的刀具11)被一个横向动作的刀具锥13或一个纵向动作的支撑部件1带着作横向地移动，这样，如图1所示，上部的夹紧抓钩9在桥22的弹簧作用下向上旋转，其曲率为刀具锥上的环形凸缘17，直至刀具锥13或环形凸缘17到达刀具位12的末端位置。在该末端位置，上部夹紧抓钩9弹回所示位置。夹紧抓钩移动和自动弹回的动作所需的弹力由拉长的桥22提供，该桥长度拉长时将充当一个弹簧元件。为了使夹紧抓钩9实现移动动作，锁定销8临时置于固定位置，在该位置上锁定销松弛地坐于火完全脱离横向槽23的加宽部分24。这样使相关的宽外桥25失去刚性，从而当夹紧抓钩9在刀具锥13装入或取出过程中被拉长时，桥25可以被轻微移动。当刀具锥13或它的环形凸缘17处于图1所示位置时，栓形锁定部件8将沿轴向推动进入横向槽23的加宽部分24。如图1所示，桥25的右部将正面地与其其余部分接触。然后另外的夹紧抓钩9和10将不能被移动或伸展，这样刀具11或它的刀具锥13将确保不会脱落，因为两个夹紧抓钩9和10的尾部将以超过180°围绕着凸缘12。
图1中的装置用于一个换刀装置时的换刀操作如图2所示。刀具11通过其凸缘13夹于一个加工主轴26上。一个如前所述构造的支撑部件1连接于支架6的底部上，该底部上带有一个具有压力弹簧28的套27，弹簧向锁紧销8的底盘施加一个连续的弹簧力。该锁紧销8从支架6中的孔中穿出，并带有一个锥形尾锥29当一个刀具锥13从刀具位12取出或刀具位是空的时候，弹簧28将推动锁紧销8进入锁紧位置，这是小的栓键将置入横向槽23的加宽部分24中。
如图2所示，当连接支撑部件1的支架6移动到右端，并且/或者当加工主轴26和刀具11移动到左端时，一个力F将推动锁紧销8，抵抗弹簧28的弹力从原来的上端锁紧位置进入图2所示的位置，然后再进行夹紧动作。该力F可以通过几种途径产生，例如机械性地通过楔形表面或凸轮、或者通过液压或电动的执行机构产生。如图2所示，锁紧销8细的上端推杆29被置入加宽部分24，该加宽部分的尺寸对应于粗的栓键，在该位置上留有侧向间隙。栓8的锁紧力因此被消除，这样相应的夹紧抓钩9可以在桥22(图1)的作用下弹性移动，置入环形凸缘17。当环形凸缘17到达图1所示位置时，锁紧栓8将不再受到力F的作用并移动回它的高位上，其宽的栓键将置入加宽部分24，同时依靠压力弹簧28锁紧夹紧抓钩9在其锁紧位置上。为了产生压力F，可以将各种机构如压力产生元件、凸轮等安装在夹具上或固定放置。
本发明中的夹紧固定装置还可以用作刀具箱的刀具位，该刀具箱可以是盘式、架式、或链式的刀具箱。
图3展示了一个链式刀具箱，该刀具箱的链杆可以如图8和9所示设计。这个链式刀具箱带有一个固定底座30，该底座带有可调节的支脚和支柱31，横向装配于机床上，例如磨床。在底座30上，一个垂直的支撑构件32连接于固定前端上，其上还有一个上下两个链轮33和34。其中一个链轮由驱动元件驱动(图中没示出)。一个有多个链杆通过螺栓连接一起构成的连接链35在两个链轮33和34上移动。图8和9展示这两个带有本发明中的设备的链杆。
图4展示了另一个垂直的盘式箱的例子。该盘式箱的箱盘40，是由一个能转动的环形盘41，通过一个支撑构件42置于一个支架43上，该构件42是一个空心的圆柱。这个支架43带有一个驱动元件，由一个细圆柱45支撑。该箱盘41是一个环形盘，包括环状弓形的支撑部件46，详细的示意图可参考图5和图6。每个圆形盘46带有多个刀具位47，分布在其径向外缘。在图3里的圆圈部分A中，该带有锁定机构的换刀装置被分解，图7展示了其可行结构的放大截面图。
图5和6分别展示圆形盘46的两个变形46a和46b。图5中的圆形盘46a包括一个整体式、刚性支撑部件47，该盘最好用钢制成，具有大约10毫米厚度。在其径向外围共有五个一样大小的刀具位48。该大半圆的刀具位孔49由相应的刚性夹紧抓钩50和一个可以弹性移动的夹紧抓钩51定位。从图中可以看到，刀具位48的构造和相应操作很大程度上和图1中的夹紧固定装置中的刀具位一样，所以这些可以参考上面的描述。每个可移动的夹紧抓钩51和一个拉长的弹性桥53连接，由两个槽52定位，该槽伸展至两边支撑部件的底部。该弹性桥53充当弹簧元件。另外每个刀具位48具有横向槽54，开向其中一个槽52，并带有一个里面有锁紧栓55加宽部分，该锁紧栓带有一个锥形的尾端。刚性桥5由槽59定位，并整体式地连接于可移动的夹紧抓钩51和这个横向槽54。当可调节锁定拴55定位于它的锁定位置后，桥56的尾部将被锁紧栓55支撑。
若想将支撑板47安装在一个合适的用来上螺栓的三孔支架上，可以用每个工具箱48中的工具。每个支撑板47上都形成了它的横向边57和58，这样组装以后，互相邻近的支撑板之间就达到了无缝连接。
图6所示的圆盘部分46b与图5所示的具体装置相对应；因此要指定图5中所使用的相同零件参考编号。但是，支撑板47中形成的两个凹槽60和61的形状，即用激光光束或者加工形成的凹槽，是不同的。这两个凹槽在径向是平行的，并决定了一个弹性电桥63两侧处于支撑板47底座的下半截。弹性电桥63连接在径向内部上的支撑板部件上，以及径向外侧末端一个刚性电桥64上，这个刚性电桥在径向外侧形成了一个可以拆除的护圈(定位器)抓钩65。凹槽61终端上部末尾，这个可换式护圈(定位器)抓钩65带有一个弧形尖嘴66。固定可换式护圈(定位器)抓钩65与连接在抓钩上的电桥64的凹槽60连接在一个短的横向凹槽67上，在此例中，在凹槽上形成了一个圆形加宽部分68用来固定可调式锁定螺栓69。在图6中所示的具体装置中，电桥63是一个可换式护圈(定位器)抓钩的弹簧元件。而弹簧的活动弹性由电桥63的长度与宽度决定。用来固定可调式锁定螺栓69的加宽部分68的位置使得扩张力作用在定位器抓钩65上，使之固定，扩张力还通过锁定元件传输给支撑板47，再作为压力作用在相应电桥64的纵向。图5所示的具体装置由于使用了少量的凹槽，所以非常经济实惠。支撑板47底部内的弹性电桥63的优点在于装有工具箱和固定器抓钩50和65的支撑板47径向外侧是可以自由移动，而锁紧螺栓69则装备在相应的支撑板47的底部。
图7显示了图3和4中画圈部分A内的工具更换或者操作区域，用来装链条和圆盘箱。在支撑板46上有一个顶部配件70装在圆柱形的内部空间71内，而该空间内安装有一个压力弹簧72。这个压力弹簧由一个盖板73支撑着，也由一个锁定螺栓75固定在加宽头74上。而锁定螺栓轴的较粗部分固定在一个滑套内，并构成了一个圆锥形的部分77，末端是一个狭窄的阀竿78。支撑板46的加宽部分80象一个漏斗形，与圆锥形的部分77相对应。支撑板46下面是一个支撑板81，有一个中心孔82，狭窄的螺栓阀竿78可以穿过这个中心孔。螺栓阀竿78凸起的一端由一个安装在圆盘箱一个固定元件上的部件83前侧支撑住，执行驱动装置(图中未画出)两个箭头方向的垂直移动。驱动装置由气动元件、液压元件、电磁或机械起动器等元件构成。
上述的圆盘箱可以装常用有预定数量的不同工具。若要把某个工具插入一个由加工程序确定好了的工具箱内，锁定部件75要从它的锁定位置移动至图6中所示的抬起的位置内，这一动作是由起动器83的垂直移动完成的。在锁定部件75的上述位置内，所选工具的刀头可能插入其纵轴的横向小孔内，现在具有弹簧弹性的定位器抓钩即可移动并返回其初始位置，而同时可以夹住刀头或者其环形轴环。因此锁定部件75被弹簧72的弹性压力所驱，返回，而它的圆锥形部件77被弹性压力推进凹槽80的圆锥形位置上。图7中所示的凹槽分别对应图5和图6中所示的加宽部位55和68。在锁定部件75的这个位置内，图5中所示的弹簧部件53或者图6中所示的弹簧部件63的作用就抵消了，而可换式定位器抓钩51或者65就被锁定在它的夹紧位置。因此，被夹住的工具即可固定在位置上，这样杂志磁碟就可以以较高的加速度旋转了。
若要将某个工具放入旋转轴内使杂志磁碟旋转，以此将含有特定工具的相应工具箱移到事先确定的传输位置上去。锁定部件旋转期间，所有工具箱均固定在它们的锁定位置，可换式定位器抓钩是固定的。当选定工具箱到达传输位置时，锁定部件75则会由一个(图7中所示的)传动器装置移至它的未锁定位置，而定位器抓钩即变成灵活可拆换的部件了。相应工具更换装置的夹子可以夹住水平移动的刀头，并可在更换定位器抓钩的同时将其从工具箱内取出来。然后定位器抓钩会返回其原始位置，锁定部件被弹簧推回其锁定位置。
图7中所示的锁定螺栓操纵机构的具体装置也可根据图中用作一个夹紧装置用来操纵锁定部件8。有了锁定螺栓75的圆锥形部件77和相应的圆锥形加宽小孔80，就可以防止锁定螺栓锁死。这样即可形成操纵机构或者锁定螺栓以及相关的安放小孔，使得锁定螺栓在可换式定位器抓钩的锁定位置产生一种闭合力，工具架之间的啮合力，而不带任何缝隙。
图8与图9分别显示了链条箱的两条链子，其它专门支撑机身的零部件，象导轨等等。图3显示了其中一个链条箱。当要求使用很多加工工具时，就要使用这种链条箱，在相关的车床和钻床中，它占用的空间很有限。发明产品的每个链环都有夹紧和固定装置。
图8显示了两上相同的链环85a和85b，它们互相独立，较低的链环85b在它的连接螺栓的中心轴水平面切割过。每个链环85a和85b的正面，有一个铁制的优质刚性支撑板86a和86b，由多个螺丝固定住。两张支撑板分别对应设计及功能图中所述的板型支撑部件。每个支撑板86a和86b分别配备有一个由标准的加工工具架安放小孔组成的两个整体定位器抓钩87和88。在上述具体装置内，一个定位器抓钩87是一直固定并联接的，另外一个定位器抓钩88是弹性可拆换的，这样当定位器抓钩88伸出来时，工具架可以插入到安放小孔90并可从中取出。
每个支撑板86a和86b中配备有一个小凹槽89，可以结束长环形可拆换的定位器抓钩88在支撑板较多一侧的移动，并在侧面打开进入安放小孔。凹槽89向外伸出，与较大较直的弓状部分89a和支撑板后底部的可拆换定位器抓钩88侧面互相平行。凹槽89另一端嵌入支撑板底部的一个圆形凹口89c内。根据当前装置设计，凹槽89决定弹性电桥91是否完全伸出去，其全部长度包括一个较长较直部分和弓状底部，要视凹槽89的形状而定。弹性电桥91的宽度与横截面是固定不变的。弹性电桥91很长，因此有相对柔软的弹性。若持续或者在纵向的一两处地方改变了弹性电桥的厚度，则弹簧的弹性也会有所变化，并可以按照实际的要求调整弹簧的弹性，例如根据相关工具的重量调整弹簧弹性。
在图8和图9中所示的具体装置内，弹性可拆换的定位器抓钩88自由的那端也带有一个有着凸起状的尖嘴92，径向地伸入凹口90内。尖嘴92是一个可拆换定位器抓钩88的操作元件，因为在工具插入或者拔出时，工具架会将尖嘴92推到一边去，从而灵活地更换定位器抓钩88。和其它装置一样，两个定位器抓钩87和88伸到被夹紧的工具架的最大直径以外。相应地，尖嘴92在其锁定状态具备夹紧功能。
在图8上部分内容可以看出，可灵活拆换的定位器抓钩89a伸出链环8和85b的连接线93之外。每个可拆换定位器抓钩89a均分别带有一个中心孔94，用于装由一个圆锥形头构成的锁定部件95，该锁定部件位于其较宽一端89d内的纵向可调竿96末端。可调竿96穿过由空心阀竿和构成的连接螺栓93，并且它伸向链环85a和85b的一侧装有一个起动器装置97。若想在空心阀竿内轴向地移动可调竿96，起动器装置97包括一个可调竿96末端的螺旋式弹簧98和一个在弹力相反方向起作用并装在箱体一个固定部件的压力空气汽缸。螺纹式弹簧98的弹力使可调竿96固定在其锁定位置，位于它末端的竿头儿完全嵌入到可拆换定位器抓钩88的中心孔94内，而无任何缝隙，并将其固定在锁定位置。为了使接合时没有间隙，锁头95和中心孔94应构成一个圆锥形式侧壁。为释放锁定状态的压缩空气应供应给汽缸99，这样可以举起可调竿96，直到中心孔与圆锥形锁头95之间出现一道足以更换定位器抓钩的空隙为止。
图8中所示箱链的链环85a和85b包括一个有部分圆柱形内表面的中心部件100。在上述较大表面一侧，形成了中心部位100和一个刚性中心电桥101，而在另外一侧形成了两个彼此隔开的刚性电桥102和103。在已装配状态下，中心电桥101嵌入由相邻链条的两个电桥102和103之间的缝隙内。电桥101、102和103中的每个电桥每部分都用可调竿96穿过由空心阀竿和构成的连接螺栓93装有相应的横向中心孔104、105和106，如图7下面的横截面视图所示。
若要将图8中所示的链条箱顺着支撑体塑料块107的一个固定金属杆(图中未示)通过一个埋头螺钉或者其它适合方式连接在链环85a和85b中心电桥101的末端表面上。
图9中所示的其它链条箱的两个链环对应着图8中所示的链环；因此要使用指定的参考编号相同的同样部件。只有包括定位器抓钩的支撑板不同之处在于两个具体装置，象根据其它装置制成的支撑部件。图9中所示的链条箱的支撑板110a和110b是由一个优质钢制成的，并且有足够的厚度安放更重的工具。每个支撑板110a和110b上，分别形成了一个弯曲的刚性定位器抓钩111和一个可灵活拆换的定位器抓钩112，因此两个部件均有钢板元件。两个定位器抓钩111和112形成了一个圆形的安放小孔，可以夹紧工具113和114，而由定位器抓钩111和112围合而成的角度大于180°，按照发明设计，这种装置也适用于其它夹紧和固定设备的部件。
在图9中可以看出，可灵活拆换的定位器抓钩112与一个水平的弹性电桥115，在此例中，它有固定的宽度并由一个小凹槽116固定住。弹性电桥115通过一个弓形的部件118、连接在支撑板110a底部119连接的电桥部件117与一个平行的电桥117连接成一个整体。在此装置以及可灵活拆换的定位器抓钩112均装有一个向内侧突出的凸状尖嘴120。
要选择链条定位器抓钩、架子及圆盘箱的形状、宽度以及距离，使定位器抓钩的末端构成共同的止动块，限制可灵活拆换定位器抓钩的最大移动量。
发明中的夹紧与固定装置和所有锁定部件由一种弹力或者其它合适的方式，如锁定或者边界联锁，持续固定在它们的锁定位置，这样所有工具箱或者夹子内的工具就可以紧紧地固定住。只有在更换工具的操作中，移动某一个锁定部件，锁定状态才会暂时中断，这样才能拉长可拆换的定位器抓钩，将某个工具的刀头插入箱内并能从箱内拔出来。因此，锁定部件的操作机构与相关起动器仅装备在圆盘或架子箱的相应传输部位。每种情况下并不要使用操作机构的某个传动装置，例如一个压力汽缸。锁定部件的操作也可能从夹子以及/或者箱的移动来完成。
发明不限于图中所示的装置。例如，可以选择加工或者激光切割不同编号和不同走向的凹槽。但唯一重要的特性就是支撑部件至少装备一个功能完整的连接在可拆换定位器抓钩上的弹性部件，而上述完整弹性部件的意外位移可以通过关于一个预先确定的凹槽部件来予以阻止。除了上述锁定螺栓34和75之外，不同类型的锁定部件可以通过移动或者旋转进行操作，闭幕式用合适的方式固定或锁定在它们的锁定位置，并可用于关闭弹性部件。
权利要求
1.在机床的加工系统中，一种夹紧和固定工件尤其是一个工具的装置包括至少一个支撑部件(1)，装有至少两个可伸展地抵持回弹力的定位器抓钩(9)和(10)，并具有一个用于固定工件(13)通用安放口(12)；其特征在于至少一个可灵活拆换的定位器抓钩(9)与所述支撑部件(1)一体成型，并被一个锁定元件(8)锁定在其夹紧位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述支撑部件(1)是一与所述定位器抓钩(9、10)一体成型的刚性支撑板(1)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于支撑件(85a、85b)包括一个具有连接在弹性电桥上可拆换定位器抓钩(88)的细长凹槽(89)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述支撑部件(1)包括至少两个从其底部(3)伸出的相邻凹槽(20、21)，而所述凹槽(20、21)具有连接在所述定位器抓钩(9)上的电桥(22)，并包含一个弹性部。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于还包括至少一个凹槽(23、54、67)用来容纳至少一个锁定件(8)。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述可拆换的定位器抓钩(88)可以由锁定件(95)的直接作用来锁定。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于凹槽(20、52、60)中至少一个包括在横向部(23、54、67)用来容纳一个锁定件(8、55、69)的加宽部位(24、28)。
8.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于锁定件是一个纵向或横向可调的锁紧螺栓(75)，其具有一个圆形、椭圆形或者多角的截面且包含一个圆锥部(77)的截面。
9.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于锁定件(8、75)可以从其锁定位置移到或者旋转到一个静止的位置。
10.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于半圆形的安放口(12、90)在一侧是开放式的，用来安放刀头(13、113)；至少一个凹槽(21、52、61、89、116)始于支撑部件(1)的底部，终止于所述安放口(12)内。
11.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于锁定件(8、55、69、75、95)备有一个操作机构(33、F、72、83、97)。
12.一种机床的刀具更换装置，包括多个可以在更换位置间移动的夹具，其特征在于所述夹具包括根据上述权利要求之一所述的夹紧和固定装置。
13.一种机床的工具箱，包括多个工具容具，其特征在于所述工具容具包括根据权利要求1到11之一所述的夹紧和固定装置。
14.根据权利要求13所述的工具箱，其特征在于一个或多个盘状支撑件(46a、46b)在工具容具(47)外侧形成一个旋转驱动的圆盘(40)，分别包括一个刚性和一个可灵活拆换并且可以在其夹紧位置锁定的定位器抓钩(51、65)。
15.根据权利要求13所述的工具箱，其特征在于在链条(85a和85b)上设有分别包括一个可以在其夹紧位置锁定的弹性可拆换的定位器抓钩(88)的盘状支撑件(86a、86b)。
16.根据权利要求15所述的工具箱，其特征在于弹性可拆换的定位器抓钩(88)连接在一个侧面由凹槽固定的弹性电桥(91)上。
17.根据权利要求16或者17所述的工具箱，其特征在于锁定件(95)咬合在定位器抓钩(88)末端的一个小孔(94)上。
18.根据权利要求16或17所述的工具箱，其特征在于工具容具的刚性定位器抓钩(87)形成一个阻挡部，相邻夹紧和固定装置的可拆换定位器抓钩(87)移动。
19.根据权利要求13至18之一所述的工具箱，其特征在于可调节式锁定件(95)是一个链条接合处的部件。
全文摘要
本发明提供一种机床加工系统中使用的一个夹紧和固定工件的装置。该装置包括至少一个装有至少两个定位器抓钩(9、10)的盘状支撑部件(1)，其可抵持回弹力，并具有可固定要夹紧的工件(13)的安放口(12)。根据本发明设计，至于有一个弹性可拆换的定位器抓钩(9)与支撑部件(1)一体成型，并可以由一个锁定件(8)锁定在其夹紧位置。
文档编号B23Q3/16GK1817558SQ20061000309
公开日2006年8月16日 申请日期2006年2月10日 优先权日2005年2月11日
发明者罗伯特·郑 申请人:德克尔马霍佛郎顿公司