专利名称：工具和工件的固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据专利权利要求1前序部分的工具或工件的固定装置。
这样的固定装置是已知的，例如用来把电极座或电极配合精确地对准在夹盘上。
从EP-0111092 B2中，已知一种这样的固定装置，在该装置中有一个用于在X和Y方向对中的布置在两个相互待紧固部件之间的带有凹槽的薄板，在这里薄板凹槽的边缘相对对面部件的定中凸起来说是下陷的，直到两个部件接触到规定的配合面上，以便在Z轴方向上也就是在整个装置的纵向中间轴的方向上也实现定位和对准。就是说，在此要在所说三个不同的方向上分别实现配合精确的接触、对准和定位，就需要所述的中间板，而该中间板增加了生产和装配费用以及整个装置的建造高度。
本发明的任务在于实现一种开始时所述的那种用于两个部件的固定装置，借助该固定装置，不仅能在X方向而且在Y方向也能实现精确的定中或对准，且同时在Z方向也有相互配合精确的结构，而无需制造和配合的精确地安装附加中间板。此外还应该尽量避免另外一个在定中或对准的同时用于配合精确的接触的附加辅助件。尽管如此，配合面在工作位置应该牢固地彼此接触而不出现两个相互待紧固部件彼此倾斜的危险，且与此同时还应在X和Y方向定中或对准，也就是说，在接触面彼此接触时，配合凸起应该能够完全嵌合，而不应该妨碍所说配合面的最终接触。
这一看来是矛盾的任务的解决方法在于，把配合凸起设置在一个部件上且在接触面之间，而要求与之相连的另一个部件在相应的位置上具有配合凹槽，这些凸起和凹槽在相互紧固时配合精确且形状合理地相啮合，而且在有配合凸起的部件上，配合凸起设置在拥有它们的部件的一个沿轴向朝向变形力弹性偏移的或挠性的区域上。
如果要把这样形成的部件相互固紧并彼此夹紧，则在接触面彼此接触前配合凸起嵌合到配合凹槽中。通过提高轴向夹紧或紧固力，不用任何一种中间板或类似零件就可以使得接触面以所期望的方式彼此靠紧，由于用来在X和Y方向上定中或对准的配合凸起或者支承这些凸起的区域在夹紧方向上稍有下陷，因此阻止了两个部件彼此位置的倾斜。因此，在配合凸起和配合凹槽形状合理地在其最终位置相啮合时，基于在配合凸起处的可偏移的或挠性的区域，待连接部件可以形成一个稳固的接触面结构，而无需任何附加部件。
下面借助于具有本发明重要的特征的附图对本发明的实施例作进一步的描述，在部分示意图中显示的是
图1是一个支座，在该支座上可以固定一个工具或工件，从上部斜向可见设置在角上的配合面和设在此间的配合凸起，图2是一个根据图1的支座，该支座是相对于图1翻转过过来的，和在接合和对准之前要与之相连并紧固其上的工具或工件，在此可见，一个规定在配合凸起区域内的挠性区域可以由一个切口和/或一个凹槽构成，
图3是固定装置在工具或工件与支座接合之后，配合面接触之前的局部剖面侧视图，以及图4是一个在紧固螺钉拧紧之后带有接触的配合面的侧视图，在此，为清楚起见，夸大地描绘了挠性区域的变形情况。
一个用于工具或工件的固定装置，在实施例中工具是一个电极，用它可以加工其它的工件，而从它这方面说，它首先也必须作为工件被加工，并且是固定装置的一个第一部件1，根据图3它有一个中央夹紧螺钉2，以下简称为螺钉2，以便能够把所说第一部件1安装到作为第二部件的支座3上，第二部件又称作部件3。此外两个相互待紧固部件1和3还具有在工作位置彼此靠在一个共同的平面上的配合面4和5，根据图1和2它们可以具有用于进一步紧固的附加螺纹孔6。然而通常支座3上的中央螺纹孔7和工件或部件1上的螺纹孔8就足以借助螺钉2获得充分可靠的紧固，因为当它们被夹紧时，配合面4和5在轴向形成了精确的相互位置并且与螺钉2呈横向或直角。此外在由彼此相对的面构成的紧固位置，确定相互轴向位置的配合面4和5还附设有配合凸起9，这些配合凸起防止了彼此所连接的部件1和3在与紧固件呈横向的在配合面4和5接触平面内的移动，并且把两个部件1和3同样地在这一接触平面呈横向的X和Y方向上配合精确地定中。
为了这一目的，配合凸起9设置在一个部件上，在实施例中是在部件3上，且在接触面5之间，而要求与之相连的另一部件，在实施例中是部件1在相应的位置上开有配合凹槽10。根据图3和4，这些配合凸起9和配合凹槽10在相互紧固时局部形状合理且配合精确地相啮合，并且用来把两个部件1和3相互对准和定中。
此外，图3显示的是配合凸起9的形状合理地嵌接到配合凹槽10中的装置。可以看到，在这一位置，配合面4和5彼此间还有一段距离，也就是还没有接触，这样部件1和3就可能彼此倾斜。
因此，把紧固件，即螺钉2或多个螺钉较强地拧紧时，就可以保持在X和Y方向上的对准和定中，并且通过配合面4和5的接触在Z方向也形成了对准和定中，配合凸起9分别设置在部件3的一个沿轴向朝向变形力弹性偏移的或挠性的区域11上，所说轴向方向就是紧固螺钉2经过的方向。还可以想象，补足或靠着配合凸起9的配合凹槽10布置在拥有它们的部件1的一个这样的挠性区域上，然而较为有益的是，配合凸起9在轴向可以稍有移位，由于它自身不因此而变形，故在配合凹槽处不能完全充满。
此外配合面4和5在配合凸起9嵌入到配合凹槽10时彼此间存有一段距离，如图3中描述的那样，该距离等于或小于可偏移区域11的挠度。以这样的方式来保证，在螺钉2拧紧时，在配合凸起9和配合凹槽10所处的轴向区域上产生较大的挠度，以致可以把配合面4和5连接到位。
就是说，如果要把图3所述位置上的螺钉较强地拧紧，根据图4，挠性区域11在轴向则产生的微小的变形，并且配合面4和5在保持配合凸起9和配合凹槽10之间的定中和对准的同时也彼此到位，也就是相互接触并用来把部件1和3彼此对准，这样在Z方向实现了对中。
在实施例中，配合凸起9的截面是楔形的，即它们具有梯形截面，就是说从其基座9a开始沿法线方向逐渐变细。配合凹槽10具有与配合凹槽10的形状相一致的倾斜设置的对接面12，该对接面在工作位置是平靠在配合凸起9在截面上倾斜伸展的侧面9b上的，如在图4中清楚地看到的那样。这就能够在两个部件1和3之间的分界平面或接触平面方向，也就是在与Z轴或中间轴和螺钉2呈横向的方向上得到尽可能好的定中和对准。
配合凸起9也可以具有一个圆弧形或半圆形截面，它可以与或者是倾斜的对接面12或者是类似形状的对接面共同作用。
区域11的挠度是以这样的方式产生的，即在夹紧方向上分别设置一个靠近配合凸起9的凹槽13a或凹腔，在根据图1、3和4的实施例中，设置的是一个平行于配合面5伸展的切口13，在其它部分都是一体连接的情况下，该切口把部件3的带有各自配合凸起9的区域11与这个部件3的剩余区域分隔开。图4特别清楚地说明了这一切口13在夹紧方向伸展的尺寸，也就是切口宽度W经过夹紧过程被弹性地缩小，特别是在紧靠配合凸起9下面或上面的切口的中心位置。由此可见，凹槽13a、凹腔或切口凸起9下面或上面的切口的中心位置。由此此可见，凹槽13a、凹腔或切口13被设置在带有各配合凸起9的部件3上，位于夹紧方向上配合凸起9的后面。与大约径向设置的配合凸起9的走向呈横向的切口13的侧向伸展尺寸或长度L在此大于配合凸起9在其基座9a处在该方向上的宽度，这在图1、2和4中是可以清楚地看到的。这样得到的是一个足够长的区域11，以便在用螺钉2紧固整个固定装置时在切口宽度W缩小期间能使该区域弹性地下陷。此外与配合凸起9的延伸方向呈横向的切口13或凹槽13a的长度L可以分别是配合凸起9在其基座9a处宽度的大约三倍至五倍，以便在有足够强度保持对准和定中情况下获得区域11的足够的弹簧效应、弹性或挠度。
图2表明，可以用凹槽13a代替切口13，在此在图2中一面显示的是一个切口13而另一面则是一个这样的凹槽13a。然而可以在每个挠性区域11设置凹槽13a，如虚线所表示的那样。
此外根据图2，这些凹槽13a在背向配合凸起9的上面18上是敞开的，并且侧分界壁13b彼此平行且与侧面14和上面18呈直角地伸展。假如凹槽13a是这样设置的话，则在配合凹槽10下面这些配合凹槽也可以用相似的方式伸展直到部件1相应的底面17。
此外还可以想象出，在相对的侧面上设置切口13而在另外两个相对的侧面上分别设置凹槽13a。这种情况实际涉及的是一种切口的特殊情况，在这种特殊情况下，背向挠性区域11的切口界限实际上是被删去或被取消了。结果仍然是在两部件1和3彼此紧固时，区域11基本上产生弹性变形，也就象在图4中描述的那样。然而部件3的重量却减小了。
根据图1和2，配合凸起9具有一个长的形状，并且是从拥有配合凸起的部件3的边缘或侧面14向其中心方向伸展的且在到这一中心之前结止。根据图2，配合凹槽10是按同样的方式和方向定向的并且在部件1的侧面15的区域上边缘是敞开的。就此而言配合凸起9是棱形的定中嵌条或定中嵌条部件，根据图1，它们被均布在部件3的周围，且在圆形截面的部件上径向伸展，在实施例中的四边形或正方形部件上是以直角向侧面14和相应的边缘伸展的。
至少两个或每两个通到彼此相对的侧面15上的配合凹槽10可以相互连接成为例如一个穿过中心的配合凹槽，而后其端部区域与配合凸起9对应地共同作用，在实施例中配合凹槽10是彼此成直线地布置的，但情况不一定必须如此。这样就使得这一彼此相对设置的配合凹槽的加工能在一个单独的工序中完成。
此外这些嵌条形配合凸起9和与此相配的配合凹槽10布置在直角交叉线上，这样，由于配合凹槽10边缘是敞开布置的，因此不会妨碍彼此的热运动。当部件1作为工件被切削加工时或者当它此后作为工具如作为电极被装入时就可能出现这样的热运动。平面的配合面4和5以及配合凸起9和配合凹槽10的相互安排得出的结果是在X、Y和Z方向及至于在绕整体布局的中央中间轴的旋转方向上对准，但尽管如此又不妨碍侧面的热膨胀和热运动。
为形成挠性区域11而拥有切口13或凹槽13a的部件3具有一个布置在当中的凹槽16，切口13或凹槽13a通敞地汇合到该凹槽16中，并且切口13或凹槽13a也是通敞地汇合到侧面14那边的，就是说是全部贯通形成的，这样它们就能够形成图4所述的挠性区域11。此外，为了得到尽可能好的对准和定中面，配合凸起9在从开槽区域的外面14直到凹槽16一侧的全部宽度上伸展。因此可见配合凸起9所具有的长度与切口13或凹槽13a的全部宽度相一致。此外还由此得出了在整个固定装置的夹紧过程和配合面4和5的相互挤压过程中的尽可能均匀的变形比率。
还应提到的是区域11位于切口13或凹槽13a与配合凸起9必要时是配合凹槽10之间的材料厚度可以选成这样大，即要求每一配合凸起9在夹紧方向上的变形产生至少大约200N的力。这就是说，尽管有这一挠度，但配合凸起9的区域上仍然保持配合。
两个部件1和3彼此紧固的固定装置，例如把一个工具或工件紧固在一个支座上的固定装置，规定两个彼此待紧固的部件1和3具有在工作位置彼此靠紧的配合面4和5，并且通过与这些配合面4和5的接触平面呈横向或呈直角走向的紧固件，例如用一个单个的夹紧螺钉2而被彼此夹紧。此外，在一个部件上给在Z方向确定相互轴向位置的配合面4和5附设有配合凸起9，而在另一个部件上设有配合凹槽10，它们防止了相互所连接和夹紧的部件1和3在与紧固件呈横向的在配合面4和5接触平面内的移动，并且把两个部件1和3在与这一接触平面呈横向的X和Y方向上配合精确地定中。此外，配合凸起9和/或配合凹槽10布置在拥有它们的部件1和3的一个沿轴向朝向变形力弹性偏移的或挠性的区域11上，所说变形力可以通过螺钉2获得，这样在配合面4和5接触之前，配合凸起9可以配合精确地嵌合到配合凹槽10中。通过较强地拧紧紧固件，随后则配合面4和5互相接触，而不需要一个用来在X和Y方向对准或定中的附加部件。
权利要求
1.把作为第一部件(1)的工具或工件夹紧到作为第二部件的支座(3)上的固定装置，在此两个相互待紧固部件具有在工作位置彼此接触的配合面(4，5)并且通过与所说配合面(4，5)的接触平面呈横向或呈直角走向的紧固件相互夹紧，同时在紧固位置上，确定彼此轴向位置的配合面(4，5)附设有配合凸起9，所说配合凸起防止了彼此所连接部件(1，3)在与紧固件呈横向的或在配合面(4，5)接触平面内的移动，并且把两个部件(1，3)至少在与这一接触平面呈横向的X和Y方向上配合精确地定中，其特征在于所说配合凸起(9)，布置在接触面之间的一个部件上，而要求与这相连的另一个部件在相应的位置上开有配合凹槽(10)，所说配合凸起和配合凹槽在相互紧固时形状合理且配合精确地啮合，并且，所说配合凸起(9)设置在拥有它们的部件的一个沿轴向朝向变形力弹性偏移的或挠性的区域(11)(上)。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于配合面(4，5)在配合凸起(9)嵌入到配合凹槽(10)时彼此间存有一段距离，该距离等于或小于可偏移区域(11)的挠度。
3.根据权利要求1或2的装置，其特征在于所说配合凸起(9)在截面上是楔形或者弧形或圆弧形的或者具有梯形或半圆形的截面，而配合凹槽(10)则具有相一致的倾斜设置的对接面(12)。
4.根据权利要求1到3之一的装置，其特征在于在夹紧方向上设置一个靠近配合凸起(9)的凹槽(13a)、凹腔和/或一个特别平行于配合面(5)伸展的切口(13)，该切口把部件(3)的带有配合凸起(9)的区域(11)与这个部件的剩余区域分隔开，并且这一凹腔、凹槽(13a)或切口(13)在夹紧方向伸展的尺寸经过夹紧过程便被弹性地缩小。
5.根据权利要求1到4之一的装置，其特征在于所说凹槽(13a)、凹腔或切口(13)设置在带有配合凹槽(9)的部件(3)上，位于夹紧方向上配合凸起(9)的后面。
6.根据权利要求1到5之一的装置，其特征在于所说配合凸起具有一个长形的形状，并且拥有配合凸起的部件(3)的边缘特别是向其中心方向伸展的且在到这一中心之前结止，并且，所说配合凹槽(10)是以同样方式定向并且是边缘敞开的。
7.根据权利要求1到6之一的装置，其特征在于所说配合凸起(9)是棱形的定中嵌条，它们均布在部件(3)的周围且在圆形截面的部件上是径向伸展的，在四边形的部件上是以直角向侧面(14)伸展的。
8.根据权利要求1到7之一的装置，其特征在于所说嵌条形配合凸起(9)和配合凹槽(10)布置在直角交叉线上。
9.根据权利要求1到8之一的装置，其特征在于为形成挠性区域(11)而拥有凹槽(13a)或切口(13)的部件(3)具有一个基本布置在中心的凹槽(16)，所说凹槽(13a)或切口(13)敞开地汇合到该凹槽(16)中，并且切口(13)或凹槽(13a)也敞开地汇合到侧面(14)那边。
10.根据权利要求1到9之一的装置，其特征在于所说配合凸起(9)在从槽区域的外面(14)直到凹槽(16)一侧的全部宽度上伸展。
11.根据权利要求1到10之一的装置，其特征在于与所说配合凸起(9)的走向呈横向的切口(13)或凹槽(13a)的侧向伸展尺寸或长度(L)大于配合凸起(9)在该方向上的宽度。
12.根据权利要求1到11之一的装置，其特征在于挠性区域(11)位于切口(13)或凹槽(13a)与配合凸起(9)之间的材料厚度是这样的，即要求每一配合凸起(9)在夹紧方向上的变形至少产生大约200N的力。
13.根据权利要求1到12之一的装置，其特征在于与所说配合凸起(9)的延伸方向呈横向的切口(13)凹槽(13a)的长度(L)大约为配合凸起(9)在基座(9a)处宽度的三倍到五倍。
14.根据权利要求1到13之一的装置，其特征在于所说凹槽(13a)在背向配合凸起(9)或配合凹槽(10)的上面(18)或下面(17)上是敞开的，并且其侧分界壁(13b)彼此平行和/或与侧面(14，15)或上面(18)或下面(17)垂直。
15.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于至少两个通到彼此对置的侧面(15)上的配合凹槽(10)彼此成直线布置和/或相互连接成为一个穿过中心的配合凹槽。
全文摘要
一个用于两个部件彼此紧固的固定装置，该两个待紧固的部件具有在工作位置彼此靠紧的配合面(4和5)，并且通过与这些配合面的接触平面呈横向或呈直角走向的紧固件而夹紧。所述部件之一设有凸起(9)，而在另一个部件上设有配合凹槽(10)。此外，配合凸起(9)位于与用螺钉(2)拧紧的变形力相反的轴向、能弹性偏转的或挠性的部件区域(11)上，这样在配合面接触之前，配合凸起(9)可以精确地嵌合到配合凹槽(10)中。
文档编号B23Q3/18GK1129162SQ95115890
公开日1996年8月21日 申请日期1995年8月10日 优先权日1994年8月10日
发明者曼弗雷德·申茨 申请人:曼弗雷德·申茨