[发明专利]夹紧装置

说明书

在加工不同类型的工件时必须将工件固定在一定的位置或必须将其夹紧在加工机器的可移动或不可移动的零件上。在这两种情况中，所采用的夹紧装置不仅必须将工件定位，而且要承受和传递加工过程中的力。其中，工件既不能因夹紧和又不能因加工力改变其形状，这首先对于薄壁工件而言。这些力通常由于摩擦锁紧而被承受。

在加工机上圆形工件的夹紧常采用夹紧套。夹紧套被设计成薄壁，其一侧用作工件的接触面，既可以是工件的外表面的接触面，又可以是空心工件的内表面的接触面。在其余侧，在夹紧套和与其相邻的机器零件之间存在很窄的环形腔，其内装入夹紧套。环形腔在两个轴向密封。当液压或气动工作介质有压力作用在环形腔中时，夹紧套朝工件方向弹性变形并将工件夹紧。夹紧套本身与机器零件通过形状连接或摩擦连接地相连，因此，作用在工件上的加工力可以传递到机器零件上，或者相反，从机器零件传递到工件上。

夹紧套具有的缺点是其径向变形性很小，此外从中间的纵向段向两端段逐渐减小。因此，用夹紧套只能夹紧直径范围很窄的工件，其结果是在夹紧范围不能加工的工件通常不能用夹紧套夹紧。

采用通常具有三个卡爪的爪式卡盘夹紧形状稳定性足够大的工件在工件具有很小的形状稳定性尤其是薄壁工件时不能使用。此外，经常使用的弹簧卡头不能可靠地夹紧直径公差较大的或形状偏差大的，例如不圆的工件。此外，尤其当工件的实际直径不是准确地与弹簧卡头的公称直径一致时，径向夹紧力分布在少数周向位置。这样，薄壁工件受到较高的变形危险。

本发明的目的在于提出一种夹紧装置能将直径公差和/或形状误差较大的工件可靠夹紧和将形状稳定性小的工件尤其是薄壁工件至少变形小地夹紧和加工。这一目的是通过具有权利要求1特征的夹紧装置实现的。

在夹紧装置中，将强度较高的夹紧体埋置在弹性体制成的夹紧环的夹紧面上并使夹紧环具有U形横截面和设置在与其一致的夹紧装置的环形槽中，则夹紧体在U型材的内腔用液压或气动工作介质加载时压向工件，从而将工件径向夹紧。其中，夹紧环的端壁压向与其向邻的夹紧装置的槽的侧壁，从而，一方面夹紧环的内腔很好地向外密封，另一方面在夹紧环的端壁和夹紧装置之间达到良好的摩擦连接而将夹紧环夹紧在夹紧装置中。从而最终将工件径向夹紧在固定着夹紧装置的机器零件上。夹紧环的高弹性可以很好地弥补相当大的直径公差和工件其它的形状误差，例如不圆度。

夹紧环在工作介质没有压力或压力很小时可以在保持装置内在一定的界限内移动，并在工作介质的压力提高后由于夹紧环的材料的弹性还可以变形，而可以将工件在上述界限内调节到所希望的径向额定位置。这样就可以例如当工件的夹紧点存在较大的直径公差和/或较大的偏离圆柱形的形状误差或具有不同轴的夹紧面时，将工件安装在顶点之间并借助于夹紧装置承受切屑加工时出现的转矩，或相反将转矩传递给工件。

通过在弹性夹紧环的圆周上沿周向分布设置较多数目的较高强度的夹紧体，而将相互相同的径向力分配到相应数目的圆周位置上，这样，各夹紧体的径向夹紧力可以保持得相当小，还可达到很高的总体夹紧力。由于夹紧环的弹性而可以将每一夹紧体按相当大的尺寸调整到工件表面偏离理想面的周向误差上，而不用改变由其施加的夹紧力。

在工件夹紧之后，借助于夹紧装置可以将夹紧体轴向夹紧，从而将工件夹紧地固定，完全消除了夹紧环柔性的影响，将工件实际上完全刚性地夹紧。夹紧环甚至可以由径向夹紧力卸载。鉴于夹紧体刚性夹紧较晚，夹紧体开始时的径向夹紧力可以保持得小些，这就首先将薄壁工件时的弹性变形减小，改善了工件的圆度。这一点还可以通过使用尺寸沿夹紧环的周向相当小的夹紧体和较多数目的夹紧体而得到改善。

在权利要求2的结构型式中，夹紧环在夹紧装置上很窄地导向，因此，工件通过夹紧装置而在一定界限内定位。相反，在权利要求3的另一结构型式中，工件连同夹紧装置可以在夹紧装置内在较大的尺寸范围调节，从而可以在加工机内任意调节，因此例如可以补偿较大的形状误差，这些误差在未加工的零件中经常存在。

按照权利要求4的结构型式，用夹紧装置也可以可靠地夹紧那些沿轴向有形状误差，尤其是工件的夹紧面与大体在锥形的或向内拱或向外拱的夹紧面时规定的轴向平行的曲线误差的工件。

在按照权利要求5的结构型式中，在很小的面积压力时可以在夹紧体上施加相当大的轴向夹紧力。

借助权利要求6的结构型式而可以采用市售的零件，例如圆柱滚柱轴承中的滚柱。这些零件本来就具有很高的精度和强度。

下面借助于附图中所示的实施例进一步说明本发明。其中：

图1表示具有外夹紧和工件的夹紧装置的局部纵剖图；