[发明专利]手动操作卡盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于机床的手动操作卡盘，该机床用于加工涉及切削的旋转对称的工件。

背景技术

在DE2004889中公开了一种用于车床的这种类型的卡盘，该卡盘具有底座本体，三个卡爪以沿径向可移动的布置插入底座本体中。底座本体可释放地连接到机床上。卡爪借助于传动环在底座本体中来回移动，且用于夹持旋转对称的工件。卡爪以120°的倾斜角度布置在底座本体上。

三个卡爪中的两个卡爪借助于楔形条直接地可传动地连接到传动环上，且由于螺纹齿轮传动装置（helical gearing）而在特定楔形条与卡爪之间在底座本体中线性地移动。

传动环与插入底座本体中的螺纹心轴处于形状锁定连接或可传动连接，在此情况下，螺纹心轴以与底座本体的纵轴线成直角来安装在底座本体中，且可在此布置中移动。例如，可通过将使用扳手作为工具来从外侧手动地操作螺纹心轴，由于使用工具手动地产生将施加的夹持力，故这意味着这种类型的卡盘也称为手动操作卡盘。

三个卡爪中的其中一个卡爪借助于螺纹齿轮楔形条与螺纹心轴处于直接可传动的连接，且因此通过螺纹心轴的移动来移动，且与另外两个卡爪同步地移动。

已经证明的是，过去几十年中，此种手动操作卡盘中的缺点和特定技术挑战在于不可能将工件相对于底座本体的纵轴线最佳地定心。这是因为制造过程引起的用于操作卡爪所需要的独立构件(即，螺纹心轴、传动环、对应的楔形条和其卡爪)之间存在失效公差(fault tolerance)，作为该公差的结果，卡抓不可能充分地实现工件的中心固定。即，游隙的存在导致的持久性效果在于，工件在其旋转和加工期间滑出大约5μm的有限区域内的设置位置。以生产中的庞大开支成本为代价才有可能实现5μm的较低失效公差，作为这样做的结果，制造带有较低失效公差的卡盘比制造带有较高失效公差的卡盘有更多的成本效益。然而，失效公差越高，工件上的金属切削加工中的不准确度更大。

假设所涉及的工件较小，现有技术的手动操作卡盘的确使得有可能补偿驱动卡爪的独立构件(例如，传动环、楔形条和螺纹心轴)之间存在的游隙。然而，传动环的圆周越大，传动环与操作卡爪所需要的独立构件之间的游隙的幅度就越大。在重量轻的工件的情况下，还可补偿轴承游隙，因为这种类型的工件不会在卡爪上施加任何显著的力，其中效果在于工件可保持在其设置位置上。因此，在较重和较大的工件的情况下，不可能补偿用于夹持工件所需要的构件之间存在的游隙，其中效果在于存在持久性的失效公差。

这些轴承游隙即不准确度，这在夹持工件时不可补偿。而这些不准确度以此种方式转移至工件的夹持情形，使得工件的位置与卡盘的中心之间出现较大的不准确度，这在工件的加工过程中导致了工件上的不准确度。结果，在不采取进一步的措施的情况下不可能精确生产和加工工件。

已经证明的是，在所公开的手动操作卡盘中的另一缺点在于，在通常耗时且高度复杂的加工过程期间会出现夹持误差，因为在加工过程期间，作为使得材料从工件上被除去的结果，加工的工件变得更轻。然后，涉及除去材料的此种工作进程导致工件的原始位置相对于卡盘改变且因此相对于机床改变。要实现工件的再调整通常耗时且复杂。

通过机床来旋转夹持的工件以便加工。因此在卡盘带有相对于彼此以120°的角度偏移的三个卡爪的情况下，且例如，尤其在卡盘带有20吨固有重量的极重和极大的工件的情况下，已经观察到位于卡盘的某一角度的位置的一个卡爪必须专门承载工件的重量，其中效果在于，不能确保该卡抓可可靠地保持工件。相反，工件的重量超过了独立卡爪的夹持力，其中效果在于，将向外推动该卡爪，且因此消除了作用于工件上的夹持力。因此，不能将工件可靠地保持在卡盘中，且因此不可保持工件的预计夹持位置。

发明内容

因此，本发明的目的在于以此种方式开发一种上述类型的手动操作卡盘，在很多年里该卡盘已经证明了其自身，使得首先使待夹持的工件相对于卡盘的纵轴线精确地定心，而其次，贯穿加工过程存在能够持久调整定心的可能性。此外，根据本发明的卡盘应当允许可靠且持续支承甚至是带有至少0.5米的内径或外径的极重的工件。

根据本发明，通过专利权利要求1的特征部分中列出的特征实现了这些目的。

从属权利要求中公开了本发明的其它有利的另一些实施例。