工件虎钳转让专利
申请号 : CN200680017424.2
文献号 : CN100581724C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 安田嘉和
申请人 : 株式会社技术安田
摘要 :
权利要求 :
1.一种工件虎钳，其具有：可沿着在基座(1)上设置的导引部(3) 移动地设置的移动台(4)；和使该移动台沿上述导引部移动的进给装置， 在固定于基座上的固定钳口(37)和固定于移动台(4)上的移动钳口(16) 之间把持工件，上述工件虎钳在上述移动台侧具有成对的第一锯齿状部件(8)和第 二锯齿状部件(9)，第一锯齿状部件(8)具有向下倾斜滑动面(31)， 第二锯齿状部件(9)具有沿该向下倾斜滑动面可在上下方向上滑动移动 地面接触的向上倾斜滑动面(32)，在把持工件时，通过上述向下倾斜滑动面(31)和向上倾斜滑动面 (32)之间的楔作用，来将移动钳口(16)向下方按压，从而防止工件 浮起，其特征在于，上述进给装置具有：轴支撑在上述基座上的进给丝杠(10)；和安装 在上述移动台上、并与该进给丝杠螺合的进给螺母(7)，进给螺母(7) 以具有径向的游隙(26)的方式安装在移动台(4)上，并且在该进给螺 母的靠固定钳口一侧的端部，设有分别具有上述向下倾斜滑动面和向上 倾斜滑动面的、成对的环状第一锯齿状部件(8)和第二锯齿状部件(9)。
2.根据权利要求1所述的工件虎钳，其特征在于，
上述移动台在其上表面具有移动钳口(16)的固定面(5)。
3.根据权利要求2所述的工件虎钳，其特征在于，
上述工件虎钳具有U字形截面的基座(1)，进给装置配置在该基座 的U字的内侧，成对的上述第一锯齿状部件(8)和第二锯齿状部件(9) 配置于移动台(4)的靠固定钳口一侧的端部的下方部。
说明书 :
技术领域
本发明涉及在机床的工作台和工件托盘上固定工件而使用的工件虎 钳。本发明特别涉及以防止由固定钳口(口金：mouthpiece)和移动钳口 把持的工件浮起的手段为特征的工件虎钳。
技术背景
工件虎钳在固定钳口和移动钳口之间把持工件。为了正确地加工由 工件虎钳把持的工件，工件的把持位置必须正确。工件的把持高度是决 定工件位置的要素之一。在加工工件的朝上的面时，工件的把持高度要 正确特别重要。关于工件的把持高度，通过将承载台安装在工件虎钳上 并在该承载台上载置了工件的状态下进行把持，能够设定为期望的高度。
但是，在用工件虎钳把持工件时，工件往往从承载台浮起。在工件 从承载台浮起时，工件的把持高度产生误差，工件的加工精度会下降。
安装有移动钳口的移动台在与基座之间需要有移动用的游隙。由于 该游隙的存在，在工件虎钳把持工件时移动台略微倾斜，会使工件高度 产生误差。把持工件时的移动台的倾斜是由于在由进给装置施加的把持 力的作用点和工件的把持反力的作用点之间存在高度差而产生的。
例如，在用钳口的上端部分把持板状的工件时、或者在将移动台的 进给装置(螺钉和缸体)容纳在基座内的工件虎钳中，由于上述作用点 的高度差变大，因此把持工件时，会产生使移动钳口向上倾倒的方向的 力矩。而且，通过该力矩，移动钳口向上倾斜微小的角度，使得工件从 承载台浮起，从而使工件的加工高度产生误差。
在把持由工件虎钳的钳口把持的部分为曲面的工件或非对称形状的 工件时，在移动台上安装未淬火爪部(以硬度低的材料制作的钳口)，将 未淬火爪部的把持面加工为与工件的形状一致的形状，来把持工件。在 工件为由多个部件组装而成的组装品时，由于工件形状变得复杂，所以 未淬火爪部的工件把持面的形状变得复杂。再有，有时还会产生将通过 弹簧力滑动移动并把持工件的滑动移动部(滑动部)内设在未淬火爪部 内的需要。在这样的情况下，未淬火爪部的工件把持方向的尺寸(开闭 钳口的方向的尺寸)变大。
一般结构的虎钳在基座上表面具有突出的固定凸缘和移动凸缘，并 且在移动凸缘的朝向固定凸缘的面上固定移动钳口，在这样的虎钳中， 移动钳口的工件把持方向的长度越大，把持工件时的工件的浮起就越大。 这是因为：在将把持工件时的移动钳口朝上的角度设为θ，将工件把持方 向上的移动钳口的长度设为L时，工件的浮起量为Ltanθ。
作为防止由此类原因所引起的工件的浮起的手段之一，提出了使用 在把持工件时产生将工件向下方按压的方向的分力的钳口的方案。例如， 在下述专利文献1中，提出了这样的工件虎钳：在移动凸缘和移动钳口 (钳口块)之间介入台块，且使该台块和移动钳口的抵接面为可在上下 方向上相对滑动移动的锯齿状的面，由此来使得在把持工件时将工件向 下方压下。
如图6所示，该钳口具有移动凸缘侧的台块42和工件侧的钳口块 43。台块42的前表面和钳口块43的背面在由工件施加水平方向的把持 反力时，侧面观察为这样的锯齿形状的面：具有使钳口块43向斜下方滑 动移动的方向的多级倾斜滑动面(向下倾斜滑动面47和向上倾斜滑动面 51)，和与该倾斜滑动面相交的多级抵接面48、52。台块42和钳口块43 以这样的方式由连接螺栓45较松地连接：倾斜滑动面47、51在互相抵 接的状态下上下移动。在钳口块43把持工件66时，通过该把持力，倾 斜滑动面47、51相互滑动移动，钳口块43向下方移动，从而将工件66 压在承载台67上。在抵接面48、52之间，设有具有弹性的缓冲部件53， 在工件的把持释放时，使钳口块43向上移动。
专利文献1：日本特开平9-29571号公报
在由未淬火爪部把持工件的情况下，在上述专利文献1记载的结构 中，必须通过设有多级的倾斜滑动面的台块和钳口块来安装未淬火爪部。 但是，该结构存在这样的问题：固定钳口和移动钳口的间隔变窄了台块 和钳口块的厚度的量，从而导致可把持的最大工件的尺寸变短。
特别是在想要把持复杂形状的工件时，未淬火爪部的工件把持方向 上的尺寸变长，工件的可把持长度进一步变短。再有，还产生这样的问 题：使未淬火爪部向下移动的位置(设有倾斜滑动面的位置)和工件的 把持位置远离，未淬火爪部以倾斜滑动面的位置为支点而向上倾斜时的 工件的浮起量变大。因此，在上述的现有手段中，工件的浮起防止作用 不能充分发挥。
发明内容
本发明的工件虎钳是具有以下结构的工件虎钳，该工件虎钳具有： 具有沿长度方向的导引部3的基座1；可沿该基座的上述导引部移动地安 装的移动台4；以及使该移动台沿导引部3移动的进给装置，在固定于基 座1上的固定钳口37和固定于移动台4上的移动钳口16之间把持工件。
本发明的工件虎钳在上述移动台4侧还具有成对的第一锯齿状部件 8和第二锯齿状部件9，该第一锯齿状部件8具有向下倾斜滑动面31；该 第二锯齿状部件9具有沿着上述向下倾斜滑动面31可在上下方向滑动移 动地面接触的向上倾斜滑动面32，上述工件虎钳具有这样的结构：在把 持工件时，通过上述向下倾斜滑动面31和向上倾斜滑动面32之间的楔 作用，将移动钳口16向下方按压，从而防止工件浮起。
本发明的工件虎钳，在具有上述结构的工件虎钳中，成对的上述第 一锯齿状部件8和第二锯齿状部件9设置在上述进给装置与移动台4的 连接部分的固定钳口侧端部。
本发明的工件虎钳的上述进给装置由在基座1上轴支撑的进给丝杠 10和安装在移动台4上并与该进给丝杠螺合的进给螺母7构成。进给螺 母7以具有径向的游隙26的方式安装在移动台4上，且在该进给螺母7 的靠固定钳口一侧的端部设有成对的环状第一锯齿状部件8和第二锯齿 状部件9，第一锯齿状部件8具有向下倾斜滑动面31，第二锯齿状部件9 具有向上倾斜滑动面32。
用于将移动钳口16固定在移动台4上的固定面5优选设置在该移动 台4的上表面。通过该结构，可得到能够把持相对于工件虎钳的全长较 长的工件的工件虎钳。
在将移动钳口的固定面5设置在移动台4的上表面上的结构的工件 虎钳中，优选为这样的结构：使基座1为截面为U字形的基座，在该U 字截面的内侧部分配置进给装置。在该情况下，上述第一锯齿状部件8 和第二锯齿状部件9这一对部件配置于移动台4的靠固定钳口一侧的端 部的下方。
当将进给装置配置于基座1的内侧时，把持工件时的把持力的作用 点和来自工件的把持反力的作用点之间的高度差变大，所以这样的结构 并不理想。但是，本发明的工件虎钳如下所述，由于可减小移动台4的 倾斜所产生的工件的浮起，所以采用上述结构可得到具有较长把持行程 的工件虎钳。
作为使移动钳口16向固定钳口37进退的进给装置，除了由进给丝 杠10和与其螺合的进给螺母7所构成的结构之外，也可以采用其它流体 缸。该情况下，锯齿状部件8、9设置于缸体的移动端(例如杆端或缸体 的头端)和移动台4之间。
本发明特别优选的结构是这样的结构：使锯齿状部件8、9接近移动 钳口16的工件把持端，并配置在其下方(基座侧)。
通过本发明，在使基座长度一定的情况下，不会减小可把持的工件 的最大尺寸，可防止在工件把持时的工件的浮起。此外，即使采用将移 动台的进给装置容纳于基座内的结构，也可防止工件把持时的工件的浮 起，所以通过将进给装置容纳在基座内，可得到工件的最大把持长度大 的虎钳。即，根据本发明，即使在工件的把持反力的作用点和来自进给 装置的把持力的作用点之间有高度差的虎钳中，也能可靠地防止工件的 浮起。再有，由于可容易地使在工件把持位置的正下部分产生将移动钳 口向下方按压的力，所以即使在使用较长的未淬火爪部的情况下，也能 可靠地防止工件的浮起。
附图说明
图2是沿图1中的A-A线的横剖面图。
图3是表示锯齿状环的锯齿面的正视图。
图4是表示锯齿状承受部件的锯齿面的正视图。
图5是在基座两端具有图1中的结构的虎钳的俯视图。
图6是表示使台块和钳口块的抵接面为锯齿状的现有结构的侧视 图。
标号说明
1：基座；4：移动台；7：进给螺母；8：锯齿状环；9：锯齿状承受 部件；10：进给丝杠；16：未淬火爪部；26：游隙；31：向下倾斜滑动 面；32：向上倾斜滑动面。
具体实施方式
在图中，1是基座，2是在基座1的长度中央固定设置的中间轴承， 3是在截面为U字形的基座1的U字内侧两侧面上沿长度方向设置的导 引槽，4是由导引槽3引导着在基座1的长度方向上滑动移动的移动台， 5是移动台上表面的钳口固定面，6是在移动台4上形成的螺母孔，7是 容纳在螺母孔6中的进给螺母，8是在进给螺母7的前端安装的锯齿状环， 该锯齿状环可以在轴向上自由移动，而且不能相对于移动台4转动，9是 在移动台4上固定设置的锯齿状承受部件，10是与进给螺母7螺合的进 给丝杠，11是对进给丝杠10在轴向上施力的集中弹簧，12和13是将进 给螺母7以从螺母孔6略微浮起的状态进行保持的O形环，14是较松地 限制进给螺母7相对于移动台4的相对转动和在轴向上的相对移动两者 的固定螺钉，15是较松地限制进给螺母7相对于移动台4的在轴向上的 相对移动的辅助固定螺钉，假想线所示的16是在移动台4的上表面上安 装的未淬火爪部(移动钳口、把持爪)。
基座1是截面为U字形、俯视面为细长矩形的部件，在其两端固定 有轴支撑进给丝杠10的端部件17。在端部件17的轴承部嵌插有防尘圈 18和轴衬19，且在轴承部内侧面设有弹簧支架20。
移动台4以设置于其两侧壁上的导引凸缘21可自由滑动移动地配合 在基座的导引槽3中的状态，以可在基座1的U字形截面内滑动移动的 方式安装。移动台4的宽度方向的位置通过使比导引凸缘21靠上方的移 动台的侧面4a可滑动移动地与基座1的内侧侧面接触而被限定。
移动台4的上表面为固定未淬火爪部的钳口固定面5，在该钳口固 定面5上沿虎钳长度方向以一定的间隔设有与长度成直角的方向的两个 键槽22。键槽22为了防止切屑等进入键槽内而构成为两端封闭成半圆状 的形状。在键槽22的一端设有比键槽22的深度要深的用于插入定位销 的孔23。在各键槽22的端部两侧，在隔着键槽22的配置间隔的二分之 一的距离的位置处，设有钳口固定用的螺纹孔24。
图1中假想线所示的未淬火爪部16通过插入在键槽22中的键来进 行定位，再有，简言之，未淬火爪部16通过插入在销孔23中的定位销 来进行定位，并通过螺合在螺纹孔24中的螺栓38，以使工件把持部25 与移动台4的前端(固定钳口侧)大致一致的状态，固定在钳口固定面5 上。
在基座1的长度方向中央，中间轴承2以嵌入在基座1的U字形凹 部内的状态，通过螺栓33固定其两侧面来进行安装。该中间轴承2轴支 撑进给丝杠10的中间部并使其可自由转动且可沿轴向自由移动。在基座 1的长度方向的中央上表面上设有用于将固定钳口37固定的螺钉孔40， 假想线所示的固定钳口37通过螺栓39固定。图示的工件虎钳是在固定 钳口37的两侧设置有移动台4的示例，而且长度方向两侧相对于固定钳 口37的中心为对称的结构。
图示的工件虎钳为这样的结构：在使进给丝杠10旋转时，在固定钳 口37的两侧配置的移动台4同时移动，安装在它们上的未淬火爪部16 在与固定侧的未淬火爪部之间同时把持两个工件。在图1中，仅示出两 侧移动台的进给装置中的一个。
进给丝杠10在长度方向上贯穿基座1，且由在基座的两端设置的端 部件17可自由转动且可沿轴向自由移动地轴支撑。在进给丝杠10上在 长度方向两侧设有彼此反向的螺纹，在中间轴承2的两侧设置的移动台4 的螺母孔6中容纳的进给螺母7螺合在各丝杠上。
进给螺母7为圆筒形，其以具有游隙26的状态嵌入在移动台的螺母 孔6中，设置于进给螺母7的外周的O形环12、13与螺母孔6的内表面 可滑动移动地接触。在进给螺母7的外周形成有圆周槽28和在将圆周八 等分的位置处设置的定位孔27。在定位孔27的一个中插入螺合在移动台 4中的固定螺钉14的前端销，以便较松地限定进给螺母7的旋转方向上 的位置。在圆周槽28中插入有螺合在移动台4中的辅助固定螺钉15的 前端销。圆周槽28的宽度和定位孔27的直径比辅助固定螺钉及固定螺 钉的前端销的直径略大。因此，进给螺母7可相对于移动台4在轴向和 旋转方向上略微移动和转动。
在将辅助固定螺钉15的前端销插入在圆周槽28中的状态下，放松 固定螺钉14使其前端销从定位孔27拔出，转动进给螺母7以将固定螺 钉14的前端销配合到新的定位孔中，由此，能够以螺距的八分之一为单 位来调整进给螺母7和进给丝杠10的螺合位置。
在进给螺母7的基座长度方向的外侧内周，形成有导引集中弹簧11 的外周的弹簧导引部29。由该弹簧导引部29导引外周、并安装在端部件 17和进给丝杠10的阶梯部10a之间安装的集中弹簧11对进给丝杠10向 基座中央施力。
锯齿状承受部件9是与移动台4实质上为一体的环状部件。锯齿状 环8通过发挥键的作用的固定螺钉30相对于移动台4不能相对转动，且 可沿轴向移动，并且锯齿状环8以在与螺母孔6的内周之间具有游隙26 的状态，插入在进给螺母7和锯齿状承受部件9之间。
锯齿状环8的前表面(朝向固定钳口侧的面)和锯齿状承受部件9 的背面，在两者之间作用有连接力时，侧面观察为这样的锯齿状的面： 具有使锯齿状承受部件9向斜下方滑动移动的方向的多级的倾斜滑动面 (下压面31及被下压面32)，和与该倾斜滑动面相交的多级的抵接面34 和35。
在进给螺母7被进给丝杠10向工件把持方向推动、被进给螺母7向 相同方向推动的锯齿状环8推动锯齿状承受部件9的状态下，当在移动 台上固定的未淬火爪部16把持工件时，其把持力作用在倾斜滑动面31、 32之间，锯齿状环的倾斜滑动面31通过楔作用而将锯齿状承受部件的倾 斜滑动面32向下方按压。通过该作用，移动台4的前端部、即在移动台 上安装的未淬火爪部16的工件把持端被拉向下方，从而防止了工件的浮 起。
当工件的把持力解除时，移动台4的向下方的按压力释放，通过O 形环12、13的弹力，进给螺母7和与之配合的锯齿状环8略微向下移动， 回到把持前的状态。
即，在本发明的结构中，通过在设置于移动台4的进给装置的锯齿 状环8与锯齿状承受部件9的抵接面上存在的倾斜的下压面31和被下压 面32的楔作用，在作用有把持工件的力时，移动台4被下拉，由此，在 移动台4上安装的未淬火爪部16被拉向下方，从而防止了工件的浮起。 即，由于对把持爪16向下方施力的部件8、9设置于移动台的下方，所 以通过设置该部件8、9，不会使工件的最大把持长度变短。
再有，通过将由锯齿状环8和锯齿状承受部件9构成的向下方的下 压部件设置在安装于移动台4的把持爪16的工件把持端的正下部分，工 件把持时的向下方的作用力被直接传递到工件把持部，因此，即使在使 用了工件把持方向上的长度较长的把持爪的时候，也能可靠地防止工件 的浮起。
集中弹簧11设于基座1的两端部，并且在各侧对进给丝杠10向基 座中央施力。通过这一对弹簧的集中作用，即使将基座1的长度方向安 装成纵向，也可防止进给丝杠10和移动台4通过重力而落下。另一方面， 在固定钳口的两侧把持的工件存在尺寸差时，进给丝杠10克服集中弹簧 11的弹簧力而在轴向上移动与该尺寸差相当的量，同时把持两个工件。
再有，如图1中假想线所示，在中间轴承2的上端和移动台4的中 间轴承侧端部的上边缘之间，以及在端部件17的上边缘和移动台4的中 间轴承相反侧端部的上边缘之间，安装有滑动伸缩型的防尘圈36，以防 止切屑等落到基座的凹部内。
如上所述，本发明的工件虎钳不会使可把持的最大工件尺寸减小， 可防止工件把持时的工件的浮起，并且可在工件把持时将下拉把持爪的 力作用在接近钳口的工件把持部的位置，所以能更可靠地防止工件的浮 起。