專利名稱：虎鉗的間隔塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在向固定于機床工作臺上的虎鉗(vise)(工件虎鉗)固定多個工件時，用于保持相鄰工件的彼此間隔的間隔塊(spacerblock)。
背景技術：
在用加工中心等其他機床加工多個相同形狀的工件時，把多個工件固定在工作臺上同時加工比較有效率。為了在工作臺上固定多個工件，把虎鉗固定在工作臺上，在該虎鉗的相對的鉗夾之間配置一個或多個間隔塊，向該間隔塊和鉗夾之間以及間隔塊彼此之間(配置多個間隔塊時)插入工件并固定，這種方法已被廣泛采用(例如日本國特許公開公報平成7年第27756號、平成11年第58248號、平成11年第300562號)。
在工作臺上固定細長的工件時，為了防止工件因加工反力而撓曲，在工件的長度方向配置多臺虎鉗，固定工件的長度方向的多個部位。因此，在固定多個細長的工件時，并列使用在相對的鉗夾之間安裝了一個或多個間隔塊的多臺虎鉗。
利用三臺以上虎鉗將細長的工件固定在長度方向的三個部位以上時，如果虎鉗的鉗夾和間隔塊的位置錯位，則工件因虎鉗的把持力而撓曲。并且各個工件存在形狀誤差和尺寸誤差。所以，如果所有虎鉗使用尺寸相等的間隔塊，在固定工件時，各工件以僅撓曲形狀誤差部分的狀態(tài)被固定，在從虎鉗上卸下工件時，撓曲彈性恢復。
圖6夸張描繪了工件42的形狀誤差，在具有這種形狀誤差的工件42上，例如加工一條直線上的3個孔44時，如果根據工件的設計尺寸決定間隔塊41a、41b的尺寸，由于虎鉗40a、40b的固定力，在各個工件42產生誤差部分的撓曲。在產生該撓曲的狀態(tài)下被加工在一條直線上的孔44，在從虎鉗上卸下工件42時，根據3個孔的位置關系產生與加工時的工件撓曲對應的量的誤差。
特別是在工件為拉拔材料或鑄造材料時，由于工件長度方向的彎曲和尺寸誤差較大，所以利用這種方法同時加工多個工件幾乎是不可能的。并且，實際上也不可能準備尺寸與加工的各個工件的形狀誤差相適應的間隔塊41a、41b。因此，在加工這種工件時，逐個地固定工件進行加工。
但是，在加工細長工件時需要固定工件用的較大的工作臺，因此使用的機床也是大型的。并且，在把工件逐個固定在工作臺上進行加工的方法中，與工件的實際加工時間相比，工件的裝卸時間較長，降低機床的工作效率。即，以較低的工作效率使用大型設備，致使加工成本升高。并且，必須頻繁地進行工件裝卸，所以作業(yè)負擔增大，操作者不能在加工過程中進行其他作業(yè)。

發(fā)明內容
本發(fā)明將解決上述問題作為一個課題，提供一種結構簡單且操作性良好的間隔塊，通過將其安裝在虎鉗上使用，可以靈活對應各個工件的尺寸差異和有無撓曲、及各個工件的形狀誤差和尺寸誤差，把多個工件固定在各自的固有位置上。
本發(fā)明的間隔塊具有滑動臺1，該滑動臺1具有在一個方向被引導的滑動部2；與該滑動部的滑動方向平行的引導面5；與該引導面垂直地立起設置的引導突起4。在夾持該引導突起的兩外向面形成驅動楔面9的驅動楔8可以滑動地嵌合在該滑動臺的所述引導突起上，具有使該驅動楔在所述引導突起的立起設置方向上進退的進退裝置11、55、10。在該驅動楔的兩側設置一對鉗口墊片(口金)14，其背面具有滑動接觸該驅動楔面的從動楔面13，這些鉗口墊片的下邊由所述滑動臺的引導面5引導。并且，設置向使這對鉗口墊片彼此接近的方向施力的復位彈簧18。
在上述結構的間隔塊中，為了穩(wěn)定工件的固定，并且為了穩(wěn)定驅動楔面9和鉗口墊片的從動楔面13的滑動動作，優(yōu)選驅動楔面9和從動楔面13形成為把多個楔面配置成階梯狀的多段楔面。
在滑動接觸滑動臺的引導面5的鉗口墊片14的下邊安裝橡膠質的彈性體20并使其稍微突出，如果利用該彈性體使鉗口墊片14的下邊以從引導面5稍微離開的狀態(tài)滑動，則在固定工件時，彈性體20通過驅動楔8的推力被按下，鉗口墊片14稍微下降，可以將被鉗口墊片把持的工件壓接在虎鉗的基座上面。
在鉗口墊片14上可以安裝把工件的下面限定在鉗口墊片接近的位置的承受板30。在安裝承受板30時，把埋頭螺釘(皿ねじ)31以使頭部下面的圓錐面P露出的狀態(tài)旋合在設于鉗口墊片14的工件把持面的螺紋孔26上，在承受板30設有插入該埋頭螺釘的頭部的貫通孔33，在該貫通孔的下方周面設置前端接觸埋頭螺釘的所述圓錐面P的球塞34。承受板30憑借球塞34的施力被壓接在鉗口墊片的工件把持面16和滑動臺的引導面5上，防止工件的浮起及固定(ワ一クが浮き上がって固定されゐ)。
在使驅動楔8進退時的鉗口墊片14的進退方向和滑動臺1的滑動方向相同。通過使引導突起4形成為圓筒引導突起，可以根據工件形狀使鉗口墊片14的進出方向偏向。復位彈簧18適合使用圈數少的平面卷簧(巻ばね)，特別是如果在鉗口墊片14的兩側面配置圈數為一圈以下的Ω形、C形或U形彈簧，可以利用該復位彈簧18限制鉗口墊片14向橫方向偏移。
為了避免切粉進入鉗口墊片14的楔面或引導面，優(yōu)選設置保護罩，作為該保護罩的結構，把在兩鉗口墊片的背后側延伸的薄板型“コ”狀保護罩板21在兩鉗口墊片14上固定設置成使其背后部分重疊的結構比較簡單。
上述結構的間隔塊被安裝在虎鉗的兩鉗口墊片之間使用，并使滑動臺1在虎鉗的工件把持方向自由移動。本發(fā)明的間隔塊41b如圖6所示，把細長的多個工件42安裝在其長度方向上并列有3個以上虎鉗40的中間部虎鉗40b時特別有效。該情況時，兩端的虎鉗40a的間隔塊41a可以是與工件尺寸相適應的固定尺寸的間隔塊。中間部的虎鉗40b優(yōu)選使用其兩側的鉗夾(jaw)43b均是可動鉗口墊片的虎鉗。在不是這種方式時，在按以下步驟把工件42固定在虎鉗40上之后，把中間部虎鉗40b固定在工作臺上。
需要固定的多個工件42首先把持固定在兩端的虎鉗40a的鉗夾43a和間隔塊41a之間以及間隔塊41a彼此之間。然后，使中間的虎鉗40b的間隔塊41b的驅動楔8進出，使兩側的鉗口墊片14接觸彼此相鄰的工件42。在鉗口墊片的一方先接觸工件時，在另一方的鉗口墊片接觸相鄰的工件之前，滑動臺1在虎鉗的基座3上移動。這樣，在所有間隔塊41b的鉗口墊片接觸工件42后，使中間虎鉗40b的兩側鉗夾43b進出，一起把持插入其間的工件42。虎鉗的工件把持力作用于各個間隔塊的鉗口墊片14，但是，由于楔面9、13的自鎖作用鉗口墊片14不會后退。
根據使鉗口墊片14通過彈性體20滑動接觸滑動臺的引導面5的結構，在鉗口墊片14接觸工件42時，利用從工件作用于鉗口墊片的反力和驅動楔8的進出動作來按下彈性體20，鉗口墊片14朝向引導面5側移動。利用該力量，工件42被把持成靠緊在虎鉗的基座3上的狀態(tài)。并且，在設有工件承受板30的結構中，由該工件承受板的上緣支撐的工件憑借向鉗口墊片14下方移動的力量，被把持成靠緊在工件承受板30上的狀態(tài)。工件承受板30在把持深度尺寸較小的工件時使用。
另外，通過將楔面9、13設置成多段階梯狀，對使間隔塊緊湊化、穩(wěn)定鉗口墊片14的進退動作非常有效。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的間隔塊的剖面?zhèn)纫晥D。
圖2是圖1的間隔塊的正視圖。
圖3是圖1的間隔塊的立體圖。
圖4是表示工件承受板的安裝結構的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖5是安裝了圖4所示工件承受板的鉗口墊片的正視圖。
圖6是夸大工件的形狀誤差來表示多個細長工件的固定狀態(tài)的示意俯視圖。
圖7是本發(fā)明的第2實施例的間隔塊的滑動臺的分解立體圖。
圖8是和第2實施例的間隔塊的圖1方向相同的剖面圖。
圖9是圖8所示間隔塊的俯視圖。
圖10是圖8所示間隔塊的與圖8垂直的方向的剖面圖。
符號說明1滑動臺；2滑動臺的滑動部；3基座；4立起設置在滑動臺上的引導突起；5滑動臺的引導面；8驅動楔；9驅動楔的驅動楔面；10使驅動楔復位的螺旋彈簧(コイルばね)；11內六角螺栓或螺釘；12插通孔；13從動楔面；14鉗口墊片；15引導槽；16鉗口墊片的工件把持面；17固定銷；18使鉗口墊片復位的復位彈簧；19鉗口墊片下邊的細槽；20嵌裝在該細槽中的彈性體；30安裝在鉗口墊片上的工件承受板；31埋頭螺釘；P埋頭螺釘的圓錐面；34球塞；55驅動驅動楔的活塞；60活塞的流體壓力室；L游隙。
具體實施例方式
圖1～圖3是表示本發(fā)明的間隔塊的一實施例的圖?；瑒优_1具有下面形成為朝下的C形斷面的滑動部2，該滑動部2可以自由滑動地嵌插在側面設有引導槽的虎鉗的基座上。滑動臺1的上面中央具有與滑動方向垂直的方向的厚板狀引導突起4，該引導突起的底部兩側的滑動臺上面形成為與滑動部2的滑動方向平行的引導面5。在引導突起4的上面中央設置螺紋孔6。
在驅動楔8的相對的兩外向面形成有多個朝下的階梯狀楔面9，在下部中央設置嵌合在引導突起4上的引導槽15。在驅動楔8的上面中央設置內六角螺栓11的插通孔12。插通在該插通孔中的內六角螺栓11旋合在滑動臺的螺紋孔6中，右旋內六角螺栓11時，向下方推動驅動楔8。向上方推動驅動楔8的螺旋彈簧10以插通于該內六角螺栓的狀態(tài)架設安裝在引導槽15的底面和引導突起4的上面之間。因此，通過左右轉動內六角螺栓11，驅動楔8沿著引導突起4的引導面升降。
在驅動楔8的兩側安裝著一對鉗口墊片14，并且使形成于背面的從動楔面13接觸驅動楔面9。在該鉗口墊片的兩側面中央立起設置固定銷17，以將兩端固定于兩側的鉗口墊片的固定銷17的狀態(tài)安裝著呈C形的復位彈簧18。鉗口墊片14的寬度尺寸和驅動楔8的寬度尺寸相等，通過使安裝于鉗口墊片14兩側的復位彈簧18接觸驅動楔8的兩側面，保持鉗口墊片14和驅動楔8的寬度方向的位置關系。
在鉗口墊片14的下面，在寬度方向設置細槽19，在該細槽中嵌插著圓形斷面塞繩狀橡膠質彈性體20。該彈性體20滑動接觸引導面5并從細槽19稍微突出。因此，在未把持工件的狀態(tài)下，在鉗口墊片14的下面和引導面5之間存在微小的游隙L。
圖中用想像線表示的保護罩21是把厚0.1～0.2mm的薄不銹鋼板彎曲成“コ”狀而形成的，用未圖示的小螺釘將兩側固定安裝在各自一側的鉗口墊片14的上緣。固定在兩側的鉗口墊片的兩個保護罩板21的背后側形成為重合狀態(tài)。在鉗口墊片14進退時，在該重合部分兩個保護罩板相互滑動。
在該實施例中，右旋內六角螺栓11時，驅動楔8下降(向滑動臺側移動)，使兩側的鉗口墊片14朝向外側進出，兩鉗口墊片間的滑動方向的尺寸變大。左旋內六角螺栓11時，驅動楔8憑借螺旋彈簧10的施力而上升，兩側的鉗口墊片14憑借復位彈簧18的施力向內側移動，兩鉗口墊片間的滑動方向的尺寸變小。
如圖6所示，在利用3臺以上的虎鉗40a、40b固定多個細長的工件42時，作為安裝在中間的虎鉗40b的間隔塊41b使用上述結構的間隔塊。在用兩端的虎鉗40a、40b固定多個工件42后，輕輕地將中間部的虎鉗40b緊固成工件不撓曲的程度，然后右旋各個間隔塊41b的內六角螺栓11，使兩側的鉗口墊片14接觸工件42。如果鉗口墊片14的一方先接觸工件42，則滑動部2滑動，滑動臺1移動，使相反側的鉗口墊片接觸此側的工件42。即，間隔塊41b的位置和工件把持方向的尺寸根據工件而被自動調整。
按上面所述自動調整中間部的虎鉗40b的所有間隔塊41b后，牢靠固定中間部的虎鉗40b，多個工件42通過3臺以上的虎鉗40a、40b被固定，并且不產生因虎鉗的把持力形成的撓曲。因此，在該狀態(tài)下進行工件42的加工，即使從虎鉗卸下工件42時，加工面的直線度和孔的加工位置等也不會產生偏差。
圖7～圖10是表示本發(fā)明的第2實施例的圖。該第2實施例是利用流體壓力(油壓或空氣壓)驅動驅動楔8的結構，滑動臺1由固定部件1a和滑動部件1b這兩個部件形成，引導突起4的引導面與鉗口墊片14的滑動方向平行，這三點和第1實施例不同。以下說明不同點。
滑動臺1由利用螺栓固定在虎鉗上的固定部件1a、和嵌插在該固定部件上并且在鉗口墊片14的滑動方向自由滑動的滑動部件1b形成(參照圖7)。固定部件1a形成為矩形板狀，具有用于插通固定螺栓的4個锪孔50。在固定部件1a的中央設置引導孔51。該引導孔的上半部是在滑動方向上較長的矩形，下半部是直徑與該矩形的長邊相等的圓形。滑動部件1b是通過將軸心設有螺紋孔6的圓筒上部從兩側刮掉形成引導突起4而形成的。引導孔51的矩形部分的寬度W和引導突起的寬度W相等，引導突起4以被限定寬度方向位置的狀態(tài)嵌插在引導孔51中。引導孔51的矩形的長邊方向的尺寸比引導突起4的對應部分的尺寸長，引導突起4僅可以移動該尺寸差部分，并且在固定部件1a上突出。即，引導孔51的矩形斷面部分成為滑動部2?；瑒硬考耐咕壊?3以在直徑方向具有所述尺寸差的游隙的狀態(tài)被引導孔51的圓部分收容。固定部件1a的上面成為鉗口墊片14的引導面5。
在驅動楔8的下部形成和鉗口墊片14的滑動方向平行的引導槽15，該引導槽15嵌合在引導突起4的上部。在驅動楔8的上部形成在與滑動方向垂直的方向細長的長圓斷面圓孔54，在該圓孔中嵌合著長圓形的活塞55。在從活塞55向下方延伸的活塞桿56的前端設置螺釘11，并旋合在滑動部件的螺紋孔6中。在圓孔54的上端安裝蓋57，并用C型卡子58固定在驅動楔8上。在活塞55和蓋57之間架設安裝著將驅動楔8向上方推動的螺旋彈簧10。在圓孔54的底部設置形成流體壓力室的盤狀凹部60。在驅動楔8的兩側面設置螺紋接頭孔61，該螺紋接頭孔61的里端連通著成為流體室的盤狀凹部60。在螺紋接頭孔61連接供給空氣壓力的可撓性導管。由于螺紋接頭孔61設有兩個，所以通過用可撓性導管順序連接多個間隔塊的螺紋接頭孔彼此間，可以用一個空氣壓力導管同時向多個間隔塊供給空氣壓力。62和63表示活塞及活塞桿的密封圈。
向螺紋接頭孔61供給空氣壓力，該空氣壓力有使活塞55上升的趨勢，但由于活塞55不能上升，所以驅動楔8下降，向外側推動兩側的鉗口墊片14。并且，在螺紋接頭孔61中釋放大氣，螺旋彈簧10使驅動楔8上升，向使兩側的鉗口墊片14接近的方向施力的復位彈簧18使鉗口墊片14朝向內側移動。
參照圖6說明以上說明的第2實施例的間隔塊的使用方法。對準工件42的把持位置把多個虎鉗40a、40b固定在機床的工作臺上，在這些虎鉗的兩端的鉗夾43a、43b之間配置必要數量的間隔塊41a、41b。兩端的虎鉗40a的間隔塊41a是以往使用的尺寸一定的間隔塊，限定這些間隔塊41a把持的多個工件42的間隔。中間的虎鉗40b的間隔塊41b在第2實施例的間隔塊中，這些多個間隔塊彼此通過兩端設有螺紋接頭的可撓性導管順序連接著，把最初的間隔塊的相反側的螺紋接頭孔61通過可撓性導管連接具有切換閥的空氣源。并且，最后的間隔塊的相反側的螺紋接頭孔61形成盲蓋。
在不向間隔塊41b供給動作空氣的狀態(tài)下安裝工件42，利用兩側的虎鉗40a固定其兩端。然后，向間隔塊41b供給動作空氣。利用該空氣壓力，各間隔塊的鉗口墊片14打開并在接觸工件42的狀態(tài)下停止。此時的工件的壓接力可以利用供給的空氣壓力進行設定。并且，此時，在各間隔塊41b的一方鉗口墊片先接觸工件時，滑動臺的滑動部件1b在固定部件1a上滑動并向相反側移動，在兩側的鉗口墊片14均接觸工件42的狀態(tài)下停止。這樣，在間隔塊41b處于限定多個工件42…的彼此間隔的狀態(tài)后，固定連接中間的虎鉗40b的鉗夾43b，牢靠固定多個工件42…。此時的鉗夾43b的強大的固定力想要推回間隔塊41b的鉗口墊片14，但是由于楔面9的自保持作用，鉗口墊片14抗拒虎鉗的緊固力，并保持工件42、42彼此間的間隔。在該狀態(tài)下進行各個工件的加工，在加工結束后，打開中間的虎鉗40b，釋放間隔塊41b的動作壓力，打開兩側的虎鉗40a，取下工件42…。
在間隔塊的鉗口墊片14的前面可以設置安裝未淬火卡爪或工件承受板的螺紋孔。圖4所示的鉗口墊片具有用于根據把持的工件固定未淬火卡爪或在把持面設有凹凸的爪的螺紋孔25；用于安裝工件承受板30的螺紋孔26。在安裝工件承受板30時，把頭部下面形成為圓錐面P的螺釘(埋頭螺釘)31以該圓錐面P從鉗口墊片14的前面突出的狀態(tài)旋合在該螺紋孔26上。工件承受板30具有貫通該埋頭螺釘的頭部32的貫通孔33；在該貫通孔的周面下方突出前端的球塞34。
在把埋頭螺釘31旋合在鉗口墊片14的狀態(tài)下，將其頭部32插入貫通孔33，把工件承受板30按壓在鉗口墊片14上時，在球塞34的滾珠越過埋頭螺釘頭部的最大直徑部分并接觸圓錐面P的狀態(tài)下安裝工件承受板30。在該安裝狀態(tài)下，工件承受板30憑借球塞34的施力，其下邊接觸滑動臺的引導面5，并且利用圓錐面P的傾斜形成為其背面被按壓在鉗口墊片的工件把持面16上的狀態(tài)。
深度尺寸較小的工件如圖4的想像線所示，以將把持端支撐在工件承受板30的上緣的狀態(tài)被把持著。如相關作用部分所述，工件承受板30滑動接觸滑動臺的引導面5，并且鉗口墊片14通過彈性體20以從該引導面稍微浮起的狀態(tài)滑動接觸。在鉗口墊片14把持工件時，通過把持反力，鉗口墊片14被向下方按壓，工件以被壓接在工件承受板30上的狀態(tài)被把持著。
通過使用以上說明的本發(fā)明的間隔塊，可以容易進行把多個工件固定在虎鉗的準確位置的作業(yè)。特別是在利用多個虎鉗把細長工件的多個部位固定在機床的工作臺上時，可以在工件不變形的情況下同時固定多個工件，能夠容易同時加工多個這種工件，具有可以大幅度降低加工工時及加工成本的效果。
權利要求
1.一種虎鉗的間隔塊，包括滑動臺(1)，具有在一個方向被引導的滑動部(2)、與該滑動部的滑動方向平行的引導面(5)、和與該引導面垂直地立起設置的引導突起(4)；在夾持所述引導突起的兩外向面形成驅動楔面(9)并嵌插在該引導突起上的驅動楔(8)；使該驅動楔在所述引導突起的引導方向進退的進退裝置(11、55、10)；背面具有滑動接觸所述驅動楔面的從動楔面(13)且下邊由所述引導面引導的一對鉗口墊片(14)；向使這對鉗口墊片彼此接近的方向施力的復位彈簧(18)。
2.根據權利要求1所述的間隔塊，其特征在于，驅動楔面(9)和從動楔面(13)是把多個楔面配置成階梯狀的多段楔面。
3.根據權利要求1所述的間隔塊，其特征在于，鉗口墊片(14)通過橡膠質彈性體(20)滑動接觸引導面(5)，該彈性體使鉗口墊片(14)從引導面(5)稍微離開。
4.根據權利要求1所述的間隔塊，其特征在于，具有設在鉗口墊片(14)的工件把持面的螺紋孔(26)；使頭部下面的圓錐面(P)露出，并旋合在該螺紋孔中的埋頭螺釘(31)；工件承受板(30)，其具有前端接觸該埋頭螺釘的所述圓錐面的球塞(34)，并且通過該球塞的施力被壓接在鉗口墊片的工件把持面(16)和滑動臺的引導面(5)上。
5.根據權利要求1所述的間隔塊，其特征在于，所述復位彈簧是配置在鉗口墊片(14)的兩側面0的Ω形、C形或U形的平面卷簧。
6.根據權利要求1所述的間隔塊，其特征在于，把在兩鉗口墊片(14)的背后側延伸的薄板型“コ”狀保護罩板(21)在兩鉗口墊片(14)上固定設置成使其背后部分重疊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在向虎鉗固定多個工件時用于保持相鄰工件的彼此間隔的間隔塊?？梢造`活對應各個工件的尺寸差異和有無撓曲，把多個工件固定在各自的固有位置上。本發(fā)明的間隔塊具有在虎鉗的把持方向被引導著的滑動臺(1)。在立起設置于該滑動臺的引導突起上嵌合著在兩外向面形成有驅動楔面(9)的驅動楔(8)，設有使該驅動楔在所述引導突起的立起設置方向進退的進退裝置(11)。在該驅動楔的兩側設置背面具有滑動接觸其楔面的從動楔面(13)的一對鉗口墊片(14)。并且，設有向使這對鉗口墊片彼此接近的方向施力的復位彈簧(18)。驅動楔面(9)和從動楔面(13)優(yōu)選形成為把多個楔面配置成階梯狀的多段楔面。
文檔編號B25B1/00GK1622866SQ0282866
公開日2005年6月1日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權日2002年3月28日
發(fā)明者安田嘉和 申請人:株式會社技術安田