[发明专利]使工件固紧于机床工作台的装置

说明书

本发明涉及一种相对于机床工作台上的一基准点的精确定位关系将工件固定在机床工作台进行加工的装置。该装置包括一个可移动地承受所述加工工件的工件承接装置，还有第一定位装置，它包括有开在所述工件承接装置上的第一组定位孔和设置在机床工作台上的第一组定位销，上述的第一组定位孔与第一组定位销相互配合从而在X和Y方向上确定出工件承接装置的位置。

机床加工的工件常常需要精确地知道相对于机床工作区域确定的关系进行固紧，尤其是相对于机床的工作台。特别是在两个垂直相交的方向上即X方向和Y方向上获知正确而精确的定位，以及绕Z轴的转动基准，即该轴垂直穿过X轴和Y轴构成的截面。另外，有时也需要让工件相对于上述Z轴精确定位，即在高于X-Y平面并且平行于X-Y平面精确定位。

在现有技术中公知的工件定位装置只适于对较小的工件进行定位。这些定位装置包括一个承受工件加工的工件承接装置，还有一个装在机床工作台上的基础件，它与所述的工件承接装置相配合。定位由一系列设置在所述基础件上凸起的定位销实现，这些定位销与设置在工件承接装置上的相对应的定位孔相配合;当工件承接装置装配在基础件上时，定位销穿过定位孔，从而确定出连在工件承接装置上的工件的中心。

沿Z轴方向的定位暂不考虑，设置两对相配的销和孔基本上就够用了;第一对能在X和Y方向定位，第二对与第一对相配合可确定出绕Z轴的方位角。

已知的工件定位装置必不可少的是安置在一端和另一端的定位销，就相互关系位置而论，这些定位销是一一对应关系而精确设置的。换句话说，两个定位销间的距离与相配的定位孔的间距必须绝对相等才能在定位销与定位孔之间构成的无害的配合，从而实现工件承接装置相对于基础件的预期定位（该位置是已知的）。其结果是这些部件一定会加工出极高的精度，特别是在工件的电腐蚀加工领域内更要有极高的定位精度。然而，即使是对小工件，加工如此高精度的定位装置的造价也是非常昂贵并且费时的。再而，这种已知的装置还常常产生超定位，特别是使用锥形定位销时，因为在这种情况下两对定位销与定位锥孔各自独立确定X-Y位置。

这些问题和缺点在对大型工件进行精确定位时尤为严重。为了使工件稳定和牢固定位，定位销和定位孔的间距应尽可能选得大些。然而，即使每对定位销和定位孔之间的距离在20至40厘米之间，但由于工件承接装置与基础件之间因受热不同而产生的热胀冷缩也会产生偏差。这样，一个或另一个定位销与相应定位孔的正常配合将会被损害。其结果无法长期保证精密机床加工所需的高定位精度。

当不同的工件承接装置连在一个基础件和另一个与之相同的基础件上时可能出现另一个问题，就是工件承接装置可能会以不同的加工批量生产，因而没有相同的尺寸精度。即使它们的尺寸偏差可能很小，仍然会严重影响与基础件精确定位相关的工件承接装置的定位精度，这种影响无法让精密加工机床承受。

英国专利NO.2033263公开了一种将工件固定在机床工作台的精确部位的装置，包括一个工件承接装置，被加工的工件松置其上并且设置与定位销相对应的定位凹槽，定位销相应安置在加工装置的工作台上并凸出其表面。特别是，该装置含有一个带四条V形槽的工件承接夹板，V形槽开设在上述夹板的四角区域;这些V形槽相当于前面提到的定位孔。V形槽与相应安置的V形块相配于X和Y方向以确定出夹板的位置。这样一来，一组四对销-孔相对安置很远并完成整体定位功能。对于熟悉本领域现有技术的每个技术人员来说是很明显的：机床工作台上夹板的定位精度完全依赖于加工精度及V形槽与V形块的实际位置。这种设计是超定位的。而且夹板上的一个V形槽的位置即使有极小的偏差也将破坏与机床工作台相应的夹板的定位精度。如果使用出自不同的批量的夹板或在不同温度下使用，很容易产生这样的偏差。

德国专利NO.3115586公开了一种可使夹板换向并定位的装置。该装置包括一个传送轨道，其上装有一个夹板，夹板上带有一个装在夹板的承接和加工工位的工件。夹板安装到位后便一直下移，直到靠在Z轴中心定位销的上表面为止，然而，该定心销在X或Y方向没有任何定心和定位功能。另一方面，在夹板下移的过程中，锥形定心销插入锥形定心套中与之相配。这些定心套在轴向有弹性，但在径向是刚性的。因此该德国专利能够达到“在定心销的径向给夹板以精确定位”。