УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ НА ОБРАБАТЫВАЮЩЕМ СТАНКЕ
DEVICE FOR SECURING BLANK IN TREATMENT MACHINE

Настоящее изобретение относится к устройству для закрепления заготовки на обрабатывающем станке.
Из уровня техники известно множество зажимных устройств для заготовок. Заготовки, обрабатываемые на станке, например пильном, сверлильном или фрезерном станке, в простейшем случае могут фиксироваться в требуемом положении на предназначенном для этого держателе станка с помощью струбцины. Кроме того, известны тиски с подвижными элементами, содержащие две перемещаемые посредством винтового привода зажимные губки для зажима заготовки и могущие крепиться на соответствующем держателе станка.
Недостатком известных технических решений является то, что они либо не обеспечивают надежной фиксации положения заготовки на соответствующем держателе станка, либо сопряжены с трудоемкостью зажатия заготовок с различающимися размерами, поскольку требуют нескольких совершающих пользователем нескольких манипуляций.
Задачей настоящего изобретения является создание нового устройства, обеспечивающего возможность быстрого и осуществляемого с малым числом манипуляций зажатия заготовки, обрабатываемой на станке.
Эта задача решается в устройстве для закрепления заготовки на обрабатывающем станке. Предлагаемое в изобретении устройство для закрепления заготовки на обрабатывающем станке, имеющем опорную плиту и/или держатель заготовки, содержит по меньшей мере один опорный элемент, выполненный с возможностью закрепления на станке с образованием упорной поверхности, зажимной рычаг, снабженный зажимной губкой и установленный с возможностью поворота относительно по меньшей мере одного опорного элемента в направлении заготовки для зажатия по меньшей мере на отдельном участке заготовки, причем по меньшей мере один опорный элемент выполнен с по меньшей мере одним гнездом, в котором расположен упомянутый зажимной рычаг с возможностью поворота и зажатия заготовки между упорной поверхностью и зажимной губкой.
Таким образом, в настоящем изобретении предлагается устройство, позволяющее пользователю быстро осуществлять одной рукой надежное зажатие обрабатываемых на станке заготовок разных размеров и геометрических форм.
В одном из вариантов осуществления изобретения зажимной рычаг имеет опорную перемычку, размещенную съемным образом в по меньшей мере одном гнезде.
Благодаря этому зажимной рычаг может быть в случае необходимости быстро и просто извлечен из гнезда.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одно гнездо снабжено по меньшей мере одним фиксатором для закрепления опорной перемычки.
Тем самым осуществляется фиксация положения опорной перемычки в соответствующем гнезде.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одно гнездо имеет U-образное поперечное сечение с радиальным отверстием, проходящим, по существу, параллельно оси поворота зажимного рычага, причем фиксатор выполнен в виде по меньшей мере двух обращенных друг к другу стопорных выступов, расположенных в области радиального отверстия.
Обращенные друг к другу стопорные выступы препятствуют самопроизвольному выскакиванию опорной перемычки из гнезда, выбранного пользователем.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения зажимной рычаг имеет рукоятку, причем опорная перемычка и рукоятка соединены продольными балками, расположенными по одной с обеих сторон перемычки и рукоятки.
Благодаря этому при нажатии на зажимной рычаг вниз в направлении поверхности основания или упорной поверхности устройства достигается сильное рычажное действие. Тем самым даже при незначительном приложении силы рукой пользователя заготовка зажимается с большим усилием.
В одном из вариантов осуществления изобретения зажимная губка расположена в поперечном направлении между продольными балками зажимного рычага, причем зажимная губка выполнена с трапециевидной зажимной поверхностью и задней поверхностью, края которых, обращенные в сторону от продольных балок, соединены между собой посредством закругленной зажимной кромки.
Трапециевидное исполнение зажимной поверхности позволяет уменьшить давление на единицу поверхности и тем самым избежать повреждения заготовки. При этом существует возможность вхождения по меньшей мере на отдельном участке зажимной поверхности и/или зажимной кромки в контакт с верхней поверхностью заготовки так, чтобы также обеспечивать сильное и надежное зажатие по меньшей мере на отдельном участке заготовок, имеющих по меньшей мере на отдельных участках одномерную или двумерную, то есть сферическую, кривизну поверхности.
В еще одном варианте осуществления изобретения зажимная губка выполнена по меньшей мере на отдельном участке полой, причем угол между зажимной поверхностью и задней поверхностью отличен от 0°.
Таким путем обеспечивается снижение массы устройства при одновременном сохранении устойчивости к механическим нагрузкам на почти неизменном уровне, благодаря чему становится возможным достижение высоких значений зажимного усилия. Кроме того, зажимное воздействие на заготовку дополнительно усиливается благодаря тому, что зажимная поверхность не является параллельной задней поверхности.
В одном из вариантов осуществления изобретения в по меньшей мере одном опорном элементе выполнено два гнезда, расположенных параллельно друг другу на расстоянии друг от друга.
Благодаря этому обеспечивается быстрая и простая пригонка устройства к заготовкам с разными размерами по высоте.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один опорный элемент выполнен с возможностью его крепления на опорной плите и/или держателе заготовки станка, в частности пильного, сверлильного или фрезерного станка, для обеспечения зажатия по меньшей мере на отдельном участке заготовки между зажимной губкой и опорной плитой и/или держателем заготовки станка путем поворотного зажимного рычага в направлении заготовки.
Благодаря этому устройство можно также использовать независимо от держателя заготовки любого станка.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения зажимной рычаг выполнен цельным из пластмассы, в частности пластмассы, армированной волокном.
Этим обеспечивается, прежде всего, малая масса устройства, что способствует повышению удобства работы с ним пользователя, особенно в условиях его применения как переносного устройства. Кроме того, данное устройство можно экономичным образом изготавливать большими партиями и с большим количеством изделий в партии. Далее, сравнительно низкая поверхностная твердость пластмасс уменьшает опасность повреждения зажатой заготовки.
В одном из вариантов осуществления изобретения зажимная поверхность и/или на зажимная кромка зажимной губки снабжена по меньшей мере на отдельном участке упругим материалом.
Благодаря этому улучшается возможность фиксации положения зажатой заготовки.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один опорный элемент выполнен состоящим из основной части и установленной на ней отдельной конструктивной детали, причем основная часть выполнена с возможностью закрепления на станке и с образованием по меньшей мере одной упорной поверхности.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет изготовить устройство для закрепления заготовки на обрабатывающем станке, в котором основа, служащая в качестве упора для заготовки, и опорный элемент, служащий для зажатия заготовки, могут быть выполнены как отдельные компоненты.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутая отдельная конструктивная деталь по меньшей мере одного опорного элемента установлена на основной части с возможностью продольного смещения.
Это дает возможность простым образом позиционировать опорный элемент относительно основной части, благодаря чему достигается улучшенное зажатие заготовки.
Кроме того, проблема, упомянутая в начале настоящей заявки, решается в обрабатывающем станке, в частности пильном, сверлильном или фрезерном станке, содержащем по меньшей мере одну опорную плиту и/или держатель заготовки, закрепленный на них по меньшей мере один опорный элемент, образующий упорную поверхность, зажимной рычаг, снабженный зажимной губкой и установленный с возможностью поворота относительно по меньшей мере одного опорного элемента в направлении заготовки для зажатия по меньшей мере на отдельном участке заготовки, причем по меньшей мере один опорный элемент выполнен с по меньшей мере одним гнездом, в котором расположен упомянутый зажимной рычаг с возможностью поворота и зажатия заготовки, расположенной на опорной плите и/или держателе заготовки между упорной поверхностью и зажимной губкой.
Тем самым обеспечивается возможность быстрого и надежного зажатия заготовки, расположенной для обработки на опорной плите или держателе станка, путем одной манипуляции пользователя.
Настоящее изобретение подробнее поясняется в приведенном ниже описании с помощью примеров осуществления, представленных на чертежах, на которых показано:
на фиг. 1 - перспективное изображение закрепленного на опорной плите станка устройства для зажатия обрабатываемой заготовки согласно первому варианту осуществления изобретения,
на фиг. 2 - перспективное изображение (местный вид сзади) устройства, показанного на фиг. 1,
на фиг. 3 - упрощенное изображение в поперечном разрезе устройства, показанного на фиг. 1 и 2,
на фиг. 4 - перспективное изображение станка, показанного на фиг. 1, с устройством для зажатия обрабатываемой заготовки согласно второму варианту осуществления изобретения.
На фиг. 1 показан пример обрабатывающего станка 10, выполненного в виде стационарной пильной машины (пильного станка), содержащей, например, пильный диск 12, устанавливаемый с возможностью вращения в вилке 14. Кроме того, обрабатывающий станок 10 также может быть выполнен, например, в виде сверлильного и/или фрезерного станка.
Вилка 14 установлена на стойке 16, показанной на чертеже в форме параллелепипеда и соединенной посредством основания 18 с опорной плитой 20 или держателем заготовки станка 10. Основание 18 выполнено с возможностью откидывания стойки 16 относительно вертикали для обеспечения опускания пильного полотна 12 в направлении опорной плиты 20 с целью осуществления резания. Кроме того, вилка 14 на стойке 16 выполнена с возможностью смещения в осевом направлении параллельно ее продольной средней оси.
Под пильным полотном 12 в опорной плите 20 предусмотрена продольная прорезь 22, в которую пильное полотно 12 по меньшей мере частично входит при откидывании стойки 16 или вертикальном опускании вилки 14. Этим обеспечивается возможность полного разрезания заготовки 24 посредством пильного полотна 12 без вхождения последнего в контакт с опорной плитой 20, что могло бы привести к значительным повреждениям пильного полотна 12 и/или опорной плиты 20. С этой целью ширина прорези 22 по меньшей мере незначительно превышает толщину пильного полотна 12. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения на стойке 16 устанавливается, например присоединяется на фланцах, электрический приводной двигатель 26, приводящий пильное полотно 12 во вращение посредством редуктора 28.
В области передней кромки 30 опорной плиты 20 предусмотрены, как показано на чертеже, две выемки 32, 34, имеющие, например, прямоугольные поперечные сечения. В эти выемки 32, 34 можно, например, вставить по одной зажимной лапке обычной струбцины, чтобы, например, надежно закрепить станок 10 на плите верстака путем затягивания струбцин.
В одном из вариантов осуществления изобретения на обрабатывающем станке 10 устанавливается показанное в качестве примера устройство 40 для зажатия или закрепления заготовки 24 или другой детали на опорной плите 20 станка 10. Данное устройство включает, например, по меньшей мере два опорных элемента 44, 46, каждый из которых содержит по одной основной части 42, имеющей в иллюстрируемом примере форму прямоугольного параллелепипеда.
Основная часть 42 опирается, например, своей опорной поверхностью 48 на опорную плиту 20 и закреплена на последней с помощью, например, двух крепежных элементов 50, 52, образующих с опорной плитой 20, например, резьбовое соединение. В альтернативных вариантах осуществления возможно крепление посредством, например, текстильных застежек (липучек), штыковых соединений или сильных магнитов. Основная часть 42 каждого из опорных элементов 44, 46 или каждый из этих элементов 44, 46 образует плоскую упорную поверхность 54 для зажимаемой заготовки 24. Опорная поверхность 48 и упорная поверхность 54 образуют друг с другом прямой угол.
В опорных элементах 44 и 46 предусмотрены, например, соответственно гнезда 56, 58 и 60, 62, выполненные одинаковым образом и имеющие, например, приблизительно U-образное поперечное сечение с радиальным отверстием, обращенным к стойке 16. Кроме того, каждое из четырех гнезд 56-62 выполнено открытым на торцах, причем гнезда 56, 58 и 60, 62 проходят параллельно друг другу на расстоянии друг от друга.
В верхнем гнезде 56 в опорном элементе 44 размещается, как показано на чертеже, опорная перемычка 64 зажимного рычага 66, выполненная в форме цилиндра или полого цилиндра с возможностью поворота вокруг оси 68 вращения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения опорная перемычка 64 может быть вщелкнута в одно из гнезд 56-62 с геометрическим замыканием и прессовой фиксацией. Зажимной рычаг 66 включает, далее, две проходящие приблизительно параллельно друг другу продольные балки 70, 72, между которыми расположены проходящие в поперечном направлении рукоятка 74 для пользователя и зажимная губка 76. Зажимная губка 76 содержит обращенную к заготовке 24 трапециевидную зажимную поверхность 78 и обращенную в сторону от нее и также трапециевидную заднюю поверхность 80, края 82, 84 которой, обращенные в сторону от продольных балок 70, 72, соединены посредством закругленной зажимной кромки 86. Зажимной рычаг 66 может быть по выбору вдавлен и вщелкнут в любое из гнезд 56-62, предусмотренных в опорных элементах 44, 46, так что обеспечивается легкая и быстрая пригонка устройства 40 к заготовкам, имеющим разную геометрию, в частности размеры по высоте и длине.
Нажатие на зажимной рычаг 66 вниз в направлении заготовки 24 или опорной поверхности 20 приводит к прочному зажатию и фиксации положения заготовки 24 посредством зажимной губки 76 между этой зажимной губкой 76 и упорной поверхностью 54 и/или этой зажимной губкой 76 и опорной плитой 20 для обработки на станке. Длина продольных балок 70, 72 обеспечивает очень высокое зажимное усилие уже при незначительном приложении силы пользователем, при этом необходимо, чтобы пользователь надежно и прочно удерживал зажимной рычаг 66 нажатым в течение всего процесса обработки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения рукоятка 74 выполнена таким образом, что обеспечивается возможность удобного манипулирования ею пользователем одной рукой.
Следует отметить, что крепление опорных элементов 44, 46 с помощью крепежных элементов 50, 52 на опорной плите 20 или держателе заготовки станка 10 показано лишь в качестве примера и не ограничивает настоящее изобретение. Напротив, устройство 40 может содержать собственный, предназначенный для него отдельный держатель заготовки, на котором крепятся или формируются опорные элементы 44, 46, причем этот держатель заготовки устройства 40 выполнен с возможностью крепления на опорной плите 20 и/или держателе заготовки станка 10. Таким образом, устройство 40 можно также использовать для зажатия заготовок независимо от станка 10. В альтернативном варианте осуществления станок 10 может быть оснащен устройством 40 уже на этапе изготовления.
На фиг. 2 показан опорный элемент 44 устройства 40, представленного на фиг. 1, содержащий гнездо 56, в котором, как видно из чертежа, установлен, посредством опорной перемычки 64 и с возможностью поворота вокруг оси 68 вращения, зажимной рычаг 66. Заготовка 24 прилегает к упорной поверхности 54 основной части 42 опорного элемента 44 и прочно зажимается в показанном положении посредством зажимной кромки 86 и зажимной поверхности 78 зажимной губки 76 при нажатии на зажимной рычаг 66 в направлении заготовки 24 как указано стрелкой 88. При этом задняя поверхность 80, служащая только для усиления зажимной губки 76, обращена в сторону от заготовки 24. Каждое из показанных на фиг. 2 и имеющих U-образное поперечное сечение гнезд 56, 58 опорного элемента 44 содержит радиальное отверстие 90, 92, обращенное в сторону от упорной поверхности 54 и проходящее параллельно оси 68 вращения, чем обеспечивается возможность вдавливания пользователем опорной перемычки 64 зажимного рычага 66 в одно из гнезд 56, 58 с обратной стороны. Для обеспечения возможности вдавливания опорной перемычки 64, расположенной между двумя продольными балками 70, 72, в одно из гнезд 56, 58 в предпочтительном варианте с фиксацией путем создания геометрического замыкания и прессовой фиксации каждое из этих гнезд снабжено фиксатором 94, 96.
Как показано в данном примере, каждый фиксатор 94, 96 содержит в области отверстий 90, 92 четыре стопорных выступа 98, причем в области каждого из отверстий 90, 92 предусмотрено по два стопорных выступа 98, расположенных друг напротив друга. Может предусмотреть и большее число стопорных выступов 98 большей ширины, в частности чтобы еще больше снизить опасность самопроизвольного выскакивания опорной перемычки 64 из гнезда, особенно при высоких зажимных усилиях. В альтернативном варианте в каждом отверстии 90, 92 могут быть также предусмотрены две проходящие насквозь стопорные планки, расположенные параллельно оси 68 вращения и так же, как и в предыдущем варианте, друг напротив друга. При этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения длина этих стопорных планок соответствует общей ширине гнезд 56, 58 в осевом направлении вдоль оси 68 вращения, чем достигается особенно эффективная фиксация положения путем стопорения между опорной перемычкой 64 и гнездами 56, 58. В другом альтернативном варианте стопорные планки могут занимать лишь отдельные участки вдоль общей ширины гнезд 56, 58. Конструктивное исполнение двух гнезд (60, 62 на фиг. 1) другого опорного элемента (46 на фиг. 1) соответствует конструктивному исполнению описанных выше гнезд 56, 58, причем здесь следует отметить, что в устройстве 40 может быть также предусмотрено более двух опорных элементов 44 (и 46 на фиг. 1), содержащих более двух гнезд каждый. Для повышения механической стабильности устройства 40 в предпочтительном варианте осуществления изобретения на опорных элементах 44, 46 предусмотрено по меньшей мере по одному дополнительному треугольному ребру жесткости (100 на фиг. 3).
На фиг. 3 показана заготовка 24, расположенная на опорной плите 20 станка 10, представленного на фиг. 1. С помощью зажимной губки 76, выполненной на зажимном рычаге 66, на эту заготовку оказывается давление в направлении упорной поверхности 54 опорного элемента 44, снабженного в устройстве 40 (фиг. 1 и 2) дополнительным треугольным ребром жесткости 100, в результате чего заготовка 24 прочно зажимается, или фиксируется, в показанном положении. Опорный элемент 44 или его основная часть 42 прилегает своей опорной поверхностью 48 к опорной плите 20.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения зажимной рычаг 66 и основная часть 42 опорного элемента 44 либо весь опорный элемент 44 (и 46 на фиг. 1) изготовлены цельными из пластмассы, в случае необходимости армированной волокном, например с помощью известного метода литья под давлением. В альтернативном варианте могут быть также использованы термореактивные пластмассы, армированные волокном. Цилиндрическая опорная перемычка 64 зажимного рычага 66 вводится в гнездо 56 как описано выше применительно к фиг. 2, при этом благодаря созданию геометрического замыкания стопорные выступы 98 препятствуют выскакиванию опорной перемычки 64 из гнезда 56. Если зажимной рычаг 66 устанавливается в нижнее гнездо 58, расположенное под верхним гнездом 56, то устройство 40 обеспечивает также возможность быстрого и надежного зажатия заготовок, имеющих меньший размер по высоте. В предпочтительном варианте осуществления изобретения рукоятка 74, предусмотренная на продольных балках 72 зажимного рычага 66, выполнена в виде полого цилиндра по соображениям снижения массы и экономии материала, но в альтернативном варианте осуществления она может быть выполнена и сплошной. Для еще большего усиления зажимного воздействия и предотвращения соскальзывания зажимной кромки 86 и/или зажимной поверхности 78 с заготовки 24, можно, в частности, предусмотреть по меньшей мере на отдельном участке зажимной кромки 86 и/или зажимной поверхности 78, упругий материал, например термопластичный эластомер (ТПЭ). Детали из ТПЭ можно, например, одновременно и, следовательно, экономично обрабатывать в ходе процесса их совместного литья под давлением при изготовлении устройства 40.
В одном из вариантов осуществления изобретения угол 102 между зажимной поверхностью 78 и задней поверхностью 80 зажимной губки 76 отличен от 0° и в иллюстрируемом примере составляет приблизительно 15°. Это позволяет быстро и надежно зажимать с помощью устройства 40 заготовки (например, заготовку 24), имеющие по меньшей мере на отдельном участке сильную положительную или отрицательную кривизну в поперечном сечении, поскольку происходит вхождение в контакт с заготовкой 24 закругленной зажимной кромки 86 и/или зажимной поверхности 78 зажимной губки 76. Зажимная поверхность 78 и задняя поверхность 80 плавно переходят в закругленную кромку 86 в области своих краев 82, 84. В предпочтительном варианте осуществления изобретения зажимная губка 76, включающая зажимную поверхность 78, заднюю поверхность 80 и зажимную кромку 86, выполняется по меньшей мере на отдельном участке полой из соображений уменьшения массы и в случае необходимости усиливается ребрами жесткости.
На фиг. 4 представлен станок 10, показанный на фиг. 1, с выполненным согласно альтернативному варианту осуществления изобретения устройством 40 для зажатия или закрепления заготовки 24 или другой детали, расположенной на опорной плите 20 станка 10. В этом случае по меньшей мере один из двух опорных элементов 44, 46 выполнен как отдельная конструктивная деталь относительно соответствующей основной части 42.
В иллюстрируемом примере опорный элемент 46 и основная часть 42 выполнены как отдельные конструктивные детали, при этом, в частности, основная часть 42 образует упорную поверхность 54 для базирования заготовки 24. Следует, однако, отметить, что возможно исполнение в виде отдельных конструктивных деталей и опорного элемента 44 и основной части 42.
В иллюстрируемом примере основная часть 42 содержит по меньшей мере на своей стороне 41, обращенной к опорному элементу 46, направляющий элемент 43, на котором опорный элемент 46 установлен с возможностью продольного смещения в направлении, указанном стрелкой 45. В иллюстрируемом примере направляющий элемент 43 выполнен в виде направляющего паза или канала, в который входит с зацеплением, например, предусмотренный на опорном элементе 46 направляющий стержень, обеспечивающий возможность соответствующего смещения в продольном направлении.
Следует отметить, что в данном варианте осуществления изобретения, как и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, основная часть 42 заканчивается по меньшей мере в основном на опорной плите 20. Для улучшения размещения или поддержки заготовки 24 на основной части 42 последнюю можно удлинить за пределы опорной плиты, как указано стрелками 49.