TWI395638B - 滾圓治具及滾圓方法 - Google Patents

Description

滾圓治具及滾圓方法

本發明涉及工件加工領域，尤其關於一種用於將工件進行滾圓加工之治具及滾圓方法。

外圓磨床被廣泛用於將各種形狀之工件研磨成圓形(請參見“High Efficiency Deep Grinding of a Low Alloy Steel with Plated CBN Wheels”,CIRP Annals-Manufacturing Technology,pp.241-244,Volume 51,Issue 1,2002)，其原理為使用一對中空之夾具，用真空泵將一個夾具內抽真空而將待磨圓之工件吸附於該中空夾具上，然後再將另一夾具靠近工件之另一側而將工件夾持固定住，而後利用砂輪來研磨該工件。此種外圓磨床可廣泛應用於一般形狀工件之滾圓或磨圓，但此種機構一次僅能研磨一個工件，產能過低，效率不佳。另外，此種磨床需要採用人工方式或機械手臂將待磨圓工件設置於兩個夾具之間，易造成待磨圓工件之放置位置產生偏差而降低磨圓精度。

有鑒於此，有必要提供一種可有效提高加工效率及精度之滾圓治具及滾圓方法。

一種滾圓治具，用於同時滾圓複數工件，其包括一夾持機構及一基台。該夾持機構包括第一夾持部及第二夾持部。第一夾持部包括一第一旋桿及與該第一旋桿一端連接之第一驅動器，該第一旋桿之另一端為一自由端，該 第一旋桿之自由端具有一具有彈性之第一接觸件，該第一驅動器用於驅動該第一旋桿旋轉。該第二夾持部包括一第二旋桿及與該第二旋桿一端連接之第二驅動器，該第二旋桿之另一端為一自由端，該第二旋桿之自由端具有一具有彈性之第二接觸件，該第二旋桿之自由端與該第一旋桿之自由端正對，且該第二旋桿與該第一旋桿之中心軸位於同一條直線上，該第二驅動器用於驅動該第二旋桿旋轉。該基台之表面開設有一凹槽，該凹槽用於使該複數工件緊密排列於其內。該第一接觸件及第二接觸件分別用於與該複數工件中位於兩端之工件接觸，該第一接觸件與該第二接觸件相互配合用於夾緊該複數工件、使該複數工件脫離該基台並帶動該複數工件旋轉。

一種採用上述之滾圓治具之滾圓方法，用於滾圓複數工件，其包括以下步驟：將該複數工件置入該基台之凹槽內，並使該複數工件緊密排列於該凹槽內；採用該第一旋桿之自由端之第一接觸件及第二旋桿之自由端之自由端將緊密排列於該基台之凹槽內之該複數工件夾緊；移走該基台，採用一滾圓砂輪對該複數工件進行滾圓，得到圓形之成品工件。

相對於先前技術，該滾圓治具及滾圓方法採用基台，將複數工件緊密排列於基台之凹槽內，然後使第一夾持部及第二夾持部夾持緊密排列於基台之凹槽內之工件，而後採用滾圓砂輪對工件進行滾圓，避免了採用人工方式及機械手臂放置工件造成之位置偏差，提高了滾圓精度。另外，該滾圓治具及滾圓方法一次可滾圓複數工件，提高了滾圓效率。

12‧‧‧夾持機構

126‧‧‧第一驅動器

14‧‧‧基台

128‧‧‧第一旋桿

16‧‧‧頂塊

130‧‧‧第一接觸件

18‧‧‧滾圓砂輪

132‧‧‧第二驅動器

26‧‧‧第一驅動器

134‧‧‧第二旋桿

30‧‧‧工件

136‧‧‧第二接觸件

100‧‧‧滾圓治具

142‧‧‧表面

122‧‧‧第一夾持部

144‧‧‧凹槽

124‧‧‧第二夾持部

146‧‧‧斜面

圖1係本發明第一實施例提供之滾圓治具之示意圖。

圖2係本發明第二實施例提供之利用圖1之滾圓治具之滾圓方法之流程圖。

圖3至圖5係本發明第二實施例提供之利用圖1之滾圓治具進行滾圓之過程示 意圖。

下面將結合附圖，對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一滾圓治具100。該滾圓治具100包括一夾持機構12及一基台14。該夾持機構12用在於滾圓製程中夾持緊密排列在一起之工件30，本實施例中該工件30為方形。

該夾持機構12包括一第一夾持部122及第二夾持部124。該第一夾持部122包括一第一驅動器126、一第一旋桿128以及一第一接觸件130。

該第一驅動器126與該第一旋桿128之一端連接，用於驅動第一旋桿128繞第一旋桿128之中心軸旋轉。該第一旋桿128之另一端之端面固定有第一接觸件130，該第一接觸件130用在於夾持機構12夾持工件30時與工件30接觸。

該第二夾持部124包括一第二驅動器132、一第二旋桿134以及一第二接觸件136。該第二驅動器132與該第二旋桿134之一端連接，用於驅動第二旋桿134繞第二旋桿134之中心軸旋轉。該第二旋桿134之另一端之端面固定有第二接觸件136，該第二接觸件136用在於夾持機構12夾持工件30時與工件30接觸。

該第一接觸件130及第二接觸件136之材料為彈性材料，如橡膠或彈性環氧樹脂材料等。

該第一夾持部122與該第二夾持部124相對設置，其中該第一旋桿128及第二旋桿134之中心軸位於同一直線上。該第一接觸件130及第二接觸件136正對設置，用於接觸並夾持工件30。第二夾持部124可沿第二旋桿134之中心軸方向移動，即第二接觸件136可沿靠近及遠離第一接觸件130之方向移 動，以使該夾持機構12可夾持不同數量及不同厚度之工件30。可以理解，該第一夾持部122也可設計成可於第一旋桿128中心軸方向上向靠近及遠離第二夾持部124移動之結構，並不限於本實施例。

該基台14為長方體狀，該基台14之表面142開設有一V形之凹槽144，該V形凹槽144用於承載工件30。凹槽144之側壁為二相互垂直之斜面146，工件30之兩相鄰側面緊貼該兩斜面146放置。本實施例中，優選該二斜面146與基台14之表面142所於平面之夾角均為45度，以使工件30放置於凹槽144內時更加穩固，不易發生傾斜。可以理解，二斜面146之夾角也可為其他角度，可根據工件30之具體形狀來確定。

該滾圓治具100進一步包括兩個頂塊16，該頂塊16為圓柱狀，其徑向截面之半徑與工件30預設滾圓後成品之圓形工件之半徑相等。該頂塊16之材料可為金屬等比重較大之材料，如鐵、銅、不銹鋼等。當複數工件30疊合形成一工件組並放置於凹槽144內時，兩個頂塊16分別抵靠於該複數工件30形成之工件組之兩個端面，頂塊16之軸向與V形凹槽144之延伸方向相同，以使工件緊密排列於凹槽144內。另外，因為頂塊16之徑向截面之半徑與工件30經滾圓後之成品圓形工件之半徑相等，所以，可將工件30與頂塊16比較，以確定工件30之尺寸大小是否合適，即工件30是否可被滾圓成合乎規格之圓形成品工件。

請參閱圖2，本發明第二實施例提供一種利用圖1之滾圓治具100對複數工件30進行滾圓之方法，其包括以下步驟：

(1)將複數待滾圓工件30置入基台14之凹槽144內，並使工件30疊合排列於凹槽144內。

(2)將第一夾持部122之第一接觸件130及第二夾持部124之第二接觸件136 分別接觸該複數工件30中位於最外側之兩個工件30，並將該複數工件30夾緊。

(3)移走該基台14，並利用一滾圓砂輪18(如圖5中之滾圓砂輪18)對工件進行滾圓，得到圓形之成品工件。

請參閱圖1及圖3至圖5，利用滾圓治具100對複數工件滾圓之具體過程如下：

於步驟(1)中，將複數待滾圓工件30置入基台14之凹槽144內，並使頂塊16抵靠該複數工件30中位於最外側之兩個工件30，使複數工件30相互靠近，進而緊密排列於凹槽144內。

於步驟(2)中，將第一夾持部122之第一接觸件130及第二夾持部124之第二接觸件136分別靠近該兩個頂塊16之端面。於第一接觸件130及第二接觸件136分別接觸兩個頂塊16，但並未對兩個頂塊16產生壓力時，將兩個頂塊16移走。然後，使第一接觸件130及第二接觸件136分別與該複數工件30中位於最外側之兩個工件30接觸並夾緊該工件組。本實施例中，該第一夾持部122之第一旋桿128之中心軸、第二夾持部124之第二旋桿134之中心軸以及複數工件30之中心軸位於同一條直線上。

可以理解，該頂塊16也可於步驟(1)完成之後，步驟(2)開始之前移走，並不限於本實施例。

於步驟(3)中，將基台14移走，亦即將複數工件30與基台14分離，此時，該複數工件30於第一夾持部122及第二夾持部124之夾持下被固定。

提供一滾圓砂輪18，該滾圓砂輪18與一驅動裝置(圖未示)相連，該驅動裝置用於驅動該滾圓砂輪18旋轉，該滾圓砂輪18之旋轉軸與第一旋桿128之中心軸平行。

控制該驅動裝置驅動該滾圓砂輪18旋轉，同時，控制第一驅動器126及第二驅動器132分別帶動第一旋桿128及第二旋桿134旋轉。從第一驅動器26之端部方向觀察，第一旋桿128、第二旋桿134以及滾圓砂輪18之旋轉方向相同，如第一旋桿128、第二旋桿134以及滾圓砂輪18之旋轉方向皆為順時針方向；第一旋桿128與第二旋桿134之旋轉角速度相同。將該滾圓砂輪18靠近該工件組，對工件30進行滾圓，從而得到圓形之成品工件。

相對於先前技術，該滾圓治具100採用基台14，將複數工件30緊密排列於基台14之凹槽144內，然後使第一夾持部122及第二夾持部124夾持緊密排列於基台14之凹槽144內之工件30，而後採用滾圓砂輪18對工件30進行滾圓，避免了採用人工方式及機械手臂放置工件30造成之位置偏差，提高了滾圓精度。另外，該滾圓治具100一次可滾圓複數工件30，提高了滾圓效率。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

14‧‧‧基台

16‧‧‧頂塊

26‧‧‧第一驅動器

30‧‧‧工件

122‧‧‧第一夾持部

124‧‧‧第二夾持部

126‧‧‧第一驅動器

128‧‧‧第一旋桿

130‧‧‧第一接觸件

132‧‧‧第二驅動器

134‧‧‧第二旋桿

136‧‧‧第二接觸件

Claims (5)

1. 一種滾圓治具，用於同時滾圓複數工件，其包括一夾持機構，該夾持機構包括：第一夾持部，該第一夾持部包括一第一旋桿及與該第一旋桿一端連接之第一驅動器，該第一旋桿之另一端為一自由端，該第一驅動器用於驅動該第一旋桿旋轉；第二夾持部，該第二夾持部包括一第二旋桿及與該第二旋桿一端連接之第二驅動器，該第二旋桿之另一端為一自由端，該第二旋桿之自由端與該第一旋桿之自由端正對，且該第二旋桿與該第一旋桿之中心軸位於同一條直線上，該第二驅動器用於驅動該第二旋桿旋轉；一基台，該基台之表面開設有一凹槽，該凹槽用於使該複數工件緊密排列於其內；該第一旋桿之自由端具有一具有彈性之第一接觸件，第二旋桿之自由端具有一具有彈性之第二接觸件，該第一接觸件及第二接觸件分別用於與該複數工件中位於兩端之工件接觸，該第一接觸件與該第二接觸件相互配合用於夾緊該複數工件、使該複數工件脫離該基台並帶動該複數工件旋轉；兩個頂塊，該頂塊為圓柱狀，其徑向截面之半徑與工件預設滾圓後成品之圓形工件之半徑相等，當複數工件疊合形成一工件組並放置於凹槽內時，兩個頂塊用於分別抵靠於該複數工件形成之工件組之兩個端面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓治具，其中，該第一接觸件及第二接觸件之材料為橡膠或彈性環氧樹脂材料。
3. 一種採用如申請專利範圍第1或2項所述之滾圓治具之滾圓方法，用於滾圓複數工件，其包括以下步驟： 將該複數工件置入該基台之凹槽內，並使該複數工件緊密排列於該凹槽內，於該複數工件排列方向上之兩端分別抵靠有一個頂塊，用於擠壓該複數工件使其緊密排列於該凹槽內，該頂塊之形狀為圓柱狀，且該頂塊之徑向截面之半徑與該工件之預設滾圓後成品之半徑相等，以判斷該複數工件是否符合滾圓要求；採用該第一旋桿之自由端之第一接觸件及第二旋桿之自由端之自由端將緊密排列於該基台之凹槽內之該複數工件夾緊；移走該基台，採用一滾圓砂輪對該複數工件進行滾圓，得到圓形之成品工件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之滾圓方法，其中，該凹槽為由相互成一預設角度之兩個斜面形成之截面為V形之凹槽，該V形凹槽之形狀與該複數工件之形狀相匹配，在將該複數工件置入該凹槽內之步驟中，該複數工件之相鄰兩側面分別緊貼該凹槽之兩斜面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之滾圓方法，其中，進一步包括一步驟，頂塊擠壓該複數工件緊密排列於該凹槽內後，將該頂塊取走。