TWI590899B - Processing fixture coupling device - Google Patents

Description

加工治具的聯結裝置

本發明係與加工治具有關；特別是指一種加工治具的聯結裝置。

按，加工治具的作用在於具有重複利用性及製品準確重製的特性，可用於生產大量瑕疵少、變異性低的良品。已知加工治具因加工方法及用途不同而有多種結構型態。以放電加工使用的加工治具為例，通常為設置於放電加工機台中，並連通加工電源，再透過一聯結裝置，與該加工治具結合，待加工金屬件則是設置於聯結裝置，藉以方便取下該聯結裝置與該待加工金屬件並重新換裝。

圖1所示為習用的加工治具之聯結裝置1，包含一基座10、一套管12、複數個滾珠14與一活塞座16。該基座10供設置加待加工金屬件，該基座10具有一容室102與一穿孔104連通該容室102與該基座10外部。該套管12與該基座10結合且設於該穿孔104。該套管12具有複數個貫孔122，該些貫孔122供容置該些滾珠14。該活塞座16位於該容室102中，可移動地套設於該套管12，該活塞座16具有一內環面面對該套管的外環面，該內環面具一環槽162與一平整的斜面164。藉此，在該活塞座16移動至該環槽162對應該些滾珠14的位置時，該加工治具18的拉栓182即可順利地進出該套管12。在該拉栓182進入該套管12的過程中，該拉栓18的頭部182a頂推該些滾珠14，使該拉 栓18順利地進入該套管12中。接著，驅動該活塞座16移動至該斜面164抵接於該些滾珠14後，該活塞座16的斜面164推抵滾珠14壓制該182上的錐段182b，以固定該拉栓182，使該加工治具18與該聯結裝置1結合。

請配合圖2所示，由於該斜面164與各該滾珠14之間為單點的接觸，該斜面164與各該滾珠14抵接的力量將集中在滾珠14與該斜面164的接觸點上，當該聯結裝置1遭遇側向外力時，力量將作用於該斜面164上的單點，如此，容易使得該斜面164的表面受損而凹陷，導致該聯結裝置1與該加工治具18結合上的誤差，而影響待加工金屬件之加工精度。

有鑑於此，本發明之目的用於提供一種加工治具的聯結裝置，可確保待加工之工件的加工精度。

緣以達成上述目的，本發明所提供加工治具的聯結裝置，包含一基座、一套管、複數個滾珠與一活塞座。其中，該基座具有一容室及一穿孔連通該容室與該基座外部；該套管與該基座結合且設置於該穿孔中，該套管具有複數個貫孔；該些滾珠可移動地設置於該套管之各該貫孔中；該活塞座位於該容室中，該活塞座套設於該套管外部，且可沿該套管之軸向於一第一位置與一第二位置移動，該活塞座具有一內環面面對該套管的外環面，且自該內環面凹陷形成一環槽，該活塞座位於該第一位置時，該些滾珠之一部分落於該環槽中，該活塞座之該內環面更包括有一頂抵面，該活塞座位於該第二位置時，該頂抵面與各個滾珠之間以大於單點接觸方式抵接。

本發明之效果在於利用活塞座上的頂抵面與 滾珠形成大於單點的接觸，可讓頂抵面所受的力分散於多點，避免頂抵面受損，進而確保待加工之工件的加工精度。

〔習用〕

1‧‧‧聯結裝置

10‧‧‧基座

102‧‧‧容室

104‧‧‧穿孔

12‧‧‧套管

122‧‧‧貫孔

14‧‧‧滾珠

16‧‧‧活塞座

162‧‧‧環槽

164‧‧‧斜面

18‧‧‧加工治具

182‧‧‧拉栓

182a‧‧‧頭部

〔本發明〕

2‧‧‧聯結裝置

20‧‧‧基座

22‧‧‧頂座

24‧‧‧底座

242‧‧‧容室

244‧‧‧穿孔

26‧‧‧套管

262‧‧‧貫孔

28‧‧‧滾珠

28a‧‧‧參考面

282‧‧‧第一半球

284‧‧‧第二半球

30‧‧‧活塞座

32‧‧‧環座

322‧‧‧環槽

34‧‧‧壓制環

342‧‧‧凹槽

344‧‧‧第一擋面

36‧‧‧抵接環

362‧‧‧凹槽

364‧‧‧頂抵面

364a‧‧‧凹狀表面

364b‧‧‧平面狀表面

38‧‧‧主體

382‧‧‧第二擋面

40‧‧‧抵接環

402‧‧‧頂抵面

402a‧‧‧斜面

402b‧‧‧凹狀表面

402c‧‧‧切線

404‧‧‧環槽

42‧‧‧頂抵面

422‧‧‧凹狀表面

44‧‧‧頂抵面

442‧‧‧凹狀表面

442a‧‧‧斜面

P1‧‧‧第一位置

P2‧‧‧第二位置

θ‧‧‧夾角

3‧‧‧加工治具

46‧‧‧拉栓

462‧‧‧頭部

464‧‧‧錐段

圖1係習用的加工治具的聯結裝置剖示圖。

圖2圖1之局部放大圖。

圖3係本發明第一較佳實施例之加工治具的聯結裝置立體圖。

圖4係上述第一較佳實施例之加工治具的聯結裝置分解圖。

圖5係第一較佳實施例之加工治具的聯結裝置剖示圖，揭示活塞座位於第一位置。

圖6係第一較佳實施例之加工治具的聯結裝置剖示圖，揭示活塞座位於第二位置。

圖7係圖6之局部放大圖。

圖8係一示意圖，揭示滾珠抵接頂抵面的平面狀表面。

圖9係本發明第二較佳實施例之局部放大圖。

圖10係一示意圖，揭示第二較佳實施例之滾珠抵接頂抵面的斜面。

圖11係一示意圖，揭示頂抵面的一實施態樣。

圖12係一示意圖，揭示頂抵面的另一實施態樣。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后，請參圖3至圖7所示，為本發明第一較佳實施例之加工治具的聯結裝置2，包含有一基座20、 一套管26、複數個滾珠28與一活塞座30。該加工治具3包括有一拉栓46，該拉栓46具有一頭部462以及一錐段464。

該基座20係由一頂座22與一底座24對合而成，該頂座22供設置待加工的工件(圖未示)，該底座24供與該加工治具3表面接觸。該底座24具有一容室242及一穿孔244連通該容室242內部與該基座20外部。

該套管26的一部分穿入該底座24的穿孔244，一端位於該容室242中，另一端朝向該底座24外部且與該穿孔244之孔壁以螺紋結合的方式結合。該套管26沿徑向設有複數個貫孔貫穿其管壁。

該些滾珠28設置於該套管26的各該貫孔262中，各該滾珠28定義有一通過圓心且垂直於該套管26軸向的參考面28a，各該滾珠28以該參考面28a為中心區分有一第一半球282與一第二半球284。

該活塞座30位於該容室242中，包含有一環座32與一主體38，其中，該環座32包括有一壓制環34與一抵接環36，該壓制環34及該抵接環36可移動地套設於套管26，且該壓制環34及該抵接環36的內環面面對該套管26的外環面。該主體38結合於該壓制環34的外環面，且該主體38的外周面抵接該基座20之該容室242的壁面並可沿該容室242的壁面上、下移動。該壓制環34具有一第一擋面344，該主體38具有一第二擋面382，該第一擋面344與該第二擋面382共同夾持該抵接環36。藉此，該活塞座30將該容室242分隔成二個空間，利用改變二個空間的壓力差可驅動該活塞座30沿著該套管26的軸向往復移動，至於如何驅動該活塞座30移動非本發明之重點，於此容不贅述。

此外，該壓制環34及該抵接環36的內環面分 別凹陷形成相通的一凹槽342,362。該壓制環34及該抵接環36的內環面共同構成該環座32的內環面，該二凹槽342,362共同構成該環座32之一環槽322。此外，該抵接環36的內環面上更包括有一頂抵面364與該環槽322相鄰，本實施例中，該頂抵面364包括一凹狀表面364a與一平面狀表面364b。其中，該凹狀表面364a系呈凹弧面，且該凹狀表面364a之曲率半徑實質上不小於各該滾珠28之半徑。該平面狀表面364b位於該環槽322與該凹狀表面364a之間，該平面狀表面364b鄰接該環槽322與該凹狀表面364a，且該平面狀表面364b係平行於該套管26的軸向。

透過上述之結構，該活塞座30受驅動於圖5所示之一第一位置P1與圖6所示之一第二位置P2間移動。該活塞座30位於該第一位置P1時，該些滾珠28呈可活動之狀態，該拉栓46穿入該套管26後，該拉栓46之頭部462頂抵該些滾珠28使各該之一部分落於該環槽322中(圖5參照)。當該活塞座30移動至該第二位置P2時，各該滾珠28受該抵接環36推擠而突伸出該套管26的內環面，並抵接該拉栓46上的錐段464，該頂抵面364的凹狀表面364a抵接各該滾珠的該第二半球284，而該平面狀表面364b對應各該滾珠28的該第一半球282(圖6、圖7參照)。

請配合圖7所示，由於該凹狀表面364a之曲率半徑不小於各該滾珠28之曲率半徑，因此，該凹狀表面364a與各該滾珠28之間形成多點接觸，穩固地夾持該拉栓46。在對工件進行加工的過程中，當該基座20承受側向外力時，作用於該頂抵面的力量將被分散至與各該滾珠28的該凹狀表面之接觸點上，因此可避免單點接觸造成力量直接作用於單點而造成該頂抵面364結構上的損壞。

更值得一提的是，當該基座20所承受的側向 外力更大，致使該聯結裝置2偏移，造成滾珠28被該拉栓46推移時，該頂抵面364的平面狀表面364b將抵接於滾珠28(圖8參照)，此時，該平面狀表面364b提供一反作用力，與該拉栓46所提供之力量相抵，如此，可有效地限制該聯結裝置2的偏移量，以增加工件加工上的精度。

圖9所示為本發明第二較佳實施例之聯結裝置的局部放大圖，本實施例的聯結裝置具有大致相同於第一實施例之結構，不同的是，該抵接環40的頂抵面402包括有一斜面402a位於該環槽404與該凹狀表面402b之間，且該斜面402a鄰接該環槽404與該凹狀表面402b，且該斜面402a係自該凹狀表面402b往該環槽404的方向朝該套管26傾斜。該凹狀表面402b定義有一平行於該套管26軸向的切線402c，該斜面402a與該切線402c形成一夾角θ。該活塞座位於該第二位置P2時，該斜面402a對應各該滾珠28的該第一半球282，該凹狀表面402b對應各該滾珠28的該第二半球284。較佳地，該夾角θ的角度不大於3度，以使該抵接環40在沿過各該滾珠28表面移動時，可平順地移動。

該凹狀表面402b同樣與各該滾珠28之間形成多點接觸，其效果與第一實施例相同。更值得一提的是，當該基座20承受的側向外力致使該聯結裝置偏移，滾珠28被該拉栓46的推移時，該頂抵面402的斜面402a將抵接於滾珠28的表面(圖10參照)，該斜面402a與該凹狀表面402b更能共同地限制該滾珠28位移，提供更佳地穩定滾珠28之效果，藉此，該基座20承受更大的側向力量時也能有效限制該聯結裝置的偏移量。

以下再說明活塞座的頂抵面與滾珠形成大於單點接觸的其它結構態樣如後，請參圖11所示，該頂抵面42上僅包括一凹狀表面422，該凹狀表面422同樣為凹弧 面，與該滾珠28形成多點接觸。又，如圖12所示之態樣，該頂抵面44上的凹狀表面442為二個斜面442a所構成，該二斜面442a抵接該些滾珠28形成多點接觸，實務上，該凹狀表面442亦可包括二個以上的斜面442a。

綜上所述，本發明在活塞座的內環面上設置可與滾珠形成大於單點接觸的頂抵面，有效地讓頂抵面所受的力量分散，避免造成活塞座的頂抵面受損，而降低工件加工上的精度。更值得一提的是，在頂抵面上設置平面狀表面或斜面，更可讓聯結裝置承受更大的側向力量時，也能限制聯結裝置的偏移量。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

2‧‧‧聯結裝置

20‧‧‧基座

22‧‧‧頂座

24‧‧‧底座

242‧‧‧容室

26‧‧‧套管

262‧‧‧貫孔

28‧‧‧滾珠

28a‧‧‧參考面

282‧‧‧第一半球

284‧‧‧第二半球

30‧‧‧活塞座

36‧‧‧抵接環

364‧‧‧頂抵面

P2‧‧‧第二位置

3‧‧‧加工治具

46‧‧‧拉栓

464‧‧‧錐段

Claims (9)

1. 一種加工治具的聯結裝置，包含有：一基座，具有一容室及一穿孔連通該容室與該基座外部；一套管，與該基座結合且設置於該穿孔中，該套管具有複數個貫孔；複數個滾珠，可移動地設置於該套管之各該貫孔中；以及一活塞座，位於該容室中，該活塞座套設於該套管外部，且可沿該套管之軸向於一第一位置與一第二位置移動，該活塞座具有一內環面面對該套管的外環面，且自該內環面凹陷形成一環槽，該活塞座位於該第一位置時，該些滾珠之一部分落於該環槽中，該活塞座之該內環面更包括有一頂抵面，該活塞座位於該第二位置時，該頂抵面與各個滾珠之間以大於單點接觸方式抵接；其中，該活塞座之頂抵面包括一凹狀表面，該活塞座位於該第二位置時，該頂抵面之該凹狀表面抵接該些滾珠，形成大於單點接觸；其中該凹狀表面為凹弧面，該凹弧面的曲率半徑實質上不小於該滾珠半徑。
2. 如請求項1所述之加工治具的聯結裝置，其中該活塞座之頂抵面包含有一平面狀表面位於該環槽與該凹狀表面之 間，該平面狀表面鄰接該環槽與該凹狀表面，且該平面狀表面平行於該套管的軸向。
3. 如請求項2所述之加工治具的聯結裝置，其中各該滾珠定義有一通過圓心且垂直於該套管軸向的參考面，各該滾珠以該參考面為中心區分有一第一半球與一第二半球，該活塞座位於該第二位置時，該平面狀表面對應該第一半球，該凹狀表面對應該第二半球。
4. 如請求項1所述之加工治具的聯結裝置，其中該頂抵面包含有一斜面位於該環槽與該凹狀表面之間，該斜面鄰接該環槽與該凹狀表面，且該斜面係自該凹狀表面往該環槽的方向朝該套管傾斜。
5. 如請求項4所述之加工治具的聯結裝置，其中該凹狀表面為凹弧面，該凹狀表面定義有一平行於該套管軸向的切線，該斜面與該切線間形成一夾角，該夾角的角度不大於3度。
6. 如請求項4所述之加工治具的聯結裝置，其中各該滾珠定義有一通過圓心且垂直於該套管軸向的參考面，各該滾珠以該參考面為中心區分有一第一半球與一第二半球，該活塞座位於該第二位置時，該斜面對應該第一半球，該凹狀表面對應該第二半球。
7. 如請求項1所述之加工治具的聯結裝置，其中該活塞座包含有一主體與一環座，該環座套設於該套管的外環面，該環座設有該頂抵面與該環槽；該主體結合於該環座外周面，且該主體的外周面抵接該基座之該容室的壁面。
8. 如請求項7所述之加工治具的聯結裝置，其中該環座包括有一壓制環與一抵接環，該主體結合於該壓制環的外周面，該壓制環具有一第一擋面，該主體具有一第二擋面，該第一擋面與該第二擋面共同夾持該抵接環，該抵接環具有該頂抵面及至少一部分的該環槽。
9. 一種加工治具的聯結裝置，包含有：一基座，具有一容室及一穿孔連通該容室與該基座外部；一套管，與該基座結合且設置於該穿孔中，該套管具有複數個貫孔；複數個滾珠，可移動地設置於該套管之各該貫孔中；以及一活塞座，位於該容室中，該活塞座套設於該套管外部，且可沿該套管之軸向於一第一位置與一第二位置移動，該活塞座具有一內環面面對該套管的外環面，且自該內環面凹陷形成一環槽，該活塞座位於該第一位置時，該些滾珠之一部分落於該環槽中，該活塞座之該內環面更包括有一頂抵面，該活塞座位於該第二位置時，該頂抵面與各個滾珠之間以大於單點接觸方式抵接；其中，該活塞座之頂抵面包括一凹狀表面，該活塞座位於該第二位置時，該頂抵面之該凹狀表面抵接該些滾珠，形成大於單點接觸；其中該凹狀表面包括有二斜面，該二斜面抵接該些滾珠。