TWM550195U - 快速交換定位治具 - Google Patents

Description

快速交換定位治具

本創作是有關快速交換定位治具，尤指一種可將待加工的工件快速而穩固地定位於預設定位，以供數值控制工作母機進行加工的交換定位治具。

隨著數值控制(NC、CNC)工作母機的普及化，不但提昇了各種工件的切削加工精度，亦可有效減少加工時間、增進生產效率；然而，傳統的數值控制工作母機於實際應用時，由於各刀具的移動路徑皆係以一預設的原點為基準座標而沿著固定軌跡活動，因此在更換工件的操作上，必須使各待加工的材料或半成品被定位於固定的位置，否則，工作母機無法自行判斷工件的位置變化而會造成加工精度不佳，甚至於會有不良品的產生，為此，如何能將待加工的工件快速而穩固地定位於預設固定的位置上，以供數值控制工作母機進行加工，乃為相關業者所亟待努力的課題。

有鑑於習見數值控制工作母機之工件定位方式有上述缺點，創作人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本創作產生。

本創作之主要目的在於提供一種快速交換定位治具，其係以一本體蓋合於一中空的外套筒預設開口上方，該本體中央設有一貫通的中 央孔，且於一側設有一中間凸柱凸伸於外套筒內，於該中間凸柱中段環設有複數貫通的球窩，以供分別容置一鋼珠，於該外套筒內另設有一調整塊與一驅動件分別套合於該中間凸柱，該調整塊係疊合於該驅動件上方，該調整塊於該中間凸柱周緣且接近驅動件的一側設有一喇叭開口，而該驅動件於該中間凸柱周緣且接近調整塊的一側設有一容置環槽，另於該調整塊與本體之間設有複數均勻分佈的彈性元件，利用該等彈性元件的彈性支撐，可使該調整塊於自然狀態下保持抵頂鋼珠以局部凸伸於中央孔內，藉以卡掣一由外部伸入中央孔內的定位插銷，使該定位插銷與相關夾持工件的夾具可保持穩固的定位，而若以適當氣壓導入該外套筒與驅動件之間，則可推抵該驅動件帶動調整塊壓縮各彈性元件，並使該調整塊之喇叭開口與驅動件之容置環槽移至中間凸柱之球窩旁側，使各鋼珠於受力後可向外滾出至容置環槽內，此時，該定位插銷可容易地向外抽出，達到易於操作且快速抽換與定位的功效。

本創作之另一目的在於提供一種快速交換定位治具，其由於該鋼珠於卡掣或解鎖狀態的活動方向係與該定位插銷抽換方向相垂直，因此該鋼珠不易受到該定位插銷的活動而鬆脫，可確保工件具有極大的夾持力而保持穩固的定位。

為達成上述目的及功效，本創作所採行的技術手段包括：一外套筒，內部具有一容置空間，該容置空間頂側具有一開口，於該容置空間底部中央設有一中央孔道，且該外套筒於開口旁側的側壁內部設有至少一第一進氣通道，該第一進氣通道係連通於該容置空間底側；一本體，係蓋合固定於該外套筒的開口上，於該本體一側中央設有一中間凸柱凸伸於 該容置空間內並穿過該中央孔道，於該中間凸柱內部設有一貫通的中央孔，且於該中間凸柱中段周側設有複數橫向貫通的球窩，各球窩內係分別容納一鋼珠，另於該本體周側分別設有一第一進氣口及一第二進氣口，該第一進氣口係連通該第一進氣通道，而該第二進氣口則經由一出氣通孔連通該外套筒的容置空間內部；一調整塊，係設置於該外套筒的容置空間內，該調整塊中央設有一套合於該中間凸柱外周側之中央通孔，於該中央通孔中段設有一內環凹部，且該內環包部朝向外套筒底部之一側係形成逐漸擴張的喇叭開口；一驅動件，係疊設於該調整塊遠離該本體之一側，於該驅動件中央設有一套合於該中間凸柱外周側之中通孔，該中通孔於朝向調整塊之一側環設有一階梯狀之容置環槽；複數彈性元件，係均勻設置於該調整塊與該本體之間，利用各彈性元件的彈性支撐，能驅動該調整塊以內環凹部阻擋於各球窩旁側，並阻止各鋼珠向外滾出，以供對一伸入該中央孔道內的預設定位插銷形成卡掣，而當該第一進氣口通過該第一進氣通道導引外部高壓空氣至外套筒之容置空間內，能推動該驅動件帶動該調整塊上升，使各鋼珠得以經由該喇叭開口向外滾入容置環槽內，藉以解除對該定位插銷的卡掣。

依上述結構，其中該本體朝向該調整塊的一側設有複數下凹部，以供套合於各彈性元件的一端部，而該調整塊朝向該本體的一側設有複數上凹部，以供套合於各彈性元件的另一端部。

依上述結構，其中各下凹部內分別設有一貫穿該本體的通氣孔。

依上述結構，其中該調整塊於朝向該驅動件的一側中央設有 一下凸部，而該驅動件周側設有一環凸緣，且該環凸緣係套合於該下凸部外周側形成定位。

依上述結構，其中該外套筒於容置空間之開口外旁的側壁端面上設有複數結合螺孔，而該本體上則設有複數魚眼孔分別對應於各結合螺孔，利用複數結合螺栓分別貫穿各魚眼孔並螺入對應的結合螺孔內，能使該本體結合固定於該外套筒上。

依上述結構，其中該第一進氣口係分別連通朝向該外套筒的一第一進氣下通孔及一第一底側進氣口，且該第一進氣下通孔係銜接該第一進氣通道。

依上述結構，其中該外套筒於開口旁側的側壁內部另設有一第二進氣通道，且該第二進氣口係分別連通一朝向該外套筒的一第二進氣下通孔及一第二底側進氣口，且該第二進氣下通孔係銜接該第二進氣通道。

依上述結構，其中該驅動件外周側環設有一外墊圈，另於該中通孔內周側環設一內墊圈，使該驅動件與該中間凸柱、外套筒內壁之間形成氣密，而該外套筒於該中央孔道內周側環設一墊圈，使該外套筒與中間凸柱之間形成氣密。

依上述結構，其中該本體之中央孔道於遠離調整塊的一端設有向外擴張的導斜面，而該定位插銷於中段設有一擋止凸緣，於該擋止凸緣外周側設有對應於該導斜面的外環斜面，利用該外環斜面抵頂於該導斜面，能使定位插銷受擋止於該中央孔道內之定位。

為使本創作的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的瞭解，茲依下列附圖說明如下：

1‧‧‧本體

11‧‧‧中間凸柱

111‧‧‧球窩

112‧‧‧鋼珠

12‧‧‧下凹部

13‧‧‧魚眼孔

14‧‧‧第一進氣口

140‧‧‧第一進氣塞

141‧‧‧第一進氣下通孔

143‧‧‧第一底側進氣口

15‧‧‧第二進氣口

150‧‧‧第二進氣塞

151‧‧‧第二進氣下通孔

152‧‧‧出氣通孔

153‧‧‧第二底側進氣口

16‧‧‧中央孔

161‧‧‧導斜面

17‧‧‧通氣孔

2‧‧‧調整塊

21‧‧‧中央通孔

211‧‧‧喇叭開口

212‧‧‧內環凹部

22‧‧‧上凹部

23‧‧‧下凸部

3‧‧‧彈性元件

4‧‧‧驅動件

41‧‧‧中通孔

411‧‧‧內墊圈

42‧‧‧環凸緣

43‧‧‧外墊圈

44‧‧‧容置環槽

5‧‧‧外套筒

51‧‧‧容置空間

511‧‧‧中央孔道

512‧‧‧墊圈

52‧‧‧結合螺孔

53‧‧‧結合螺栓

54‧‧‧第一進氣通道

541、551‧‧‧端塞

55‧‧‧第二進氣通道

6‧‧‧定位插銷

61‧‧‧前凸部

62‧‧‧擋止凸緣

621‧‧‧外環斜面

63‧‧‧環凹槽

第1圖係本創作之俯視立體分解結構圖。

第2圖係本創作之仰視立體分解結構圖。

第3圖係本創作之一側視剖面分解結構圖。

第4圖係本創作之另一側視剖面分解結構圖。

第5圖係本創作之俯視立體組合外觀圖。

第6圖係本創作之仰視立體組合外觀圖。

第7圖係本創作之一側視組合剖面圖。

第8圖係本創作之另一側視組合剖面及定位插銷平面圖。

第9圖係本創作之操作動作圖(一)。

第10圖係本創作之操作動作圖(二)。

第11圖係本創作之操作動作圖(三)。

第12圖係本創作之操作動作圖(四)。

請參第1至4圖所示，可知本創作之主要結構包括：本體1、調整塊2、彈性元件3、驅動件4及外套筒5等部份，其中該本體1一側中央設有一中間凸柱11，該本體1於該中間凸柱11外周側設有複數貫通的魚眼孔13，且於該中間凸柱11內設有一貫通該本體1之中央孔16，該中央孔16於遠離中間凸柱11之一側設有向外擴張的導斜面161，於該中間凸柱11中段周側設有複數貫通的球窩111，各球窩111內分別容納一鋼珠112，另於該本體1周側分別設有一第一進氣口14及一第二進氣口15，該第一進氣口14係連通 一朝向該中間凸柱11方向的第一進氣下通孔141及一第一底側進氣口143，而該第二進氣口15則係分別連通朝向該中間凸柱11方向的一第二進氣下通孔151、第一底側進氣口153及一出氣通孔152，該第一進氣口14及第二進氣口15係可分別經由一第一進氣塞140及一第二進氣塞150加以阻隔封閉。

實際應用時，該本體1朝向該中間凸柱11的一側可依需要設有複數下凹部12，且於各下凹部12內分別設有一貫穿該本體1的通氣孔17。

調整塊2朝向該本體1的一側可依需要設有複數上凹部22分別對應於各下凹部12，且該調整塊2中央設有一套合該中間凸柱11之中央通孔21，該中央通孔21中段設有一內環凹部212，且該內環凹部212遠離下凹部12的一端係形成逐漸擴張的喇叭開口211。

複數彈性元件3係分別設置於該調整塊2與該本體1之間且各彈性元件3的二端部係分別伸入該下凹部12及上凹部22內，利用各彈性元件3的彈性作用，可使該調整塊2保持以內環凹部212遮蓋於各球窩111部位的支撐彈性。

驅動件4係疊設於該調整塊2下方，於該驅動件4中央設有一套合該中間凸柱11之中通孔41，該中通孔41於街近調整塊2之一端環設有一階梯狀之容置環槽44。

在一個可行的實施例中，該調整塊2於遠離各下凹部12一側中央設有一下凸部23，而該驅動件4於接近該調整塊2一側的周緣設有一環凸緣42，利用該環凸緣42套合於該下凸部23外周側，可使該驅動件4套合該調整塊2形成疊置定位。

外套筒5於內部設有一頂側具開口之容置空間51，於該容置 空間51底部中央設有一中央孔道511，且該外套筒5於開口旁側的側壁內部分別設有一第一進氣通道54、一第二進氣通道55及複數結合螺孔52，且該第一進氣通道54係連通於該容置空間51底側。

在一個可行的實施例中，各結合螺孔52係分別對應於各魚眼孔13，利用複數結合螺栓53分別貫穿各魚眼孔13並螺入對應的結合螺孔52內，可使該本體1結合固定於該外套筒5上。

在一個可行的實施例中，該第一進氣通道54、第二進氣通道55係垂直貫通於該外套筒5周緣的側壁，並可於該第一進氣通道54、第二進氣通道55下端分別以一端塞541、551加以封閉。

在一個可行的實施例中，該外套筒5於該中央孔道511內周側環設一墊圈512，以使該外套筒5與該中間凸柱11之間形成氣密。

請參第5至8圖所示，可知本創作之上述結構於組裝時，係以該本體1蓋合於該外套筒5的開口上，利用複數結合螺栓53分別貫穿各魚眼孔13並螺入對應的結合螺孔52內形成固定，並使中間凸柱11可穿過該中央孔道511，而該調整塊2、驅動件4係上下疊置於該外套筒5的容置空間51內；此時，該第一進氣口14係經由該第一進氣下通孔141銜接該第一進氣通道54，該第二進氣口15係經由該第二進氣下通孔151銜接該第二進氣通道55，且該出氣通孔152係連通於該容置空間51內。

在一個可行的實施例中，於該驅動件4外周側環設有一外墊圈43，使該驅動件4與該外套筒5內壁之間形成氣密，而於該中通孔41內周側環設一內墊圈411，使該驅動件4與該中間凸柱11之間形成氣密。

請參第8至11圖所示，可知本創作於操作時，係可將該外 套筒5固定於預設工作母機的機台(未繪出)上，並使待加工的工件經由預設夾具(未繪出)與一定位插銷6穩固結合；在一個可行的實施例中，該定位插銷6於外端部及中段分別設有一前凸部61及一擋止凸緣62，於該擋止凸緣62外周側設有對應於該導斜面161的外環斜面621，且於前凸部61、擋止凸緣62之間形成一環凹槽63。

當欲固定工件時，可由該第一進氣口14導入外部高壓空氣(此時該第一底側進氣口143係為封閉狀態，且該端塞541亦封閉第一進氣通道54底端)，該高壓空氣通過該第一進氣通道54至外套筒5之容置空間51內部，以推動該驅動件4帶動該調整塊2上升，此時調整塊2壓縮各彈性元件3，且該調整塊2與該本體1之間的空氣由各通氣孔17向外導出；然後，再將該定位插銷6***該中央孔16內，利用該前凸部61推抵各鋼珠112向外經由該喇叭開口211滾入該容置環槽44內(如第9圖所示)，而當該外環斜面621緊密貼合於該導斜面161上，即該定位插銷6完全伸入該中央孔16內之定位，則該環凹槽63可對應於該球窩111旁側，然後，可停止高壓氣流導入該第一進氣口14，利用各彈性元件3之彈性推抵該調整塊2帶動驅動件4向下回復至容置空間51底部，且於該調整塊2活動的過程中，可經由該喇叭開口211推抵各鋼珠112反向滾回該球窩111內，利用各鋼珠112嵌入該環凹槽63內，且該調整塊2以內環凹部212阻擋於各球窩111旁側，以阻止各鋼珠112向外滾出並保持嵌卡於環凹槽63內的定位狀態，可對該定位插銷6形成有效的卡掣，使其不易受力向外鬆脫(如第10圖所示)效果，藉以形成一易於插接且結合穩固之工件快速定位機制。

在一個可行的實施例中，若因工件體積較大遮蓋該本體1周 側部位，而無法由該第一進氣口14供氣，則亦可由第一進氣塞140封閉第一進氣口14，而由第一底側進氣口143導入高壓空氣，或在第一進氣口14及第一底側進氣口143封閉的狀態下，鬆脫該端塞541，而由該第一進氣通道54底端導入高壓空氣，亦可達到相同推動調整塊2的功效。

在該定位插銷6完全伸入該中央孔16內之定位，且各鋼珠112嵌入該環凹槽63內形成卡掣後，可另依需要由15導入外部高壓空氣(如第11圖所示，此時該第二底側進氣口153係為封閉狀態，且該端塞551亦封閉第二進氣通道55底端)，該高壓空氣通過該152進入1與2之間，可對該調整塊2施以朝向各彈性元件3伸張之力，以增加該調整塊2抵頂於各鋼珠112的作用力，同時，部份空氣由該通氣孔17噴出，可吹除該本體1頂面的灰塵與殘渣，以保持與工件之間的清潔，藉以達到結合後之氣密及增壓效果。

相同地，若因工件體積較大遮蓋該本體1周側部位，而無法由該第二進氣口15供氣，則亦可由第二進氣塞150封閉第二進氣口15，而由第二底側進氣口153導入高壓空氣，或在第二進氣口15及第二底側進氣口153封閉的狀態下，鬆脫該端塞551，而由該第二進氣通道55底端導入高壓空氣，亦可達到相同對該調整塊2施力的功效。

而於該工件加工完成後，則可重覆執行由該第一進氣口14(或第一底側進氣口143、第一進氣通道54底端)導入外部高壓氣流的動作，使該調整塊2解除對各鋼珠112的擋止狀態；然後將該定位插銷6由該中央孔16內向外抽出(如第12圖所示)，即可使該工件(定位插銷6)與該本體1(中央孔16)脫離，以便於更換其它工件。

綜合以上所述，本創作快速交換定位治具確可達成將待加工 的工件快速而穩固地定位於預設定位，以簡化更換工件的操作並提昇作業效率之功效，實為一具新穎性及進步性之創作，爰依法提出申請新型專利；惟上述說明之內容，僅為本創作之較佳實施例說明，舉凡依本創作之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本創作之專利申請範圍內。

1‧‧‧本體

11‧‧‧中間凸柱

111‧‧‧球窩

112‧‧‧鋼珠

14‧‧‧第一進氣口

140‧‧‧第一進氣塞

141‧‧‧第一進氣下通孔

143‧‧‧第一底側進氣口

15‧‧‧第二進氣口

150‧‧‧第二進氣塞

151‧‧‧第二進氣下通孔

152‧‧‧出氣通孔

153‧‧‧第二底側進氣口

16‧‧‧中央孔

2‧‧‧調整塊

21‧‧‧中央通孔

211‧‧‧喇叭開口

212‧‧‧內環凹部

22‧‧‧上凹部

23‧‧‧下凸部

3‧‧‧彈性元件

4‧‧‧驅動件

41‧‧‧中通孔

411‧‧‧內墊圈

42‧‧‧環凸緣

43‧‧‧外墊圈

44‧‧‧容置環槽

5‧‧‧外套筒

51‧‧‧容置空間

511‧‧‧中央孔道

512‧‧‧墊圈

52‧‧‧結合螺孔

53‧‧‧結合螺栓

54‧‧‧第一進氣通道

541、551‧‧‧端塞

55‧‧‧第二進氣通道

Claims (9)

1. 一種快速交換定位治具，至少包括：一外套筒，內部具有一容置空間，該容置空間頂側具有一開口，於該容置空間底部中央設有一中央孔道，且該外套筒於開口旁側的側壁內部設有至少一第一進氣通道，該第一進氣通道係連通於該容置空間底側；一本體，係蓋合固定於該外套筒的開口上，於該本體一側中央設有一中間凸柱凸伸於該容置空間內並穿過該中央孔道，於該中間凸柱內部設有一貫通的中央孔，且於該中間凸柱中段周側設有複數橫向貫通的球窩，各球窩內係分別容納一鋼珠，另於該本體周側分別設有一第一進氣口及一第二進氣口，該第一進氣口係連通該第一進氣通道，而該第二進氣口則經由一出氣通孔連通該外套筒的容置空間內部；一調整塊，係設置於該外套筒的容置空間內，該調整塊中央設有一套合於該中間凸柱外周側之中央通孔，於該中央通孔中段設有一內環凹部，且該內環包部朝向外套筒底部之一側形成逐漸擴張的喇叭開口；一驅動件，係疊設於該調整塊遠離該本體之一側，於該驅動件中央設有一套合於該中間凸柱外周側之中通孔，該中通孔於朝向調整塊之一側環設有一階梯狀之容置環槽；複數彈性元件，係均勻設置於該調整塊與該本體之間，利用各彈性元件的彈性支撐，能驅動該調整塊以內環凹部阻擋於各球窩旁側，並阻止各鋼珠向外滾出，以供對一伸入該中央孔道內的預設定位插銷形成卡掣，而當該第一進氣口通過該第一進氣通道導引外部高壓空氣至外套筒之容置空間內，能推動該驅動件帶動該調整塊上升，使各鋼珠得以經由該喇叭開口向外滾入容置環槽內，藉以解除對該定位插銷的卡掣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該本體朝向該調整塊的一側設有複數下凹部，以供套合於各彈性元件的一端部，而該調整塊朝向該本體的一側設有複數上凹部，以供套合於各彈性元件的另一端部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之快速交換定位治具，其中各下凹部內分別設有一貫穿該本體的通氣孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該調整塊於朝向該驅動件的一側中央設有一下凸部，而該驅動件周側設有一環凸緣，且該環凸緣係套合於該下凸部外周側形成定位。
5. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該外套筒於容置空間之開口外旁的側壁端面上設有複數結合螺孔，而該本體上則設有複數魚眼孔分別對應於各結合螺孔，利用複數結合螺栓分別貫穿各魚眼孔並螺入對應的結合螺孔內，能使該本體結合固定於該外套筒上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該第一進氣口係分別連通朝向該外套筒的一第一進氣下通孔及一第一底側進氣口，且該第一進氣下通孔係銜接該第一進氣通道。
7. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該外套筒於開口旁側的側壁內部另設有一第二進氣通道，且該第二進氣口係分別連通一朝向該外套筒的一第二進氣下通孔及一第二底側進氣口，且該第二進氣下通孔係銜接該第二進氣通道。
8. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該驅動件外周側環設有一外墊圈，另於該中通孔內周側環設一內墊圈，使該驅動件與該中間凸柱、外套筒內壁之間形成氣密，而該外套筒於該中央孔道內周側環設一墊圈，使該外套筒與中間凸柱之間形成氣密。
9. 如申請專利範圍第1項所述之快速交換定位治具，其中該本體之中央孔道於遠離調整塊的一端設有向外擴張的導斜面，而該定位插銷於中段設有一擋止凸緣，於該擋止凸緣外周側設有對應於該導斜面的外環斜面，利用該外環斜面抵頂於該導斜面，能使定位插銷受擋止於該中央孔道內之定位。