CN108247390B - 应用于轮圈加工的自动定位夹持治具 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，用于定位及夹持轮圈，以供CNC综合加工机进行切削加工，其包含一底座，底座上设有一立柱，多个支撑轮圈的气密检知单元及夹持在轮圈边缘的夹持装置，在立柱上依序套设一侧向排屑装置及一立式油压夹头，侧向排屑装置周围设有多个液体喷嘴，而立式油压夹头用以带动定位夹爪单元，使定位夹爪单元抵靠在轮圈的中心孔，且立式油压夹头上可再设有多个液体喷嘴；借此，本发明可达到构造精简、可自动气密检知、自动定位与夹持及可自动排屑等目的。

Description

应用于轮圈加工的自动定位夹持治具

技术领域

本发明是关于一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，尤指一种适用在五轴回转工作台上，而且具有气密检知、可自动定位与夹持及可自动排屑等功能的自动夹持治具。

背景技术

一般汽车或卡车用的轮圈，必须采用刀具切削加工，进而加工出轮毂及轮幅等结构，而现今的加工方式已采用CNC综合加工机进行切削加工，可利用CNC综合加工机达到自动化生产的目的。但是，现今用于夹持轮圈的夹持治具，仍有许多采用人工放料的设计，例如中国台湾专利公告M456290所示的轮圈加工机，及中国台湾M515963所示的轮圈加工装置，这类夹持治具无法配合机械手臂实现全自动化生产的目标。而较为先进的，可安装在CNC综合加工机进行切削加工的夹持治具，例如中国台湾专利公告M489715所示的轮圈四轴治具及中国台湾M477330夹具装置，其在一回转工作台上固定一夹持治具，该治具有纵向及横向活塞管推动垫块，进而夹持轮圈的内壁；但是，其纵向及横向活塞管推动垫块的构造，造成光是夹持的结构部分就相当复杂，相对制作成本相对较高，而且不能执行其他功能，例如其进行切削加工时，落入轮圈内的切屑难以被自动排出，因而影响到全自动化加工的可行性。

发明内容

本发明的目的在提供一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其应用气密检知技术检测夹持治具上的轮圈工件，进而达到自动快速检知轮圈工件夹持状态的目的。

本发明提供一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其应用立式油压夹头的定位技术，及多个环绕在轮圈周围的夹持装置的技术，达到自动定位与自动夹持，精密夹持轮圈工件，及适应机械手臂配合CNC综合加工机进行自动化生产的目的。

本发明提供一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其应用自动喷液技术冲走加工时的切屑，预防切屑妨碍刀具加工。

本发明还包含使应用于轮圈加工的自动定位夹持治具的结构更为精简，并降低夹持治具的成本等目的。

本发明的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其包含：一底座，其具有一用于固定的底面、一相反于该底面的承载面、至少一从该底面连通该承载面的中心部；一立柱，其为设置在该底座的中心部上方的该承载面上的一柱体；一侧向排屑装置，其具有一套设在该立柱并固定在该底座的承载面上用于流通液体的供液环座，及多个分别结合在该供液环座的侧面用于喷出液体的第一侧喷嘴；一立式油压夹头，其中心套设在该立柱并固定在该供液环座上，其一顶面设置有至少两个能够径向移动靠向该立柱或远离该立柱的夹爪块；一定位夹爪单元，其具有至少两个分别固定在该夹爪块上的定位夹块，该定位夹块的侧面具有一用于抵靠在该轮圈的一中心孔内孔壁的摩擦面；多个设置在该底座的承载面上的气密检知单元，该气密检知单元具有一抵靠在该轮圈的接触面，及一端从该气密检知单元内连通到该接触面的一第一气孔，该第一气孔的另一端连通到一气体流动检知器；以及，多个设置在该侧向排屑装置周围的该承载面上用于夹持在该轮圈周围的夹持装置。

本发明具有构造精简、可自动气密检知、自动定位与夹持及可自动排屑等优点。

附图说明

以下配合附图详细说明本发明的特征及优点：

图1为本发明夹持治具安装在五轴回转工作台的示意图。

图2为本发明夹持治具的立体示意图。

图3为本发明夹持治具主要构件的分解示意图。

图4为本发明夹持治具的组合剖面示意图。

图5为本发明气密检知单元与夹持装置的立体示意图。

图6为本发明气密检知单元与夹持装置的使用状态示意图。

图7为本发明夹持治具用于持夹持轮圈进行加工的示意图。

附图符号说明：

10 五轴回转工作台 20 轮圈

201 中心孔 202 凸缘

30 刀具 1 底座

11 底面 12 承载面

13 中心部 14 第一供液孔道

15 第二气孔 2 立柱

21 第二供液孔道 3 侧向排屑装置

31 供液环座 311 下环体

312 上环体 313 上环盖

32 第一侧喷嘴 33 第三供液孔道

4 立式油压夹头 41 顶面

42 夹爪块 43 夹头本体

44 滑动块 5 定位夹爪单元

51 定位夹块 52 摩擦面

6 气密检知单元 61 接触面

62 第一气孔 63 气体流动检知器

64 支撑柱 7 夹持装置

71 致动缸 711 作动轴

72 杠杆 73 夹块

731 夹持面 8 上排屑装置

81 供液座 82 第二侧喷嘴

9 外罩 91 弧形片

92 开孔

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参阅图1及图7所示，本发明的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其用于设置在一五轴回转工作台10(CNC Tilting Rotary Table)上，进而可定位及夹持一轮圈20，以供一CNC综合加工机的刀具30进行切削加工该轮圈20，该轮圈20通常是直径20英寸以上的卡车轮圈，但不以卡车轮圈为限。

再参阅图2、图3及图4所示，本发明较佳的具体实施例包含：一底座1，其具有一用于固定在该五轴回转工作台10上的底面11，一相反于该底面11的承载面12，至少一从该底面连通该承载面的中心部13，具体的该底座1可实施为一平板体。一立柱2，其为设置在该底座1的中心部13上方的该承载面12上的一柱体，且可为圆形或多边形的阶级柱体。一侧向排屑装置3，其具有一套设在该立柱2并固定在该底座1的承载面12上用于流通液体的供液环座31，该液体为用于冲走切屑的工作液体，及多个分别结合在该供液环座31的侧面用于喷出该液体的第一侧喷嘴32，该第一侧喷嘴32较佳的为一球形万向喷嘴(AdjustableNozzle)。一立式油压夹头4，其中心套设在该立柱2并固定在该供液环座31上，其一顶面41设置有至少两个能够水平的径向移动靠向该立柱2或远离该立柱2的夹爪块42，该夹爪块42通过油压驱动而能够水平的径向移动。一定位夹爪单元5，其为用于接触及定位该轮圈20的构件，其具有至少两个分别固定在该夹爪块42上的定位夹块51，该定位夹块51的侧面具有一用于抵靠在该轮圈20的一中心孔201的内孔壁的摩擦面52，借此通过该立式油压夹头4的夹爪块42带动该定位夹块51水平移动，使其摩擦面52可抵靠在该轮圈20的中心孔201的内孔壁，达到定位该轮圈20的作用。多个设置在该底座1的承载面12上的气密检知单元6，该气密检知单元6具有一抵靠在该轮圈20的接触面61，及一端从该气密检知单元6内部连通到该接触面61的一第一气孔62，该第一气孔62另一端连通到一气体流动检知器63。以及，多个设置在该侧向排屑装置3四周围的该承载面12上用于夹持在该轮圈20凸缘202的夹持装置7，借此组成应用于轮圈加工的自动定位夹持治具。

再参阅图3及图4所示，本发明较佳的实施例更包含多个上排屑装置8，各该上排屑装置8具有一设置在该立式油压夹头4的顶面41上用于流通液体的供液座81，及至少一结合在该供液座81的侧面用于喷出液体的第二侧喷嘴82，该第二侧喷嘴82同样可为一球形万向喷嘴(Adjustable Nozzle)。更可在该立式油压夹头4周围设置有一环形的外罩9，该外罩9由两片以上的弧形片91接合而成，并在对应该第二侧喷嘴82的位置设有开孔92，使上述该第二侧喷嘴82从该外罩9的内部伸出到该外罩9的外部，用于喷出冲走切屑的工作液体。

参阅图4所示，本发明使上述该第一侧喷嘴32与该第二侧喷嘴82喷出冲走切屑的工作液体，其供液的构造较佳的实施为隐藏的构造，其包含在该底座1的中心部13设有多条连通该底面11与该承载面12的第一供液孔道14；该立柱2的柱体内设有多条连通到其一侧面及一顶面的第二供液孔道21，使该第二供液孔道21与该第一供液孔道14连通，该第二供液孔道21可借此分别连通该上排屑装置8的供液座81，与该侧向排屑装置3的供液环座31；而该供液环座3内设有多个一端连通到其侧面的第三供液孔道33，该第三供液孔道33另一端连通该第一供液孔道14或该第二供液孔道21，而该第一侧喷嘴32分别结合在该供液环座31的侧面的该第三供液孔道33的出口端。其中，该侧向排屑装置3的供液环座31为便于实施其第三供液孔道33，其较佳的实施例包含一下环体311，一叠在该下环体311上的上环体312，及一叠在该上环体312上的上环盖313，如此可在该下环体311与该上环体312分别加工出该第三供液孔道33，并在该下环体311与该上环体312的侧面分别结合有多个该第一侧喷嘴32。

再参阅图3及图4所示，上述该立式油压夹头4具体的实施有一套设在该立柱2并固定在该供液环座31上的夹头本体43，三个活动设置在该夹头本体43中的滑动块44，该滑动块44通过油压驱动使其水平的径向移动靠向该立柱2或远离该立柱2，及三个分别固定在该滑动块44上的该夹爪块42；而上述该定位夹爪单元5较佳的实施有三个定位夹块51，各该定位夹块51为一扇形体，借此使该三个定位夹块51侧面的摩擦面52合并成一圆环面，用于抵靠在该轮圈20的该中心孔201的内孔壁。

再参阅图5及图6所示，上述该气密检知单元6较佳的实施有一支撑柱64，该支撑柱64的上端面作为上述该接触面61，用以支撑该轮圈20的凸缘202，该支撑柱64内设有上述该第一气孔62并连通到该支撑柱64底端；而上述该底座1可设有连通该第一气孔62的第二气孔15，该第二气孔15连通到隐藏设置在该底座1中的该气体流动检知器63。借此，当该轮圈20置放在该支撑柱64的接触面61上，并通过该立式油压夹头4上的该定位夹爪单元5与周围的该夹持装置7夹持稳定后，可由该气体流动检知器63供应气体到该第二气孔15及该第一气孔62，若该轮圈20的边缘确实抵靠在该接触面61上形成密闭状，其气体不会从该第一气孔62漏出，若该轮圈20的边缘不确实抵靠在该接触面61上，则气体会从该接触面61上漏出，因此该气体流动检知器63能够感应，并以信号通知警报装置，借此预防加工尺寸失误，或夹持不实而损坏加工机等设备。

再参阅图5及图6所示，上述该夹持装置7较佳的包含一致动缸71，该致动缸71可为油压缸或汽压缸，一枢接在该致动缸71上的杠杆72，该杠杆72一端枢接在该致动缸71一端的一作动轴711，该杠杆70另一端设有一压持在该轮圈20凸缘202的夹块73，该夹块73的一夹持面731并对应该该气密检知单元6的接触面61。

本发明使用于定位及夹持一轮圈20进行加工时，参阅图7所示，其实施步骤包含：(a)通过机械手臂(未图示)抓取一轮圈20，并将该轮圈20的中心孔201套置在该定位夹爪单元5；(b)然后自动控制该立式油压夹头4带动各该定位夹块51展开，使该定位夹块51的摩擦面52暂时支撑在该轮圈20的中心孔201；(c)该机械手臂(未图示)放开该轮圈20，并退出CNC综合加工机；(d)该立式油压夹头4可再带动各该定位夹块51反复收合与展开一次，使该轮圈20的边缘确实抵靠在该气密检知单元6的接触面61上；(e)启动上述该夹持装置7，使该致动缸71推动该杠杆72，致使该杠杆72一端的夹块73向下抵压住该轮圈20的凸缘202；(f)再进行该轮圈20的尺寸测量，并可启动该气密检知单元6供气到上述该第一气孔62，借此检知该轮圈20的边缘是否确实平整地抵靠在该支撑柱64上端的接触面61；若有漏气的情况，则重新执行上述步骤(d)；反之，若无漏气的情况，即可开始执行刀具30的切削加工。

再者，参阅图7所示，本发明可在刀具30进行切削加工当中，持续由上述该第一侧喷嘴32与该第二侧喷嘴82喷出液体，使液体将落入该轮圈20内的切屑被冲到该底座1上，由于该轮圈20被该支撑柱64垫高，因此切屑可从该轮圈20下边与该底座1之间的空隙被冲离开夹持治具，预防切屑影响到加工作业的进行。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其用于定位及夹持一轮圈，以供一刀具进行切削加工该轮圈，其特征在于，所述应用于轮圈加工的自动定位夹持治具包含：一底座，其具有一用于固定的底面、一相反于该底面的承载面、至少一从该底面连通该承载面的中心部；一立柱，其为设置在该底座的中心部上方的该承载面上的一柱体；一侧向排屑装置，其具有一套设在该立柱并固定在该底座的承载面上用于流通液体的供液环座，及多个分别结合在该供液环座的侧面用于喷出液体的第一侧喷嘴；一立式油压夹头，其中心套设在该立柱并固定在该供液环座上，所述立式油压夹头的顶面设置有至少两个能够径向移动靠向该立柱或远离该立柱的夹爪块；一定位夹爪单元，其具有至少两个分别固定在该夹爪块上的定位夹块，该定位夹块的侧面具有一用于抵靠在该轮圈的中心孔内孔壁的摩擦面；多个设置在该底座的承载面上的气密检知单元，该气密检知单元具有一抵靠在该轮圈的接触面，及一端从该气密检知单元内连通到该接触面的一第一气孔，该第一气孔的另一端连通到一气体流动检知器；以及，多个设置在该侧向排屑装置周围的该承载面上用于夹持在该轮圈周围的夹持装置。

2.如权利要求1所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，所述应用于轮圈加工的自动定位夹持治具还包含多个上排屑装置，各所述上排屑装置具有一设置在该立式油压夹头的顶面上用于流通液体的供液座，及至少一结合在该供液座的侧面用于喷出液体的第二侧喷嘴。

3.如权利要求2所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，所述应用于轮圈加工的自动定位夹持治具还包含一环绕在该立式油压夹头周围的外罩，该第二侧喷嘴从该外罩的内部伸出到该外罩的外部。

4.如权利要求2所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该底座的中心部设有多条连通该底面与该承载面的第一供液孔道；该立柱的柱体内设有多条连通到其一侧面及一顶面的第二供液孔道，该第二供液孔道与该第一供液孔道连通，该第二供液孔道分别连通该上排屑装置的供液座与该侧向排屑装置的供液环座；该供液环座内设有多条连通到其侧面的第三供液孔道，该第三供液孔道连通该第一供液孔道或该第二供液孔道，该第一侧喷嘴分别结合在该供液环座的侧面的该第三供液孔道出口端。

5.如权利要求4所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该供液环座包含一下环体，一叠在该下环体上的上环体，及一叠在该上环体上的上环盖，该下环体与该上环体分别设有该第三供液孔道，该下环体与该上环体的侧面分别结合有多个该第一侧喷嘴。

6.如权利要求1所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该立式油压夹头具有一套设在该立柱并固定在该供液环座上的夹头本体，三个活动设置在该夹头本体中的滑动块，该滑动块通过油压驱动使其径向移动靠向该立柱或远离该立柱，及三个分别固定在该滑动块上的该夹爪块；该定位夹爪单元具有三个定位夹块，该定位夹块为扇形体，三个所述定位夹块的摩擦面合并成用于抵靠在该轮圈的该中心孔内孔壁的一圆环面。

7.如权利要求1所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该气密检知单元具有一支撑柱，该支撑柱的端面为该接触面，该支撑柱内设有该第一气孔；该底座设有连通该第一气孔的第二气孔，该第二气孔连通到该气体流动检知器。

8.如权利要求1所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该夹持装置包含一致动缸，一枢接在该致动缸上的杠杆，该杠杆的一端枢接在该致动缸的作动轴上，该杠杆的另一端设有一压持在该轮圈周围的夹块，该夹块的一夹持面对应该气密检知单元的接触面。

9.如权利要求8所述的应用于轮圈加工的自动定位夹持治具，其特征在于，该致动缸为油压缸或汽压缸。