CN1269275A - 将工具安装到卡盘上的偶联器 - Google Patents

Abstract

将一工具安装到卡盘上的偶联器,包括一基本上成矩形棱柱的钢质机身。该机身包括一电极端,可装到放电加工机械的电极上。该机身还包括一卡盘端,与电极端相对,可拆卸地安装在放电加工机械上的卡盘上,该卡盘有4个延伸的凸起,其可相对于该卡盘调准该偶联器。该卡盘端确定一基本平坦的表面,和用来接受该凸起的4个基本上矩形的通道。该通道从表面延伸入机身,并被排列成基本上成X形的模式。每个通道包括2个可向外弹性移动的侧壁。每个通道还包括一槽,该槽相邻并平行于每个侧壁,使得侧壁能向外移动。每个槽从表面延伸入机身。

Description

将工具安装到卡盘上的偶联器

本发明涉及将工具安装到卡盘上的偶联器(coupling)。特别是，本发明涉及可拆卸地将工具安装到卡盘上的偶联器，该卡盘至少有一延伸的凸起，从该延伸部分可相对于该卡盘定位调准该偶联器。

放电加工机械使用电极通过火花电蚀来加工工件。所用电极的大小和设计根据手边的具体任务而定。因此，能够移动和替换电极就很重要。

现有技术是将电极安装到一电极偶联器上。因此电极偶联器被设计成可反复从装在放电加工机械上的卡盘上安装和取下。电极偶联器还因此确保能安全地可拆卸地安装在卡盘上。卡盘和电极偶联器通常是由具很强弹性的材料如钢制成的。

图1所示为一公知的卡盘5的示意图。卡盘5包括一表面10。为示意，图1中标示了轴X-、Y-和Z-。平面X-Y由表面10界定，轴X-Y-Z的原点在表面10的中心。

电极在相对于卡盘的X-和Y-轴两方向上位置的准确性很重要。因此，所示的卡盘5包括4个空间上相分离的偏心凸起15，这种设计可啮合电极偶联器相应的孔。其它公知的卡盘的设计可包括或多或少的凸起，或可包括不同大小和形状的凸起。凸起15应能准确地安装，以确保电极偶联器可相对于卡盘5在轴X-和Y-的方向上精确定位。

图2和3所示为电极偶联器20的现有技术的第一种设计，而图4、5和6所示为电极偶联器20的现有技术的第二种设计。对每一种现有设计而言，电极偶联器20包括一电极端25，可安装一电极，以及一卡盘端30，用于啮合卡盘5。偶联器20包括一中心定位孔35，和4个排列基本上成X形模式设计的通道40。通道40，实际上排列成十字形模式。对本申请的目的而言，十字形模式被认为是基本成X形模式的特殊情况。X形模式包括十字形模式，即一对共线的通道垂直于另一对共线的通道。通道40被设计成可接受凸起15，因此每个凸起15还可安全地由相应的通道40可拆卸地支撑。因此，用一个电极替换另一个电极，电极偶联器20就从卡盘5上取下，凸起15就从通道40中取下。电极偶联器20接着就由另一电极偶联器20替换，其上安装有一不同的电极，或者换句话说，一不同的电极就安装到相同的电极偶联器20上，然后再安装到卡盘5上。

图2和3所示的通道40的横断面是矩形的，每个通道包括2个侧壁45和1个底面47。每个通道40的侧壁45之间的距离，使得在凸起15和通道40之间存在一压配合。当电极偶联器20由钢制成时，并且因在凸起15和通道40之间有一压配合，凸起15一插入，侧壁45至少在X-和Y-轴方向上有弹性变形。侧壁因此是弹性的变形。凸起15和侧壁45之间的相互作用力，使得凸起15能安全地还可拆卸地支撑在通道40内。电极偶联器20因此能安全地还可拆卸地安装在卡盘5上。但是，侧壁45和凸起15之间的接触，会导致侧壁45和凸起15的磨损。这种磨损，反过来，导致电极相对于卡盘5在X-和Y-轴方向上定位的准确性降低，并导致电极偶联器20安装在卡盘5上的安全性降低。

图4、5和6为另一现有技术中设计的通道40的示意图，该设计在Ramsbrp的美国专利号4855558中公开。具体参照图4和5，所示的每个通道40的断面是矩形的，并包括2个侧壁45和一底面47，侧壁45上有引导边缘50。在每个侧壁45内沿着侧壁45的长度方向延伸有一凹口55。凹口55，向下微微弯曲，基本上水平地伸入电极偶联器20内。每个凹口55有一个基本上水平的定位唇60。当所示的电极偶联器20由钢制成时，定位唇60可向下弹性地弯曲，例如，实际上是在Z-方向上，如图6的虚线所示。

侧壁45之间的距离使得在凸起15和通道40之间存在一压配合。图6显示了凸起15插入图4和5的通道40内的情况。当凸起15和通道40之间有一压配合时，凸起15接触并将力作用于侧壁45的引导边缘50上，从而使得定位唇60向下弯曲，并使侧壁45在X-和Y-方向上有弹性变形。侧壁45因此有弹性的变形并向下可弹性地移动。凸起15和侧壁45之间的相互作用力，以及引导边缘50和凸起15之间的部分接触，使得凸起15能安全地还可拆卸地支撑在通道40内。电极偶联器20因此能安全地还可拆卸地安装在卡盘5上。但是，侧壁45和凸起15之间的接触，以及引导边缘50和凸起15之间的部分接触，会导致侧壁45，至少是其引导边缘50，和凸起15的磨损和破坏。这种磨损，反过来，导致电极相对于卡盘5在X-和Y-轴方向上定位的准确性降低，并导致电极偶联器20安装在卡盘5上的安全性降低。

上述讨论涉及电极偶联器20相对于卡盘5在X-和Y-轴两个方向上精确定位的重要性。但是，值得注意的是，电极偶联器20相对于卡盘5在Z-轴方向上精确定位也重要。电极偶联器20的公知的设计，就是当电极偶联器20与卡盘5有一要求的距离时，电极偶联器20的一部分与卡盘5的表面10接触，或者与表面10上的一柱17(参见图4)接触。这种设计，凸起15不会与通道40的底面47接触。

上述讨论涉及的是把电极安在装于放电加工机械卡盘上的情形。类似的需要把其它工具安在装于其它类型机械上的卡盘上的情形是一样的。

本发明的目的是提供一改进的偶联器用来将工具安装在卡盘上。

按照本发明，提供的偶联器包括一机身。机身包括一工具端用来安装到工具上。机身也包括一卡盘端，用来可拆卸地安装到卡盘上，卡盘上有一延伸的凸起用来调准相对于卡盘的偶联器。卡盘端确定一基准孔接受凸起。基准孔包括一可弹性移动的侧壁。

按照本发明的一个方面，提供了一有钢制机身的偶联器，机身基本上是矩形棱柱。机身包括一电极端，用来安装到一放电加工机械的电极上。机身还包括一卡盘端，相对于电极端，用来可拆卸地安到装在放电加工机械上的卡盘上，卡盘有4个延伸的凸起用来调准相对于卡盘的偶联器。卡盘端确定一基本平坦的表面。卡盘端还确定4个基本上矩形的通道用来接受凸起。通道从表面延伸入机身，并排列成不同的基本上成X形的模式。每个通道包括2个可弹性移动的侧壁。每个通道也包括一槽，槽与每个侧壁相邻和平行，用来使侧壁移动，在效果上就相当于一自由持续的弹簧。每个槽从表面延伸入机身。

优点在于，本发明提供了一改进的偶联器用来将工具安装到卡盘上。偶联器还能安全地可拆卸地安装到卡盘上，并避免电极偶联器和卡盘的不必要的磨损。

本发明的其它优点和特征，结合下述附图和权利要求，在参照实施例的详细描述后，对本技术领域的人而言，就会很容易地了解。

本发明的实施例将参照下述附图描述：

图1为放电加工机械上的公知卡盘的透视图；

图2为第一种现有技术设计的从卡盘上拆卸的电极偶联器的侧视图；

图3为装在卡盘上的图2的电极偶联器的侧视图；

图4为第二种现有技术设计的从卡盘上拆卸的电极偶联器的透视图；

图5为图4的电极偶联器的侧视图；

图6为图4电极偶联器的一部分和一卡盘凸起的横截面详细示意图；

图7为本发明实施例的电极偶联器透视图；

图8为图7实施例的侧视图；

图9为本发明另一实施例的侧视图；

图10为本发明另一实施例的侧视图；

图11为本发明另一实施例的侧视图；

图12为本发明另一实施例的侧视图；

图13为本发明另一实施例的侧视图。

图7-13显示了体现本发明的一些电极偶联器示例。所示的电极偶联器120的设计使得其可反复从卡盘5上安装和拆卸，卡盘如图1所示安装在放电加工机械上。体现本发明的电极偶联器120因此能安全和可拆卸地安装到装在放电加工机械上的卡盘上。所示的实施例由钢制成，部分原因在于钢的强度和弹性。其它强度和弹性的材料也可使用。

特别参照图7和8所示的实施例，一电极偶联器120包括一电极端125，其上可安一电极，和一卡盘端130，用来安装卡盘5。偶联器120包括一中心定位孔135和4个通道140，通道排列成基本上成X形的模式，将卡盘端130的表面分成4个上表面165。

每个通道140的横断面是矩形的，它包括2个侧壁145和一底面147。从每个上表面165延伸到电极偶联器120的机身的是一槽170，槽170平行于侧壁145。当每个槽170沿着它相应的侧壁145的整个长度开槽时，每个侧壁145和相应的槽170确定一弹簧175。当电极偶联器120由钢制成时，弹簧175可弹性地弯曲和移动，例如，实际上是沿X-和Y-轴方向上弯曲和移动。弹簧175的特征与自由持续的片簧一样。

侧壁145之间的距离使得在凸起15和通道140之间存在一压配合。当在凸起15和通道140之间有一压配合时，凸起15接触并将作用力施加到侧壁145上，从而使得弹簧175弯曲。由于制成电极偶联器120的钢的弹性，弹簧175，以及侧壁145，施加作用力于凸起15上。另外，由侧壁145施加到凸起15上的力使得侧壁发生弹性变形。侧壁因此可弹性地移动和发生弹性变形。

体现本发明的电极偶联器的单独侧壁145施加到凸起15上的力的总和，相当于由弹簧施加的力加上由侧壁145的可能的弹性变形施加的力。弹簧175施加的力，由侧壁145的弹性移动产生。由侧壁145施加的剩余的力由在侧壁145处的钢的弹性性质决定。

回过头参照图2和3所示的现有技术的电极偶联器，由单独的侧壁45施加到凸起15上的力，全部单独由侧壁45的钢的弹性性质决定。因此，在侧壁45和凸起15上的磨损就大于体现本发明的电极偶联器120的侧壁145上的磨损。概括而言：现有技术的侧壁45是弹性变形；本发明的侧壁145是弹性移动和弹性变形；因此本发明的侧壁145承受较少的磨损，并在凸起15上引起较少的磨损，都比图2和3的现有技术的侧壁45少。

回过头参照图4、5和6所示的现有技术的电极偶联器20，由单独的侧壁45施加的力的总和，相当于由定位唇60产生的力加上由侧壁45的可能的弹性变形产生的力。定位唇60产生的力由侧壁45向下的弹性移动产生。由侧壁45产生的剩余的力由侧壁45的钢的弹性性质决定。但是，事实是，定位唇60的向下移动引起侧壁45产生的力集中施加到引导边缘50处。因此，在侧壁45和凸起15上的磨损就大于体现本发明的电极偶联器120的侧壁145上的磨损。概括而言：现有技术的侧壁45是向下弹性移动和弹性变形；本发明的侧壁145是弹性移动和弹性变形；因此本发明的侧壁145承受较少的磨损，并在凸起15上引起较少的磨损，都比图4、5和6的现有技术的侧壁45少。

在操作上，体现本发明的电极偶联器120的通道140设计成能接受凸起15，这样，每个凸起15就能安全和可拆卸地由其相应的通道140支撑。用另一电极替换这个电极，电极偶联器120就能从卡盘5上取下，从而从通道140中取下凸起15。电极偶联器120然后就被另一装有不同电极的电极偶联器120替换，或者换句话说，一不同的电极就安装到相同的电极偶联器120上，再将其又安装到卡盘5上。本发明提供了一改进的电极偶联器，用于放电加工机械。电极偶联器120安全地并可拆卸地安装到卡盘5上，并可避免对电极偶联器和卡盘的不必要的磨损。

图9-13为体现本发明的电极偶联器20的一些其它设计。

大量的改进、变化和适用，在不偏离本发明的范围，由权利要求书确定的范围时，都落入上面描述本发明的具体实施例中。

Claims (16)

1.一偶联器包括：

一机身包括：

一可安装到工具上的工具端；和

一可拆卸地安装到卡盘上的卡盘端，该卡盘有一延伸的凸起，其可相对于该卡盘调准该偶联器；

该卡盘端确定一基准孔，用来接受该凸起，该基准孔包括一自由持续的基本上垂直延伸的可弹性移动的侧壁。

2.如权利要求1所述的偶联器，其特征在于，还包括一第二个孔，与基准孔相邻，用来使得该向外的弹性移动的侧壁能向外移动。

3.如权利要求2所述的偶联器，其特征在于，该基准孔是一通道。

4.如权利要求3所述的偶联器，其特征在于，该第二个孔是一槽。

5.如权利要求1所述的偶联器，其特征在于，该机身由钢制成。

6.一偶联器包括：

一机身包括：

一可安装到工具上的工具端；和

一可拆卸地安装到卡盘上的卡盘端，该卡盘有2个延伸的凸起，其可相对于该卡盘调准偶联器；

该卡盘端确定2个非平行的通道，用来接受该凸起，每个通道包括一自由持续的基本上垂直延伸的可弹性移动的侧壁。

7.如权利要求6所述的偶联器，其特征在于，还包括一第二个孔，与每个向外的弹性移动的侧壁相邻，用来使得该向外的弹性移动的侧壁能向外移动。

8.如权利要求7所述的偶联器，其特征在于，该第二个孔是多个槽。

9.如权利要求6所述的偶联器，其特征在于，该机身由钢制成。

10.一偶联器包括：

一机身包括：

一可安装到工具上的工具端；和

一可拆卸地安装到卡盘上的与工具端相对的卡盘端，该卡盘有4个延伸的凸起，其可相对于该卡盘调准该偶联器；

该卡盘端确定：

一表面；

4个基本上矩形的通道，用来接受该凸起，通道从表面延伸入机身，并被排列成基本上成X形的模式，每个通道包括一自由持续的基本上垂直延伸的可弹性移动的侧壁；和

一槽，该槽相邻并平行于每个侧壁，使得侧壁向外移动，每个槽从表面延伸入机身。

11.如权利要求10所述的偶联器，其特征在于，每个通道包括2个可向外弹性移动的侧壁。

12.如权利要求10所述的偶联器，其特征在于，该机身由钢制成。

13.如权利要求10所述的偶联器，其特征在于，该机身基本上是矩形棱柱。

14.如权利要求10所述的偶联器，其特征在于，该表面基本上是平坦的。

15.如权利要求10所述的偶联器，其特征在于，该多个通道基本上排列成十字形模式。

16.一偶联器包括：

钢质机身基本上是矩形棱柱，该机身包括：

一可安装到放电加工机械电极上的电极端；和

一可拆卸地安装到卡盘上的与电极端相对的卡盘端，该卡盘装在放电加工机械上，该卡盘有4个延伸的凸起，其可相对于该卡盘调准该偶联器；

该卡盘端确定：

一基本平坦的表面；

4个基本上矩形的通道，用来接受该凸起，通道从表面延伸入机身，并被排列成基本上成十字形的模式，每个通道包括2个自由持续的基本上垂直延伸的弹性移动的侧壁；和

一槽，该槽相邻并平行于每个侧壁，使得侧壁能向外移动，每个槽从表面延伸入机身。

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