TWI361734B - Clamping apparatus for fixing a collet to a chuck - Google Patents

Description

1361734 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種用於將襯套夾具構件固定於夹頭 構件之失持裝置。 【先前技術】 本文中係藉「襯套夾具構件」之表述來說明一槽孔夹 持套筒構件’其具有-圓錐形部，可藉調整成適應於徑向 地推出或推人該襯套夾具構件之夾爪來㈣—物件、特別 係—待切m可結合車床來❹這種襯套夾具構件， 其中具有__母螺紋，藉以旋緊於該車床之_螺紋心轴上。 已知習知襯套夹具構件之一根本缺點在於，其環繞旋 轉軸、即中心縱…軸之角度位置'以及其在z軸延伸 ^向上之位置等兩者，無法、或至少並未精確地相關於該 。轴之位置定義。當在一車床中切削轴向對稱工件時，前 述缺點將為次要者。然而，愈來愈常需要藉複數個襯套夾 具構件’將工件夾持於除了車床以外之非軸向對稱切削工 具’在這種情況下，高度希望該卫件不僅在χ& γ方向且 亦在Ζ方向、即沿中心縱向軸延長部份者上的位置，以及 相關於其環繞Ζ轴之角度方位者，皆可精確定義。 至此’為了以一完善之位置定義、即在X及γ方向盘 Ζ方向、及相關於環繞Ζ軸之角度方位等兩者之方式，來 使用襯套夾具構件，必需使用中間掣子（pallet)構件，而 該襯套失具構件係固定至其上且其設有定位或定心元件。 6015-7054-pp；Ahddub 1361734 該掣子構件因此可連附至一相對應夾頭構件，其中該夹頭 構件a有可與該等中間掣子構件之元件共同作動的複數個 定位或定心元件。 一法國專利與申請公告案第FR_A_2,694,222號係揭露 I種工具鑽頭夾頭，其包括—卫具固持構件，較佳地呈— 管狀套筒構件外型，一盤型構件，可連接至該工具固持構 件，及-裝置，調整成適應於可由一機械轉動，以轉動前 述之盤型構件。因此，設計成具有一封閉末端且可唾合該 盤里構件之一中空旋轉元件的該工具固持構件，包括兩個 軸向對正部，其中之一係用於收容一鑽錐’而另一個則用 於收容-螺絲攻，其令該螺絲攻係用於在前述鑽錐所建立 2 :口中切削出一螺紋者。該公告案並未揭露有關在χ 及γ方向上精確定位一工件 礎。亦未揭露任何 以牛在ζ方向上達成一精確定位之提議。 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種夾持裝置，其可將 夹具構件直接、輕易、# 於其環…之角度方二γ、及ζ方向上及關 夹頭構件。 & 、“疋義位置中’固定至一 可藉種夹持裝置來達成這種及其 置包括一夹頭構件，並目士 该夾持裝 + ，、具有可調整成適應於夹持地自# 襯套央具構件之—夹 . u 成適應於待固定至該夹 ”满整 爽碩構件且具有可相關於該失頭構件 m 6015-7054-PF；Ahddub 7 1361734 來對正該襯套夾具構件位置的一第一定心裝置。 該夾頭構件設有一第-中、 弟一疋心裝置，可相關於該夹頭 件來對正該襯套夹具構件之你 料之位置，m襯套夹具構 第一定心裝置共同作動。

該襯套失具構件之第一定心裝置包括複數個第一定心 兀件’設置於面對著該夹頭構件之該襯套夹具構件後側 處，且該爽頭構件之第二定心裝置包括複數個第二定心元 件，其在大小尺寸及位置方面係與㈣套夹具構件之複數 個第一定心元件相對應。該等第4心元件可調整成適應 於’可在該襯套夹具構件固定至該夹頭構件，以至少在X 及γ方向上關於該夾頭構件對正該襯套夾具構件時，响合 該襯套夾具構件之第一定心元件。 該概套夾具構件設有一止推表面，其調整成適應於可 由該夹頭構件之夹持裝置唾合，以將該襯套夾具構件夹持 地固定至該夾頭構件’或著該襯套夾具構件包括一夾持柱 栓’其設有-止推表面’調整成適應於可由該夾頭構件之 夾持裝置嚙合，以將該襯套夹具構件夹持地固定至該夹頭 構件。 【實施方式】 第1圖係顯示一夾持裝置10之分解圖，其包括一夾頭 構件1、調整成適應於夾持地固定至夾頭構件1之一襯套 夾具構件2、及一引動螺栓3。該裝.置之z軸：，且同時構成 縱向令心軸者，將由參考代碼46指定。縱然第i圖中係分 6015-7054-PF;Ahddub 8

1361734 離地顯示引動螺栓3,然其通常可構成夹頭構件i之 在部件。 鬥 夾頭構件1設有一環形凸起件11。凸起件η之頂側 前端面上設置有四個定心凸輪心、12卜12。、及12d。四 個定心凸輪12a、12b、12c、及12d係沿著凸起件u 側前端面之圓周均句地分佈。一第一 z轴靜置表面^ 設置於定心凸輪12a與12b之間，一第二z軸靜置表面13b 係設置於定心凸輪12b與12c夕唾 n 允之間，一第三Z軸靜置表面 13c係設置於定心凸輪12c盥 興1 2d之間’且一第四z軸靜 置表面咖係設置於定心凸輪⑶與心之間。四個 靜置表* 13a、13b、13c、及13d皆略為抬起高於凸起件 u之頂側前端面。在z轴靜置表面13b之中心設有聳起超 越靜置表面13b的一分度銷ι4。 凸起件11係由-環形球扣圈16圍繞著，該環形球扣 圈係調整成，適應於收容著可沿環圈分佈的複數個夹持球 17，且設有一外公螺紋。夹持球Π係收容於球扣圈16之 孔口 18中。可旋緊於環形球扣圈16外公螺紋上者係一接 合螺帽19，其具有一内圓雜# 有内圓錐形止推表面2〇，調整成適應於 可徑向地推移央持们7。接合螺帽19之頂端設有一密封 唇8,其抵靠著球扣圈16之外側。該球扣圈係藉由複數個 螺幻5而連附至-基板21。基板21本身設有固定裝置（未 顯不）’以連附至-適當設計之扣圏裝置，而該扣圈裝置係 設於待由夾持裝置10連附其上之切削工具上。 引動螺栓3係待設置於夾頭構件】内部且可沿轴向、 9 6015 - 7 054 - PF; Ahddub 1361734 即在沿轴線46之Z方向上運動者。引動螺栓3之位移較佳 地係以氣力式達成。引動螺拴3之前端部設有一圓錐形止 推表面4，其調整成適應於可徑向地擴張襯套夾具構件2, 以下將對此作更詳細地說明。 如第1圖中以局部剖視圖顯示出之襯套夹具構件2， 具有大致-中空圓柱形外型。襯套失具構件2之前端部。 設有複數個槽縫25a、25b，其可將襯套夹具構件2之前端 部劃分成可徑向擴張與緊縮之夾爪…、⑽、…'及咖。 是以，本具體實施例之襯套夾具構件2包括總數四個之槽 縫及四個夾爪。請了解到，襯套夹具構件2可設有譬如二 個等較少、或著譬如六個或八個等較多失爪。襯套夹具構 件2之前端部23設有一伞，、、、^ 又有中心孔口 26 ,其直徑係與可結合 特定襯套夾具構件2使用之卫具的轉軸直徑相對應。 襯套爽具構件2之背側設有一環形凸肩28’其在底部 處具有一環形前端面31。瑗花：a灿π 01 被形剛端面31將在襯套夹具 件2連附至夾頭構件1時，構成為ζ麵止動構件。凸肩28 之頂側設有-歪斜止推表面29。當襯套夹具構件2已插入 炎頭構件1中後，炎持球17將與歪斜止推表面29唾合， 以將襯套夾具構件2固定至夹頭構件工。 概套夾具構件2之下方 之下方别鈿面31設有複數個定心溝 3〇a、3〇b，其就位置及外型而言皆與定心凸輪12a、12/ …、⑶相對應，且使襯套夹具構件WX及Y方向兩者 上以及關於衣·堯Z軸之角度位置，皆相關於爽頭構件1 定位。請注意到，襯套夾具構件2設有總數四個之定心溝 6015-7054-PF;Ahddub 10 ⑧· 1361734 槽30;然而，在第1圖之圖示說明巾，僅可觀看到其中兩 個：即溝槽30a及30b。此外，襯套失具構件2之環形前 端面31設有亦無法由第1圖中觀看到之一分度隙孔，其調 整成適應於收容可設於夾頭構件丨上之分度銷14〇 一轉軸 部32可構成襯套爽具構# 2之中心部，且使概套夹具構件 .2之則端部23與凸肩28相連接。 襯套夾具構件2之前端部23設有位於其背側處之一圓 錐形縮窄凹部34。這種凹部34係在轉軸部“内、自襯套 夹具構件2之前端部23的背側延伸至孔口 26。凹部34係 由凸起、圓錐形擴寬壁部35a、35b界定。壁部心與… 係由襯套夾具構件2前端部23中之槽縫25a、25b再細劃 分。是以，可顯現總數四個之壁部，其係藉前述之槽縫Μ" 25b而互相分離。_旦引動螺栓3推入凹部以中，即可^ 向地推開纽24a、24b'24G(第^中亦未顯示出第四個 夾爪）。 請了解到，定心溝槽與定心凸輪之結構可倒置。換言 之，該等^心凸輪可設於襯套央具構件2 i，且該等定心 溝槽則位於夾頭構件丨上。 •第2圖係顯示由底端觀看之襯·套夹具構件2立體圖。 在本圖式中’特別顯示出者為’四個定心溝槽3Ga、30b、 3〇。、繼係切削入遠離襯套夾具構件2前端部23之凸肩 28前表面31中，《 π ό „ 凸肩28設有調整成適應於可與夾頭構 件上夾持球相喷合的止推表面29。此外，調整成適應於可 收容分度銷14之分度隙孔33係清楚可見者，且若僅就環

6015-7〇54-PF;Ahddub 11 1361734 繞2軸之概疼角度位置而言，分度銷U與分度隙孔33之 共同作動可允許概略地定義襯套央具構件2環繞z轴之位 置及確保襯套夾具構件2與夾頭構件^一正確連附。 設置於定心溝槽30a、_、3〇c、3〇d之間的襯套夾具 構件2後側前端面31複數個環形表面部，將在襯套央具構 :主2夹持至夹頭構件1時，構成為襯套夹具構件2之Z-來 考表面。由於沿轴向方向觀看時，定心溝槽憂、 Γ係在止推表面29區域内切削入襯套夾具構件2凸肩28 中’且亦由於襯套夾 個夫持球環圈配置之複數 、 方向固定於這種止推表面29上，因此 襯套夾具構件2可在關於全 善定義之位置中，固二、Γ:度一非常完 之力量，尤…方： ，且其可接受非常高 里兀具徑向方向上亦然。 件^^係顯示夹頭構件1及連附至其上之襯套夹具構 ==二縱向剖視圖。觀套夹具構件2係藉㈣合著設 於凸肩28上之止推表 構件卜夾持球π在益 而得固定至爽頭 徑向㈣ 由接合螺帽19之止推表面而沿 :轉至^推壓，其中該接合螺帽已如第3圖所示者共同 ”呆作位置中。由於推迫夾 件2凸…止推表面29，因此將沿ζ=二夾具構 具構件2抵著夾頭構件卜用於方向推壓襯套炎 件2失爪24之引動Π 推開襯套夾具構 螺栓3位於其上方操作位置時者，係顯 不於第3圖中。當向卜始叙2丨办破h 町可你顯 表面4將分別心t引動·3時’其圓錐㈣ P34之壁部及圓錐形擴寬壁部35a、35b e〇15-7〇54-PP；Ahddub 12 1361734 相喃合’而造成沿徑向方向推開襯套 W、2415、24。(亦以及未顯示於第3圖中之24d)e之失爪 這種夹持裝置10特別適用於固定工件或工且，“ 等工件或工具係藉徑向地推開襯套夹具構件2之、^ ^ 附至該襯套炎具構件上者。待連附至襯套夾具構件 空工件（未顯示）可在襯套夹具構件2上推動，但㈠師 向地推開該等失爪而沿襯套失具構件2之圓周固定^

此’襯套夾具2之輪廓較佳地係調整成適應於，可 定至夹頭構件1之工件中的-凹部内輪靡線相匹配了另一 種可能係提供H其可連附至q且具有可匹配概套 爽具構件2輪叙m卩；亦可能使卫件本身與襯套夹 具構件2之輪廓相匹配。 一旦將引動螺检3推入概矣杰呈德从。 P 规砮夾具構件2之凹部34中 後’工件即固定至襯套夾且構半 穴八偁仟2。拉回引動螺栓3後， 可因失爪2 4彈性地回復盆盔齑鈿私办 说......戰初始位置，而得自襯套夾具 _ 構件2移除工件❶ 八 基本上，夾頭構件1之四個定心凸輪12a、12b、12c、 12d確實將在襯套夾具構件2連附至夹頭構件i時，進入 襯套夾具構件i之四個定心溝槽3〇a、3〇b、3〇c' 3〇d中。 因此’襯套夾具構件2將可沿X及Y方向、以及關於環繞 Ζ軸之角度方位地，相關於夾頭構件丨定位。可調整襯套 夹具構件2定心溝槽30a、30b、3〇c、3〇d之尺寸而適應於 夾頭構件1疋心凸輪12 a、12 b、1 2 c、12 d之大小尺寸，使 得夾頭構件1之定心凸輪12a、12b、12c、12d可進入襯套 6015-7054-PF；Ahddub 13 1361734 夹具構件2之定心溝槽30a、30b、30c、30d，而達襯套失 具構件2緊密地置於夾頭構件1上之程度，及一寬度範圍 在0.01至0_1公厘内之一間隙將繼續存留於夾頭構件it 2軸靜置表面13a、13b、13c、13d與襯套失具構件2之環 形前端面31之間。當鎖緊接合螺帽19時，由於夾頭構件 1定心凸輪12a、12b、12c、12d更深入襯套失具構件2之 定心4槽30a、3 0b ' 30c、30d中、亦即達該間隙之寬度量， 使先前間隙將得消冑°因此’在襯套失具構件2定心溝槽 3〇a、30b、30c、30d略微加寬之範圍内，將可利用通常為 鋼之材料的固有彈性。這種變形將發生於材料之彈性範圍 内，其結不為，可免除在2方向上具有回復彈性之定心元 件。接合螺帽19已鎖緊後，襯套夾具構件2將以其環形前 端面31靜置於可作為z_參考表面之靜置表面…、⑽、 13d上，疋以，亦可沿z方向精確定義襯套夾具構件 2關於夹頭構件1之位置。 第4圖係顯示夾持裝置之另一具體實施例的立體圖 一襯套夾具構# 2a設有-橢圓形凹部37,用於固定一4 對應工件39。凹部37之一底部38可構成工件3 — 考表面。在這種情況下’工件37並非藉由徑向地推出㈣ 央具構件2a之央爪’而係藉由徑向地推入該等者，來心 至該襯套夾具構件。這種沿徑向推入夾爪者，可由且有一 不同設狀-㈣藝3a達成1下將參考第似 一步解說。 第5圖顯示出依據第4 圖之夾持裝置的縱向剖視圖 6015-7054-PP；Ahddub 14 可清楚觀看到者係引 π、a 、 引動螺栓3a。引動螺栓3a設有一凹邱 可界-：套圓錐形止推表面，其中該凹部之内側形狀係與 相對二==件2a中凹部34之壁部35a，的輪扉 %内側將與圃錐形二動:栓Γ時’引動螺栓33之凹部 ,^ 6 "部35a、3i)b之外側相嚙合，而造 向内推迫該等失爪、芬ratLA &攻 及因此夹持襯套夾具構件2a中之工件 〇 y ° ^ 第6圖係顯示襯套夹 套夾具構件2設有一夹之另—具體實施例。襯 夹持柱栓41，用於將襯套夾具構 =固：至夹頭構们。央持柱栓41之下方末一 %周凸肩42’其具有可由“構们之夾持球Π喃合著

Lit】推表面43。請了解到，夾頭構件1必須與設有夾 套夹具構件2相匹配。明確地，央頭構件1 之央持球17必須更向下古 、更。下方权置。較佳地’夾持柱栓41係 ^ 料型；因此可能提供-引_栓，其可延伸 貫穿炎持柱栓41且用於推開或推入該等夹爪。 „依循本發明方針設計之襯套夹具構件2可直接、簡 單、快速地在一完善定羞 ^ 置中’固定至夾頭構件1。 技置必須以手動方式’热 旋緊來固定襯套夾具構件2之接 合螺帽19具有優點，即夹持裝置1G具有—非常緊密之設 4，且可藉-符合成本效益之方式製造。夹頭構件】設有 -彈簧負載式之可氣力或液力式移動夹持活塞，其為内側 包括一圓錐形縮窄止推表面職向地移動料夾持球者’ 來取代用於固定該襯套夹具構件之一可手動實施式接合螺 6015-7054-PF；Ahddub 15 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示包括有-夹頭構件及―觀套央具構件 失持裝置的分解圖； 之立體下視圖； 第2圖係顯示該襯套夹具構件 構件L3:係顯示該夹頭構件及連附至其上之該概套失具 的局部縱向剖視圖； 第4圖係顯示該失持裝置之另 θ·. 圖； 夏炙另—具體實施例的立體 及 第5圖係顯示依據第4圖之失持裝置的縱向剖視圖; 第 圖係顯示出設有一夾持柱检之 襯套失具構件。 【主要元件符號說明】 1〜夾頭構件； 2 a〜襯套夾具構件； 3a〜引動螺栓； 密封唇； 12 a ~定心凸輪； 12 c〜定心凸輪； 14〜分度銷； 15〜螺釘； 2〜襯套夹具構件； 3〜引動螺栓； 4〜圓錐形止推表面； 11〜環形凸起件； 12b〜定心凸輪； 12d〜定心凸輪； 13 a〜第一 Z.軸·靜置.表面; 13b〜第二z軸靜置表面； 6015-7054-PF;Ahddub 1361734

16~環形球扣圈； 13c〜第三Z軸靜置表面； 17~夾持球； 13d〜第四Z軸靜置表面； 18〜孔口； 19〜接合螺帽； 21〜基板； 20〜内圓錐形止推表面； 23〜前端部； 24a〜夹爪； 24b〜夾爪； 24c〜夾爪； 24d~夾爪； 2 5 a ~槽缝； 2 5 b -槽缝； 26~中心孔口； 28〜環形凸肩； 29~歪斜止推表面； 30a~定心溝槽； 30卜定心溝槽； 30c~定心溝槽； 30d~定心溝槽； 31〜環形前端面； 32〜轉軸部； 33~分度隙孔； 34~圓錐形縮窄凹部； 35a~壁部； 35b〜壁部； 3 6 ~凹部； 37〜橢圓形凹部； 38〜底部； 3 9〜相對應工件； 41 ~柱检； 42〜環周凸肩； 43~斜止推表面； 4 6 ~ Z軸（軸線）。 6015-7054-PF/Ahddub 17

Claims (1)

1. I36W34 100年8月16日修正替換頁 第094113437號 . k 十、申請專利範圍： 1. 一種夾持裝置，包括： -夾頭構件’具有—失持裝置’調整成適應於夹持地 固定一襯套夾具構件；及 -襯套夹具構件，調整成適應於待固定至該炎頭構件 且具有可相關於該失頭構件來對正該襯套夾具構件位置之 一第一定心裝置； 該夹頭構件具有 第 定心裝置，可相關於該夾頭構 件來對正該襯套失1爐杜 穴”構件之位置，且與該襯套夾具構件之 第一定心裝置共同作動； 該襯套夹具構件之笛 一 y, „ ., 仟之第—疋心裝置包括複數個第一定心 70件’設置於㈣著該失頭構件之該襯套夾具構件後側處； 該夾頭構件之第二定心裝置包括複數個第二定心元 件，其在大小尺寸及位置方面係與該襯套央具構件之複數 個第一定心元件相料庙 ..,^ Μ，且調查成適應於可在該襯套失且 構件固定至該夾頭槿# E + ν α 处碩構件以至少在χ及γ方向上關於該夾頭 構件對正該概套类呈错从 又具構件時，嚙合該襯套夾具構件之望一 定心元件； …爽具構件設有-環周凸肩結合該複數個第一 =件’該％周凸肩具有—止推表面，調整成適應於由 夾頭構件之夹持梦—_人 崎裝置嚙合，以將該襯套失具 定至該夾頭構件。 卞处待地 2.如申明專利範圍第1項所述之夾持裝置，其中該 第-疋心疋件係設置於遠離該襯套夾具構件前端部之該 6015-7054-PF1 18 136而第_3437 Orfe m 100年8月16日修正替換頁 = 面上，其中該等第一定心元件之間的該背表面 域係調整成適應於構成複數個z-參考表面部，以 田該觀套夾具構件 構件之z位置。疋至該央頭構件時’定義該觀套失具 3— 如申印專利範圍第2項所述之夹持裝置，其中該等 一定心兀件包括至少三個定心溝槽，沿—環圈配置且沿 該環圈均勻地分佈，以 在X及γ方向上、以及關於其角度 位地相關於該夹頭構件來定㈣襯套夹具構件。 4— 如申請專利範圍第2項所述之夹持裝置，其中該等 第疋^ X件包括至少三個定心凸輪，沿一環圈配置且沿 地分佈’以在方向上、以及關於其角度 位地相關於該夾頭構件來定位該觀 5·如申請專利範圍第^所述之夾持裝Γ其中該夹 ㈣件包括至少三個該第二定心元件’其在大小尺寸及位 置方面係與該襯套夹具構件之該等第心元件相對應， “夾頭構件尚包括_夹持構件’設有複數個夹持球，以將 該襯套夾真構件夾持地固定至該夾頭構件。 6. 如申请專利範圍第5項所述之失持裝置其中該夾 持構件尚包括一接合螺帽’其内側具有一圓錐形縮窄止推 表面’調整成適應於可在鎖緊該接合螺帽時徑向地推移該 等夾持球。 7. 如申請專利範圍第1項所述之夾持裝置，其中該襯 * /、構件之則螭部後側設有一圓錐形縮窄凹部，其由 複數個徑向延伸槽縫再細劃分，其中設於該夾頭構件二之 6015-7〇54-PF1 19 13_第_3437 號 100年8月〗6曰修正替換頁 圓係調整成適應於推入該襯套夹具構件前端部之 /乍凹部中，以徑向地擴張該襯套夾具構件。 套/且I中請專利範圍f 1項所述之夾持裝置，其中該襯 。二件之—前端#後側設有一凹部，由複數個凸起、 圓錐形擴見壁部界定且以複數個徑向延伸槽縫再細劃分， 其中設於該夾頭構件上且在其前端面中具有1部的之一 引動螺检係調整成適應於，可在該襯套夹具構件前端部之 圓錐形擴寬壁部上推動，以使該襯套夹具構件沿徑向收縮。 9.如申請專利範圍第i項所述之炎持以，其中該概 套夾具構件設有-分度隙孔’用於當該襯套失具構件插入 該夾頭構件中時，定義其環繞z軸之概略角度方位。 6015-7054-PF1 20