TWI671148B - 夾頭治具及包含該夾頭治具的夾爪組 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種夾頭治具，可安裝於車床夾頭的夾爪使用，夾頭治具具有供對應安裝於夾爪的夾塊以及連接於該些夾塊的連接機構，夾塊圍繞一夾持軸排列成環形並具有面向夾持軸的夾持面，連接機構具有彈性，使夾塊可受夾爪推抵移動，由夾持面向內夾持工件，於使用時可拆換不同的夾頭治具使用，從而在夾持面與夾持軸之間獲得不同的的夾持半徑，而能適應於夾持多種不同尺寸的工件進行加工，免除重複拆裝夾爪以及對夾爪進行定位校正的工序，具有較高的加工作業彈性。

Description

夾頭治具及包含該夾頭治具的夾爪組

本發明是關於一種夾頭治具，能適用於車床或類似加工機械的夾頭。

車床夾頭用於夾持工件，於夾頭旋轉時帶動工件一同旋轉，以進行車床加工，其中，為了在車床夾頭獲得較大的夾持力量，現有的車床夾頭已經大量導入油壓倍力系統。

請參考第1圖，現有的車床夾頭11主要是藉由螺絲12將夾爪13安裝於下方的滑座14，車床夾頭11具有油壓倍力系統，能帶動滑座14移動，使夾爪13隨之一同移動，進而能向內移動以夾持工件或向外移動以放鬆工件，然而，油壓系統雖然可以提供較高的夾持力，卻有夾爪13移動行程較短的問題，滑座14僅能在數公釐的範圍內移動，當有尺寸差異稍大的不同工件需要加工時，現場作業人員需要將夾爪13從滑座14卸下，如第2圖所示，改變夾爪13的位置後再重新將夾爪13組裝固定於滑座14，同時還需要對三個夾爪13的位置進行精確定位，以確保夾爪13的夾持中心與夾頭11的旋轉中心同心，維持加工精度；由於更換不同加工工件時，需要重複拆卸與組裝夾爪13，並對夾爪進行定位與中心校正，造成加工作業的不便。

此外，過去在校正夾爪的過程中，常以內徑車刀直接車削夾 爪的內端夾持面，以確保夾爪向內夾持的中心與夾頭的旋轉中心同心，達成夾爪的中心校正，然而，在重複拆卸調整夾爪位置並進行多次中心校正後，會因為重複車削夾爪的內端夾持面而使夾爪的尺寸逐漸變小，以致於需要更換新的夾爪。

本發明的其中一項目的在於提供一種可適用於車床的夾爪組，能相容於油壓倍力系統，又能降低更換不同尺寸工件時的不便。

本發明的另一項目的在於提供一種可適用於車床的夾爪組，可於更換工件尺寸時快速完成同心定位校正，避免車削夾爪內端夾持表面而損耗夾爪。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種夾頭治具，供安裝於一夾爪組中，夾頭治具包括複數個夾塊與連接機構，該些夾塊圍繞一夾持軸排列，各該夾塊具有一靠近該夾持軸的夾持面，各該夾塊具有一固定部，該些固定部供該夾爪組推抵而使該些夾塊向該夾持軸靠攏。該連接機構連接該些夾塊，該連接機構具有彈性而使該些夾塊能受力向該夾持軸靠攏並能彈性復位。

為了達成上述及其他目的，本發明還提供一種夾爪組，包括上述之夾頭治具，更包括複數個夾爪，供組裝於一夾頭，該些夾爪繞一旋轉軸排列，該夾頭治具之各該固定部可拆卸地安裝於其中一夾爪。

藉此，本發明提供的夾頭治具與夾爪組可供配合使用於車床或類似加工機械的夾頭，將夾爪組安裝於夾頭，並將工件置入夾持面之間，即可由夾頭帶動夾爪推抵夾頭治具之夾塊，以夾持面夾持工件。於更換不 同尺寸的工件時，僅需拆換另一尺寸之夾頭治具，即可夾持對應的工件，無須重複拆卸組裝夾爪，亦無須對夾爪進行定位校正，而能快速更換夾持工件的尺寸，具極佳的加工作業彈性，同時免除定位校正造成夾爪損耗的問題，而具有良好的使用功能。

〔先前技術〕

11‧‧‧車床夾頭

12‧‧‧螺絲

13‧‧‧夾爪

14‧‧‧滑座

〔本發明〕

r‧‧‧旋轉軸

y‧‧‧夾持軸

21、22、23‧‧‧夾爪

211、221、231‧‧‧定位塊

212‧‧‧彈性件

213、223、233‧‧‧定位柱

31、32、33‧‧‧夾塊

311、321、331‧‧‧夾持面

312、322、332‧‧‧固定部

313、323、333‧‧‧固定槽

314、324、334‧‧‧定位槽

315、325、335‧‧‧貫穿孔

41、42、43‧‧‧彈性片

90‧‧‧夾頭

91‧‧‧工件

92‧‧‧工件

311’、321’、331’‧‧‧夾持面

第1圖為習用車床夾頭之示意圖。

第2圖為習用車床夾頭之另一示意圖。

第3圖為本發明夾爪組之立體圖。

第4圖為本發明夾爪組之立體組合示意圖。

第5圖為本發明夾爪組之平面組合示意圖。

第6圖為第5圖之局部剖視圖。

第7圖為本發明另一尺寸夾爪組之立體圖。

第8圖為本發明另一尺寸夾爪組之立體組合示意圖。

第9圖為本發明另一尺寸夾爪組之平面組合示意圖。

第10圖為本發明另一實施例夾爪組之立體圖。

第11圖為本發明另一實施例夾爪組之立體組合示意圖。

以下僅舉具體實施例以說明本發明的技術內容，惟其中各元件的形狀、尺寸及相對關係在不與本發明所達成之功能相衝突的前提下，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可修改變化，以適應於各自不同的具體使用情境。

請參考第3圖，本實施例提供一種夾爪組中，包含數個夾爪21、22、23與一夾頭治具。

夾爪21、22、23係供安裝於例如油壓式之夾頭90，而可由夾頭90帶動夾爪21、22、23移動，夾頭90具有一旋轉軸r，夾爪21、22、23繞旋轉軸r排列，於夾頭90繞旋轉軸r轉動時，夾爪21、22、23隨夾頭90一同轉動，其數量與欲使用之夾頭90形式配合，常見使用之夾爪數量，例如本實施例所示為三個，然而亦不排除使用兩個、四個或其他數量夾爪的可能性。各該夾爪21、22、23具有定位塊211、221、231，定位塊211、221、231沿旋轉軸r的圓周方向凸出於夾爪21、22、23的兩側表面，定位塊211、221、231另外受到彈性件推抵，使定位塊211、221、231可退縮進入夾爪21、22、23中並可彈性復位。

夾頭治具係供安裝於夾爪組的夾爪21、22、23，夾頭治具包含數個夾塊31、32、33與連接機構。

夾塊31、32、33的數量與夾爪21、22、23的數量相應，該些夾塊31、32、33圍繞一夾持軸y排列成環形，各夾塊31、32、33具有一靠近且面向夾持軸y的夾持面311、321、331，各夾持面311、321、331呈管狀弧面，且為弧度略小於三分之一圓的弧面，以夾持面311、321、331至夾持軸y的距離為夾持半徑，各夾持面311、321、331之弧面半徑等於或略小於夾持半徑，亦即，各夾持面311、321、331之弧面中心軸與夾持軸y重合或位於夾持面311、321、331與夾持軸y之間，各夾塊31、32、33另具有一背離夾持軸y的固定部312、322、332，固定部312、322、332與夾持面311、321、331徑向排列，各個固定部312、322、332具有朝向夾持軸y徑向凹入的固定 槽313、323、333，固定槽313、323、333沿夾持軸y軸向延伸而各自於前後兩端呈開放狀，惟其中若將固定槽313、323、333的其中一端封閉，亦不影響本實施例夾頭治具的使用功能。固定部312、322、332另具有定位槽314、324、334，定位槽314、324、334沿夾持軸y的圓周方向凹設於固定槽313、323、333的兩側。

連接機構包括數個彈性片41、42、43，彈性片41、42、43的數量與夾塊31、32、33的數量相應，彈性片41、42、43與夾塊31、32、33一同排列成環形並連接於兩兩相鄰的夾塊之間，使每兩相鄰的夾塊之間有其中一彈性片連接於其間，彈性片41、42、43呈薄片狀且朝向遠離夾持軸y撓曲而具有彈性，使夾塊31、32、33與彈性片41、42、43連接成一體，且於夾塊31、32、33受力時能向夾持軸y徑向靠攏或遠離，並能彈性復位，具有徑向1.5mm至3mm或1.5mm至5mm之彈性移動能力。

本實施例中的夾塊31、32、33與彈性片41、42、43為一體成型之金屬，然而，也可能將夾塊與彈性片分別製作之後再使用熔接、焊接、黏合、嵌合、鉚合、以另一螺固件鎖合或其他連接兩部件的技術將夾塊與彈性片連接，又或者，先製作夾塊31、32、33，再以模造成型或射出成型的技術將金屬或塑膠之彈性片成型固定於夾塊31、32、33，亦屬可能。

本實施例中的連接機構包括數個彈性片41、42、43，然而，在本發明其他可能的實施例中，亦可能將連接機構製作為一體之組件或單一構件，例如為圓餅形或環形，從夾塊31、32、33的一側沿平行於夾持軸y的軸向方向連接於夾塊31、32、33，並提供各夾塊31、32、33可徑向彈性移動之能力。

承上述，請參考第3圖至第5圖，可將夾頭治具的夾持軸y與夾頭90的旋轉軸r對準為同軸，沿夾持軸y將夾頭治具軸向推入於各個夾爪21、22、23之間，以將夾頭治具安裝於各夾爪21、22、23而組合成夾爪組，由於固定槽313、323、333前後兩端為開放狀，夾爪21、22、23可直接進入固定槽313、323、333，且定位塊211、221、231卡掣於定位槽314、324、334，使固定部312、322、332可拆卸地安裝於夾爪21、22、23並相互定位。隨後再將欲加工之工件沿夾持軸y置入夾持面311、321、331之間，操作夾頭90使夾爪21、22、23向內夾合，夾爪21、22、23即向內推抵固定部312、322、332，使夾塊31、32、33向夾持軸y靠攏，以夾持面311、321、331壓抵並夾持工件91，即可進一步進行加工，其中可容許夾持之工件91尺寸應略小於夾頭治具之夾持半徑，較佳者，工件91之外型半徑可恰與夾持面311、321、331的弧面半徑相等，如第5圖所示。工件91加工完成後，可操作夾頭90使夾爪21、22、23向外張開復位，夾塊31、32、33即受定位塊211、221、231與定位槽314、324、334之卡掣定位作用，以及連接機構的彈性片41、42、43的彈性力作用而復位，即可將工件91取出。

請參考第5圖與第6圖，夾爪21的定位塊211受彈性件212推抵，固定部312安裝於夾爪21時，定位塊211卡掣於定位槽314以協助固定部312定位，固定部312固定槽313的寬度以及夾爪21的寬度沿平行於夾持軸y的軸向方向朝向靠近夾頭90的一端漸闊，使固定部312與夾爪21相互接觸的表面具有錐度，亦有助於固定部312定位。

當加工完成而欲更換另一不同尺寸的工件進行加工時，可沿夾持軸y反方向取出夾頭治具，再於夾爪21、22、23安裝另一夾頭治具，請 參考第7圖至第9圖，另一夾頭治具具有相似的結構，惟其中之夾持面311’、321’、331’之弧面半徑以及夾持面311’、321’、331’至夾持軸y之間的夾持半徑較小，安裝於夾爪21、22、23後可夾持尺寸較小的工件92以進行加工。

除上述實施例之外，若為了適應於其他不同的工件外型，而將改變夾持面的形狀，使夾持面所圍繞的空間的整體外型改為其他幾何形狀，例如四角柱體或六角柱體者，亦屬可行。

此外，定位塊211、221、231與定位槽314、324、334係用於將夾爪21、22、23與夾塊31、32、33相互定位，若將定位塊與定位槽的位置互換，改將定位槽設置於夾爪而將定位塊設置於夾塊，亦無不可。

請參考第10圖與第11圖，在本發明另一實施例中，夾頭治具與夾爪的結構大致相似於前述第3圖所示之實施例，惟其中夾頭治具的夾塊31、32、33的固定部包括平行於夾持軸y延伸的貫穿孔315、325、335，並於夾爪21、22、23具有定位柱213、223、233，仍可將固定部可拆卸地安裝於夾爪21、22、23，並由夾爪21、22、23推抵夾頭治具的夾塊31、32、33向該夾持軸y靠攏，具有與前述實施例相似的使用效果。

利用上述裝置，本實施例所述之夾爪組可配合使用於車床或類似加工機械的夾頭，用於夾持工件或其他物件，其中可提供多組夾頭治具，以符合不同工件尺寸的加工需求，當需要更換不同尺寸的工件時，僅需拆卸已安裝的夾頭治具，並安裝對應尺寸的另一夾頭治具，即可夾持工件，無須分別拆卸並組裝多個夾爪，而具有便利的安裝流程。

其次，本實施例之夾爪組於更換工件尺寸時，僅需更換安裝不同的夾頭治具，未拆卸夾爪而無須對夾爪進行定位，於各夾頭治具中各 自保持夾塊的厚度一致，無論工件尺寸及夾頭治具如何更換，皆能保持工件夾持於夾頭旋轉軸的中心，便於維持加工的同心度，兼具免定位以及易於維持加工精度的特點。

總結以上說明，上述實施例的夾爪組及其中的夾頭治具可提供易於安裝與校正的特點，於更換工件尺寸時大幅降低工序，並能免除重複拆卸夾爪，維持加工精度，實為產業人士所企盼，惟以上實施例僅在於說明並闡述本發明的技術內容，本發明專利的權利範圍應以本發明的申請專利範圍為準。

Claims (10)

1. 一種夾頭治具，包含：複數個夾塊，該些夾塊圍繞一夾持軸排列，各該夾塊具有一靠近該夾持軸的夾持面，各該夾塊具有一固定部；連接機構，連接該些夾塊，該連接機構具有彈性而使該些夾塊能受力向該夾持軸靠攏並能彈性復位。
2. 如申請專利範圍第1項所述的夾頭治具，其中該連接機構包含複數個彈性片，每兩相鄰夾塊之間有其中一該彈性片連接於其間，該彈性片具有彈性而使該些夾塊能受力向該夾持軸靠攏並能彈性復位。
3. 如申請專利範圍第1項所述的夾頭治具，其中各該夾持面為管狀弧面。
4. 如申請專利範圍第3項所述的夾頭治具，其中各該夾持面的弧面中心軸與該夾持軸重合或位於各該夾持面與該夾持軸之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的夾頭治具，其中各該夾塊的該夾持面與該固定部徑向排列。
6. 如申請專利範圍第1項所述的夾頭治具，其中各該固定部位於各該夾塊遠離該夾持軸的一側，各該固定部具有一朝向該夾持軸徑向凹入的固定槽。
7. 如申請專利範圍第6項所述的夾頭治具，其中該固定槽的寬度沿夾持軸的軸向方向朝向一端漸闊。
8. 一種夾爪組，包含如申請專利範圍第1至7中任一項所述之夾頭治具，更包含：複數個夾爪，供組裝於一夾頭，該些夾爪繞一旋轉軸排列，該夾頭治具之各該固定部可拆卸地安裝於其中一夾爪。
9. 如申請專利範圍第8項所述的夾爪組，其中包含複數個如申請專利範圍第1至7中任一項所述之夾頭治具，以各該夾頭治具之該夾持面至該夾持軸的距離為一夾持半徑，該些夾頭治具之夾持半徑彼此不同。
10. 如申請專利範圍第8項所述的夾爪組，其中該夾頭治具之固定部與該些夾爪其中一者具有定位槽，其中另一者具有定位塊，該定位塊受彈性件抵靠而可彈性退縮，各該固定部安裝於其中一夾爪時該定位塊卡掣於該定位槽，使該固定部與該夾爪相互定位。