TWI724759B - 夾持裝置 - Google Patents

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TWI724759B
TWI724759B TW109101798A TW109101798A TWI724759B TW I724759 B TWI724759 B TW I724759B TW 109101798 A TW109101798 A TW 109101798A TW 109101798 A TW109101798 A TW 109101798A TW I724759 B TWI724759 B TW I724759B
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陳泳霖
李鴻武
林映智
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寅翊智造股份有限公司
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Abstract

本創作提供一種夾持裝置，包括基座、承座扣持組、夾持器扣持組與牽引組，基座可供承座可拆卸地設置，並由承座扣持組將承座扣持固定於基座，夾持器扣持組能將配合於承座使用的夾持器扣持固定於承座，牽引組連接於夾持器扣持組而能將夾持器牽引移動，利用承座與夾持器之間的圓錐斜面迫緊夾持器，進而夾緊工件，藉此，本創作可利用承座扣持組切換扣持或放鬆承座，以便於快速拆換承座而能適用多種不同尺寸的夾持器，從而獲得穩定的夾持旋轉精度。

Description

夾持裝置
本創作是關於一種可供機械加工時使用的夾持裝置，用以夾持工件或刀具進行加工。
在機械加工領域中，夾持裝置能夠夾持加工刀具或工件進行加工作業，是不能缺少的重要裝置，其中，有部分夾持裝置能利用錐面抵靠於筒夾或夾持頭，將筒夾或夾持頭向內迫緊，藉以夾持加工刀具或工件者，例如TW200408478號專利申請案即屬一例，另外，TWM323945號專利也揭露了類似的構造。
上述的夾持裝置雖然能夠用於夾持工件，但卻可能有尺寸相容度不足的問題。舉例而言，前述的TW200408478號專利申請案能利用夾持頭部分，夾持工件，並且能夠藉由替換不同規格尺寸的夾持頭部分，用以夾持不同 尺寸的工件，但是工件尺寸差異過大時，僅替換夾持頭部分可能不足以夾持工件，需要進一步拆卸夾持頭部分外圍的夾持管部分，將夾持頭部分與夾持管部分一併替換為更大或更小尺寸，才能達成穩定夾持工件的使用功能，然而，夾持管部分是利用螺栓進行固定，拆卸夾持管部分並進行更換時，需要重新校正夾持管部分的中心，或者需要在組裝夾持管部分的同時校正中心，耗費額外的人力與時間成本，並且容易在反覆拆卸更換後造成精確度下降。
因此，本創作的其中一項目的在於對夾持裝置進行改造，使其能易於適用較大範圍不同尺寸的工件。
為達成上述目的與其他目的，本創作提供一種夾持裝置，供裝配一承座及一夾持器，並且能利用該夾持器夾持一工件，其中該承座具有一軸孔，該夾持器可拆卸地插置於該軸孔，該夾持器圍構出一夾口，該夾持裝置包括基座、承座扣持組、夾持器扣持組與牽引組。基座具有一容置槽，該容置槽具有一開口，以該容置槽界定一軸線與一開口方向，該容置槽供該承座從該開口可拆卸地插置於其中，該承座插置於該容置槽時該軸孔沿該開口方向漸擴。承座扣持組位於該容置槽並選擇性地扣持於該承座，以將該承座扣持固定於該容置槽。夾持器扣持組位於該容置槽並選擇性地扣持於該夾持器，以將該夾持器扣持固定於該軸孔。牽引組設置於該基座並連接於該夾持器扣持組，該牽引組提供一牽引力使該夾持器扣持組朝向該開口方向反向移動，從而帶動該夾持器朝向該開口方向反向移動，並且使該軸孔迫使該夾持器朝向該夾口內迫緊。
藉此，本創作提供的夾持裝置能利用承座扣持組進行扣持或放鬆承座，以便於拆換承座而適用多種不同尺寸的夾持器，而能用以夾持較大與較小尺寸的工件，兼具較佳的工件尺寸相容度以及穩定的夾持旋轉精度。
11:底座
111:穿孔
12:輸氣環
121:環凹槽
122:輸氣接頭
13:裝配筒
131:頭部
132:身部
133:容置槽
134:開口
135:氣孔
20:承座
21:結合部
22:軸孔
221:套接部
222:大徑部
223:小徑部
224:抵靠面
311:夾爪座
312:爪塊
313:彈性束圈
321:液壓驅動單元
322:連接管
323:第一移動部
40:夾持器
41:柄部
411:連接孔
412:環形扣槽
413:階梯抵靠面
42:夾爪
511:第一桿體
512:第二桿體
513:氣嘴
514:頂桿
52:液壓驅動單元
611:爪塊
612:彈性束圈
621:液壓槽
622:液壓流道
623:第二移動部
624:桿體
625:擋片
626:復位裝置
9:工件
第1圖為本創作夾持裝置之立體圖。
第2圖為本創作夾持裝置之立體分解圖。
第3圖為本創作夾持裝置適用之承座及夾持器之剖視圖。
第4圖為本創作夾持裝置之剖視圖。
第5圖為第4圖之局部放大圖。
第6圖為第2圖之局部放大圖。
第7圖至第9圖為本創作夾持裝置之連續動作示意圖。
第10圖為本創作第二實施例之局部放大剖視圖。
請參考第1圖，本實施例揭露一種夾持裝置，能裝配於加工機中，用以夾持加工刀具或工件進行加工，請參考第2圖至第5圖，夾持裝置包括基座、承座20、承座扣持組、夾持器40、牽引組與夾持器扣持組。
請參考第2圖，基座包括底座11、輸氣環12及裝配筒13，底座11可供安裝於加工機中，以將本創作夾持裝置裝配於加工機中使用，底座11的中央具有水平延伸的穿孔111，輸氣環12設置固定於底座11，輸氣環12圍繞於穿孔111周圍，並於其內環面具有環凹槽121，輸氣環12的外表面具有輸氣接頭122，輸氣接頭122連通於環凹槽121，可供將高壓氣體供應器連接於輸氣接頭122，而將氣體經由輸氣接頭122輸入並供應至環凹槽121。裝配筒13具有大徑的頭部131與小徑的身部132，頭部131中央圍構出容置槽133與開口134，容置槽133大致呈圓柱狀而能以容置槽133界定一軸線，並以容置槽133向前朝向開 口134的指向方向界定為開口方向，惟容置槽133的側壁呈圓錐形並且沿開口方向漸擴。頭部131周面具有數個氣孔135，氣孔135由頭部131的外周面徑向貫穿而連接於容置槽133的側壁。身部132呈中空管狀而具有貫孔，貫孔與容置槽133連通。頭部131套入輸氣環12中，身部132插置固定於穿孔111，輸氣環12的環凹槽121恰與氣孔135的位置相對應，使輸氣接頭122、環凹槽121及氣孔135連接成第一噴氣孔道，可供外部的高壓氣體供應源輸入氣體並且向容置槽133的側壁噴出。
請參考第2圖與第3圖，承座20具有結合部21與軸孔22，結合部21的外表面呈圓錐形，且其尺寸與容置槽133匹配，使結合部21可拆卸地插置於容置槽133中，軸孔22貫穿承座20，軸孔22可進一步依外型分為套接部221、大徑部222與小徑部223，套接部221為圓錐孔並且沿開口方向漸擴，大徑部222位於套接部221與小徑部223之間，大徑部222的孔徑大於小徑部223而在大徑部222與小徑部223之間形成抵靠面224，較佳者，抵靠面224亦呈圓錐形。
請參考第2圖至第5圖，承座扣持組包括第一夾爪組與第一動力組，第一夾爪組包括夾爪座311、數個爪塊312及彈性束圈313，夾爪座311設置於於容置槽133中，爪塊312容置於容置槽133中並且繞軸線環形排列，爪塊312的後端可擺動地設置於夾爪座311，而使爪塊312的前端能擺動開闔而遠離或靠近軸線，請參考第5圖，爪塊312的前端具有徑向凸出的勾部，並且在承座20插置於容置槽133中時與大徑部222及抵靠面224相對；彈性束圈313例如是橡膠圈、C形彈片或環形彈簧線，環繞於該些爪塊312而能將該些爪塊312向內束合，藉由彈性束圈313提供彈性力而將爪塊312隨時朝向軸線擺動靠攏閉合。請參考第2圖至第5圖，第一動力組包括液壓驅動單元321、連接管322與第一移動部323，液壓驅動單元321例如是液壓缸及其液壓流道，能由液壓供應源驅動移 動，連接管322連接於液壓驅動單元321與第一移動部323之間，使連接管322與第一移動部323能受液壓驅動單元321帶動而一同沿軸線移動，第一移動部323位於第一夾爪組的各爪塊312與軸線之間，並且具有徑向凸出的抵靠部，能在沿軸線移動時抵頂於爪塊312的前端，使爪塊312的前端擺動遠離軸線而張開。
夾持器40具有柄部41以及從柄部41軸向延伸的數個夾爪42，柄部41具有連接孔411、環形扣槽412以及階梯抵靠面413，連接孔411沿軸線延伸並貫穿夾持器40，環形扣槽412位於連接孔411中，並且朝向柄部41的壁面徑向凹入而形成，並且於環形扣槽412的後端形成階梯抵靠面413，夾爪42呈環形排列，在夾爪42中央形成夾口，夾口與連接孔411連通，可供置入待夾持的工件，夾爪42的外表面排列呈圓錐形，且形狀及尺寸與承座20的套接部221相匹配。
牽引組包括軸桿與液壓驅動單元52，軸桿包括沿軸線前後相接的第一桿體511、第二桿體512與氣嘴513，第二桿體512位於第一桿體511與氣嘴513之間，軸桿穿設於底座11的穿孔111、裝配筒13的身部132貫孔、容置槽133及連接管322，第一桿體511與第二桿體512的中央具有沿軸線延伸的氣孔，氣嘴513具有數個前後貫通的噴氣孔，第一桿體511與第二桿體512的氣孔相連並連通於氣嘴513的噴氣孔，進而形成第二噴氣孔道，可供外部的高壓氣體供應源輸入氣體並且向前噴出。液壓驅動單元52與承座扣持組的液壓驅動單元321相似，具體而言例如是液壓缸及其液壓流道，連接於軸桿，能由液壓供應源驅動而提供一牽引力，帶動軸桿沿軸線移動。
請參考第2圖至第6圖，夾持器扣持組包括第二夾爪組與第二動力組，該第二夾爪組包括數個爪塊611與一彈性束圈612，爪塊611繞軸桿的第二桿體512環形排列，彈性束圈例如是橡膠圈、C形彈片或環形彈簧線，環繞於該 些爪塊611而能將該些爪塊611向內束合，藉由彈性束圈612提供彈性力而將爪塊611隨時朝向軸線擺動靠攏閉合。第二動力組包括液壓槽621、液壓流道622、第二移動部623、桿體624、擋片625與復位裝置626，液壓槽621成型於第一桿體511與第二桿體512之間，液壓流道622連通於液壓槽621，第二移動部623可滑動地設置於液壓槽621，能將液壓供應源連接於液壓流道622，經由液壓流道622向液壓槽621輸入液壓，藉以驅動第二移動部623向前移動，使第二移動部623抵頂爪塊611，而令爪塊611的後端擺動遠離軸線而張開。桿體624穿設於第二桿體512，前端抵靠於擋片625，後端抵靠於第二移動部623，復位裝置626例如是一至數個彈性件，抵頂於氣嘴513與擋片625之間，可經由擋片625與桿體624向第二移動部623提供彈性力，使第二移動部623具有隨時向後移動的趨勢。
利用上述裝置，請參考第7圖，於更換或組裝承座及夾持器時，第一移動部323位於第一初始位置而未推抵第一夾爪組，第二移動部623位於第二初始位置而未推抵第二夾爪組，第一夾爪組的爪塊312受到彈性束圈313的作用而向軸線靠攏閉合，第二夾爪組的爪塊611受到彈性束圈612的作用而向軸線靠攏閉合，承座的結合部21能不受阻礙地插置於容置槽133。
請參考第7圖與第8圖，承座的結合部21插置於容置槽133時，由於結合部21與容置槽133具有相匹配的圓錐形表面，能將承座穩固且準確地對準軸線，隨即啟動承座扣持組的第一動力組，由液壓供應源向液壓驅動單元供應液壓動力，帶動連接管322與第一移動部323向後移動，將第一移動部323移動至第一扣持位置，如第8圖所示，第一移動部323推抵爪塊312的前端而擺動遠離軸線張開，使爪塊312徑向朝外扣抵於承座的抵靠面224，將承座的位置固 定。其中，由於抵靠面224為圓錐形，爪塊312扣抵於抵靠面224時會產生向後作用的分力，從而能將承座穩固地保持於容置槽133中。
隨後，可將夾持器的柄部41插置於套接部221與容置槽133中，柄部41可藉由連接孔411套接於氣嘴513、第二桿體512、爪塊611與第二移動部623，並抵靠於第一桿體511，由於夾爪42及套接部221具有相匹配的圓錐形表面，能將夾持器穩固且準確地對準軸線，隨即啟動夾持器扣持組的第二動力組，由液壓供應源向液壓流道622與液壓槽621供應液壓動力，帶動第二移動部623由第8圖所示的第二初始位置向前移動至第9圖所示的第二扣持位置，第二移動部623推抵爪塊611的後端而擺動遠離軸線張開，使爪塊611徑向朝外扣抵於環形扣槽412及階梯抵靠面413，將夾持器的位置固定。
在夾持器插置於套接部221的同時，或在夾持器固定於套接部221後，可進一步將工件9插置於夾爪42所圍構的夾口中，再進一步啟動牽引組的液壓驅動單元，由液壓供應源向液壓驅動單元供應液壓動力，帶動第一桿體511與第二桿體512向後移動，進而帶動爪塊611與夾持器一同移動，使夾持器相對於承座向後移動，而利用夾爪42及套接部221相匹配的圓錐形表面將夾爪42向夾口內迫緊，從而將工件9夾持固定。
當使用者欲拆卸工件時，可以由液壓供應源向液壓驅動單元供應液壓動力，反向驅動牽引組，帶動第一桿體511與第二桿體512向前移動，此時可以進一步將高壓氣體供應源連接於第二噴氣孔道，將氣體經由第二噴氣孔道注入夾持器的連接孔與夾口，協助將工件9取出。
當使用者欲拆卸夾持器時，可以將液壓流道622連接的液壓供應源釋放，即可藉由復位裝置626提供的彈性力，將第二移動部朝向第二初始位 置移動復位，爪塊611隨即受到彈性束圈作用而朝向軸線擺動閉合，使爪塊611與環形扣槽412及階梯抵靠面413脫離，即可沿開口方向將夾持器取出。
當使用者欲拆卸承座時，可以由液壓供應源向承座扣持組的液壓驅動單元供應液壓動力，反向驅動連接管322與第一移動部323，爪塊312隨即受到彈性束圈313作用而朝向軸線擺動閉合，使爪塊312與抵靠面224分離，即可沿開口方向將承座取出；此時亦可進一步將高壓氣體供應源連接於第一噴氣孔道，將氣體經由氣孔135注入容置槽，協助將承座取出。
藉此，使用者僅需驅動牽引組即可帶動軸桿移動，選擇性地夾緊或放鬆工件進行更換，或進一步驅動夾持器扣持組，選擇性地扣持或釋放夾持器，即可將夾持器與工件一同拆換。當使用者需要變更夾持尺寸差異較大的工件時，能進一步驅動承座扣持組，選擇性地扣持或釋放承座，從而將承座與夾持器一同拆換，具有適用於多種不同尺寸工件的能力。
其次，由於承座與基座之間利用圓錐形表面進行抵靠、定位，能夠快速、穩定且準確地將承座對準軸線，降低或免除中心校正定位的手續，提高更換與組裝的效率，同時免除人工校正不準確而可能造成的精密度下降，維持加工精密度。
請參考第10圖，本創作第二實施例與前述之實施例大致相同，惟其中可以將第二桿體512製作為實心而不具有氣孔，並將氣嘴替換為沿軸線向前延伸的頂桿514，頂桿514設置固定於第二桿體512，可以由第一桿體511中央的孔洞注入液壓而推動第二桿體512向前移動，進一步以頂桿514頂推夾持器40所夾持的工件，有助於使用者將工件抵靠於頂桿514以擺放定位，或於更換工件時利用頂桿514將工件頂出，提高安裝與更換工件的使用便利性。
綜上所述，本創作的夾持裝置具有較佳的工件尺寸相容度，且兼具易於拆卸更換以及更夠快速且準確定位的使用效果，具有較高的旋轉精度，能提高作業效率與加工精密度，實為相關業者所企盼，惟以上實施例僅在於說明並闡述本創作的技術內容，本專利的專利範圍應以後述的申請專利範圍為準。
11:底座
111:穿孔
12:輸氣環
121:環凹槽
122:輸氣接頭
13:裝配筒
131:頭部
132:身部
133:容置槽
134:開口
135:氣孔
20:承座
21:結合部
22:軸孔
311:夾爪座
312:爪塊
313:彈性束圈
322:連接管
323:第一移動部
40:夾持器
511:第一桿體
512:第二桿體
513:氣嘴

Claims (10)

  1. 一種夾持裝置，供裝配一承座及一夾持器，並且能利用該夾持器夾持一工件，其中該承座具有一軸孔，該夾持器可拆卸地插置於該軸孔，該夾持器圍構出一夾口，該夾持裝置包含： 一基座，具有一容置槽，該容置槽具有一開口，以該容置槽界定一軸線與一開口方向，該容置槽供該承座從該開口可拆卸地插置於其中，該承座插置於該容置槽時該軸孔沿該開口方向漸擴； 一承座扣持組，位於該容置槽並選擇性地扣持於該承座，以將該承座扣持固定於該容置槽； 一夾持器扣持組，位於該容置槽並選擇性地扣持於該夾持器，以將該夾持器扣持固定於該軸孔； 一牽引組，設置於該基座並連接於該夾持器扣持組，該牽引組提供一牽引力使該夾持器扣持組朝向該開口方向反向移動，從而帶動該夾持器朝向該開口方向反向移動，並且使該軸孔迫使該夾持器朝向該夾口內迫緊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的夾持裝置，其中該容置槽具有一側壁，該側壁呈錐形而使該容置槽沿該開口方向漸擴。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的夾持裝置，其中更包含一第一噴氣裝置，該第一噴氣裝置包含一第一噴氣孔道，該第一噴氣孔道連接於該側壁，該第一噴氣孔道供一供氣裝置連接，以經由該第一噴氣孔道向該側壁噴出氣體。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的夾持裝置，其中該承座扣持組包含一第一夾爪組與一第一動力組，該第一夾爪組位於該容置槽並且繞該軸線排列，該第一動力組包含一第一移動部，該第一移動部能受驅動而沿該軸線於一第一初始位置與一第一扣持位置之間移動，該第一移動部由該第一初始位置移動至該第一扣持位置時推抵該第一夾爪組，從而使該第一夾爪組遠離該軸線張開以供扣抵於該承座。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的夾持裝置，其中該第一夾爪組包含複數個爪塊與一彈性束圈，該些爪塊繞該軸線排列，該彈性束圈環繞於該些爪塊，該彈性束圈提供一彈性力使該些爪塊隨時朝向該軸線靠攏閉合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的夾持裝置，其中該夾持器扣持組包含一第二夾爪組與一第二動力組，該第二夾爪組位於該容置槽並且繞該軸線排列，該第二動力組包含一第二移動部，該第二移動部能受驅動而沿該軸線於一第二初始位置與一第二扣持位置之間移動，該第二移動部由該第二初始位置移動至該第二扣持位置時推抵該第二夾爪組，從而使該第二夾爪組遠離該軸線張開以供扣抵於該夾持器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的夾持裝置，其中該牽引組包含一軸桿，該第二動力組包含一液壓槽、一液壓流道及一復位裝置，該液壓槽位於該軸桿，該第二移動部可滑動地設置於該液壓槽，該液壓流道連通於該液壓槽，該液壓流道供輸入液體以驅動該第二移動部朝向該第二扣持位置移動，該復位裝置向該第二移動部提供一彈性力，使該第二移動部具有隨時朝向該第二初始位置移動的趨勢。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的夾持裝置，其中該夾持器扣持組包含一第二夾爪組與一第二動力組，該第二夾爪組位於該容置槽並且繞該軸線排列，該第二動力組包含一第二移動部，該第二移動部能受驅動而沿該軸線於一第二初始位置與一第二扣持位置之間移動，該第二移動部由該第二初始位置移動至該第二扣持位置時推抵該第二夾爪組，從而使該第二夾爪組遠離該軸線張開以供扣抵於該夾持器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的夾持裝置，其中該牽引組包含一軸桿，該第二動力組包含一液壓槽、一液壓流道及一復位裝置，該液壓槽位於該軸桿，該第二移動部可滑動地設置於該液壓槽，該液壓流道連通於該液壓槽，該液壓流道供輸入液體以驅動該第二移動部朝向該第二扣持位置移動，該復位裝置向該第二移動部提供一彈性力，使該第二移動部具有隨時朝向該第二初始位置移動的趨勢。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的夾持裝置，其中該第一動力組包含一連接管，該連接管沿該軸線延伸，該第一移動部設置於該連接管，該軸桿可移動地插置於該連接管內。
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