專利名稱：工件支承銷及夾具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及夾緊機構，它用于固定工件，在工件承受機加工如切削等時對工件并不作用過大的力。
有時如圖8所示平板類型的工件1如硬盤驅動器(HDD)的底板的一個平部1a要承受必要量的銑削，以便增加其平度。另外，當工件1由于銑刀抵靠工件1的壓力而變形時，機加工的工件1的尺寸精度就無法得到保證。因此，當工件1被夾緊時，必須在多個位置從底面支承平部1a以防變形。如果在每個工件1中的變形率變化，工件的變形部分可能被過量加工，除非每個工件即使變形率很小也根據變形率加以支承。因此，保證機加工的工件的尺寸精度一直被看作是一個難題。為了克服上述問題，曾發(fā)明了各種夾具支承銷，它們能夠按照工件1的平部1a的形狀沉降，并且可以在其沉降的位置被固定。
首先，圖9所示的支承銷2以下述方式布置，即，將一個V形墊塊5壓靠在柱銷4上，所述柱銷4受針彈簧3沿軸向的力。柱銷4的軸向運動受到致動器6的限制或松釋，所述致動器調節(jié)墊塊5在柱銷4外周壁4a上的壓力。垂直于軸向的柱銷4在受到軸向上的滑動支承時受到一襯套8的限制。標號9所代表的一個部分是一個主體，在該主體處，柱銷4的外周壁4a受到軸向支承，同時也支撐致動器6。一個工件支承在柱銷4的末端，同時被夾緊在柱銷4和一個圖中未示的夾臂之間(在下面描述的

圖10和11中也是這樣)。
圖10表示另一種支承銷，對于與圖9的支承銷2相同或相應的部分使用相同的標號(這在下面描述的圖11也是這樣)。一個支承銷10是按照下述方式布置的；一個滑閥12由固定在底座7上的套筒11可滑動地支承，同時在軸向上受到彈簧3的力。另外，滑閥12的下端面12a形成一個與楔形鍵13的斜面13a接合的斜面。然后，通過致動器6將鍵13的斜面壓向滑閥12的下端面可防止滑閥12沉降。
圖11表示另一種支承銷14，該支承銷以下述方式布置，柱銷14通過一個套爪15在軸向上受到套筒11支承。套爪15通過一個接頭16連接于致動器6。當套爪15在圖中向下方向軸向受拉時，套爪15的直徑沿套筒11的斜面減小，從而限制柱銷4的軸向運動。
但是，上面描述的支承銷一直存在下述缺陷?？紤]圖9所示的支承銷2，墊塊5在柱銷4的外周壁4a上的抵靠面積不大，因而會發(fā)生下述情形，即，柱銷4的軸向運動得不到充分的限制。另外，在圖10所示的支承銷10的情形中，在滑閥12沉降后，鍵13的斜面13a抵靠滑閥12的下端面12a，決定其軸向位置。由于滑閥12的沉降得不到很好的調控，滑閥12和鍵13之間接合不充分，因而滑閥12可能從鍵13位移。另外，圖11所示的支承銷14不適于接受套爪15的機械特性引起的對柱銷4施加的軸向力，從而使對柱銷4的軸向運動的限制力不充分。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是通過提供一種工件支承銷來改善工件的機加工精度，所述支承銷沿工件沉降，同時如必要可固定在一個優(yōu)選的位置上，而且也提供一種帶有上述工件支承銷的夾具。
作為克服上述問題的技術方案，按照本發(fā)明第一方面的工件支承銷具有下述構件套筒，每個套筒具有內圓周壁，同時在垂直于軸向的位置上受到限制；半圓筒形墊塊，每個墊塊具有一內周壁，該內周壁與外周壁偏心，同時可滑動地插入套筒中，一個滑閥，該滑閥具有一個由墊塊內周壁支承的圓筒形外周壁，同在垂直于軸向的位置上受到限制；一個加力裝置，用于在軸向上對滑閥加力；以及一個驅動裝置，用于使墊塊沿套筒的內周壁位移。
在本發(fā)明中，半圓筒形墊塊夾置在套筒之間，滑閥在垂直于軸向的位置上受到限制。另外，每個半圓筒形墊塊具有與外周面偏心地形成的內周面，因而滑閥外周壁和半圓筒形墊塊的內周壁之間的距離在一個方向上減小，而在相反的方向上增加。
因此，當借助驅動裝置使半圓筒形墊塊沿套筒內周壁位移，以便使墊塊的較厚部分移向滑閥外周壁和套筒內周壁之間距離小的部分時，滑閥外周壁向著墊塊內周壁的接觸壓力增加，從而在滑閥和墊塊之間產生大的摩擦力。
當借助加力裝置對滑閥軸向加力時，滑閥抵抗加力裝置產生的力沿軸向位移，以便低靠工件。因此，由于滑閥對軸向運動的限制，滑閥通過摩擦力將工件支承在適當的位置上。
按照本發(fā)明第二方面的工件支承銷，每個半圓筒形墊塊可以形成這樣一種形狀，即，使墊塊的厚度朝向一個周向增大呈楔狀，同時在半周壁上保持一定的半徑。
當本發(fā)明中的半圓形墊塊借助驅動裝置沿套筒內周壁位移，從而使墊塊的較厚部分移至滑閥外周壁和套筒內周壁之間的距離小的部分時，墊塊的甚至一個稍許的位移量就可以通過所謂的楔形作用在滑閥外周壁和墊塊內周壁之間產生顯著大的摩擦力。
按照本發(fā)明第三方面的工件支承銷，驅動裝置可以包括一對臂以及臂的打開/閉合裝置，所述一對臂垂直于滑閥的軸向延伸，并固定在每個墊塊上，所述打開/閉合裝置與滑閥的軸向中心相隔一定距離設置。
在本發(fā)明中，當打開/閉合裝置的力通過一對臂傳至墊塊以便使墊塊沿套筒的內周壁位移時，臂的打開/閉合裝置與滑閥的軸向中心相隔一定距離設置。由于上述結構，打開/閉合裝置的力可借助杠桿原理擴大。
按照本發(fā)明第四方面的工件支承銷，加力裝置產生的力可使滑閥在軸向上移動，同時又不使被支承的工件變形。由于采用了這種結構，盡管工件變形，工件支承銷仍可按照工件的變形部分而支承工件。
按照本發(fā)明第五方面的工件支承銷，在滑閥外周臂或墊塊內周臂中至少任一個上可以形成一個凸面，從而保證了可靠的表面彼此接觸。因此，凸面能夠在滑閥的外周壁和墊塊的內周壁之間可靠地產生一個很大的摩擦力。
另外，按照本發(fā)明第六個方面的工件支承銷，直接與工件接觸的接合器能夠可拆卸地安裝在滑閥的末端上。另外，可以適當地使用適于被支承工件形狀的接合器來實現對工件的適當支承。
按照本發(fā)明第七方面的夾具，該夾具用于以一定的姿態(tài)固定工件，其中，按照本發(fā)明的工件支承銷中的至少一種與確定工件數據的固定銷一起使用。
在本發(fā)明中，當工件難于通過固定銷支承時，工件可以采用本發(fā)明的工件支承銷支承。另外，即使工件變形，工件支承銷可以按照工件的變形支承工件。
附圖簡要說明如下圖1是表示用于夾緊平工件的按照本發(fā)明一個實施例的夾具；圖2是側視圖表示一個固定銷、一條夾緊臂和一個工件支承銷，圖中夾緊銷是沿圖1中箭頭B的方向看去的；圖3的剖視圖表示圖2所示工件支承銷的結構；圖4是沿圖3中c-c線載取的工件支承銷的剖視圖；圖5是圖3和4中所示墊塊的立體圖；圖6的剖視圖相應于圖4，表示按照本發(fā)明實施例的工件支承銷的一個應用實例；圖7的剖視圖表示本發(fā)明實施例的工件支承銷中墊塊的剖面形狀；圖8的示意圖表示作為平工件實例的硬盤驅動器的底板；圖9是表示傳統(tǒng)工件支承銷的剖視圖；圖10是表示傳統(tǒng)工件支承銷的剖視圖；圖11是表示傳統(tǒng)工件支承銷的剖視圖。
下面對照附圖描述本發(fā)明的各實施例，與現有技術中使用的相同標號代表相同或相應的構件，同時對其不再贅述。
圖1表示用于夾緊平工件1的按照本發(fā)明的實施例的夾具17。夾具17設有底座7上的三個確定工件1數據(機加工基準面)的固定銷18，以及底座7上的三條與固定銷18一起夾緊工件1的夾緊臂19。另外，當難于通過固定銷18支承工件1時還設有工件支承銷20。在該實施例中設有兩個工件支承銷20。
圖2表示固定銷18、夾緊臂19和工件支承銷20，該圖中圖1中的夾具17是沿箭頭B的方向看去的。固定銷18相對于底座7垂向固定，而由致動器21驅動的夾緊臂19在樞軸22的中心轉動。然后，當夾緊臂19處于大致水平位置上時，工件1被固定銷18夾緊。在工件支承銷20的末端可卸式地安裝適于工件1形狀的接合器23。
圖3和4都表示工件支承銷20的剖視圖，分別表示工件支承銷的結構和沿圖3中C-C線截取的一個部分。工件支承銷20包括兩件上、下套筒24、一對墊塊25和一個滑閥26。每個套筒具有圓筒形內周壁。套筒24之一固定在底座7上，另一個固定在一個接收座28上，所述接收座通過一個缸體27固定在底座7上，同時在垂直于一軸線的方向上限制套筒24。一條空氣管線連接于設置在接收座28上的連接孔28a，以便吹送高壓空氣，防止異物如切屑等進入墊塊25和滑閥26之間。
一對墊塊25用作閘鐵，呈圓筒形地包括一個內周壁25b，該內周壁與外周壁25a偏心，同時如圖5所示在軸向上是分開的。因此，每個半圓筒形的墊塊25具有一定半徑的外周壁25a，并以下述方式形成，即，半圓筒形墊塊25的厚度朝著一個周向增加呈楔形至內周壁25b。另外，具有一定半徑的外周壁25a可滑動地插入套筒24的圓筒形內周壁。應注意的是，下述的用于固定臂29的支座25c在墊塊25的軸向上設置在大致中心。
滑閥26具有圓筒形外周壁，該外周壁受到墊塊25的內周壁25b的軸向支承。另外，接合器23可卸式地固定在滑閥26的末端。接合器23由固定于底座7的襯套8支承，從而垂直于滑閥26的軸向受到限制。另外，一個彈簧3夾置在接合器23的一個凸緣23a和襯套8之間，以便組成一個加力裝置，從而在軸向上向滑閥26向上加力。彈簧3的力可以使滑閥26下降，同時不使受到支承的工件1變形。
另外，工件支承銷20具有一個驅動裝置；以便沿套筒24的內周壁在圖5中箭頭D的方向上使墊塊25位移。該驅動裝置固定一對臂29，所述臂分在墊塊25的支座25c上垂直于滑閥26的軸向延伸，同時提供一個致動器30和一個彈簧31，作為與滑閥26的軸向中心離開一定距離的臂29的打開/閉合裝置。
致動器30以下述方式布置，即，兩個活塞33通過O形圈32插入缸體27的缸孔27a，空氣送入缸孔27a和兩個活塞33形成的密封腔，使兩個活塞33被推至缸孔27a外面?？諝馐峭ㄟ^連接于缸體27的一個連接孔27b的一條空氣管線(未畫出)供送的。另外，利用螺釘頭部或類似物在活塞33的外表面上形成凸起34，以便使凸起34具有向臂29傳送活塞33產生的力的功能。
然后，增大缸孔27a內的氣壓，推出活塞33，從而使臂29受到推動，反抗彈簧31而擴大。這里，活塞33的最大伸出量是由圖2中所示的擋塊35決定的。相反，當減小缸孔27a內的氣壓時，活塞33受彈簧31推動可返回，進入缸孔27a中。另外，一個止動環(huán)36設置在缸孔27a的中心，以便防止兩個活塞33彼此接觸。
下面描述這樣構制的工件支承銷的工作效果。工件支承銷的墊塊25夾置在套筒24和滑閥26之間，套筒24和滑閥26都垂直于軸向受到限制。另外，墊塊25的內周面25b與其外周面25a偏心地形成，因而墊塊25的厚度朝著周向增大而形成向著內周面25b的楔形。另外，滑閥26和套筒24在它們的位置上也是偏心的，因而滑閥26的外周壁和每個套筒24的內周壁之間的距離在圖3和4的左向上減小，而在右向上增大。
呈楔形的墊塊25通過臂29受致動器30和彈簧31驅動，沿套筒24的內周壁位移，同時使墊塊25的較厚部分移至滑閥26的外周壁和套筒24的內周壁之間的距離較小的部分。因此，僅通過按照所謂的楔形作用稍許移動墊塊25就可以在滑閥26的外周壁和墊塊25的內周壁25b之間產生很大的摩擦力。
滑閥26受到彈簧3的沿軸向朝上的力。但是，由于彈簧3產生的力設置得使滑閥26下降而不使被支承的工件1變形，因而當工件1抵靠在接合器23上時，滑閥26容易下降。因此，通過限制滑閥26的軸向移動可以將工件1支承在適當的位置上，同時在滑閥26的外周壁和墊塊25的內周壁25b之間產生摩擦力。當通過松釋摩擦力而卸除工件1時，滑閥26再次被彈簧3的力向上移動。
另外，作為墊塊25的驅動組件，一對臂29垂直于滑閥26的軸向延伸，固定在墊塊25的支座25c上，致動器30和彈簧31設置得與滑閥26的軸向中心有一定的距離。由于這種結構，致動器30和彈簧31產生的力可以借助杠桿原理增大，并傳遞到墊塊25。因此，滑閥26的軸向運動能夠可靠地受到限制而又不擴大致動器30和彈簧31。
另外，通過在工件支承銷20的滑閥26的末端可卸式地安裝適于工件1形狀的接合器，同時適當地選擇符合被支承的工件1形狀的適應的接合器，可以實現對工件1的可靠的支承。
按照設有圖1所示工件支承銷20的夾具17，工件1的數據將由固定銷18和夾緊臂19確定，在難于通過固定銷18支承工件1的地方也設有工件支承銷20。因此，即使工件1變形，工件1也可以根據工件的變形部分受到支承。
當工件1的平部1a承受銑削時，使用夾具17夾緊工件1，可以使整個平部1a受到支承以抵抗銑刀產生的力。另外，即使每個工件1有不同的變形率及不同的變形部位，或者即使變形率極小，工件1也可以按照變形率很好地受到支承。因此，在進行銑削之后可以增加工件1的尺寸精度。
下面描述與工件支承銷20有關的應用實例。圖6是相應于圖4的剖視圖。圖6和圖4的不同點在于，滑閥26具有相同于滑閥24的相反的偏心方向。也就是說，在圖6中，滑閥26的外周壁和套筒24的內周壁之間的距離在向右方向上減小，而在向左方向上增大。這種結構上的不同導致下述工作效果的不同。
在圖4的實例中，滑閥26的軸向運動將受到下述限制，通過彈簧31的彈力將致動器30的活塞33推入缸孔27a中，一個摩擦力在滑閥26的外周壁和墊塊25的內周壁之間產生。相反，在圖6的實例中，當致動器30的活塞33伸出以限制滑閥26的軸向運動時，摩擦力在滑閥26的外周壁和墊塊25的內周壁之間產生。然后，在圖4的實例中，產生的摩擦力是由彈簧的預定彈力決定的，而在圖6所示的應用實例中具有的優(yōu)點是，由于通過控制致動器30的缸孔27a內的氣壓可以容易地控制摩擦力的大小，因而可控性得到改善。
圖7表示墊塊25的剖面形狀的應用實例。在這個應用實例中，在墊塊25的內周壁25b上形成凸面25d以保證與滑閥26的外周壁的一定的表面接觸。設置凸面25d可保證在滑閥26的外周面和墊塊25的內周壁之間產生很大的摩擦力。
本發(fā)明的上述結構具有下述效果。首先，按照本發(fā)明的第一方面的工件支承銷可根據工件形狀沉降，而且如果需要固定工件的位置。當用這種工件支承銷支承工件時，工件的機加工精度可得到改善。
按照本發(fā)明第二方面的工件支承銷，借助所謂楔形作用，墊塊的微小位移就可以在滑閥的外周壁和墊塊的內周壁之間產生很大的摩擦力，從而可根據需要可靠地固定工件支承銷的位置。
按照本發(fā)明第三方面的工件支承銷，當打開/閉合裝置產生的力通過一對臂傳至墊塊以便使墊塊沿套筒的內周壁位移時，所述力可借助杠桿原理擴大，因而滑閥的軸向運動能夠得到可靠的限制而不擴大打開/閉合裝置。
按照本發(fā)明第四方面的工件支承銷，即使工件發(fā)生變形，也可以根據工件的變形部分使工件得到支承。因此，當使用這種工件支承銷支承工件時可以改善工件的機加工精度。
按照本發(fā)明第五方面的工件支承銷，在滑閥的外周壁和墊塊內周壁之間可以產生很大的摩擦力而不會發(fā)生故障，因而可以可靠地限制滑閥的軸向移動。
按照本發(fā)明第六方面的工件支承銷，使用適于被支承工件形狀的接合器可以使工件受到適當的支承，同時采用這種工件支承銷支承工件可改善工件的機加工精度。
另外，按照本發(fā)明的第七方面的夾具，由于夾具設有工件支承銷，工件支承銷可以按照工件的形狀沉降，同時根據需要固定其位置，因而可改善工件的機加工精度。
權利要求
1.一種工件支承銷，它包括套筒，每個套筒具有一個圓筒形內周壁和一個垂直于軸向受限制的位置；半圓筒形墊塊，每個墊塊具有相對于外周壁偏心形成的內周壁，同時可滑動地插入所述套筒；一個滑閥，該滑閥具有由所述墊塊的內周壁軸向支承的圓筒形外周壁和一個垂直于軸向受限制的位置；一個加力裝置，它在軸向上對所述滑閥加力；以及一個驅動裝置，它用于沿所述套筒的內周壁位移所述墊塊。
2.如權利要求1所述的工件支承銷，其特征在于每個所述半圓筒形墊塊具有的形狀使所述墊塊的厚度在一個周向上增加以形成楔形，同時使所述外周壁保持一定半徑。
3.如權利要求1或2所述的工件支承銷，其特征在于所述驅動裝置包括一對垂直于所述滑閥的軸向延伸且分別固定于所述墊塊的臂，以及一個所述臂的打開/閉合裝置，其設置得與所述滑閥的軸向中心有一定的距離。
4.如權利要求1至3中任一項所述的工件支承銷，其特征在于所述加力裝置具有一個力，該力可使所述滑閥沿軸向位移而又不使被支承的工件發(fā)生變形。
5.如權利要求1至4中任一項所述的工件支承銷，其特征在于在所述滑閥的外周壁或所述墊塊的內周壁中的至少一個上形成凸面以保證所述滑閥和所述墊塊彼此表面接觸。
6.如權利要求1至5中任一項所述的工件支承銷，其特征在于一個接合器可卸式地安裝在所述滑閥的末端上以便與工件有直接的接觸。
7.一種以一定姿態(tài)固定工件的夾具，它包括按照權利要求1至6中任一項的至少一個工件支承銷以及用于確定工件數據的固定銷。
全文摘要
在工件支承銷中,每個墊塊具有呈楔形的厚度,沿套筒內周壁設置,墊塊較厚部分移向滑閥外周壁和套筒內周壁之間距離小的部分。因此,墊塊小量位移就可以借助所謂楔形作用在滑閥外周壁和墊塊內周壁之間產生很大摩擦力,而且滑閥的軸向移動在工作支承在滑閥末端時受到限制。當夾具采用上述結構的工件支承銷時,這種夾具可以增加工件的機加工精度。
文檔編號F15B15/14GK1328899SQ0111910
公開日2002年1月2日 申請日期2001年5月16日 優(yōu)先權日2000年6月12日
發(fā)明者古越良英, 宇野高志, 內田仁 申請人:美蓓亞株式會社