TWI438057B

TWI438057B - 刀具拉頭裝置

Info

Publication number: TWI438057B
Application number: TW100128514A
Authority: TW
Inventors: Yung Hsiang Lu; Chien Yin Chang
Original assignee: Factory Automation Technology
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2014-05-21
Also published as: TW201306991A

Description

刀具拉頭裝置

本發明係有關於一種刀具拉頭裝置，尤其是指一種用於工具機之主軸加工刀具夾持拉頭的構造，其可結合現有國際標準刀柄使用，亦可自動刀具交換(ATC)外又可保有較大的通孔直徑，供大尺寸的傳動軸穿過，作為進給軸如U軸、或加工動力軸、直角銑頭等的動力傳輸功效者。

按，一般現有加工機之刀具系統為因應更換等機制，大都採用標準推拔刀具，請參閱第一圖(a)~(c)所示，該標準推拔刀具之推拔基準徑皆為相同〔如規範7/24〕，主要差異為拉頭部位，因拉頭對應主軸內之拉刀機構，而使其形狀、尺寸有所不同，但其主要狀態都是由推拔刀柄(11)處組接呈內縮狀的挾持徑段(12)，由挾持徑段(12)再對應銜接拉頭(13)，如此才可讓拉刀機構穩固挾持住。

當刀具藉由拉刀機構而固定在加工機上〔如第二圖所示〕，其拉刀機構主要基本功能為提供足夠拉力固緊刀具(21)於主軸(2)上、提供一基準面供退出刀具(21)時頂出刀具(21)用、需能高速旋轉、提供一中心孔(22)供切削液流通用(非必備)及容易由主軸(2)前端組裝、調整與更換。而第二圖所示之刀具(21)為一端拉緊、一端頂出的狀態，同時，由箭頭處也表示中心孔(22)供切削液與刀具推拔吹清空壓等路徑，而其中心孔(22)除了提供切削液與吹清空壓的功效之外，亦可如第三圖所示，日本專利JPA-19998015779號，為於主軸(3)上組裝標準刀具(31)，利用標準刀具(31)拉頭中心孔(32)傳輸動力(A)，來控制刀具(31)的移動，可加工不同形狀孔徑。但為了能自動更換刀頭，採用標準刀具(31)系統，但此方法有以下缺點：

1.受限於拉頭標準尺寸，能通過中心孔的直徑很小，只能傳輸小動力，功能受限。

2.原來刀具中心孔可以通過切削液的功能則無法使用。

另外，於業界中亦有如第四圖所示，將主軸(4)中心通過較大軸徑驅動刀具(41)，捨棄原來主軸(4)孔可自動換刀功能，直接將刀具(41)藉由一鎖接座(42)來鎖定在主軸(4)上，因此無法自動換刀，只能應用在專用加工機上。

接著，日本公開號特開平5-277811號專利，如第五圖所示，為了達到經由主軸(5)中心傳輸動力驅動刀具(51)，並且可以自動更換刀具(51)，而捨棄國際標準規格的固緊刀具(51)方式，改採用特殊規格刀具(51)，除了機構複雜外還有無法利用現有標準刀具，增加成本等缺點。

綜上根據於業界中所慣用或已申請獲准專利的刀具系統在對應採用標準組裝與刀具拉頭中心孔所延伸增加之附加功能，無法同時在最佳的使用狀態下並存，其具有下列因素：

1.刀具系統和拉頭裝置採現有國際標準，雖然可以自動刀具交換(ATC)，現有刀具也可以充分利用等優點，但無法提供中心出水功能、可傳輸動力小、應用受限為其缺點。

2.如採特殊刀具系統不是無法自動換刀，就是需重新開發換刀裝置，除了機構複雜外，舊有刀具無法利用為其重大缺點，因此，只適合於專用加工機。

緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失予以研究改良，提供一種刀具拉頭裝置，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明為達上述目的特提供一種刀具拉頭裝置，其主要為用於工具機之主軸加工刀具夾持拉頭的構造，其可結合現有國際標準刀柄使用，亦可自動刀具交換(ATC)外又可保有較大的通孔直徑，供大尺寸的傳動軸穿過，作為進給軸如U軸、或加工動力軸、直角銑頭等的動力傳輸功效為目的者。

本發明一種刀具拉頭裝置的目的與功效係由以下之技術所實現：其主要由刀具標準推拔刀柄段之末端最小徑處對應銜接一拉頭部，且該拉頭部之外徑為微量小於標準推拔刀柄段之末端最小徑，且外徑上設有一固設環槽，並讓該拉頭部中央設有一極大孔徑之通孔，另外，該拉頭部可與推拔刀柄段一體成形而出或採用分離式對應組裝方式來設置；藉此，讓刀具之拉頭部外徑可提供固緊功能，且結合國際標準規格的刀柄介面而執行自動刀具交換(ATC)功能，同時讓刀具通孔可對應穿過傳輸較大動力的傳動軸、或空氣吹清、或切削液通過等輔助加工機的功能，達到改善現有設備無法俱全的缺失者。

<現有>

(11)‧‧‧推拔刀柄

(12)‧‧‧挾持徑段

(13)‧‧‧拉頭

(2)‧‧‧主軸

(21)‧‧‧刀具

(22)‧‧‧中心孔

(3)‧‧‧主軸

(31)‧‧‧刀具

(32)‧‧‧中心孔

(A)‧‧‧動力

(4)‧‧‧主軸

(41)‧‧‧刀具

(42)‧‧‧鎖接座

(5)‧‧‧主軸

(51)‧‧‧刀具

<本發明>

(6)‧‧‧主軸

(60)‧‧‧空間

(61)‧‧‧拉刀機構

(611)‧‧‧活動座

(612)‧‧‧滾珠

(62)‧‧‧主傳動軸

(620)‧‧‧氣孔

(621)‧‧‧注水管路

(622)‧‧‧氣流通道

(7)‧‧‧刀具

(71)‧‧‧加工刀件部

(72)‧‧‧推拔刀柄段

(721)‧‧‧螺固孔

(73)‧‧‧拉頭部

(731)‧‧‧固設環槽

(732)‧‧‧通孔

(733)‧‧‧外螺牙段

(74)‧‧‧副傳動軸

(741)‧‧‧通道

第一圖：現有刀具(a)~(c)之拉頭示意圖

第二圖：現有刀具與拉刀機構示意圖

第三圖：為日本專利JPA-19998015779號示意圖

第四圖：現有刀具組裝示意圖

第五圖：為日本專利公開號特開平5-277811號示意圖

第六圖：本發明第一實施狀態整體剖視示意圖

第七圖：本發明第一實施狀態動作剖視示意圖

第八圖：本發明第二實施狀態整體剖視示意圖

第九圖：本發明第二實施狀態動作剖視示意圖

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：首先，請參閱第六、八圖所示，為本發明一種刀具拉頭裝置之整體剖視示意圖，該刀具(7)主要對應組裝固定於加工機之主軸(6)拉刀機構(61)內，以可經主軸(6)驅動而進行加工者，而該刀具(7)包含有前端的加工刀件部(71)、銜接於加工刀件部(71)後方的推拔刀柄段(72)及一拉頭部(7 3)，其中：由刀具(7)標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑處對應銜接一拉頭部(73)，且該拉頭部(73)之外徑為微量小於標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑，且外徑上設有一固設環槽(731)；而其本發明之推拔刀柄段(72)與拉頭部(73)的結合方式分為一體式與分離式，當在一體式狀態下，係進一步於該拉頭部(73)中央設有一極大孔徑之通孔(732)。

請一併參閱第六~七圖所示，該刀具(7)之拉頭部(73)係具有二種實施狀態，其一為該刀具(7)標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑處對應一體成形銜接出拉頭部(73)，且該拉頭部(73)之外徑為微量小於標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑，於拉頭部(73)外徑上設有一固設環槽(731)，並讓該拉頭部(73)中央設有一極大孔徑之通孔(732)；當於組裝時，該刀具(7)對應固設於主軸(6)內，主要藉由拉刀機構(61)而挾持固定，其係經拉刀機構(61)中之活動座(611)上的滾珠(612)對應嵌卡在固設環槽(731)，使其穩固定位刀具(7)，而刀具(7)之拉頭部(73)中央之極大孔徑之通孔(732)係可置設有副傳動軸(74)對應嚙合且接收由主軸(6)端之主傳動軸(62)所傳輸的較大動力，且於主傳動軸(62)內部設有注水管路(621)導入副傳動軸(74)內部之通道(741)，以供切削液流通，接續，於主傳動軸(62)上設有氣孔(620)，且讓主傳動軸(62)與注水管路(621)間具有氣流通道(622)，使其當於此刀具(7)加工完成，而更換另一刀具(7)時，該主軸(6)動力驅動活動座(611)往前位移至空間(60)處，同時讓活動座(611)頂推拉頭部(73)微量往前，且讓滾珠(612)〔亦可為夾爪等機構，主要對應將刀具(7)拉頭部(73)固定之結構即可〕於空間(60)內脫離限位拉頭部(73)的固設環槽(731)，讓刀具(7)鬆懈而可更換，而此時，氣流通道(622)導入空氣而經主傳動軸(62)氣孔(620)、活動座(611)、滾珠(612)、及主軸(6)與刀具(7)推拔刀柄段(72)間吹出，以吹清加工所產生的切除屑。

請一併參閱第八~九圖所示，其二為採用原(舊)刀具的分離式實施狀態，其主要係利用原先的舊刀具來施作，而其舊有刀具(7)標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑端面本就有一螺固孔(721)，而讓該螺固孔(721)對應鎖固一具外螺牙段(733)的拉頭部(73)，而該拉頭部(73)之外徑為微量小於標準推拔刀柄段(72)之末端最小徑，於拉頭部(73)外徑上設有一固設環槽(731)；而其第二實施例之分離式實施狀態的拉頭部(73)與推拔刀柄段(72)之尺寸與第一實施例一體式實施狀態相同，以下說明組裝方式：當於組裝時，該刀具(7)對應固設於主軸(6)內，主要藉由拉刀機構(61)而挾持固定，其係經拉刀機構(61)中之活動座(611)上的滾珠(612)〔亦可為夾爪〕對應嵌卡在固設環槽(731)，使其穩固定位刀具(7)，讓刀具(7)如同一體式可對應組裝於同一主軸(6)內，且可供同一刀具交換機構使用，以讓刀具(7)可進行基本加工程序。

前述之實施例或圖式並非限定本發明之結構樣態或尺寸，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

藉由以上所述，該元件之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，具有下列諸多優點，詳述如下：

1、本發明刀具拉頭裝置，可適用於各種刀具系統如ISO、BT、BBT、SK、CAT等。

2、本發明刀具拉頭裝置，一般舊有刀具只需如本發明分離式實施狀態來更換拉頭即可延用，降低成本。

3、本發明刀具拉頭裝置，新增相容刀具的獨特一體式拉頭設計有較大通孔徑，用來傳動U軸進給動力。

4、本發明刀具拉頭裝置，超大動力經由主、副傳動軸傳動，可用為進給或切削加工使用。

5、本發明刀具拉頭裝置，利用大通孔徑可發展出前所未有各式各樣功能，如面盤(facing head)、可自動交換的直角銑頭、自動刀具量測補償裝置等等。

6、本發明刀具拉頭裝置，仍保有中心出水功能，改善現有市場競爭廠商無中心出水功能的缺點。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。