CN101049638A - 电脑数控车床的刀盘装置 - Google Patents

Abstract

一种计算机数控车床的刀盘装置，包含有一刀盘本体，该刀盘本体端面设有复数个呈环状排列可供装设预定型式刀具组的安装孔，其特征在于：该刀盘本体外周对应安装孔的位置处至少削平设置有一安装面，该安装面可供装设一非动力式刀具组，非动力式刀具组包含有一刀具座及一锁固定在刀具座上且不产生动力的刀具，该刀具以刀具座做为应力支承点，可缩短悬空距离以减轻刀具切削时产生的力矩，借此达到强化刚性、可背向加工、适用重切削及提高加工精准度等多项工作需求。

Description

电脑数控车床的刀盘装置

技术领域

本发明是涉及一种计算机数控(CNC)车床，特别是涉及一种具有强化刚性、可背向加工、适用重切削及可提升加工精准度等优点的计算机数控车床的刀盘装置。

背景技术

目前车床技术已由早期卧式车床开发出许多新的加工型态，其中又以车铣概念复合机为最佳技术结合的工具机杰作，其最大优点在于可轻易地在同一机台上做复杂零件的加工，例如车削、钻孔、攻牙、端面切槽、侧面切槽、侧面铣削、曲线铣削....等等，借由一台工具机就可完成一个零件的所有加工流程，大大降低上下料变换机台加工的时间，以及减少人为公差的机会，通常此种车铣复合机必须搭配动力刀塔才能具备车铣复合的功能，目前业界在刀塔设计开发上大多遵循所谓的德式快换刀座(VDI Toolholder System)规范，由于VDI刀塔占有相当大的市占率，为达到工业零件通用共享的便利性，后期制造商或工具机厂在刀塔设计上大部份都会依循此一VDI规范进行开发设计。

参见图1、图2所示，一般的VDI刀盘装置10主要具有一呈圆形状的刀盘本体11，该刀盘本体11中心处设有一可作分度驱转的旋转轴111，刀盘本体11端面上凹设有多数个呈环形排列的安装孔112，刀盘本体11外周面对应每一安装孔112位置处都斜向凹设有一直透通至安装孔112内的滑孔113、以及一更深入凹设在滑孔113底部的螺孔114，每一安装孔112内可供装设一刀具组12，相对的滑孔113内装设有一可将刀具组12作锁固定的固定组件13，该固定组件13包含有一滑设在滑孔113内的固定块131、以及一穿伸入固定块131且螺接在螺孔114内的锁固螺丝132，该固定块131对应安装孔112的一侧边处设有一嵌齿部1311，螺转该锁固螺丝132可对固定块131作固紧或放松动作，该刀具组12被固定在刀盘本体11上，可对车床内部一主轴头1所夹持的工件100进行切削，该刀具组12主要包含有一可套入安装孔112内的插接轴121、一接设在插接轴121外端处的刀具座122、以及一固接在刀具座122外部的刀具123，该插接轴121外周对应滑孔113的一侧边处设有一囓齿部1211，在固定块131呈放松状态下，该插接轴121套入安装孔112内可迫推固定块131而插置到最底，再螺转锁固螺丝132对该固定块131进行锁压，使固定块131的嵌齿部1311与插接轴121的囓齿部1211相互卡紧囓合，如此刀具组12就可快速地安装在刀盘本体11上。

一般VDI刀盘装置10装设的刀具组12又可区分为动力式及非动力式，动力式刀具由于本身具备动力可高速运转，主要用途是对工件100实施车铣复合切削加工，然而本发明并非针对动力式刀具进行改良，在此就不对动力式刀具作更详细的介绍，一般的VDI刀盘装置10装设非动力式刀具组12主要是运用在切削工件100的端面及内外径用途上，依据切削条件的不同，使用者可选择适当型式的刀具装设在刀具组12上，再参见图2所示，该刀具组12装设有端面车刀型的刀具123，使VDI刀盘装置10沿径向进给移动时，该刀具123可针对工件100的端面进行切削，参见图3所示，该刀具组12装设有外径车刀型的刀具124，使VDI刀盘装置10沿轴向进给移动时，该刀具124可针对工件100的外圆径进行切削，参见图4所示，该刀具组12装设有搪孔刀型的刀具125，使VDI刀盘装置10沿轴向进给移动时，该刀具125可针对工件100的内圆径进行切削。

上述刀具组12确实可依据各种加工需求，选择安装预定型式的刀具以进行各种切削行为，然而其构造却会产生不利于切削的缺失，该刀具组12是借由插接轴121套入安装孔112内而固定在刀盘本体11上，该插接轴121为了方便安插置入而与安装孔112呈松配合，两者间会形成有微小间隙，造成刀具组12的加工精度较差，而且该固定块131只借由单一颗锁固螺丝132进行紧固，锁固螺丝132因为要配合在滑孔113内部进行操作的关系，其尺寸规格不能做大，使固定块131无法强力地对刀具组12进行锁压固定，固定效果并不稳固，另外，该刀具组12是利用刀具座122装设刀具123(124、125)，刀具123(124、125)的切削端都超伸出刀盘本体11外侧，用以避免切削时刀盘本体11与工件100产生干涉，然而非动力式刀具组12是借由插接轴121穿插固定在刀盘本体11上，刀具123(124、125)对工件100切削时产生的作用力会由插接轴121承受吸收，由图2、图3及图4可看出，各组刀具123(124、125)切削端到达插接轴121的悬空距离(D1)(D2)(D3)都过长，造成刀具123(124、125)在切削时容易产生振刀的情形，严重影响到工件100的加工精准度，同时也会降低刀具123(124、125)的刚性，不适合重切削加工行为，而且该刀具123(124、125)受到刀盘本体11的阻碍，只能朝向主轴头1的方向进刀，对于搭配有一副主轴2的车床而言，刀盘本体11装设的刀具组12无法进行背向加工，更加限制其加工性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有强化刚性、可背向加工、适用重切削及可提升加工精准度等优点的计算机数控车床的刀盘装置。

本发明提供一种计算机数控车床的刀盘装置，该车床具有一主轴头，该刀盘装置包含有一呈圆形状的刀盘本体，刀盘本体在端面处设有复数个呈环状排列可供装设预定刀具组的安装孔，其特征在于：该刀盘本体外周在对应安装孔的位置处至少削平设置有一安装面，一非动力式刀具组具有一装设在安装面上的刀具座、以及一锁接在刀具座上且不产生动力的刀具，该刀具朝主轴头方向伸设有一切削端，该切削端以刀具座做为应力支承点，可缩短悬空距离用以减轻切削力矩。

本发明的功效是利用刀盘本体外周平设安装面供装设非动力式刀具组，使刀具悬伸长度能缩短距离，借此达到强化刚性、可背向加工、适用重切削及提升加工精准度的效果。

附图说明

图1是一般VDI刀盘本体的平面图；

图2是一般VDI刀盘装置的切削示意图，说明其装设一刀具作径向切削的情形；

图3是一般VDI刀盘装置的切削示意图，说明其装设一刀具作轴向切削的情形；

图4是一般VDI刀盘装置的切削示意图，说明其装设一刀具作内径切削的情形；

图5是本发明计算机数控车床的刀盘装置第一较佳实施例的平面图，说明本发明包含有一刀盘本体及一非动力式刀具组，该刀盘本体在外周处平设有数个可供装设非动力式刀具组的安装面；

图6是上述较佳实施例的组合图，说明非动力刀具组具有一可朝主轴头方向对工件作径向切削的刀具；

图7是第二较佳实施例的切削示意图，说明非动力式刀具组搭配一副主轴可作背向加工的情形；

图8是第三较佳实施例的切削示意图，说明非动力式刀具组装设有二刀具可作双向切削的刀具；

图9是第四较佳实施例的切削示意图，说明非动力式刀具组装设有一可对工件内径作搪削的刀具。

具体实施方式

有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，下面结合附图及数个实施例对本发明进行详细说明，将可清楚的呈现，以下有相同或类似的组件以相同标号作表示。

参见图5、图6所示，本发明计算机数控车床的刀盘装置在第一较佳实施例中，计算机数控(CNC)车床内部设置有一主轴头1，该主轴头1可用来夹持固定一工件2，该刀盘装置为符合VDI规范的刀塔构造，其包含有一呈圆形状的刀盘本体20，该刀盘本体20在中央处设有一可作分度转动的旋转轴21，在端面处设有复数个呈环状排列的安装孔22，该等安装孔22可供装设预定型式的动力式刀具组(图未示)，由于动力式刀具组已属先前技术，在此不再多加赘述，本发明主要改良重点在于：

该刀盘本体20外周在对应该等安装孔22的位置处削平设置有复数个安装面23，该等安装面23使刀盘本体20外周呈正多边角的外形，位在安装面23的中间位置处更凹设有一定位槽231。

至少一非动力式刀具组30，具有一刀具座31、数个锁接刀具座31固定在安装面23上的固定螺丝32、以及一锁接在刀具座31上且不产生动力的刀具33、以及一嵌接于刀具座31底部且刚好可套入定位槽231内的定位件34，该刀具座31利用定位件34插嵌对准在安装面23上的位置，再以数固定螺丝32穿入锁固定在刀盘本体20上，该刀具33主要采用车刀型式，在本实施例中，该刀具33接设在刀具座31的前侧部位处，其朝主轴头1的方向伸设有一切削端331，该切削端331可对主轴头1夹持的工件100进行径向切削，而且该切削端331是以刀具座31做为应力承受支点，切削端331与固定螺丝32间具有一悬空距离(S1)。

以上为本发明计算机数控车床的刀盘装置各构件形状及组合空间型态的概述，接着，再说明本发明各式切削动作以及预期所能达成的功效陈述如后：参见图7所示，本发明在第二较佳实施例中，CNC车床除了主轴头1以外，在相对于主轴头1的相反方向位置处更设置有一副主轴2，该副主轴2上可夹持固定另一工件200，此时，该刀具33可拆换地接设在刀具座31的后侧部位处，刀具33切削端331与固定螺丝32间仍具有一缩短化的悬空距离(S2)，而且刀具33可朝副主轴2方向对另一工件200进行背向加工。

参见图8所示，本发明在第三较佳实施例中，该刀盘本体20设置有另一非动力式刀具组40，另一非动力式刀具组40包含有一刀具座41及二分别固接在刀具座41前后两侧端处的刀具42、43，位于前处的刀具42可朝主轴头1方向对工件100沿轴向进行切削，其切削端421与刀具座41间维持有一悬空距离(S3)，位于后处的刀具43可朝副主轴2的方向对另一工件200沿轴向进行切削，其切削端431与刀具座41间维持有另一悬空距离(S4)，各悬空距离(S3)(S4)都相当短，使刀具42、43具有强大的切削刚性。

参见图9所示，本发明在第四较佳实施例中，该刀盘本体20上设置有另一非动力式刀具组50，另一非动力式刀具组50包含有一刀具座51、一固接在刀具座51前侧部位处的刀具52、以及数个锁固定刀具座51在刀盘本体20上的固定螺丝53，该刀具52朝主轴头1方向延伸出有一切削端521，可对工件100进行内孔搪削，如果要作背向加工，只要将该刀具52反向装设就可以，切削端521与固定螺丝53间维持有一悬空距离(S5)，该悬空距离(S5)相较于一般VDI刀盘装置10刀具143的悬空距离(D3)是大幅度缩短，使本发明可达到平稳精确的切削能力。

综上所述，本发明计算机数控车床的刀盘装置主要是为了解决一般VDI刀盘本体10使用性的问题，本发明的技术手段主要是利用在圆形的刀盘本体20外周处平削设有一安装面23，用来安装接设非动力式刀具组30，如此该刀具33是以刀具座31为应力支承点，可缩短刀具33切削端331的悬空距离，减轻刀具33产生的切削力矩，大幅强化提升刀具33的刚性，因此本发明可适用于重切削的加工场合，且刀具座31利用多数个大尺寸的固定螺丝32进行锁固定，固定效果相当密实稳固，使刀具33可平稳地进行切削不产生振刀，有助于提高加工精准度，另外，利用本发明搭配副主轴2可进行背向加工，使本发明具有更多种加工型态的切削能力。

Claims (7)

1.一种计算机数控车床的刀盘装置，该车床具有一主轴头，该刀盘装置包含有一呈圆形状的刀盘本体，刀盘本体在端面处设有复数个呈环状排列可供装设预定刀具组的安装孔，其特征在于：

该刀盘本体外周在对应安装孔的位置处至少削平设置有一安装面；及一非动力式刀具组，具有一装设在安装面上的刀具座、以及一锁接在刀具座上且不产生动力的刀具，该刀具朝主轴头方向伸设有一以刀具座做为应力支承点的切削端。

2.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：该刀具接设在刀具座前侧位置处可朝主轴头方向作径向切削。

3.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：该刀具接设在刀具座前侧位置处可朝主轴头方向作轴向切削。

4.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：该刀具接设在刀具座前侧位置处可朝主轴头方向作内径切削。

5.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：该车床具有一相对设置在主轴头相反方向的副主轴，该刀具接设在刀具座后侧位置处可朝副主轴方向作背向加工。

6.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：非动力刀具组包含有复数个锁固定刀具座在安装面上的固定螺丝。

7.如权利要求1所述的计算机数控车床的刀盘装置，其特征在于：该刀盘本体位在安装面中间位置处更凹设有一定位槽，非动力刀具组更包含有一嵌接于刀具座底部且刚好可套入定位槽内的定位件。

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