CN1132128A

CN1132128A - 车削超负荷自动跳脱保护装置

Info

Publication number: CN1132128A
Application number: CN 95103313
Authority: CN
Inventors: 吴庆隆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-03-28
Also published as: CN1054793C

Abstract

一种车削超负荷自动跳脱保护装置，包含有一承座、一前夹座、一后夹座偏心凸轮、一固定座及一车刀。该后夹座偏心凸轮顶掣于该车刀刀柄后端下方，该定位块固设于该承座上而与该后夹座偏心凸轮呈上下对应，顶掣于该车刀刀柄后端上方，且其侧端固设有一近接开关，可触压该车刀刀柄末端，该近接开关之电路可与车床主轴马达电路连接。藉由以上结构，撞刀时可同步关闭电源，停止车床运转。

Description

车削超负荷自动跳脱保护装置

本发明系与车削加工有关，特别是指一种车削超负荷自动跳脱保护装置。

车削加工在切削加工领域中是重要的切削加工法之一。在车削加工期间，经常有车刀与被切削工件相撞的撞刀事故发生。特别在车削加工训练机构，车床检验单位和CNC车床试车单位经常发生。习知各式车床的车刀都是以螺丝配合斜度块直接固定锁紧车刀于车床刀架上。这种刀具夹持固定方式是属于刚性固定式连接方式，当车刀承受过负载时是无法移位的。因此，当撞刀事故发生时，撞刀所产生之撞击过负载，其轻者使车刀断裂、弯折、被削工件报废，重者使夹持固定车刀之刀架和夹持被削工件之车床主轴夹头变形或移位。不仅耗损大量车刀，影响车床精度。威胁操作者安全，更甚者须发费大笔车床维修费用及停机中止生产，目前，对于车削期间撞刀行为的对策，乃是采消极之作法，其系依赖人为或感测回授系统于撞刀事故发生时，而刀具、被削工件或车床相关零件损伤后感测检知后，再进一步作善后处理。

本发明的主要目的在于提供一种车削超负荷自动跳脱保护装置，用以在撞刀事故发生时车刀受撞击力超过其夹持力预定范围时。得使车刀移位反应能与撞刀事故同步发生，利用撞刀之撞击力迫使车刀产生移位运动而离开工件表面，并同步关闭电源，紧急刹车停止车床运转。以避免被削工件、刀具、车床和操作人员受到伤害。

本发明的次一目的在于提供一种车削超负荷自动跳脱保护装置，其构造简单、装设容易，能适用于一般车床及CNC车床。

本发明的又一目的在于提供一种车削超负荷自动跳脱保护装置，它可以附件式附装于现有的一般传统车床及CNC车床之刀架上，增加其车削防撞保护功能，且不妨碍车削操作及不减少其原有功能。

根据本发明的一种车削超负荷自动跳脱保护装置，它包含有一承座、一前夹座、一后夹座偏心凸轮、一固定座及一车刀，其中，

该承座，概呈一矩形体，其体身设有二螺孔，其系排置于该承座两端一预定位置处；该前夹座，其前端下方设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部分，系藉由一螺丝一端锁合于该承座之该螺孔中，另一端则锁合于该前夹座螺纹部，以连接该前夹座于该承座一端上，另该螺丝中穿置一弹簧垫圈，其夹置该于该前夹座与该承座间；且该前夹座前端中央位置系置设有该车刀刀柄前端；该后夹座偏心凸轮，其体身设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部，系藉由一螺丝一端锁合于该承座之另一螺孔中，另一端系锁合于该后夹座偏心凸轮螺纹部，以连接该后夹座偏心凸轮于该承座另一端上，与该前夹座呈前后对应；该后夹座偏心凸轮上端则顶掣于该车刀刀柄后端下方；另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该后夹座偏心凸轮与该承座间；该定位块，固设于该承座一预定位置，系与该后夹座偏心凸轮呈上下对应；而顶掣于该车刀刀柄后端上方，其体身侧端固设有一近接开关，具有一按板，可顶压该车刀刀柄末端，且该近接开关之电路可与车床主轴马达电路连接。

在本发明的车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座顶端中央可设有一贯穿孔。

在本发明的车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座前端可贯穿设有四鱼眼孔。

本发明的车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座前端可贯穿设有二销孔。

根据本发明的另一种车削超负荷自动跳脱保护装置，它包含有一承座、一前夹座、一固定座、一磁性块及一车刀，其中，该承座，概呈一矩形体，其体身一预定位置设有一螺孔；该前夹座，其前端下方设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部，藉由一螺丝一端锁合于该承座的该螺孔中，另一端则锁合于该前夹座螺纹部，以连接该前夹座于该承座一端上，另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该前夹座与该承座间；且该前夹座前端中央位置置设有该车刀刀柄前端；该定位块，系固设于该承座上一预定位置，与该前夹座呈前后对应，其体身侧端固设有一近接开关，具有一按板，可顶压该车刀刀柄末端，且该近接开关的电路可与车床主轴马达电路连接；该磁性块，固设于该定位块下方，为永久磁石所制，其下方可吸附有该车刀刀柄后端上方。

在上述另一种车削超负荷自动跳脱保护装置中，更包含有一后夹座偏心凸轮，其体身设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分具有一螺纹部，藉由一螺丝接合于该承座上一预定位置，与该磁性块呈上下对应，该后夹座偏心凸轮则顶掣于该车刀刀柄后端上方；另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该后夹座偏心凸轮与该承座间。

在上述另一种车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座顶端中央可设有一贯穿孔。

在上述另一种车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座前端可贯穿设有四鱼眼孔。

在上述另一种车削超负荷自动跳脱保护装置中，该承座前端可贯穿设有二销孔。

有关本发明车削超负荷自动跳脱保护装置之详细构造、功效和特点，可由以下实施例结合附图之详细说明而得到充份了解。

图1系本发明第一实施例应用于传统式方形刀架的分解立体图。

图2系本发明第一实施例应用于传统式方形刀架的组合立体图。

图3系本发明第一实施例应用于CNC车床圆盘形刀架的分解立体图。

图4系本发明第一实施例应用于CNC车床圆盘形刀架的组合立体图。

图5系图2的正面视图，显示正常切削状态的示意图。

图6类似图5，系显示撞刀事故发生时之状态示意图。

图7系本发明第二实施例的分解立体图。

图8系本发明第二实施例的组合平面视图。

首先请参阅图1、2，系本发明应用于传统方形刀架的车削超负荷自动跳脱保护装置的立体分解图、组合图，包含有一承座10、一前夹座20、一后夹座偏心凸轮30、一定位块40和一车刀50组合构成。

该承座10上顶部纵向钻有一贯穿孔11可使其能与车床的刀架60心轴连接配合固定使用，其侧方一预定位置分设四个螺丝孔12、13、14和二销孔15。

该前夹座20前端下方设有一贯穿孔21，该贯穿孔21后端部分长度具有一螺纹部211；一螺丝22，其前端锁合于该前夹座20的螺纹部211，后端则锁合于该承座10之螺丝孔13中，以连接该前夹座20于该承座10左侧方上，俾使该前夹座20产生逆时针方向旋转时形成锁紧状态，而顺时针方向旋转时形成松开状态；一弹簧垫圈23，系防止该前夹座20锁紧后在正常切削时避免松动之用，且该前夹座20前端设有一凹槽24，以提供该车刀50前端刀柄置放之用，该凹槽24上端贯设有二螺丝孔25系提供二螺丝26来锁紧车刀之用。

该后夹座偏心凸轮30，其体身设有一贯穿孔31，该贯穿孔31后端部分长度具有一螺纹部311；一螺丝32，其前端锁合于该后夹座偏心凸轮30螺纹部311，后端则锁合于该承座10之螺丝孔12中，以连接该后夹座凸轮30于该承座10右侧方下端，俾使该后夹座偏心凸轮30产生顺时针方向旋转时形成锁紧状态，而逆时针方向旋转时形成松开状态；同时该后夹座偏心凸轮30上端则顶掣于该车刀50刀柄后端下方；一弹簧垫圈33，穿置于该螺丝32中而夹置于该后夹座偏心凸轮30与该承座10间，用以产生该后夹座偏心凸轮30锁紧后且在正常切削时避免松动之用。

该定位块40，其体身前端设有二贯穿孔41及二销孔42，提供二螺丝43及二柱锁44插置而可固设该定位块40定位于该承座10右侧方上端，可顶掣于该车刀50刀柄后端上方；且该定位块40后侧端固设有一近接开关45，具有一按板451；该近接开关45电路可与车床主轴马达电路连接，可设定该近接开关45按板451被压紧时，使车床主轴马达具通电状态而可运转加工；该近接开关45按板451被松放时，使车床主轴马达形成断电状态而停止运转产生紧急刹车动作。

该车刀50，其刀柄前端装置于该前夹座20凹槽24内，且以该各螺丝26锁紧定位，其刀柄后端由该后夹座偏心凸轮30向上压迫并顶靠于该定位块40下方，俾使该车刀50定位于水平且正常车削的位置；同时该车刀50刀柄末端则紧压该近接开关45之按板451。

再请参阅图3、4，系本发明应用于CNC车床圆盘形刀架之车削超负荷自动跳脱保护装置外观立体图及组合图。其中该圆盘形刀架70为现有CNC车床之车刀刀架；该圆盘形刀架70具有多数槽室71，其内具有四螺丝孔72；该承座10为配合该刀架70之槽室71结构，因此其体身前端横向贯穿四鱼眼贯穿孔16及二锁孔17，俾提供四螺丝73及二柱销74穿设而将该承座10稳固锁合于该刀架70槽室71内；惟因配合该圆盘形刀架70槽室71，因此该承座10体身较为扁窄，所以该定位块40系锁固于该圆盘形刀架70上一预定位置，至于其未尽描述之处，皆与前述结构相同。

本发明组装时，该前夹座2及后夹座偏心凸轮30锁紧定位该车刀50之情形，请配合图1、2说明如下：

首先于正常车削加工时，该车刀50刀柄前端置设于该前夹座20凹槽24并以该各螺丝26锁紧定位，该前夹座20则藉由该螺丝22及该弹簧垫圈23配合使用而锁紧于该承座10之螺丝孔13上，此时利用六角扳手由该前夹座20贯穿孔21来调整该螺丝22以锁合设定该前夹座20之锁紧力矩，同时使该车刀50刀柄后端与该定位块40下相接触且紧压该近接开关45之按板451而导通电源，另外该车刀50刀柄后端系受该后夹座偏心凸轮50压顶，该后夹座偏心凸轮30可利用六角扳手由该贯穿孔31来调整该螺丝32以锁合设定该后夹座偏心凸轮30之锁紧力矩，使得该车刀50得处于水平位置，形成该车刀50之夹持方式系一端受该前夹座20支撑，另一端受该后夹座偏心凸轮30夹紧定位于该定位块40下，俾使该车刀50预受锁紧力矩及支撑力，以抵抗正常车削加工时施于该车刀50刀刃处之切削分力；至于该锁紧力矩及支撑力，可利用静不定结构分析后，选择一预定材料性质之螺丝22、32及弹簧垫圈23、33来决定其设定值。若于车削加工时，若NC程式设计错误或人为疏忽操作不当，发生撞刀事故时，该车刀50与被车削工件撞击瞬时，其撞击力通常数倍于切削力，其造成之扭矩方向与该前夹座20及该后夹座偏心凸轮30施于该车刀50上之锁紧扭拒方向相反，且该撞击扭矩远比该锁紧扭矩大时，使该前夹座20往松开之顺时针方向旋转，同步带动该车刀50与该后夹座偏心凸轮30分别绕该螺丝22、32之轴心产生旋转移位，使得该车刀50刀刃往上及往外偏心，以弧开轨迹偏摆而离开被削工件表面，同时该车刀50刀柄后端移位旋转如图6所示，使得该近接开关45按板451得以松放而中断车床主轴马达电源，同步紧急刹车而停止车床运转，俾以使停止车削加工及避免车刀，被车削工件、承座、刀架或车床主轴夹头受撞击负载产生变形、移位或断裂。

至于该撞击负载大于该锁紧负载之剩余负载将迫使该车刀50绕着该螺丝22轴心以初始角加速旋转移位，这个动作可吸收大量之撞击力，同时争取一些时间来停止车床运动而停止撞击。

另外，复请参阅图7、8，系本发明车削超负荷自动跳脱保护装置之第二实施例，它包含有一承座10、一前夹座20、一定位块40及一磁性块80，其中该磁性块80，固设于该定位块40下方，其为永久磁石所制，具有一预定之磁性吸力，使得该车刀50之夹持方式系一端受该前夹座20支撑，另一端受该磁性块80吸附，俾使该车刀50预受锁紧力矩及吸附力，以抵抗正常车削加工时施于该车刀50刀刃处之切削分力；至于该磁性块80之磁性吸力亦可利用静不定结构分析后，选择一预定磁力之磁性块，以决定设定值；再者，本发明车削超负荷自动跳脱保护装置中之车刀50之夹持方式，其后端亦可同时利用该后夹座偏心凸轮30与该磁性块80上下配合，使车刀50后端之预受力兼具顶掣力及吸附磁力之双重效果。

上述实施之车刀50刀刃系朝下之车削方式，当然本发明亦可应用于该车刀刀刃朝上之车削方式，仅将本发明之各部零件作等效实施其连接位置即可适用，同时用来锁紧该前夹座20及该后夹座偏心凸轮30之螺丝23、33亦有多种样式可被采用而有等效功能。

综上所述，本发明车削超负荷自动跳脱保护装置，为一创新及功效甚佳之装置，惟上述实施例及附图式仅用以说明本发明，而非用以限制本发明，大凡依照以下权利要求所述之等效实施，皆应视为本发明要求保护的专利范围。

Claims

1.一种车削超负荷自动跳脱保护装置，它包含有一承座、一前夹座、一后夹座偏心凸轮、一固定座及一车刀，其特征在于，

该承座，概呈一矩形体，其体身设有二螺孔，其系排置于该承座两端一预定位置处；该前夹座，其前端下方设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部分，系藉由一螺丝一端锁合于该承座之该螺孔中，另一端则锁合于该前夹座螺纹部，以连接该前夹座于该承座一端上，另该螺丝中穿置一弹簧垫圈，其夹置该于该前夹座与该承座间；且该前夹座前端中央位置系置设有该车刀刀柄前端；该后夹座偏心凸轮，其体身设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部，是藉由一螺丝一端锁合于该承座之另一螺孔中，另一端系锁合于该后夹座偏心凸轮螺纹部，以连接该后夹座偏心凸轮于该承座另一端上，与该前夹座呈前后对应；该后夹座偏心凸轮上端则顶掣于该车刀刀柄后端下方；另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该后夹座偏心凸轮与该承座间；该定位块，固设于该承座一预定位置，与该后夹座偏心凸轮呈上下对应；而顶掣于该车刀刀柄后端上方，其体身侧端固设有一近接开关，具有一按板，可顶压该车刀刀柄末端，且该近接开关之电路可与车床主轴马达电路连接。

2.如权利要求1所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座顶端中央设有一贯穿孔。

3.如权利要求1所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座前端贯穿设有四鱼眼孔。

4.如权利要求1所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座前端贯穿设有二销孔。

5.一种车削超负荷自动跳脱保护装置，它包含有一承座、一前夹座、一固定座、一磁性块及一车刀，其特征在于，该承座，概呈一矩形体，其体身一预定位置设有一螺孔；该前夹座，其前端下方设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分长度具有一螺纹部，藉由一螺丝一端锁合于该承座的该螺孔中，另一端则锁合于该前夹座螺纹部，以连接该前夹座于该承座一端上，另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该前夹座与该承座间；且该前夹座前端中央位置置设有该车刀刀柄前端；该定位块，系固设于该承座上一预定位置，与该前夹座呈前后对应，其体身侧端固设有一近接开关，具有一按板，可顶压该车刀刀柄末端，且该近接开关的电路可与车床主轴马达电路连接；该磁性块，固设于该定位块下方，为永久磁石所制，其下方可吸附有该车刀刀柄后端上方。

6.如权利要求5所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在在于，更包含有一后夹座偏心凸轮，其体身设有一贯穿孔，该贯穿孔后端部分具有一螺纹部，藉由一螺丝接合于该承座上一预定位置，与该磁性块呈上下对应，该后夹座偏心凸轮则顶掣于该车刀刀柄后端上方；另该螺丝中穿置有一弹簧垫圈，夹置于该后夹座偏心凸轮与该承座间。

7.如权利要求5所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座顶端中央设有一贯穿孔。

8.如权利要求5所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座前端贯穿设有四鱼眼孔。

9.如权利要求5所述之车削超负荷自动跳脱保护装置，其特征在于，该承座前端贯穿设有二销孔。