CN117655786A - 自动换刀装置的换刀臂 - Google Patents

Abstract

一种自动换刀装置的换刀臂，包括有本体、锁刀杆及控制单元。其中该控制单元包括一作用件以不能转动的方式设置，该作用件能够上下移动，且当该作用件在上下移动的过程中会带动该锁刀杆沿着一轴向往复移动，以使该锁刀杆一端的外抵部能对位于该本体的扣刀部的刀杆实现扣刀或是松刀的效果。

Description

自动换刀装置的换刀臂

技术领域

本发明是与自动换刀机构有关，特别是指一种用于扣接刀杆以进行换刀程序的换刀臂。

背景技术

工具机的自动换刀机构的换刀臂是用于将分置在刀具库与加工主轴两处的刀杆进行快速交换，据以提高工作效能，也因此，换刀臂在用于扣接刀杆的部位必须具备快速扣接或是松释刀杆的功能，并且在扣刀的状态下能够防止刀杆松脱。

现有的换刀臂包括有本体、锁刀杆及作用件，其中该本体受控制而旋转，且本体的两端分别构成一个扣刀部，所述扣刀部具有一个侧向开口供刀杆进出，锁刀杆穿设于本体中且一端的抵接部凸伸至侧向开口，该作用件能够连动该锁刀杆位移，以使该锁刀杆的抵接部触压位于扣刀部中的刀杆，借以稳定并防止刀杆松脱。前述作用件与锁刀杆之间的连动关系如中国台湾专利公告号M597197、专利名称“无撞击换刀装置”的实用新型专利，该专利技术公开以驱动单元来连动锁刀杆，前述驱动单元包括有固接在本体底面的固定座、穿设在本体的穿孔中的圆柱状驱动座(即作用件)、设置在固定座内的弹性件、以及穿设驱动座的长形限位槽的限位件，又锁刀杆与驱动座之间是以斜面接触。诚然前述构件的组合在该驱动座上下移动的过程中，虽然能够通过斜面导推的方式来连动该锁刀杆位移以实现松刀、扣刀的目的，但该专利技术的结构存在以下缺失：

1.锁刀杆与驱动座之间以斜面接触在长时间的互动作用下，容易产生过多的磨损。

2.为了避免圆柱状的驱动座在上下移动的过程中不当地偏转，导致锁刀杆难以其斜面接触驱动座的斜面，因此该专利技术是在驱动座上钻设有长形的限位槽，再以螺栓作为限位件，螺栓锁入该本体且一端伸入限位槽中，藉此以达到防范驱动座不当偏转。但如此一来将增加构件细部结构的加工程序，并且增加拆装工序。

3.为了安装驱动座及弹性件，该专利技术必须在该本体底面固接筒状的固定座，不仅增加零件成本支出，也增加了拆装工序。

4.该专利技术是在本体顶面向下凹设容置槽以供该锁刀杆放置其中，该锁刀杆上再凹设另一容置槽以供弹簧放置其内，接着以盖板覆盖该锁刀杆并限制该弹簧。但前述构件的关系将增加各个构件细部结构的加工程序，并且徒增拆装工序。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动换刀装置的换刀臂，其结构简易而能简化加工制作程序。

缘以达成上述目的，本发明提供一种自动换刀装置的换刀臂，包括有本体、锁刀杆及控制单元，其中该本体具有容置孔及扣刀部；该锁刀杆穿设于该本体中且能够在一第一方向上于一第一位置与一第二位置之间移动，该锁刀杆具有相异的两端，其中一端凸伸至该扣刀部而构成一外抵部，另一端构成一内抵部，该锁刀杆受到一第一力的作用而维持往该第二位置移动；该控制单元用以连动该锁刀杆移动至该第一位置，其中，控制单元包括有作用件，该作用件以不能转动但能够在一第二方向上于一第三位置与一第四位置之间移动的方式设置在该容置孔中，所述第一方向与所述第二方向为非平行方向；该作用件具有一倾斜设置的抵接部，该抵接部的高位构成一上抵点，该抵接部的低位构成一下抵点，其中该锁刀杆的该内抵部与该作用件的该抵接部以点或是线的方式接触，当该锁刀杆的该内抵部接触该抵接部的该下抵点时，该锁刀杆位于该第一位置，该作用件位于该第三位置，当该锁刀杆的该内抵部接触该抵接部的该上抵点时，该锁刀杆位于该第二位置，该作用件位于该第四位置。本发明的效果在于该控制单元是以省略既有结构当中的销及孔的配合方式来实现作用件不能转动的目的，能够简化组成构件的加工程序。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的自动换刀装置的换刀臂的立体图；

图2为图1所示的自动换刀装置的换刀臂的分解图；

图3为图2所示换刀臂的部分构件的立体图；

图4为图1的俯视图；

图5为图4的5-5方向剖视图，揭示换刀臂当中的锁刀杆处于扣刀状态；

图6为图5的局部放大图；

图7为图6的7-7方向剖视图；

图8为图6的8-8方向剖视图；

图9为图2所示换刀臂当中的锁刀杆的侧视图；

图10类同图5，揭示换刀臂当中的锁刀杆处于松刀状态；

图11为图10的局部放大图；以及

图12为本发明另一较佳实施例的换刀臂的部分构件分解图。

【符号说明】

[本发明]

100:换刀臂

200:刀杆

10,10A:本体

10a:侧向开口

10b:轴孔

10c:容置孔

10d:定位孔

10e:螺孔

10f:容置孔

10g:半圆形凹槽

12:孔盖

12a:孔

14:限制件

16:锁固件

20:锁刀杆

22:长沟槽

24:外抵部

26:内抵部

26a:平切面

26b:前抵面

26c:侧壁

30:轴管

32:缩颈段

34:缺口

40:第一弹簧

50:挡件

60:控制单元

62,62A:作用件

621,621A:身部

621a:凹窝

621b:半圆形凹槽

622,622A:凸杆

623,623A:抵接部

623a:槽底

623b:槽壁

64:第二弹簧

66:挡销

D1:第一方向

D2:第二方向

L:轴线

P1:第一位置

P2:第二位置

P3:第三位置

P4:第四位置

PH:上抵点

PL:下抵点

W1:第一宽度

W2:第二宽度

θ:锐角

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合附图详细说明如后。请参图1至图6所示的本发明一较佳实施例的自动换刀装置的换刀臂100，其包括一接设在工具机的主轴(图未示)一端的本体10，该本体10的两端分别构成一个扣刀部用以扣接一刀杆200，该主轴(spindle)带动该本体10进行旋转切换扣刀位置，前述各个扣刀部具有一个侧向开口10a，并且配合一个穿设在该本体10的轴孔10b中且能够移动的锁刀杆20而对该刀杆200形成扣接或是松释。此外，该本体10还具有容置孔10c与该轴孔10b相连通，前述容置孔10c为一端封闭另一端为开放状的孔，且有一孔盖12以可拆离的方式结合该本体10并且封闭该容置孔10c，该孔盖12具有一孔12a；前述轴孔10b沿着一第一方向D1设置，前述容置孔10c沿着一第二方向D2设置，所述第一方向D1与第二方向D2为非平行方向，在本实施例中，该第一方向D1与该第二方向D2是呈垂直交设。

本实施例的该换刀臂100对应锁刀杆20还配置有轴管30、第一弹簧40、挡件50及控制单元60。其中，锁刀杆20依序穿过轴管30及该第一弹簧40，并以C型扣为例但不以此为限的挡件50固接在该锁刀杆20上，使得该第一弹簧40的一端抵接该轴管30，另一端抵接该挡件50。前述锁刀杆20的杆身上设有一沿着轴向凹设的长沟槽22，前述轴管30具有一缩颈段32及一缺口34，因此当将承载有轴管30、第一弹簧40及挡件50的锁刀杆20放入该本体10的轴孔10b中，并以两个限制件14穿设该本体10的定位孔10d后，通过该二限制件14分处该轴管30两侧且分别落于该缩颈段32中，使得该轴管30不能沿着轴向移动地位于该本体10内，接着以一锁固件16锁入该本体10的螺孔10e中，且锁固件16的一端通过该轴管30的缺口34后凸伸至该长沟槽22中，使得该轴管30不能转动，并限制该锁刀杆20的移动范围。在完成前述组装程序后，该锁刀杆20的一端是呈凸伸至扣刀部的侧向开口10a而构成一外抵部24，该锁刀杆20的相异一端则是凸伸至容置孔10c并构成一内抵部26，于此同时，基于该轴管30是处于固定不动的状态，遂使得该第一弹簧40的弹力(即本发明定义的第一力)通过该挡件50而顶推该锁刀杆20维持往该容置孔10c方向移动。

该控制单元60用以连动该锁刀杆20在该第一方向D1上于一第一位置P1(图5参照)与一第二位置P2(图10参照)之间移动，该控制单元60包括有一作用件62与一第二弹簧64设置在该本体10的容置孔10c中，其中该作用件62是以不能转动但能够顺着第二方向D2在一第三位置P3(图5参照)与一第四位置P4(图10参照)之间移动的方式容设于容置孔10c。在本实施例中，作用件62包括一身部621及一凸杆622，身部621呈柱状且于底部设有一凹窝621a，凸杆622连接该身部621顶面并沿着该第二方向D2向上延伸且穿过该孔盖12的孔12a；第二弹簧64的一端抵于该容置孔10c的底面，另一端凸伸至该凹窝621a中，常态下的第二弹簧64的弹力(即本发明定义的第二力)是顶推该作用件62维持往该第三位置P3移动。此外，本实施例的该作用件62还具有一倾斜设置的抵接部623，该抵接部623与该锁刀杆20的该内抵部26是以“点”或是“线”的方式接触，藉此以减少磨损，并且能够在该作用件62移动的过程中连动该锁刀杆20。

以下说明实现本实施例的该作用件62不转动却能连动该锁刀杆20的方式如后。

请配合图3、图7至图9所示，上述抵接部623是自该身部621顶面顺着该第二方向D2向下且向外开设而成的剖槽，剖槽包括一斜设的槽底623a及二槽壁623b，其中槽底623a为具有一第一曲度的内凹曲面，该二槽壁623b平行设置且彼此之间具有一第一宽度W1；上述锁刀杆20定义有一轴线L，且其内抵部26为一凸块所构成，凸块具有一平切面26a、一前抵面26b与二侧壁26c，其中该平切面26a是顺着该第二方向D2削设而成，该前抵面26b为具有一第二曲度的外凸曲面，且前抵面26b以与该平切面26a的延伸方向夹设一锐角θ的方式连接该平切面26a并位于该轴线L以下(图9参照)，所述锐角θ介于20度至45度之间，较佳者，该锐角θ为30度，且前抵面26b的高度以占该锁刀杆20的杆身直径的三分之一为佳，该二侧壁26c平行设置且彼此之间具有一第二宽度W2；其中，该第一曲度大于该第二曲度，该第一宽度W1大于该第二宽度W2，当槽底623a的斜设角度与该锐角θ相当时，该锁刀杆20的前抵面26b是以“线”接触的方式接触该作用件62的剖槽的槽底623a，反之则以“点”的方式接触。

请再配合图4至图6所示，是表示该锁刀杆20的内抵部26的前抵面26b接触该作用件62的抵接部623的一个低位，前述低位定义为下抵点PL，此时的锁刀杆20处于第一位置P1，且锁刀杆20的外抵部24触压刀杆200以防松脱，该第一弹簧40则呈压缩状态，而该作用件62处在第三位置P3；当该本体10被带动旋转而切换扣刀位置后，控制单元60的作用件62的凸杆622将被工具机的一松刀块(图未示)触压而自第三位置P3往下移动至第四位置P4，并压缩第二弹簧64，如图10及图11所示，此时的锁刀杆20受到第一弹簧40释放压缩储能而往该第二位置P2移动，并在其内抵部26之前抵面26b接触该作用件62的抵接部623的一个高位时(前述高位定义为上抵点PH)，锁刀杆20停在该第二位置P2，且其外抵部24退出限制刀杆200的范围，使得该刀杆200能够被取用，于此同时的作用件62则是停在第四位置P4，且第二弹簧64压缩而蓄积能量以待触压该作用件62下移的情况解除时而再次顶起该作用件62回复至第三位置P3。

由上述可知，在该作用件62上下移动的过程中，该锁刀杆20的内抵部26(即凸块)始终位于该抵接部623(即剖槽)中，使得该作用件62保持在不会偏转的状态，得确保锁刀杆20的前抵面26b与该作用件62的槽底623a有良好接触效果，前述结构改善了现有对应结构必须在作用件上预凿穿孔再以销杆之类的元件穿过换刀臂本体及作用件的穿孔后始能防范不当偏转而衍生加工程序及增加拆装工序的缺失。

此外，上述实施例的作用件62的抵接部623为包括有内凹曲面的槽底623a，然于实务上的槽底也可以是斜平面。

另外，为了达成作用件不转动的目的，本发明提供另一实施态样。请参图12所示，其揭示本体10A具有容置孔10f，作用件62A包括有身部621A、凸杆622A及抵接部623A，其中该容置孔10f为非圆形孔，该身部621A的轮廓与该容置孔10f的孔型相配合。在一实施例中，前述容置孔10f以圆形轮廓为主但包括有至少一半圆形凹槽10g，该身部621A同样以圆柱体为主但包括至少一半圆形凹槽621b，通过半圆形凹槽10g配合半圆形凹槽621b，并以一挡销66穿设于该半圆形凹槽10g及该半圆形凹槽621b之间，即可实现该作用件62A不转动地容设于该容置孔10f中的目的，在其他实施例中，容置孔10f的孔型可以是具有平直段、凹陷或是突出的轮廓；而作用件62A的抵接部623A为斜平面所构成，前述斜平面可以用于与锁刀杆20的内抵部26接触，并于该作用件62A上下移动的过程中导推锁刀杆20平移。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及权利要求书所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (8)

1.一种自动换刀装置的换刀臂，包括一本体、至少一锁刀杆及至少一控制单元，其中该本体具有至少一容置孔及至少一扣刀部；该锁刀杆穿设于该本体中且能够在一第一方向上于一第一位置与一第二位置之间移动，该锁刀杆具有相异的两端，其中一端凸伸至该扣刀部而构成一外抵部，另一端构成一内抵部，该锁刀杆受到一第一力的作用而维持往该第二位置移动；该控制单元用以连动该锁刀杆移动至该第一位置；其特征在于：

该控制单元包括有一作用件，该作用件以不能转动但能够在一第二方向上于一第三位置与一第四位置之间移动的方式设置在该容置孔中，所述第一方向与所述第二方向为非平行方向；该作用件具有一倾斜设置的抵接部，该抵接部的高位构成一上抵点，该抵接部的低位构成一下抵点，其中该锁刀杆的该内抵部与该作用件的该抵接部以点或是线的方式接触，当该锁刀杆的该内抵部接触该抵接部的该下抵点时，该锁刀杆位于该第一位置，该作用件位于该第三位置，当该锁刀杆的该内抵部接触该抵接部的该上抵点时，该锁刀杆位于该第二位置，该作用件位于该第四位置。

2.根据权利要求1所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，该作用件的该抵接部为一顺着该第二方向开设的剖槽，该剖槽由一槽底及二槽壁构成，其中该槽底为具有一第一曲度的内凹曲面，该二槽壁之间具有一第一宽度；该锁刀杆的该内抵部为一凸块，该凸块由一前抵面与二侧壁构成，其中该前抵面为具有一第二曲度的外凸曲面，该二侧壁之间具有一第二宽度；其中该第一曲度大于该第二曲度，该第一宽度大于该第二宽度，该锁刀杆以该前抵面接触该作用件的该剖槽的槽底。

3.根据权利要求1所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，该作用件的该抵接部为一顺着该第二方向开设的剖槽，该剖槽由一槽底及二槽壁构成，其中该槽底为斜平面，该二槽壁之间具有一第一宽度；该锁刀杆的该内抵部为一凸块，该凸块由一前抵面与二侧壁构成，其中该前抵面为外凸曲面，该二侧壁之间具有一第二宽度；其中该第一宽度大于该第二宽度，该锁刀杆以该前抵面接触该作用件的该剖槽的槽底。

4.根据权利要求2或3所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，定义该锁刀杆具有一轴线，该锁刀杆的该凸块具有一顺着该第二方向设置的平切面，该前抵面以与该平切面的延伸方向夹设一锐角的方式连接该平切面并位于该轴线以下。

5.根据权利要求4所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，该锐角介于20度至45度之间。

6.根据权利要求1所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，该本体的容置孔为非圆形孔，该作用件具有一身部，该身部的轮廓配合该容置孔的孔型，该身部具有由斜平面构成的该抵接部，该锁刀杆的该内抵部为外凸弧面构成，该锁刀杆以其外凸弧面接触该作用件的斜平面。

7.根据权利要求1、2、3或6所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，该容置孔为一端封闭另一端为开放状的孔，该本体具有一孔盖封闭该容置孔；该作用件具有一沿着该第二方向延伸的凸杆，该凸杆凸伸出该孔盖，该作用件受到一第二力的作用而维持往该第三位置移动。

8.根据权利要求1、2、3或6所述自动换刀装置的换刀臂，其特征在于，包括至少一轴管、至少一挡件与至少一第一弹簧，其中该轴管固设于该本体内，该锁刀杆穿设该轴管，该挡件固接于该锁刀杆上，该第一弹簧套设于该锁刀杆且一端抵接该轴管，另一端抵接该挡件，该第一弹簧产生该第一力。