CN202021488U - 加工主轴拉刀杆的驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种加工主轴拉刀杆的驱动机构，其包含有与换刀装置的凸轮轴同动旋转的打刀凸轮，以及连结传动于打刀凸轮与加工主轴拉刀杆间的连杆组，以使加工主轴的拉刀杆可与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作；其中，该打刀凸轮的凸轮曲面设有使拉刀杆位移至松刀位置及位移一个打刀距离的推程段，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，并于推程段后设有使拉刀杆退缩至松刀位置的第一回程段，于第一回程段后则设有使拉刀杆作拉刀位移的第二回程段，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程，而于拉刀杆拉刀后，换刀装置即旋转复位；如此，利用打刀凸轮的第一回程段预先使拉刀杆退缩至松刀位置，于换刀装置进行插刀时，即可防止刀具撞击拉刀杆，以避免产生振动及噪音，而达到提升加工精度及使用寿命的实用效益。

Description

加工主轴拉刀杆的驱动机构

技术领域

本实用新型涉及一种数控加工机床，特别涉及一种利用打刀凸轮的第一回程段预先使拉刀杆退缩至松刀位置，于换刀装置进行插刀时，即可防止刀具撞击拉刀杆，以避免产生振动及噪音，并可提升加工精度及使用寿命的加工主轴拉刀杆的驱动机构。

背景技术

请参阅图1、图2、图3A、图3B、图3C所示，其坊间现有换刀装置(ATC)与加工主轴间的连动机构，该加工主轴10在轴套11内设有转动轴12，且于该转动轴12内穿伸一拉刀杆13，该拉刀杆13的底端装设有夹刀爪14，顶端则连结一装设于轴套11外部的滑套15，以供连动拉刀杆13作下降位移，且在转动轴12内设有可提供夹刀爪14上升位移拉刀所需力量的复数个碟形弹簧16，并使该夹刀爪14可随着拉刀杆13下降位移，而产生弹性外张的松刀动作，以及可随拉刀杆13上升位移，而产生弹性内缩的拉刀动作；一打刀凸轮20与换刀装置的凸轮轴连结同动，该打刀凸轮20的凸轮曲面主要在起始位置处(0度)设有缓冲段201(350～10度)，且于该缓冲段201接续设有使拉刀杆13下降作松刀及打刀位移的推程段202(10～80度)，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，在该推程段202接续设有使拉刀杆13停止于打刀位置的暂停段203(80～280度)，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程，而接续该暂停段203则设有使拉刀杆13上升作拉刀位移的回程段(280～0度)204，而以夹刀爪14固定刀具30，换刀装置则持续进行旋转复位行程；另于打刀凸轮20与加工主轴10的滑套15间连结设有一连杆组21，并使该打刀凸轮20凸轮曲面经由连杆组21连动加工主轴10的滑套15作升降往复位移，进而使加工主轴10的拉刀杆13可与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

请参阅图3A、图3B、图3C、图4、图4A所示，在进行换刀作业时，该换刀装置驱动凸轮轴旋转，以带动换刀臂进行旋转扣刀行程，且于换刀臂旋转过程中，即同时带动打刀凸轮20旋转，当打刀凸轮20的凸轮曲面与连杆组215的接抵位置，由缓冲段201旋转至推程段202时，该打刀凸轮20的推程段202经由连杆组21连动加工主轴10的滑套15下降位移，并带动拉刀杆13下降作松刀位移，使夹刀爪14外张松刀；请参阅图3A、图3B、图3C、图5、图5A所示，当夹刀爪14松刀后，由于刀具30的刀把斜锥面与转动轴12底端的内孔斜锥面是紧密结合，而必须先凭借拉刀杆13伸出进行打刀，使刀具30的刀把斜锥面与转动轴12底端的内孔斜锥面脱离结合后，换刀臂才得以顺利进行后退拔刀行程，因此，于换刀臂的旋转扣刀行程后，该打刀凸轮20的推程段202持续经由连杆组21连动拉刀杆13，而使拉刀杆13又下降位移一个打刀距离，以进行打刀；请参阅图3A、图3B、图3C、图6、图6A所示，另于换刀臂的后退拔刀及旋转换刀行程后，开始进行直进插刀行程，此时，该打刀凸轮20由推程段202旋转至暂停段203，使拉刀杆13停止于打刀位置，因此，当换刀臂将另一刀具31插置定位于加工主轴10时，由于拉刀杆13仍停止于打刀位置，而于刀具31的顶端与拉刀杆13的底端产生相互击撞现象；请参阅图3A、图3B、图3C、图7、图7A所示，接着于换刀臂的直进插刀行程后，开始进行旋转复位行程，同时，该打刀凸轮20即旋转至回程段204，并经由连杆组21连动拉刀杆13上升作拉刀位移，夹刀爪14即随着拉刀杆13上升位移，而以夹刀爪14固定另一刀具31，而完成加工主轴10的换刀作业；然而，该连动机构仍有如下的缺弊：

当换刀装置的换刀臂进行直进插刀行程时，由于打刀凸轮20的推程段202连动拉刀杆13于松刀后，又下降位移一个打刀距离，之后，打刀凸轮即旋转至暂停段203，使拉刀杆13停止于打刀位置，因此，当换刀臂将刀具31插置定位时，该刀具31的顶端将会撞击拉刀杆13的底端，其不仅会使加工主轴10产生相当大的振动及噪音，更影响加工精度。

于换刀装置的换刀臂进行直进插刀行程时，由于刀具31的顶端会与拉刀杆13的底端相互撞击，而此撞击极易造成刀具31及拉刀杆13损坏，进而影响其使用寿命。

有鉴于此，本实用新型设计人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种可防止振动噪音及提升使用寿命的加工主轴拉刀杆的驱动机构，并以大幅改善现有的缺弊，此即为本实用新型的设计宗旨。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种加工主轴拉刀杆的驱动机构，解决现有机构所存在的上述不足。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，包含有：

打刀凸轮，与换刀装置的凸轮轴同动旋转，该打刀凸轮的凸轮曲面设有使拉刀杆位移至松刀位置及位移一个打刀距离的推程段，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，在推程段后设有使拉刀杆退缩至松刀位置的第一回程段，在该第一回程段后则设有使拉刀杆作拉刀位移的第二回程段，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程；

连杆组：连结传动于打刀凸轮与加工主轴的拉刀杆之间，以供驱动加工主轴的拉刀杆与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

其中，该加工主轴在一轴套内设有转动轴，且在该转动轴内穿伸拉刀杆，该拉刀杆的底端装设有夹刀爪，该拉刀杆的顶端则连结装设于轴套外部的滑套，以供连动拉刀杆作下降位移，该转动轴内并设有能够提供夹刀爪上升位移拉刀所需力量的复数个碟形弹簧，以使该夹刀爪随着拉刀杆下降位移，而产生弹性外张的松刀动作，以及能够随拉刀杆上升位移，而产生弹性内缩的拉刀动作。

其中，该连杆组连结装设于打刀凸轮的凸轮曲面与加工主轴的滑套之间，以供连动加工主轴的滑套作升降往复位移，进而使加工主轴的拉刀杆与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

其中，该连杆组设有一个能够作摆转动作的曲柄，该曲柄的一端接抵于打刀凸轮的凸轮曲面上，另一端则枢设有连杆，该连杆连结一个能够作升降摆转的摆臂，且该摆臂连结加工主轴的滑套。

其中，该打刀凸轮的凸轮曲面起始位置处设有缓冲段。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：

本实用新型包含有与换刀装置的凸轮轴同动旋转的打刀凸轮，以及连结传动于打刀凸轮与加工主轴拉刀杆间的连杆组，以使加工主轴的拉刀杆可与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作；其中，该打刀凸轮的凸轮曲面设有使拉刀杆位移至松刀位置及位移一个打刀距离的推程段，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，并于推程段后设有使拉刀杆退缩至松刀位置的第一回程段，于第一回程段后则设有使拉刀杆作拉刀位移的第二回程段，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程，而于拉刀杆拉刀后，换刀装置即旋转复位；如此，利用打刀凸轮的第一回程段预先使拉刀杆退缩至松刀位置，于换刀装置进行插刀时，即可防止刀具撞击拉刀杆，以避免产生振动及噪音，提升加工精度。

本实用新型的打刀凸轮的凸轮曲面设有使拉刀杆位移至松刀位置及位移一个打刀距离的推程段，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，并于推程段后设有使拉刀杆退缩至松刀位置的第一回程段，于第一回程段后则设有使拉刀杆作拉刀位移的第二回程段，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程，而利用打刀凸轮的第一回程段预先使拉刀杆退缩至松刀位置，于换刀装置进行插刀时，即可防止刀具撞击拉刀杆，而提升使用寿命。

附图说明

图1是现有连动机构的结构示意图；

图2是现有打刀凸轮的结构示意图；

图3A、图3B、图3C分别是现有换刀作业的ATC换刀臂旋转角度、ATC换刀臂上下行程、ATC换刀臂旋转行程的动作时序图；

图4、图4A是现有换刀作业的动作示意图(一)及其局部放大示意图；

图5、图5A是现有换刀作业的动作示意图(二)及其局部放大示意图；

图6、图6A是现有换刀作业的动作示意图(三)及其局部放大示意图；

图7、图7A是现有换刀作业的动作示意图(四)及其局部放大示意图；

图8是本实用新型的结构示意图；

图9是本实用新型打刀凸轮的结构示意图；

图10A、图10B、图10C分别是本实用新型换刀作业的ATC换刀臂旋转角度、ATC换刀臂上下行程、打刀凸轮旋转行程的动作时序图；

图11、图11A是本实用新型换刀作业的动作示意图(一)及其局部放大示意图；

图12、图12A是本实用新型换刀作业的动作示意图(二)及其局部放大示意图；

图13、图13A是本实用新型换刀作业的动作示意图(三)及其局部放大示意图；

图14、图14A是本实用新型换刀作业的动作示意图(四)及其局部放大示意图；

图15、图15A是本实用新型换刀作业的动作示意图(五)及其局部放大示意图。

附图标记说明：

现有技术部分：10加工主轴；12转动轴；13拉刀杆；14夹刀爪；15滑套；16碟形弹簧；20打刀凸轮；201缓冲段；202推程段；203暂停段；204回程段；21连杆组；30刀具；31刀具；

本实用新型部分：50加工主轴；51轴套；52转动轴；53拉刀杆；54夹刀爪；55滑套；56碟形弹簧；60打刀凸轮；601缓冲段；602推程段；603第一回程段；604第二回程段；70连杆组；71曲柄；72连杆；73摆臂；80刀具；81刀具。

具体实施方式

为使贵审查委员对本实用新型有进一步的深入了解，兹列举一较佳实施例，并配合图式说明如后：

请参阅图8、图9、图10A、图10B、图10C所示，本实用新型在换刀装置与加工主轴50间设有打刀凸轮60及一连杆组70；该换刀装置设有一凸轮轴，以供带动换刀臂进行旋转扣刀、后退拔刀、旋转换刀、直进插刀及旋转复位等换刀作业；该加工主轴50在轴套51内设有转动轴52，且于该转动轴52内穿伸一拉刀杆53，该拉刀杆53的底端装设有夹刀爪54，顶端则连结一装设于轴套51外部的滑套55，以供连动拉刀杆53作下降位移，该转动轴52内并设有可提供夹刀爪54上升位移拉刀所需力量的复数个碟形弹簧56，以使该夹刀爪54可随着拉刀杆53下降位移，而产生弹性外张的松刀动作，以及可随拉刀杆53上升位移，而产生弹性内缩的拉刀动作；该打刀凸轮60与换刀装置的凸轮轴连结同动旋转，该打刀凸轮60的凸轮曲面在起始位置处(0度)设有缓冲段601(350～10度)，且在该缓冲段601后设有使拉刀杆53下降位移至松刀位置及下降位移一个打刀距离的推程段602(10～80度)，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，在该推程段602后设有使拉刀杆53上升退缩至松刀位置的第一回程段603(80～272.5度)，且于该第一回程段603至缓冲段601间设有第二回程段604(272.5～350度)，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程；另该连杆组70连结装设于打刀凸轮60的凸轮曲面与加工主轴50的滑套55间，以供驱动加工主轴50的滑套55作升降往复位移，进而使加工主轴50的拉刀杆53可与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作；在本实施例中，该连杆组70设有一可作摆转动作的曲柄71，该曲柄71的一端接抵于打刀凸轮60的凸轮曲面上，另一端则枢设有连杆72，在该连杆72连结一可作升降摆转的摆臂73，且该摆臂73连结加工主轴50的滑套55，而于打刀凸轮60的凸轮曲面推移曲柄71作摆转动作时，即以连杆72连动摆臂73作升降摆转，而带动加工主轴50的滑套55作升降往复位移，并使打刀凸轮60可经由连杆组70连动加工主轴50的拉刀杆53作升降往复位移，而与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

请参阅图8、图10A、图10B、图10C、图11、图11A所示，本实用新型在进行换刀作业时，该换刀装置驱动凸轮轴旋转，以带动换刀臂进行旋转扣刀行程，且于带动换刀臂旋转过程中，即同时带动打刀凸轮60旋转，当打刀凸轮60的凸轮曲面与连杆组70的曲柄71接抵位置，由缓冲段601旋转至推程段602时，该打刀凸轮60的推程段602即经由连杆组70连动加工主轴50的滑套55下降位移，并带动拉刀杆53作下降作松刀位移，而使夹刀爪54外张松刀；请参阅图8、图10A、图10B、图10C、图12、图12A所示，于换刀臂的旋转扣刀行程后，由于刀具80的刀把斜锥面与转动轴12底端的内孔斜锥面是紧密结合，而必须先将刀具80的刀把斜锥面与转动轴52底端的内孔斜锥面脱离结合，使换刀臂可顺利进行后退拔刀行程，因此，该打刀凸轮60的推程段602经由连杆组70驱动拉刀杆53作打刀位移，使得拉刀杆53又下降位移一个打刀距离，并以拉刀杆53的底端推抵刀具80的顶端，使刀具80与转动轴52脱离结合；

请参阅图8、图10A、图10B、图10C、图13、图13A所示，接着换刀臂依序进行后退拔刀行程、旋转换刀行程及直进插刀行程，同时，该打刀凸轮60的凸轮曲面与连杆组70的曲柄71接抵位置则由推程段602旋转至第一回程段603，并经由连杆组70开始持续驱动加工主轴50的滑套55上升位移，而带动拉刀杆53开始上升位移；请参阅图8、图10A、图10B、图10C、图14、图14A所示，当换刀臂进行直进插刀行程时，由于该打刀凸轮60的第一回程段603即同时带动拉刀杆53上升退缩至松刀位置，因此，于换刀臂将另一刀具81插置定位于加工主轴50时，即可防止刀具81的顶端与拉刀杆53的底端相互撞击，以避免产生振动及噪音；请参阅图8、图10A、图10B、图10C、图15、图15A所示，于换刀臂直进插刀行程后，开始进行旋转复位行程，同时，该打刀凸轮60的凸轮曲面与连杆组70的曲柄71接抵位置即由第一回程段603旋转至第二回程段604，而经由连杆组70连动加工主轴50的拉刀杆53上升作拉刀位移，使夹刀爪54随拉刀杆53上升位移，并产生弹性内缩的拉刀动作，而以夹刀爪54固定另一刀具81；于换刀臂旋转复位后，同时，该打刀凸轮60的凸轮曲面与连杆组70的曲柄71接抵位置由第二回程段604旋转至缓冲段601，且复位停止于起始位置，即完成换刀作业。

如此，本实用新型利用打刀凸轮的第一回程段预先使拉刀杆退缩至松刀位置，于换刀装置进行插刀时，即可防止刀具撞击拉刀杆，以避免产生振动及噪音，进而达到提升加工精度及使用寿命的实用效益。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，包含有：

打刀凸轮，与换刀装置的凸轮轴同动旋转，该打刀凸轮的凸轮曲面设有使拉刀杆位移至松刀位置及位移一个打刀距离的推程段，以搭配换刀装置的旋转扣刀及后退拔刀行程，在推程段后设有使拉刀杆退缩至松刀位置的第一回程段，在该第一回程段后则设有使拉刀杆作拉刀位移的第二回程段，以搭配换刀装置的旋转换刀及直进插刀行程；

连杆组：连结传动于打刀凸轮与加工主轴的拉刀杆之间，以供驱动加工主轴的拉刀杆与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

2.根据权利要求1所述的加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，该加工主轴在一轴套内设有转动轴，且在该转动轴内穿伸拉刀杆，该拉刀杆的底端装设有夹刀爪，该拉刀杆的顶端则连结装设于轴套外部的滑套，以供连动拉刀杆作下降位移，该转动轴内并设有能够提供夹刀爪上升位移拉刀所需力量的复数个碟形弹簧，以使该夹刀爪随着拉刀杆下降位移，而产生弹性外张的松刀动作，以及能够随拉刀杆上升位移，而产生弹性内缩的拉刀动作。

3.根据权利要求2所述的加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，该连杆组连结装设于打刀凸轮的凸轮曲面与加工主轴的滑套之间，以供连动加工主轴的滑套作升降往复位移，进而使加工主轴的拉刀杆与换刀装置的换刀作业作时序搭配的松、拉刀位移动作。

4.根据权利要求2所述的加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，该连杆组设有一个能够作摆转动作的曲柄，该曲柄的一端接抵于打刀凸轮的凸轮曲面上，另一端则枢设有连杆，该连杆连结一个能够作升降摆转的摆臂，且该摆臂连结加工主轴的滑套。

5.根据权利要求1所述的加工主轴拉刀杆的驱动机构，其特征在于，该打刀凸轮的凸轮曲面起始位置处设有缓冲段。

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