CN203343788U - 具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，包含：一刀臂座、一刀臂心轴、一交换刀臂、一平板凸轮以及一驱动臂，该平板凸轮设有一驱动环槽可带动驱动臂产生升降摆动动作，并驱动刀臂心轴与交换刀臂产生升降拔刀、扣刀动作，其中，该驱动环槽由一扣刀段、一第一升降段、一拔刀段及一第二升降段所依序组成；且该扣刀段处设有一提让凹槽，藉此，该驱动环槽于提让凹槽处具有较大宽度，使得交换刀臂可产生轴向滑移裕度，以作为工具机主轴过行程顶刀时，自动产生提让动作，以防止工具机主轴与刀具碰撞毁损或交换刀臂弯曲变形的问题。

Description

具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置

技术领域

本实用新型与自动刀具交换装置有关，更详而言之指一种可精准扣住刀具，并于主轴过行程顶刀时自动产生提让动作，以避免主轴过行程打刀时造成损坏的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置。

背景技术

习用的CNC综合切削工具机大多设有刀具库以及自动刀具交换装置，以于加工过程中因应加工耗损或加工需求的不同，以一交换刀臂自动将刀具库内所存放的刀具与工具机主轴上的加工刀具交换，以达到自动化及加速加工流程的目的。

然而，一般工具机主轴上的刀具利用刀具拉杆及瓣爪等装置，拉紧固定于工具机主轴的锥度孔内，加工过程中刀具会因主轴转动或切削累积热量、造成温度上升，而易使刀具的刀把座与锥度孔过度卡紧，因此当交换刀臂欲将刀具拔出时，该工具机主轴的刀具拉杆除向外推出至瓣爪松放刀把座的位置外，常得需要增加额外行程以撞击刀把座，使刀把座与锥度孔分离，俾利交换刀臂顺利将刀具拔出。

然而，交换刀臂为能准确与刀具扣合，一般需要使交换刀臂保持于正确的水平高度处转动扣刀，其活动裕度相当小。因此，当刀具拉杆撞击刀把座时，交换刀臂因固定于扣刀的水平高度处不动，而使得交换刀臂必须承受撞击力道，而使交换刀臂容易产生弯曲变形问题。或者是因为撞击力道集中于刀具拉杆与刀把座接触位置处，同时衍生刀具拉杆与刀把座毁损的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述习用产生的缺失与不便之处，提出一种具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其结构简单，操作方便，使交换刀臂可产生轴向滑移裕度，以作为主轴顶刀量提让作用。俾于工具机主轴过行程顶刀时，自动使交换刀臂产生提让动作，具有防止工具机主轴与刀具碰撞毁损或交换刀臂弯曲变形问题的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于包含：

一刀臂座，其内设有一可于刀臂座旋向转动及轴向滑移的刀臂心轴，且该刀臂心轴的一端突露于刀臂座外以设置一交换刀臂；

一平板凸轮，其以一转动轴心可旋转地轴设于该刀臂座内，其上凹设有一驱动环槽，且该驱动环槽由一扣刀段、一第一升降段、一拔刀段及一第二升降段所依序组成；

一驱动臂，其两端分别为一轴设于刀臂座内的转动端及一驱动端，该转动端及驱动端间设有一可于驱动环槽内移动的滚动件，且该驱动端连接于该刀臂心轴处从而该平板凸轮转动时驱动臂可沿驱动环槽的形状变化而带动该刀臂心轴产生轴向滑移；

其中，该驱动环槽的扣刀段处设有一提让凹槽。

其中，该驱动环槽具有一内壁面及一外壁面，该提让凹槽设于扣刀段的外壁面处。

其中，该提让凹槽设于扣刀段的中央处，且其长度占扣刀段总长度的五分之四。

其中，该提让凹槽的两端各设有一斜面。

其中，该扣刀段与拔刀段为一圆弧段。

其中，该扣刀段与转动轴心的径向尺寸小于拔刀段与转动轴心的径向尺寸。

其中，该第一升降段与第二升降段上各点至转动轴心的径向尺寸大于扣刀段与转动轴心的径向尺寸，而小于拔刀段与转动轴心的径向尺寸。

其中，该扣刀段、第一升降段、拔刀段及第二升降段的径向宽度等于该滚动件。

其中，该刀臂心轴上设有一供驱动臂的驱动端可滑动地接合于其内的环槽。

其中，该交换刀臂的两端各设有一扣刀装置。

通过上述结构，本实用新型实现了如下技术效果：

1、提让凹槽可使驱动环槽于提让凹槽处具有较大宽度，使得交换刀臂具有可产生轴向滑移裕度的空间。当工具机主轴过行程顶刀时，可自动使交换刀臂产生提让动作，具有防止工具机主轴与刀具碰撞毁损，或交换刀臂弯曲变形问题的优点。

2、扣刀段、第一升降段、拔刀段及第二升降段的径向宽度约略等于该滚动件的尺寸，当滚动件于扣刀段滑移时，可使交换刀臂精准地保持于同一水平高度，使得交换刀臂转动扣刀时，可准确地与刀具对准扣合。

附图说明

图1本实用新型实施的立体外观图(一)。

图2本实用新型实施的立体外观图(二)。

图3本实用新型的剖面示意图。

图4本实用新型的剖面动作示意图(一)。

图5本实用新型的剖面动作示意图(二)。

图6本实用新型交换刀臂的扣刀动作示意图。

图7本实用新型主轴的过行程顶刀动作示意图。

具体实施方式

为便于说明本实用新型于上述新型内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同物件按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。

如图1-图3所示，本实用新型为一种具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，包含：

一刀臂座10，其内设有一刀臂心轴11，使该刀臂心轴11可于刀臂座10内产生旋向转动及轴向滑移，且该刀臂心轴11的一端突露于刀臂座10外，以供设置一交换刀臂12；其中，该交换刀臂12的两端各设有一扣刀装置13。再者，该刀臂心轴11可直接或间接与一动力源连接，以驱动该刀臂心轴11旋向转动。

一平板凸轮20，其以一转动轴心21可旋转地轴设于该刀臂座10内，其上并凹设有一驱动环槽22，且该驱动环槽22由一扣刀段23、一第一升降段24、一拔刀段25及一第二升降段26所依序组成，并于该驱动环槽22的扣刀段23处设有一提让凹槽27；其中，该驱动环槽22具有一内壁面221及一外壁面222，而该提让凹槽27设于扣刀段23的外壁面222处，并于该提让凹槽27的两端各设有一斜面271。再者，该提让凹槽27设于扣刀段23的中央处，且其长度占扣刀段23总长度的五分之四。

一驱动臂30，其两端分别为一轴设于刀臂座10内的转动端31及一驱动端32，该转动端31及驱动端32间设有一可于驱动环槽22内移动的滚动件33，且该驱动端32连接于该刀臂心轴11处，其中，该刀臂心轴11上设有一环槽111，该环槽111可供驱动臂30的驱动端32可滑动地接合于其内。使得该平板凸轮20转动时，滚动件33可沿驱动环槽22的形状变化，驱动驱动臂30以转动端31为轴心，使驱动臂30上下摆动，以使驱动端32带动该刀臂心轴11产生轴向滑移。

其中，该扣刀段23与拔刀段25为一圆弧段，该扣刀段23与转动轴心21的径向尺寸小于拔刀段25与转动轴心21的径向尺寸。且该第一升降段24与第二升降段26上各点至转动轴心21的径向尺寸大于扣刀段23与转动轴心21的径向尺寸，而小于拔刀段25与转动轴心21的径向尺寸。其中，该扣刀段23、第一升降段24、拔刀段25及第二升降段26的径向宽度等于该滚动件33。

而上述的自动刀具交换装置，如图1及图2所示，其设置于至少一刀具库40及一工具机主轴50间，该刀具库40内可供收藏有多个具有刀把座61的刀具60，且该刀把座61具有一可供扣刀装置13扣合的刀槽62。而该工具机主轴50内如图6所示，于一轴孔51内设有一拉刀杆52，该拉刀杆52端部可以瓣爪座53及瓣爪54，或其他习知的固定装置，将一刀具60’的刀把座61’拉紧，以定位于轴孔51端部的一锥度孔511内，以使得该工具机主轴50可带动刀具60’转动以进行切削、钻孔等加工作业。

明了上述本案详细结构后，以下针对本案的动作原理逐一详细说明：

如图3-图5所示，当该平板凸轮20转动时，该滚动件33可沿驱动环槽22的形状变化，驱动驱动臂30以转动端31为轴心，使驱动臂30上下摆动，连带使驱动端32于环槽111动作，以带动该刀臂心轴11产生轴向滑移。其中，由于该扣刀段23与转动轴心21的径向尺寸小于拔刀段25与转动轴心21的径向尺寸。且该第一升降段24与第二升降段26上各点至转动轴心21的径向尺寸大于扣刀段23与转动轴心21的径向尺寸，而小于拔刀段25与转动轴心21的径向尺寸。因此，当滚动件33位于扣刀段23时该交换刀臂12位于第一高度，当滚动件33位于拔刀段25时该交换刀臂12位于第二高度，其中，该第一高度高于第二高度，而该滚动件33位于第一升降段24或第二升降段26时，则使交换刀臂12于第一高度及第二高度间位移。

搭配该刀臂心轴11的旋向转动动作，使得该交换刀臂12可自预备位置(如图1)于第一高度旋向转动，此时，滚动件33位于扣刀段23，以使交换刀臂12两端的扣刀装置13扣合于刀具库40及工具机主轴50处刀具60、60’的刀槽62、62’内。接着，随着平板凸轮20的转动，滚动件33由第一升降段24往拔刀段25位移，使交换刀臂12自第一高度往第二高度下降，而使刀具60、60’与刀具库40及工具机主轴50脱出，而完成拔刀动作。

再者，刀臂心轴11的旋向转动使原位于刀具库40及工具机主轴50处刀具60、60’相互交换位置后，滚动件33由第二升降段26往扣刀段23位移，使刀具60、60’进入工具机主轴50与刀具库40内固定，且扣刀装置13松放刀具60、60’后，交换刀臂12反向旋向转动回预备位置后，即完成自动换刀动作。

其中，如图6及图7所示，当工具机主轴50内的刀具60’欲退出时，拉刀杆52除位移至瓣爪54松放的位置外，为使刀把座61’可顺利退出锥度孔511，该拉刀杆52会增加一位移行程h’，使瓣爪座53撞击刀把座61而使其与锥度孔511分离(如图7所示)。

而此时如图7所示，由于提让凹槽27可使驱动环槽22于提让凹槽27处具有较大宽度，当拉刀杆52过行程撞击刀把座61时，滚动件33可往侧向的提让凹槽27移动一位移行程h，使得刀臂心轴11产生轴向裕度滑移，以自动使交换刀臂12产生提让动作，除可防止拉刀杆52与刀具61’碰撞毁损，更可避免交换刀臂12因受力而产生弯曲变形问题。

再加上，该扣刀段23、第一升降段24、拔刀段25及第二升降段26的径向宽度约略等于该滚动件33的尺寸，当滚动件33于驱动环槽22内滑移时，可使交换刀臂12精准地控制于正确的高度。而由于该提让凹槽27设于扣刀段23的中央处，且其长度占扣刀段23总长度的五分之四。当交换刀臂12转动扣刀时，滚动件33位于扣刀段23开头径向宽度与滚动件33尺寸一致处，可使交换刀臂12精准确地保持于正确高度，与刀具60的刀槽62对准扣合。而当滚动件33进入到提让凹槽27处时，工具机主轴50则开始进行松刀、顶刀动作，而使交换刀臂12具自动提让功能。

藉此，本实用新型除了可具有自动提让功能防止拉刀杆52与刀具61’碰撞毁损、避免交换刀臂12弯曲变形外，同时可保持交换刀臂12的扣刀精度，不会影响正常的交换刀具功能及精度。

由以上详细说明，可使熟知本项技艺者明了本实用新型确实与习用的技术截然不同，具有相当的新颖性。且本实用新型具有习用设计所无法预期的功效，实已符合专利核准的积极要件，爰依法提出专利申请。

虽本实用新型是以一较佳实施例作说明，但精于此技艺者能在不脱离本实用新型精神与范畴下作各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本实用新型而已，非用以限制本实用新型的范围。举凡不违本实用新型精神所从事的种种修改或变化，俱属本实用新型意欲保护的范畴。

Claims (10)

1.一种具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于包含：

一刀臂座，其内设有一可于刀臂座旋向转动及轴向滑移的刀臂心轴，且该刀臂心轴的一端突露于刀臂座外以设置一交换刀臂；

一平板凸轮，其以一转动轴心可旋转地轴设于该刀臂座内，其上凹设有一驱动环槽，且该驱动环槽由一扣刀段、一第一升降段、一拔刀段及一第二升降段所依序组成；

一驱动臂，其两端分别为一轴设于刀臂座内的转动端及一驱动端，该转动端及驱动端间设有一可于驱动环槽内移动的滚动件，且该驱动端连接于该刀臂心轴处从而该平板凸轮转动时驱动臂可沿驱动环槽的形状变化而带动该刀臂心轴产生轴向滑移；

其中，该驱动环槽的扣刀段处设有一提让凹槽。

2.如权利要求1所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该驱动环槽具有一内壁面及一外壁面，该提让凹槽设于扣刀段的外壁面处。

3.如权利要求2所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该提让凹槽设于扣刀段的中央处，且其长度占扣刀段总长度的五分之四。

4.如权利要求2所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该提让凹槽的两端各设有一斜面。

5.如权利要求2所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该扣刀段与拔刀段为一圆弧段。

6.如权利要求5所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该扣刀段与转动轴心的径向尺寸小于拔刀段与转动轴心的径向尺寸。

7.如权利要求5所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该第一升降段与第二升降段上各点至转动轴心的径向尺寸大于扣刀段与转动轴心的径向尺寸，而小于拔刀段与转动轴心的径向尺寸。

8.如权利要求1所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该扣刀段、第一升降段、拔刀段及第二升降段的径向宽度等于该滚动件。

9.如权利要求1所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该刀臂心轴上设有一供驱动臂的驱动端可滑动地接合于其内的环槽。

10.如权利要求1所述的具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置，其特征在于，该交换刀臂的两端各设有一扣刀装置。

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