TW201412437A - 加工裝置 - Google Patents

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TW201412437A
TW201412437A TW102129588A TW102129588A TW201412437A TW 201412437 A TW201412437 A TW 201412437A TW 102129588 A TW102129588 A TW 102129588A TW 102129588 A TW102129588 A TW 102129588A TW 201412437 A TW201412437 A TW 201412437A
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Seiji Yamaura
Kazuhide Kosugi
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Nagano Automation Co Ltd
Hitachi Powdered Metals
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Abstract

提供一種加工裝置，其具有：筒夾夾頭，其在尖端之側把持工件；機頭，係與主軸繫接的機頭且含有供筒夾夾頭插入的中空部；及套筒，其開閉筒夾夾頭的尖端，筒夾夾頭包含：後端；圓筒狀的第1外周面，設於後端之側；及凹部，係由第1外周面的一部份呈環狀凹陷且在後端之側成為第1錐面而成。機頭包含：第1基面，係與插入中空部的筒夾夾頭之後端抵碰；圓筒狀的第1內周面，係與插入中空部的筒夾夾頭之第1外周面接觸；及複數個貫通孔，係從第1內周面朝機頭的外周面延伸於半徑方向的複數個貫通孔且在具備第2錐面的複數個棒狀構件分別插入時，透過第2錐面抵碰已插入中空部的筒夾夾頭之凹部的第1錐面，使筒夾夾頭的後端抵碰第1基面，俾使筒夾夾頭固定於機頭。

Description

加工裝置
本發明係有關一種具備筒夾夾頭的加工裝置。
日本國特開2000-218414號公報中記載一種筒夾夾頭接頭裝置，係使用既有零件且在必要的最小限度之零件交換、改變下可作業性良好地交換筒夾夾頭。在將可保持工件的筒夾夾頭以可開閉的方式嵌入可旋轉的圓筒狀主軸本體而成的筒夾夾頭接頭裝置中，具備有：牽引杆，以可進退移動地嵌入主軸本體內；接頭部，與該牽引杆繫接地進退移動；楔形螺釘，一端與接頭部繫接地朝該接頭部側附能，另端與筒夾夾頭的開口部繫接地進退移動，筒夾夾頭係設置成解除繫接於接頭部的楔形螺釘朝向該接頭部側的附能，解除與該接頭部的連繋，再由開口部卸下楔形螺釘，藉此可對主軸本體進行裝卸。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-218414號公報
要求一種安裝有能更有效率地在短時間作交換的筒夾夾頭之加工裝置。
本發明的一態樣為一種加工裝置，係具有：筒夾夾頭，其在尖端之側把持工件；機頭，係與主軸繋接的機頭且含有供筒夾夾頭插入的中空部；及套筒，其開閉筒夾夾頭的尖端。筒夾夾頭包含：後端；圓筒狀的第1外周面，設於後端之側；及凹部，係由第1外周面的一部份呈環狀凹陷且在後端之側成為第1錐面而成。機頭具有：第1基面，係與插入中空部的筒夾夾頭之後端抵碰；圓筒狀的第1內周面，係與插入中空部的筒夾夾頭之第1外周面接觸；及複數個貫通孔，係從第1內周面朝機頭的外周面延伸於半徑方向的複數個貫通孔且在具備第2錐面的複數個棒狀構件分別插入時，透過第2錐面抵碰已插入中空部的筒夾夾頭之凹部的第1錐面，使筒夾夾頭的後端抵碰第1基面，俾使筒夾夾頭固定於機頭。
關於此加工裝置，透過朝開口於半徑方向的貫通孔以與筒夾夾頭的凹部之錐面(第1錐面)接觸般地插入在尖端或接近尖端處是呈錐面(第2錐面)的棒狀構件，可將筒夾夾頭安裝於機頭。又，藉由抽出棒狀構件可使筒夾夾頭從機頭解放。因此，透過將筒夾夾頭的後端側的第1外周面的外徑設成比套筒的內徑還小，則光進行棒狀構件之卸下、安裝，即可簡單地對機頭裝卸筒夾夾頭。因此，可簡單地在短時間進行筒夾夾頭的交換。棒狀構件亦可以是無法螺 固於機頭者，亦可使用銷等之鎖定用的構件固定於機頭者。
在此加工裝置，將側面呈錐形的環狀溝(凹部)與進到溝的部分是呈錐面的棒狀構件(止動件)組合，以將筒夾夾頭固定於機頭。因此，在將棒狀構件放入貫通孔時，機頭和筒夾夾頭實質上不需要對位。又，藉由錐面彼此的組合使筒夾夾頭的後端朝機頭的第1基面按壓以將筒夾夾頭固定於機頭。因此，在筒夾夾頭的後端全周與第1基面的全周基本上是被推壓的狀態下，筒夾夾頭係連同主軸一起旋轉，在筒夾夾頭的旋轉時產生搖晃的可能性少。而且因為省略會依筒夾夾頭的旋轉而鬆弛那樣的機構，故在加工中筒夾夾頭完全被固定於機頭。因此，利用此加工裝置可穩定地進行精度高的加工。
本發明的其他不同態樣之一為一種筒夾夾頭，係於尖端之側把持工件的筒夾夾頭，具有：後端；圓筒狀的第1外周面，設於後端之側；凹部，係由第1外周面的一部份呈環狀凹陷且後端側成為第1錐面所成。較佳為，筒夾夾頭的第1外周面的外徑比尖端的外徑小。
本發明的其他態樣之一為，一種與主軸繋接的機頭。此機頭具有：中空部，供筒夾夾頭插入；套筒，其用以開閉筒夾夾頭的尖端；第1基面，在筒夾夾頭插入中空部時與筒夾夾頭的後端抵接；圓筒狀的第1內周面，係在筒夾夾頭插入中空部時與筒夾夾頭的後端之側的圓筒狀的第1外周面接觸；及複數個貫通孔，係從第1內周面朝機頭的外周面延伸於半徑方向的複數個貫通孔且在具備第2錐面的複 數個棒狀構件分別插入時，透過第2錐面抵碰已插入中空部的筒夾夾頭之凹部的後端之側的第1錐面，俾使筒夾夾頭固定於機頭。具備此機頭與上述的筒夾夾頭且機頭的中空部插入有筒夾夾頭之加工裝置亦為本案之申請專利範圍所包含。
1‧‧‧加工裝置
5‧‧‧工件
10‧‧‧主軸
11‧‧‧套筒
11a‧‧‧尖端
12‧‧‧供給路徑
12‧‧‧軸線
13‧‧‧軸
13‧‧‧貫通孔
13‧‧‧中心軸
13‧‧‧旋轉軸(中心軸)
15‧‧‧馬達
16‧‧‧供給單元
17‧‧‧主軸台
18‧‧‧工具保持器
19‧‧‧旋動單元
20‧‧‧機頭
21‧‧‧中空部
24‧‧‧內面(第1內周面、第1基準內周面)
26‧‧‧凹部
26a‧‧‧內周面
27‧‧‧外周面
28‧‧‧第1基面(底面、端面)
29‧‧‧尖端
30‧‧‧套筒
30a‧‧‧外周面
31‧‧‧內周面
35‧‧‧驅動環
36‧‧‧連結構件
40‧‧‧固定機構
41‧‧‧貫通孔
42‧‧‧止動件(棒狀構件)
43‧‧‧尖端
46‧‧‧錐面(第2錐面)
47‧‧‧空氣
48‧‧‧陽螺紋部
50‧‧‧夾頭(筒夾夾頭)
51‧‧‧錐部
52‧‧‧外周面
53‧‧‧內周面
54‧‧‧中心軸
55‧‧‧環狀溝(凹部)
56‧‧‧第1錐面
56‧‧‧側面
57‧‧‧第1外周面
58‧‧‧後端
59‧‧‧尖端
R1‧‧‧最小外徑
R2‧‧‧外徑
r1‧‧‧最小內徑
【圖1】顯示加工裝置的概略構成之圖。
【圖2】顯示加工裝置的機頭之構成的剖面圖。
【圖3】顯示從機頭卸下筒夾夾頭的狀態之剖面圖。
圖1顯示具備筒夾夾頭的加工裝置之概略。加工裝置1係典型的車床，包含有：把持工件5使之旋動的旋動單元19；工具保持器18，搭載有用以加工所把持的工件5的工具。旋動單元19包含：主軸台17；主軸10，被主軸台17支撐成可旋轉自如且沿著軸線12設有貫通孔13；馬達15，旋轉驅動主軸10。貫通孔13作為工件5的供給路徑發揮作用。旋動單元19更包含：夾頭(筒夾夾頭)50，與供給路徑13繋接(連通)且用以把持經由供給路徑13供給來的工件5；機頭20，支撐筒夾夾頭50且連同主軸10一起旋轉。加工裝置1更包含供給單元16，其將工件(工作件、構件)5經由供給路徑12從加工裝置1的與筒夾夾頭50對向之側作供給。
圖2利用剖面圖顯示機頭部分的構成。圖3 顯示將筒夾夾頭50從加工裝置1卸下的樣子。加工裝置1包含：機頭20，被安裝於主軸10的一端，連同主軸10一起旋轉；筒夾夾頭50，收納於機頭20。加工裝置1更包含：中空的供給用套筒11，其沿著軸13形成貫通主軸10的供給路徑12。供給路徑12係到達筒夾夾頭50。在加工裝置1中，可將由筒夾夾頭50所把持的工件(工作件、構件)經由供給路徑12從加工裝置1的筒夾夾頭50的相反側作供給。工件亦可從筒夾夾頭50的尖端側供給。
機頭20整體是圓柱狀且包含：中空部21，其沿著旋轉軸(中心軸)13收納筒夾夾頭50；套筒30，以位在機頭20的尖端29般地收納於中空部21。套筒30係透過在收納於中空部21的筒夾夾頭50的尖端59之側對越朝向尖端59越寬的錐部51進行引導以開閉筒夾夾頭50。套筒30的內周面31係呈越朝向機頭20的尖端29之側變越寬的錐狀。透過將套筒30前後地移動讓內周面31沿著筒夾夾頭50之錐部51的外周面52滑動，使筒夾夾頭50之錐部51的內周面53變形，可把持或分離(夾緊或放鬆)工件。
筒夾夾頭50整體呈圓筒狀且內部是中空，並且在尖端59之側包含有錐部51。筒夾夾頭50在後端58之側包含有：圓筒狀的第1外周面57；凹部55，係由第1外周面57的一部份呈環狀凹陷且在後端58之側越朝向後端58越向外側擴展的第1錐面56而成。第1外周面57係在筒夾夾頭50插入中空部21時會抵於中空部21的內面(第1內周面)24，使筒夾夾頭50的中心軸54與機頭20的中心軸，亦即主 軸10的中心軸13呈一致的基準面(第1基準外周面、基準外面、基座外面)。當筒夾夾頭50設定(插入、收納)於中空部21時，筒夾夾頭50的後端58係建構成：面對材料供給用的套筒11的尖端11a，將經由供給路徑12所供給來的工件平順地引導於筒夾夾頭50的內部。
機頭20更包含有：第1基面(底面、端面)28，其在中空部21，供被收納或插入於中空部21的筒夾夾頭50之後端58抵碰；圓筒狀的第1內周面(第1基準內周面)24，其在中空部21與筒夾夾頭50之作為軸對合基準之第1外周面57接觸；及固定機構40。將筒夾夾頭50收納或插入中空部21時，筒夾夾頭50的第1外周面57和中空部21的第1內周面24接觸。透過使筒夾夾頭50的第1外周面57在與中空部21的第1內周面24接觸的狀態沿著第1內周面24滑動，可在以此等的面57及24為基準，使筒夾夾頭50的中心軸54和主軸10的中心軸13一致的狀態下將筒夾夾頭50設定在機頭20。
固定機構40包含：從作為基準的第1內周面24朝機頭20的外周面27在半徑方向延伸的複數個貫通孔41；向複數個貫通孔41分別插入的棒狀的止動件(棒狀構件)42。在複數個貫通孔41方面，較佳為，將3個或4個以上的貫通孔41以中心軸13為中心配置在旋轉對稱的位置。例如，能以120度間距配置3個貫通孔41，以90度間距配置4個貫通孔41。貫通孔41數量可以是5個以上。繞第1內周面24配置的棒狀的止動件42在尖端43包含有越朝向尖端43變越 窄的第2錐面46。第2錐面46的角度係與筒夾夾頭50的凹部55之第1錐面56的角度共通或對應之角度。
將複數個棒狀的止動件42從機頭20的外周面27朝複數個處所的貫通孔41插入時，尖端43的第2錐面46會抵碰於被收納(插入)在中空部21的筒夾夾頭50的凹部55之第1錐面56。透過將止動件42插入中心軸13的方向，在止動件42的尖端之第2錐面46與筒夾夾頭50的凹部55之第1錐面56之間，會產生將筒夾夾頭50朝中空部21後側推的力。因此，筒夾夾頭50的後端58會抵碰於中空部21的第1基面(底面、端面)28，可使筒夾夾頭50與機頭20呈機械性連結。透過在此狀態固定止動件42，能使筒夾夾頭50連同機頭20一起穩定地旋轉。在止動件42的一部份設有陽螺紋部48，藉由設於貫通孔41的外側之螺帽部47以六角扳手等螺入固定，藉此可將筒夾夾頭50以其後端58抵著機頭20的第1基面28的狀態下固定於機頭20。固定止動件42的方法不限於螺釘，亦可以使用銷的鎖定機構等。
在此加工裝置1，將側面56呈錐形的環狀溝(凹部)55與進到溝55的部分是呈錐面46的棒狀構件(止動件)42組合而將筒夾夾頭50固定於機頭20。因此，在將止動件42放入貫通孔41時，機頭20和筒夾夾頭50不需要進行周向的對位。
又，因錐面彼此46及56之組合使筒夾夾頭50的後端58朝機頭10的第1基面28推壓而將筒夾夾頭50固定於機頭20。因此，在筒夾夾頭50的後端58的全周與機 頭20的第1基面28的全周推壓(接合)的狀態下，筒夾夾頭50係連同主軸10一起旋轉。因此，不容易在筒夾夾頭50的旋轉時產生搖晃。再者，由於省略會依筒夾夾頭50的旋轉而鬆弛那樣的機構，故在加工中筒夾夾頭50完全被固定於機頭20。因此，利用此加工裝置1可穩定地進行精度高的加工。
機頭20在其後方包含有與供給用套筒11連動地運轉的驅動環35與將驅動環35及套筒30連結的連結構件36。開閉用的套筒30係與中空部21繋接，收納於機頭20的尖端(前方)29開口的凹部26，凹部26的內周面26a與套筒30的外周面30a一邊接觸一邊滑動。透過使供給用套筒11作為牽引杆沿著軸13前後地移動，能使套筒30前後地移動，可開閉筒夾夾頭50的錐部51。
如此，在本例的加工裝置1中，在朝設於筒夾夾頭50的收納部即機頭20的中空部21插入筒夾夾頭50之際，使之以筒夾夾頭50的第1外周面57會與中空部21的第1內周面24接觸般地滑動，藉此可使筒夾夾頭50的中心軸54和主軸10的中心軸13對準。再者，藉由將棒狀的止動件42經由貫通孔41在半徑方向朝中心軸13插入，可將筒夾夾頭50朝中空部21的後端之基面28按壓而將筒夾夾頭50固定於機頭20。
另一方面，在要卸下筒夾夾頭50時，如圖3所示，透過將複數個棒狀的止動件42從貫通孔41卸下，或者止動件42的尖端43從中空部21的內周面(第1內周面)24後退並將止動件42在外周面27的方向拉出，可將筒夾夾 頭50從機頭20的中空部21極簡單地卸下。因此，在要利用加工裝置1夾頭(夾具)之工件的直徑相異時等情況，可簡單地在短時間交換筒夾夾頭50。
再者，透過將筒夾夾頭50之後端(後方)58的第1外周面57的直徑(外徑)R2設成比尖端(前方)59的錐部51的最小外徑R1還小，可將外周面57的外徑R2設成比套筒30的最小內徑r1還小。因此，即便未卸下套筒30，仍可對機頭20裝卸筒夾夾頭50。因此，能在更短時間交換筒夾夾頭50。
此外，上述是以拉回型筒夾(draw-in collet)夾頭為例作說明，但亦可為固定型筒夾(stationary collet)、推出型筒夾(push-out collet)等其他類型的筒夾夾頭。
1‧‧‧加工裝置
10‧‧‧主軸
11‧‧‧套筒
11a‧‧‧尖端
12‧‧‧供給路徑
12‧‧‧軸線
13‧‧‧軸
13‧‧‧貫通孔
13‧‧‧中心軸
13‧‧‧旋轉軸(中心軸)
20‧‧‧機頭
21‧‧‧中空部
24‧‧‧內面(第1內周面、第1基準內周面)
26‧‧‧凹部
26a‧‧‧內周面
27‧‧‧外周面
28‧‧‧第1基面(底面、端面)
29‧‧‧尖端
30‧‧‧套筒
30a‧‧‧外周面
31‧‧‧內周面
35‧‧‧驅動環
36‧‧‧連結構件
40‧‧‧固定機構
41‧‧‧貫通孔
42‧‧‧止動件(棒狀構件)
43‧‧‧尖端
46‧‧‧錐面(第2錐面)
47‧‧‧空氣
48‧‧‧陽螺紋部
50‧‧‧夾頭(筒夾夾頭)
51‧‧‧錐部
52‧‧‧外周面
53‧‧‧內周面
54‧‧‧中心軸
55‧‧‧環狀溝(凹部)
56‧‧‧第1錐面
57‧‧‧第1外周面
58‧‧‧後端
59‧‧‧尖端
56‧‧‧側面
R1‧‧‧最小外徑
R2‧‧‧外徑
r1‧‧‧最小內徑

Claims (7)

  1. 一種加工裝置，具有：筒夾夾頭，其在尖端之側把持工件；機頭，係與主軸繋接的機頭且含有供前述筒夾夾頭插入的中空部；及套筒，其開閉前述筒夾夾頭的尖端，前述筒夾夾頭包含：後端；圓筒狀的第1外周面，設於前述後端之側；及凹部，係由前述第1外周面的一部份呈環狀凹陷且在前述後端之側成為第1錐面而成。 前述機頭包含：第1基面，係與插入前述中空部的前述筒夾夾頭之前述後端抵碰；圓筒狀的第1內周面，係與插入前述中空部的前述筒夾夾頭之前述第1外周面接觸；及複數個貫通孔，係從前述第1內周面朝前述機頭的外周面延伸於半徑方向的複數個貫通孔且在具備第2錐面的複數個棒狀構件分別插入時，透過前述第2錐面抵碰已插入前述中空部的前述筒夾夾頭之前述凹部的前述第1錐面，使前述筒夾夾頭的前述後端抵碰前述第1基面，俾使前述筒夾夾頭固定於前述機頭。
  2. 如申請專利範圍第1項之加工裝置，其中前述筒夾夾頭的前 述第1外周面的外徑比前述套筒的內徑還小。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之加工裝置，其中具有前述複數個棒狀構件，其包含有被螺固於前述機頭的部分。
  4. 一種筒夾夾頭，係在尖端之側把持工件的筒夾夾頭，其具有：後端；圓筒狀的第1外周面，設於前述後端之側；及凹部，係由前述第1外周面的一部份呈環狀凹陷且前述後端側成為第1錐面所成。
  5. 如申請專利範圍第4項之筒夾夾頭，其中前述第1外周面的外徑比前述尖端的外徑還小。
  6. 一種機頭，係與主軸繋接的機頭，具有：中空部，供筒夾夾頭插入；套筒，其用以開閉前述筒夾夾頭的尖端；第1基面，在前述筒夾夾頭插入前述中空部時與前述筒夾夾頭的後端抵接；圓筒狀的第1內周面，係在前述筒夾夾頭插入前述中空部時與前述筒夾夾頭的前述後端之側的圓筒狀的第1外周面接觸；及複數個貫通孔，係從前述第1內周面朝前述機頭的外周面延伸於半徑方向的複數個貫通孔且在具備第2錐面的複數個棒 狀構件分別插入時，透過前述第2錐面抵碰已插入前述中空部的前述筒夾夾頭之凹部的前述後端之側的第1錐面，俾使前述筒夾夾頭固定於前述機頭。
  7. 一種加工裝置，具有：如申請專利範圍第6項之機頭；及如申請專利範圍第4或5項之筒夾夾頭，前述機頭的前述中空部插入有前述筒夾夾頭。
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