TW201422361A - 複合式加工機 - Google Patents

Abstract

一種複合式加工機，包含設置在一基座且夾持一工件的一夾持單元、滑行於該基座且與該夾持單元相隔一間距的一尾座單元、滑行於該基座且連結一加工件的一主軸單元，及一加熱單元。該尾座單元具有樞設在一尾座的一迴轉座，及設置在該迴轉座的一頂針組與一夾持組。該加熱單元具有設置在該迴轉座且使工件獲取熱能的一加熱件，該加熱件、或該頂針組、或該夾持組三者其中之一隨該迴轉座旋轉而相對前述工件。藉此，以前述多功能的尾座單元搭配該加熱單元的特殊設計，集合頂持工件、夾持工件、加熱工件等功能於一體，適用於需要進行熱處理等複雜加工程序的工具機。

Description

複合式加工機

本發明是有關於一種複合式加工機，特別是指一種兼具多種功能的複合式加工機。

工具機隨著用途的不同，又分為車床、銑床、磨床...等等，然而，隨著科技的發達，及工業的進展，具有電腦數值控制(computer numerical control，CNC)，及集合多種用途的複合加工機已逐漸取代一般的工具機，而廣泛應用在工業界。

對工件施予「熱處理」，能夠提升材料的機械性能、或消除殘留應力、或改善材料的切削加工性，因此，已成為加工程序中相當重要的一個環節。

以一種高週波熱處理(High-frequency induction hardening)程序為例，主要是利用電磁效應，將工件放置入由感應線圈所形成的感應電場內，就可以使工件內的極性分子隨著高週波頻率不斷跳動而摩擦生熱，達到加熱的目的。

惟，不管是在加工前、或於加工後對工件施予熱處理程序，都需要另外備置一台高週波感應加熱機，有佔用空間、設備成本較高等缺失，且在工具機與高週波感應加熱機間移轉工件的步驟，也相當耗費時間、及人力，而不符合經濟效益。

因此，本發明之目的，即在提供一種能夠整合熱處理功能於一體的複合式加工機。

於是，本發明的複合式加工機，包含一基座、一夾持單元、一尾座單元、一主軸單元，及一加熱單元。該夾持單元設置在該基座，並具有夾持一工件一第一端部的一夾頭。該尾座單元具有沿一X軸方向滑行於該基座且與該夾頭相隔一間距的一尾座、樞設在該尾座且以垂直於該X軸的一Y軸為中心旋轉的一迴轉座，及設置在該迴轉座的一頂針組與一夾持組。該主軸單元滑行於該基座，並具有連結一加工件的一主軸。該加熱單元具有設置在該迴轉座且使工件獲取熱能的一加熱件，該加熱件與該頂針組、該夾持組以該Y軸為中心分別相隔一夾角，且三者其中之一隨該迴轉座旋轉而相對前述工件。

本發明的有益效果在於：以前述多功能的尾座單元搭配該加熱單元的特殊設計，集合頂持工件、夾持工件、加熱工件等功能於一體，適用於需要進行熱處理等複雜加工程序的工具機。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1、圖2，及圖3，本發明複合式加工機的一較佳實施例包含一基座1、一夾持單元2、一尾座單元3、一主軸單元4、一加熱單元5，及一換裝單元6。

該基座1具有形成在一頂面且沿一X軸方向延伸的一對第一滑軌11與一對第二滑軌12。

該夾持單元2相對前述第二滑軌12設置在該基座1且鄰近該基座1一端，並具有夾持一工件7一第一端部的一夾頭21。

該尾座單元3具有滑行於該基座1且與該夾頭21相隔一間距的一尾座31、樞設在該尾座31且以垂直於該X軸的一Y軸為中心旋轉的一迴轉座32，及設置在該迴轉座32的一頂針組33與一夾持組34。該頂針組33具有沿該X軸方向頂持該工件7一第二端部的一頂針331。該夾持組34具有沿該Y軸方向相對縮放間距且夾持工件的二夾具341。值得一提的是，前述驅動迴轉座32迴轉的動作及詳細構造，已揭露於本案申請人先申請之第99116327號案，故於此不再贅述。

該主軸單元4具有與該對第一滑軌11滑合的一滑座41、形成在該滑座41一頂面且沿該Y軸方向延伸的一對第三滑軌42、立置在該滑座41且與該對第三滑軌42滑合的一立柱43、形成在該立柱43一側面且沿一Z軸方向延伸的一對第四滑軌44、與該對第四滑軌44滑合的一滑架45，及安裝在該滑架45且連結一加工件8的一主軸46。值得說明的是，前述加工件8可以是銑刀、或車刀、或研磨輪。

該加熱單元5具有與該迴轉座32結合的一插座51，及可卸離的與該插座51插接的數加熱件52。該插座51具有二插孔511。該插座51與該頂針組33、該夾持組34以該Y 軸為中心分別相隔一夾角。該等加熱件52分別具有定出一鏤空部520且利用電磁效應產生高週波的一感應線圈521，及形成在該感應線圈521二端且與該插座51插孔511插接的二插腳522。前述鏤空部520配合不同的加熱件52具有不同大小的孔徑。值得一提的是，該加熱件52也可以是其他適用的加熱設備，如紅外線等等。

該換裝單元6具有沿該X軸方向延伸的一軌架61、滑行於該軌架61的一壓缸組62、一夾臂組63，及收納多數加熱件52的一工具組64。該壓缸組62具有沿該Z軸方向伸縮且與該夾臂組63形成連動的一活塞桿621。該夾臂組63依循該軌架61相對該尾座31位移，及隨該壓缸組62升降，在夾取該工具組64內任一加熱件52的一第一位置(如圖2)，及相對該尾座31釋放前述加熱件52的一第二位置(如圖3)間位移。該夾臂組53具有沿該Y軸方向相對縮放間距且夾持加熱件52的二夾臂531。該工具組64具有頂面開放的一箱體641、樞設在該箱體641內的二主動輪642、套聯該等主動輪642的一被動件643、與該被動件643一外表面連結且與該被動件643形成連動的數套筒644，及驅動其中一主動輪642的一馬達645。該等主動輪642在本較佳實施例為一鏈輪，該被動件643為一鏈條。該等套筒644分別供插置一加熱件52。值得說明的是，為了簡化圖式，在圖1中僅有一個套筒644插置有加熱件52，實務上，該等套筒644分別插置有規格不同的加熱件52。

參閱圖1，及圖3、圖4，當該迴轉座32旋轉至該頂針 組33沿該Z軸方向顯露於該尾座31外且相對該工件7時，可以利用該頂針331沿該軸線X方向頂持一般直徑細小、或長度較長的工件7。而該等夾具341則能夠夾持不規則形狀的工件7，且隨該迴轉座32分別旋轉至沿該Z軸方向顯露於該尾座31外、或旋轉至該等夾具341沿該X軸方向顯露於該尾座31外，藉此，夾持工件7翻轉90度，使工件7以不同加工面朝向加工件8，達到換向加工的目的。

依據前述，透過該滑座41與該對第一滑軌11的滑合關係、該主柱43與該對第三滑軌42的滑合關係，及該滑架45與該對第四滑軌44的滑合關係，該主軸46同樣能夠驅動該加工件8沿該X軸方向、或該Y軸方向、或該Z軸方向，相對該工件7進行車、銑、研磨等加工程序。

參閱圖2、圖5，及圖6，重要的是，不管是在加工程序前，或加工程序後進行高週波熱處理(High-frequency induction hardening)程序，只需驅動該尾座31位移至鄰近該換裝單元6，且驅動該迴轉座32旋轉至該插座51沿該Z軸方向顯露在該尾座31外且相對該工件7，然後，驅動該壓缸組62連同該夾臂組63依循該軌架61沿X軸方向位移，及以該壓缸組62的活塞桿621帶動該夾臂組63沿該Z軸方向升降，至該夾臂組63位移至該第一位置後，以該等夾臂631夾取該工具組64內位於相對位置的任一加熱件52的感應線圈521，再驅動該夾臂組63沿該X軸方向位移至該插座51的上方，使該等插腳522相對該插座51上的插孔511，最後，驅動該夾臂組63沿該Z軸方向降移，至該 加熱件52以該等插腳522與該插座51的插孔511電連接，就能夠完成高週波熱處理程序的準備動作。

參閱圖1、圖7，藉此，進行高週波熱處理時，只須使該工件7穿經該加熱件52的鏤空部520，並驅動該尾座31依循該第二滑軌2位移，使該加熱件52的感應線圈521環繞該工件7，且位移至需要進行熱處理的部位，就能夠利用電磁效應，使工件7位於感應線圈521所形成的感應電場內，達到加熱的目的。

參閱圖2、圖5，及圖6，同樣的，當要換裝該加熱件52時，只需驅動該尾座31位移至鄰近該換裝單元6，然後，驅動該夾臂組63位移至該第二位置，及以該等夾臂631夾取該插座51上的加熱件52脫離該插座51，再驅動該夾臂組63位移至該工具組64的上方，使該等插腳522相對空置的套筒644，再驅動該夾臂組63沿該Z軸方向降移，至該加熱件52以該等插腳522與該套筒644插接，最後，驅動該等夾臂531鬆放該加熱件52，及沿該Z軸方向上升，再透過該等主動輪642帶動被動件643轉移該等套筒644，至選擇的加熱件52隨該套筒644停留在相對該第一位置的夾臂組53，就可以重複前述插接該加熱件52與該插座51的動作，達到換裝的目的。

據上所述可知，本發明之複合式加工機具有下列優點及功效：本發明能夠以前述多功能的尾座單元3，搭配該加熱單元5的特殊設計，集合頂持工件7、夾持工件7、加熱工件 7等功能於一體，藉此，本發明不需要設置其它的機體，能提升空間效益，也可以省略移轉工件7的時間及人力，而大幅提升經濟效益，使本發明適用於需要進行熱處理等複雜加工程序的工具機。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基座

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧第二滑軌

2‧‧‧夾持單元

21‧‧‧夾頭

3‧‧‧尾座單元

31‧‧‧尾座

32‧‧‧迴轉座

33‧‧‧頂針組

331‧‧‧頂針

34‧‧‧夾持組

341‧‧‧夾具

4‧‧‧主軸單元

41‧‧‧滑座

42‧‧‧第三滑軌

43‧‧‧立柱

44‧‧‧第四滑軌

45‧‧‧滑架

46‧‧‧主軸

5‧‧‧加熱單元

51‧‧‧插座

511‧‧‧插孔

52‧‧‧加熱件

520‧‧‧鏤空部

521‧‧‧感應線圈

522‧‧‧插腳

6‧‧‧換裝單元

61‧‧‧軌架

62‧‧‧壓缸組

621‧‧‧活塞桿

63‧‧‧夾臂組

631‧‧‧夾臂

64‧‧‧工具組

641‧‧‧箱體

642‧‧‧主動輪

643‧‧‧被動件

644‧‧‧套筒

645‧‧‧馬達

7‧‧‧工件

8‧‧‧加工件

圖1是一正視圖，說明本發明一複合式加工機的一較佳實施例；圖2是該較佳實施例中一換裝單元夾持一加熱件的一立體圖；圖3是該較佳實施例中一夾持組沿一Z軸方向顯露於一尾座外的一正視圖；圖4是該較佳實施例中一頂針組沿該Z軸方向顯露於該尾座外的一正視圖；圖5是該較佳實施例中該加熱件位移至一插座上方的一立體圖；圖6是該較佳實施例中該換裝單元釋放該加熱件的一立體圖；及圖7是該較佳實施例中該加熱件與一工件的一正視圖。

1‧‧‧基座

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧第二滑軌

2‧‧‧夾持單元

21‧‧‧夾頭

3‧‧‧尾座單元

31‧‧‧尾座

32‧‧‧迴轉座

33‧‧‧頂針組

4‧‧‧主軸單元

41‧‧‧滑座

42‧‧‧第三滑軌

43‧‧‧立柱

44‧‧‧第四滑軌

45‧‧‧滑架

46‧‧‧主軸

5‧‧‧加熱單元

52‧‧‧加熱件

6‧‧‧換裝單元

61‧‧‧軌架

62‧‧‧壓缸組

63‧‧‧夾臂組

64‧‧‧工具組

641‧‧‧箱體

644‧‧‧套筒

7‧‧‧工件

8‧‧‧加工件

Claims (9)

1. 一種複合式加工機，包含：一基座；一夾持單元，設置在該基座，並具有夾持一工件一第一端部的一夾頭；一尾座單元，具有沿一X軸方向滑行於該基座且與該夾頭相隔一間距的一尾座、樞設在該尾座且以垂直於該X軸的一Y軸為中心旋轉的一迴轉座，及設置在該迴轉座的一頂針組與一夾持組；一主軸單元，滑行於該基座，並具有連結一加工件的一主軸；及一加熱單元，具有設置在該迴轉座且使工件獲取熱能的一加熱件，該加熱件與該頂針組、該夾持組以該Y軸為中心分別相隔一夾角，且三者其中之一隨該迴轉座旋轉而相對前述工件。
2. 如權利要求1所述的複合式加工機，其中，前述加工件為銑刀、車刀、研磨輪至少其中一種。
3. 如權利要求1所述的複合式加工機，其中，該夾持組具有沿Y軸方向相對縮放間距且夾持工件的二夾具，該頂針組具有沿該X軸方向頂持該工件一第二端部的一頂針。
4. 如權利要求1所述的複合式加工機，其中，該加熱件具有供該工件一第二端部穿經的一鏤空部。
5. 如權利要求4所述的複合式加工機，其中，該加熱單元 更具有與該迴轉座結合的一插座，且該加熱件可卸離的與該插座插接，更具有界定出該鏤空部且利用電磁效應產生高週波的一感應線圈。
6. 如權利要求5所述的複合式加工機，其中，該插座具有二插孔，該加熱件更具有形成在該感應線圈二端且與該插座插孔插接的二插腳。
7. 如權利要求5所述的複合式加工機，更包含有一換裝單元，該換裝單元具有沿該X軸延伸的一軌架、滑行於該軌架的一壓缸組、一夾臂組，及收納多數加熱件的一工具組，該壓缸組具有沿一Z軸方向伸縮且與該夾臂組形成連動的一活塞桿，該夾臂組隨該壓缸組依循該軌架在夾取該工具組內任一加熱件的一第一位置，及相對該尾座釋放前述加熱件的一第二位置間位移。
8. 如權利要求7所述的複合式加工機，其中，該夾臂組具有可相對縮放間距且夾持加熱件的二夾臂。
9. 如權利要求7所述的複合式加工機，其中，該工具組具有頂面開放的一箱體、樞設在該箱體內的二主動輪、套聯該等主動輪的一被動件、與該被動件一外表面連結且與該被動件形成連動的數套筒，及驅動其中一主動輪的一馬達，該等套筒分別供插置一加熱件。