TW201904706A - 工作機械的刀具台 - Google Patents

Abstract

本發明的工作機械的刀具台（1）設有多個旋轉工具（8），且將旋轉自如地被支撐的工具旋轉驅動軸（10）的旋轉傳遞至各旋轉工具（8），並且所述工作機械的刀具台（1）的特徵在於具有：多個輸入部（21、31），固定於工具旋轉驅動軸（10）；以及卡合部（23a、33a），與各輸入部（21、31）對應，旋轉自如地被支持且由輸入部（21、31）旋轉驅動，並且於呈既定旋轉相位時以可傳遞動力的方式卡合於各旋轉工具（8）的被卡合部（8c）；且於既定的輸入部（21）與卡合部（23a）之間設置調整機構（40），該調整機構（40）以卡合部（23a、33a）與對應的被卡合部（8c）可同時卡合的方式，相對於工具旋轉驅動軸（10）調整卡合部（23a）的相位。

Description

工作機械的刀具台

本發明是有關於一種工作機械的刀具台。

作為數值控制（Numerical Control，NC）車床等工作機械中所用的刀具台，例如已知有如專利文獻1所示般設有多個旋轉工具，並將工具旋轉驅動軸的旋轉傳遞至各旋轉工具的構成。

於專利文獻2中，記載有以下構成的轉塔（turret）刀具台作為其他刀具台：將工具旋轉驅動軸的旋轉傳遞至旋轉工具的動力傳遞機構具有離合器（clutch）機構，該離合器機構具備固定於工具旋轉驅動軸的輸入部（傘齒輪）、及由輸入部旋轉驅動並且於呈既定旋轉相位時以可傳遞動力的方式卡合於旋轉工具的被卡合部的卡合部。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平7-227704號公報 專利文獻2：日本專利第2889426號公報

[發明所欲解決之課題]

於經由所述專利文獻2所記載的具備離合器機構的動力傳遞機構將驅動力傳至多個旋轉工具各自的情形時，存在難以使所述各卡合部與對應的各所述被卡合部同時卡合的課題。

本發明是鑑於所述課題而成，其目的在於提供一種可使各卡合部與對應的各被卡合部容易地同時卡合的工作機械的刀具台。 [解決課題之手段]

本發明的工作機械的刀具台設有多個旋轉工具，且將旋轉自如地被支撐的工具旋轉驅動軸的旋轉傳遞至各所述旋轉工具，並且所述工作機械的刀具台的特徵在於具有：多個輸入部，固定於所述工具旋轉驅動軸；以及卡合部，與各所述輸入部對應，旋轉自如地被支持並由所述輸入部旋轉驅動，且於呈既定旋轉相位時以可傳遞動力的方式卡合於各所述旋轉工具的被卡合部；且於既定的所述輸入部與所述卡合部之間設置調整機構，該調整機構以所述卡合部與對應的所述被卡合部可同時卡合的方式，相對於所述工具旋轉驅動軸調整所述卡合部的相位。

於所述構成中，本發明的工作機械的刀具台的特徵在於：設置對所述工具旋轉驅動軸固定所述輸入部的固定機構，所述固定機構包含所述調整機構。

於所述構成中，本發明的工作機械的刀具台的特徵在於：所述輸入部包含齒輪，藉由將對所述工具旋轉驅動軸固定所述齒輪的位置相對於該工具旋轉驅動軸於旋轉方向上挪動，而相對於所述工具旋轉驅動軸調整所述卡合部的相位。

於所述構成中，本發明的工作機械的刀具台的特徵在於：旋動自如地設置供安裝所述旋轉工具的工具安裝部，沿著旋動軸線安裝有兩個所述旋轉工具，藉由所述工具安裝部的既定分度旋動將兩個所述旋轉工具同時以可旋轉驅動的方式分度。

於所述構成中，本發明的工作機械的刀具台的特徵在於：所述卡合部及所述被卡合部包含榫頭槽及榫頭，所述榫頭槽與所述榫頭藉由所述工具安裝部的旋動而卡合。 [發明之效果]

根據本發明，可提供一種可使各卡合部與對應的各被卡合部容易地同時卡合的工作機械的刀具台。

圖1所示的本發明的一實施形態的轉塔刀具台（工作機械的刀具台）1例如可用於NC車床等工作機械。

轉塔刀具台1具有轉塔4，轉塔4是藉由轉塔旋動軸3可旋動（可旋轉）地支持於支持台2。例如鋼材製的轉塔4呈具有多個轉塔面4a的多角形狀，於一端側同軸地固定於轉塔旋動軸3。轉塔4的內部呈中空，另一端側的前端開口被蓋5封閉。

對於轉塔旋動軸3，經由固定於基端側的齒輪3a而連接有未圖示的分度馬達，可藉由分度馬達將轉塔旋動軸3旋轉驅動。

於轉塔4的周圍設有可安裝旋轉工具8的多個工具安裝部6。於圖示的情形時，於轉塔4的周圍，於12個各轉塔面4a於轉塔旋動軸3的軸方向（沿著旋動軸線的方向）上排列設有各2個工具安裝部6，於轉塔旋動軸3的軸方向上分為並列的兩段而設有合計24個工具安裝部6。於轉塔旋動軸3的軸方向其中一側（圖中右側）於周方向上等間隔地排列的12個工具安裝部6為上段的工具安裝部6，於轉塔旋動軸3的軸方向另一側（圖中左側）於周方向上等間隔地排列的12個工具安裝部6為下段的工具安裝部6。

各工具安裝部6是具有於徑方向上貫通轉塔4的貫通孔而構成。於工具安裝部6，可使用固持器7等而安裝例如鑽孔器（drill）或端銑刀（end mill）等旋轉工具8。安裝於工具安裝部6的旋轉工具8可經由軸承而旋轉自如地被支持於固持器7，以轉塔4的徑方向為軸心而旋轉。

作為安裝於工具安裝部6的旋轉工具8，可使用如下旋轉工具：於與具備切刀的工具本體8a同軸的軸部8b的下端面，一體地設有沿著徑方向延伸的作為被卡合部的榫頭8c（參照圖2）。

圖1中示出於上段的工具安裝部6安裝有一個旋轉工具8的狀態，可不論上段、下段而於其他工具安裝部6亦視需要安裝旋轉工具8，而於轉塔4上設有多個旋轉工具8。於工具安裝部6，例如亦可安裝車刀（bite）等不旋轉的工具。

於轉塔4與支持台2之間設有聯軸（coupling）機構9。轉塔4藉由聯軸機構9而相對於支持台2止轉，由此定位於與各工具安裝部6對應的既定分度位置。藉由未圖示的驅動機構將轉塔旋動軸3於軸方向上驅動，使轉塔4向遠離支持台2的方向移動而解除聯軸機構9的聯軸，繼而利用未圖示的分度馬達驅動轉塔旋動軸3而使其旋轉既定角度後，使聯軸機構9再次卡合，由此可將任意的工具安裝部6選擇性地定位於既定分度位置。例如，可藉由既定的分度旋動，將沿著旋動軸線排列設置的兩個工具安裝部6上安裝的兩個旋轉工具8同時分度至可旋轉驅動的位置。工作機械利用定位至分度位置的工具安裝部6上安裝的旋轉工具8等工具，對由主軸所握持的工件進行加工。

作為聯軸機構9，不限於藉由驅動機構使轉塔4向遠離支持台2的軸方向移動而進行聯軸的卡合、解除的構成，亦可採用不使轉塔4相對於支持台2於軸方向上移動，而於轉塔4的內部進行聯軸的卡合、解除的聯軸機構（例如三片式聯軸器）。

於轉塔旋動軸3的軸心配置有工具旋轉驅動軸10。工具旋轉驅動軸10是由未圖示的工具旋轉馬達旋轉驅動。作為工具旋轉馬達，例如可使用伺服馬達等可進行工具旋轉驅動軸10的停止位置（停止時的旋轉位置）的相位控制的構成，工具旋轉驅動軸10一直停止於呈既定旋轉相位的停止位置。

於轉塔旋動軸3與工具旋轉驅動軸10之間配置有不可旋轉地支持於支持台2的圓筒狀的固定軸11，於固定軸11的前端固定有盒狀的固定體12。固定體12經由固定軸11以與支持於支持台2的轉塔4的旋動無關而不旋動的狀態配置於轉塔4的內部。固定於轉塔4的蓋5藉由軸承而轉動自如地支持於固定體12。

於轉塔4中設有下段的動力傳遞機構20及上段的動力傳遞機構30，所述下段的動力傳遞機構20用於將工具旋轉驅動軸10的旋轉傳遞至安裝於下段的工具安裝部6的旋轉工具8，所述上段的動力傳遞機構30用於將工具旋轉驅動軸10的旋轉傳遞至安裝於上段的工具安裝部6的旋轉工具8。

下段的動力傳遞機構20具有傘齒輪21，傘齒輪21是作為固定於工具旋轉驅動軸10的輸入部。傘齒輪21藉由將鍵22c配置在形成於工具旋轉驅動軸10的外周面的軸側鍵槽（key groove）22a、及設於傘齒輪21的齒輪側鍵槽22b中，而以相對於工具旋轉驅動軸10止轉的狀態固定，並與工具旋轉驅動軸10一併旋轉。傘齒輪21不限於所述構成，例如只要為藉由使設於工具旋轉驅動軸10的外周面的花鍵（spline）與傘齒輪21的內周面進行花鍵卡合而以相對於工具旋轉驅動軸10止轉的狀態固定的構成等，可將傘齒輪21以相對於工具旋轉驅動軸10止轉的狀態固定的構成，則可採用各種構成。

動力傳遞機構20具備藉由軸承而旋轉自如地支持於固定體12的下段側的工具旋轉傳動軸23。工具旋轉傳動軸23的基端突出至固定體12的內部，於該基端固定有傘齒輪24。傘齒輪24與固定於工具旋轉驅動軸10的傘齒輪21嚙合，工具旋轉傳動軸23是由與工具旋轉驅動軸10一併旋轉的傘齒輪21旋轉驅動。

工具旋轉傳動軸23是以與位於分度位置的下段的工具安裝部6上安裝的旋轉工具8呈同軸的方式配置。於工具旋轉傳動軸23的朝向工具安裝部6的一側的前端，設有沿著徑方向延伸的作為卡合部的榫頭槽23a。於藉由可進行停止位置的相位控制的工具旋轉馬達於工具旋轉傳動軸23呈既定旋轉相位的位置停止時，榫頭槽23a朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向。藉由在使榫頭槽23a朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向的狀態下使轉塔4旋動，可使朝向分度位置移動的下段的工具安裝部6上安裝的旋轉工具8的榫頭8c以滑動式卡合於榫頭槽23a。藉由移動至分度位置的旋轉工具8的榫頭8c卡合於榫頭槽23a，可將工具旋轉傳動軸23的旋轉傳遞至旋轉工具8。於下段的旋轉工具8位於分度位置以外的位置時，榫頭8c並未卡合於榫頭槽23a，該旋轉工具8成為未傳遞工具旋轉傳動軸23的旋轉的狀態。藉由榫頭8c與榫頭槽23a而構成間歇地於旋轉工具8與工具旋轉傳動軸23之間傳遞動力的離合器機構。

上段的動力傳遞機構30具有傘齒輪31，傘齒輪31是作為固定於工具旋轉驅動軸10的輸入部。傘齒輪31是使用包含調整機構的固定機構40而固定於工具旋轉驅動軸10，並與工具旋轉驅動軸10一併旋轉。關於使用固定機構40將傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10的構造的詳細情況，將於後述。

動力傳遞機構30具備上段側的工具旋轉傳動軸33，該上段側的工具旋轉傳動軸33是與下段側的工具旋轉傳動軸23平行地配置，且藉由軸承而旋轉自如地支持於固定體12。工具旋轉傳動軸33的基端突出至固定體12的內部，於該基端固定有傘齒輪34。傘齒輪34與固定於工具旋轉驅動軸10的傘齒輪31嚙合，工具旋轉傳動軸33是由與工具旋轉驅動軸10一併旋轉的傘齒輪31旋轉驅動。

工具旋轉傳動軸33是以與位於分度位置的上段的工具安裝部6上安裝的旋轉工具8呈同軸的方式配置。於工具旋轉傳動軸33的朝向工具安裝部6的一側的前端，設有沿著徑方向延伸的作為卡合部的榫頭槽33a。於藉由可進行停止位置的相位控制的工具旋轉馬達於工具旋轉傳動軸33呈既定旋轉相位的位置停止時，榫頭槽33a朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向。藉由在使榫頭槽33a朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向的狀態下使轉塔4旋轉，可使朝向分度位置移動的上段的旋轉工具8的榫頭8c以滑動式卡合於榫頭槽33a。藉由移動至分度位置的旋轉工具8的榫頭8c卡合於榫頭槽33a，可將工具旋轉傳動軸33的旋轉傳遞至旋轉工具8。於上段的旋轉工具8位於分度位置以外的位置時，榫頭8c未卡合於榫頭槽33a，該旋轉工具8成為未傳遞工具旋轉傳動軸33的旋轉的狀態。藉由榫頭8c與榫頭槽33a而構成間歇地於旋轉工具8與工具旋轉傳動軸33之間傳遞動力的離合器機構。

詳細情況雖未圖示，但亦可於固定體12的外周面的與下段側的工具安裝部6及上段側的工具安裝部6對應的部分設置周槽，該周槽與朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向的姿勢的榫頭槽23a、榫頭槽33a相連。於在固定體12的外周面設有周槽的情形時，藉由使位於分度位置以外的位置的旋轉工具8的榫頭8c卡合於周槽，即便於分度位置以外的位置亦可將榫頭8c確實地維持於朝向沿著轉塔4的旋動方向的方向的姿勢，並於保持該姿勢移動至分度位置時，使榫頭8c確實地卡合於工具旋轉傳動軸23的榫頭槽23a、工具旋轉傳動軸33的榫頭槽33a。

將上段的傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10的固定機構40可對工具旋轉驅動軸10於任意的周方向位置固定傘齒輪31。作為固定機構40例如可使用圖3所示的構成。

圖3所示的固定機構40具有：內環41，藉由鋼材而形成為於工具旋轉驅動軸10的軸線方向上觀看的情形時呈剖面C字的大致筒狀，且可縮徑變形；以及外環42，藉由鋼材而形成為剖面C字的大致筒狀，且可擴徑變形。於內環41中於周方向上空開相等間隔而排列設有多個貫通孔41a，穿插至該些貫通孔41a中的螺栓（bolt）43螺合於設於外環42的螺孔42a。內環41具有外周面呈錐狀的錐筒部41b，設於外環42的內周面的錐面42b抵接於錐筒部41b的外周面。外環42的錐面42b以外的部分相對於內環41於軸方向上空開間隔，若將螺栓43擰緊，則錐筒部41b的外周面與錐面42b更深地卡合，內環41縮徑變形並且外環42擴徑變形。

將所述構成的固定機構40配置於傘齒輪31的內側，安裝於工具旋轉驅動軸10。工具旋轉驅動軸10的固定傘齒輪31的部分可為未設置鍵槽等而外周呈圓形狀的部分。於緊固螺栓43之前的狀態下，內環41的內周面相對於工具旋轉驅動軸10的外周面具有少許的間隙，可使傘齒輪31相對於工具旋轉驅動軸10相對旋轉而調整至任意的周方向位置。藉由在相對於工具旋轉驅動軸10將傘齒輪31設為所期望的周方向位置的狀態下緊固各螺栓43，可於工具旋轉驅動軸10與傘齒輪31之間使內環41縮徑變形並且使外環42擴徑變形，將傘齒輪31以相對於工具旋轉驅動軸10止轉的狀態固定於該位置。若將各螺栓43再次鬆開，則可回到使傘齒輪31相對於工具旋轉驅動軸10相對旋轉而可調整至任意的周方向位置的狀態。因此，藉由使對工具旋轉驅動軸10固定傘齒輪31的位置相對於該工具旋轉驅動軸10於旋轉方向上挪動後，利用固定機構40將傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10，可調整卡合部23a相對於工具旋轉驅動軸10的相位。

傘齒輪31的軸方向位置是由卡止於工具旋轉驅動軸10的隔片44規定。

於在轉塔4的周圍於轉塔旋動軸3的軸方向上分為並列的下段與上段而設有多個工具安裝部6，並與各段的工具安裝部6對應地設有分別具備所述離合器機構的下段的動力傳遞機構20與上段的動力傳遞機構30的情形時，必須以各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a相對於對應的榫頭8c而可同時卡合的方式，使下段的動力傳遞機構20的工具旋轉傳動軸23的旋轉相位、與上段的動力傳遞機構30的工具旋轉傳動軸33的旋轉相位一致，於轉塔4的旋動時使各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a於沿著轉塔4的旋動方向的方向上準確地一致。若將下段的動力傳遞機構20的傘齒輪21與上段的動力傳遞機構30的傘齒輪31兩者設為使用軸側鍵槽22a、齒輪側鍵槽22b及鍵22c固定於工具旋轉驅動軸10的構造，則由於加工精度等的問題，有時各段的各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位彼此偏離，於該情形時，難以將各段的各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位調整為一致。

於本實施形態中，以具備使用軸側鍵槽22a、齒輪側鍵槽22b及鍵22c固定於工具旋轉驅動軸10的傘齒輪21的下段的動力傳遞機構20為基準，使用包含可對工具旋轉驅動軸10於任意的周方向位置進行固定的調整機構的固定機構40，將上段的動力傳遞機構30的傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10，因此可相對於成為基準的下段的動力傳遞機構20的工具旋轉傳動軸23或榫頭槽23a，以旋轉相位一致的方式調整上段的動力傳遞機構30的工具旋轉傳動軸33或榫頭槽33a的旋轉位置，然後將固定機構40的螺栓43擰緊而將傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10，藉此使各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位確實且容易地一致。即便於各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位偏離的情形時，亦可鬆開固定機構40的螺栓43，調整上段的傘齒輪31相對於工具旋轉驅動軸10的旋轉位置而使各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位一致，並再次利用固定機構40將傘齒輪31固定於工具旋轉驅動軸10，藉此使各段的榫頭槽23a、榫頭槽33a的旋轉方向的相位容易地一致。

本發明不限定於所述實施形態，可於不偏離其主旨的範圍內進行各種變更。

於所述實施形態中，將設於工具旋轉傳動軸23、工具旋轉傳動軸33的卡合部設為沿著徑方向延伸的榫頭槽23a、榫頭槽33a，且將設於旋轉工具8的被卡合部設為沿著徑方向延伸的榫頭8c，但亦可將設於工具旋轉傳動軸23、工具旋轉傳動軸33的卡合部設為沿著徑方向延伸的榫頭，且將設於旋轉工具8的被卡合部設為沿著徑方向延伸的榫頭槽。

於所述實施形態中，僅將上段的動力傳遞機構30的傘齒輪31設為藉由固定機構40固定於工具旋轉驅動軸10的構成，但亦可僅將下段的動力傳遞機構20的傘齒輪21設為藉由包含調整機構的固定機構40固定於工具旋轉驅動軸10的構成，亦可將下段的動力傳遞機構20的傘齒輪21與上段的動力傳遞機構30的傘齒輪31兩者設為藉由包含調整機構的固定機構40固定於工具旋轉驅動軸10的構成。

於所述實施形態中，將轉塔4分為上段與下段該兩段而設置多個工具安裝部6，但亦可分為三段以上而設置多個工具安裝部6。於該情形時，只要將成為基準的段的傘齒輪以外的所有段的傘齒輪設為藉由包含調整機構的固定機構40固定於工具旋轉驅動軸10的構成即可。

所述實施形態中，將各段的輸入部設為傘齒輪21、傘齒輪31，但不限於此，只要可固定於工具旋轉驅動軸10並將工具旋轉驅動軸10的旋轉傳遞至工具旋轉傳動軸23、工具旋轉傳動軸33，則可採用各種構成。

包含調整機構的固定機構40不限於所述構成，只要可對工具旋轉驅動軸10於任意的周方向位置固定傘齒輪31，且可相對於成為基準的下段的工具旋轉傳動軸23或榫頭槽23a的旋轉方向的相位而調整上段的工具旋轉傳動軸33或榫頭槽33a的旋轉方向的相位，則亦可為其他構成。

調整機構不限於構成固定機構40的調整機構，只要能以於上段與下段榫頭槽23a、榫頭槽33a可同時卡合於榫頭8c的方式相對於工具旋轉驅動軸10調整榫頭8c的相位，則亦可採用與固定機構40不同的構成。

1‧‧‧轉塔刀具台（工作機械的刀具台）

2‧‧‧支持台

3‧‧‧轉塔旋動軸

3a‧‧‧齒輪

4‧‧‧轉塔

4a‧‧‧轉塔面

5‧‧‧蓋

6‧‧‧工具安裝部

7‧‧‧固持器

8‧‧‧旋轉工具

8a‧‧‧工具本體

8b‧‧‧軸部

8c‧‧‧榫頭（被卡合部）

9‧‧‧聯軸機構

10‧‧‧工具旋轉驅動軸

11‧‧‧固定軸

12‧‧‧固定體

20‧‧‧下段的動力傳遞機構

21、31‧‧‧傘齒輪（輸入部）

22a‧‧‧軸側鍵槽

22b‧‧‧齒輪側鍵槽

22c‧‧‧鍵

23、33‧‧‧工具旋轉傳動軸

23a、33a‧‧‧榫頭槽（卡合部）

24、34‧‧‧傘齒輪

30‧‧‧上段的動力傳遞機構

40‧‧‧固定機構（調整機構）

41‧‧‧內環

41a‧‧‧貫通孔

41b‧‧‧錐筒部

42‧‧‧外環

42a‧‧‧螺孔

42b‧‧‧錐面

43‧‧‧螺栓

44‧‧‧隔片

圖1為表示本發明的一實施形態的轉塔刀具台的概略的剖面圖。 圖2為用以說明圖1所示的離合器機構的卡合構造的說明圖。 圖3為圖1所示的固定機構的詳細情況的剖面圖。

Claims (5)

1. 一種工作機械的刀具台，設有多個旋轉工具，且將旋轉自如地被支撐的工具旋轉驅動軸的旋轉傳遞至各所述旋轉工具，並且所述工作機械的刀具台的特徵在於包括： 多個輸入部，固定於所述工具旋轉驅動軸；以及 卡合部，與各所述輸入部對應，旋轉自如地被支持且由所述輸入部旋轉驅動，並且於呈既定旋轉相位時以能夠傳遞動力的方式卡合於各所述旋轉工具的被卡合部； 於既定的所述輸入部與所述卡合部之間設置調整機構，所述調整機構以所述卡合部與對應的所述被卡合部能夠同時卡合的方式，相對於所述工具旋轉驅動軸調整所述卡合部的相位。
2. 如申請專利範圍第1項所述的工作機械的刀具台，其中設置對所述工具旋轉驅動軸固定所述輸入部的固定機構，所述固定機構包含所述調整機構。
3. 如申請專利範圍第1項至第2項中任一項所述的工作機械的刀具台，其中所述輸入部包含齒輪，且藉由所述齒輪相對於所述工具旋轉驅動軸的固定位置於旋轉方向上挪動，而相對於所述工具旋轉驅動軸調整所述卡合部的相位。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的工作機械的刀具台，其中旋動自如地設置供安裝所述旋轉工具的工具安裝部，沿著旋動軸線安裝有兩個所述旋轉工具，藉由所述工具安裝部的既定分度旋動將兩個所述旋轉工具同時以能夠旋轉驅動的方式分度。
5. 如申請專利範圍第4項所述的工作機械的刀具台，其中所述卡合部及所述被卡合部包含榫頭槽及榫頭，所述榫頭槽與所述榫頭藉由所述工具安裝部的旋動而卡合。