TW202031406A - 具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器 - Google Patents
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Abstract
一種具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，被使用於具有一心軸的一加工機中，包括：一柄部，具有一被容納在心軸中的錐形外表面及一柄部公接頭端部；一工具架設部，包括一軸向延伸的工具架設孔徑，其能容納及固定一工具夾頭，工具架設部亦具有一匹配柄部公接頭端部的架設部母接頭端部；以及至少一個以高剛性材料製成的剛性保持套管，剛性保持套管具有一套管母接頭端部及一套管公接頭端部，使柄部、剛性保持套管及工具架設部能夠首尾相互串接者。
Description
本發明係關於一種工具夾持器，特別是指一種具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器。
目前高精密度金屬加工，如鑽孔、銑削、鉸孔、搪孔、內外徑切削或表面研磨等，經常使用電腦數值控制(Computer Numerical Control，簡稱CNC)加工機台，搭配例如鑽頭、銑刀等多種工具進行處理。該些工具皆具有一長柄狀結構，藉由一工具夾持器與CNC加工機台的主軸相連結，該主軸可進行高速轉動，帶動該工具夾持器所夾持的工具高速旋轉，對一目標工件進行加工。
被安裝在加工機台上的工具夾持器，在使用時往往會產生振動。這樣的振動干擾了工序，對產品精度具有不利的影響。實踐中，在機器的各種部件相互接觸工作時，總是會產生振動。當機器磨損越來越嚴重時，其動態性能發生變化。這意味著在機器的不同壽命週期過程中會產生新形式的振動。振動會導致工件的表面光潔度變差，進而對機器和對工具產生磨損，在最壞的情況下結果是導致無法修復的損壞。
在金屬切削操作過程中，工具夾持器與工件之間的任何振動運動，均可導致不期望的切削性能，諸如較差的工件表面光潔度和超過公差範圍的已加工工件。除此之外，此類振動可能使工具夾持器或工具被損壞。工具夾持器在加工時的振動現象，大致上與工具夾持器的長度成正比關係，加長長度的長形工具夾持器或例如美國USP1502528、USP2716030及USP8821084等專利案所揭示的組合連接式工具夾持器，因為工具夾持器材料剛性問題，較難保持足夠的剛性，使得工具夾持器及工具產生振動的情形更為嚴重。
本發明之目的即在於提供一種工具夾持器，其具有至少一個內接式剛性保持裝置，藉以提升工具夾持器的剛性，抑制工具夾持器及其所夾持的工具產生振動現象，維持較優的工件表面光潔度和加工精密度。
本發明之次一目的係在於提供一種具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，特別適合應用於加長長度的長形工具夾持器或組合連接式工具夾持器中使用。
可達成上述發明目的之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，被使用於具有一心軸的一加工機中，該工具夾持器包括：一柄部，該柄部上具有一被容納在該心軸中的錐形外表面及一柄部公接頭端部；一工具架設部，包括一軸向延伸的工具架設孔徑，該工具架設孔徑能容納及固定一工具及一工具夾頭的一部份，該工具架設部亦具有一匹配該柄部公接頭端部的架設部母接頭端部；以及至少一個以高剛性材料製成的剛性保持套管，該剛性保持套管具有一匹配該柄部公接頭端部的套管母接頭端部，以及一匹配該架設部母接頭端部的套管公接頭端部，且該柄部、該剛性保持套管及該工具架設部能夠首尾相互串接者。
在本發明一較佳實施例中，更包括有至少一個串接於該柄部、該剛性保持套管與該工具架設部之間的延伸套管模組。
在本發明一較佳實施例中，其中該延伸套管模組具有一匹配該柄部公接頭端部的模組母接頭端部，以及一匹配該架設部母接頭端部的模組公接頭端部，且該柄部、該延伸套管模組、該剛性保持套管及該工具架設部能夠首尾相互串接者。
在本發明一較佳實施例中，其中該工具架設部係以高剛性材料製成者。
在本發明一較佳實施例中，其中該柄部更包括有一突緣，該突緣大致呈環形，並被設置在該錐形外表面及該柄部公接頭端部之間，且該突緣包括繞著該突緣的圓周延伸之一V字形凹槽者。
請參閱圖1，本發明所提供之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，係被使用於具有一心軸（圖未示出）的一加工機中，該工具夾持器包括：一柄部10，該柄部上具有一被容納在該心軸中的錐形外表面11及一柄部公接頭端部12；一可選擇以例如碳化鎢(Tungsten Carbide)等高剛性材料製成的工具架設部20，包括一軸向延伸的工具架設孔徑21，該工具架設孔徑21能容納及固定一工具及一工具夾頭23的一部份，該工具架設部20亦具有一匹配該柄部公接頭端部12的架設部母接頭端部22；以及至少一個以例如碳化鎢等高剛性材料製成的剛性保持套管30，該剛性保持套管30具有一匹配該柄部公接頭端部12的套管母接頭端部31，以及一匹配該架設部母接頭端部22的套管公接頭端部32，且該柄部10、該剛性保持套管30及該工具架設部20能夠首尾相互串接者。
該柄部10更包括有一突緣13，該突緣13大致呈環形，並被設置在該錐形外表面11及該柄部公接頭端部13之間，且該突緣13包括繞著該突緣13的圓周延伸之一V字形凹槽14，以允許該工具夾持器可被使用於該加工機的自動化換刀系統中。
該工具架設部20大致上可為一圓筒形元件，該工具架設孔徑21係以螺紋連接方式連接工具夾頭23，惟螺紋連接方式並非惟一選擇，熟悉此技藝人士應能瞭解到可採用其他固定工具的方法。
請參閱圖2，在該柄部10與該工具架設部20之間，更設置有至少一個延伸套管模組40，該延伸套管模組40具有一匹配該柄部公接頭端部12的模組母接頭端部41，以及一匹配該架設部母接頭端部22的模組公接頭端部42，且該柄部10、該延伸套管模組40、該剛性保持套管30及該工具架設部20能夠首尾相互串接者。
使用者可視加工環境需要，選擇所使用剛性保持套管30及延伸套管模組40的個數，藉以調整工具夾持器所需的長度。
本發明所提供之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，具有至少一個內接式剛性保持裝置，藉以提升工具夾持器的剛性，抑制工具夾持器及其所夾持的工具產生振動現象，維持較優的工件表面光潔度和加工精密度。
上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
10:柄部
11:錐形外表面
12:柄部公接頭端部
13:突緣
14:V字形凹槽
20:工具架設部
21:工具架設孔徑
22:架設部母接頭端部
23:工具夾頭
30:剛性保持套管
31:套管母接頭端部
32:套管公接頭端部
40:延伸套管模組
41:模組母接頭端部
42:模組公接頭端部
圖1為本發明具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器之剖面視圖；以及
圖2近似於圖1，惟增加一延伸套管模組。
10:柄部
11:錐形外表面
12:柄部公接頭端部
13:突緣
14:V字形凹槽
20:工具架設部
21:工具架設孔徑
22:架設部母接頭端部
23:工具夾頭
30:剛性保持套管
31:套管母接頭端部
32:套管公接頭端部
Claims (5)
- 一種具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，被使用於具有一心軸的一加工機中，該工具夾持器包括： 一柄部，該柄部上具有一被容納在該心軸中的錐形外表面及一柄部公接頭端部； 一工具架設部，包括一軸向延伸的工具架設孔徑，該工具架設孔徑能容納及固定一工具及一工具夾頭的一部份，該工具架設部亦具有一匹配該柄部公接頭端部的架設部母接頭端部；以及 至少一個以高剛性材料製成的剛性保持套管，該剛性保持套管具有一匹配該柄部公接頭端部的套管母接頭端部，以及一匹配該架設部母接頭端部的套管公接頭端部，且該柄部、該剛性保持套管及該工具架設部能夠首尾相互串接者。
- 如申請專利範圍第1 項所述之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，更包括有至少一個串接於該柄部、該剛性保持套管與該工具架設部之間的延伸套管模組。
- 如申請專利範圍第2 項所述之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，其中該延伸套管模組具有一匹配該柄部公接頭端部的模組母接頭端部，以及一匹配該架設部母接頭端部的模組公接頭端部，且該柄部、該延伸套管模組、該剛性保持套管及該工具架設部能夠首尾相互串接者。
- 如申請專利範圍第1 項所述之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，其中該工具架設部係以高剛性材料製成者。
- 如申請專利範圍第1 項所述之具有內接式剛性保持裝置的工具夾持器，其中該柄部更包括有一突緣，該突緣大致呈環形，並被設置在該錐形外表面及該柄部公接頭端部之間，且該突緣包括繞著該突緣的圓周延伸之一V字形凹槽者。
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