TW584583B - Structure of a main shaft of a center cutting machine - Google Patents

Description

584583 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種中心切削機之主軸結構，尤其是 指一種不必再利用油壓連結，而是利用該主轴之動力源所 帶動之離合器及其相關搭配之元件，可以直接作所需的刀 具之夾固或鬆開操作，並藉此達到大幅減少強力之盤簧組 -設數量且具有更為牢靠、且明確之操作特性的中心切削機 專用之主轴結構首先創作應用。 ‘ 【先前技術】 如第十四、十五圖所示，為中心切削機之主轴結構，

該主轴結構（8)由主轴轴座（81)配合轴套（82) A 供套置主轴套（83);主轴軸座（81)之内孔（81 1)所組設的油壓裝置（84)的油路（841) 、 （8 42)，使之可以驅動活塞（843)作動。活塞（84 3)之中孔（844)連結拉桿（85)的凸環（851 f )使之隨作動而位移；再於主轴轴座（8 1 )頂端利用一 - 聯軸器（86)與動力源（87)的出力軸（871)固 接，此出力軸（8 71 )之通孔（8 7 2 )可連接動力源 (87)另端的旋轉接頭（88)以提供所需的冷卻水自 拉桿（8 5 )送出，作為切削時之冷卻。 由上述之結構可知，拉桿（8 5 )之作動完全仰賴油/ W 壓裝置（8 4 )的驅動以控制刀具轴套（8 9 )的鬆夾或 夾固；而該油壓裝置（8 4)深藏在主轴轴座（8 1)的 内孔（811)之中，其進、出的油路（841) 、 （8 产 4 2 )設計及加工、安裝均較為困難，故障排除及檢修更

第5頁 584583 五、發明說明（2) : 是不易，對於生產線的加工工作效率及流程有相當不利的 影響。 再者，油壓裝置必須再另外配合成本較高的油壓單元 及控制設備，且會有相當惱人的漏油及油垢的問題，而曰 常運作之維持成本亦高。另外，以油壓單元之供油，當不 - 預警的停電或油壓系統故障失靈時，會產生無法操作及意 外；所以以油壓驅動拉桿作進、退刀之操作的主轴結構有 許多的缺失。 另外，請再參閱第十六圖所示，為另外一種常見的主 轴（9)，為達到有足夠的彈性及提供合宜的夾固力，於 丨§ 拉桿（9 1)之外會套置諸多強力的盤簧（92)，再配 合頂端樞接連設的推桿（9 3 )，使推桿（9 3 )另端所 連設之動力源可以驅動該拉桿（9 1 )作上下昇降供夾固 或放開對刀具軸套的操作。利用盤簧（9 2 )雖可達到所 Λ 需之彈性及夾固力量，但每一片盤簧（92)受力時之變 . 形位移量相當小，無法應付拉桿（9 1 )之上下位移所需 ，故盤簧（92)交互疊置有相當的數量是在所必行，從 該圖所示可知，其疊置之數量相當的多，累積的長度幾乎 是整支拉桿（9 1 ) 一半的長度，造成組設不便，且隨主 轴轉動時會產生噪，亦會影響重心平衡，不利於高速機型/ m 的應用。 【發明内容】 緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該行業及各式車削 · 加工機具的實際設計開發與研究製造之專業經驗，針對習

第6頁 584583 五、發明說明（3) 用結構及其缺失 機專用之主轴結 本發明主要 藉由該主轴的頂 達〕作為轉動之 合器轉盤的控制 助以達到確實夾 力源即可直接達 且會產生許多缺 制系統所產生的 以大幅縮短主軸 率與速度的中心 【實施方式 為使本發明 功效易於明白了 首先，請參 轴由轴座（1 ) 4 )、爪型離合 等組合而成。 請再配合第 合諸多軸承（1 主轴套（2 轴套（8 9 )， 2 3)，且内套 予以研究 構，以期 在於提供 端直接連 動力，且 以帶動拉 緊刀具轴 成，不需 失的油壓 缺失，可 加速之時 切削機之 改良， 完全改 一種中 設有動 直接驅 桿作動 套之目 要再另 控制裝 以降低 間，成 主軸結 提供一 善習用 心切削 力源〔 動主轴 ，加上 的，且 外設置 置，以 整體傳 為一種 構。 種創新的中 之所有缺失 機之主轴結 如大馬力之 配合離合器 少量強力的 放鬆時亦利 昂貴、可靠 避免液壓供 動系統的慣 能有效提高 心切削 者。 構，係 伺服馬 及該離 盤簧輔 用該動 度不佳 油及控 量，可 工作效 使用之技術手段、發明 解，茲配合-式及圖號 閱第一圖所示，本發明 :主輪套（2 )、離合 器（5 )、凸輪環座（ 圖所示，轴座（ 1 ) 、（ 1 2 )供樞設 )之底端的錐孔段（2 頂端則固設有聯轴套（ 置有缝簧（24)及一 特徵、達成目的與 詳細說明如下： 之中心切削機之主 器（3 )、拉桿（ 6 )及導管（7 ) 1 )橫設的轴孔配 主轴套（2 )。 1 )可供組設刀具 22)及轴承座（ 活動隔環（2 5 ) 584583 五、發明說明（4) 聯轴套（2 2 ) )之内栓槽鍵（ 且聯抽套（2 2 6 )，而軸承座 ’内設有諸多四 桿（2 3 4 ); 5 )的上端面間 )，此兩止推麵 下拉桿螺套（4工 離合器（3 ) 3 )及推桿（ 持於間隔凸緣（2 有一向上推移之彈 別設有上、下哺合 3 6 )可與固定 之嚙合齒（1 3 合齒（3 5 )恰可 所樞設之爪型離 或分離〔如第二、 請再一併參閱 上端具有螺牙段（ 梯型牙等可承受較 螺套（4 2 )、（ 合可供導管（7 ) 3 2 外 推 2 :卜有外；；；（221)恰與離合器（ 3 ! ) ^動套“套接離合器（3 ) r與T#上1i間套設-間隔凸緣（ (2 3)卜除組設有袖承（231)之 孔（232)供組設彈簧（233)及 於推桿（234)的端面及活動隔環（ 分別設有止推轴承（2 3 5) 、（2 5 承（235) 、（251)恰好頂持於 )的凸緣（4 1 1 )上、下兩端。 内亦設有諸多凹孔（3 2 )供容置彈簧 3 4 )，使推桿（3 4 )的端面恰好頂 6)的上端面，使該離合器（3)可以 性力量，且該離合器（3)上、下端分 齒（35) 、 （3β)，利用=嚙合齒 於軸座（1)之上端面的固定環（1 3 1 )作對應卡入嚙合或分離，利用上嚙 與轴承座（2 3 )上利用軸承（2 3 1 合器（5)之下嚙合爪（5 1 )作嚙合 三、六、十一、十二圖所不〕 第一〜三、五〜九圖所示，拉桿（4 ) 4 0 )，該螺牙段（4 0 )町為角牙或 大力量之牙型，同時供螺合上、下拉桿 4 1 )，且拉桿（4 )之中孔（4 3 ) 穿過，該上、下拉桿螺套（42) (

584583 五、發明說明（5) . 41)間設有嚙合爪（412) 、（421)可相互嚙合 定位，且上拉桿螺套（42)的凸緣（422)上活動套 入於爪型離合器（5 )内，該凸緣（4 2 2 )朝外等距設 有諸多插梢（4 2 3)可活動穿設於爪型離合器（5)之 直長孔（5 2)内之後凸伸於該爪型離合器（5)之表面 ，藉此諸多插梢（423)的外端固設有一感應環（42 4)〔如第七、九圖所示〕。另外，如第一圖所示該拉桿 (4)之底端固接有一夾爪（44)可配合主轴（2)内 之内凹環（2 7 )於拉桿（4 )作上、下位移時作夾固或 放開刀具轴套（8 9 )之操作。 0 爪型離合器（5)除具有嚙合爪（5 1)及直長孔（ 5 2)之外，以内栓槽鍵（5 3)與上拉桿螺套（42) 之外栓槽鍵（4 2 5 )作活動套接傳動，上端面另設有定 位環（5 4 )及螺孔（5 5 )可供直接連結動力源（1 7 二 )或傳動輪，作為動力之入力連接〔如第九、十一及十二 ' 圖所示〕。 請再一併參閱第三、四、九、十圖所示凸輪環座（6 )利用螺栓（6 1 )與固定環（1 3 )固接，且恰好套設 於離合器（3)之外，該凸輪環座（6)内具諸多斜導槽 (62)，可供套設於外的離合器轉盤（6 3)所組設的鲁 導輪（6 3 1 )置入，離合器轉盤（6 3)上設有檢知器 (64)，且其内端面（632)恰好與離合器（3)的 -上端面（37)相互對應〔如第九圖所示〕。另外如第十 _ 圖所示，離合器轉盤（6 3)外設有凸耳（6 3 3 )可供

第9頁 584583 五、發明說明（6) 樞設動力桿（ 5 )可為氣缸 動樞設固定於 該離合Is轉盤 斜導槽（6 2 ，可達到頂推 )或爪型離合 另外，於 組設上、下檢 環（4 2 4 ) 清再參閱 削機之主軸可 固接一聯軸器 7 )的出力轴 可以直接帶動 底端固接的刀 該爪型離 鍵（5 3 )分 拉桿螺套（4 爪（5 1 )與 動離合器（3 (5 1 )並未 而是分開狀〔 不動，此時利 6 5 )的 或其他直 轴座（1(63) )的導引 離合器（ 器（5 ) 轴座（1 知器（1 的上下端 第九、十 利用爪型 (16) (17 1 爪型離合 具轴套（ 合器（5 別與離合 2 )的外 上哺合齒 )及上拉 與離合器 如第十二 用動力源 出力轴（65 1)，該動力桿（6 線進出的動力機構，且其另端則活 )之凸耳（14)上；藉此可推動 作旋轉’且配合導輪（6 3 1 )及 ’於旋轉時同時作上下方向之位移 3 )之位移以形成與固定環（1 3 的嚙合或分開之目的。 )之上端面另設有支架（1 5)供5 1 ) 、（ 1 5 2 )並對應於感應 端面處。 一及十二 圖所 離合器 ，該聯 )固接 ϋ ( 5 8 9) )可利 器（3 栓槽鍵(35 才干螺套 (3 ) 圖所示(17 (5 ) 軸器（ ’使動 )轉動 及其刀 用離合 )的上(42 )嘀合 (4 2 之上噛 J ’則 )作旋 示，本發明 之定位環（ 1 6 )與動 力源（1 7 及主轴套（ 具作轉動及 爪（5 1 ) 嚙合齒（3 5 )作嚙合 與否可以達 )之旋轉； 合齒（3 5 主轴套（2 轉，使上拉 之中心切 5 4 )供 力源（1 )的動力 2 )及其 加工。 及内栓槽 5 )及外 ，而離合 到同時帶# 若離合爪 )作嚙合 )被定位 桿螺套（

584583 五、發明說明 4 2 )同 以頂推活 4 )可以 可以放開 拿作換刀 此時 同步向下 器（1 5 知夾爪（ 反之 4 2)、 拉桿（4 再次對新 應環（4 該感應環 並提供訊 )已夾緊 當利 轉盤（6 ：6 3 1 該離合器 諸多彈簧 〔3 6) 如第九圖 (7) 步帶動 動隔環 向下位 刀具轴 之操作 ，感應 移，使 2 )的 4 4) ，將動(41 )向上 插入的2 4) (42 號使動 刀具轴 用凸耳 3 )旋 )及斜(3 ) (33 與固定 所示〕 内拉桿螺套 (2 5 )並 移以拉動夾套（8 9 ) 〇 環（4 2 4 感應環（4 檢知提供訊 此時已經確 力源（1 7 )開始慢慢 位移以向上 刀具轴套（ 受插梢（4 4 )的上端 力源（1 7 套（8 9 ) (1 4 )上 轉時，旋轉 導槽（6 2 不再受離合 )的向上頂 環（1 3 ) ，上嚙合齒 (41)之轉 壓迫盤簧（2 爪（4 4 )， ，供中心切削 動及向下位移可 4 )，使拉桿（ 使夾爪（4 4 ) 機的換刀機構取 )則受 2 4 ) 號使動 實放開 )作反 回轉且 拉動夾8 9) 2 3) 受上檢 )停止 〔如第 的動力 的離合 )的導 器、轉盤 推同步 上的嚙(35 插梢（ 的下端 力源（ 刀具轴轉，上 向上位 爪（4 作夹緊 的帶動 知器（ 反轉， 十三圖 桿（6 器轉盤 引而向(63 向上移 合齒（ )則順 4 2 3 ) 面可以受 1 7 )停 套（8 9 、下拉桿 移，並同 4 )，使 的操作， 亦向上位15 1) 表示炎爪 所示〕。 5 )推動(63) 上同步移 )的壓持 動，使下13 1) 利卡入爪 的拉動 下檢知 止並得 )0 螺套（ 步帶動 之可以 此時感 移，使 感測到 (44 離合器 受導輪 動，使 ，配合 嚙合齒 脫離〔 型離合

第11頁 584583 -、發明説明Γ喊合爪（5 内作嚙合定位，且離合器 5 器 、之上端面（37)恰好受檢知器（64) )此時動力源（17)即可利用爪型離而η Τ上的刀臭作所，需的加-〔如第一、二圖所示〕餐（89 加工完成後’停止主軸套（2)之轉動， 力桿（6 5…作動，即可帶動離合轉盤（心 同時利用内端“ 6 3 2 )與上端面（3 7 = 離合器（3 )向下移動’使離合器（3 )制下嘴：：推 3 6)再度卡入固定環（i 3)上的喷合齒（1: 7 J 成定位不動之狀態，使拉桿（4 )可以被拉動以 上44)對刀具（89)之夹緊與鬆失的操作= 十三圖所不〕。由於具有相當頂推力的盤簧 [如第 拉桿（4)作夾固刀具軸套（89)時，被強六 可於 藉此夾緊刀具轴轴套（8 9 )，以順利達到 f迫並可 的。 尸叮而的夾固目 綜合以上所陳，藉由本發明之元件組成 本發明與習用相較具有下列優點，如： 施可知’ 1·由主轴^之入力端直接連設有離合器， 器轉盤之自動操作定位，可以使連接直結動力、 7離η 器將動力直接傳動以作刀具轴套之夾持固定 ^爪型離合 有效提高工作效率。 疋與鬆夹放開， 2 ·藉由此等結構可以利用本身之動力源操作 刀具轴套的夾…失，完全取代以往的油壓系統及二 ΙΗ

第12頁 584583 584583 系統之慣量’大幅縮短主 效率最佳的結構。 的拉桿作動之結構，使之 套設為數相當可觀的大量 需的強力彈性力量，組= 的油壓系統’可以減少油 浪費’更可避免以往高溫 除油壓系統的保養與維修 上分設數個檢知器，可以 並能有效掌握拉桿作動時 之定位與操作。 能達到所預期之使用功效 未曾見於同類產品中，亦 合專利法之規定與要求， 請惠予審查，並賜准專利 五、發明說明（9) 可以有效降低 轴之加速時間， •配合盤 不必如以往之主 盤簧，僅以數片 相當方便。 4 ·由此操 壓系統所需的額 液壓油對機械精 舉數得。 5 ·於轴座 明確檢測離合器 之夾持固定與鬆 綜上所述’ 又其所揭露之 未曾公開於申請 爰依法提出發明 ，則實感德便° 整體主轴的傳動 為目前最優良且 簧之頂持所形成 轴結構必須連續 盤簧即可達到所 作機構取代以往 外能源與動力之 度的影響，且免 上及離合器轉盤 之作動及位置， 夹放開工作物等 本發明實施例確 具體構造，不僅 前，誠已完全符 專利之申請，懇

584583 圖式簡單說明 【圖式簡單說 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 〔參照 (1 ) (12 (13 (15 (15 (17 一圖 — S3 一圖 三圖 四圖 五圖 六圖 七圖 八圖 九圖 十圖 十一圖 十二圖 十三圖 十四圖 十五圖 十六圖 圖號〕 1 ) ) 2 ) ) 明】 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發明 本發 本發 本發 習用 習用 另一 之結構 之部份 之端視 之部份 之端視 之端視 之端視 之各端 之部份 之端面 明之組 明之操 明之操 之結構 之結構 習用之 轴座 轴承 嚙合齒 支架 下檢知器 動力源 (11) (13) (14) (15 1) (16) (17 1) 轴承 固定環 凸耳 上檢知器 聯軸器 出力抽 不意圖 放大示意圖（一） 剖面圖（一） 俯視圖 剖面圖（二） 剖面圖（三） 剖面圖（四） 視圖之剖視示意圖 放大示意圖 不意圖 合實施例 作示意圖〔夾固〕 作示意圖〔鬆夾〕 示意圖（一） 不意圖（二） 結構示意圖

第14頁 584583 圖式簡單說明(2 ) \ly \ly \)/ \ly \)y \)x Nly N)y 4- N)y IX \j/ \»y Λ)/ X)/ \ly \I/ 1± \)y 4- Nly NIy 23334571357 0 12223)25133 22222223333444444555666 rv /IV /V xfv rv rv /fv Γχ Γχ Γν κίνν rv /IV rv /IV ΓΧ /__V /IV /IV /iv rv rv rv 主轴套 聯轴套 軸承座 凹孑L 推桿 盤簧 凸緣 内凹環 内检槽鍵 彈簧 内喃合齒 上端面 螺牙段 凸緣 上拉桿螺套 凸緣 感應環 中孔 爪型離合器 直長孔 螺孔 螺栓 離合器轉盤-内端面

錐孔段 外栓槽鍵 軸承 彈簧 止推轴承 活動隔環 間隔凸緣 離合器 凹孔 推桿 外喊合齒 拉桿 下拉桿螺套 嚙合爪 响合爪 插梢 外检槽鍵 夾爪 嚙合爪 定位環 凸輪環座 斜導槽 導輪 凸耳

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584583 圖式簡單說明

Nly 1 2 /-N 2 45)244577913 668888888899 檢知器 出力軸 主轴結構 轴套 油壓裝置 油路 拉桿 活動源 通孔 刀具轴套 拉桿 推桿 T—H C〇 Τ—Η 5)1344678)2 67888888899 動力桿 導管 主轴轴座 主轴套 油路 活塞 聯轴器 出力轴 旋轉接頭 主軸 盤簀

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Claims (1)

1. 刈 4583

   六、申請專利範圍 丄· 一種中心切削機之主軸結構，包括有·· 一轴座，内有諸多轴承恰可組設主轴套； 一主軸套，出力端設有錐孔可供日後組設連結刀具的 刀具軸套失之插入，以夹固刀具作所需的加工； 一拉桿，套置於主轴套内，出力端具有夾爪可配合主 轴套内之内凹環以夾固刀具軸套；且内具中孔供套置導管 其特徵在於：

   於主轴套之頂端連設有聯轴套及軸承座，且内套置有 盤簧及一活動隔環；聯轴套之外有外栓槽鍵恰與離合器之 内指r槽鍵作滑動套合以套接離合器，且聯軸套與轴承座之 間套設一間隔凸緣，而轴承座外除組設有轴承之外，内設 有諸多凹孔供組設彈簧及推桿；推桿的端面及活動隔環的 ^端面間分別設有止推轴承，此兩止推轴承恰好頂持於下 拉桿螺套的凸緣上下兩端面；

   離合器内亦設有諸多凹孔供容置彈簧及推桿，使推桿 —7面恰好頂持於間隔凸緣的上端面，使該離合器可以有 下向t位移之彈性力量，且該離合器上、下分別設有上、 環0i合2 ’利用下嚙合齒可與固定於軸座之上端面的固定 合齒作對應卡入嚙合或分離，利用上嚙合齒恰可與 釉承座上灸丨田土l 7 八μ ~用轴承所樞設之爪型離合器之嚙合爪作嚙合或 -Ο- wtt ♦ 拉桿上段具有螺 下拉桿螺套，該上、 牙段，該螺牙段可，同時供螺合上、 下拉桿螺套間設有嚙合爪可相互嚙合

   584583 六、申請專利範圍 定位，且上拉桿螺套的凸緣上活動套入於爪型離合器内， 且上拉桿螺套之凸緣上等距設有諸多向外固設的插梢f活 動穿設於爪型離合器之直長孔内之後凸伸於該爪型離合器 之表面，藉此諸多插梢的外端固設有一感應環； 爪型離合器除具有嚙合爪及直長孔之外，以内栓槽鍵 與外拉桿螺套之外栓槽鍵作活動套接傳動，上端面另設有 定位環及螺孔； 凸輪環座利用螺栓與固定環固接’且恰好套設於離合 器之外，讓凸輪環座内具諸多斜導槽’可供套設於外的離 合器轉盤所組設的導輪置入，離合器轉盤上設有檢知器’ 且其内端面恰好與離合器的上端面相互對應；離合器轉盤 外設有凸耳可供樞設動力桿的出力轴，且其另端則活動樞 設固定於轴座之凸耳上； 藉此，可利用活動桿驅動離合器轉盤轉動，配合凸輪 環座之斜導槽的導引，使旋轉的離合器轉盤同步作位移， 以改變離合器之上、下位置作喊合定位不動或分離可旋轉 ，使動力源驅動爪型離合器作動時可以先凌合定位作拉桿 的位移以夹緊刀具軸套，之後之分離作同步驅動主軸套旋 轉以加工工作物，之後之定位可再放開=具轴套的操作， 成為一種不必油壓系統而以動力源直接操作拉桿的中心切 削機之主轴結構。 2 ·如申請專利範圍第1項所述中心切削機之主軸結 構，其中之爪型離合器之定位環配合螺孔可直接連結動力 源。

   584583 六、申請專利範圍 3 ·如申請專利範圍第1項所述中心切削機之主軸結 構，其中之轴座上端面上設有支架可供組設上、下檢知器 ，且該上、下檢知器對應於感應環的上下端端面處。

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