TWI548473B

TWI548473B - CNC handle lathe spindle workpiece loose folder device

Info

Publication number: TWI548473B
Application number: TW103137825A
Authority: TW
Inventors: ting fang Liu
Original assignee: Prec Machinery Res & Dev Ct
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-09-11
Also published as: TW201615307A

Description

CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置

本發明是有關於一種工具機的主軸，特別是指一種CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置。

如圖1所示，現有一種走心式車床主軸結構，包含一頭座單元1、一夾持單元2及一推拉單元3。該頭座單元1具有一頭座101、一軸設在該頭座101內部的主軸102及一可驅動該主軸102轉動的動力源103，該主軸102其中一端開設有多數槽道104。配合參圖2，該夾持單元2具有一穿設在該主軸102內部的拉桿201、一設置在該拉桿201一側的導套202、一穿設在該導套202內部的筒夾203及一彈抵在該導套202與該筒夾203之間的彈性件204。配合參圖3，該推拉單元3具有一樞座301、多數樞接在該樞座301的掣爪302及一對應該等掣爪302且套設在該主軸102的驅動件303，該等掣爪302各具有一穿過該等槽道104且對應該拉桿201末端端面的掣動部304及一伸設至在該主軸102外部的操作部305，該驅動件303具有一推拔部306及一設於該推拔部306一側的平滑部307。

再如圖2、圖3所示，當利用一設置於該頭座 101外部的壓力缸透過一連桿(圖未示)連動該驅動件303，且控制該驅動件303的平滑部307對應於該等掣爪302的操作部305，使得該等操作部305被向外撐開時，該等掣動部304即可推掣該拉桿201的末端端面，且使該拉桿201的另一端能掣動該導套202對該筒夾203產生束夾，使該筒夾203對一工件產生夾持狀態。

相反地，當再啟動設於該頭座101外部的壓力缸，且控制操作該驅動件303的平滑部307、該推拔部306相對於對應於該等掣爪302的操作部305遠離時，該等操作部305會向內擺動，該等掣動部304即可脫離對該拉桿201末端端面的推掣，且使該拉桿201的另一端原本掣動該導套202的力量消除，利用該彈性件204的彈力作用，可使該筒夾203對一工件產生鬆釋狀態。

雖然利用上述結構可達到預期加工目的，但是工件的夾持與鬆釋都是利用設置於該頭座101外部的壓力缸、連桿連動該驅動件303，不但浪費能源、結構複雜、故障率高，且整體的體積也較大，無法達到小型化目的。

因此，本發明之目的，即在提供一種節省能源、結構簡單、可減少故障率、整體的體積小之CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置。

於是，本發明CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置，配合一夾持單元安裝在一頭座單元，該頭座單元具有一頭座、一軸設在該頭座內部的主軸套及一可驅動該主軸套轉動的動力源，該主軸套沿一軸線設置，並具有一第一端部及一與該第一端部相反的第二端部，該夾持單元具有一沿該軸線穿設在該主軸套內部的拉桿、一沿該軸線連接於該拉桿且對應該第一端部的導套、一穿設在該導套內部的筒夾及一彈抵在該導套與該筒夾之間的彈性件，該彈性件的彈力使該導套保持遠離於該筒夾的趨勢，該鬆夾裝置對應於該主軸套的第二端部，並包含一壓力缸單元、多數掣動爪、一滾動單元及一彈性單元。該壓力缸單元具有一固定於該頭座的缸體及一可沿該軸線滑動地安裝於該缸體內部的活塞件，該缸體具有一缸室及一可由外部連通至該缸室的入口及一可由該缸室連通至外部的出口，該活塞件呈中空筒狀並具有一氣密地套設於該缸室內部的活塞環部、一沿該軸線相反於該活塞環部的外側端部及一沿該軸線設置且可供該主軸套之第二端部穿入的內孔，該活塞件可在一第一位置與一第二位置之間轉換，該等掣動爪對應於該壓力缸單元，且樞接於該主軸套的第二端部並圍繞該軸線間隔設置，各具有一趨近於該軸線且對應該拉桿的掣動部及一相反於該掣動部且對應於該外側端部的受掣部，該滾動單元可轉動地設置於該主軸套的第二端部與該活塞件的外側端部之間，且可沿該軸線相對於該活塞件產生定位，受該活塞件帶動可相對於該等掣動爪的受掣部產生推掣或遠離，該彈性單元安裝於該內孔中，且彈抵在該主軸套的第二端部與該滾動單元之間，該彈性單元的彈力大於該彈性件的彈力，且該彈性單元的彈力恆使該活塞件保持於第一位置的趨勢，促使該滾動單元掣動該等掣動爪之受掣部，使該等掣動部掣動該拉桿，且使該導套對該筒夾產生束夾，啟動該壓力缸單元且使該活塞件位於第二位置，可使該導套對該筒夾產生鬆釋。

本發明之功效：利用該彈性單元的彈力恆使該該導套對該筒夾產生束夾，該壓力缸單元只有在鬆釋時才啟動，可達到節省能源目的，且該鬆夾裝置整體的結構簡單、可簡化連動構件、縮小體積，進而可達到小型化目的。

100‧‧‧夾持單元

111‧‧‧缸室

110‧‧‧拉桿

112‧‧‧入口

120‧‧‧導套

113‧‧‧出口

130‧‧‧筒夾

12‧‧‧活塞件

140‧‧‧彈性件

121‧‧‧活塞環部

200‧‧‧頭座單元

122‧‧‧外側端部

210‧‧‧頭座

123‧‧‧內孔

220‧‧‧主軸套

20‧‧‧掣動爪

230‧‧‧動力源

21‧‧‧掣動部

L‧‧‧軸線

22‧‧‧受掣部

240‧‧‧第一端部

29‧‧‧墊環

250‧‧‧第二端部

30‧‧‧滾動單元

260‧‧‧推抵件

31‧‧‧滑座

270‧‧‧長套管

311‧‧‧第一端面

280‧‧‧後端件

312‧‧‧第二端面

300‧‧‧工件

32‧‧‧滾動組

10‧‧‧壓力缸單元

40‧‧‧彈性單元

11‧‧‧缸體

41‧‧‧盤形彈簧

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是現有一種車床主軸結構的組合剖面圖；圖2是該種車床主軸之一夾持單元的局部放大示意圖；圖3是該種車床主軸之一推拉單元的局部放大示意圖；圖4是一平面組合圖，說明本發明CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置的一第一實施例；圖5是圖4之一局部放大示意圖，說明一活塞件位於一第一位置且一夾持單元的一筒夾對一工件產生夾持狀態；及圖6是類似圖5之一操作示意圖，說明該活塞件位於一第二位置且該夾持單元的筒夾對該工件產生鬆釋狀態。

參閱圖4與圖5，本發明CNC走心式車床主軸工件鬆夾裝置之一實施例，配合一夾持單元100安裝在一頭座單元200上，且該頭座單元200具有一頭座210、一軸設在該頭座210內部的主軸套220及一可驅動該主軸套220轉動的動力源230(馬達)，該主軸套220沿一軸線L設置，並具有一第一端部240、一與該第一端部240相反的第二端部250及一定位於該第二端部250的推抵件260，就結構而言，該主軸套220是由一長套管270及一後端件280相螺接而成，該第一端部240設於該長套管270，該第二端部250設於該後端件280，沿一軸線設置，並具有一第一端部及一與該第一端部相反的第二端部。該夾持單元100具有一沿該軸線L穿設在該主軸套220內部的拉桿110、一沿該軸線L設置在該拉桿110一側且對應該第一端部240的導套120、一穿設在該導套120內部的筒夾130及一彈抵在該導套120與該筒夾130之間的彈性件140，該筒夾130內部可供安裝一工件300，該彈性件140為壓縮彈簧，其彈力使該導套120保持遠離於該筒夾130的趨勢。

該鬆夾裝置包含一壓力缸單元10、多數掣動爪20、一滾動單元30及一彈性單元40。

該壓力缸單元10具有一固定於該頭座210的缸體11及一可沿該軸線L滑動地安裝於該缸體11內部的活塞件12，該缸體11具有一缸室111及一可由外部連通至該缸室111的入口112及一可由該缸室111連通至外部的出口113，該活塞件12呈中空筒狀並具有一氣密地套設於該缸室111內部的活塞環部121、一沿該軸線L相反於該活塞環部121的外側端部122及一沿該軸線L設置且可供該主軸套220之第二端部250穿入的內孔123，該活塞件12可在一第一位置(見圖4及圖5)與一第二位置(見圖6)之間轉換。

該等掣動爪20對應於該壓力缸單元10，且樞接於該主軸套220的第二端部250並圍繞該軸線L間隔設置，各具有一趨近於該軸線L且對應該拉桿110一側端墊環29的掣動部21及一相反於該掣動部21且對應於該外側端部122的受掣部22。

該滾動單元30可轉動地設置於該主軸套220的第二端部250與該活塞件12的外側端部122之間，且可沿該軸線L相對於該活塞件12產生定位，受該活塞件12帶動可相對於該等掣動爪20的受掣部22產生推掣或遠離。該滾動單元30具有一套設於該主軸套220的第二端部250與該活塞件12的外側端部122之間的滑座31及一提供該滑座31相對於該活塞件12順暢轉動的滾動組32，該滑座31可沿該軸線L相對於該活塞件12產生定位，且該滑座31鍵結於該主軸套220的後端件280，該滑座31具有一相對於該等掣動爪20的第一端面311及一沿該軸線L相反於該第一端面311的第二端面312。本實施例中，該滾動組32為套設於該滑座31與該活塞件12之間的軸承，且該滑座31與該滾動組32均位於該內孔123中。

該彈性單元40的彈力大於該彈性件140的彈力，且本實施例的彈性單元40具有多數沿該軸線L堆疊的盤形彈簧41，安裝於該內孔123中，且彈抵在該主軸套220的第二端部250的推抵件260與該滾動單元30的滑座31的第二端面312之間。

再如圖4及圖5所示，本發明的車床主軸整體組配完成且相對於該夾持單元100、該頭座單元200安裝定位後，利用該彈性單元40的彈力大於該彈性件140的彈力的作用，以及該彈性單元40彈抵在該主軸套220的第二端部250的推抵件260與該滾動單元30的滑座31的第二端面312之間，可使該滾動單元30帶動該活塞件12保持於第一位置，該滑座31的第一端面311掣動該等掣動爪20之受掣部22朝圖4、圖5的左側旋動，則會使得該等掣動部21朝圖4、圖5的右側旋動，並會掣動該拉桿110的左側端，且該拉桿110連動該導套120對該筒夾130產生束夾，該筒夾130即對該工件300進行束夾(此時該彈性件140被壓縮並蘊藏回釋彈力)。

當啟動該動力源230，且驅動該主軸套220帶動工件300轉動時，以利進行加工作業，此時，該彈性單元40、該滾動單元30的滑座31與該等掣動爪20受該主軸套220連動可相對於該頭座210、該壓力缸單元10產生轉動。

再如圖6所示，當壓力源自該入口112導入該缸室111內部(如箭頭所示)，且使該活塞件12由圖5的第二位置沿該軸線L移動至第二位置時，該活塞件12會帶動該滾動單元30沿圖6的右側移動，該滑座31的第二端面 312掣壓該彈性單元40(此時該彈性單元40被壓縮而蘊藏回釋彈力)，也因為該滑座31的第一端面311已遠離該等掣動爪20之受掣部22，利用該彈性件140的回釋彈力作用，可使該導套120相對於該筒夾130產生遠離，且該拉桿110會朝圖6的左側移動，該拉桿110的末端推動該等掣動爪20的掣動部21朝圖6的左側旋動，就可使該筒夾130對該工件300產生鬆釋，且可進行換裝工件300的目的。

當再操作該壓力源之壓力釋放，且使壓力源自該出口113輸出時，利用該彈性單元40回釋作用，以及該彈性單元40的彈力大於該彈性件140的彈力的作用，又可回復成圖4及圖5之夾持狀態。

因此，本發明的功效可歸納如下：

一、利用該彈性單元40的彈力大於該彈性件14的彈力的作用，就可使該筒夾130恆保持對該工件300產生束夾，因此，在束夾該工件300時可以減少能源的消耗。

二、利用該滾動單元30、該彈性單元40均位於該內孔123中，可以縮短該主軸整體的長度，使該主軸高速運轉時具有較佳的動態剛性，且可縮小體積，達到小型化目的。

三、利用該滾動單元30連結於該彈性單元40與該主軸套220之間，可以簡化構件、減少構件的故障率，降低製造及維修成本。

值得一提的是，利用該主軸套220由該長套管270與該後端件280螺接而成，則再利用該後端件280相對於該長套管270旋轉時，可調整該彈性單元40的預壓力。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，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專利說明書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。