TWI587972B - 刀具夾持裝置 - Google Patents

Description

刀具夾持裝置

一種刀具夾持裝置，尤指一種以彈性元件將加工機之刀具夾持固定的刀具夾持裝置。

隨著自動化技術的進步，電腦數值控制工具機已然成為現代加工製程中不可或缺之自動化加工機具，不同功能的電腦數值控制工具機可解決操作者不同的加工需求(例如，CNC銑床、CNC車床、CNC磨床或CNC搪床等)，操作者可依據加工作業的需求選擇相對應的電腦數值控制工具機，又，各種不同功能的電腦數值控制工具機皆有專屬的刀具，為便於電腦數值控制工具機於加工過程中，可快速進行換刀作業，通常係會將各種規格之刀具預先放置於電腦數值控制工具機內的刀庫中，並透過電腦數值控制工具機的取刀裝置自動進行換刀作業；請參閱「第1圖」，圖中所示係為習知換刀作業示意圖，如圖中所示的一工具機10，其主要具有刀庫101及一取刀裝置102所組成，其中，刀庫101具有複數個刀具固定座103，所述的刀具固定座103可用以存放已套設於一刀套BT30的一刀具(所述的BT30是 一種日本標準的刀套，以下簡稱BT30)，常態下可連同刀套將刀具固定於刀具固定座103上，當加工件需以不同刀具進行加工時，操作者可操作工具機10驅動取刀裝置102更換相對應之刀具，以完成後續之加工；惟，習知刀具皆包含有刀套BT30(或刀把)，因刀套BT30(或刀把)整體體積較刀具大，又因刀庫101上的刀具固定座103體積亦需對應刀套(或刀把)之體積大小，是以，刀庫101上的刀具固定座103之數量即受到限制，如有複雜加工之需求，就現有的工具機10的刀庫101即無法存放較多尺寸規格之刀具，且刀套BT30價格相對較高，是以，若能增加刀具固定座103設置數量，應可符合較複雜的加工製程，此乃待需解決之需求；其他參考前案如下：(1)中華民國專利第I290498號「可快速拆裝鑽尾的絞刀夾座」；(2)中華民國專利第I402132號「換刀夾臂扣刀機構之輔助鎖卡裝置」；(3)中華民國專利第I429493號「刀盤夾持裝置」；(4)中國專利第CN203091757號「氣動旋轉刀架」；(5)美國專利第US20100257982號「Tool Holder」。

有鑑於上述的需求，本發明人係依據多年來從事相關行業及產品設計的經驗，針對現有的電腦數值控制工具機的刀具之固定方式進行研究及分析，期能設計出較佳的 刀具固定裝置；緣此，本發明之主要目的在於提供一種可將刀具緊密固定於刀庫，進而有效利用刀庫整體刀具收容面積的刀具夾持裝置。

為達上述的目的，本發明之刀具夾持裝置，其主要係組設於一加工機的一刀庫，其中，刀具夾持裝置係由一座體及一彈性元件所組成，所述的座體系一體成型製成，且彈性元件係組設於座體內，其中，彈性元件兩側分別成型有一捲繞段及一夾持段，座體組設於刀庫後，即可將一刀具夾持固定於座體上，其中，當刀具與座體完成，刀具係進一步受到彈性元件的兩夾持段所夾持，過程中，刀具將兩夾持段分別向外側推擠時，彈性元件的捲繞段會產生一剪應力，進而增加夾持段對刀具的夾持力，使刀具可更加緊密固定於刀具夾持裝置，再者，一取刀裝置欲將刀具歸位時，刀具可受到夾持段的一圓弧導角所導引，使取刀裝置未準確對應座體的情況下，可將刀具固定於座體的開口部；依此本發明實施後可產生以下優點：

(1)刀具夾持裝置直接夾持刀具，因此刀具無須預先套設於刀套內，以使刀具夾持裝置可有效排列組設於刀庫上，進而增加刀庫上刀具夾持裝置之數量。

(2)刀具存取過程中，刀具係由刀具夾持裝置以刀盤徑向X由刀具側面完成夾持固定，刀具的刀刃部即可不受刀具夾持裝置結構限制，使刀庫上所能使用之刀具型式多樣化。

(3)承上，同樣因刀具夾持裝置以刀盤徑向X由刀具側面完成刀具之夾持固定，全程中，無論取刀或置放刀具，均無刀盤軸向Z作動行程，是以，無論刀刃尺寸為何，均不會受到影響。

為使 貴審查委員得以清楚了解本發明之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

10‧‧‧工具機

101‧‧‧刀庫

102‧‧‧取刀裝置

103‧‧‧刀具固定座

BT30‧‧‧刀套

20‧‧‧刀具夾持裝置

201‧‧‧座體

2011‧‧‧組設部

2012‧‧‧開口部

2013‧‧‧溝槽

2014‧‧‧組裝槽

2015‧‧‧擋塊

2016‧‧‧擋止面

2017‧‧‧容置空間

2018‧‧‧限位塊

202‧‧‧彈性元件

2021‧‧‧捲繞段

2022‧‧‧夾持段

2023‧‧‧第一捲繞層

2024‧‧‧第二捲繞層

30‧‧‧刀庫

301‧‧‧相對組設部

C‧‧‧刀具

C1‧‧‧定位溝槽

d1‧‧‧直徑

d2‧‧‧直徑

L‧‧‧中心軸線

P‧‧‧中心點

S1‧‧‧第一剪應力

S2‧‧‧第二剪應力

S3‧‧‧第三剪應力

X‧‧‧刀盤徑向

Z‧‧‧刀盤軸向

第1圖，習知換刀作業示意圖。

第2圖，為本發明之立體外觀圖。

第3圖，為本發明之組裝示意圖。

第4圖，為本發明之實施示意圖(一)。

第5圖，為本發明之實施示意圖(二)。

第6圖，為本發明之實施示意圖(三)。

第7圖，為本發明之實施示意圖(四)。

請參閱「第2圖」，圖中所示係為本發明之立體外觀圖，如圖中的一刀具夾持裝置20，其主要係由一體成型的一座體201及一彈性元件202所組構而成，其中，所述的座體201其中一端成型有一組設部2011，座體201另一端之兩 側分別成型有一開口部2012，且兩開口部2012分別成型有一溝槽2013，組設部2011與兩開口部2012之間成型有一組裝槽2014，且組裝槽2014中向上延伸成型有一擋塊2015，且擋塊2015係成型有呈弧面狀的兩擋止面2016，兩擋止面2016之間成型為一約略呈開放性V型之容置空間2017；又，請再參閱圖中所示，組裝槽2014係成型有一限位塊2018，且限位塊2018與組裝槽2014距離一適當寬度，以供彈性元件202設置於兩者之間，所述的適當距離係略大於彈性元件202之寬度；又，所述之彈性元件202係可以為彈簧，其兩側分別捲繞成型有一捲繞段2021，而彈性元件202之兩側末端則分別成型有呈圓弧狀的一夾持段2022，組裝時，彈性元件202係組設於座體201的組裝槽2014中，又，兩捲繞段2021之間係受限位塊2018限位於組裝槽2014其中一側，且兩捲繞段2021係進一步受擋塊2015之兩側牆擋止隔開，而彈性元件202的兩夾持段2022係分別卡設於溝槽2013，並略微懸浮於溝槽2013上方，當兩夾持段2022受外力推擠時，兩夾持段2022可分別卡合於兩溝槽2013內。

請參閱「第3圖」，圖中所示係為本發明之組裝示意圖，請搭配參閱「第2圖」，如圖，本發明實施時係供組裝於一刀庫30，刀具夾持裝置20與刀庫30進行組裝時，座體201的組設部2011係對應於刀庫30的一相對組設部301，並以一螺絲完成鎖固，其中，實施例中組設部2011為單個， 其它實施例中亦可將組設部2011成型為複數個，以使座體201可更加穩固於刀庫30，又，座體201亦可以焊設、卡接等方式完成固定，不以此為限，請再參閱圖中所示，組裝完成後，一刀具C即可受夾持，固定於刀具夾持裝置20，又，複數個刀具夾持裝置20係可以排列組設於刀庫30上，如圖中所示，各刀具夾持裝置20係環繞排列於刀庫30上，當刀庫30為陣列型式時，複數刀具夾持裝置20亦可以陣列排列刀庫30上，不以此為限，特先陳明。

請參閱「第4圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(一)，請搭配參閱「第3圖」，如圖，欲將刀具C歸位於刀庫30時，其可以一夾持裝置(本圖未繪示)將刀具C移至相對應的刀具夾持裝置20，並將刀具C對應於座體201之兩開口部2012之間，再使刀具C的一定位溝槽C1，對應於兩開口部2012的夾持段2022，請再參閱圖中，當兩夾持段2022與定位溝槽C1完成對應，夾持裝置即可將刀具C由開口部2012推送至容置空間2017(如「第4圖」中之箭頭所示)，又，由於定位溝槽C1的直徑d1係略大於兩夾持段2012的間距d2，因此刀具C被推送的過程中，彈性元件202的兩夾持段2022會略微被撐開，以使兩夾持段2022可分別箝入於定位溝槽C1之兩側緣，再者，刀具C對應過程中，即使刀具C有略微偏移的情況，亦可分別受到兩夾持段2022之圓弧導角導引，使刀具C可被正確的導引至座體201之兩開口部2012之間；請搭配參閱「第5圖」，圖中所示係為本發 明之實施示意圖(二)，如圖，刀具C被推送至容置空間2017的過程中，兩夾持段2022被刀具C向外側推擠時，兩夾持段2022會產生向外側的一第一剪應力S1(如圖中箭頭所示)；請再搭配參閱「第6圖」~「第7圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(三)~(四)，如圖，當兩夾持段2022產生第一剪應力S1時，兩側捲繞段2021的一第一捲繞層2023，會同時產生一第二剪應力S2(如第7圖)，且捲繞段2021的一第二捲繞層2024亦會產生與第二剪應力S2同方向的一第三剪應力S3(如第7圖)，由於同方向的第二剪應力S2與第三剪應力S3的應力合成係大於第一剪應力S1，使兩夾持段2022對刀具C的一夾持力增加，進而使兩夾持段2022呈緊迫狀，使刀具C可受到兩擋止面2016之(如「第6圖」中下方的兩相對斜向箭頭所示)固定，進而使刀具C可被緊密固定於刀具夾持裝置20上，再者，當兩捲繞段2021產生受應力作用的同時，兩捲繞段2021會略為產生形變，此時，限位塊2018會對兩捲繞段2021限位，以使兩捲繞段2021保持於組裝槽2014內，不致產生偏移。

由上所述可知，本發明之刀具夾持裝置，其主要係由一座體及一彈性元件所組構而成，所述的座體係成型有一組設部、一組裝槽及一開口部，座體以組設部組設於一刀庫，彈性元件兩側的一捲繞段係分別組設於組裝槽內，並進一步受組裝槽的一擋塊分隔，且彈性元件兩側的一夾持段係分別沿開口部彎折以形成圓弧導角，如此可對靠近 的刀具形成導引作用，當刀具夾持於座體的一容置空間時，刀具係受到夾持段所夾持，且刀具於推擠夾持段的過程中，彈性元件兩側的捲繞段會分別產生一剪應力，進而增加彈性元件的夾持段之夾持力，以使刀具可被穩固於刀具夾持裝置上的容置空間中；依此，本發明據以實施後，確實可達到提供一種不須使用刀套，即可將刀具緊密固定於刀庫，進而有效利用刀庫整體刀具收容面積的刀具夾持裝置。

唯，以上所述者，僅為本發明之較佳之實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

綜上所述，本發明之功效，係具有發明之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請。

20‧‧‧刀具夾持裝置

201‧‧‧座體

2011‧‧‧組設部

2012‧‧‧開口部

2013‧‧‧溝槽

2014‧‧‧組裝槽

2015‧‧‧擋塊

2016‧‧‧擋止面

2017‧‧‧容置空間

2018‧‧‧限位塊

202‧‧‧彈性元件

2021‧‧‧捲繞段

2022‧‧‧夾持段

Claims (6)

1. 一種刀具夾持裝置，供以夾持固定一刀具，其包含：一座體，其中一端成型有一組設部，該座體另一端之兩側分別成型有一開口部，且各該開口部分別成型有一溝槽，該組設部與兩該開口部之間成型有一組裝槽，該組裝槽中向上延伸成型有一擋塊，該擋塊成型有弧面狀的一擋止面，兩該擋止面之間成型有一容置空間；一彈性元件，其組設於該組裝槽中，該彈性元件兩側分別成型有一捲繞段及一夾持段，兩該捲繞段分別受該擋塊之兩側牆擋止隔開，其捲繞成型至少有一捲繞層，兩該夾持段分別對應於兩該開口部，用以夾持固定該刀具；以及該刀具受夾持固定於該容置空間後，兩該捲繞段的兩該捲繞層分別產生一剪應力，使兩該夾持段呈緊迫狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之刀具夾持裝置，其中，兩該夾持段分別成型有一圓弧導角，用以將該刀具導引至該座體之兩開口部之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之刀具夾持裝置，其中，兩該夾持段分別對應於該刀具的一定位溝槽後，兩該夾持段分別嵌入該定位溝槽兩側。
4. 如申請專利範圍第3項所述之刀具夾持裝置，其中，兩該夾持段的間距小於該刀具的一定位溝槽的直徑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之刀具夾持裝置，其中，該組裝槽係成型有一限位塊，用以對兩該捲繞段限位，使兩該捲繞段保持於該組裝槽內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之刀具夾持裝置，其中，由該兩擋止面之間成型的該容置空間約略呈開放性V型。