TWI597114B - Horizontal turning machine for milling machines (1) - Google Patents
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Description
本發明尤指其提供一種於銑床之工作台上以臥式車削的方式對工件進行曲面加工，進而達到大幅增進加工效率及有效降低設備成本之臥式車削裝置(一)。
按，目前相當熱門的手機外殼，其外表面大部分都是呈弧狀的曲面，而該弧狀的曲面加工方式主要係利用數值控制的立式銑床來進行加工；請參閱第1圖所示，該數值控制的立式銑床主要係於機床10上設有可作第一水平向(X軸向)及第二水平向(Y軸向)進給之工作台11，於該工作台11上則以一定位夾具12夾持固定工件13，使該工作台11可以帶動工件13作第一水平向(X軸向)及第二水平向(Y軸向)的進給，另機床10於垂直向(Z軸向)設有一立柱14，並於該立柱14上以線性滑軌裝設一可作垂直向(Z軸向)升降之主軸頭15，該主軸頭15上則裝設有加工刀具16，進而使該加工刀具16可作垂直方向(Z軸向)的升降位移及高速的旋轉，以對工作台11上之工件13進行銑削作業。當工作台11上之工件13進行弧狀的曲面加工時，係利用工作台11帶動工件13水平位移作不同位置的進給切削，而主軸頭15則帶動加工刀具16升降位移作不同深度的進給切削，進而藉由數值控制銑削的方式完成對工件13的曲面加工。然而該加工方式由於工件13在作每一道的進給切削時，工作台11都必須帶動工件13作全行程的水平位移，因此加工速度非常緩慢；再者銑
削的方式在工件13的表面也非常容易留下刀痕，使得在完成銑削後還必須經過打磨及拋光的程序，才能獲致所需的粗糙度，因此一個手機外殼大約需1小時的時間才能完成符合所需的曲面加工，進而造成加工效率不彰的情形。
請參閱第2圖所示，倘若於立式銑床之立柱14的一側以線性滑軌增設一可作垂直向(Z軸向)升降之刀具座17，銑床之工作台11上則架設一垂直向的旋轉工作台18，以供夾持及帶動工件13旋轉，則可以立式車削的方式，對旋轉工作台18上之工件13作曲面加工，該立式車削的方式由於工件13係由旋轉工作台18帶動旋轉，使得旋轉工作台18每旋轉一圈可同時對工件13的二對邊進行加工，因此工作台11只須帶動工件13作半行程的水平位移，而增加加工速度，且車削也容易獲致所需的粗糙度；其雖然可以改善銑削方式的缺點，但因刀具座17必須隨著工件13的旋轉而不斷的快速作垂直向(Z軸向)的升降作動，而該垂直向(Z軸向)的快速升降作動不僅容易因重力加速度的慣性而增加機台的懸樑效應，且重力加速度的慣性在作高加減速時也容易損傷馬達，而刀具座17之線性滑軌的滾珠也容易變成滑動接觸，導致軌道刮傷變形，進而影響加工精度，因此該銑床之立式車削方式也有其缺點而有待改善。
有鑑於此，本發明人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種銑床之臥式車削裝置(一)，以有效改善習知之缺弊，此即為本發明之設計宗旨。
本發明之目的一，係提供一種銑床之臥式車削裝置(一)，其係於銑床之工作台上架設一水平向的旋轉工作台，以供夾
持及帶動工件旋轉，另於銑床之工作台上相對於該旋轉工作台的位置則裝設有至少一水平向的刀具進給單元，該刀具進給單元係包括有第一水平向進給機構及第二水平向進給機構，以帶動加工刀具作不同位置及不同深度的切削；藉此，即可於銑床之工作台上以臥式車削的方式對工件進行曲面加工，不僅可增加加工速度，且車削也容易獲致所需的粗糙度，進而達到大幅增進加工效率之效益。
本發明之目的二，係提供一種銑床之臥式車削裝置(一)，其係於原有銑床之工作台上架設一水平向的旋轉工作台，以及於銑床之工作台上相對於該旋轉工作台的位置裝設有至少一水平向的刀具進給單元，即可於原有銑床之工作台上以臥式車削的方式對工件進行曲面加工，進而達到有效降低設備成本之效益。
本發明之目的三，係提供一種銑床之臥式車削裝置(一)，由於係於銑床之工作台上以臥式車削的方式對工件進行曲面加工，不僅可避免重力加速度的慣性在作高加減速時所增加的懸樑效應，且可有效避免損傷馬達及線性滑軌的情形，進而達到有效確保加工精度及使用壽命之效益。
10‧‧‧機床
11‧‧‧工作台
12‧‧‧定位夾具
13‧‧‧工件
14‧‧‧立柱
15‧‧‧主軸頭
16‧‧‧加工刀具
17‧‧‧刀具座
18‧‧‧旋轉工作台
20‧‧‧工作台
21‧‧‧立柱
22‧‧‧主軸頭
30‧‧‧旋轉工作台
31‧‧‧第一滑軌組
32‧‧‧載板
34‧‧‧第二滑軌組
35‧‧‧第一刀具座
36‧‧‧第一加工刀具
37‧‧‧第三滑軌組
38‧‧‧第二刀具座
39‧‧‧第二加工刀具
40‧‧‧工件
41‧‧‧第三加工刀具
第1圖：習知立式銑床對工件曲面加工之示意圖(一)。
第2圖：習知立式銑床對工件曲面加工之示意圖(二)。
第3圖：本發明銑床之架構示意圖。
第4圖：本發明配置於工作台上之示意圖。
第5圖：本發明之加工示意圖(一)。
第6圖：本發明之加工示意圖(二)。
第7圖：本發明之加工示意圖(三)。
為使 貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第3、4圖所示，銑床主要係於水平向設有一工作台20，而垂直向(Z軸向)則設有一立柱21，並於該立柱21上以線性滑軌組裝設一可作垂直向(Z軸向)升降之主軸頭22，該主軸頭22上則可供裝設加工刀具；本發明之臥式車削裝置(一)主要係設置於銑床之工作台20上，其係於工作台20上架設一水平向的旋轉工作台30(第四軸)，該旋轉工作台30係為習知的技術，因此不予贅述，而以該旋轉工作台30夾持定位工件並帶動工件旋轉，另於該工作台20上相對於該旋轉工作台30的位置則裝設有至少一水平向的刀具進給單元，該刀具進給單元係包括有第一水平向進給機構及第二水平向進給機構，該第一水平向進給機構係於銑床之工作台20上的第一水平向以第一滑軌組31裝設一載板32，該載板32並以第一驅動組(圖式未示)帶動作第一水平向的位移(由於工作台本身可作X、Y軸向的水平位移，因此在該工作台上之第一水平向的附加軸稱為V軸)，於本實施例中，該第一滑軌組31係為線性滑軌組，第一驅動組則為馬達及螺桿螺帽組，使得馬達在驅動螺桿螺帽組時，可帶動載板32沿著第一滑軌組31作第一水平向(V軸向)的位移。該第二水平向進給機構係於該載板32上的第二水平向以第二滑軌組34裝設一第一刀具座35，該第一刀具座35上係可供裝設車削用之第一加工刀具36，該第一刀具座35並以第二驅動組(圖式未示)帶動作第二水平向的位移(由於工作台本身可作X、Y軸向的水平位移，因此在該工作台上之第二水平向的附加軸稱為U軸)，於本實施例中，該第二滑軌組34係可為線性滑軌組或是非接觸式滑軌組，該非接觸式滑軌組例如是液靜壓滑軌組、氣靜壓滑軌組、磁浮滑軌組，由於在
作曲面加工時，該第一刀具座35必須在第二滑軌組34上連續快速的作水平位移，為了確保第二滑軌組34的使用壽命，該第二滑軌組34較佳的方式是採用非接觸式滑軌組；另本實施例中，該第二驅動組則為線性馬達，使得線性馬達可帶動第一刀具座35沿著第二滑軌組34作第二水平向(U軸向)的位移。另為了提供更多種的加工方式，於本實施例中，該載板32上的第二水平向可以第三滑軌組37裝設一第二刀具座38，該第二刀具座38上係可供裝設車削用或是鑽孔用的第二加工刀具39，該第二刀具座38並以第三驅動組(圖式未示)帶動作第二水平向的位移，以提供更多種的加工方式。
請參閱第5圖所示，本發明當在水平向的旋轉工作台30夾持定位工件40並帶動旋轉時，該刀具進給單元之第一水平向進給機構係可驅動載板32、第一刀具座35及第一加工刀具36作第一水平向(V軸向)的位移，以調整第一加工刀具36對應於工件40各個不同的進給加工位置；該刀具進給單元之第二水平向進給機構則可驅動第一刀具座35及第一加工刀具36作第二水平向(U軸向)的位移，以調整第一加工刀具36對工件40作相同或不同深度的切削，例如當工件40要作曲面的加工時，程式會依據工件40所需的曲面在每一個第一水平向的加工位置點定義出第一加工刀具36在第二水平向的運動路徑，而作不同深度的切削，以連續快速地對工件40進行曲面車削作業，該臥式車削的方式由於工件40係由旋轉工作台30帶動旋轉，使得旋轉工作台30每旋轉一圈可同時對工件40的二對邊進行加工，因此第一水平向進給機構只須帶動第一加工刀具36作半行程的第一水平向(V軸向)位移，即可完成對工件40一個循環的車削，而增加加工速度，且車削也容易獲致所需的粗糙度，因此以一個手機外殼而言，
大約只需5分鐘的時間即可完成符合所需的曲面加工，進而達到大幅增進加工效率之效益。且本發明可在原有銑床之工作台上直接增設旋轉工作台30及刀具進給單元，即可以臥式車削的方式對工件進行曲面加工，進而達到有效降低設備成本之效益。
請再參閱第5圖所示，本發明係在工作台30上以臥式車削的方式對工件40進行曲面加工，使得第一刀具座35及第一加工刀具36的重量都落在工作台30的平面上，所以當第一刀具座35及第一加工刀具36連續快速地作第二水平向(U軸向)的位移時，不僅沒有所謂的懸樑效應，且在作高加減速時亦可避免重力加速度所產生的慣性，進而有效避免損傷第二驅動組及第二滑軌組34的情形，達到有效確保加工精度及使用壽命之效益。
請參閱第6圖所示，本發明當要在工件40的曲面上進行例如鑽孔作業時，其亦可由載板32帶動第二刀具座38作第一水平向(V軸向)位移，以調整第二加工刀具39對應於工件40的進給加工位置，再由第三驅動組帶動第二加工刀具39作第二水平向(U軸向)的位移，以對工件40進行所需深度的鑽孔作業。
請參閱第7圖所示，本發明之臥式車削裝置係設置於銑床之工作台20上，因此當要對工件40的四個側面進行加工時，亦可利用工作台20本身作X、Y軸向的水平位移，使旋轉工作台30上的工件40位移對應至主軸頭22上的第三加工刀具41位置，而由主軸頭22帶動第三加工刀具41對工件40的側面進行例如修邊、倒角或是鑽孔作業，此時該旋轉工作台30係作為分度旋轉使用，當工件40要轉換不同側面進行加工時，則利用該旋轉工作台30帶動工件40分度旋轉，以使主軸頭22上的第三加工刀具41對工件40不同的側面進行加工。
據此，本發明實為一深具實用性及進步性之設計，然
未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。
20‧‧‧工作台
30‧‧‧旋轉工作台
31‧‧‧第一滑軌組
32‧‧‧載板
34‧‧‧第二滑軌組
35‧‧‧第一刀具座
36‧‧‧第一加工刀具
40‧‧‧工件
Claims (6)
- 一種銑床之臥式車削裝置(一)，其係設置於該銑床之工作台上，該臥式車削裝置主要包括有：旋轉工作台：係水平向的架設於該工作台上，以供定位及帶動工件旋轉；至少一水平向的刀具進給單元：係相對於該旋轉工作台的位置水平向的架設於該工作台上，其係設有第一水平向進給機構及第二水平向進給機構，該第一水平向進給機構係於該工作台的第一水平向以第一滑軌組裝設一載板，該載板並以第一驅動組帶動作第一水平向的位移，該第二水平向進給機構係於該載板上的第二水平向以第二滑軌組裝設第一刀具座，該第一刀具座上係裝設第一加工刀具，該第一刀具座並以第二驅動組帶動作第二水平向的位移，使該第一加工刀具於該工作台上對該旋轉工作台之工件進行臥式車削加工。
- 依申請專利範圍第1項所述之銑床之臥式車削裝置(一)，其中，該第一水平向進給機構之第一滑軌組係為線性滑軌組。
- 依申請專利範圍第1項所述之銑床之臥式車削裝置(一)，其中，該第一水平向進給機構之第一驅動組係為馬達及螺桿螺帽組。
- 依申請專利範圍第1項所述之銑床之臥式車削裝置(一)，其中，該第二水平向進給機構之第二滑軌組係為線性滑軌組或是非接觸式滑軌組。
- 依申請專利範圍第1項所述之銑床之臥式車削裝置(一)，其中，該第二水平向進給機構之第二驅動組係為線性馬達。
- 依申請專利範圍第1項所述之銑床之臥式車削裝置(一)，其中，該第一水平向進給機構之載板上的第二水平向係設有第三滑軌組，以裝設第二刀具座，該第二刀具座上係裝設第二加工刀具，該第二刀具座並以第三驅動組帶動作第二水平向的位移。
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| TWI597114B true TWI597114B (zh) | 2017-09-01 |
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