TWI628017B - 用於軸向鎖緊原料棒材之進料裝置之鉗以及用於依次裝入原料棒材到切削單元之主軸之進料裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種用於進料裝置中軸向鎖緊原料棒材(B)的鉗，其包括- 第一鉗夾和第二鉗夾(45、46)，彼此之間可在用於鎖緊原料棒材(B)的鎖緊位置和用於釋放該原料棒材(B)的釋放位置之間相對移動，- 滑動部件(44)，承載該第一鉗夾(45)，- 凸輪(42)，其用於從致動器(41)接收第一移動(M1)，和用於分解該第一移動(M1)成朝向該第一鉗夾的第二移動(M3)，和分解該第一移動(M1)成朝向該第二鉗夾的第三移動(M2)，該凸輪(42)具有斜面(67)用於賦予該第二移動(M3)到承載第一鉗夾(45)的滑動部件(44)，- 旋轉槓桿(43)，其由該凸輪(42)致動，並擁有第一臂軸承承載該第二鉗夾(46)。
該凸輪(42)具有推動部(57)，其用於藉由推動該槓桿(43)的第二臂(56)以賦予該第三移動(M2)。

Description

用於軸向鎖緊原料棒材之進料裝置之鉗以及用於依次裝入原料棒材到切削單元之主軸之進料裝置
本發明涉及一種用於如高速切削原料棒材之車床的自動切削單元之設備。特別地，本發明係關於一種用於軸向鎖緊原料棒材之進料裝置之鉗，以及一種用於依次裝入原料棒材到切削單元之主軸之進料裝置。
各種不同類型的元件和工件可藉由切削原料棒材而製成。切削原料棒材可以在如自動高速車床之自動切削單元進行。
進料裝置通常係指棒條饋送機被用於自動地將棒條饋送到自動切削單元裏。進料裝置被分配到自動切削單元，其依次地將原料棒裝入自動切削單元內。在切削該原料棒材的期間停止棒材的裝載，並在該相同的原料棒材再進一步切削前時重新啟動棒材的裝載。
該進料裝置可包括細長推動器，該推動器的前端推動原料棒材以使原料棒材移向切削單元。該推動 器的前端設有可轉動的無動力鉗，該鉗在驅動原料棒材之前夾持它的後端。在每次切削期間，原料棒材的一部分與切削單元的旋轉主軸接合。因此，該棒的剩餘部分無法被使用，而必須在該棒材切削結束後丟棄。該無動力鉗從切削單元裏拉起這殘餘部分，並送到用於收集這種剩餘廢料的容器。
該無動力鉗藉由壓入配合以夾持住原料棒材 的後端。換句話說，無動力鉗被強制朝向該原料棒材，並在進料裝置的鉗軸向鎖緊原料棒材的時候以接合其後端。在切削原料棒材後，該無動力鉗被拉離該殘餘部分，其係由進料裝置的鉗軸向鎖緊的。
原料棒材通常係由硬質材料製成，因此其難 以軸向鎖緊。然而，原料棒材的軸向鎖必須要牢固，因為無動力鉗在其以壓入配合抓緊該原料棒材期間施加高推力，且在隨後釋放殘餘廢料期間施加高拉力。習知進料裝置的鉗包括兩個用於夾緊原料棒材的顎。這兩個顎由具有多個斜面的同一的凸輪元件所驅動，並由足夠大而能產生所需力量的氣動千斤頂所致動。該凸輪件的滑動與氣動千斤頂的軸心線是與進料裝置的軸心線平行，即平行於將原料棒材推向該切削單元的移動路徑。
這種已知的鉗是龐大的，因而產生該如何將 該鉗整合在該進料裝置中的問題。在某些進料裝置，該鉗的氣動千斤頂向下在進料裝置的原料棒材的移動路徑的下方延伸。在這種情況下，導致不容易以手到達作該鉗的維護。
在其它進料裝置中，該氣動千斤頂在移動路 徑的一側延伸。同樣地，該氣動千斤頂不容易達到以手作維護，因為其與打開進料裝置之側相反，該進料裝置打開側即為給予機器操作者接近之處或是將新的原料供應至側邊的供應盒之處。此外，位在移動路徑一側的氣動千斤頂使得該進料裝置變得更寬。
本發明的至少一個目的在於，提出一種用於軸向鎖緊原料棒材之鉗，其可以被整合入進料裝置內，使得檢查或維修容易進行，同時保持在原料棒材上產生強大的軸向鎖緊能力。
根據本發明，由於在進料裝置用於軸向鎖緊原料棒材之鉗，故可達成此目的，該鉗包括- 第一鉗夾和第二鉗夾，其等在用於扣緊原料棒材的扣緊位置，和在用於釋放該原料棒材的釋放位置之間彼此相對移動，- 滑動部件，其承載該第一鉗夾，- 凸輪(42)，其用於接受從致動器來的第一移動，和用於將該第一移動分解成為朝向該第一鉗夾的第二移動，和成朝向該第二鉗夾的第三移動，該凸輪具有斜面用於將該第二移動傳送到承載第一鉗夾的滑動部件，- 旋轉槓桿，其藉由凸輪所致動，並擁有第一臂用於承載該第二鉗夾，- 該凸輪具有推動部，其用於藉由推動該槓桿的第二臂傳送該第三移動。
根據本發明的鉗，其優點是可與進料裝置併合，以此方式使得該進料裝置的寬度或整體體積不會增加。
根據上面所述的鉗係進料裝置的鉗，即是用於進料裝置的鉗。該鉗還可包括以下有利特徵：有利地，該第一鉗夾和第二鉗夾可朝向對準軸線移動或遠離該對準軸線，該對準軸線係當該原料棒材被該第一和第二鉗夾扣緊時，其是該原料棒材的縱向軸線。較佳地，該凸輪在第一滑動軸線上滑動，該滑動軸線係包括與該對準軸線的平面平行及離開一段距離處。較佳地，該滑動部件在第二滑動軸線上滑動，該第二滑動軸線實質上位在該對準軸線延伸之該平面相交。
這樣做，該第一滑動軸線可以不平行於對準軸線。在這種情況下，其有利點是，該鉗在平行於該進料裝置的軸線的方向，即平行於原料棒材被推向切削單元的移動路徑的方向，其體積會較小。這使得該鉗能夠更容易地整合於進料裝置，但保持其在該原料棒材上產生牢固的扣緊。
有利地，該鉗包括：致動器，其配置成用以施加致動力，該致動力的方向實質上相同該第一滑動軸線，該凸輪的推動部實質上對準於該致動力，該致動力作用該致動器與凸輪相互連接的附加裝置。在這種情況下，可將對應的部分致動力有效地傳送在該槓桿。
有利地，該第二滑動軸線實質上是垂直的，該第一和第二鉗夾上下設置。在這種情況下，該下鉗夾 可剛好在兩個鉗夾扣緊之前提高原料棒材用以將該原料棒材定置於中心。
有利地，該鉗包括一個滑動接頭用於連接該槓桿到該凸輪的推動部。在這種情況下，該凸輪可拉回該槓桿。
有利地，該鉗包括致動器，其具有固定部分和用於促動該凸輪的移動部分。
有利地，該致動器是氣動千斤頂。
本發明的另一觀點，由進料裝置將原料棒材依序地裝載入切削單元的主軸內，該進料裝置包括：- 推進件，其前端配置一無動力鉗，用於壓入配合夾持一原料棒材的末端以及用於沿著該原料棒材的縱軸線推動該原料棒材進入該切削單元的主軸，以及- 一用於往復驅動該推進件之驅動裝置，- 如前所述之鉗，致動器，具有固定部件和用於致動所述凸輪之活動部件。
在藉由前推無動力鉗朝向原料棒材，由無動力鉗以彈性壓入配合抓取原料棒材的後端之期間。該進料裝置的鉗可軸向鎖緊原料棒材。較佳地，在拉出無動力鉗遠離該棒材的殘餘部分之期間，該鉗也適用於軸向鎖緊該原料棒材的殘餘部分。
有利地，該進料裝置包括供給盒，其用於存儲原料棒材及用於橫向逐一地輸送該原料棒材至軸向開始的位置，從該軸向開始的位置該推進件向前推動原料 棒材進入切削單元的主軸。較佳地，該供給盒在軸向開始的位置的一側延伸。較佳地，該推進件安裝在該一側，在該供給盒下方。這能使設置緊湊，亦使致動器可容易達到以便於檢查和/或維護。
1‧‧‧進料裝置
2‧‧‧主軸
3‧‧‧切削單元
10‧‧‧導引通道
11‧‧‧無動力鉗
12‧‧‧推進件
13‧‧‧供給盒
14‧‧‧驅動裝置
20‧‧‧鉗
30‧‧‧導軌
31‧‧‧外殼
32‧‧‧螺釘
40‧‧‧安裝構件
41‧‧‧致動器
42‧‧‧凸輪
43‧‧‧槓桿
44‧‧‧滑動部件
45‧‧‧鉗夾
46‧‧‧鉗夾
47‧‧‧上臂(第一臂)
50‧‧‧固定部件
51‧‧‧活動部件
52‧‧‧附加裝置
53‧‧‧棒條
55‧‧‧滑動接頭
56‧‧‧下臂(第二臂)
57‧‧‧推動部
58‧‧‧滾軸
59‧‧‧洞
60‧‧‧柱
61‧‧‧旋轉軸
65‧‧‧狹縫
66‧‧‧滾軸
67‧‧‧斜面
68‧‧‧斜面
70‧‧‧垂直狹縫
71‧‧‧螺釘
72‧‧‧墊圈
B‧‧‧原料棒材
F‧‧‧致動力
M1‧‧‧第一移動
M2‧‧‧第三移動
M3‧‧‧第二移動
P‧‧‧平面
X1-X'1‧‧‧對準軸線
X2-X'2‧‧‧水平旋轉軸線
Y-Y'‧‧‧滑動軸線
Z-Z'‧‧‧滑動軸線
本發明和其他特徵和各種優點經過以下詳細描述，以及本發明的示例性實施例及結合下面附圖會將更加清楚。
圖1顯示切削單元之俯視示意圖，該切削單元係相關於本發明之進料裝置。
圖2顯示沿著圖1的II-II線所取的橫剖面視圖。
圖3和圖4顯示兩個沿著平行於圖1的II-II線的不同位置所取的橫剖面視圖，其僅顯示包括根據本發明實施例的鉗和軸向導引通道所構成的一部分構造，該兩構件是圖1和圖2的進料裝置的一部分。
圖5-7是與圖2相似的橫剖面視圖，其不同處在於，僅顯示圖3和圖4及原料棒材的部分構造，且其描述根據本發明實施例的鉗是如何工作以便軸向鎖緊原料棒材。
圖8顯示圖7裡圓圈VIII的部分放大圖。
圖1中根據本發明一實施例之進料裝置1，其是設置成依次將原料棒材B逐一裝載入已知切削單元3的迴轉驅動主軸2。該主軸2在其作加工時轉動原料棒材B，而該棒材的一部分仍然由進料裝置1所支撐。分 件或其它片段是經由切削原料棒材B的前端而製得。該棒材經過全部切削後，該分件或片段將會與殘餘的原料棒材B分開。該原料棒材B其後在隨之而來的在其前端兩個切削之間被裝載。
該送料裝置1包括軸向導引通道10，其係用 於軸向導引原料棒材B，該原料棒材係被伸長的推進件12之前方的無動力鉗11所推動進入切削單元3內。驅動裝置14設置用於往復驅動該推進件12。側供給盒13是存儲等待中的複數原料棒材B，以便每次該軸向導引通道10可再次空出時，逐個輸送到軸向導引通道10中。 切削該進料裝置1之鉗20設置成用於在原料棒材B裝載入切削單元3之前，軸向鎖緊直的原料棒材B，此時無動力鉗11被前推到該原料棒材B之後端，以使通過彈性壓入配合該後端。
在從原料棒材B製作最後一元件之期間，該 原料棒材B之一部分由主軸2驅動，其將構成剩餘的殘料。在切削整個原料棒材之後，除了所剩餘之廢料外，該無動力鉗11將剩餘的殘料拉到該鉗20所在之處。然後該鉗20將軸向鎖緊剩餘的殘料以使無動力鉗11能夠從其中拉走。
在圖2中，該進料裝置1包括一軸向導軌30， 其保持該導引通道10在開口向上的縱向外殼31內。外殼31之橫向隔板支承帶有一側組之橫無盡之螺釘32，其相繼地沿導引通道10設置。在圖2中，僅可見一個無盡之螺釘32。該組螺釘32可以支持一連續之原料棒材 B(圖中未示出)，因此在導引通道10的一側形成該側供給盒13。同時轉動的無盡之螺釘32使第一原料棒材B在該無盡之螺釘32落向該導引通道10。
依據本發明，該導軌30支持該鉗20之安裝構件40。該鉗20包括一致動器，例如氣動千斤頂41，其驅動一獨特的凸輪42在水平滑動軸線Y-Y'上滑動。該同一凸輪42同時致動旋轉桿43以及滑動部件44，其能夠在垂直滑軸Z-Z'上下移動。
該鉗20還包括一對鉗夾，即下V型之鉗夾45及上V型之鉗夾46，其可朝向彼此或遠離彼此移動。該鉗夾45是固定在該滑動部件44。該旋轉桿43之一上臂47設置有該鉗夾46。當該原料棒材B被該鉗夾45、46鎖緊時，該兩個鉗夾45、46同時移動朝向或遠離該水平對準軸線X1-X'1，該水平對準軸線X1-X'1是原料棒材B之縱向軸線。
該滑動軸線Y-Y'是非平行於該對準軸線X1-X'1。在該例中，該滑動軸線Y-Y'實質上是垂直於該對準軸線X1-X'1。由此，該鉗20沿著平行於對準軸線X1-X'1方向時並不龐大。故在進料裝置1中，沿該導軌30可容易找到收容該鉗20的空間。
該氣動千斤頂41被安裝在供給盒13下方，相對於導軌30的同側。因此，該氣動千斤頂41容易伸手去做檢查或維修，但是不增加該進料裝置1之整體體積或寬度。
圖3可以更好地示出，該氣動千斤頂41具有 中央致動軸，其實質上沿相同滑動軸線Y-Y'的方向。在所描述的實施例中，該氣動千斤頂41之中央致動軸與該滑動軸線Y-Y'一致。該氣動千斤頂41被設計為更替地產生與中央致動軸一致的致動力F和與其相反的操縱力。氣動千斤頂41之固定部件50被穩穩地連接到該安裝構件40，其包括氣缸，其中該氣動千斤頂41之活動部件51之活塞在該中央致動軸上滑動。該中央致動軸穿過附加裝置52，其將該活動部件51連接到該凸輪42。 兩個棒條53緊緊安置在安裝構件40，在沿著該滑動軸線Y-Y'滑動期間引導該凸輪42。
滑動接頭55將槓桿43之下臂56連接到凸輪 42之推動部57。該滑動接頭55包括滾軸58由該槓桿43之臂56所攜帶。該滾軸58可以在該推動部57之被延長的洞59內滾動。
固定到導軌30上的柱60設有軸頸軸承(未表 示)，其支撐攜帶槓桿43的旋轉軸61。該推動部57用於推進該臂56以使槓桿43於水平旋轉軸線X2-X'2上旋轉。當該致動力F作用在氣動千斤頂41及凸輪42互相連接的位置之處的附加裝置52時，該推動部57與該致動力F對齊。
一同樣的水平平面P含有該水平旋轉軸線 X2-X'2和該對準軸線X1-X'1。該凸輪42在該滑動軸線Y-Y'上滑動，該滑動軸線Y-Y'係與平面P平行並離開該平面P一定的距離。並滑動部件44在滑動軸線Z-Z'上滑 動，該滑動軸線Z-Z'實質上係與對準軸線X1-X'1之延伸線上的平面P相交。
該凸輪42設置有傾斜的狹縫65，裝有滑動 部件44之滾軸66在該狹縫65中滾動。該狹縫65的第一邊緣形成該滾軸66之第一斜面67，並設置成適用於賦予向上的運動以傳遞給滑動部件44。該狹縫65的第二邊緣形成該滾軸66之第二斜面68，並設置成適用於賦予向下移動到活動部件44。換句話說，該斜面67是一對實質上朝向兩個相反方向的第一及第二斜面67、68之第一斜面，且該兩個斜面之每一者設置成適於賦予滑動部件做兩個反向移動。該斜面67、68相較於該滑動軸線Y-Y'及Z-Z'是傾斜的。
在圖4中，垂直狹縫70的兩相對側穿過該安 裝構件40垂直導引該滑動部件44的兩個螺釘71。螺釘71所帶有的墊圈72保持該滑動部件44在安裝構件40表面上。
在圖5中，該氣動千斤頂41處於縮回狀態， 且該鉗20處於開啟狀態。該鉗夾45、46是在釋放位置，遠離停留在導引通道10內之原料棒材B，以便該原料棒材B可自由的軸向移動。
在圖6中，該氣動千斤頂41的活動部件51 滑出，且使該凸輪42沿著滑動軸線Y-Y'滑動，如箭頭M1所示。推動部57推動該臂56使槓桿43圍繞著旋轉軸線X2-X'2作旋轉運動M2。同時，該凸輪42之斜面67促動該滑動部件44，因此滑動部件44沿滑動軸線Z-Z' 向上滑動，如箭頭M3所示。該鉗夾45、46朝向放置在導向通道10的原料棒材B移動。
在停止前，該鉗夾45、46集中該原料棒材B 在對準軸線X1-X'1上。之後，該鉗夾45、46鎖緊該原料棒材B並停留在圖7的位置。
在圖7和圖8中，該鉗夾45、46是在鎖緊位 置。該氣動千斤頂41施加致動力F在凸輪42上。因此，該鉗夾45、46產生強的夾持於該原料棒材B上，並軸向地鎖緊該原料棒材B在二者之間。該鉗夾45、46之間的距離取決於原料棒材的直徑。不論什麼直徑，該原料棒材B被釘中心在對準軸線X1-X'1上，因為該鉗夾45、46由相同的氣動千斤頂41通過傳動機構所驅動，因而在夾緊任何原料棒材B前產生定中心作用。
又，在圖7中，該原料棒材B是在被無動力 鉗11夾緊後，在軸向開始位置處被推向進入切削單元3的主軸2，並由該鉗夾45、46釋放。氣動千斤頂41的活動部件51的縮回移動引起關於如圖6所示情況的反向運動，及釋放的原料棒材B。
雖然本發明根據特定裝置，材料和實施例所 描述，但本領域技術人員可以容易地確定在從上述描述本發明的本質特徵，做出種種改變和修改，使之適用於各種用途和如下面的請求項所揭示的特性。

Claims (10)

  1. 一種用於軸向鎖緊原料棒材(B)之進料裝置之鉗，該鉗包括第一鉗夾和第二鉗夾(45、46)，其等在用於鎖緊該原料棒材(B)之鎖緊位置及用於釋放該原料棒材(B)之釋放位置之間可相對於彼此而移動；承載該第一鉗夾(45)之滑動部件(44)；及一凸輪(42)，其用於從致動器(41)接收第一移動(M1)，和用於將該第一移動(M1)分離成朝向該第一鉗夾(45)的第二移動(M3)，以及朝向該第二鉗夾(46)的第三移動(M2)，該凸輪(42)具有斜面(67)用於賦予該第二移動(M3)至承載第一鉗夾(45)之滑動部件(44)，其中，該鉗還包括一由該凸輪(42)所致動、並具有承載該第二鉗夾(46)之第一臂(47)的旋轉槓桿(43)，該凸輪(42)具有一推動部(57)，用於藉由推動該槓桿(43)的第二臂(56)，賦予該第三移動(M2)，並且其中該凸輪(42)設置有傾斜的狹縫(65)，該狹縫(65)的邊緣形成該斜面(67)，而該滑動部件(44)在該狹縫(65)之該斜面(67)上滾動。
  2. 如請求項1之鉗，其中，該第一鉗夾(45)和第二鉗夾(46)可移動朝向對準軸線(X1-X'1)及遠離此對準軸線(X1-X'1)，當該原料棒材(B)由該第一鉗夾和第二鉗夾(45、46)所固定時，該對準軸線(X1-X'1)是該原料棒材(B)之縱向軸，該凸輪(42)在第一滑動軸線(Y-Y')上滑動，該第一滑動軸線(Y-Y')係與於含有對準軸線(X1-X'1) 的平面(P)平行且離開該平面(P)一距離之處，該滑動部件(44)在第二滑動軸線(Z-Z')上滑動，該第二滑動軸線(Z-Z')與該平面(P)，在實質上位在該對準軸線(X1-X'1)延伸之位置處相交。
  3. 如請求項2之鉗，其中，該第一滑動軸線(Y-Y')不平行於該對準軸線(X1-X'1)。
  4. 如請求項2之鉗，其中，該鉗包括致動器(41)設置成用於施加一實質上具有與該第一滑動軸線(Y-Y')相同之方向的致動力(F)，該凸輪(42)的推動部(57)實質上與該致動力(F)作用在該致動器(41)與該凸輪(42)相互連接處的附加裝置(52)對準。
  5. 如請求項2之鉗，其中，該第二滑動軸線(Z-Z')實質上垂直，該第一和第二鉗夾(45、46)上、下設置。
  6. 如請求項1之鉗，其中，該鉗包括滑動接頭(55)，將該槓桿(43)連接至該凸輪(42)的推動部(57)。
  7. 如請求項1之鉗，其中，該鉗包括一具有固定部件(50)和活動部件(51)的致動器(41)，其用於致動該凸輪(42)。
  8. 如請求項7之鉗，其中，該致動器是氣動千斤頂(41)。
  9. 一種用於依次加載原料棒材(B)到切削單元(3)之主軸(2)的進料裝置，其包括推進件(12)，其前端設置有無動力鉗(11)，其用於彈性壓入配合夾持該原料棒材(B)之後端，以及用於推動該原料棒材(B)沿著該棒材的縱向軸線進入該切削單元(3)的主軸(2)內，及用於往復驅動該推進件(12)的驅動裝置(14)， 其特徵在於，該進料裝置另包括根據請求項1至8中任一項的鉗(20)及致動器(41)，該致動器(41)具有固定部件(50)和用於驅動該凸輪(42)之活動部件(51)，該鉗(20)被設置成於透過前推無動力鉗(11)朝向該原料棒材(B)而藉由該無動力鉗(11)彈性壓入配合夾持該原料棒材之後端的期間，於軸向鎖緊該原料棒材(B)，以及用於在將無動力鉗(11)拉遠離殘餘部分期間，軸向鎖緊該原料棒材(B)之殘餘部分。
  10. 如請求項9之進料裝置，其中，該進料裝置包括一供給盒(13)，其用於儲藏該原料棒材(B)，及用於將該原料棒材(B)橫向逐個遞送到軸向開始之位置，在此位置該推進件(12)將該原料棒材(B)推向前進入該切削單元(3)的主軸(2)內該供給盒(13)在該軸向開始位置的一側延伸，該致動器(41)被安裝在該側，位在該供給盒(13)的下方。
TW103132353A 2014-05-26 2014-09-19 用於軸向鎖緊原料棒材之進料裝置之鉗以及用於依次裝入原料棒材到切削單元之主軸之進料裝置 TWI628017B (zh)

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