TWI640392B - 換刀機構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種換刀機構，可用以在刀庫與自動加工機之間取換刀具，換刀機構包括機座以及可受機座帶動升降旋轉的換刀臂，換刀臂安裝有可升降滑動的頂掣件，頂掣件具有一頂桿，頂桿穿伸出換刀臂的頂面，在換刀臂升降移動時頂桿壓抵於機座，頂桿外套設一止水件，止水件於換刀臂移動上升後壓抵於換刀臂與機座之間，藉此，當換刀機構於自動加工機旁待機時，止水件可封閉頂桿與換刀臂之間的縫隙，防止切削液進入換刀臂內，而能維持換刀機構的工作效能。

Description

換刀機構

本發明是關於一種自動加工機的協同機械，用於在自動加工機與刀庫之間取換刀具。

換刀機構可用於在自動加工機與刀庫之間取換刀具，在取換刀具的過程中，特別是在將刀具從加工機取下時，換刀機構需要以一定力量夾持刀具，甚至需要將刀具鎖固，以避免刀具意外脫離掉落。

現有的換刀機構可參考第1圖與第2圖，包括機箱11、心軸12與刀臂13，機箱11底側具有承靠部14，機箱11內裝設有凸輪結構，能依一定順序帶動心軸12水平旋轉以及軸向垂直移動，刀臂13則安裝固定於心軸12，隨心軸12一同旋轉與移動，刀臂13兩端遠離心軸12處形成有圓弧狀的扣刀部15，刀臂13另外安裝有可徑向滑動的扣具16以及可軸向移動的卡塊17，該卡塊17的上端穿伸出刀臂13上所開設的開孔131，於心軸12上移時，該卡塊17的上端壓抵承靠部14而內縮，扣具16的一端延伸遠離心軸12並與扣刀部15相對，能與扣刀部15一同夾持並扣合刀具18，扣具16的另一端則與卡塊17相對，當卡塊17滑動上移時，卡塊17抵頂於扣具16，使扣具16不能滑動，刀具18即穩固地被夾持於扣具16與扣刀部15之間；請參考第3圖，當心軸12上移後，卡塊17壓抵於承靠部14因而相對於刀臂13向下移動，扣具16即不受卡塊17抵頂，可徑向移動，使刀具18能推開扣具16，從扣具16 及扣刀部15脫離。

上述換刀機構於使用時，可能會出現不能確實鎖扣刀具的情形。由於換刀機構是與自動加工機搭配運作，為了節省作業時間，在需要時立即扣合刀具進行換刀，換刀機構需要以第3圖所示的狀態保持於自動加工機旁待機，而自動加工機的工作現場往往有大量的切削液四處噴濺，切削液會經由卡塊17上端與開孔131之間的縫隙，進入刀臂13內並填塞於卡塊17周圍，造成卡塊17移動緩慢、困難或不能確實移動到預定位置的問題，連帶影響扣具16的滑動，使刀具在換刀過程中過早或過晚由換刀機構釋放，影響換刀流程，甚至可能損壞刀具或自動加工機。

本發明的其中一項目的在於提供一種換刀機構，能在自動加工機的工作現場保持預定的工作效能，在預定的行程或時間點釋放與鎖扣刀具。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種換刀機構，包括一機座、一換刀臂、至少一頂掣件與至少一止水件。該機座具有一傳動軸，該機座帶動該傳動軸沿一軸向方向移動。該換刀臂設置於該傳動軸而隨該傳動軸於靠近該機座的第一位置與遠離該機座的第二位置之間移動，該換刀臂具有面向該機座的一上表面，該換刀臂具有一位於該上表面的開孔，該上表面與該機座之間具有一軸向移動空間。該頂掣件具有一頂桿，該頂掣件滑動地設置於該換刀臂，該頂桿自該開孔穿伸於該軸向移動空間中。該止水件具有一套置孔，該止水件容置於該軸向移動空間，該頂桿插置於該套置孔，該止水件的軸向高度不小於該換刀臂位於該第一位置時該軸向 移動空間的軸向高度。

藉此，本發明所提供的換刀機構可供安裝於刀庫與自動加工機，於刀庫與自動加工機之間取換刀具，在自動加工機進行加工時，換刀機構可以在自動加工機旁待機，利用止水件夾置於換刀臂與機座之間，封閉頂掣件之頂桿與換刀臂之間的縫隙，避免切削液進入換刀臂內，使換刀機構的動作流程維持正常。

11‧‧‧機箱

12‧‧‧心軸

13‧‧‧刀臂

131‧‧‧開孔

14‧‧‧承靠部

15‧‧‧扣刀部

16‧‧‧扣具

17‧‧‧卡塊

311‧‧‧開孔

32‧‧‧扣刀部

40‧‧‧頂掣件

41‧‧‧頂桿

42‧‧‧彈簧

50‧‧‧夾掣件

51‧‧‧凸塊

52‧‧‧彈性件

18‧‧‧刀具

20‧‧‧機座

21‧‧‧傳動軸

22‧‧‧承靠部

30‧‧‧換刀臂

31‧‧‧上表面

60‧‧‧止水件

61‧‧‧耐磨層

62‧‧‧橡膠層

63‧‧‧套置孔

90‧‧‧刀具

第1圖為習知換刀機構的側面局部剖視圖。

第2圖為習知換刀機構的仰視局部剖視圖。

第3圖為習知換刀機構另一動作的側面局部剖視圖。

第4圖為本發明第一實施例換刀機構的側面局部剖視圖。

第5圖為第4圖的局部放大圖。

第6圖為本發明第一實施例換刀機構的仰視局部剖視圖。

第7圖為本發明第一實施例頂掣件與止水件的立體分解圖。

第8圖為本發明另一實施例止水件的剖視圖。

第9圖為本發明又一實施例止水件的剖視圖。

第10圖為本發明第一實施例換刀機構另一動作的側面局部剖視圖。

第11圖為第10圖的局部放大圖。

第12圖為本發明第二實施例換刀機構的側面局部剖視圖。

第13圖為第12圖的局部放大圖。

第14圖為本發明第二實施例換刀機構另一動作的側面局部剖視圖。

第15圖為第14圖的局部放大圖。

本實施例提供一種換刀機構，可以在存放自動加工機刀具的刀庫與自動加工機的主軸之間取換刀具，將刀庫中的刀具與自動加工機的主軸中的刀具交換，達成為自動加工機換刀的使用功能。請參考第4圖至第7圖，本實施例的換刀機構包括一機座20、一換刀臂30、二頂掣件40、二夾掣件50與二止水件60。

該機座20具有由底部穿伸於外的一傳動軸21，依傳動軸21界定軸向方向，該機座20內裝設有凸輪組，可受馬達或其他動力裝置驅動，帶動傳動軸21依預定的順序沿軸向方向移動以及繞軸向方向轉動。機座20的底部另具有一承靠部22，承靠部22不隨傳動軸21沿軸向方向移動，因此可受其他零部件抵靠。

換刀臂30設置於傳動軸21，於傳動軸21移動或轉動時換刀臂30亦隨之一同移動，換刀臂30具有面向承靠部22的上表面31，該換刀臂30具有位於該上表面31的開孔311，上表面31與承靠部22之間具有一軸向移動空間，換刀臂30的兩端由傳動軸21徑向沿伸，換刀臂30具有兩扣刀部32，兩扣刀部32分別位於換刀臂30的兩端，扣刀部32具有呈圓弧狀的凹口，可用以抵貼刀具90。

頂掣件40設置於換刀臂30並可相對換刀臂30沿軸向方向移動，頂掣件40具有一頂桿41，頂桿41自換刀臂30之上表面31所開設的開孔311穿伸於上表面31與承靠部22之間的軸向移動空間中。該頂掣件40另包含一彈簧42，彈簧42推抵於換刀臂30，使頂掣件40及其頂桿41隨時向上復位。

夾掣件50設置於換刀臂30中並可相對於換刀臂30滑動，夾掣件50的一端具有一凸塊51，凸塊51與扣刀部32的凹口相對，可將刀具90夾抵於凸塊51與扣刀部32的凹口之間，使刀具90不能從扣刀部32任意分離，夾掣件50的另一端沿換刀臂30沿伸而與頂掣件40相對，抵靠於頂掣件40，使得夾掣件50不能任意移動；頂掣件50具有一彈性件52，推抵於換刀臂30使頂掣件50隨時朝向扣刀部32復位。

該止水件60可以是橡膠、塑膠或含有橡膠或塑膠的複合材，例如請參考第8圖，止水件60為橡膠內部含有金屬或其他塊體包覆於其中，或者請參考第9圖，止水件60具有位於頂部的耐磨層61以及位於底部的橡膠層62，該耐磨層61例如是金屬材質，耐磨層61與橡膠層62連接，且耐磨層61向上面向機座的承靠部；請參考第4圖至第7圖，該止水件60具有一套置孔63，套置孔63為貫穿孔，且套置孔63的形狀與頂掣件40的頂桿41配合而均為圓形，以套設於頂掣件40之頂桿41上，止水件60的外表面可為圓柱形或多角柱形，止水件60容置於承靠部22與上表面31之間的軸向移動空間中，頂掣件40的頂桿41插置於套置孔63，使止水件60套設於頂桿41，其中，本實施例中的套置孔63的孔徑等於或略小於頂桿41的外徑，因此止水件60將會位於頂桿41的頂端處並且隨頂桿一同移動，若是套置孔63的孔徑大於頂桿41的外徑，止水件60受重力作用而掉落於上表面31上，亦屬可行。

上述換刀機構於使用時，可將外部動力輸入機座20，例如電力及馬達，機座20帶動傳動軸21沿軸向方向移動，進而帶動換刀臂30移動，請參考第10圖，當換刀臂30移動至第一位置時，換刀臂30移動靠近機座20及其承靠部22，頂掣件40的頂桿41壓抵於承靠部22，因此頂掣件40相對於 換刀臂30向下移動，頂掣件40即不再抵靠夾掣件50，夾掣件50可沿換刀臂30移動，刀具90受力時可推移夾掣件50及其凸塊51，從扣刀部32分離，或由外部移動進入扣刀部32與凸塊51之間；請參考第10圖與第11圖，換刀臂30移動至第一位置時，承靠部22與上表面31的軸向移動空間等於或略小於止水件60的軸向高度，因此止水件60被夾置於換刀臂30的上表面31與機座20的承靠部22之間，並且包圍頂桿41穿露於軸向移動空間中的部分，止水件60可封閉頂桿41與換刀臂30之開孔311間的縫隙，當換刀機構於自動加工機旁待機時，可避免切削液進入換刀臂30內，以保持頂掣件40於換刀臂30內移動的順暢度。

請參考第4圖至第6圖，機座20可繼續帶動傳動軸21，移動至第二位置，傳動軸21沿軸向方向向下移動，頂掣件40的頂桿41不再受承靠部22推抵，頂掣件40向上復位並抵靠夾掣件50，使夾掣件50不能任意移動，刀具90不能推移夾掣件50，因而不能從扣刀部32分離；此時，由於換刀機構在執行換刀作業，除了自動加工機會停止噴灑切削液外，傳動軸21也會帶動刀具交換，換刀臂30將會受帶動轉動，能藉由離心力作用將上表面31殘留的切削液甩落，使得換刀機構在執行換刀作業時，殘留的切削液也不會經由頂桿41與換刀臂30之開孔311間的縫隙進入換刀臂30內，能維持頂掣件40移動路徑的淨空。

利用上述換刀機構，當換刀機構於自動加工機旁待機時，自動加工機加工時使用的切削液會受到止水件阻擋，不會進入頂掣件於換刀臂內的移動路徑內，可避免頂掣件移動的路徑被切削液填塞，能維持頂掣件移動順暢，從而確保夾掣件能依預定模式動作，維持換刀機構的工作效 能。

請參考第12圖至第15圖，在本發明第二實施例中，換刀機構中的元件及其連結關係與第4圖至第7圖所示本發明第一實施例之換刀機構相似，惟其中止水件60的套置孔為盲孔，頂桿42插置於止水件60的套置孔，因此止水件60套設於頂桿42的頂端；請參考第14與第15圖，當換刀臂30移動至第一位置時，止水件60不僅包覆於頂桿42的周圍，且同時包覆頂桿42的頂部，可發揮與前述第一實施例相似的使用功能。

總結以上說明，本發明所揭露的換刀機構能在自動加工機旁待機，於待機時能有效防止切削液進入換刀臂內，維持換刀機構原有的工作效能，具良好的使用效果，對自動化機械加工具有極大助益，惟以上實施例僅在於說明並闡述本發明的技術內容，本發明的專利範圍應以本發明的申請專利範圍為準。

Claims (9)

1. 一種換刀機構，包含：一機座，具有一傳動軸，該機座係帶動該傳動軸沿一軸向方向移動；一換刀臂，設置於該傳動軸而於靠近該機座的第一位置與遠離該機座的第二位置之間移動，該換刀臂具有面向該機座的一上表面，該換刀臂具有位於該上表面的一開孔，該上表面與該機座之間具有一軸向移動空間；至少一頂掣件，具有一頂桿，該頂掣件係滑動地設置於該換刀臂，該頂桿自該開孔穿伸於該軸向移動空間中；至少一止水件，具有一套置孔，該止水件容置於該軸向移動空間，該頂桿插置於該套置孔，該止水件的軸向高度不小於該換刀臂位於該第一位置時該軸向移動空間的高度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的換刀機構，其中該套置孔貫穿該止水件。
3. 如申請專利範圍第2項所述的換刀機構，其中該套置孔的內徑與該頂桿的外徑相應，使該止水件與該頂掣件一同移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述的換刀機構，其中該套置孔為盲孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述的換刀機構，其中該止水件為塑膠、橡膠或含有塑膠或橡膠之複合材。
6. 如申請專利範圍第1項所述的換刀機構，其中該止水件包含相連接的一耐磨層與一橡膠層，該耐磨層面向該機座。
7. 如申請專利範圍第1項所述的換刀機構，其中該止水件的外表面為圓柱形。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的換刀機構，其中該換刀臂具有一扣刀部，該換刀機構更包含一夾掣件，該夾掣件係滑動地設置於該換刀臂，該夾掣件的一端與該扣刀部相對，該夾掣件的另一端與該頂掣件相對並受該頂掣件抵靠。
9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的換刀機構，其中該換刀臂具有二扣刀部，該換刀機構包含二頂掣件與二止水件，更包含二夾掣件，各該夾掣件係滑動地設置於該換刀臂，各該夾掣件的一端與其中一扣刀部相對，另一端與其中一頂掣件相對並受其抵靠。