TWM551954U - 機床之刀具主軸結構 - Google Patents

Description

機床之刀具主軸結構

本新型涉及機床包含銑床的技術領域，尤指鑽床之刀具主軸之結構範疇。

按，一般鑽床、銑床或鑽銑複合機係對工件作為鑽孔或／及銑切加工之用途，又其驅動動力的種類依據傳動方式可區分為「馬達」與「齒輪」傳動方式，以及「馬達」與「皮帶、皮帶輪」的傳動方式。

通常，習用鑽床、銑床或鑽銑複合機等之機床所使用的一刀具主軸B，如圖9所示，係由不同外徑構成不同粗細的階級狀的一軸桿9，且該軸桿9設有階級狀的一中心孔90，其中該軸桿9的底端設為刀具端91，其係端設為一傳動端92，又該刀具端91具有一推拔孔911及一卸刀孔912，其中該推拔孔911提供套入一刀具93，以利作加工，若要替換該刀具93時，取一斜柄片94並插入該卸刀孔912，便可卸除該刀具93。

而習知的軸桿9的傳動端92係設為栓槽軸921(castellated shaft)，即該栓槽軸921係設為徑向均佈有數個栓槽922，且該栓槽922的並具有一長度，即該栓槽922的內側端緊鄰該軸桿9所設的一肩部901處，且所設二肩部901提供結設軸承，以利該軸桿9旋轉，其中該栓槽軸921與該肩部901可提供套入一傳動元件95，即該傳動元件95必須設有一栓槽孔951與該栓槽軸921配合，如圖10所示，如此方能將動力藉由馬達驅動該傳動元件95、軸桿9，最後動力才傳達至該刀具93，以利該刀具93進行鑽孔、銑切等金屬加工。

綜所皆知，該軸桿9的栓槽軸921與傳動元件95的栓槽孔951形狀複雜，相當難加工，而且該軸桿9於傳達動力的過程中，該栓槽922、栓槽孔951，如圖10所示的b處容易產生應力集中效應，導致該軸桿9的傳遞扭力受到限制；再者，該軸桿9、傳動元件95長時間使用後，該栓槽922、栓槽孔951之間的間隙c因磨耗而變大，如圖10所示，導致該機床會發出惱人的聲音。

綜合以上，習知刀具主軸B存在有不易加工、應力集中、傳動扭力受限、噪音等之問題點，實有需要對該軸桿9進行改善。

緣此，本新型創作人於是創造出本新型機床之刀具主軸結構，故本新型之主要目的在於提供：容易加工的一種機床之刀具主軸；本新型之次要目的在於提供：提升傳動扭力的一種機床之刀具主軸；本新型之再一目的在於提供：可降低噪音的一種機床之刀具主軸。

為達上述目的，故本新型機床之刀具主軸結構運用了如下技術手段：係由不同外徑所構成的階級狀的中空或實心的一軸桿，其包含有：一傳動端，係設於該軸桿的第一徑端，又該第一徑端具一第一半徑，其中該傳動端所設一肩部提供結設一軸承，又該傳動端提供接設置少一傳動元件；一刀具端，係設於該軸桿的第二徑端，其中該刀具端所設另一肩部提供結設另一軸承，又該刀具端提供結設一刀具，並另設有一卸刀孔及一錐度孔；一中心孔，係於該軸桿內部配合其粗細形狀，且由不同內徑所構成的階級狀、錐狀的中心孔；及一對弧凹槽，係兩兩相對地設於該軸桿的傳動端，即該對弧凹槽係從該傳動端端面往該刀具端延伸一預設長度，且該對弧凹槽的底部緊鄰位於上方的肩部，另該弧凹槽具一第二半徑，又該第二半徑須小於該傳動端第一徑端的第一半徑。

上述該傳動端第一徑端的第一半徑與該弧凹槽的第二半徑之比值設為2~5倍。

上述該弧凹槽的深度尺寸約為1/13~1/5倍該軸桿的第一徑端的外徑尺寸。

上述該對弧凹槽從該傳動端往該刀具端延伸的預設長度不超過該軸桿總長的一半。

上述該刀具端的端面設有一個一字槽，其中該一字槽提供銑刀上的鍵塊套入。

上述該傳動元件設為一齒輪，且該齒輪的套入孔對應配合該對弧凹槽。

上述該傳動元件設為一階級皮帶輪及一襯套，且該襯套對應配合該對弧凹槽，而該階級皮帶輪再套入於該襯套的錐度外徑。

上述機床之刀具主軸結構，係使用於皮帶輪傳動式鑽床或齒輪傳動式鑽床，其中該刀具設為鑽頭或銑刀。

藉由上述技術手段，故本新型可以達成如下功效： 1.本新型刀具主軸所設的二弧凹槽可降低加工的複雜性，使零件加工更容易。 2.本新型刀具主軸因為該二弧凹槽，於動力傳動的過程中不會有應力集中破壞情況發生，且在相同的傳動軸直徑限制下，具該對弧凹槽的軸桿之斷面積較多出約11%，使本新型刀具主軸強度、傳動扭力均增加約10%~30%，且提升其可靠度。 3.本新型刀具主軸所設該二弧凹槽於傳動的過程中，該二弧凹槽與傳動元件之間的磨合會更容易，可有效減少傳動時發生的噪音約6dB~10dB。 4.本新型結構係採用特殊成型方式，以崁入的方式作精確的配合，使零件可以模組化方式共用不同機台量產，例如可當作鑽床、銑床或鑽銑複合機等機床之刀具主軸。

首先，請參閱圖1至圖5所示者，為本新型係於一種機床之刀具主軸結構，其刀具主軸A，係由不同外徑所構成的階級狀的中空或實心的一軸桿1，該刀具主軸A包含有：一傳動端11，係設於該軸桿1的第一徑端，又該第一徑端具一第一半徑R1，如圖4所示，其中該傳動端11所設一肩部10提供結設一軸承221，如圖5所示，又該傳動端11接設至少一傳動元件12；一刀具端13，係設於該軸桿1的第二徑端，其中該刀具端13所設另一肩部10a提供結設另一軸承221，又該刀具端13提供結設一刀具3，並另設有一卸刀孔15；一中心孔14，係於該軸桿1內部配合其粗細形狀，且由不同內徑所構成的階級狀、錐狀的中心孔14或中心槽孔14a(圖2)，又該中心孔14或中心槽孔14a須連通該卸刀孔15；及一對弧凹槽16，係兩兩相對地設於該軸桿1的傳動端11，即該對弧凹槽16係從該傳動端11端面往該刀具端13延伸一預設長度L2(圖2)，且該對弧凹槽16的內側端緊鄰位於上方的肩部10；另該弧凹槽16具一第二半徑R2，又該第二半徑R2小於該軸桿1傳動端11第一徑端的第一半徑R1，且該第一半徑R1、第二半徑R2之較佳比值設為2~5倍(圖4)。

特別一提，具該中心槽孔14a的實心狀軸桿1a，如圖2所示，使本新型刀具主軸適用於鑽床，因此所適用的刀具3則為鑽頭，該鑽頭可套接於該中心槽孔14a內，並經由該卸刀孔15套入該斜柄片94以卸除該刀具3；

而中空狀的軸桿1，如圖3所示，則使本新型刀具主軸適用於銑床或鑽銑複合機，且該中空狀的軸桿1所設的中心孔14提供一鎖刀牙桿4套入並使其前端外螺紋鎖入於該刀具3頂端所設的一螺孔，藉以強化本新型刀具主軸與其刀具3之結合，而該刀具3可以設為銑刀、鑽頭或其他刀具，並經由該卸刀孔15套入該斜柄片94以卸除該刀具3。

進一步，請參閱圖4所示，該弧凹槽16的深度h約為1/13~1/5倍該軸桿1的第一徑端的外徑D；又該對弧凹槽16從該傳動端11往該刀具端13延伸的弧凹槽16長度L2不超過該軸桿1總長度L1的一半；另於該刀具端13的端面設有一個一字槽131，其中該一字槽提供銑刀上所設的一鍵塊套入。

特別一提，本新型刀具主軸A可適用於鑽床、銑床或鑽銑複合機等之機床，即適用於齒輪傳動式鑽床2(如圖7所示)，或適用於皮帶輪傳動式鑽床20(如圖8所示)，而該刀具3則使用鑽頭。

若本新型刀具主軸A使用於齒輪傳動式鑽床2時，如圖4及圖5所示，其軸桿1將被安裝於機身21所設的主軸孔211內部具上下滑動功能的一滑動軸套212，且於該軸桿1的各肩部10、10a與該滑動軸套212之間設有二軸承221，然後將該傳動元件12套接於該軸桿1所設的二弧凹槽16內，其中該傳動元件12設為齒輪121，且該齒輪121的套入孔120對應配合該軸桿1所設的二弧凹槽16，以利其傳動系統22驅動該齒輪121及軸桿1旋轉，進而帶動刀具3旋轉，並藉進刀操作桿連棟該滑動軸套212，以利對工件進行進刀加工。

若本新型刀具主軸A若使用於皮帶輪傳動式鑽床20時，如圖6所示者，其軸桿1將被安裝於機身21所設的主軸孔211內部具上下滑動功能的一滑動軸套212，且於該軸桿1的各肩部10、10a與該滑動軸套212之間設有二軸承221，然後將該傳動元件12套接於該軸桿1所設的二弧凹槽內，其中該傳動元件12設為一階級皮帶輪122及一襯套123，且該襯套123所設套入孔120對應配合該軸桿1所設的二弧凹槽16，而該階級皮帶輪122再套入於該襯套123所設的錐度外徑124，以利其傳動系統22驅動該齒輪121及軸桿1旋轉，進而帶動刀具旋轉，並藉進刀操作桿連棟該滑動軸套212，以利對工件進行進刀加工。

綜上所述本新型各實施例，本新型係關於一種「機床之刀具主軸結構」，且其構成結構均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請　鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；

需陳明者，以上所述乃是本專利申請案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本專利申請案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本專利申請案之範圍內，合予陳明。

[本新型]
A‧‧‧刀具主軸
1‧‧‧軸桿
1a‧‧‧實心軸桿
10、10a‧‧‧肩部
11‧‧‧傳動端
12‧‧‧傳動元件
120‧‧‧套入孔
121‧‧‧齒輪
122‧‧‧皮帶輪
123‧‧‧襯套
124‧‧‧錐度外徑
13‧‧‧刀具端
131‧‧‧一字槽
132‧‧‧錐度孔
14‧‧‧中心孔
14a‧‧‧中心槽孔
15‧‧‧卸刀孔
16‧‧‧弧凹槽
2‧‧‧齒輪傳動式鑽床
20‧‧‧皮帶輪傳動式鑽床
21‧‧‧機身
211‧‧‧主軸孔
212‧‧‧滑動軸套
22‧‧‧傳動系統
221‧‧‧軸承
3‧‧‧刀具
4‧‧‧鎖刀牙桿
h‧‧‧深度
D‧‧‧外徑
L1‧‧‧總長度
L2‧‧‧長度
[習知]
B‧‧‧刀具主軸
9‧‧‧軸桿
90‧‧‧中心孔
901‧‧‧肩部
91‧‧‧刀具端
911‧‧‧推拔孔
912‧‧‧卸刀孔
921‧‧‧栓槽軸
922‧‧‧栓槽
92‧‧‧傳動端
93‧‧‧刀具
94‧‧‧斜柄片
95‧‧‧傳動元件
951‧‧‧栓槽孔
c‧‧‧間隙
R1‧‧‧第一半徑
R2‧‧‧第二半徑

圖1：本新型機床之刀具主軸之立體外觀圖。 圖2：本新型機床之實心狀刀具主軸之半剖面圖。 圖3：本新型機床之中空狀刀具主軸之半剖面圖。 圖4：為本新型圖2之a-a剖面圖。 圖5：本新型刀具主軸裝配於齒輪傳動式鑽床之示意圖。 圖6：本新型刀具主軸裝配於皮帶輪傳動式鑽床之示意圖。 圖7：係為本新型實施於齒輪傳動式鑽床之外觀圖。 圖8：係為本新型實施於皮帶輪傳動式鑽床之外觀圖。 圖9：係為習知刀具主軸之半剖面圖。 圖10：係為習知刀具主軸與傳動元件之組合剖面圖。

A‧‧‧刀具主軸

1‧‧‧軸桿

10、10a‧‧‧肩部

11‧‧‧傳動端

13‧‧‧刀具端

131‧‧‧一字槽

14‧‧‧中心孔

15‧‧‧卸刀孔

16‧‧‧弧凹槽

Claims (8)

1. 一種機床之刀具主軸結構，係由不同外徑所構成的階級狀的中空 或實心的一軸桿，其包含有： 一傳動端，係設於該軸桿的第一徑端，又該第一徑端具一第一半徑，其中該傳動端所設一肩部提供結設一軸承，又該傳動端提供接設置少一傳動元件； 一刀具端，係設於該軸桿的第二徑端，其中該刀具端所設另一肩部提供結設另一軸承，又該刀具端提供結設一刀具，並另設有一卸刀孔及一錐度孔； 一中心孔，係於該軸桿內部配合其粗細形狀，且由不同內徑所構成的階級狀、錐狀的中心孔；及 至少一對弧凹槽，係兩兩相對地設於該軸桿的傳動端，即該對弧凹槽係從該傳動端端面往該刀具端延伸一預設長度，且該對弧凹槽的底部緊鄰位於上方的肩部，另該弧凹槽具一第二半徑，又該第二半徑須小於該傳動端第一徑端的第一半徑； 藉由上述軸桿之技術特徵，容易於被加工，無應力集中效應，可提升其扭力並減少其應力集中的效應。
2. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該傳動端第一徑端的第一半徑與該弧凹槽的第二半徑之比值設為2~5倍。
3. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該弧凹槽的深度尺寸約為1/13~1/5倍該軸桿的第一徑端的外徑尺寸。
4. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該對弧凹槽從該傳動端往該刀具端延伸的預設長度不超過該軸桿總長的一半。
5. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該刀具端的端面設有一個一字槽，其中該一字槽提供銑刀上的鍵塊套入。
6. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該傳動元件設為一齒輪，且該齒輪的套入孔對應配合該對弧凹槽。
7. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，其中該傳動元件設為一階級皮帶輪及一襯套，且該襯套對應配合該對弧凹槽，而該階級皮帶輪再套入於該襯套的錐度外徑。
8. 如請求項1所述機床之刀具主軸結構，係使用於皮帶輪傳動式鑽床或齒輪傳動式鑽床，其中該刀具設為鑽頭或銑刀。