TWM597197U - 無撞擊換刀裝置 - Google Patents

Abstract

一種無撞擊換刀裝置，包含一換刀臂、一驅動單元及一鎖刀單元。該換刀臂包括一本體及一扣刀塊，該驅動單元包括一安裝於該本體的驅動座，一設置於該驅動座並具有一鬆刀部及一鎖刀部的驅動斜面，一固置於該本體的固定座，及一可使該驅動座恆朝向遠離該固定座的方向移動的第一彈性件，該鎖刀單元包括一安裝於該本體的鎖刀桿，及一可使該鎖刀桿恆朝向該驅動座移動的第二彈性件，該鎖刀桿具有一被驅動斜面及一抵置面。當該鬆刀部推抵該被驅動斜面，該抵置面位於一刀桿進入該扣刀塊的路徑外，當該鎖刀部推抵該被驅動斜面，該抵置面抵置該刀桿。藉此，使本新型具有在換刀過程中該刀桿不撞擊該鎖刀桿的特性。

Description

無撞擊換刀裝置

本新型是有關於一種工具機的刀具設備，特別是指一種無撞擊換刀裝置。

參閱圖1，現有一種工具機的換刀裝置10包括一換刀臂11，自該換刀臂11的兩側朝相反方向延伸的二扣刀塊12，呈可移動地安裝於該換刀臂11的二鎖刀桿13，分別套設在該二鎖刀桿13外使該二鎖刀桿13恆朝向該二扣刀塊12的方向移動的二彈簧14，及分別安裝於該換刀臂11供該二鎖刀桿13的內端抵置的二定位桿15。每一扣刀塊12具有一扣刀槽121，每一鎖刀桿13的前端設有一抵塊131，常態時，該抵塊131伸入各自的該扣刀槽121中，亦即，位於一刀桿20進入該扣刀槽121的路徑上。

使用時，先令該換刀臂11轉動，在該換刀臂11轉動的過程中，因為該抵塊131位於該刀桿20進入該扣刀槽121的路徑上，所以該刀桿20會先撞擊該抵塊131使該鎖刀桿13朝向該定位桿15移動，才能進入該扣刀槽121中完成扣刀，然後再藉由該彈簧14的回復彈力推動該鎖刀桿13復位，使該抵塊131抵置該刀桿20完成鎖刀，最後，再轉動該換刀臂11至設定位置並完成換刀作業。

該換刀裝置10雖然具備上述使用功能，但存在以下問題：該換刀臂11的轉動速度很快，每次進行換刀作業，都必須藉由該刀桿20撞擊該抵塊131才能進入該扣刀槽121中完成扣刀，不僅會發生較大聲響造成噪音污染，也會影響工具機主軸的使用精度及壽命，此外，該抵塊131也因為常被撞擊產生損壞而降低對該刀桿20的抵置效果，極易發生在換刀過程中該刀桿20甩飛掉落，造成現場人員傷亡及損壞其他設備的意外。

因此，本新型的目的，即在提供一種可以解決先前技術問題的無撞擊換刀裝置。

於是，本新型無撞擊換刀裝置適用於安裝在一工具機上並對一刀桿進行扣刀、鎖刀及鬆刀，該無撞擊換刀裝置包含一換刀臂、一驅動單元及一鎖刀單元。該換刀臂包括一沿一第一方向擺放的本體，一自該本體的一側沿該第一方向延伸並具有朝向與該第一方向垂直的一第二方向開放的一扣刀槽的扣刀塊，一沿該第一方向設置於該本體的第一容置槽，及一沿與該第一方向、該第二方向垂直的一第三方向設置於該本體並與該第一容置槽連通的穿孔；該驅動單元包括一安裝在該穿孔中並可沿該第三方向移動的驅動座，一固置於該本體的固定座，及一安裝在該驅動座與該固定座之間使該驅動座恆朝向遠離該固定座的方向移動的第一彈性件，該驅動座具有一沿該第三方向設置的驅動斜面，該驅動斜面具有一遠離該固定座的鬆刀部及一靠近該固定座的鎖刀部；該鎖刀單元包括一安裝在該第一容置槽內並可沿該第一方向移動的鎖刀桿，一安裝在該鎖刀桿與該本體之間的定位塊，及一安裝在該鎖刀桿與該定位塊之間使該鎖刀桿恆朝向該驅動座移動的第二彈性件，該鎖刀桿可在一鎖刀位置與一鬆刀位置之間移動，並具有一靠近該扣刀塊的抵置部、一靠近該驅動座的被驅動部、一設置於該被驅動部與該被驅動斜面呈面接觸且被該驅動斜面推抵的被驅動斜面，及一設置於該抵置部的抵置面；當該驅動座被壓置沿該第三方向朝向該固定座的方向移動，該驅動斜面的鬆刀部推抵該鎖刀桿的被驅動面，該鎖刀桿位於該鬆刀位置，該抵置面位於該刀桿進入該扣刀槽的路徑外，使該刀桿不撞擊該鎖刀桿進入該扣刀槽中完成扣刀，當該驅動座不被壓置，該驅動斜面的鎖刀部推抵該鎖刀桿的被驅動面，該鎖刀桿位於該鎖刀位置，該抵置面抵置該刀桿並與該扣刀座配合夾置該刀桿完成鎖刀，當該驅動座被壓置使該鎖刀桿位於該鬆刀位置，該抵置面解除對該刀桿的抵置完成鬆刀。

本新型的功效在於：進行扣刀時，該鎖刀桿的抵置面位於該刀桿進入該扣刀槽的路徑外，使該刀桿不撞擊該鎖刀桿進入該扣刀槽中，藉此，使本新型不會產生撞擊噪音，可以降低元件及工具機的損壞率。

下面結合附圖及實施例對本新型進行詳細說明，在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中所使用的相對位置用語，例如“第一方向X”、“第二方向Y” 、“第三方向Z”，是以各圖所示方位暨正常使用方位為基準，且該第一方向X與該第二方向Y及該第三方向Z彼此垂直。具體而言，在本新型無撞擊換刀裝置3的一實施例中，該第一方向X、該第二方向Y、該第三方向Z是指左右方向、前後方向、頂底方向，但不應以此限制本新型的使用方位。

參閱圖6，該無撞擊換刀裝置3適用於安裝在一工具機60上，該工具機60具有一控制軸61及一鬆刀塊62，且該控制軸61可沿該第三方向Z伸出、縮回，以及繞自軸轉動，由於該控制軸61的動作為本新型所屬技術領域中具有通常知識者所易於瞭解，且並非本新型之特徵所在，故在此不贅述其詳細構造及動作原理。

該無撞擊換刀裝置3的該實施例包含一組裝於該控制軸61的換刀臂30、二驅動單元40及二鎖刀單元50。

參閱圖2至圖6，該換刀臂30包括一本體31、二扣刀塊32、二第一容置槽33、二定位槽34、二穿孔35、二連通孔36及一中心軸孔37。

該本體31為沿該第一方向X擺放的長形桿體。

該二扣刀塊32自該本體31的兩側沿該第一方向X朝向相反方向延伸，並各具有一朝向該第二方向Y開放的扣刀槽321，且該二扣刀槽321的開放方向相反，每一扣刀槽321概呈半圓形。

該二第一容置槽33沿該第一方向X設置於該本體31並朝向該第三方向Z開放。

該二定位槽34沿該第二方向Y設置於該本體31並分別連通該二第一容置槽33。

該二穿孔35沿該第三方向Z貫穿該本體31並分別連通該二第一容置槽33。

該二連通孔36沿該第二方向Y設置於該本體31並分別連通該二穿孔35。

該中心軸孔37沿該第三方向Z設置於該本體31並位於該二穿孔35之間，該中心軸孔37供該控制軸61插置連結，使該換刀臂30能被該控制軸61帶動而可沿該第三方向Z線性移動以靠近或遠離該鬆刀塊62，以及能以該控制軸61為轉軸轉動。

每一驅動單元40包括一驅動座41、一驅動斜面42、一固定座43、一第一彈性件44、一緩衝塊45及一限位組46。

該驅動座41穿置在各別的該穿孔35中並可沿該第三方向Z線性移動，且該驅動座41具有一外周面411，及沿該第三方向Z設置並朝向相反方向開放的一第一凹槽412與一第二凹槽413，該第一凹槽412靠近該鬆刀塊62，該第二凹槽413遠離該鬆刀塊62。

該驅動斜面42設置於該驅動座41的外周面411的中段部位並自該第二凹槽413朝向該第一凹槽412的方向斜入，該驅動斜面42與該外周面411之間具有一夾角θ，該夾角θ為8°至20°，具備自鎖面的特性，該驅動斜面42具有一遠離該固定座43的鬆刀部421，及一靠近該固定座43的鎖刀部422。具體來說，該鬆刀部421與該外周面411之間沿該第一方向X的距離較大，該鎖刀部422與該外周面411之間沿該第一方向X的距離較小。

該固定座43對應於該驅動座41固置於該本體31，較佳地，該固定座43為套設在該驅動座41外並固置於該本體31的套筒，藉此可使該驅動座41超過一半的部位被限位，進而可提高該驅動座41的移動穩定性。

該第一彈性件44沿該第三方向Z安裝在該驅動座41與該固定座43之間，可施予該驅動座41一彈推力使該驅動座41恆朝向遠離該固定座43的方向移動，且該第一彈性件44被限制在該驅動座41的第二凹槽413與該固定座43之間，藉此可以提高該第一彈性件44的移動變形精準度，本實施例該第一彈性件44為壓縮彈簧，但也可為其他的彈性元件。

該緩衝塊45安裝在該第一凹槽412中並突出該驅動座41且面對該鬆刀塊62，本實施例該緩衝塊45以工程塑膠製成，可以避免該驅動座41與該鬆刀塊62直接接觸撞擊。

該限位組46設置在該本體31與該驅動座41之間，並具有一對應於各別的該連通孔36沿該第三方向Z設置於該驅動座41的第一限位槽461，及一穿置固定於該連通孔36並伸入該第一限位槽461中的限位件462，藉由該第一限位槽461與該限位件462的配合，可以限制該驅動座41的移動行程以及移動路徑，該限位件462可為螺鎖固定於該連通孔36的螺栓，或插置固定於該連通孔36的插銷。

每一鎖刀單元50包括一鎖刀桿51、一定位塊52、一第二彈性件53及一蓋板54。

該鎖刀桿51安裝在各別的該第一容置槽33內且可在一鬆刀位置(見圖8、圖9)與一鎖刀位置(見圖11、圖12)之間移動，並具有一靠近該扣刀塊32的抵置部511，一靠近該驅動座41的被驅動部512，一設置於該被驅動部512的一自由端並與該驅動斜面42呈面接觸貼靠的被驅動斜面513，一沿該第一方向X設置於該抵置部511並朝向該第三方向Z開放的第二容置槽514，一沿該第二方向Y設置於該抵置部511並朝向該第三方向Z開放且連通該第二容置槽514的第二限位槽515，一設置於該抵置部511的一自由端的抵置面516，及一自該抵置面516朝向該被驅動部512斜入的閃避斜面517。

該定位塊52安裝固定於該定位槽34中且位於該第二限位槽515內。

該第二彈性件53安裝在該第二容置槽514內並沿該第一方向X延伸，且被限制在該鎖刀桿51與該定位塊52之間，可施予該鎖刀桿51彈推力使該鎖刀鎖51恆朝向該驅動座41移動，本實施例該第二彈性件53為壓縮彈簧，但也可為其他的彈性元件。

該蓋板54蓋置固定於該本體31，使該定位塊52與該第二彈性件53被限位，同時使該鎖刀桿51、該定位塊52及該第二彈性件53被藏置在該換刀臂30內。

因為本新型兩組驅動單元40、鎖刀單元50的動作相同，故以下僅以一組驅動單元40、鎖刀單元50進行使用說明。

參閱圖4，常態時，該驅動單元40的驅動座41藉由該第一彈性件44的彈推力而朝向遠離該固定座43的方向移動，此時，該驅動斜面42的鎖刀部422推抵該鎖刀桿51的被驅動斜面513，使該鎖刀桿51靠近該扣刀塊32而位於該鎖刀位置，同時該第二彈性件53處於被壓縮狀態。

參閱圖6至圖9，當將該無撞擊換刀裝置3組裝連結於該控制桿61後，首先，命該控制桿61縮回帶動該無撞擊換刀裝置3靠近該鬆刀塊62，並藉由該鬆刀塊62壓置該驅動單元40的緩衝塊45，使該驅動座41朝向靠近該固定座43的方向移動，同時，該驅動斜面42的鎖刀部422逐漸離開該鎖刀桿51的被驅動斜面513，該鬆刀部421逐漸靠近該被驅動斜面513，且該鎖刀桿51被該第二彈性件53彈推而朝向該驅動座41的方向移動，當該驅動座41移動到該鬆刀部421推抵該被驅動斜面513，該鎖刀桿51即移動遠離該扣刀塊32並到達該鬆刀位置，此時該抵置面516與該閃避斜面517位於一刀桿70進入該扣刀槽321的路徑外，該第一彈性件44處於被壓縮狀態。接著，命該控制桿61帶動該換刀臂30轉動，使該扣刀塊32轉動靠近該刀桿70，在該刀桿70進入該扣刀槽321的過程中，因為該鎖刀桿51位於該鬆刀位置，該抵置面516與該閃避斜面517位於該刀桿70進入該扣刀槽321的路徑外，所以該刀桿70不會撞擊該鎖刀桿51，而可無撞擊地進入該扣刀槽321內，當該刀桿70被該扣刀塊32扣置後，該控制軸61停止轉動。

容易瞭解的是，藉由該閃避斜面517，可以減少該鎖刀桿51於該鎖刀位置與該鬆刀位置之間的移動距離，進而可以縮短作業時間、提高作業效率。

參閱圖10至圖12，當該刀桿70進入該扣刀槽321且被該扣刀塊32扣置完成扣刀作業後，命該控制軸61伸出帶動該無撞擊換刀裝置3朝向遠離該鬆刀塊62的方向移動，同時該鬆刀塊62解除對該緩衝塊45的壓置，此時，該驅動座41藉由該第一彈性件44的回復彈力被彈推朝向遠離該固定座43的方向移動，使該驅動斜面42的鬆刀部421逐漸離開該鎖刀桿51的被驅動斜面513，該鎖刀部422逐漸靠近該被驅動斜面513，並推動該鎖刀桿51朝向靠近該扣刀座32與該刀桿70的方向移動，當該驅動座41移動到該鎖刀部422推抵該被驅動斜面513的位置即停止移動，此時，該鎖刀桿51到達該鎖刀位置，該抵置面516抵置該刀桿70並與該扣刀塊32配合完成鎖刀作業，同時該第二彈性件53處於被壓縮狀態。

當該鎖刀桿51位於該鎖刀位置時，該抵置面516與該扣刀塊32對該刀桿70的夾置角度大於180°，如此可以避免該刀桿70在後續作業的高速轉動過程中甩飛掉落。

完成鎖刀作業後，命該控制桿61帶動該無撞擊換刀裝置3轉動，使該刀桿70移動到預定位置，參閱圖7、圖8、圖9，接著，命該控制桿61縮回使該刀桿70沿該第三方向Z移動而插入該工具機60的一主軸或一刀庫(圖未示)，同時該驅動座41朝向該鬆刀塊62移動使該緩衝塊45被該鬆刀塊62壓置，進而轉變成該驅動斜面42的鬆刀部422推抵該被驅動斜面513，該鎖刀桿51被該第二彈性件53彈推朝向該驅動座41移動至該鬆刀位置，此時，該抵置面516解除對該刀桿70的抵置完成鬆刀作業，最後，命該控制軸61朝向與前述轉動的方向反向轉動，就可以使該無撞擊換刀裝置3脫離該刀桿70並完成換刀作業。

綜上所述，本新型該無撞擊換刀裝置3，具有如下所述之功效及優點，故確實能達成本新型之目的。

一、本新型進行扣刀作業時，該刀桿70完全不會撞擊該鎖刀桿51，藉此，使本新型不會產生撞擊噪音，可以避免其他元件損壞而可增長該工具機60的主軸、該無撞擊換刀裝置3的使用壽命，以及可以避免該刀桿70在轉動過程中甩飛、可避免現場人員傷亡。

二、本新型藉由該驅動斜面42與該被驅動斜面513之間呈面接觸，可以提高該驅動座41驅動該鎖刀桿51的穩定效果，以及可以提高該抵置面516對該刀桿70的抵置效果，進而可以提昇換刀作業品質。

三、本新型藉由該驅動斜面42與該外周面411之間的夾角θ為8°至20°，使該驅動斜面42具備自鎖面的特性，如此可以提高該驅動斜面42與該被驅動斜面513之間的接觸穩固效果，以及使該驅動斜面42可容易推動該被驅動斜面513，進而可以提昇換刀作業品質。

四、本新型藉由該閃避斜面517，可以減少該鎖刀桿51於該鎖刀位置與該鬆刀位置之間的移動距離，可以縮短作業時間、提高作業效率。

五、本新型藉由該緩衝塊45，可以產生緩衝效果以及可避免該鬆刀塊62與該驅動座41直接接觸撞擊，進而可減少該無撞擊換刀裝置3的損壞率。

惟以上所述者，僅為本新型的實施例而已，當不能以此限定本新型實施的範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋的範圍內。

3:無撞擊換刀裝置 30:換刀臂 31:本體 32:扣刀塊 321:扣刀槽 33:第一容置槽 34:定位槽 35:穿孔 36:連通孔 37:中心軸孔 40:驅動單元 41:驅動座 411:外周面 412:第一凹槽 413:第二凹槽 42:驅動斜面 421:鬆刀部 422:鎖刀部 43:固定座 44:第一彈性件 45:緩衝塊 46:限位組 461:限位槽 462:限位件 50:鎖刀單元 51:鎖刀臂 511:抵置部 512:被驅動部 513:被驅動斜面 514:第二容置槽 515:第二限位槽 516:抵置面 517:閃避斜面 52:定位塊 53:第二彈性件 54:蓋板 60:工具機 61:控制軸 62:鬆刀塊 70:刀桿 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向

本新型的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一現有換刀裝置的俯視圖； 圖2是本新型無撞擊換刀裝置一實施例的俯視圖； 圖3是該實施例的一不完整的部分分解立體圖； 圖4是該實施例的一不完整的組合剖視圖； 圖5是該實施例的一驅動座的剖視圖； 圖6是該實施例安裝在一工具機上的示意圖，顯示二鎖刀桿位於鬆刀位置； 圖7是一類似圖6的視圖，顯示完成扣刀作業； 圖8是一取自圖7的局部放大圖，顯示一鎖刀桿位於鬆刀位置； 圖9是該實施例的一俯視圖，顯示完成扣刀作業； 圖10是一類似圖7的視圖，顯示該二鎖刀桿位於鎖刀位置並完成鎖刀作業； 圖11是一取自圖10的局部放大圖，顯示該鎖刀桿位於鎖刀位置；及 圖12是一類似圖9的視圖，顯示完成鎖刀作業。

30:換刀臂

31:本體

32:扣刀塊

33:第一容置槽

35:穿孔

40:驅動單元

41:驅動座

412:第一凹槽

413:第二凹槽

42:驅動斜面

421:鬆刀部

422:鎖刀部

43:固定座

44:第一彈性件

45:緩衝塊

46:限位組

461:限位槽

462:限位件

50:鎖刀單元

51:鎖刀臂

511:抵置部

512:被驅動部

513:被驅動斜面

514:第二容置槽

515:第二限位槽

516:抵置面

517:閃避斜面

52:定位塊

53:第二彈性件

54:蓋板

X:第一方向

Y:第二方向

Z:第三方向

Claims (10)

1. 一種無撞擊換刀裝置，適用於安裝在一工具機上並對一刀桿進行扣刀、鎖刀及鬆刀，該無撞擊換刀裝置包含： 一換刀臂，包括一沿一第一方向擺放的本體，一自該本體的一側沿該第一方向延伸並具有朝向與該第一方向垂直的一第二方向開放的一扣刀槽的扣刀塊，一沿該第一方向設置於該本體的第一容置槽，及一沿與該第一方向、該第二方向垂直的一第三方向設置於該本體並與該第一容置槽連通的穿孔； 一驅動單元，包括一安裝在該穿孔中並可沿該第三方向移動的驅動座，一固置於該本體的固定座，及一安裝在該驅動座與該固定座之間使該驅動座恆朝向遠離該固定座的方向移動的第一彈性件，該驅動座具有一沿該第三方向設置的驅動斜面，該驅動斜面具有一遠離該固定座的鬆刀部及一靠近該固定座的鎖刀部；及 一鎖刀單元，包括一安裝在該第一容置槽內並可沿該第一方向移動的鎖刀桿，一安裝在該鎖刀桿與該本體之間的定位塊，及一安裝在該鎖刀桿與該定位塊之間使該鎖刀桿恆朝向該驅動座移動的第二彈性件，該鎖刀桿可在一鎖刀位置與一鬆刀位置之間移動，並具有一靠近該扣刀塊的抵置部、一靠近該驅動座的被驅動部、一設置於該被驅動部與該被驅動斜面呈面接觸且被該驅動斜面推抵的被驅動斜面，及一設置於該抵置部的抵置面； 當該驅動座被壓置沿該第三方向朝向該固定座的方向移動，該驅動斜面的鬆刀部推抵該鎖刀桿的被驅動面，該鎖刀桿位於該鬆刀位置，該抵置面位於該刀桿進入該扣刀槽的路徑外，使該刀桿不撞擊該鎖刀桿進入該扣刀槽中完成扣刀，當該驅動座不被壓置，該驅動斜面的鎖刀部推抵該鎖刀桿的被驅動面，該鎖刀桿位於該鎖刀位置，該抵置面抵置該刀桿並與該扣刀座配合夾置該刀桿完成鎖刀，當該驅動座被壓置使該鎖刀桿位於該鬆刀位置，該抵置面解除對該刀桿的抵置完成鬆刀。
2. 如請求項1所述的無撞擊換刀裝置，其中，該驅動座具有一外周面，該外周面與該驅動斜面之間具有一夾角，該夾角為8°至20°。
3. 如請求項2所述的無撞擊換刀裝置，其中，當該鎖刀桿位於該鎖刀位置，該抵置面與該扣刀塊對該刀桿的夾置角度大於180°。
4. 如請求項2所述的無撞擊換刀裝置，其中，該驅動單元還包括一安裝於該驅動座並突出該驅動座的緩衝塊。
5. 如請求項4所述的無撞擊換刀裝置，其中，該緩衝塊以工程塑膠製成。
6. 如請求項4所述的無撞擊換刀裝置，其中，該固定座為套設在該驅動座外並固置於該本體的套筒，該驅動座還具有沿該第三方向設置的一第一凹槽及一第二凹槽，該緩衝塊安裝在該第一凹槽中，該第一彈性件被限制在該第二凹槽與該固定座之間。
7. 如請求項2所述的無撞擊換刀裝置，其中，該鎖刀桿還具有一自該抵置面朝向該被驅動部斜入的閃避斜面。
8. 如請求項2所述的無撞擊換刀裝置，其中，該驅動單元還包括一限位組，該限位組具有一沿該第三方向設置於該驅動座的第一限位槽，及一穿置固定於該本體並伸入該第一限位槽中的限位件。
9. 如請求項2所述的無撞擊換刀裝置，其中，該本體還具有一沿該第二方向設置並連通該第一容置槽的定位槽，該鎖刀桿還具有一沿該第一方向設置於該抵置部的第二容置槽，及一沿該第二方向設置於該抵置部且連通該第二容置槽的第二限位槽，該定位塊安裝固定於該定位槽中並位於該第二限位槽內，該第二彈性件安裝在該第二容置槽內且被限制在該鎖刀桿與該定位塊之間。
10. 如請求項9所述的無撞擊換刀裝置，其中，該第一容置槽、該定位槽、該第二容置槽及該第二限位槽均朝向該第三方向開放，該鎖刀單元還包括一蓋板，該蓋板蓋置固定於該本體，使該鎖刀桿、該定位塊及該第二彈性件被藏置在該換刀臂內。

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