专利名称：自动车床的改良结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动车床的改良结构。
按目前已有的自动车床，由于其结构上的设计，本身具有许多长久以来无法彻底克服的缺陷，诸如一般传统式的车床仅有主轴头的主轴有转动的动力，而尾座则无，在钻孔或攻内外螺牙退刀时，必须先将主轴刹车，再经过变向反转使其退刀，再启动加速，使其达到加工的转速。这一整个过程相当浪费时间，而且仅有主轴头具有转动的动力，其加工速度有限。因此国内已有在尾座上加上一动力源，如图5所示。该机具有除了主轴头(60)由一马达(62)经由皮带传动外，在尾座(64)上还有一独立的传动马达(65)带动尾座(64)转动轴(66)的运转，虽可加快加工的速度，但该两组动力源在退刀时的配合，仍需经过停车逆转的手续，方能顺利将刀具退出。因此这一加快加工速度及效率的程度确实有相当大的限制，而且其急停急转的动作方式，不但对马达(62)(65)具有极大的伤害性，对传动的机件也会因此而严重缩短其使用的寿命，确有改良的必要，而且利用这两组独立的动力源也造成经济成本上的浪费。近来也有已将该自动车床的传动系统再作改良，如图6所示。该动力源仅有一台马达(70)，该马达(70)带动传动轴(71)，传动轴(71)的两端另设有皮带轮(72)(73)，将动力传至主轴(74)及尾座(75)上，使主轴(74)及尾座(75)均有转动的动力可作利用，但此一改良仍有三项缺陷，如1.该尾座(75)的动力仍需要经过调速或变向的控制机构方可适应不同的加工条件配合主轴(74)动作，而这一机构则相当的繁索复杂，经常造成维修装配上的不便后果。
2.且该动力经由传动轴(71)输入尾座(75)的调速变向机构前，另需经过一在同轴上的电磁离合器(76)与皮带轮(77)配合，以控制动力传入尾座(75)。其中，该皮带轮(77)上的皮带是由传动轴(71)拉引而至，该皮带为了动力确实的传动，均具有相当的拉应力。一段时间的使用后，皮带轮(77)即有偏心的现象产生。因此在电磁离合器(76)吸合以将动力输入尾座(75)时，该电磁离合器(76)与皮带轮(77)间的吸合常无法保持一定的密合程度，不但无法达到动力的确实传输，更因皮带轮(77)与电磁离合器(76)非同一轴心的密合，在高速转动时，易破坏该轴或离合器(76)的完好，这一部份的使用寿命相当的有限。
3.再有该传动轴(71)的部份共有三处经皮带拉引而受到垂直轴向的力，且为了达到确实的传动目的，该皮带对传动轴(71)具有极大的拉引力，使传动轴(71)极易因疲劳而有所损害。
以上各种自动车床无论其结构如何，所用的马达除非按需要能变向转动，否则即要有相当复杂的调速变向的机构，以应付各种加工工件的需要，而此类可正反转动的马达价格定比单向马达的价格较为昂贵。该一调速变向机构所花费用也相当惊人，而且马达或该机构正反转次数相当的频繁，容易损害内部的构造。
另外，一般常见的以凸轮控制的机械式自动车床，其尾座仍有许多经过凸轮控制的动作。因此当该尾座需要作位移时，该凸轮轴上控制尾座动作的凸轮就必需要随着作适当的调整，方能使尾座有效确实的动作。然而该凸轮在移动到达定位之后，必需再重新作校正的工作，以便与控制主轴头部份的凸轮能同步配合动作，而这一重新校正的工作甚为复杂，如果控制尾座的凸轮不只一个的话，必须要重复的对各个凸轮作校正，相当浪费时间，且若尾座部份有独立的动力，则该尾座移动时尚不致有问题发生，若该动力是由单一动力源经传动轴传出的话，该尾座的移动也需要将传动的机构作适当的调整，所需时间相当的长，不符合经济的原则。
因此本发明人有鉴于此，经过长期的开发研究，并以多年设计制造自动车床传动系统的经验为基础，期望以最少的动力源配合简单的变速装置，不但能使主轴头及尾座同时有动力以增进加工的速度，也能使尾座转动轴有不同的转速，能够不用停车，以简单的结构配合，达到加工目的的同时，能减少机件的损害程度，延长整体使用寿命，而且整体尾座的配合组件能随尾座的调整作配合的调整，达到整体使用上的方便性。经过一段时间的研究之后，终于提出一个使用效果最佳的本实用新型。
本实用新型的主要目的在于提供一种可配合加工物长短调整的可调式尾座，它能使该控制尾座的凸轮及动力的传输结构得以随尾座而适当的位移延伸，且可使尾座转动轴的转速得以配合主轴头主轴的速度对工件加工，达到快速加工及避免机件损坏的目的。
本实用新型的目的是这样实现的该自动车床的改良结构，包括有相对设立的主轴头及尾座，各具有相对的主轴及转动轴，主轴及转动轴同时为一马达所带动。本发明主要是在该尾座一侧、向凸轮轴方向伸设一支臂，支臂在凸轮轴的支臂端与滑套于凸轮轴上的凸轮套筒结合，即与滑套于凸轮上的凸轮套筒固定，可在尾座移动时，带动并使该凸轮套筒可与尾座同时作适当的轴向前后位移，并可自由转动。凸轮套筒上可固定能够控制尾座动作的控制凸轮，在凸轮套筒移动的同时，作相对的位移到达要求的控制位置上。在凸轮套筒前后两端各设为一锁定夹卡定，锁定夹再固定于凸轮轴上，使凸轮套筒与凸轮轴同体转动，并在锁定夹固定于凸轮轴上时，对准凸轮轴上轴向对准线，作一次的校正工作，即可使凸轮套筒上的凸轮到达控制的角度上。而在尾座底部有一尾座的变速装置，该尾座变速装置是由一同时传动主轴及尾座转动轴的马达经由主传动轴输入动力，变速装置内具有并列的输出轴及主动轴，配合两组大小主副传动轮及主副离合器，将经过变速装置的转速得以适当的变换，且于变速装置主动轴突出变速装置端部的表缘上纵向环设成齿形的联结轴，主传动轴则相对设内缘具有齿形的联结套筒。因为该变速装置分别在输出轴及主动轴上设有两组匹配的大小主副传动轮，并在主动轴穿出变速装置外的部份设计成纵向设置齿形的联结轴，可与主传动轴上内缘具有同样齿形的联结套筒滑动嵌合，使尾座移动时，该动力仍能顺利传输至尾座上，而且主传动轴是由同时带动主轴头和主轴的马达所驱动，借助变速装置的转换，使尾座转动轴的速度可按加工状况的需要适时的调整成较主轴转速稍快或稍慢，所以可顺利的进行钻孔或攻牙的加工，而达到减少动力源的数量、缩减暂停时间、增加加工的速度及减少机件的损害的目的。
本实用新型的具体结构、特征及其它目的，由以下的实施例及其附图详细给出。
图1是本实用新型的尾座与凸轮轴间的结构立体示意图。
图2是本实用新型凸轮轴与凸轮套筒的配合示意图。
图3是本实用新型的传动系统与主轴头、尾座位置示意图。
图4是本实用新型的变速装置平面示意图。
图5是已有的具有两独立动力源的自动车床传动系统的平面示意图。
图6是已有的具有单一动力源传动的自动车床传动系统的平面示意图。
请参阅
图1、图2所示。本实用新型主要是在尾座(1)一侧向凸轮轴(2)方向侧伸出一支臂(10)，支臂(10)在凸轮轴(2)端具有一个成C型开口的支臂端(101)，可配合一个与C型支臂端相对的支臂盖(102)，二者互相对合后用螺栓锁合，并紧夹住一个固定于凸轮套筒(3)的轴承(30)外缘，凸轮套筒(3)可自由的随尾座(1)轴向前后滑套于凸轮轴(2)上，其具有适当的长度，可固定数个控制尾座(1)上有关尾座(1)构件动作的凸轮(31)。在凸轮套筒(3)前后端的凸轮轴(2)上均套有一锁定夹(4)，锁定夹(4)是呈C型开口的，两端边缘上可由一锁紧螺栓(40)锁入，使锁定夹两端接近锁紧于凸轮轴(2)上。所定夹(4)的端面上另具有一个向凸轮(31)贯穿的定位孔(41)，一定位栓(42)可穿过定位孔(41)旋入凸轮套筒(3)两端凸轮(31)或其端部上，将该凸轮套筒(3)及凸轮(31)固定在相对于凸轮轴(2)上的某一角度上。
在尾座(1)底部有一变速装置(5)，请配合参阅
图1、图3所示。
该变速装置(5)的动力来源是由一可同时带动主轴头(60)主轴(61)的马达(62)，经由主传动轴(63)输入。请配合参阅图4所示，变速装置(5)的内部有一外壳(50)，该外壳(50)的一端供主动轴(51)穿入，另有一输出轴(52)与主动轴(51)在变速装置(5)内并列设置，并且一端穿出变速装置(5)的外壳(50)与尾座(1)的转动轴(13)转动。主动轴(51)与输出轴(52)均用轴承定位于外壳(50)上，并能作转动。主动轴(51)与输出轴(52)在外壳(50)内部的部份，分别具有两组批配的大小主副传动轮(53)(54)(55)(56)及位于两组大小主副传动轮(53)(54)(55)(56)之间具有离合方向相反的主副离合器(57)(58)。其中，在主动轴(51)上的大小主传动轮(53)(54)分别与输出轴(52)上的小大副传动轮(55)(56)配成两组，并且该大主副传动轮(53)(56)及小主副传动轮(54)(55)两两的周径相同。大主副传动轮(53)(56)分别用轴承定位于主动轴(51)及输出轴(52)上，并且可自由的转动。小主副传动轮(54)(55)则分别以键槽方式固定于主动轴(51)及输出轴(52)上，且与两轴同体转动。在两主传动轮(53)(54)之间有一主离合器(57)，两副传动轮(55)(56)之间有副离合器(58)，该两组离合器(57)(58)与一般电磁离合器并无两样，在此略作介绍。主离合器(57)由近小主传动轮(54)处向大主传动轮(53)方向依序设有一激磁座(570)、与主动轴(51)用键槽固定的吸附盘(571)及拧固在大主传动轮(53)上的激磁盘(572)。副离合器(58)的结构与主离合器(57)相同，只有其各构件设置的顺序与主离合器(57)相反，由小副传动轮(55)向大副传动轮(56)依序设有激磁座(580)、吸附盘(581)及激磁盘(582)，该激磁盘(582)也与大副传动轮(56)结合成一体。该两离合器(57)(58)可分别由自动车床上借助于凸轮及微动开关的触控，使两离合器(57)(58)在同一时间内仅有一个为吸合带动的状态，另一个则为分离状态，如此交换离合状态，得以带动不同的传动轮(53)(54)(55)(56)，使输出轴(52)带动尾座(1)的转动轴(13)，产生与主轴头(60)的主轴(61)不同的速度。
请配合参阅图3所示。另该变速装置(5)的主动轴(51)穿出外壳(50)的端部表面纵向环设齿形，成为一联结轴(510)。而主传动轴(63)一端与马达连动，另一端与主动轴(51)套合，将动力输入变速装置内。具体结构为主传动轴(63)与变速装置(5)的主动轴(51)联结轴(510)接合的部份则成内缘具有相对齿形的联结套筒(630)，使联结轴(510)可伸入联结套筒(630)，并一体卡掣转动，且联结轴(510)可向联结套筒(630)外伸出，只要联结轴(510)与联结套筒(630)间仍有齿形相互嵌配合，其动力均可顺利的作传输，而使尾座(1)调整后，不需另外作调整即能获得适当的动力，可省去相当的调整时间。
在尾座(1)调整前，须将固定凸轮套筒(3)于凸轮轴(2)上的锁定夹(4)松开，再作尾座(1)的调整。当尾座(1)调整时，凸轮轴(2)上的凸轮套筒(3)可随之位移，到达定位之后尾座(1)固定，而凸轮套筒(3)则可借助锁定夹(4)的固定，使其与凸轮轴(2)可一体转动，而且在锁定夹(4)夹定于凸轮轴(2)上时，作一次的角度校正。待固定之后，再对凸轮套筒(3)上的凸轮(31)或端部作锁定，该凸轮套筒(3)上的凸轮(31)即可获得完全正确的加工角度，不需要再对凸轮套筒(3)上的凸轮(31)一一作调整，相当的方便。
马达对于带动主传动轴(63)和主轴头(60)的主轴(61)两者的转速相同，主传动轴(63)将此与主轴(61)相同的运转速度传入变速装置(5)内。请参见图4。变速装置(5)在主动轴(51)上依序设大主传动轮(53)、主离合器(57)及小主传动轮(54)，输出轴(52)在相对的位置上设小副传动轮(55)、副离合器(58)及大副传动轮(56)，小主副传动轮(54)(55)分别固定在主动轴(51)及输出轴(52)上，大主副传动轮(53)(56)则分别为主副离合器(57)(58)所控制，可适时与主动轴(51)及输出轴(52)同体转动，
且大小主传动轮(53)(54)分别与小大副传动轮(55)(56)连动，使变速装置(5)可产生较主轴或高或低的转速。其具体工作过程如下。若此时主离合器(57)是成合的状态，而副离合器(58)必为离的状态，该主离合器(57)与小主动传动轮(54)结合成一体，主离合器(57)的吸附盘(571)与激磁盘(572)贴合一体转动，使大主传动轮(53)可随主动轴(51)作转动，而小主传动轮(54)也随主动轴(51)转动，经过皮带分别带动大小副传动轮(55)(56)，大副传动轮(56)由于与副离合器(58)间并无带动的关系，故不连动输出轴(52)，而小副传动轮(55)则与输出轴(52)以键槽固定，可带动输出轴(52)转动，只有该输出轴(52)的转动速度经过大主传动轮(53)及小副传动轮(55)的匹配，较主轴头(60)主轴(61)为高，即尾座(1)转动轴(13)具有较高于主轴(61)的转速。若主副离合器(57)(58)的离合关系相反，主动轴(51)仅能带动小主传动轮(54)，小主传动轮(54)则以皮带将动力传至大副传动轮(56)，经由副离合器(58)激磁盘(582)及吸附盘(581)连动，使输出轴(52)以较主轴(61)为慢的转速转动，此时尾座(1)的转动轴(13)具有低于主轴(61)的转速。
由于变速装置(5)使尾座(1)的转动轴(13)具有相对于主轴(61)较高或较低的转速，使得钻孔或攻牙的加工形态有所转变，可以较高的速度进行加工。假设主轴(61)是成某一定值的正向转动，且工件置于主轴(61)上随之转动，若要加工正向旋转的螺牙或钻孔时，可将刀具配于尾座(1)的转动轴(13)上，而转动轴(13)的转向同为正向的转动，在开始攻牙或钻孔时，变速装置(5)的主副离合器(57)(58)的离合关系是成主离合器(57)为合，副离合器(58)为离的状态，使输出轴(52)带动尾座(1)转动轴(13)正向转速高于主轴(61)，使转动轴(13)上的刀具可正向的切入工件，产生正旋的螺纹或钻孔，即如同主轴(61)工件静止，而转动轴(13)刀具正向旋切该工件的状态。
待到达加工的深度时，用凸轮及微动开关配合触控，使该主副离合器(57)(58)的离合关系作一交换，这样输出轴(52)输出带动尾座(1)转动轴(13)的转速略小于主轴(61)的转速。此时的情况犹如转动轴(13)刀具不动，而工件具有正向转速，可顺刀具正旋的方向旋离刀具，其所产生的效果即如工件不动而刀具反转可进行退刀，完成该一加工的程序。若要进行反旋的螺纹或钻孔，除了先要换上反旋的刀具外，再仅要将该主副离合器(57)(58)离合关系的动作顺序作一改变，其变速装置(5)先使输出轴(52)以较慢的转速输出，转动轴(13)的刀具具有较主轴(61)慢的正向转速，主轴(61)较快的正向转速可使转动轴(13)上反旋的刀具旋入工件内，即犹如刀具是停止动作，而工件作正向转动使反旋刀可顺势钻入工件，产生反旋的螺纹或钻孔。待到达加工的深度，转换主副离合器(57)(58)的离合关系，使输出轴(52)带动转动轴(13)产生高于轴(61)的正向转速，反旋的刀具可正向转出工件，达到退刀的目的，犹如该工件不动刀具正向转动一般的退出刀具。
若该刀具是置于主轴(61)上而工件设于转动轴(13)上，本实用新型的变速装置(5)仅要改变其快慢转速的顺序即可达到同样的效果，或主轴(61)与转动轴(13)是成反向的转动，亦可经由变速装置(5)的适度调配达到加工的目的。
又由于变速装置(5)中的大小主副传动轮(53)(54)(55)(56)中的大主副传动轮(53)(56)与小主副传动轮(54)(55)两两的周径相同，故经过该大小匹配之后所产生的转速增幅及降幅，完全相同，即由主传动轴传至输出轴的转速具有一定值的增幅及降幅。如此可使刀具在钻入工件内后退刀的相对速度值与进刀时相同，不但可保护工件加工后的加工成果，更能维护刀具的完好，且该一调速的速度相当的快捷迅速。
另如图4所示，各传动轮(53)(54)(55)(56)的表缘均具有成齿形的设计，而在各传动轮(53)(54)(55)(56)间作动力传动的皮带内侧与各传动轮(53)(54)(55)(56)表缘接触的表面上也均具有相对且相同的齿形，可提高其动力传输的精确度，以达到确实传动的目的，且该皮带是具有弹性的材质所制成，可消除变速装置内各构件间在变速时所受的震动力，以延长该变速装置内构件的使用寿命，即可在主副离合器(57)(58)交换其离合状态使变速装置(5)变速时，有效的吸收其所产生的突震及减少各构件间的碰撞程度，而将该变速装置(5)内可能造成内部构件损害的因素降至最低的程度，增加变速装置(5)内部构件的使用寿命。
本实用新型除了上述的结构、性能优点外，还各具有以下的功效。诸如1.本实用新型所用的动力源仅用一具有单向马达即可符合该自动车床的需要，不必再使用昂贵的双向马达，减少制造的成本，且本实用新型马达在加工的过程中，由于传动结构的不同改变了加工方式，根本不必再浪费刹车、停车及反转启动，及达到加工转速等不必要浪费的时间，可以大幅度的降低工时的浪费，进而达到时间上的节省，可配合批量生产。
2.本实用新型动力传输的轴有主传动轴(63)主动轴(51)及输出轴(52)，其所受的非轴向力量不论在数量上或大小均较已有的传动轴(71)为小，因此该主传动轴(63)、主动轴(51)及输出轴(52)可有效的延长其使用的寿命。
3.本实用新型主要是在尾座侧面伸出一个固结于凸轮套筒的外缘，配合锁定夹持凸轮套筒与套筒上的凸轮固定在凸轮轴上；尾座底部设一变速装置，内部具有相互连动的两组大小主副传动轮及两电磁离合器，分别固定于变速装置平行的输出轴及主动轴上；主动轴外伸变速装置外的部份具有齿形栓槽的联结轴，与主传动轴联结套筒配合，使得用单一马达即可同时带动尾座的转动轴及主轴头的主轴，尾座转动轴并能转换不同于主轴转动的速度，达到快速加工及避免损伤到机械构件的目的，而且该动力的传输及凸轮位置均可于在尾座调整之后，随之到达最适当的定位上，达到使用上的方便性。
综上所述，本实用新型配合可调整尾座(1)所改良的结构，能够在尾座(1)调整时，使套设有控制尾座(1)动作凸轮(31)的凸轮套筒(3)，以及尾座(1)底部传动系统中的联结轴(510)可同时动作，使其仍能与主传动轴(63)的联结套筒(630)在嵌合的状态下作伸缩滑移，达到动力的传输，使尾座(1)在调整后，仍能具有动力并持续进行准确的动作，使其可确实为尾座(1)的调整节省相当多的时间，增加工作效率，符合经济原则，可适用于产量少又多样化的加工，配合变速装置(5)适时的使尾座(1)转动轴(13)转换成相对于主轴(61)高或低的同向转速，改变了使用本实用新型的自动车床的加工方式，而能达到上述的诸发明目的，实为一种节省时间、增加效率适合快速加工，并且避免损坏构件的新型实用自动车床改良结构。
权利要求1.一种自动车床的改良结构，包括有相对设立的主轴头及尾座，各具有相对的主轴及转动轴，主轴及转动轴同时为一马达所带动，其特征在于该尾座侧面向凸轮轴方向伸设一支臂，支臂在凸轮轴的支臂端与滑套在凸轮轴上的凸轮套筒结合，使凸轮套筒可与尾座同时轴向前后位移，并可自由转动，凸轮套筒可固定控制凸轮，两端设锁定夹固定在凸轮轴上，并使凸轮套筒与凸轮轴同体转动；而尾座的变速装置是由一同时传动主轴及尾座转动轴的马达经由主传动轴输入动力，变速装置内具有并列的输出轴及主动轴，配合两组大小主副传动轮及主副离合器，将经过变速装置的转速得以适当的变换；而且在变速装置主动轴突出变速装置端部的表缘纵向环设成齿形的联结轴，主传动轴则相对设内缘具有齿形的联结套筒。
2.根据权利要求1所述的自动车床的改良结构，其特征是主传动轴一端与马达连动，另一端与主动轴套合，将动力输入变速装置内；输出轴与主动轴在变速装置内并列设置并且一端穿出变速装置的外壳与尾座的转动轴连动；变速装置在主动轴上依序设大主传动轮、主离合器及小主传动轮，输出轴在相对的位置上设小副传动轮、副离合器及大副传动轮，小主副传动轮分别固定在主动轴及输出轴上，大主副传动轮则分别为主副离合器所控制，可适时与主动轴及输出轴同体转动，且大小主传动轮分别与小大副传动轮连动，使变速装置可产生较主轴或高或低的转速。
3.根据权利要求1所述的自动车床的改良结构，其特征是各传动轮的表缘均具有齿形，而在各传动轮间作动力传动的皮带内侧与各传动轮表缘接触的表面均具有相同的齿形，以达到确实传动的目的，且皮带也由具有弹性的材质所制成，可消除变速装置内各构件间在变速时所受的震动力，以延长该变速装置内构件的使用寿命。
4.根据权利要求1所述的自动车床的改良结构，其特征是用于自动攻牙、钻孔专用自动车床传动系统改良装置的变速装置中的各传动轮中的大主副传动轮与小主副传动轮两两的周径相同，经过大小匹配之后，该由主传动轴传至输出轴的转速具有一定值的增幅及降幅。
专利摘要自动车床的改良结构，主要在可调式尾座侧伸一支臂与外套控制尾座动作凸轮的凸轮套筒固接，以一锁定夹固合在凸轮轴上。尾座底部有一变速装置带动尾座的转动轴，内有两组匹配的大小主副传动轮及两个电磁离合器，一组设于输出轴，另一组相对设于主动轴上，主动轴外缘设成齿形的联结轴，另一主传动轴上设内径有轴向齿形的联结套筒，主传动轴与主轴同为一马达带动，整组配合，在尾座调整时，可使凸轮套筒及动力的传输随之立即调整，尾座转动轴可适时的变换转速，可进行快速加工且避免损坏构件。
文档编号B23B7/12GK2053552SQ89215619
公开日1990年2月28日 申请日期1989年8月29日 优先权日1989年8月29日
发明者陈添进 申请人:陈添进