专利名称：多轴加工机的刀具固定结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加工机，特别是指一种多轴加工机的刀具固定结构。
背景技术：
一般现有的多轴加工机，其换刀机构通常设置在机台上载台的移动范围及其加工头的加工范围以外的位置，而且该换刀机构的刀库需另外以一组独立的驱动装置将其驱动。因此会大幅增加整体的体积，且亦会使整体的结构较为复杂，进而会使制作成本大幅增力口。尤其是，该换刀机构的刀库与加工头具有较远的距离，因此会大幅增加换刀的时间，而影响换刀的效率。而且，一般现有的多轴加工机，其用于承载被加工物的载台皆仅只能作水平方向的X轴及Y轴的移动，因此该载台上的被加工物便仅只有单面能被加工头上的刀具加工到，而且该加工头上的刀具亦无法对该被加工物进行斜向的加工，尤其是其加工后所产生的切屑的清理非常的不方便。有鉴于此，本设计人针对上述的问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本实用新型。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具有可提升换刀效率、能夹紧刀具使其不易脱落及可使刀具插置后不会偏斜以利于换刀等功效的多轴加工机的刀具固定结构。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是—种多轴加工机的刀具固定结构，包括一机台及一换刀机构；机台具有可相对升降及水平移动的载台及加工头，该载台具有一轴座、一在该轴座上轴向转动的转轴及一设在该转轴端部供夹持一被加工物的固定框，该固定框露出该被加工物的两相对侧面，该加工头具有一轴向转动的刀轴，该刀轴供夹持及释放刀具；换刀机构包含一刀座及多个夹具模块，该刀座结合在转轴上随着转轴转动，刀座的周面具有多个插槽分别供多个刀具插设，每一插槽的开口处具有一比插槽孔径大的容置槽；多个夹具模块分别结合在多个容置槽中以夹住相对应的刀具，每一夹具模块包含一夹套及一 O型环，夹套设在容置槽中，且具有一贯穿的套孔供刀具穿过，该夹套的周面具有多个剖沟及一环槽，多个剖沟贯通到套孔且延伸到底端呈开口状，使多个剖沟之间相对形成多个夹爪，环槽位于多个夹爪的周面，该O型环套设于环槽中并提供一弹性力使多个夹爪向内弹性变形以夹住刀具。所述夹具模块包含多个螺栓，多个螺栓分别将多个夹套螺锁固定在相对应的容置槽中。所述每一容置槽的开口处具有一较容置槽孔径大的限位槽，所述刀座上于每一容置槽的两相对侧设有两螺孔，螺孔的开口处具有一与限位槽相通的锥形槽，每一夹套的上端具有一较夹套外径大的凸部，凸部嵌设于限位槽中，凸部的上端缘形成一限位锥面，多个螺栓分别螺锁在多个螺孔中，每一螺栓的上端具有一锥形的头部，头部压设于凸部的限位锥面上。[0009]所述套孔的开口端具有一逐渐扩大的扩孔，该扩孔导引刀具使刀具易于进入该套孔之中。所述夹套为塑料材质，所述O型环为橡胶材质。所述刀座呈矩形，多个插槽分别呈直线地排列在该刀座周面的两相对侧上。所述刀座呈圆形，多个插槽呈环状地排列在该刀座的周面上。所述换刀机构还包括一侦测器、一盒体及一盖体，该侦测器设于轴座上，侦测器测量夹在刀轴上的刀具的长度，该盒体结合在轴座上并供转轴穿过，盒体的内部容纳刀座及侦测器，盒体的上方具有一开口，该盖体可自动翻盖地结合在盒体上开启或关闭该开口。所述机台具有一水平驱动装置及一垂直驱动装置，该水平驱动装置驱动加工头作水平方向的移动，该垂直驱动装置位于该水平驱动装置的前方一侧，驱动轴座于竖直方向移动。所述水平驱动装置包括一第一引导座、一第二引导座、一加工头座、一第一驱动器、一第二驱动器，第二引导座设于第一引导座上可沿着水平方向的X轴移动，加工头座设于第二引导座上可沿着水平方向的Y轴移动，第一驱动器设于第一引导座上驱动第二引导座移动，第二驱动器设于第二引导座上驱动加工头座移动，所述加工头结合在加工头座上；该垂直驱动装置包括一第三引导座及一第三驱动器，所述轴座设于该第三引导座上可沿着竖直方向的z轴移动，第三驱动器设于第三弓I导座上，驱动该轴座移动。采用上述结构后，本实用新型多轴加工机的刀具固定结构通过将换刀机构结合在载台上并利用载台的转轴驱动其旋转以供换刀，可使整体机构较为精简，而可大幅缩减整体的体积以及可使制作成本较低。而且，可使刀座与加工头之间具有的距离缩短，以提升换刀的效率。再者，该刀座可随着该转轴转动的结构设计，使刀座周面上可设置较多数量的刀具备用，因此可进一步节省空间。特别是，藉由该O型环的弹性力使多个夹爪向内弹性变形的设计，更是可使多个夹爪夹紧该刀具而使其不易松脱，而且夹爪环设在刀具的周围，其施于刀具周面的夹持非常的平均，因此可使该刀具插设于插槽中时，其中心轴线不会有偏移的情形发生，进而使其可利于换刀的进行。再者，藉由该转轴可将该固定框上的被加工物旋转的设计，使其可便于对被加工物进行双面及斜向的加工，而且亦可便于清理加工时所产生的切屑。
图1为本实用新型的立体示意图；图2为本实用新型换刀机构的立体放大示意图；图3为本实用新型换刀机构的剖面放大示意图；图4为本实用新型夹具模块的立体分解放大示意图；图5为本实用新型夹具模块的立体组合放大示意图；图6为本实用新型夹套与O型环的立体分解放大示意图；图7为本实用新型夹套与O型环另一侧的立体分解放大示意图；图8为图3其中一夹具模块处的局部放大示意图；图9为本实用新型换刀动作的示意图一；图10为本实用新型换刀动作的示意图二 ；[0027]图11为本实用新型另一实施例夹具模块的立体分解放大示意图；图12为本实用新型另一实施例夹具模块的组合剖面示意图。主要标号说明:机台I水平驱动装置10第一引导座100第二引导座101加工头座102第一驱动器103第二驱动器104垂直驱动装置11第三弓丨导座11 0第三驱动器111载台12轴座120转轴121固定框122加工头13刀轴130被加工物14刀具15换刀机构2盒体20盖体21驱动器22刀座23插槽230容置槽231限位槽232螺孔233锥形槽234侦测器24夹具模块25夹套250O 型环 251凸部252限位锥面253套孔254扩孔255剖沟256环槽257夹爪258螺栓26头部260。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。请参阅图1至图3所示，本实用新型多轴加工机的刀具固定结构包括一机台I及一换刀机构2。该机台I具有一水平驱动装置10、一垂直驱动装置11、一载台12及一加工头13。其中:该水平驱动装置10包括一第一引导座100、一第二引导座101、一加工头座102、一第一驱动器103、一第二驱动器104。第二引导座101设在该第一引导座100上可沿着水平方向的X轴移动，加工头座102设在第二引导座101上可沿着水平方向的Y轴移动，第一驱动器103设在第一引导座100上可驱动第二引导座101移动，第二驱动器104设在第二引导座101上可驱动加工头座102移动。该垂直驱动装置11位于水平驱动装置10的前方一侧，其包括一第三引导座110及设在该第三引导座110上一第三驱动器111。[0056]该载台12具有一轴座120、一转轴121及一固定框122。该轴座120设在第三引导座110上，可被第三驱动器111驱动而在机台I上沿着竖直方向的Z轴移动(升降)。转轴121呈水平方向设置在轴座120上，该转轴121可利用如汽压缸、伺服马达等旋转驱动装置来驱动，以使其在轴座120上轴向旋转(A轴)。固定框122结合在转轴121的端部，可夹持固定一被加工物14，使被加工物14的上、下侧面显露出来。在本实用新型中，该固定框122可针对不同形状的被加工物14而设成不同的结构，例如:被加工物14为圆形时，则固定框122设成可供其固定的方形框体,再配合一环形固定盖的结构；被加工物14为圆柱形时,贝U固定框122设成可将其夹住或供其插入固定的夹爪结构或套筒结构……等。该加工头13结合于加工头座102上，该加工头13的下端具有竖直方向设置且可轴向转动的一刀轴130。该刀轴130的下端可夹持及释放一刀具15。该刀轴130可夹持刀具15旋转以进行切削、钻孔、研磨……等加工，以及可配合插设在换刀机构2上的多种刀具15进行换刀作业。该换刀机构2包含一盒体20、一盖体21、一驱动器22、一刀座23、一侦测器24及多个夹具模块25。其中:该盒体20结合在轴座120上，并供该转轴121穿过，于该盒体20的上方具有一开□。该盖体21可翻盖地结合在盒体20上，可供打开或关闭盒体20的开口。该驱动器22设在盒体20中，可供驱动盖体21翻盖以打开或关闭盒体20的开口，该驱动器22可为一气压缸。该刀座23呈矩形，且结合在转轴121上可随着转轴121转动。刀座23位于盒体20之中，刀座23的周面的上、 下侧分别具有呈直线排列的多个插槽230可分别供多个刀具15插设。每一插槽230的开口处具有一较大孔径的容置槽231。该侦测器24设在轴座120上且位于盒体20之中，该侦测器24可供用于测量夹在刀轴130上的刀具15的长度。多个夹具模块25分别结合在多个容置槽231中，可供弹性夹住插于相对应插槽230中的刀具15，以防止刀具15轻易由插槽230中脱离。请参阅图4至图8所示:刀座23上的每一容置槽231的开口处具有一较大孔径之限位槽232。该刀座23上于每一插槽230的两相对侧设有两螺孔233，螺孔233的开口处具有与限位槽232相通的一锥形槽234。每一夹具模块25包含一夹套250、一 O型环251及两螺栓26。夹套250设在容置槽231中，且上端具有一较大外径之凸部252可供嵌设于限位槽232中，凸部252的上端缘系形成一限位锥面253。该夹套250中具有一贯穿上、下的套孔254可供刀具15穿过，套孔254的上端具有一逐渐扩大的扩孔255可供用于导引刀具15，以使其易于进入套孔254中。夹套250的周面具有多个剖沟256及一环槽257，多个剖沟256贯通到套孔254且延伸到底端呈开口状，使多个剖沟256之间相对形成多个夹爪258。环槽257位于多个夹爪258的周面。该O型环251套设于环槽257中，可提供一弹性力使该多个夹爪258向内弹性变形以夹住该刀具15。多尔衮螺栓26分别螺锁在多个螺孔233中，每一螺栓26的上端具有锥形的一头部260可供压设于凸部252的限位锥面253上，以供将夹套250螺锁固定在容置槽231中。在本实用新型中，夹套250可为塑料材质，O型环251可为橡胶材质。请参阅图9、图10所示,本实用新型欲更换刀具15时,驱动器22驱动该盖体21打开盒体20的开口，然后加工头13水平移到盒体20的上方，之后载台12的轴座120上升使刀轴130上的刀具15插设在刀座23的闲置的插槽230中，并使刀轴130释放刀具15。然后使轴座120下降，再使刀座23转动，以使欲使用的刀具15被转移到上方，之后再使刀轴130移到刀具15的正上方及使轴座120上升，并使刀轴130夹住刀具15。当刀轴130夹住刀具15后，可利用轴座120的升降及加工头13的水平移动配合，以使侦测器24测量出该刀轴130上的刀具15的长度，最后再关闭该盒体20的开口，如此便完成一次换刀的动作。请参阅图11、图12所示，本实用新型的另一实施例，其结构与上述实施例大致相同，差别在于本实施例的刀座23呈圆形，多个插槽230呈环状地排列在刀座23的周面上。转轴121可带动刀座23转动一角度，以使其中之一刀具15的尾端朝向正上方，以便该刀轴130夹持。由于本实用新型具有上述特殊结构设计，所以其具有以下诸多优点1、本实用新型的换刀机构2结合在载台12上，利用载台12的转轴121驱动其旋转以进行换刀作业，因此可使整体机构较为精简，可大幅缩减整体的体积以及可使制作成本较低。2、本实用新型换刀机构2设在载台12上，可使刀座23与加工头13之间具有较短的距离，因此可大幅提升换刀的效率。3、本实用新型刀座23可随着转轴121转动，所以其周面上可设置较多数量的刀具15备用，因此可进一步节省空间。4、本实用新型的夹具模块25藉由O型环251的弹性力使多个夹爪258向内弹性变形的设计，可使多个夹爪258夹紧刀具15而使其不易松脱,而且夹爪258环设在刀具15的周围，所以夹爪258施于刀具15周面的夹持力非常平均，因此可使刀具15插设于插槽230中时，其之中心轴线不会有偏移的情形发生，进而可使其能利于换刀作业的进行。5、本实用新型利用转轴121可将固定框122上的被加工物14旋转的设计，使其可便于对被加工物14行双面及斜向的加工，而且亦可便于清理加工时所产生的切屑。上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
权利要求1.一种多轴加工机的刀具固定结构,其特征在于,包括:一机台及一换刀机构； 机台具有可相对升降及水平移动的载台及加工头，该载台具有一轴座、一在该轴座上轴向转动的转轴及一设在该转轴端部供夹持一被加工物的固定框，该固定框露出该被加工物的两相对侧面，该加工头具有一轴向转动的刀轴，该刀轴供夹持及释放刀具； 换刀机构包含一刀座及多个夹具模块，该刀座结合在转轴上随着转轴转动，刀座的周面具有多个插槽分别供多个刀具插设，每一插槽的开口处具有一比插槽孔径大的容置槽；多个夹具模块分别结合在多个容置槽中以夹住相对应的刀具，每一夹具模块包含一夹套及一 O型环，夹套设在容置槽中，且具有一贯穿的套孔供刀具穿过，该夹套的周面具有多个剖沟及一环槽，多个剖沟贯通到套孔且延伸到底端呈开口状，使多个剖沟之间相对形成多个夹爪，环槽位于多个夹爪的周面，该O型环套设于环槽中并提供一弹性力使多个夹爪向内弹性变形以夹住刀具。
2.如权利要求1所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述夹具模块包含多个螺栓，多个螺栓分别将多个夹套螺锁固定在相对应的容置槽中。
3.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述每一容置槽的开口处具有一较容置槽孔径大的限位槽，所述刀座上于每一容置槽的两相对侧设有两螺孔，螺孔的开口处具有一与限位槽相通的锥形槽，每一夹套的上端具有一较夹套外径大的凸部，凸部嵌设于限位槽中，凸部的上端缘形成一限位锥面，多个螺栓分别螺锁在多个螺孔中，每一螺栓的上端具有一锥形的头部，头部压设于凸部的限位锥面上。
4.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述套孔的开口端具有一逐渐扩大的扩孔，该扩孔导引刀具使刀具易于进入该套孔之中。
5.如权利要求2所述的多轴 加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述夹套为塑料材质，所述O型环为橡胶材质。
6.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述刀座呈矩形，多个插槽分别呈直线地排列在该刀座周面的两相对侧上。
7.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述刀座呈圆形，多个插槽呈环状地排列在该刀座的周面上。
8.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述换刀机构还包括一侦测器、一盒体及一盖体，该侦测器设于轴座上，侦测器测量夹在刀轴上的刀具的长度，该盒体结合在轴座上并供转轴穿过，盒体的内部容纳刀座及侦测器，盒体的上方具有一开口，该盖体可自动翻盖地结合在盒体上开启或关闭该开口。
9.如权利要求2所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述机台具有一水平驱动装置及一垂直驱动装置，该水平驱动装置驱动加工头作水平方向的移动，该垂直驱动装置位于该水平驱动装置的前方一侧，驱动轴座于竖直方向移动。
10.如权利要求9所述的多轴加工机的刀具固定结构，其特征在于:所述水平驱动装置包括一第一引导座、一第二引导座、一加工头座、一第一驱动器、一第二驱动器，第二引导座设于第一引导座上可沿着水平方向的X轴移动，加工头座设于第二引导座上可沿着水平方向的Y轴移动,第一驱动器设于第一引导座上驱动第二引导座移动,第二驱动器设于第二引导座上驱动加工头座移动，所述加工头结合在加工头座上；该垂直驱动装置包括一第三弓I导座及一第三驱动器，所述轴座设于该第三引导座上可沿着竖直方向的Z轴移动，第三驱动器设于第 三弓I导座上，驱动该轴座移动。
专利摘要本实用新型公开了一种多轴加工机的刀具固定结构，包括一机台及一换刀机构，机台具有一载台及一加工头，载台具有一转轴及一可夹持一被加工物的固定框，加工头具有一刀轴可夹持及释放一刀具，换刀机构包含一刀座及多个夹具模块，刀座结合在转轴上可随其转动，刀座的周面具有供多个刀具插设的插槽，每一插槽的开口处具有一容置槽，夹具模块结合在容置槽中，每一夹具模块包含一夹套及一O型环，夹套中具有一套孔供刀具穿过，周面具有剖沟及一环槽，多个剖沟之间形成多个夹爪，环槽位于夹爪的周面，O型环套设于环槽中；藉由上述结构使本实用新型具有可提升换刀效率、能夹紧刀具使其不易脱落及可使刀具插置后不会偏心以利于换刀的功效。
文档编号B23Q3/155GK202910622SQ20122052094
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者石政修 申请人:盛方源科技股份有限公司