换刀装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种换刀装置，其包含一座体、一导块、一杠杆及一主轴，座体于一第一位置与一第二位置间往复移动，导块具有串联的第一接触段及第二接触段，杠杆具有相对的第一端及第二端，于第一端与第二端间设有一支点，杠杆通过支点枢设于座体并可与座体同步往复移动，第一端与第二端相对于支点相对摆动，主轴具有一连动机构连接刀具，主轴设置于座体并可与座体同步往复移动，座体由第一位置移动至第二位置时，可同步带动杠杆及主轴移动，由第二接触段对第一端提供一第一作用力，且第二端同步对连动机构产生一第二作用力，以驱动连动机构释放刀具。
【专利说明】换刀装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种换刀装置，尤其是涉及一种利用无油压缸形式的内藏式主轴配合杠杆机构的机械式同步换刀装置。
【背景技术】
[0002]近年来3C产品快速崛起，带动3C电子产业新一波热潮，目前于加工3C产品机壳的机器设备中，主要包括一种兼具铣削、钻孔及攻牙加工功能的高速加工工具机，3C产品机壳可于该类机台进行铣削、钻孔及攻牙连续加工，为提高加工速率，除了改善加工制作工艺及机台特性之外，更必须缩短置换加工刀具的时间。
[0003]就目前现有高速加工工具机中，其换刀装置主要采用直结式主轴，而直结式主轴可分为无油压缸及有油压缸二种形式，无油压缸形式的直结式主轴是利用机械式换刀，而油压缸形式的直结式主轴则是利用油压缸的驱动力换刀。一般而言，直结式主轴虽然成本较低且可提供较大出力，但其缺点包括:组装完成的长度长，其自然频率低，较不利于高速运转，以及，驱动马达体积大、惯性高，不利加减速，且重量大，将直结式主轴安装于机台头部上方时，易形成机台振动源，故头部设计必须强化刚性，否则易产生振动，此外，必须同时兼顾主轴、驱动马达、联轴器三者之间的同心度，否则会产生高频振动而导致主轴轴承损坏。
[0004]此外，少部分现有高速加工工具机的换刀装置是采用内藏式主轴，该内藏式主轴也分为有油压缸及无油压缸二种形式，油压缸形式的内藏式主轴是利用油压缸的驱动力换刀，其缺点为主轴结构长，且油压缸成本高(约占2~3成的成本)，虽然提高油压压力可提高换刀速度，但是提升的效果有限。至于无油压缸形式的内藏式主轴则必须搭配复杂的连杆机构驱动换刀。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种换刀装置，以解决上述问题。
[0006]为达上述目的，本实用新型提出一种换刀装置，其包含一座体、一导块、一杠杆及一主轴，座体被驱动于一第一位置与一第二位置间往复移动；导块具有串联的一第一接触段以及一第二接触段；杠杆具有相对的一第一端以及一第二端，于第一端与第二端之间设有一支点，杠杆通过支点枢设于座体并可与座体同步往复移动，第一端与第二端可相对于支点相对摆动；主轴用以设置刀具，主轴具有一连动机构，连动机构连接刀具，主轴设置于座体并可与座体同步往复移动；当座体由第一位置移动至第二位置时，可同步带动杠杆及主轴移动，使第一端由第一接触段移动至第二接触段，由第二接触段对第一端提供一第一作用力，并使第二端同步对连动机构产生一第二作用力， 以驱动连动机构释放设置于主轴的刀具。
[0007]该主轴是一无油压缸形式的内藏式主轴。
[0008]该第二接触段的长度延伸方向平行于一第一方向，该第一接触段的长度延伸方向平行于一第二方向，该第二方向与该第一方向之间具有一小于九十度的夹角。
[0009]该导块与该主轴分别位于该杠杆的该支点的相对二侧，该导块与该第一端位于该支点的同一侧，该主轴与该第二端位于该支点的另同一侧。
[0010]该第二端设有二滚轮，该二滚轮用以对称压迫于该打刀环的二侧，以释放该刀具。
[0011]该第一端设有一滚柱轴承，该杠杆与该座体同步往复移动时,该滚柱轴承可抵靠于该第一接触段与该第二接触段。
[0012]该连动机构包括打刀环、盘形弹簧以及组夹爪，该盘形弹簧连接该打刀环以及该夹爪，该夹爪用以夹持该刀具，该第二作用力施加于该打刀环，并同步压迫并撑开该盘形弹簧，且使该夹爪释放该刀具。
[0013]该座体位于该第一位置时，该杠杆的该第一端与该导块分离，且该杠杆的该第二端与该打刀环之间具有一距离。
[0014]该座体可活动地设置于一机台，该导块固设于该机台。
[0015]本实用新型的优点在于，其结构特点可以缩短置换加工刀具的时间，提高加工速率，改善加工制作工艺，且体积小、结构简单。
[0016]为使贵审查委员对于本实用新型的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的一实施例的组合结构示意图；
[0018]图2及图3是图1实施例的连续动作示意图；
[0019]图4是本实用新型另一实施例的立体组合结构示意图；
[0020]图5是图4实施例的局部结构放大图。
[0021]符号说明
[0022]座体:10、100
[0023]导块:20、200
[0024]第一接触段:21、210
[0025]第二接触段:22、220
[0026]杠杆:30、300
[0027]第一端:31、310
[0028]滚柱轴承:311、3110
[0029]第二端:32、320
[0030]滚轮:321、3210
[0031]支点:33
[0032]主轴:40、400
[0033]打刀环:41、410
[0034]盘形弹簧:42
[0035]夹爪:43、430
[0036]机台:50、500
[0037]第一方向:A[0038]第二方向:B
[0039]距离:D1
[0040]第一作用力:F1
[0041]第二作用力:F2
[0042]第一位置:P1
[0043]第二位置:P2
[0044]夹角:ΘI
【具体实施方式】
[0045]以下将参照随附的附图来描述本实用新型为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本案的技术手段并不限于所列举附图。
[0046]请参阅图1所不换刀装置实施例，其主要是由一座体10、一导块20、一杠杆30以及一主轴40构成。
[0047]座体10可活动地设置于一机台50，座体10可被驱动于一第一位置Pl与一第二位置P2间往复移动，就图1所示，座体10平行于第一方向F上下移动，图1所示座体10位于第一位置P1。至于驱动座体10移动的驱动装置的种类或形式没有一定限制，例如可采用马达、齿轮、螺杆、齿条、气压、液压等装置。
[0048]导块20固设于机台50，导块20具有串联的一第一接触段21以及一第二接触段22，第一接触段21的长度延伸方向平行于一第二方向B，第二接触段22的长度延伸方向平行于第一方向A，第二方向B与第一方向A之间具有一小于九十度的夹角Θ I。
[0049]杠杆30具有相对的一第一端31以及一第二端32,于第一端31设有一滚柱轴承311,于第二端32设有至少一滚轮321,于第一端31与第二端32之间设有一支点33,杠杆30通过支点33枢设于座体10，第一端31与第二端32可相对于33支点相对如跷跷板一般摆动,杠杆30可与座体10同步往复移动。
[0050]主轴40是一无油压缸形式的内藏式主轴，主轴40设置于座体10并可与座体10同步往复移动。主轴40具有一连动机构，于本实施例的连动机构包括一打刀环41、一盘形弹簧42以及一组夹爪43，盘形弹簧42连接打刀环41以及夹爪43，夹爪43具有一夹紧状态以及一释放状态，当夹爪43处于夹紧状态时，可用以夹持刀具(图中未示出)，当夹爪43处于释放状态时，则可释放刀具。
[0051]导块20、杠杆30及主轴40的相对位置关系为，导块20与主轴40分别位于杠杆30的支点33的相对二侧，导块20与杠杆30的第一端31位于支点33的同一侧(图示支点33的右侧)，主轴40与第二端32则位于支点33的另外同一侧(图示支点33的左侧)。
[0052]请参阅图1至图3所示,说明本实用新型的连续作动方式。如图1所示座体10位于第一位置Pl时，杠杆30的第一端31的滚柱轴承311与导块20分离，且杠杆30的第二端32的滚轮321与打刀环41之间具有一距离D1，第二端32的滚轮321未接触至打刀环41，此时夹爪43处于夹紧状态，于夹爪43 —端若设有刀具，则夹爪43可紧抓刀具。
[0053]请续参阅图2所示，当座体10平行于第一方向A向上朝向第二位置P2移动时，可同步带动杠杆30及主轴40向上移动，可使杠杆30的第一端31的滚柱轴承311抵靠于导块20的第一接触段21，由于第一接触段21具有一平行于第二方向B的斜度，且第二方向B与第一方向A之间具有一小于九十度的夹角Θ 1，因此第一接触段21可对滚柱轴承311(亦即杠杆30的第一端31)产生一第一作用力Fl (相当于一推力)，同时对杠杆30的第二端32产生一向下的第二作用力F2，使杠杆30第二端32的滚轮321与打刀环41相互接触，此时滚轮321对打刀环41产生的第二作用力F2尚不足以使夹爪43转换至释放状态。
[0054]请续参阅图3所示，当座体10上升至第二位置P2时，杠杆30的第一端31的滚柱轴承311可由第一接触段21移动至第二接触段22，此时，杠杆30第二端32的滚轮321所产生的第二作用力F2增大并足以将打刀环41下压，可驱动打刀环41压迫并撑开盘形弹簧42，继而使夹爪43呈释放状态以释放刀具。于夹爪43呈释放状态的过程中，除了进行松刀步骤之外，可同时进行换刀步骤，当换刀步骤完成时，则驱动座体10由第二位置P2下降至第一位置Pl，亦即由图3返回图1所示状态，使滚轮321脱离打刀环41，如此即可使夹爪43由释放状态回复至夹紧状态，将置换的刀具牢牢抓紧而不致松脱。换言之，依图1至图3顺序进行松刀步骤，而依图3至图1顺序则进行夹刀步骤，若二者组合即可完成一次完整的换刀步骤。
[0055]请参阅图4及图5所示另一实施例的立体结构,本实施例具备图1所示主要架构，包括一座体100、一导块200、一杠杆300以及一主轴400构成，座体100可活动地设置于一机台500，导块200固设于机台500，杠杆300枢设于座体100并可与座体100同步往复移动，主轴400设置于座体100并可与座体100同步往复移动。于本实施例中，杠杆300的第一端310呈一叉状结构，于该叉状结构的第一端310内设有一滚柱轴承3110，当杠杆300与座体100同步往复移动时，通过该叉状结构的第一端310的支撑，可使得滚柱轴承3110平稳地抵靠及滑行于第一接触段210与第二接触段220。此外，杠杆300的第二端320也呈一叉状结构，于杠杆300的第二端320内部的相对二侧分别设有一滚轮3210，可通过该二滚轮3210对称压迫于打刀环410的二侧，可控制夹爪430释放或夹紧刀具。
【权利要求】
1.一种换刀装置，其特征在于，该换刀装置包含: 座体，其被驱动于一第一位置与一第二位置间往复移动； 导块，其具有串联的第一接触段以及第二接触段； 杠杆，其具有相对的第一端以及第二端，在该第一端与该第二端之间设有一支点，该杠杆通过该支点枢设于该座体并可与该座体同步往复移动，该第一端与该第二端可相对于该支点相对摆动；以及 主轴，用以设置刀具，该主轴具有一连动机构，该连动机构连接该刀具，该主轴设置于该座体并可与该座体同步往复移动； 该座体由该第一位置移动至该第二位置时，可同步带动该杠杆及该主轴移动，使该第一端由该第一接触段移动至该第二接触段，由该第二接触段对该第一端提供一第一作用力，并使该第二端同步对该连动机构产生一第二作用力，以驱动该连动机构释放设置于该主轴的该刀具。
2.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该主轴是一无油压缸形式的内藏式主轴。
3.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该第二接触段的长度延伸方向平行于一第一方向，该第一接触段的长度延伸方向平行于一第二方向，该第二方向与该第一方向之间具有一小于九十度的夹角。
4.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该导块与该主轴分别位于该杠杆的该支点的相对二侧，该导块与该第一端位于该支点的同一侧，该主轴与该第二端位于该支点的另同一侧。
5.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该第二端设有二滚轮，该二滚轮用以对称压迫于该打刀环的二侧，以释放该刀具。
6.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该第一端设有一滚柱轴承，该杠杆与该座体同步往复移动时，该滚柱轴承可抵靠于该第一接触段与该第二接触段。
7.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该连动机构包括打刀环、盘形弹簧以及组夹爪，该盘形弹簧连接该打刀环以及该夹爪，该夹爪用以夹持该刀具，该第二作用力施加于该打刀环，并同步压迫并撑开该盘形弹簧，且使该夹爪释放该刀具。
8.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该座体位于该第一位置时，该杠杆的该第一端与该导块分离，且该杠杆的该第二端与该打刀环之间具有一距离。
9.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该座体可活动地设置于一机台，该导块固设于该机台。
【文档编号】B23Q3/157GK203390621SQ201320416425
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年5月24日
【发明者】陈冠文, 李坤颖, 廖建智, 洪绍颖, 黄少谷, 陈羿铭 申请人:财团法人工业技术研究院