立式凸轮加工机的制作方法

本实用新型系有关一种立式凸轮加工机，尤其是一种缩小凸轮加工机的设置面积及空间，且一第一转动轴系设于一立式刀具承座的相对位置，不会与一水平夹持承座相互干涉的创新结构设计。

背景技术：

随着制造技术的进步，人们日常使用的机械、设备也日趋复杂；习知一机械结构件的作动系与一转盘相互配合带动，该转盘上设置有多个滚子，该些滚子可随该转盘而沿轴的方向转动；该机械结构件为一凸轮，且可沿着轴的方向转动；该机械结构件上包括有两螺齿，该转盘上的其中一滚子则设置于两螺齿的间；当该机械结构件沿轴方向转动时，两螺齿间所夹持的该滚子即可因为该机械结构件的转动而被带动，进而使该转盘缓慢地转动；为了达到特定的转速、带动速度，甚至变速转动、变速带动的功能，该机械结构件的外形也跟着越复杂化、多样化；每一螺齿上包括有一外侧面、一左侧面及一右侧面，该外侧面可为一圆柱形的曲面，该右侧面或该左侧面沿X轴与Z轴均会改变其倾斜度或曲率，且该右侧面与该左侧面的倾斜度与曲率也未必对称；因此，当所需的机械功能越复杂，该螺齿、该外侧面、该左侧面及该右侧面的轮廓会越复杂，其倾斜度及曲率也会越不规则；随着机械制造技术的进步，各种的该机械结构件的制造与成型均越来越仰赖自动化的加工机(未绘示)，用以取代传统人力的车、铣、刨、搪等加工方式；而自动化的加工机为了满足少量多样的产业特性，均针对其夹具或刀具设计有多轴的移动或多轴的转动，使该刀具或夹具能将一金属原料加工成型为上述复杂的该机械结构件；然而，以多轴的自动化加工机来加工上述复杂的该机械结构件时，需要设置越多轴其代表需要越多的驱动马达、越多的机械带动结构以及越高的成本，其自动化加工机的故障率及维修时间当然也跟着大幅增加；如此，对于项多量少的小型加工厂而言，并不符合经济效益。

有鉴于此，遂有一创作人创作一中国台湾专利申请案号099214989的「加工机」新型专利案如图1所示，该加工机1包括有一夹持承座(未标号)及一刀具承座4；该夹持承座可围绕一第一转动轴9转动，且包括有一夹具单元a，该夹具单元a藉由一前夹头a1及一后夹头a2用以夹住一机械结构件2，使该夹具单元a与该机械结构件2同时相对于该夹持承座而围绕一第二转动轴8转动；该刀具承座4可于一平面上沿着一第一移动轴7及一第二移动轴6移动，且包括有一切削刀头3，该切削刀头3可相对于该刀具承座4而围绕一第三转动轴5转动；其中，当该切削刀头3对该机械结构件2进行加工切削时，该夹具单元a可沿该第一转动轴9或同时沿该第二转动轴8转动，该切削刀头3可沿该第三转动轴5转动或同时沿该第二移动轴6移动。

然而，该习知加工机1的占地面积大，容易占据许多摆放的面积及空间，且该夹具单元a藉由该第一转动轴9转动容易干涉到该切削刀头3，而使该习知加工机1有进步空间。

是以，针对上述习知结构所存在的问题点，如何开发一种更具理想实用性的创新结构，实使用消费者所殷切企盼，亦系相关业者须努力研发突破的目标及方向。有鉴于此，创作人本于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本实用新型。

技术实现要素：

即，本实用新型的目的在于提供一种立式凸轮加工机；其结构简单，操作方便，能针对习知加工机的占地面积大，容易占据许多摆放的面积空间，且一夹具单元藉由一第一转动轴转动容易干涉到一切削刀头问题点加以改良突破。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种立式凸轮加工机，对一机械结构件施予加工成型，其特征在于该立式凸轮加工机包括有：

一能于一个垂直立面上移动且能围绕一呈水平轴向的第一转动轴转动任意角度的立式刀具承座，且该立式刀具承座包括有一能围绕一呈垂直轴向的第二转动轴转动的立式切削刀头；

一设于一与该第二转动轴互呈垂直立向的相对位置且能于一个水平横面上移动的水平夹持承座，该水平夹持承座包括有一能夹住该机械结构件且与该机械结构件同时围绕该水平夹持承座的第三转动轴转动的夹具单元；其中，当该立式切削刀头对该机械结构件进行加工切削时该立式切削刀头能沿该第一转动轴和该第二转动轴转动且该夹具单元能沿该第三转动轴转动和沿该水平横面移动。

其中，该立式刀具承座移动的垂直立面设有一第一移动轴且该立式刀具承座能沿该第一移动轴移动，且该水平夹持承座移动的水平横面设有一第二移动轴及一与该第二移动轴互呈交错90度的第三移动轴且该水平夹持承座能沿该第二移动轴和该第三移动轴移动。

其中，当该立式切削刀头对该机械结构件进行加工切削时该立式切削刀头能沿该第一移动轴移动，且该水平夹持承座沿该第二移动轴和该第三移动轴移动。

其中，更包括有一于该立式刀具承座上变换立式切削刀头的刀具形态的刀库系统。

藉此创新独特设计，使本实用新型的该立式凸轮加工机可满足复杂轮廓的该机械结构件的加工成型，藉以缩小凸轮加工机的设置面积及空间，且该第一转动轴系设于该立式刀具承座的相对位置，不会与该水平夹持承座相互干涉，以减少故障率及维修时间，因此具有商业应用的潜力。

附图说明

图1：习知加工机的外观立体图。

图2：本实用新型立式凸轮加工机的外观立体图。

图3：本实用新型立式凸轮加工机的立式刀具承座转动示意图。

图4：本实用新型立式凸轮加工机的局部放大加工图。

图5：本实用新型立式凸轮加工机的机械结构件的成品图。

具体实施方式

请参阅图2～图5所示，本实用新型立式凸轮加工机的较佳实施例，惟此等实施例仅供说明之用，在专利申请上并不受此结构的限制，其系包括：

一立式凸轮加工机1，其系用以对一机械结构件40施予加工成型，该机械结构件40可为凸轮、轴承、螺杆、曲轴、螺丝…等，各式各样不同外形、不同功能的机械零组件；该立式凸轮加工机1包括：

一立式刀具承座38，该立式刀具承座38可于一个垂直立面(未标号)上移动，该垂直立面定义有一第一移动轴21，于本实施例中，该第一移动轴21平行于Z轴，使该立式刀具承座38可沿该第一移动轴21移动，且该立式刀具承座38可围绕一呈水平轴向的第一转动轴11转动任意角度，且包括有一立式切削刀头39，该立式切削刀头39可围绕一呈垂直轴向的第二转动轴12转动，当然，本领域具有通常知识者也可以视实际加工件的需求或整台加工机的设置角度。

一水平夹持承座34，系位设于一与该立式刀具承座38互呈垂直立向的相对位置，该水平夹持承座34可于一水平横面(未标号)上移动，该水平横面定义有一第二移动轴22及一与该第二移动轴22互呈交错90度的第三移动轴23，于本实施例中，该第二移动轴22平行于X轴，该第三移动轴23平行于Z轴，使该水平夹持承座34可沿该第二移动轴22与该第三移动轴23移动，该第二移动轴22与该第三移动轴23相夹有预定角度，在本实施例中，该角度为90度，且一第三转动轴13与该第二移动轴22、该第三移动轴23所定义的平面互相平行；当然，该第二移动轴22与第三移动轴23所夹的预定角度也可以为非垂直的状态，该第三转动轴13也可以与该平面呈微幅的俯仰角；该水平夹持承座34包括有一夹具单元35，该夹具单元35系由一前夹头36及一后夹头37所构成，该前夹头36及该后夹头37用以夹住该机械结构件40，并使该夹具单元35与该机械结构件40同时围绕该水平夹持承座34的该第三转动轴13转动；其中，当该立式切削刀头39对该机械结构件40进行加工切削时，该立式切削刀头39可沿该第一转动轴11或同时沿该第二转动轴12转动，又该夹具单元35可沿该第三转动轴13转动或同时沿该平面移动。

承上述，当该立式切削刀头39对该机械结构件40进行加工切削时，该立式切削刀头39可分别沿该第一移动轴21移动，且该水平夹持承座34可分别沿该第二移动轴22或同时沿该第三移动轴23移动。

再者，本实用新型立式凸轮加工机1更包括有一刀库系统50，该刀库系统50可藉由电脑数值控制(CNC，Computer Numerical Control)的控制而于该立式刀具承座38上自动变换该立式切削刀头39的刀具形态。

接下来，本实用新型的加工机有多种模式的加工方式。例如，当切削该机械结构件40时，该夹具单元35带动该机械结构件40沿该第三转动轴13高速地转动；此时，该第一转动轴11同时缓慢地转动，使该立式切削刀头39的旋转轴(即该第二转动轴12与该第三转动轴13的夹角随时间的改变而改变，因此，该立式切削刀头39可以不同切削角度来切削该机械结构件40；另外，此一切削也可同时配合该立式刀具承座38在该垂直立面方向上的移动，使该立式切削刀头39可沿该第一移动轴21移动，进而使该机械结构件40呈现更多的轮廓变化。

另一种加工切削的模式，该立式切削刀头39沿该第二转动轴12以高速转动，并配合该夹具单元35的缓慢转动(沿该第三转动轴13，如此，该立式切削刀头39可用以切削该机械结构件40在径向上的不同深度；此时，若再搭配该立式刀具承座38沿该第一转动轴11的微幅、极慢速地转动，即可使该立式切削刀头39切削出凸轮的一曲面螺齿41的结构(如图5所示)，该曲面螺齿41的一外侧面42、一左侧面43及一右侧面44均为流畅的凸轮曲面形态。

如上所述，本实用新型的该第一移动轴21、该第二移动轴22、该第三移动轴23、该第一转动轴11、该第二转动轴12、该第三转动轴13均可分别透过该加工机的设定而独立地移动、转动；在较佳实施例中，该第一转动轴11、该第二转动轴12、该第三转动轴13的转动，或该第一移动轴21、该第二移动轴22、该第三移动轴23的移动，均可藉由电脑数值控制(CNC，Computer Numerical Control)而分别控制，使该立式凸轮加工机1可因应不同的该机械结构件40而实施少量多样的生产制造，而且其移动轴或转动轴的数目具有极少化的功效，因此该立式凸轮加工机1的结构较为简单，较不易故障，维修也较容易，该立式凸轮加工机1的成本当然也较便宜。

另外，本领域具有通常知识者还可以设置一冷却系统(未绘示)或一防护罩(未绘示)；该冷却系统可于加工切削时对该立式切削刀头39或该机械结构件40喷注冷却液；该防护罩设置于该水平夹持承座34与该立式刀具承座38周边，而与一紧急断电系统(未绘示)相连接，当关上该防护罩时，该立式凸轮加工机1可正常工作，当打开该防护罩时，该紧急断电系统启动，使该立式凸轮加工机1停止电源供应；该紧急断电系统工作的原理可透过连接一断路器(未绘示)而为之；亦即，该断路器的两端分别电性耦接至该立式凸轮加工机1与该立式凸轮加工机1的电源端；当该防护罩被打开时，该断路器呈断路状态，如此，切削工作中的该立式凸轮加工机1便会因为断路而丧失供电，停止工作，防止人员误闯而受伤；当关上该防护罩时，该断路器呈导通状态，该立式凸轮加工机1恢复供电，即可继续切削的工作。

综上所述，本实用新型的该立式凸轮加工机1可满足复杂轮廓的该机械结构件40的加工成型，藉以缩小凸轮加工机的设置面积及空间，且该第一转动轴11系设于该立式刀具承座38的相对位置，不会与该水平夹持承座34相互干涉，以减少故障率及维修时间，因此具有商业应用的潜力。