CN102729082A - 加工机械的刀具交换装置 - Google Patents

Abstract

一种加工机械的刀具交换装置，配置在加工机械上，其包含：轨盘，其周缘设有导引槽，导引槽位于轨盘上部呈半圆形，位于轨盘下部则呈半椭圆形，由两者相接构成该导引槽的导引路径；刀盘，设在轨盘一侧以相对于导引槽，并可相对于轨盘旋转，刀盘周缘设有呈放射状等距环设的支臂；及多个夹持臂，枢设在支臂上，用以挟持刀具，夹持臂上并设有可对应容置在导引槽的定位球体。当支臂趋近轨盘下部时，其所连结的夹持臂会朝外摆转，使该夹持臂与相邻夹持臂间形成较大的间距，可防止刀具安装时受到两侧夹持臂的干涉或碰撞，减少换刀失误机率，节省换刀所耗费的时间。

Description

加工机械的刀具交换装置

技术领域

本发明有关加工机械的刀具交换装置；尤其指一种可提高储刀数量，并且不会影响交换刀具顺畅性与便利性的刀具交换装置。

背景技术

一般应用在立式车床或车铣中心机的综合加工机，为储存不同规格、用途的重切车刀、一般车刀或轻切车刀，在设置加工主轴之处通常会配置有储刀仓，配合储刀仓的换刀机构，以供加工主轴自动选取与装设刀具，并据此对加工件执行各种加工操作。

为提高传统产业的竞争力与效率，目前该行业主要朝向扩大储刀舱的储刀量，以利于可随时更换设计不同型态的刀具进行加工。而一般扩大储刀量的作法，一是增加储刀舱的容积，一则是增加储刀舱内部用以挟持刀具的夹臂数量，来挟持和容纳更多刀具。

然而，若增加储刀舱容积，易使刀盘随着体积增加而重量过重，导致配置该刀盘的加工机因为承受过大重量，而发生变形或倾斜的情况，影响加工制程的精度。

至于增加储刀舱内部挟持刀具的夹臂数量，由于一般夹臂固设在刀盘的周缘且呈相邻状，因此在更换刀具时，该加工主轴容易受到相邻两侧的夹臂或其他刀具的干扰，导致对位不易或是装设不顺畅，甚至产生碰撞情形，导致加工主轴歪斜、变形，因而影响加工制程的精度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种加工机械的刀具交换装置，可提高储刀数量，且不会影响更换刀具时的顺畅性与便利性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明加工机械的刀具交换装置，配置在加工机械上，其主要包含：轨盘，其在周缘处上开设有导引槽，其中，该轨盘以一个通过圆心且两端延伸在该导引槽中心线的直线区分为上、下两部分，位于轨盘上部的导引槽，为一个以直线a为默认半径构成的半圆形，位于轨盘下部的导引槽，为一个以直线a为默认长轴半径、直线b为默认短轴半径构成的半椭圆形，由两者相接构成导引槽的导引路径；刀盘，设在轨盘一侧且相对于导引槽，而可相对于轨盘旋转，该刀盘周缘设有多个呈放射状等距环设的支臂；及多个夹持臂，枢设在该支臂，用来挟持刀具，且夹持臂上设有凸柱，在凸柱顶端并设有可对应容置在导引槽的定位球体。

由于轨盘下部的导引槽呈半椭圆形，因此刀盘各支臂端部至导引槽的距离不尽相等，其中，支臂趋近轨盘下部的短轴b，该支臂所连结的夹持臂会朝外摆转，使其摆角大于其他夹持臂，使该夹持臂与相邻夹持臂之间能够形成较大间距，可防止刀具安装时受到两侧夹持臂的干扰与碰撞，减少换刀失误机率，节省换刀所耗费的时间，从而提高加工效率。

一种加工机械的刀具交换装置，设在加工机械上，其包含：

轨盘，固接在加工机械的机台上，其在周缘处上开设有导引槽，其中，该轨盘以一个通过圆心且两端延伸在该导引槽中心线的直线区分为上、下两部分，位于轨盘上部的导引槽，为一个以直线a为默认半径构成的半圆形，位于轨盘下部的导引槽，为一个以直线a为默认长轴半径、直线b为默认短轴半径构成的半椭圆形，由两者相接构成导引槽的导引路径；

刀盘，设在轨盘一侧且相对于导引槽，相对于轨盘旋转，该刀盘周缘设有多个呈放射状等距环设的支臂；及

多个夹持臂，枢设在支臂上，用以挟持刀具，且夹持臂上设有凸柱，在凸柱顶端并设有对应容置在导引槽上的定位球体。

所述的刀盘中心至支臂端部的长度，预设小于或等于轨盘上部的直线a，以及大于轨盘下部的直线b。

所述的夹持臂还包含枢接座与夹板；所述的凸柱设在该枢接座一端，在该端底面设有提供支臂伸入的槽口；所述的夹板一端，枢接在枢接座另一端，夹板另一端，设有用来挟持刀具的弧形槽口。

所述的支臂的端部底缘，设有弧面；该枢接座的槽口内缘，设有对应该弧面的第二弧面。

所述的槽口的内壁，设有斜槽面。

所述的枢接座与夹板的枢设处，设有第二槽口；在第二槽口中，设有扭力弹簧。

本发明的优点在于：

当支臂趋近轨盘下部时，其所连结的夹持臂会朝外摆转，使该夹持臂与相邻夹持臂间形成较大的间距，可防止刀具安装时受到两侧夹持臂的干涉或碰撞，减少换刀失误机率，从而提高加工效率，节省换刀所耗费的时间。

附图说明

图1是本发明较佳实施例应用在加工机械的主要结构示意图；

图2是本发明较佳实施例的局部剖面示意图；

图3是本发明较佳实施例的轨盘的平面示意图；

图4是本发明较佳实施例的夹持臂的示意图；

图5是本发明较佳实施例的实施示意图。

【主要组件符号说明】

1   刀具交换装置；              133  槽口；

10  轨盘；                      134  斜槽面；

100 突缘部；                    135  枢设部；

101 导引槽；                    136  第二弧面；

11  刀盘；                      14   夹板；

110 轴接部；                    140  第二槽口；

111 轴承；                      141  枢设片；

112 支臂；                      142  弧形槽口；

113 枢设杆；                    2    机台；

114 弧面；                      20   动力单元；

12  夹持臂；                    21   主轴头；

13  枢接座；                    22   连动机构；

130 枢设孔；                    220  轴柱；

131 凸柱；                      3    刀具；

132 定位球体。

具体实施方式

列举以下较佳实施例，并配合图式说明如后。所有图式中有关于前与后、左与右、上与下、顶部与底部以及水平与垂直的参考，仅用于方便描述，而非将构件限制于所述位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而变化

如图1-2。图1显示本发明较佳实施例应用在加工机械的主要结构示意图；图2为图1的局部图，其揭示较佳实施例的局部剖面示意图。

本发明所述加工机械的刀具交换装置1，配置在加工机械的机台2上。如图所示，所述机台2主要包含有设置在该机台2上的动力单元20与主轴头21，所述主轴头21由动力单元20带动而可作垂直往复运动，机台2在主轴头21前侧处，则设置连动机构22，用以驱动刀具交换装置1。

本发明刀具交换装置1，透过连动机构22而呈斜向配置在该机台20上，其主要包含：轨盘10，该轨盘10中心固接在由连动机构22延伸出的轴柱220，而与该机台20连结；圆形刀盘11，该刀盘11中心突设有中空的轴接部110，以供套设在该轴柱220外部，轴接部110与轴柱220间设有轴承111，使刀盘11可经由该连动机构22驱动而相对于轨盘10而同轴转动；及多个夹持臂12，枢设在刀盘11周缘处，用以挟持刀具3。

请参阅图3，并配合图1与图2所示。图3揭示本发明较佳实施例的轨盘的平面示意图。

如图3所示，所述轨盘10内侧在周缘处，设有沿着轨盘10轮廓内缘等距向内偏移所成形的环形突缘部100，在突缘部100并开设有导引槽101。其中，该轨盘10可以一个通过预设圆心且两端延伸至导引槽101中心线的直线D，将该轨盘10分为上、下两部份，位于轨盘10上部的导引槽101，为一个以直线a为半径构成的半圆形，直线a的长度为直线D的二分之一；位于轨盘10下部的导引槽101，为一个以直线a为长轴半径、直线b为短轴半径所构成的半椭圆形，直线b小于直线a，且该直线b的延伸线，与主轴头21的加工轴线相交；由两者相接构成该导引槽101的导引路径。

所述刀盘11的周缘，设有多个呈放射状均匀等距环设在圆周上的支臂112，各支臂112间的圆心角相等，支臂112端部形成有枢设杆113，支臂112端部的底缘处，并成形为弧面114。其中，由刀盘11中心至支臂112端部的半径长度，预设小于或等于轨盘10上部的直线a，同时大于轨盘10下部的直线b。

如图4，并配合图1-3所示。图4揭示本发明较佳实施例的夹持臂的示意图

所述夹持臂12包含有枢接座13与夹板14。该枢接座13一端，设有贯穿两侧面的枢设孔130，以枢设在支臂112的枢设杆113，在该端顶面，突设有凸柱131，凸柱131顶端并成形有可对应容置在导引槽101的定位球体132，在该端底面，开设有提供支臂112伸入的槽口133，槽口133内壁形成斜槽面134，可以抵制刀盘11的支臂112，以限定夹持臂12相对于支臂112的摆角，槽口133内缘则成形为可对应支臂112底缘弧面114的第二弧面136，使夹持臂12摆转时更加顺畅；枢接座13相异一端，则设有枢设部135。

该夹板14一端枢接在枢接座13的枢设部135，该端并设有第二槽口140，第二槽口140两侧成形有枢设片141，可透过枢接销120穿置而与枢设部135枢设，第二槽口140内侧，并设有套设在该枢接销120上的扭力弹簧121，其提供预张簧力而分别撑抵枢接座13与夹板14，使夹板14相对于枢接座13而定位；夹板14相异一端，则设有用以挟持刀具3的弧形槽口142。

如图5，并配合图1-4所示。图5揭示本发明较佳实施例的实施示意图。

实施时，使夹持臂12分别枢设在刀盘11周缘的支臂112上，刀盘11以轴接部110套设在连动机构22的轴柱220而与轨盘10相对，使夹持臂12的定位球体132容设在轨盘10的导引槽101中，使夹持臂12的枢接座13以支臂112的枢设杆113为中心而摆转呈预设角度，供挟持刀具3；从而构成盘式刀库的结构。

其中，位于轨盘10上部的导引槽101呈半圆形，因此由刀盘11支臂112端部至导引槽101间的距离，均相等，且透过定位球体132连结而位于导引槽101内的各夹持臂12，其摆角均垂直于刀盘11，以利于挟持多组刀具3。

而由于位于轨盘10下部的导引槽101呈半椭圆形，致使由刀盘11各支臂112端部至导引槽101间的距离不尽相等。

趋近上部导引槽101的长轴a，该支臂112端部至导引槽101的距离趋近支臂112端部至上部导引槽101间的距离，因此该支臂112所连结的夹持臂12的摆角，也趋近位于上部；趋近轨盘10下部的短轴b，该支臂112端部至导引槽101的距离为最短，为使定位球体132容置在导引槽101，支臂112所连结的夹持臂12′因而朝外摆转，使其摆角大于相邻夹持臂12，而与相邻夹持臂12间形成较大的间距。

据此设计，以设在夹持臂12′上的刀具3作为车刀时，可由连动机构22驱转该刀盘11转动，使夹持臂12′沿着轨盘10的导引槽101而移至轨盘10的短轴b处，此时，由于夹持臂12′与相邻夹持臂12间，因前述摆转动作而形成有较大的间距，能提供充裕的装设空间，可防止刀具3安装时受到相邻两侧夹持臂12的干扰或碰撞；之后由枢接座13与夹板14间的扭力弹簧121的弹性力，以利于刀具3快速对位装设，减少换刀失误机率，节省换刀所耗费的时间，从而提高加工效率。

以上所述说明，仅为本发明的较佳实施方式，意在明确本发明的特征，并非用以限定本发明的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本发明所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，仍应属本发明涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种加工机械的刀具交换装置，设在加工机械上，其特征在于：其包括：

轨盘，固接在加工机械的机台上，其在周缘处上开设有导引槽，其中，该轨盘以一个通过圆心且两端延伸在该导引槽中心线的直线区分为上、下两部分，位于轨盘上部的导引槽，为一个以直线a为默认半径构成的半圆形，位于轨盘下部的导引槽，为一个以直线a为默认长轴半径、直线b为默认短轴半径构成的半椭圆形，由两者相接构成导引槽的导引路径；

刀盘，设在轨盘一侧且相对于导引槽，且相对于轨盘旋转，该刀盘周缘设有多个呈放射状等距环设的支臂；及

多个夹持臂，枢设在支臂上，且夹持臂上设有凸柱，在凸柱顶端并设有对应容置在导引槽上的定位球体。

2.根据权利要求1所述的加工机械的刀具交换装置，其特征在于：所述的刀盘中心至支臂端部的长度，预设小于或等于轨盘上部的直线a，以及大于轨盘下部的直线b。

3.根据权利要求1所述的加工机械的刀具交换装置，其特征在于：所述的夹持臂还包含枢接座与夹板；所述的凸柱设在该枢接座一端，在该端底面设有提供支臂伸入的槽口；所述的夹板一端，枢接在枢接座另一端，夹板另一端，设有用来挟持刀具的弧形槽口。

4.根据权利要求3所述的加工机械的刀具交换装置，其特征在于：所述的支臂的端部底缘，设有弧面；该枢接座的槽口内缘，设有对应该弧面的第二弧面。

5.根据权利要求3所述的加工机械的刀具交换装置，其特征在于：所述的槽口的内壁，设有斜槽面。

6.根据权利要求3所述的加工机械的刀具交换装置，其特征在于：所述的枢接座与夹板的枢设处，设有第二槽口；在第二槽口中，设有扭力弹簧。

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