數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置的製作方法

2023-06-02 02:04:01 2

專利名稱：數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置的製作方法
技術領域：
本發明是涉及一種加工機具，特別是涉及一種可有效提升承載扭矩及 節省製造成本的數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置。
背景技術：
一^fe的數值控制(NC)工具機通常具有X、 Y、 Z等三軸方向作線性移動 的機能，刀具利用上述三軸的移動，可精準地到達工件想要切削的位置點 進行切削動作，然而，上述三軸方向由於只能作線性移動的關係，無法對 工件做出圓周角度的加工模式，因此NC工具機上通常會再安裝一俗稱為第 四軸的迴轉盤裝置，藉此對工件可進行一般旋轉加工(例如分度、圓角或圓 周曲面)的切削作業。請參見圖1所示， 一般的第四軸迴轉盤裝置10包含有一個主動單元11 及一個從動單元12,該主動單元11主要具有一根主動軸111及一個設置在 主動軸111上的滾齒凸輪112所構成，該主動軸111外端連接有一個馬達(圖 未示)以做為驅動源，該滾齒凸輪112上凹設有一段具有預定節距的螺紋部 1121,該從動單元12主要具有一根從動軸121及一個連接設置在從動軸121 上的驅動盤122，該從動軸121與主動軸111是呈垂直正交狀，從動軸121 延伸至外側端連接有一個可對工件作安裝固定的迴轉盤(圖未示)，該驅動 盤122與從動軸121是呈一體連動，其外周處環狀排列可轉動地設置有多 數個滾輪1221，滾輪1221剛好可嚙合在螺紋部1121上，當主動軸lll開 始運轉時，滾齒凸輪112利用螺紋部1121可帶動驅動盤122旋轉預定角度， 如此安裝在外部迴轉盤上的工件便可作一角度旋轉，藉此工件可進行一般 旋轉加工作業。上述第四軸迴轉盤裝置IO確實具有旋轉方向的加工機能，但是其使用 上仍有極大問題需要解決，上述主動單元11設置滾齒凸4侖112與從動單元 12嚙合連動，該滾齒凸輪112最大的特點在於與滾輪1221接觸的螺紋部 1121底緣，乃依據驅動盤122的外徑作弧形凹設，藉此讓嚙合中的滾輪1221 能更深入吃進螺紋部1121內，用以消除現有漸開線齒輪的周速差問題而可 提升轉動精密度，並且藉由加深嚙合強度以延長使用壽命，然而， 一般回 轉盤裝置IO通常是以凸輪為中心重點零件，上述滾齒凸輪112由於形狀相 當特殊，為了與滾輪1221外形輪廓相吻合用以消除周速差，滾齒凸輪112 每一螺紋部1121外形都需要做出特殊削角，此種滾齒凸輪112隻能在專用 機上製做，因此整根滾齒凸輪112的造價成本相當昂貴，致使迴轉盤裝置IO的售價無法有效降低，另外，迴轉盤裝置IO在承載工件要進行切削時，由於滾齒凸輪112與滾輪1221間的嚙合度過於滑順，無法有效對從動單元 12提供煞車停止的效果，當工件要進行重切削作業時，往往承受不起重切 削扭矩而會產生偏離移位，造成工件尺寸精準度變差，因此迴轉盤裝置10 只能利用外部馬達本身的煞車力進行煞止，而且必需採用大型馬達才足以 應付重切削的扭矩力量，然而此將加大總體體積，設備成本也會相對提 高，還有一點就是，該驅動盤122是呈水平方式與滾齒凸輪112相互齧 合，為了具備可供驅動盤122裝設的容積，迴轉盤裝置IO外部機殼勢必要 朝橫方向發展延伸，此對於工具機有限的空間運用是相當不利的。由此可見，上述現有的第四軸迴轉盤裝置在結構與使用上，顯然仍存 在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相 關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被 發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相 關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的第四軸迴轉盤裝 置，便成為當前業界極需改進的目標。
有鑑於上述現有的第四軸迴轉盤裝置存在的缺陷，本發明人基於從事 此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積 極加以研究創新，以期創設一種新型結構的第四軸迴轉盤裝置，能夠改進 一般現有的第四軸迴轉盤裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設 計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的第四軸迴轉盤裝置存在的缺陷，而提 供一種新型結構的數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，所要解決的技術問 題是使其可大幅提升承載扭矩並能有效降低製作成本，從而更加適於實用。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的 一種數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，包括有一個內部呈 中空狀的本體、 一根可轉動設置在本體內部的主動軸、以及一個連接設置 在本體外部可帶動主動軸轉動的馬達，該主動軸上設置有一個具有預定螺紋節距的圓筒凸輪，其特徵在於一個第四軸單元，具有一根可轉動設置在本體內部與主動軸呈垂直交 錯狀的從動軸、 一個設置在本體外部與從動軸相接連動的迴轉盤、 一個連 接設置在從動軸上且齧接於圓筒凸輪一側邊處的第一驅動盤、以及一個連 接設置在從動軸上且齧接於圓筒凸輪相對另一側邊處的第二驅動盤，第一、 第二驅動盤面朝圓筒凸輪的方向各具有一端面，該端面上環狀排列可轉動 設置有多數個可與圓筒凸輪相嚙合的滾輪，
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，其中所述的圓筒凸輪設置的螺紋為T型螺紋結構。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為了 達到上述目的，本發明提供了一種數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，包 含一個內部呈中空狀的本體、 一根可轉動設置在本體內部的主動軸、及一 個連接設置在本體外部可帶動主動軸作轉動的馬達，該主動軸上設置有一 個具有預定螺紋節距的圓筒凸輪，其特徵在於 一個第四軸單元具有一根 可轉動設置在本體內部與主動軸呈垂直交錯狀的從動軸、 一個設置在本體 外部與從動軸相接連動的迴轉盤、 一個連接設置在從動軸上且齧接於圓筒 凸輪一側邊處的第一驅動盤、以及一個連接設置在從動軸上且齧接於圓筒 凸輪相對另一側邊處的第二驅動盤，第一、第二驅動盤面朝圓筒凸輪的方 向各具有一端面，該端面上環狀排列可轉動設置有多數個可與圓筒凸輪相 嚙合的滾輪。藉由上述技術方案，本發明的功效是利用第一、第二驅動盤共同與圓 筒凸輪作嚙合傳動，圓筒凸輪具有節省製造成本的效果，且利用共同承載 扭矩可達到適應重切削的加工效果。綜上所述，本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在裝置結構 或功能上皆有較大的改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及賣用 的效果，且較現有的第四軸迴轉盤裝置具有增進的多項功效，從而更加適 於實用，並具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手^a，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細說明如下。


圖i是一般迴轉盤裝置的組合示意圖。圖2是本發明數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置一較佳實施例的分解 立體圖，說明本發明在一個本體內部設置有一個圓筒凸輪及一個第四軸單 元，第四軸單元包含有一個第一驅動盤及一個第二驅動盤。圖3是上述較佳實施例的組合立體圖。圖4是圖3沿4-4線的組合剖視圖，說明第一、第二驅動盤內側端面 上設置有多數滾輪，滾輪分別嚙合在圓筒凸輪相對兩側邊。圖5是圖3沿5-5線的組合剖視圖，說明圓筒凸輪與滾輪作嚙合傳動的情形。
圖6是圖3沿6-6線的組合剖視圖，說明圓筒凸輪作動第一、第二驅 動盤可提升承載扭矩的情形。
具體實施例方式
有關本發明前述及其他技術內容、特點與功效，下面結合附圖及一實 施例對本發明進行詳細說明，將可清楚的呈現。
請參見圖2、圖3所示，本發明數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置20 在一較佳實施例中，其主要包含有一個內部呈中空狀的本體21、 一根可轉 動設置在本體21內部的主動軸22、以及一個連接設置在本體21外部可帶 動主動軸22轉動的馬達23，該馬達23可以採用伺服馬達、交流電(AC)齒 輪馬達或是油壓馬達，該主動軸22上設置有一個具有預定螺紋241節距的 圓筒凸輪24，在本實施例中，該圓筒凸輪24上設置的螺紋241為一種T型 螺紋，本發明主要改良重點在於
請參見圖4、圖5及圖6所示，本發明在本體21內部設置有一個第四 軸單元30，第四軸單元30包含有一根可轉動設置在本體21內部與主動軸 22呈垂直交錯狀的從動軸31、 一個設置在本體21外部與從動軸31相接連 動的迴轉盤32、 一連接設置在從動軸31上且嚙合在圓筒凸輪24 —側邊處 的第一驅動盤33、以及一連接設置在從動軸31上且嚙合在圓筒凸輪24相 對另一側邊處的第二驅動盤34，第一、第二驅動盤33、 34面朝圓筒凸4侖 24的方向具有二端面331、 341， 二端面331、 341上呈環狀排列地可轉動 設置有多數個滾輪332、 342，上述滾輪332、 342剛好可與圓筒凸輪24的 螺紋241相嚙合。
以上為本發明數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置各構件形狀及組合空 間型態的概述，接著，再說明本發明預期所能達成的功效陳述如後
(1) 可承受高承載扭矩本發明最大的特點是利用第一、第二驅動盤33、 34上的滾輪332、 342與圓筒凸輪24相互嚙合，第一、第二驅動盤33、 34 與外部的迴轉盤32是呈同軸連動狀，因此當迴轉盤32上安裝固定一個工 件(圖未示)接受切削時，圓筒凸輪24帶動第一、第二驅動盤33、 34同時 驅動旋轉，可令從動軸31產生輸出力道加倍的效果，藉此該迴轉盤32足 以承受高負荷量的承載扭矩，使本發明相當適合於重切削的加工場合。
(2) 節省成本本發明的凸輪元件是採用一般常見的圓筒凸輪24,此種 圓筒凸輪24的製作技術目前已相當成熟，造價成本相當低廉，可大幅度降 低整體製造成本，對於產品價格竟爭力具有極大幫助，另外，由於圓筒凸 輪24上的螺紋241為T型螺紋結構，與滾輪332、 342間具有相當大的承 受接觸面，可有效地抵擋滾輪332、 ' 342防止圓筒凸輪24逆轉，具有良好 的煞車停止效裝.因此本發明不需要過於依賴該馬達23的馬達煞車作用，
而可以改採用較小型的馬達23,藉此能更進一步地節省設備成本。(3)節省空間本發明的滾輪332、 3"是裝設在第一、第二驅動盤33、 34內側端面331、 341上的位置，而不是裝設在外側周面上，使圓筒凸輪 24被包圍容納設置在第一、第二驅動盤33、 34內側中間，因此本發明的本 體21體積是朝上下方向發展延伸，可大量節省本體21內部橫方向的容積 空間及體積，藉此本發明可輕易安裝在面積有限的工具機機臺上，使工具 機能獲得充份空間的運用。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍 內。
權利要求
1、一種數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，包括有一個內部呈中空狀的本體、一根可轉動設置在本體內部的主動軸、以及一個連接設置在本體外部可帶動主動軸轉動的馬達，該主動軸上設置有一個具有預定螺紋節距的圓筒凸輪，其特徵在於一個第四軸單元，具有一根可轉動設置在本體內部與主動軸呈垂直交錯狀的從動軸、一個設置在本體外部與從動軸相接連動的迴轉盤、一個連接設置在從動軸上且齧接於圓筒凸輪一側邊處的第一驅動盤、以及一個連接設置在從動軸上且齧接於圓筒凸輪相對另一側邊處的第二驅動盤，第一、第二驅動盤面朝圓筒凸輪的方向各具有一端面，該端面上環狀排列可轉動設置有多數個可與圓筒凸輪相嚙合的滾輪。
2、 根據權利要求l所述的數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，其特徵 在於其中所述的圓筒凸輪設置的螺紋為T型螺紋結構。
全文摘要
本發明是有關於一種數值控制工具機第四軸迴轉盤裝置，包含有一個本體、一根可轉動設置在本體內部的主動軸、一個連接設置在主動軸上的馬達，該主動軸上設置有一個圓筒凸輪，其特徵在於一組第四軸單元具有一根可轉動設置在本體內部與主動軸呈垂直交錯狀的從動軸、一個連接設置在從動軸外端處的迴轉盤、一個連接設置在從動軸上且與圓筒凸輪一側邊處作嚙合接觸的第一驅動盤、以及一連接設置在從動軸上且與圓筒凸輪相對另一側邊處作嚙合接觸的第二驅動盤，第四軸單元利用主動軸同時對第一、第二驅動盤滾抵作嚙合傳動，藉此可達到增加承載扭矩及節省製造成本為目的。
文檔編號B23Q1/40GK101125404SQ200610109598
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月14日 優先權日2006年8月14日
發明者陳錫寬 申請人:陳錫寬