電腦車床的刀具同步多工件加工機構的製作方法

2023-10-05 23:32:54 1

本發明隸屬一種電腦車床的技術領域，具體而言是一種電腦車床的刀具同步多工件加工機構，藉以能讓機器在同一時間點可使用多把刀具，有效的提高加工精度、減少加工時間及刀具不足的機構。

背景技術：

按，近年來cnc電腦車床產業迅速發展，由於車床機器用電腦控制都需要馬達及其相關對應配件，而馬達又有其一定的體積依目前技術並無法突破，故電腦車床於設計時都會受限於此，所以機器在做加工時同一時間可以使用的刀具數量及加工速度就會比傳統凸輪式機器來的慢，但由於傳統凸輪機器本身是由凸輪帶動各個機構及刀座，機器加工時都需要靠有經驗師傅操作機臺且該機器都需使用成型刀，不像電腦車床可用市售捨棄式刀片容易上手操作簡單，且該機器加工精度不穩定又無法精準做刀具磨耗補正，這就是其二者矛盾之處。

再者，櫛式刀座cnc電腦車床雖然每次加工可擺設多把刀具於櫛式刀座上，但機器於加工時無法多把刀具同時間加工，每支刀具需相互等待。至於，傳統凸輪機器的機器主軸上方有三支刀座，每個刀座有一隻刀具，每隻刀座只能上下移動且每隻刀座需相互等待，此外該機器主軸前方有一個刀座，該刀座有二隻刀具此刀座只能前進後退做鑽內孔工作，因為此機器所有作動都為凸輪帶動，故機器校刀調整都需靠有經驗師傅調教。

為了解決前述問題，發明人前曾經開發一種申請第102218121號的「電腦車床多刀同步機構」新型專利案，其能讓多把刀具同時進行不同尺寸的外徑加工，且能同時進行主軸方向的內徑加工，由於其可在同一時間點可使用至少二支刀具，不但增加刀具數量，除可縮短加工時間外，並可節省更換刀具時間，從而提高其實用性。但本發明人並不以此自滿，仍積極開發，以求更進一步的提高其效率與實用性。

技術實現要素：

本發明的主要目的在提供一種電腦車床的刀具同步多工件加工機構，其能讓電腦車床具有多把刀具，且可且步進行加工，可有效提高其加工效率與實用性。

又，本發明的另一主要目的在提供一種電腦車床的刀具同步多工件加工機構，由於其可讓電腦車床使用多把刀具同步加工，不但大大的增加刀具數量，更可減少加工時間及交換刀具時間。

為此，本發明主要通過下列的技術手段，來具體實現上述的目的與效能，其其包含有：

一機臺；

一主軸組，其具有一鎖設於機臺上的主軸座，且該主軸組具有一可被主軸馬達高速轉動的主軸軸心，又該主軸軸心前端具有一夾筒組，且該主軸軸心另端具有一主軸油壓缸，供利用主軸油壓缸驅動夾筒組選擇性夾掣一被加工件；

一雙軸向櫛式刀座，其設於機臺的主軸組前方，該雙軸向櫛式刀座具有一滑設於機臺的z軸滑座，該z軸滑座是利用一具z軸螺杆的z軸伺服馬達驅動，且該z軸滑座一端具有一x軸基座，該x軸基座內部設有一x軸螺杆，且x軸基座頂面滑設有一可被x軸螺杆帶動的x軸滑座，又該x軸螺杆可被一x軸伺服馬達驅動，再者該x軸滑座頂面設有一櫛式鎖刀座，該櫛式鎖刀座可供選擇性鎖設至少一刀具，令各該刀具可分別對主軸組的被加工件產生x軸與z軸的位移。

至少一雙軸向主軸雙刀座，各該雙軸向主軸雙刀座分別具有一可鎖掣於前述主軸座的z軸基座，又z軸基座上滑設有一z軸滑座，且z軸基座上設有一可帶動z軸滑座的z軸螺杆，再者該z軸螺杆可被一z軸伺服馬達驅動，另z軸滑座另一端具有一y軸基座，該y軸基座對外的兩側面分別形成有一第一軌道面及一第二軌道面，且該y軸基座上設有一通過一y軸伺服馬達驅動的y軸螺杆，其中y軸螺杆上、下段分別形成不同螺旋方向的一正螺紋段及一逆螺紋段，且該y軸螺杆的正、逆螺紋段上分別螺設有一第一滾珠螺套與一第二滾珠螺套；

一第一刀具組及一第二刀具組，該第一刀具組及一第二刀具組分別具有一可滑設於y軸基座第一軌道面、第二軌道面的y軸滑座，且第一刀具組及一第二刀具組的y軸滑座可被相對的第一滾珠螺套及第二滾珠螺套帶動，用以當其中第一刀具組上升時第二刀具組可同步下降，反之當其中第一刀具組下降時第二刀具組可同步上升，又各該y軸滑座上分別設有一鎖刀座，供分別選擇性鎖設一刀具。

藉此，通過前述技術手段的具體實現，使本發明的電腦車床的刀具同步多工件加工機構可由於各該雙軸向主軸雙刀座互不幹涉，故可在同一時間點往主軸組的被加工件進行加工，且同一時間雙軸向櫛式刀座也可進行外徑、內徑車削及鑽孔加工，使其在同一時間點可使用至少二支刀具，不但增加刀具數量，更可大大減少加工時間及更換刀具時間，有效提高加工效率，增加其實用性，以提高其附加價值，進一步可提高其經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構的外觀示意圖。

圖2為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構的側視平面示意圖。

圖3為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構的前視平面示意圖。

圖4為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構中主軸組的分解示意圖。

圖5為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構中雙軸向櫛式刀座的分解示意圖。

圖6為本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構中雙軸向主軸雙刀座的分解示意圖。

符號說明：

10．機臺；100、主軸組；11、主軸座；111、安裝平面；12、主軸軸心；13、夾筒組；14、主軸油壓缸；15、主軸馬達；16、編碼器；20、雙軸向主軸雙刀座；21、z軸基座；22、z軸傳動組；221、z軸伺服馬達；222、z軸螺杆；23、z軸滑座；25、y軸基座；251、第一軌道面；252、第一軌道面；26、y軸螺杆；261、正螺紋段；262、逆螺紋段；27、y軸伺服馬達；281、第一滾珠螺套；282、第二滾珠螺套；30、第一刀具組；31、y軸滑座；32、鎖刀座；33、刀具；35、第二刀具組；36、y軸滑座；37、鎖刀座；38、刀具；40、雙軸向櫛式刀座；41、z軸滑座；42、x軸傳動組；421、x軸伺服馬達；422、x軸螺杆；425、防塵罩；43、x軸基座；44、櫛式鎖刀座；45、伸縮護罩；46、防塵片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

本發明系一種電腦車床的刀具同步多工件加工機構，隨附圖例示本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明的申請專利範圍內，根據本發明的具體實施例的設計與需求而進行變化。

而關於本發明電腦車床的刀具同步多工件加工機構的構成，如圖1~3所顯示，其是於一機臺10上設有一主軸組100、至少一雙軸向主軸雙刀座20及一雙軸向櫛式刀座40所構成，本發明是以三組雙軸向主軸雙刀座20為主要實施例，且各該雙軸向主軸雙刀座20上分別具有一第一刀具組30及一第二刀具組35，又各該雙軸向主軸雙刀座20分設該主軸組100上，各該雙軸向主軸雙刀座20上的第一刀具組30及一第二刀具組35並可相對主軸組100產生y軸及z軸的位移，而該雙軸向櫛式刀座40設於主軸組100前方，且該雙軸向櫛式刀座40並可相對主軸組100被加工件產生z軸及x軸的位移；

而所述的主軸組100的詳細構成，則請同時參看圖1~4所示，該主軸組100具有一鎖設於機臺10頂面的主軸座11，且主軸組100上具有至少一安裝平面111，供分別安裝一雙軸向主軸雙刀座20，且該主軸座11上樞設有一主軸軸心12，供一主軸馬達15高速驅動旋轉，另該主軸軸心12對應前方雙軸向櫛式刀座40的一端設有一夾筒組13，再者主軸軸心12另端設有一主軸油壓缸14，供作動夾筒組13選擇性夾掣一被加工件，又主軸軸心12一側設有一編碼器16，供計算主軸軸心12的旋轉速度；

又如圖1~3及圖5所示，所述的雙軸向櫛式刀座40於前述機臺10上滑設有一z軸滑座41，該z軸滑座41頂面利用一x軸傳動組42滑設有一x軸滑座43，其中x軸傳動組42包含有一x軸伺服馬達421及一x軸螺杆422，供驅動x軸滑座43滑動，另x軸滑座43頂面中央設有一櫛式鎖刀座44，該櫛式鎖刀座44可供分別選擇性鎖設至少一刀具，令該雙軸向櫛式刀座40的各該刀具可分別對主軸組100的被加工件產生x軸與z軸之位移，供進行外徑、內徑車削及鑽孔加工，再者該雙軸向櫛式刀座40於機臺10上設有一伸縮護罩45，另該雙軸向櫛式刀座40於x軸傳動組42的x軸伺服馬達421上套設有一防塵罩425，且櫛式鎖刀座44前緣也設有一防塵片46，除可防塵外，也較不佔空間，且易於清理鐵屑；

至於，所述的雙軸向主軸雙刀座20的詳細構成，則請同時參看圖1~3及圖6所示，本發明是以三組雙軸向主軸雙刀座20為主要實施例，各該雙軸向主軸雙刀座20分別具有一可鎖掣於前述主軸座11不同安裝平面111的z軸基座21，且不相互幹涉，又z軸基座21上通過一z軸傳動組22滑設有一z軸滑座23，該z軸傳動組22具有一z軸伺服馬達221及一z軸螺杆222，供作動z軸滑座23相對z軸基座21產生z軸位移，又再者z軸滑座23於對應雙軸向櫛式刀座40一端具有一y軸基座25，該y軸基座25對外的兩側面分別形成有一第一軌道面251及一第二軌道面252，供分別安裝前述的第一刀具組30及一第二刀具組35，且該y軸基座25上設有一通過一y軸伺服馬達27驅動的y軸螺杆26，其中y軸螺杆26上、下段分別形成不同螺旋方向的一正螺紋段261及一逆螺紋段262，且該y軸螺杆26的正螺紋段261、逆螺紋段262上分別螺設有一第一滾珠螺套281與一第二滾珠螺套282，分別供第一刀具組30及一第二刀具組35安裝，以帶動第一刀具組30及一第二刀具組35沿y軸升降，用以當其中第一刀具組30上升時第二刀具組35可同步下降，反之當其中第一刀具組30下降時第二刀具組35可同步上升；

再者，前述的第一刀具組30及一第二刀具組35分別具有一y軸滑座31、36，且各該y軸滑座31、36上分別設有一鎖刀座32、37，供分別選擇性鎖設一刀具33、38，且使各該雙軸向主軸雙刀座20的第一刀具組30及一第二刀具組35的刀具33、38可同步相對主軸組100的被加工件產生y軸及z軸的位移，用以同步對被加工件進行不同尺寸外徑的加工；

藉此，使三支雙軸向主軸雙刀座20共可放置六支刀具33、38，再加上雙軸向櫛式刀座40的刀具，產生多刀同步加工之效，而組構成一可提高加工效率、且實用性佳的電腦車床的刀具同步多工件加工機構。

而本發明之電腦車床的刀具同步多工件加工機構於實際應用時，則圖3~5所示，操作上，由於主軸座11上方有三支雙軸向主軸雙刀座20，每支雙軸向主軸雙刀座20利用z軸傳動組22帶動，且各該雙軸向主軸雙刀座20分別具有由y軸螺杆26驅動的第一刀具組30及一第二刀具組35，由於y軸螺杆26具有正螺紋段261、逆螺紋段262，使每支刀具可做外徑ｚ軸、ｙ軸方向的加工，此外每支雙軸向主軸雙刀座20可放置第一刀具組30及一第二刀具組35，利用具正螺紋段261、逆螺紋段262的y軸螺杆26設計，使第一刀具組30及一第二刀具組35互不幹涉，當其中第一刀具組30上升時第二刀具組35可同步下降，反之當其中第一刀具組30下降時第二刀具組35可同步上升，而令本發明的雙軸向主軸雙刀座20具有六支刀具33、38，而產生多工同步加工的目的。

經由前述之結構設計及動作說明可知，本發明之電腦車床的刀具同步多工件加工機構保留主軸座11前方的雙軸向櫛式刀座40，此雙軸向櫛式刀座40可做外徑、內徑車削及鑽孔ｚ軸向及ｘ軸方向加工。同時因主軸座11上方的三支雙軸向主軸雙刀座20的設計，使各該雙軸向主軸雙刀座20的刀具33、38間互不幹涉，故可在同一時間點往主軸軸心12的被加工物方向做加工，且每支雙軸向主軸雙刀座20可做不同尺寸的外徑加工，而同一時間雙軸向櫛式刀座40也可往主軸軸心12方向進行外徑、內徑車削及鑽孔的加工，讓電腦車床在同一時間點可使用多把刀具33、38，不但減少加工時間更解決刀具不足的機構因本機構為電腦控制不但容易操作，更可在電腦上做精準之刀具磨耗補正並提高加工精度，本機構可使用市售捨棄式刀片和成型刀。故不但增加刀具33、38數量，更可大大減少加工時間及更換刀具時間，有效提高加工效率，增加其實用性，而能提高其附加價值，進一步並可提高其經濟效益。

以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。