专利名称：计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工具机，特别是涉及一种当工具机在高速运转导致内部温度升高时，可使刀杆能稳固结合在主轴上的计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构。
背景技术：
参见图1，一般计算机数值控制工具机有一种适用安装BT刀杆的主轴机构10，主要包含有一主轴壳体11、一设置在主轴壳体11内可作高速运转的主轴12、以及一设置在主轴12内部可上下移动的夹持件13，该主轴12内部靠近下端处设有一呈锥度孔形状的安装孔121，安装孔121可供装设一刀杆14，该刀杆14具有一呈锥柱形状的套接轴141、一延伸设置在套接轴141上端处的夹持头142、以及一设置在套接轴141下端处的凸缘部143，套接轴141利用斜锥度套合定位在安装孔121内，再借由夹持件13对夹持头142夹抵而固定住整个刀杆14，刀杆14下端处可供装设一刀具(图未示)，如此主轴12便可带动刀杆14高速转动，让刀具对工件进行切削动作，上述主轴机构10虽然可让刀杆14固定在主轴12上，然而其固定性并不佳，刀杆14只借由套接轴141与安装孔121套合，其凸缘部143并没有与主轴12下端面作接触，两者间会形成有一缝隙I (图式经过夸大表示)，当主轴12高速运转时会让内部温度升高，安装孔·121因为热变形关系会产生扩口现象，此一情形发生时会造成刀杆14与安装孔121接触面积减少，导致刀杆14固定力降低而刚性不足，进而产生振刀现象，刀具容易损坏，且工件的切削精度也会因此变差。参见图2，一般工具机有一种适用安装BBT刀杆的主轴机构20，基本构造与上述主轴机构10同样具有一主轴壳体21、一主轴22及一夹持件23，该主轴22中央处设有一安装孔221，安装孔221可供安装固定一刀杆24，与前述主轴机构10最大的不同点在于，该主轴22下端部与安装孔221接邻处设有一水平面222，相对地，该刀杆24在凸缘部241上边缘处设有一水平状的阶级面242，该阶级面242刚好与该水平面222压合接触，如图3所示，如此该刀杆24在安装孔221如果有扩口现象发生时，还可利用阶级面242与主轴22下端面压抵接触，而保持固定结合，然而该主轴机构20此种水平结构的固定效果仍然有不足之处，该刀杆24设置的阶级面242结构由于水平方向无任何阻碍物，当刀杆24进行切削工作时，来自水平方向的受力无法承受抵消，刀杆24仍有可能会产生水平方向的偏离振动，因此该主轴机构20的固定效果依然有改善的空间。参见图4，一般工具机有一种适用安装HSK刀杆的主轴机构30，基本上具有一主轴壳体(图未示)、一主轴32及一夹持件33，主轴32内部设有一安装孔321，安装孔321可供装设固定一刀杆34，与前述主轴机构20最大的不同是，该刀杆34上端具有一可套入在安装孔321内的套接轴341，套接轴341内部凹设有一轴孔342，套接轴341上端处凸设有一抵止部343，该夹持件33伸入轴孔342内部，其内外两侧分别具有一表面呈凹凸状的推动杆331、以及一可接受推动杆331迫压移动的夹压杆332，该夹压杆332受到推动杆331迫推下，可卡抵该刀杆34的抵止部343并且向上提拉，刀杆34借由套接轴341抵紧在安装孔321内壁，借此整个刀杆34可被固定在主轴32上，虽然上述主轴机构30可让刀杆34装设固定在主轴32上，然而当主轴32安装孔321产生扩口现象时，刀杆34的固定力就会开始降低，该主轴32下端部由于是一水平面322，无法让刀杆34有效抵消来自水平方向的受力，因此刀杆34的固定效果仍然有不足的地方。
发明内容
本发明目的在于提供一种工具机在高温运转状态下，可让刀杆与主轴保持稳固结合的计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构。本发明提供一种计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构，主要包含有一个主轴单元及一个刀杆单元，其中:该主轴单元具有一个主轴壳体、以及一个轴设在主轴壳体内部的主轴，该主轴自下端部凹设有一个安装孔，沿安装孔中心界定有一条轴线，该刀杆单元具有一个套入安装孔内的套接轴、以及一个连接在套接轴下端处的凸缘部；该主轴下端部具有一个与该轴线呈垂直的水平面、以及一个设置在安装孔与水平面中间且与该水平面相交而形成有一斜角度的锥面；该刀杆单元在凸缘部上边缘处设有一个与该锥面呈相同斜角度的阶级面，该阶级面与该锥面压抵接触。
本发明的有益效果在于:在主轴下端部设置一锥面，并配合刀杆设置斜度阶级面与该锥面压抵接触，借此当主轴在高速运转产生热变形时，刀杆可与主轴保持稳固结合定位。
图1是一般工具机适用安装BT刀杆的主轴机构的组合剖视图；图2是一般工具机适用安装BBT刀杆的主轴机构的组合剖视图；图3是上述主轴机构的动作图，说明主轴机构高速运转时，因内部温度升高而产生扩口的现象；图4是一般工具机适用安装HSK刀杆的主轴机构的组合剖视图；图5是本发明计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构第一较佳实施例的组合剖视图，说明本发明包含一主轴单元及一刀杆单元，主轴单元具有一主轴壳体及一主轴,该主轴内部设有一供刀杆单元套入的安装孔；图6是图5在VI部分的放大示意图，说明该主轴下端部设有一水平面及一锥面，该刀杆单元设有一与该锥面相互抵紧接触的阶级面；图7是上述较佳实施例的动作图，说明主轴高速运转导致内部温度升高时，该安装孔内壁因为热变形而造成扩口现象的情形；图8是图7在VIII部分的放大示意图，说明本发明在扩口发生时，刀杆单元利用斜度阶级面与主轴锥面压合接触的情形；图9是本发明第二较佳实施例的组合剖视图，说明本发明主轴下端部设有另一种角度方向的锥面，以及与该锥面相互配合的刀杆单元形状；图10是图9在X部分的放大示意图；图11是本发明第三较佳实施例的组合剖视图，说明本发明主轴内部设有一夹持件，该夹持件伸入刀杆单元内部夹压固定的情形；
图12是图11在XII部分的放大示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。参见图5、图6，本发明计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构在第一较佳实施例中，其主要包含有一主轴单元40及一刀杆单元50，接着，再将上述各单元的组成构件及空间组合型态详述于后。该主轴单元40具有一主轴壳体41、一可转动地轴设在主轴壳体41内部的主轴42、以及一活动设置在主轴42内部可上下移动的夹持件43，该主轴42自下端部凹设有一呈锥度孔形状的安装孔421，沿安装孔421的中心界定有一条轴线L，该主轴42以轴线L为中心呈左右对称设置，其下端部设有一与该轴线L呈垂直的水平面422、以及一设置在安装孔421与水平面422中间且与该水平面422相交而形成有一斜角度的锥面423，该锥面423的斜角度(Θ I)是由中间朝外侧往下倾斜的斜角形状。该刀杆单元50具有一套接轴51、一延伸设在套接轴51上端处呈T形状的夹持头52、以及一连接在套接轴51下端处的凸缘部53，该套接轴51是呈圆锥柱形状，刚好可套合装设在主轴42的安装孔421内，该夹持头52接受该夹持件43向上夹压提拉，借由套接轴51的斜锥度与安装孔421内壁紧密接触，使整个刀杆单元50可被固定在主轴42上形成连动状，该凸缘部53上边缘处设有一与该锥面423具有相同斜角度的阶级面531，当刀杆单元50装设在安装孔421内时，该阶级面531刚好与该锥面423压抵接触。以上为本发明计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构构件形状的概述，接着，再将本发明的动作以及预期能达成的功效陈述如后:参见图7、图8，当主轴42在高速运转状态下，如果内部温度升高导致安装孔421内壁产生扩口现象时，本发明主轴42下端部利用锥面423与刀杆单元50的阶级面531相互压抵接触，由于锥面423与阶级面531呈斜锥度的关系，当两者抵紧配合时，可让刀杆单元50产生中心定位的效果，而且锥面结构有助于抵消来自水平方向的受力，如此可让刀杆单元50能稳固地结合定位在主轴42上。参见图9、图10，本发明在第二较佳实施例中，同样包含有一主轴单元60及一刀杆单元70，该主轴单元60具有一主轴壳体61、一主轴62及一夹持件63，该主轴62内部设有一安装孔621，主轴62下端部设有一水平面622及一锥面623，刀杆单元70具有一套接轴71及一凸缘部72，凸缘部72上边缘处设有一与该锥面623相同角度的阶级面721，与第一实施例不同的是，该锥面623的斜角度(Θ 2)是由中间朝外侧往上倾斜的斜角形状，当主轴62的安装孔621有扩口现象发生时，该锥面623会朝外侧方向推压刀杆单元70的阶级面721，主轴62会更加与刀杆单元70形成迫紧，使刀杆单元70的固定力更为强固。参见图11、图12，本发明在第三较佳实施例中，包含有一主轴单元80及一刀杆单元90，该主轴单元80具有一主轴壳体(图未示)、一主轴82及一夹持件83，该主轴82内部设有一安装孔821，主轴82下端部设有一水平面822及一锥面823，该刀杆单元90具有一套接轴91及一凸 缘部92，凸缘部92上边缘处设有一与该锥面823相同角度的阶级面921，与第一实施例不同的是，刀杆单元90在套接轴91内部凹设有一轴孔911，套接轴91上端处凸设有一抵止部912，该夹持件83伸入轴孔911内，其内外两侧分别设有一推动杆831及一夹压杆832，该夹压杆832受到推动杆831迫推下，可对套接轴91抵止部912卡掣并且向上提拉整个刀杆单元90，如此刀杆单元90借由套接轴91与安装孔821内壁套合接触，同时下端部还有阶级面921与锥面823保持压紧接触，使整个刀杆单元90可极为稳固地结合固定在主轴82上。综上所述，本发明计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构主要是为了解决一般主轴机构固定性不佳的缺点，本发明所使用的技术手段是在主轴42(62)下端部设有一锥面423 (623)，相对刀杆单元50 (70)在凸缘部53(72)上边缘处设有一与该锥面423 (623)具有相同斜角度的阶级面531 (721)，使刀杆单元50(70)装设在安装孔421(621)内时，利用锥面423(623)与阶级面531 (721)锥面结构的配合下，让刀杆单元50(70)具有中心定位效果，而且锥面结构能有效抵消来自水平方向的受力，因此本发明刀杆单元50 (70)不会产生水平方向的偏移振动，最重要的是，本发明的主轴42 ￠2)在高速运转状态下，内部温度升高导致安装孔421 (621)产生扩口现象时，刀杆单元50 (70)借由阶级面531 (721)与主轴42 ￠2)的锥面423 (623)压抵接触下，使刀杆单元50 (70)能稳固地结合固定在主轴42 (62)上，因此本发明具有极佳的固定效果。值得一提的是，本发明也可适用安装一般刀杆结构，一般刀杆的凸缘部是设成平直阶级面，而本发明在主轴42下端部设有一水平面422，刚好可供一般刀杆阶级面抵紧接触，如此本发明的主 轴42可适用安装旧式的刀杆结构。
权利要求
1.一种计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构，包含有一个主轴单元及一个刀杆单元，该主轴单元具有一个主轴壳体、以及一个轴设在主轴壳体内部的主轴，该主轴自下端部凹设有一个安装孔，沿安装孔中心界定有一条轴线，该刀杆单元具有一个套入安装孔内的套接轴、以及一个连接在套接轴下端处的凸缘部，其特征在于: 该主轴下端部具有一个与该轴线呈垂直的水平面、以及一个设置在安装孔与水平面中间且与该水平面相交而形成有一斜角度的锥面；及 该刀杆单元在凸缘部上边缘处设有一个与该锥面呈相同斜角度的阶级面，该阶级面与该锥面压 抵接触。
全文摘要
一种计算机数值控制车、铣、磨工具机主轴与刀杆的组合结构，包含有一主轴单元及一刀杆单元，主轴单元具有一主轴，该主轴内部设有一安装孔，该刀杆单元具有一套接轴及一凸缘部，该套接轴可套入安装孔内，该主轴下端部设有一水平面及一锥面，该刀杆单元在凸缘部上边缘处设有一与该锥面相同斜角度且压抵接触的阶级面，借此当主轴在高速运转产生高温时，可让刀杆单元稳固地结合在主轴上。
文档编号B23B19/02GK103240425SQ20121002506
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者陈丰田 申请人:简雪赺