主軸換擋裝置的制作方法

本發明涉及一種加工機的零件，特別是涉及一種主軸換擋裝置。

背景技術：

參閱圖1，一種現有主軸換擋裝置10安裝在一加工機20的一加工頭21內，該主軸換擋裝置10包括一安裝在一馬達22的一輸出軸221與一主軸23之間的轉動軸11，一套結于該輸出軸221的動力輪12，一套結于該轉動軸11可被該動力輪12傳動并連動該轉動軸11的傳動輪13，一安裝在該轉動軸11與該主軸23之間的變速齒輪單元14，及一安裝于該加工頭21的驅動單元(圖未示)。該變速齒輪單元14具有套結于該轉動軸11并彼此連結且可沿該轉動軸11的軸向線性移動的一第一大齒輪141與一第一小齒輪142，及分別套結于該主軸23的一第二小齒輪143與一第二大齒輪144。該驅動單元具有一安裝固定于該加工頭21的壓缸，及一安裝于該壓缸的活塞桿并可帶動該第一大齒輪141與該第一小齒輪142線性移動的u形撥塊。

當該第一大齒輪141與該第二小齒輪143嚙合，該主軸23處于高速擋，當該第一小齒輪142與該第二大齒輪144嚙合，該主軸23處于低速擋，主要是通過該壓缸的活塞桿伸出或縮回，驅動該u形撥塊帶動該第一大齒輪141與該第一小齒輪142移動，進而改變前述齒輪的嚙合以產生換擋變速效果，但是該主軸換擋裝置10仍存在下列問題：

一、該驅動單元與該主軸23、該轉動軸11分別位于不同軸線位置，如此會占據較大的空間，使該加工頭21的整體體積較大。

二、該驅動單元的u形撥塊只與該第一大齒輪141的局部接觸，極易使該第一大齒輪141因為受力不平均產生歪斜，嚴重影響該第一大齒輪141與該第一小齒輪142的線性移動與轉動順暢度，造成該變速齒輪單元14的損壞率、維修成本及使用成本較高。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種可以縮小加工頭的體積，可以降低變速齒輪單元的損壞率、降低維修成本及使用成本的主軸換擋裝置。

本發明主軸換擋裝置，適用于安裝于一加工機，該加工機具有一加工頭，及一安裝在該加工頭內的主軸，該主軸換擋裝置包含一動力單元、一轉動單元、一變速齒輪單元、一驅動單元及一連動單元，其特征在于：

該動力單元包括一安裝于該加工頭的馬達，該馬達具有一輸出軸；

該轉動單元包括一安裝在該加工頭內并與該輸出軸及該主軸平行的轉動軸，且該轉動軸被該馬達傳動；

該變速齒輪單元包括一套結于該轉動軸并能沿該轉動軸的軸向在一第一位置與一第二位置之間線性移動的套筒，安裝于該套筒且三者彼此連動的一傳動小齒輪與一傳動大齒輪，及套結于該主軸并能連動該主軸的一從動大齒輪與一從動小齒輪；

該驅動單元包括一套置于該轉動軸并能沿該轉動軸的軸向線性移動的作動桿，安裝固定在該作動桿外并彼此間隔的一頂承座與一底承座，一安裝在該頂承座與該底承座之間且位于該作動桿外的中空缸桿，一由該作動桿、該頂承座、該底承座與該中空缸桿配合形成的置油室，該作動桿具有一區隔環將該置油室區隔成一頂容室與一底容室，當該頂容室的油壓大于該底容室的油壓，該作動桿位于一低速驅動位置，當該頂容室的油壓小于該底容室的油壓，該作動桿位于一高速驅動位置；

該連動單元包括一與該作動桿連結并能帶動該套筒在該第一位置與該第二位置之間移動的連動座；

當該作動桿位于該低速驅動位置，該套筒在該第一位置，該傳動小齒輪傳動該從動大齒輪，使該主軸處于一低速擋，當該作動桿位于該高速驅動位置，該套筒在該第二位置，該傳動大齒輪傳動該從動小齒輪，使該主軸處于一高速擋。

本發明所述的主軸換擋裝置，該作動桿還具有一個第一螺紋段，該連動座具有一套置于該第一螺紋段的基板，及自該基板朝向底端圈圍成型的鎖環，該連動單元還包括一螺鎖于該第一螺紋段使該連動座被該作動桿連動的第一螺帽。

本發明所述的主軸換擋裝置，該傳動大齒輪具有一朝向頂端成型的凸環，該連動單元還包括一位于該傳動大齒輪頂側的鎖座，一安裝在該凸環與該鎖座之間的軸承，及鎖置在該鎖環與該鎖座之間的數支螺栓。

本發明所述的主軸換擋裝置，該鎖環壓置在該鎖座與該軸承上，該套筒具有一個第二螺紋段，該連動單元還包括一螺鎖于該第二螺紋段并壓置在該軸承與該凸環上的第二螺帽。

本發明所述的主軸換擋裝置，該頂承座具有一連通該頂容室的第一通孔，該底承座具有一連通該底容室的第二通孔，該驅動單元還包括一安裝于該頂承座并連通該第一通孔的頂油嘴，及一安裝于該底承座并連通該第二通孔的底油嘴。

本發明所述的主軸換擋裝置，該主軸換擋裝置還包含一導移單元，包括一沿該轉動軸的軸向設置于該連動座的導槽，一安裝固定于該加工頭的固定塊，及一固設于該固定塊并位于該導槽內的導塊。

本發明的有益效果在于：將該驅動單元整合在該轉動軸上，可以減少組件占用空間，能縮小該加工頭的體積，通過該連動單元帶動該套筒、該傳動小齒輪與該傳動大齒輪移動，可以使所述組件維持良好的線性移動與轉動順暢度，進而可以降低該變速齒輪單元的損壞率、降低維修成本及使用成本。

附圖說明

圖1是一種現有主軸換擋裝置安裝于一加工頭的局部組合剖視圖；

圖2是一立體圖，顯示本發明主軸換擋裝置的一實施例安裝于一加工機的一加工頭；

圖3是該實施例的一立體圖，顯示一轉動單元、一變速齒輪單元、一驅動單元、一連動單元及一導移單元；

圖4是該實施例的一不完整局部剖面圖；

圖5是該實施例的一分解立體圖，顯示一轉動軸、該變速齒輪單元及該連動單元；

圖6是該實施例的驅動單元的局部分解立體圖；

圖7是該實施例的一不完整局部剖面圖，顯示該變速齒輪單元的一套筒位于一第一位置，一主軸處于一低速擋；

圖8是類似圖7的視圖，顯示該變速齒輪單元的套筒位于一第二位置，該主軸處于一高速擋。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

在本發明被詳細說明前，應當注意在以下的說明內容中所使用的相對位置用語，例如“頂”、“底”，是以各圖所示方位暨正常使用方位為基準。

參閱圖2、圖3、圖4，本發明主軸換擋裝置的一實施例安裝于一加工機30，特別適用于龍門加工機，該加工機30具有一加工頭31，及一沿一頂底方向呈可轉動地安裝于該加工頭31的主軸32，該實施例包含安裝在該加工頭31內的一動力單元40、一轉動單元50、一變速齒輪單元60、一驅動單元70、一連動單元80及一導移單元90。

該動力單元40包括一安裝固定于該加工頭31的馬達41，及一被該馬達41的一輸出軸411傳動的動力輪42。

該轉動單元50包括一呈可轉動地安裝在該加工頭31內并與該輸出軸411及該主軸32平行的轉動軸51，及一套結于該轉動軸51的頂部且被該動力輪42傳動的轉動輪52。

參閱圖2至圖5，該變速齒輪單元60包括一套結于該轉動軸51的底部并可沿該轉動軸51的軸向在一第一位置(見圖7)與一第二位置(見圖8)之間線性移動的套筒61，安裝于該套筒61且三者彼此連動的一傳動小齒輪62與一傳動大齒輪63，及套結于該主軸32并可連動該主軸32的一從動大齒輪64與一從動小齒輪65。

本實施例在該套筒61與該轉動軸51之間設置彼此嚙合的數個軸向栓齒與數個軸向栓槽，使該套筒61可與該轉動軸51連動轉動，并可相對該轉動軸51線性移動，該傳動小齒輪62直接設置于該套筒61的底段外，該傳動大齒輪63套裝在該套筒61外彼此鍵結并位于該傳動小齒輪62頂側，該傳動大齒輪63具有一朝向頂端成型且縱向截面呈階梯狀的凸環631，該從動小齒輪65位于該從動大齒輪64頂側，且該從動大齒輪64可與該傳動小齒輪62嚙合被傳動，該從動小齒輪65可與該傳動大齒輪63嚙合被傳動。

參閱圖2至圖6，該驅動單元70包括一套置于該轉動軸51并可沿該轉動軸51的軸向線性移動但不會轉動的作動桿71，安裝固定在該作動桿71外并彼此間隔的一頂承座72與一底承座73，一安裝在該頂承座72與該底承座73之間且位于該作動桿71外的中空缸桿74，一由該作動桿71、該頂承座72、該底承座73與該中空缸桿74配合形成的置油室75。

該作動桿71具有位于中段的一區隔環711及一位于底段并縮徑的第一螺紋段712，該區隔環711位于該置油室75內并將該置油室75區隔成一頂容室751與一底容室752，當該頂容室751的油壓大于該底容室752的油壓，該作動桿71位于一低速驅動位置(見圖7)，當該頂容室751的油壓小于該底容室752的油壓，該作動桿71位于一高速驅動位置(見圖8)，該頂承座72具有一連通該頂容室751的第一通孔721，該底承座73具有一連通該底容室752的第二通孔731，該驅動單元70還包括一安裝于該頂承座72并連通該第一通孔721的頂油嘴76，及一安裝于該底承座73并連通該第二通孔731的底油嘴77，借此可以使油流進或流出該頂容室751、該底容室752，使該頂容室751與該底容室752的油壓產生變化，進而使該作動桿71產生線性移動。

該連動單元80包括一與該作動桿71連結并可帶動該套筒61在該第一位置與該第二位置之間移動的連動座81、一第一螺帽82、一鎖座83、一軸承84、一第二螺帽85。

該連動座81具有一套置于該作動桿71的第一螺紋段712的基板811，及一自該基板811朝向底端圈圍成型的鎖環812，該第一螺帽82螺鎖于該第一螺紋段712使該連動座81被該作動桿71連動，該鎖座83位于該傳動大齒輪63頂側，且與該凸環631配合形成一空間用于容置該軸承84，該第二螺帽85螺鎖于該套筒61的一第二螺紋段611并壓置在該軸承84的內環與該凸環631上，此外，該連動座81的鎖環812壓置在該鎖座83與該軸承84的外環上，且數支螺栓86鎖置在該鎖環812與該鎖座83之間，通過上述組成，使該連動單元80與該套筒61產生連動。

參閱圖3、圖5，該導移單元90包括一沿該轉動軸51的軸向設置于該連動座81的導槽91，一安裝固定于該加工頭31的固定塊92，及一固設于該固定塊92并位于該導槽91內的導塊93，通過該導槽91與該導塊92的配合，可以使該連動座81的移動更穩固、更精準。

參閱圖2、圖4、圖7，當將油100經由該頂油嘴76注入該頂容室751，同時原本位于該底容室752的油100經由該底油嘴77流出，則該頂容室751的油壓大于該底容室751的油壓，使該作動桿71位于該低速驅動位置，此時，該傳動小齒輪62與該從動大齒輪64嚙合，啟動該馬達41使該轉動軸51轉動后，通過傳動小齒輪62傳動該從動大齒輪64，就可以使該主軸32處于低速擋。

參閱圖8，要使該主軸32處于高速擋，只需使原本位于該頂容室751的油100經由該頂油嘴76流出，同時將油100經由該底油嘴77注入該底容室752，當該底容室752的油壓大于該頂容室751的油壓，該作動桿71就會朝向頂端移動至該高速驅動位置，同時通過該連動單元80帶動該套筒61、該傳動小齒輪62與該傳動大齒輪63移動，使該傳動小齒輪62與該從動大齒輪64脫離，變成該傳動大齒輪63與該從動小齒輪65嚙合，啟動該馬達41使該轉動軸51轉動后，通過該傳動大齒輪63傳動該從動小齒輪65，就可以使該主軸32處于高速擋。

歸納上述，本發明主軸換擋裝置具有如下所述的功效及優點︰

一、本發明將該驅動單元70整合在該轉動軸51上，如此可以減少占用空間，能縮小該加工頭31的體積。

二、本發明通過該連動單元80帶動該套筒61、該傳動小齒輪62與該傳動大齒輪63移動，可以使所述組件受力平均，以維持良好的線性移動與轉動順暢度，進而可以降低該變速齒輪單元60的損壞率、降低維修成本及使用成本。