[发明专利]工具夹持器的输液及输电组立结构

说明书

本发明提供一种工具夹持器的输液及输电组立结构，用于与一通过一心轴提供电源及冷却剂可以分离的一加工机并用，其包括：被容纳在心轴中的一中空柄部，中空柄部上设置有与心轴形成电气结构或气压结构；一中空工具架设部，包括一轴向延伸的工具架设孔径，能容纳及固定一工具的一部分；一固设于中空工具架设部内的动力单元，其能接收电源并产生一动力，该动力经由工具架设孔径传递到工具；以及一水密性分隔件，将一中央通道区隔成相互独立的一输液通道及一电缆导孔或输气管。

技术领域

本发明涉及一种工具夹持器，特别是指一种工具夹持器的输液及输电组立结构。

背景技术

高精密度金属加工，例如：钻孔、铣削、铰孔、搪孔、内外径切削或表面研磨等，经常使用计算机数值控制(Computer Numerical Control，简称CNC)加工机台，搭配工具夹持器固定例如钻头、铣刀等多种工具进行处理。

加工机台使用冷却剂及/或切削液(以下仅称为冷却剂)首先以冷却工作件及切割工具而改良机器操作的效能。冷却剂也可润滑工作件及切割工具，以减少累积的摩擦热。使用冷却剂也可凭借阻止碎屑掉落至切割工具，以及自加工机台中冲走切下的碎屑。

在现有技艺中，冷却剂凭借手动方式定位的软管及喷嘴提供至工作件上。此一系统大体上可包括鹅颈软管或源自毗邻或接合至工作母机的冷却泵的类似组合。近年来，冷却系统已发展成供应冷却剂至一切割工具夹持器或夹头。冷却剂可通过加工机台的心轴或自绕着工具夹持器而固定的轴环供应。

另外，现有超音波加工机(Ultrasonic Machining,USM)，系将超音波振动单元安装在一旋转主轴上，使得超音波所产生的高频振动，经由一工具夹持器传递到一工具上，让工具兼具有高速旋转及超音波高频振动等功能，可用以进行各种研磨或切削加工，特别适用于硬脆材料的精密加工。

使用超音波加工机进行加工时，工具的切削面不断高频振动并与切屑分离，明显改善切屑与加工工具的切削面间，因高温、高压所造成的不良效果，进而提供防止颤纹、降低切削阻力、降低加工应变、有效改善排屑及有效改善加工表面等切削作业效果。

超音波加工机工作时，振动源由超音波振动单元产生，经由工具夹持器传递到工具刀尖，使的对一被加工件进行超音波高频振动加工作业。超音波加工作业期间，除超音波高频振动外，超音波加工机各种部件相互接触工作，也必然产生不期待的意外振动；此不期待的意外振动与超音波高频振动间产生相互干扰，进而影响加工工序，对产品精度具有不利的影响。

加长长度的长形工具夹持器或例如美国USP1502528、USP2716030及USP8821084等专利案所揭示的组合连接式工具夹持器，在应用高的细长比(L/D)时，往往受到工具夹持器的材料刚性与精度所影响，造成加工质量不佳或无法加工的问题，是目前加工机所面临的加工瓶颈；或者上述工具夹持器如被应用于超音波加工机时，由于超音波高频振动源的传递路径加长，超音波振动与上述不期待的意外振动相互干扰的情形将更为严重，工具夹持器受到超音波高频振动影响而产生连结振动的情形，且各种振动频率的最大振幅点位置更难以控制在工具的刀尖位置上，导致不期望的切削性能，诸如较差的工件表面光洁度和超过公差范围的已加工工件；进而对机器和对工具产生磨损，在最坏的情况下结果是导致无法修复的损坏。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种工具夹持器的输液及输电组立结构，主要系将动力单元设置于工具夹持器内部前端的前置位置上，有效缩短动力的传递路径，避免工具夹持器因动力传递路径过长而产生不期待的连结振动，维持较优的工件表面光洁度和加工精密度。配合前置式动力单元需要电力及输送冷却剂等需求，本发明更提供一输液及输电组立结构，使电力传输及冷却剂分离，以相互不干涉方式分别由工具夹持器后端输送至工具夹持器前端或前端出口处。