CN110666572A - 一种机床工件掉头装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机床工件掉头装置，属于机床设备技术领域。它解决了现有的掉头装置中因接料座定位偏差所导致的顶偏从而使机床产生故障等问题。本机床工件掉头装置，安装在机床上，机床上设置有拖板组件和主轴夹具，机床工件掉头装置包括推料组件、顶料组件和接料组件，推料组件设置在主轴夹具处并能够将工件推出主轴夹具，接料组件包括旋转驱动件，旋转驱动件的转轴上连接有接料座，顶料组件包括能够将工件推出接料座的顶料驱动件，机床工件掉头装置还包括与拖板组件固定连接的固定板，顶料驱动件和旋转驱动件均固定连接在固定板上。本机床工件掉头装置在实现工件自动掉头的同时，能够避免接料座定位偏差引起的顶偏，减少机床故障的发生。

Description

一种机床工件掉头装置

技术领域

本发明属于机床设备技术领域，涉及一种机床工件掉头装置。

背景技术

工件加工过程中，往往需要对工件的两端进行加工。常规的加工方法是：先在机床上加工其中一端，加工完成后工人将工件取下，手动将工件转动180°，再将工件重新安装到机床上进行另一端的加工。工件需要工人手动操作进行掉头，加工过程中需要频繁操作，劳动强度大，工作效率低。为了降低劳动强度提高工作效率，工程师们对机床进行改造，实现工件在加工过程中自动掉头。

中国专利文献资料公开提出了一种具有工件掉头功能的机床，[申请号：CN201811638005.1；公布号：CN 109648379 A]，包括床身和掉头装置，床身的头端安装有主轴，主轴头端安装有卡盘，掉头装置包括安装在床身头端的退料驱动机构、安装在床身尾端的顶料驱动机构、以及位于退料驱动机构与顶料驱动机构之间的接料装置。主轴中空且主轴内设置有顶料杆，接料装置包括接料座，接料座上设有贯穿接料座的接料腔，接料座上连接有升降回转装置。升降回转装置包括安装在床身上的升降机构和安装在升降机构上的回转机构，接料座安装在回转机构上。需要掉头时，升降机构下降使接料座对着卡盘，卡盘将工件放开，退料驱动机构驱动顶料杆将工作推到接料座的接料腔中，顶料杆退回后回转机构驱动接料座转动180°，然后顶料驱动机构将工件推出接料腔使工件进入卡盘中，之后顶料驱动机构复位，升降机构驱动接料座上升。

接料座的接料腔在掉头作业时需要正对推料驱动机构的顶料杆和顶料驱动机构的顶料杆，这样才能够使工件被推料驱动机构的顶料杆顺利地推到接料腔中，并被顶料驱动机构的顶料杆顺利地推出接料腔，完成掉头作业。但是接料座连接在升降机构上，在加工过程中通过升降机构运动对接料座的高度进行定位，由于升降机构本身运动误差的存在，以及回转机构转动对升降机构造成的影响，升降机构长时间运行后容易使接料座的高度定位产生偏差，一旦接料座的高度定位出现较大的偏差时容易使顶料杆顶偏，工件与接料座或者顶料驱动机构的顶料杆与接料座发生碰撞，从而使机床出现故障而不能进行正常的作业。

应对接料座的定位偏差，比较常见的处理方式是：1、采用运动精度高的升降机构，比如将电动推杆中的电机采用伺服电机、升降机构采用精度高的气缸或者油缸、对于气缸或者油缸采用高精度的比例电磁阀等；2、采用定期进行偏差校正。第一种方法会增加设备的成本，第二种方法则需要停工校正，会降低机床的工作效率，而且在校正之前就有可能发生碰撞事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种机床工件掉头装置，解决了现有的掉头装置中因接料座定位偏差所导致的顶偏从而使机床产生故障的技术问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种机床工件掉头装置，安装在机床上，所述机床上设置有拖板组件和主轴夹具，机床工件掉头装置包括推料组件、顶料组件和接料组件，所述推料组件设置在主轴夹具处并能够将工件推出主轴夹具，所述接料组件包括旋转驱动件，所述旋转驱动件的转轴上连接有接料座，所述顶料组件包括能够将工件推出接料座的顶料驱动件，其特征在于，机床工件掉头装置还包括与拖板组件固定连接的固定板，所述顶料驱动件和旋转驱动件均固定连接在固定板上。

需要掉头时，拖板组件移动使其上的接料座靠近主轴夹具，然后主轴夹具将工件松开，推料组件将工件推出主轴夹具并使工件进入接料座，然后推料组件复位，旋转驱动件驱动接料座旋转180°，顶料驱动件将工件从接料座上推出，工件推出接料座后进入到主轴夹具内并夹紧，顶料驱动件复位，拖板组件移动使接料座远离主轴夹具，实现工件的自动掉头。

在本机床工件掉头装置中，由于旋转驱动件和推料驱动件固定在同一固定板上，将旋转驱动件和推料驱动件固定好后，接料座与顶料驱动件的位置为确定状态，在使用过程中接料座和顶料驱动件在高度方向上不会发生相对移动，从而避免了接料座因为在高度上发生移动而引起的定位位置的偏差，防止了由于定位位置发生偏差引起的顶料驱动件顶偏导致的机床故障，保证机床的加工效率。

而且固定板连接在拖板组件上，拖板组件与主轴夹具之间的高度为固定状态，这样接料座与主轴夹具之间的高度位置为固定状态，同时接料座的水平移动利用了机床本身拖板组件的运动系统，运动精度高，可以保证接料座水平移动过程中的位置精度，从而使接料座与主轴夹具之间对接准确，避免推料组件推出工件时因为接料座的定位偏差引起的工件与接料座之间发生碰撞事故，避免推料组件推出工件顶偏导致的机床故障，使机床加工过程顺利的连续进行，保证机床的加工效率。因此，本机床工件掉头装置在实现工件自动掉头的同时，能够避免接料座定位偏差引起的顶偏，减少机床故障的发生。

在上述的机床工件掉头装置中，所述旋转驱动件的转轴与接料座之间固定连接有可拆卸的调节板。

在旋转驱动件与接料座之间设置调节板后，当需要对接料座的高度进行调整以适应顶料驱动件和主轴夹具的高度时，可以将调节板取出对其厚度进行微调，或者更换尺寸更适合的调节板，从而减少接料座定位位置的偏差，减少机床发生故障的可能性。

在上述的机床工件掉头装置中，所述旋转驱动件的转轴上设置有法兰盘，所述法兰盘的中心设置有中心孔，所述调节板上与旋转驱动件相对的一面上设置有嵌入到中心孔内的定位凸台，所述调节板上与接料座相对的一面上设置有定位孔，所述接料座上设置有嵌入到定位孔内的定位柱。

通过中心孔与定位凸台、定位孔与定位柱进行中心定位，使接料座的旋转中心定位准确，减少安装过程中产生的位置偏移，减少顶料驱动件与接料座发生碰撞的可能性，减少机床故障的发生。

在上述的机床工件掉头装置中，所述接料座呈圆柱状，所述接料座的圆柱面上设置有用于承接工件的通孔，所述通孔与接料座的轴线垂直，所述定位柱设置在接料座的底面上。

这样设置使旋转驱动件在转动过程中受力能够比较均匀，使旋转驱动件转动稳定准确，有利于接料座在旋转后的定位准确性，减少机床发生故障的可能性。

在上述的机床工件掉头装置中，所述调节板呈圆柱状，所述定位孔位于调节板的中心处，所述调节板的外侧面与接料座的外侧面平齐。

这样设置同样能够使旋转驱动件在转动过程中受力比较均匀，使旋转驱动件转动稳定准确，有利于接料座在旋转后的定位准确性，减少机床发生故障的可能性。

在上述的机床工件掉头装置中，所述固定板的上表面上设置有定位平面，所述旋转驱动件下表面贴靠在定位平面上，所述顶料驱动件上连接有安装支架，所述安装支架的下表面贴靠在定位平面上。

旋转驱动件和安装支架在同一定位平面定位安装，使接料座和顶料驱动件在高度上定位准确，减少两者之间的定位偏差，减少机床发生故障的可能性。

在上述的机床工件掉头装置中，所述安装支架包括拼接的固定架和连接架，所述固定架固定连接在固定板上，所述顶料驱动件与连接架固定连接，所述连接架上设置有呈条状的数个固定孔，所述固定孔内设置有固定螺栓，通过固定螺栓将连接架固定在固定架上。

固定螺栓在固定孔内移动，能够调节顶料驱动件与接料座之间的相对位置，减少接料座与顶料驱动件之间的位置偏差，减少机床发生故障的可能性。

在上述的机床工件掉头装置中，所述顶料驱动件的伸缩杆上固定连接有顶料头，所述顶料头由高分子材料制成。这样可以避免顶料头对工件造成磕碰。

在上述的机床工件掉头装置中，所述主轴夹具包括拉管，所述推料组件包括设置在拉管内的直杆，所述直杆的一端连接有推料头，所述直杆的另一端连接有推料驱动件，所述推料驱动件与直杆之间连接有万向接头，所述直杆与拉管之间设置有轴承。

推料驱动件驱动直杆在拉管内滑动，直杆和拉管之间设置轴承，轴承具有支撑和导向作用，使直杆滑动稳定准确。推料驱动件与直杆之间连接万向接头，使直杆与推料驱动件不同轴时也能够完成装配。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

旋转驱动件和顶料驱动件均固定在固定板上，固定板连接在拖板组件上，避免接料座的定位偏差，减少机床故障发生的可能性。旋转驱动件与接料座之间设置调节板，使接料座的高度位置可调，使接料座与顶料驱动件之间的高度定位准确。中心孔和定位凸台、定位孔与定位柱的设置使接料座、调节板和旋转驱动件之间旋转中心定位准确，接料座和调节板呈圆柱状使转动稳定，减少旋转后位置偏差，减少机床故障的发生。

附图说明

图1是本机床工件掉头装置安装在机床上时的示意图；

图2是图1中固定板处的放大图；

图3是本机床工件掉头装置中接料组件和推料组件的拆分图。

图中，1、床身；2、主轴箱；3、拖板组件；4、主轴夹具；4a、卡盘；4b、拉管；5、固定板；5a、定位平面；6、推料组件；6a、直杆；6b、推料头；6c、推料驱动件；6d、万向接头；7、轴承；8、接料组件；8a、旋转驱动件；8a1、法兰盘；8a2、中心孔；8b、接料座；8b1、通孔；8b2、定位柱；8b3、固定螺纹孔；8c、调节板；8c1、定位凸台；8c2、定位孔；9、顶料组件；9a、安装支架；9a1、固定架；9a2、连接架；9a3、固定孔；9b、顶料驱动件；9c、顶料头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图3所示，一种机床工件掉头装置，安装在机床上，机床包括床身1，床身1上设置有主轴箱2和拖板组件3，主轴箱2内设置有可转动的主轴，主轴呈筒状，主轴上连接有主轴夹具4。主轴夹具4包括卡盘4a和拉管4b，卡盘4a连接在主轴的右端上，拉管4b设置在主轴内并与卡盘4a连接。拖板组件3设置在主轴箱2的右侧，包括大拖板和小拖板，大拖板滑动连接在床身1上，小拖板滑动连接在大拖板上。

机床工件掉头装置包括固定板5、推料组件6、顶料组件9以及位于推料组件6和顶料组件9之间的接料组件8。固定板5固定连接在小拖板的上表面上，大拖板和小拖板在床身1上滑动时带动固定板5在机床上水平移动。固定板5的上表面上设置有定位平面5a，定位平面5a上设置有数个螺纹连接孔。

推料组件6设置在主轴夹具4处并能够将工件推出主轴夹具4。推料组件6包括设置在拉管4b内的直杆6a，直杆6a的右端连接有推料头6b，直杆6a的左端连接有推料驱动件6c。推料驱动件6c固定连接在主轴箱2上，推料驱动件6c为直线驱动器，可以为气缸、油缸或者直线电机。推料驱动件6c与直杆6a之间连接有万向接头6d，直杆6a与拉管4b之间设置有轴承7，轴承7有两个并分别位于直杆6a的两端。轴承7的内圈与直杆6a之间为可滑动的间隙连接，轴承7的外圈与拉管4b固定，这样直杆6a能够在拉管4b内准确稳定的滑动，而拉管4b和主轴的转动也不会引起直杆6a和推料驱动件6c的转动。推料驱动件6c驱动直杆6a向右滑动时，直杆6a右端的推料头6b能够将卡盘4a上的工件推出。推料驱动件6c驱动直杆6a向左滑动时，推料头6b能够缩回，不会影响卡盘4a将工件夹住。

接料组件8包括旋转驱动件8a和连接在旋转驱动件8a上的接料座8b，接料座8b能够承接并固定工件。旋转驱动件8a可以为旋转气缸或者电机等，旋转驱动件8a固定在固定板5的定位平面5a上，即旋转驱动件8a的下表面贴靠在定位平面5a上。旋转驱动件8a上连接有安装螺栓，通过安装螺栓与定位平面5a上的螺纹连接孔将旋转驱动件8a固定在固定板5上。旋转驱动件8a的转轴上设置有法兰盘8a1，法兰盘8a1的中心设置有中心孔8a2。法兰盘8a1与接料座8b之间固定连接有可拆卸的调节板8c，调节板8c呈圆柱状，调节板8c的下表面上设置有嵌入到中心孔8a2内的定位凸台8c1，定位凸台8c1与中心孔8a2配合设置。调节板8c的上表面上沿周向均匀设置的数个内侧沉头孔，内侧沉头孔与法兰盘8a1上的螺栓孔相对应，调节板8c与法兰盘8a1通过内侧沉头孔的内侧连接螺栓固定连接。调节板8c的下表面上沿周向均匀设置有数个外侧沉头孔，外侧沉头孔内设置有外侧螺纹螺栓，通过外侧螺纹螺栓将接料座8b固定连接在调节板8c上。调节板8c上表面的中心处设置有定位孔8c2，定位孔8c2贯穿定位凸台8c1的下表面。接料座8b呈圆柱状，接料座8b上设置有用于承接工件的通孔8b1，通孔8b1设置在接料座8b的圆柱面上，通孔8b1与接料座8b的轴线垂直，接料座8b的下表面上设置有嵌入到定位孔8c2内的定位柱8b2，定位柱8b2与定位孔8c2配合设置。调节板8c的外侧面与接料座8b的外侧面平齐。接料座8b的外侧面上还设置有贯穿到通孔8b1的数个固定螺纹孔8b3，固定螺纹孔8b3内螺纹连接有弹簧定位销，弹簧定位销的内端上设置有滚珠。当工件插入到通孔8b1内时，弹簧定位销的滚珠抵靠在工件的外侧面上，使工件在随接料座8b转动时不会从通孔8b1中被甩出。

顶料组件9包括安装支架9a和顶料驱动件9b，顶料驱动件9b为直线驱动器，可以为气缸、油缸或者直线电机，顶料驱动件9b的伸缩杆上固定连接有顶料头9c。安装支架9a包括拼接的固定架9a1和连接架9a2，固定架9a1固定连接在固定板5的定位平面5a上并位于旋转驱动件8a的右侧，固定架9a1的底面贴靠在定位平面5a上。顶料驱动件9b与连接架9a2固定连接，连接架9a2上设置有呈条状的数个固定孔9a3，固定孔9a3内设置有固定螺栓，通过固定螺栓将连接架9a2固定在固定架9a1上。顶料驱动件9b的伸缩杆朝左设置，顶料头9c固定连接在顶料驱动件9b伸缩杆的左端上。顶料头9c由高分子材料制成，如尼龙材料或者PVC材料等。顶料驱动件9b能够驱动顶料头9c插入和移出通孔8b1，顶料头9c插入到通孔8b1内时能够将工件推出接料座8b。优选地，顶料头9c的轴线、通孔8b1的轴线、卡盘4a的轴线和推料头6b的轴线在机床的同一高度平面上，顶料头9c的轴线、卡盘4a的轴线和推料头6b的轴线共线设置。

需要掉头时，拖板组件3移动使其上的接料座8b靠近卡盘4a，然后卡盘4a将工件松开，推料组件6将工件推出卡盘4a并使工件进入到通孔8b1内，然后推料组件6复位，旋转驱动件8a驱动接料座8b旋转180°，顶料驱动件9b驱动顶料头9c插入到接料座8b的通孔8b1内将工件推出，工件推出接料座8b后进入到卡盘4a内并夹紧，顶料驱动件9b复位使顶料头9c移出通孔8b1，拖板组件3移动使接料座8b远离卡盘4a，实现工件的自动掉头。

在本机床工件掉头装置中，由于旋转驱动件8a和推料驱动件6c固定在同一固定板5上，将旋转驱动件8a和推料驱动件6c固定好后，接料座8b与顶料头9c的位置为确定状态，在使用过程中接料座8b和顶料头9c在高度方向上不会发生相对移动，从而避免了接料座8b因为在高度上发生移动而引起的定位位置的偏差，防止了由于定位位置发生偏差引起的顶料头9c顶偏导致的机床故障，保证机床的加工效率。

而且固定板5连接在拖板组件3上，拖板组件3与主轴夹具4之间的高度为固定状态，这样接料座8b与主轴夹具4之间的高度位置为固定状态，同时接料座8b的水平移动利用了机床本身拖板组件3的运动系统，运动精度高，可以保证接料座8b水平移动过程中的位置精度，从而使接料座8b与主轴夹具4之间对接准确，避免推料组件6推出工件时因为接料座8b的定位偏差引起的工件与接料座8b之间发生碰撞事故，避免推料组件6推出工件顶偏导致的机床故障，使机床加工过程顺利的连续进行，保证机床的加工效率。因此，本机床工件掉头装置在实现工件自动掉头的同时，能够避免接料座8b定位偏差引起的顶偏，减少机床故障的发生。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种机床工件掉头装置，安装在机床上，所述机床上设置有拖板组件(3)和主轴夹具(4)，机床工件掉头装置包括推料组件(6)、顶料组件(9)和接料组件(8)，所述推料组件(6)设置在主轴夹具(4)处并能够将工件推出主轴夹具(4)，所述接料组件(8)包括旋转驱动件(8a)，所述旋转驱动件(8a)的转轴上连接有接料座(8b)，所述顶料组件(9)包括能够将工件推出接料座(8b)的顶料驱动件(9b)，其特征在于，机床工件掉头装置还包括与拖板组件(3)固定连接的固定板(5)，所述顶料驱动件(9b)和旋转驱动件(8a)均固定连接在固定板(5)上。

2.根据权利要求1所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述旋转驱动件(8a)的转轴与接料座(8b)之间固定连接有可拆卸的调节板(8c)。

3.根据权利要求2所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述旋转驱动件(8a)的转轴上设置有法兰盘(8a1)，所述法兰盘(8a1)的中心设置有中心孔(8a2)，所述调节板(8c)上与旋转驱动件(8a)相对的一面上设置有嵌入到中心孔(8a2)内的定位凸台(8c1)，所述调节板(8c)上与接料座(8b)相对的一面上设置有定位孔(8c2)，所述接料座(8b)上设置有嵌入到定位孔(8c2)内的定位柱(8b2)。

4.根据权利要求3所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述接料座(8b)呈圆柱状，所述接料座(8b)的圆柱面上设置有用于承接工件的通孔(8b1)，所述通孔(8b1)与接料座(8b)的轴线垂直，所述定位柱(8b2)设置在接料座(8b)的底面上。

5.根据权利要求4所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述调节板(8c)呈圆柱状，所述定位孔(8c2)位于调节板(8c)的中心处，所述调节板(8c)的外侧面与接料座(8b)的外侧面平齐。

6.根据权利要求1-5任一所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述固定板(5)的上表面上设置有定位平面(5a)，所述旋转驱动件(8a)下表面贴靠在定位平面(5a)上，所述顶料驱动件(9b)上连接有安装支架(9a)，所述安装支架(9a)的下表面贴靠在定位平面(5a)上。

7.根据权利要求6所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述安装支架(9a)包括拼接的固定架(9a1)和连接架(9a2)，所述固定架(9a1)固定连接在固定板(5)上，所述顶料驱动件(9b)与连接架(9a2)固定连接，所述连接架(9a2)上设置有呈条状的数个固定孔(9a3)，所述固定孔(9a3)内设置有固定螺栓，通过固定螺栓将连接架(9a2)固定在固定架(9a1)上。

8.根据权利要求1-5任一所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述顶料驱动件(9b)的伸缩杆上连接有顶料头(9c)，所述顶料头(9c)由高分子材料制成。

9.根据权利要求1-5任一所述的机床工件掉头装置，其特征在于，所述主轴夹具(4)包括拉管(4b)，所述推料组件(6)包括设置在拉管(4b)内的直杆(6a)，所述直杆(6a)的一端连接有推料头(6b)，所述直杆(6a)的另一端连接有推料驱动件(6c)，所述推料驱动件(6c)与直杆(6a)之间连接有万向接头(6d)，所述直杆(6a)与拉管(4b)之间设置有轴承(7)。

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