CN111300115B - 一种磁性拉料器 - Google Patents

Abstract

一种磁性拉料器，包括弹性伸缩轴，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁；圆筒形护罩，护罩外圆后端有n个均匀环布的凸键二，护罩后端为2n个齿连接形成环状齿部；牙轮，牙轮中部有中心孔，牙轮外圆均匀环布有n个凸键一，凸键一左端为单向斜齿；套筒，套筒内壁为台阶形结构，包括位于前端的厚筒部、位于后端的薄筒部，厚筒部内壁从前端至后端有均匀环布的n个直槽，相邻两直槽之间形成一凸筋，各凸筋端部有两个棘爪部；弹性伸缩轴前端罩有护罩，牙轮的中心孔套于护罩后部的弹性伸缩轴外，牙轮与弹性伸缩轴之间设有弹簧二，套筒套于护罩、牙轮外，套筒后端固定装于弹性伸缩轴上。本发明动作安全可靠，吸紧牢固、过程中不会松脱，能精确控制拉料的长度。

Description

一种磁性拉料器

技术领域

本发明属于一种金属切削加工领域，具体涉及一种车削中心使用的自动拉料装置。

背景技术

目前，数控车床在加工中小批量的合发料中小件时，若无自动拉送机构，程序运行时间短，则操作工会被束缚在单机岗位上，不停地装卸工件，无法进行一人双机作业，且工人的动作单一，劳动强度大。自动拉料器，可实现数控车床的长时间自动无人连续运行。现有的机内机械式拉料器，卡爪数量少，属于点接触，容易松脱，调整范围受限，拉料过程中沿着轴向硬拔硬插，磨损快、易损坏、整体寿命短。必须留（6mm以上）较长的夹头，否则拉料器就不能使用；每次使用时都要根据工件直径调整卡爪的间距。而机外自动上料装置、工业机器人需要较大的投入，成本高，周期长，占地面积大，对中小批量工件的加工，不大经济。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种磁性拉料器，磁性吸力大，动作安全可靠，与工件毛坯是面接触，吸紧牢固、过程中不会松脱，能精确控制拉料的长度。

本发明的技术方案是：包括：

弹性伸缩轴，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁；

圆筒形护罩，护罩外圆后端有n个均匀环布的凸键二，n为偶数，n>2，护罩后端为2n个齿连接形成环状齿部，每个齿由两斜面相对连接组成；

牙轮，牙轮中部有中心孔，牙轮外圆均匀环布有n个凸键一，凸键一左端为单向斜齿；

套筒，套筒内壁为台阶形结构，包括位于前端的厚筒部、位于后端的薄筒部，厚筒部内壁从前端至后端有均匀环布的n个用于导向凸键二滑动的直槽，各直槽前端封闭，各直槽后端与薄筒部内腔连通，相邻两直槽之间形成一凸筋，各凸筋端部有两个与护罩的环状齿部配合用于推动牙轮转动的棘爪部，两棘爪部的爪端部之间形成用于定位牙轮的凸键一的定位齿槽；

弹性伸缩轴前端罩有护罩，牙轮的中心孔套于护罩后部的弹性伸缩轴外，牙轮与弹性伸缩轴之间设有弹簧二，套筒套于护罩、牙轮外，套筒后端固定装于弹性伸缩轴上，护罩的环状齿部与牙轮的单向斜齿内侧相对应，套筒的棘爪部与牙轮的单向斜齿外侧相对应。

所述套筒的凸筋端部的棘爪部与护罩环状齿部的各齿交错布置。

套筒的一凸筋端部的两棘爪部为棘爪部一、棘爪部二，棘爪部一的爪端部一、棘爪部二的爪端部二之间形成定位齿槽；护罩环状齿部中一齿由斜面一、斜面二相对连接组成，斜面一、斜面二的连接处形成该齿的齿尖，与该齿相邻的齿的斜面三与斜面二连接；护罩环状齿部中该齿的齿尖与定位齿槽相对应，斜面一中部与棘爪部一的爪端部一相对应，斜面三中部与棘爪部二的爪端部二相对应。

处于拉料状态下当护罩沿轴向移动至一棘爪部与护罩的环状齿部配合推动牙轮的凸键一转动至定位齿槽时，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁相对护罩伸出至与工件相吸附；处于复位状态下当护罩沿轴向移动至另一棘爪部与护罩的环状齿部配合推动牙轮的凸键一转动沿直槽滑动时，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁相对护罩缩回。

所述弹性伸缩轴包括圆柱形本体、滑轴，本体前端沿轴向开有盲孔，本体外圆中部有一圈凸缘；滑轴前端固定强力磁铁，滑轴尾部安装在本体盲孔内，盲孔内有弹簧一；置于本体盲孔内的滑轴外圆有环形槽，两个以上销子经本体侧壁上的安装孔伸入环形槽。

所述弹簧二前端与牙轮相抵，弹簧二后端与置于凸缘内壁处的环形安装槽处端面的推力轴承相抵。

所述盲孔孔底有与弹簧一内腔相适配的凸台。

所述凸键二是4个，凸键一是4个，套筒的凸筋为4个，护罩后端为8个齿，牙轮上的单向斜齿为4个，套筒的棘爪部为斜齿，斜齿为8个。

所述护罩前端封闭，防止铁屑进入拉料器内，护罩后端敞开，护罩内腔为台阶形内腔，作用是避让强力磁铁和牙轮。

拉料器前端有护罩，在非工作状态时，护罩向前伸出45毫米并自锁，可将磁铁的磁力阻隔开，保证拉料器在使用过程中不会吸附上铁屑，影响拉料器的正常使用，工作状态时，护罩向右移动，迫使牙轮卡在套筒的定位齿槽上，护罩贴在强力磁铁上，使磁铁近距离接触工件端面，产生的磁力吸紧工件端面。拉料器安装在刀架上的刀套内，尾部为圆柱状，随刀架一起转动、移动，可利用机床指令使拉料器移动到指定位置，精确运动，从而控制拉料的精确长度尺寸。

本发明中除了强力磁铁、弹簧、螺钉以外，所有零部件采用3D打印制作，材料为塑料，具有加工简便，加工周期短、可加工任意复杂的结构、可以实现CAD/CAM加工一体化的特点。拉料器的拉料动力采用强力磁铁，垂直拉力可达15Kg，水平拉力30 Kg，磁力大。主要针对导磁性材料的钢质工件毛坯。磁性吸力大，动作安全可靠，与工件毛坯是面接触，吸紧牢固、过程中不会松脱，能精确控制拉料的长度，可对直径为Φ3～Φ70的工件毛坯进行拉料、整个直径区间范围内拉料器不需要作调整，即使留0.5mm的夹头也能够进行拉料，不易磨损、整体寿命长。

附图说明

图1是磁性拉料器非工作状态（护罩向前伸出）

图2是磁性拉料器工作状态（护罩缩回）

图3是护罩3的剖视图

图4是护罩3的立体三维图

图5是牙轮5的主视图

图6是牙轮5的立体三维图

图7是套筒4的剖视图

图8是套筒4的立体三维图；

图9是本体12的剖视图；

图10是本体12的立体三维图；

图11是滑轴13的立体三维图。

具体实施方式

图1-2中，滑轴13前端固定强力磁铁，尾部安装在本体孔内，孔底有弹簧一11，靠圆周分布的三个销子6固定在本体孔内，可沿轴向移动。护罩3的右端外圆有4个凸键二31，与套筒4内壁的槽配合，可沿其轴向移动，距离45毫米。护罩3右端面上有8个均匀分布的环状齿部。套筒4内壁有4个不通的直槽，与护罩3上的凸键二31配合，相邻两直槽之间形成位于套筒4内壁的凸筋43，每个凸筋43端面有2个斜齿。牙轮5为空心，套在滑轴13上，外圆有4个凸键一与套筒4内壁上的直槽配合，可沿直槽滑动，凸键一51左端有4个单向斜齿52，可与套筒4内壁的斜齿、护罩3右端面的环状齿部啮合。本体的中心部位有钢珠、端盖，一起构成端面推力轴承，减少了弹簧二7转动时的摩擦力。磁性拉料器安装在车削中心刀架上的刀套内，轴线与工件轴线平行，当拉料时，拉料器根据机床指令，快速移动到工件同轴位置，距端面3mm。用进给模式向左移动，护罩3受压、向右移动，一直接触到磁铁表面，继续向右移动，带动滑轴13也向右移动大约8毫米左右。牙轮5被顶出套筒4的直槽外，在护罩3端面的环状齿部的作用下，被迫沿自身轴线转动一个齿距，与护罩3端面齿槽啮合。此时拉料器向右移动，牙轮5上的凸键一与套筒4内端面的直槽沿圆周方向错开，卡在套筒4的凸筋的两斜齿之间。护罩3没有了牙轮5给它的压力，被迫压在工件中间，工件被强力磁铁2牢牢吸住，车削中心的卡盘开始自动松开，根据机床指令，拉料器向右移动一个拉料长度后停止，卡盘自动夹紧工件。拉料器向右移动8毫米左右，护罩3将牙轮5顶起，在护罩3环状齿部的作用下，转动一个齿距。牙轮5自身的凸键一51与套筒4内壁上的直槽对齐，拉料器向右移动，牙轮5在弹簧二7的作用下，沿套筒4内直槽滑动，护罩3向前伸出、复位，完成了整个拉料动作。

图3、4中，护罩3右端面上有8个齿均匀分布为环状齿部，其中一齿由斜面一32、斜面二相对连接组成，斜面一32、斜面二的连接处形成该齿尖33，与该齿相邻的齿的斜面三34与斜面二连接，4个凸键二31均布于护罩3的右端外圆。

图5、6中，牙轮5外圆有4个凸键一51，凸键一51左端有4个单向斜齿52。

图7、8中，套筒4内壁有4个不通的直槽一41、直槽二42、直槽三、直槽四，直槽一41、直槽二42之间形成位于套筒4内壁的凸筋43，凸筋43端部的两棘爪部为棘爪部一、棘爪部二，棘爪部一的爪端部一44、棘爪部二的爪端部二45之间形成定位齿槽，护罩3环状齿部中一的齿尖33与定位齿槽相对应，斜面一32中部与棘爪部一的爪端部一44相对应，斜面三34中部与棘爪部二的爪端部二45相对应。

图9、10中，圆柱形本体12前端沿轴向开有盲孔，本体12外圆中部有一圈凸缘122，盲孔孔底有与弹簧一11内腔相适配的凸台121，凸缘122内壁处有环形安装槽123。

图11中，滑轴13外圆有环形槽131。

Claims (9)

1.一种磁性拉料器，其特征在于：包括：

弹性伸缩轴，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁（2）；

圆筒形护罩（3），护罩（3）外圆后端有n个均匀环布的凸键二，n为偶数，n>2，护罩（3）后端为2n个齿连接形成环状齿部，每个齿由两斜面相对连接组成；

牙轮（5），牙轮（5）中部有中心孔，牙轮（5）外圆均匀环布有n个凸键一，凸键一左端为单向斜齿；

套筒（4），套筒（4）内壁为台阶形结构，包括位于前端的厚筒部、位于后端的薄筒部，厚筒部内壁从前端至后端有均匀环布的n个用于导向凸键二滑动的直槽，各直槽前端封闭，各直槽后端与薄筒部内腔连通，相邻两直槽之间形成一凸筋，各凸筋端部有两个与护罩（3）的环状齿部配合用于推动牙轮（5）转动的棘爪部，两棘爪部的爪端部之间形成用于定位牙轮（5）的凸键一的定位齿槽；

弹性伸缩轴前端罩有护罩（3），牙轮（5）的中心孔套于护罩（3）后部的弹性伸缩轴外，牙轮（5）与弹性伸缩轴之间设有弹簧二（7），套筒（4）套于护罩（3）、牙轮（5）外，套筒（4）后端固定装于弹性伸缩轴上，护罩（3）的环状齿部与牙轮（5）的单向斜齿内侧相对应，套筒（4）的棘爪部与牙轮（5）的单向斜齿外侧相对应。

2.根据权利要求1所述的磁性拉料器，其特征在于：所述套筒（4）的凸筋端部的棘爪部与护罩（3）环状齿部的各齿交错布置。

3.根据权利要求1所述的磁性拉料器，其特征在于：套筒（4）的一凸筋（43）端部的两棘爪部为棘爪部一、棘爪部二，棘爪部一的爪端部一（44）、棘爪部二的爪端部二（45）之间形成定位齿槽；护罩（3）环状齿部中一齿由斜面一（32）、斜面二相对连接组成，斜面一（32）、斜面二的连接处形成该齿的齿尖（33），与该齿相邻的齿的斜面三（34）与斜面二连接；护罩（3）环状齿部中该齿的齿尖（33）与定位齿槽相对应，斜面一（32）中部与棘爪部一的爪端部一（44）相对应，斜面三（34）中部与棘爪部二的爪端部二（45）相对应。

4.根据权利要求1 、2或3所述的磁性拉料器，其特征在于：处于拉料状态下当护罩（3）沿轴向移动至一棘爪部与护罩（3）的环状齿部配合推动牙轮（5）的凸键一转动至定位齿槽时，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁（2）相对护罩（3）伸出；处于复位状态下当护罩（3）沿轴向移动至另一棘爪部与护罩（3）的环状齿部配合推动牙轮（5）的凸键一转动沿直槽滑动时，弹性伸缩轴前端固定强力磁铁（2）相对护罩（3）缩回。

5.根据权利要求1所述的磁性拉料器，其特征在于：所述弹性伸缩轴包括圆柱形本体（12）、滑轴（13），本体（12）前端沿轴向开有盲孔，本体（12）外圆中部有一圈凸缘（122）；滑轴（13）前端固定强力磁铁（2），滑轴（13）尾部安装在本体（12）盲孔内，盲孔内有弹簧一（11）；置于本体（12）盲孔内的滑轴（13）外圆有环形槽（131），两个以上销子（6）经本体（12）侧壁上的安装孔伸入环形槽（131）。

6.根据权利要求5所述的磁性拉料器，其特征在于：所述弹簧二（7）前端与牙轮（5）相抵，弹簧二（7）后端与置于凸缘（122）内壁处的环形安装槽（123）处端面的推力轴承相抵。

7.根据权利要求5所述的磁性拉料器，其特征在于：所述盲孔孔底有与弹簧一（11）内腔相适配的凸台（121）。

8.根据权利要求1所述的磁性拉料器，其特征在于：所述凸键二是4个，凸键一是4个，套筒（4）的凸筋为4个，护罩（3）后端为8个齿，牙轮（5）上的单向斜齿为4个，套筒（4）的棘爪部为斜齿，斜齿为8个。

9.根据权利要求1所述的磁性拉料器，其特征在于：所述护罩（3）前端封闭，护罩（3）后端敞开，护罩（3）内腔为台阶形内腔。

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