CN116532998B - 一种多规格金属锥状件连续加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了针对具有锥面的金属件的一种多规格金属锥状件连续加工设备，包括机架、设置于机架上的车刀安装柱、设置在车刀安装柱上的车削刀、设置在机架上的夹具座以及设置在上述部件下方的旋转式多工位抬升物料架，更进一步的，还在车刀安装柱上端设置有打磨结构。本发明从满足金属锥状件不同规格或者是相同规格连续、灵活加工的需求出发，用较为合理、紧凑的结构实现所需的技术目的，并且最终获得能够较好地兼顾一般加工需要的新式专用加工设备，提高了生产企业生产金属锥状件的生产效率。

Description

一种多规格金属锥状件连续加工设备

技术领域

本发明属于金属加工设备技术领域，具体而言，涉及了专门针对金属锥状件连续加工用的一种多规格金属锥状件连续加工设备。

背景技术

金属锥结构属于一类应用范围较广的金属零部件，一般通过车削的方式将金属杆的一端通过适当的走刀工艺形成，其最大的形状特征在于具有一个锥面的端部，简单来说，锥状件的连续加工可通过合理利用车削刀的走刀路径来实现不同锥面和长度的金属锥件的成型、并最终通过车削刀将金属锥件从物料上切断后完成单一零件的加工，不需要额外的机械设备就能完成。

而针对于金属件锥面的加工或者连续加工，也有少量的现有技术专门针对上述目的进行针对性设计，例如公开号CN112024908A的一种金属零件锥面加工设备就是一种将工件水平放置的专用加工装置，但简单的锥面金属件应用范围虽然并不像螺丝钉一样用途广泛，但依旧有许多可以应用的场合，例如，小型的锥面金属件可作为一些非全金属材质遮阳伞的地钉结构，又或者是作为某些支架的末端结构来实现支撑或者定位的功能。

基于上述理由，由于金属锥件的连续加工目前并非热门方向，导致于目前从事该类加工的生产商通常还是采用一般车床完成批量化的金属锥件的加工，然而一般车床在需要连续进行加工的时候，每消耗完一根物料都需要完整地走一次从料堆取料再装载于车床夹具的流程步骤，较为繁琐，并且，如果加工过程中如果需要快速切换不同规格的物料，也依旧不够灵活。

显然，现有技术中，能找得到的大多数特型加工设备或者是一般车床，均不能很好满足针对于金属锥件的多规格、连续加工的特殊需求，同时，一般的特型加工设备的兼用性亦有所打折，换句话说，该类特型加工设备通常只能在加工特殊零部件的场合保持良好的操作性和加工效率，而一旦加工其它零部件则适用性较差，反而不如一般车床，不利于这类特型加工设备在日常生产当中实现合理化利用。

有鉴于此，原则上是允许生产商自行根据实际需要设置一款制造成本相对可控、能够更好应付金属锥件加工需要的专用加工设备，满足不同规格物料灵活切换、以及能一次装载连续加工的需求。

此外，值得一提的是，目前的加工工艺当中，若金属锥件如果通过车削成型而得，其锥面表面粗糙度通常较高，还需要砂纸额外进行打磨，但现有的车削打磨方式为人手抓持砂纸去接触高速旋转的工件，存在一定的致伤风险，因此具备存在的附带改进的可能。

发明内容

针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种多规格金属锥状件连续加工设备，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：

一种多规格金属锥状件连续加工设备，包括机架，所述机架的上部竖直设置有车刀安装柱，所述车刀安装柱在自身顶端以下的区域设置有至少一组车刀架，所述车刀架连接有的整体朝向水平或趋向水平的车刀，所述机架在车刀安装柱的下方设置夹具座，所述夹具座与固定在机架中的主轴箱连接；

所述机架在夹具座的下方连接有旋转式多工位抬升物料架，具体地，所述旋转式多工位抬升物料架包括与机架固定连接且转子轴向垂直于地面的切换电机，分别设置在切换电机内并且沿着切换电机的转子两个相反轴向分别延伸还一体相连的上单向轴和下单向轴，设于靠近上单向轴一端依次传动连接的工位切换驱动轴以及工位切换盘座，设置在工位切换盘座上、至少一组的抬升支座，至少一组的、设置于抬升支座上的丝杠式抬升物料托具，至少一组的、与丝杠式抬升物料托具的动力输入端传动连接、并且活动连接于抬升支座上的抬升驱动轴；

所述上单向轴外侧套设有与抬升支座固定连接的限位环，所述限位环内套设有通过单向自锁结构与上单向轴相连的转换轴，该转换轴与工位切换驱动轴传动相连，该转换轴与上单向轴非自锁连接时与限位环发生抵接，所述下单向轴同样通过单向自锁结构与抬升驱动轴相连，所述上单向轴的自锁方向与下单向轴的自锁方向相反。

此外，作为本发明的改进技术方案，所述车刀安装柱的顶端设置磨具座，所述磨具座设置有输出端竖直向下的打磨电机，该打磨电机的转子的轴心内嵌套有可沿转子轴向直线活动的调整轴，该调整轴连接有被限位在一调节轴承内的万向传动轴，所述调节轴承铰接于磨具座内，该万向传动轴的端部可分离地连接有旋转打磨片。

作为上述改进技术方案的延伸，所述万向传动轴的轴身设有一段直径小于轴身其它位置的限位段，所述限位段嵌套在调节轴承之中，所述调节轴承的外壁通过铰接件与磨具座相互铰接，且限位段的轴向长度大于调节轴承的轴向长度。

作为上述改进技术方案的延伸，所述万向传动轴与旋转打磨片为以下2种连接方式中的任意1种，所述万向传动轴的端部固定连接有轴座，所述旋转打磨片连接有与轴座配合的打磨轴，或者，所述万向传动轴的端部与旋转打磨片通过螺纹连接。

本发明具有的有益效果在于：

该设备通过单一的切换电机就能实现多个不同规格物料或者是同一规格物料的切换以及合理走料，使其能够配合车削刀具完成金属件锥面的成型以及分切，其中，单一切换电机的单向自锁结构，是在尽可能简化物料切换结构复杂度基础之上尽可能保证部件之间传动关系稳定可靠的保证，使得本发明所述设备的整体建造成本相对可控的基础之上，较好地提高了生产制造商针对金属锥件的加工效率，较为切实地满足了综合生产制造商在小领域的零件方面的实际生产需求。

同时，本发明还合理设置了机械打磨结构，通过合理设置的联动方式，避免人手仅通过打磨砂纸与金属工件直接接触的问题，有效降低了加工人员打磨高速旋转的金属锥面零件的碰伤风险。

附图说明

图1为本发明所述加工设备的整体结构示意图。

图2为本发明所述加工设备的车刀架的局部结构示意图。

图3为本发明所述加工设备的旋转式多工位抬升物料架的结构示意图。

图4为本发明所述加工设备的自锁结构的示意图。

图5为本发明所述加工设备的自锁结构的另一种实施例示意图。

图6为本发明所述加工设备的切换电机或打磨电机与其转子轴的配合方式原理示意图。

图7为本发明所述加工设备打磨结构以及端部固定具的局部结构示意图。

图8为本发明所述加工设备的万向传动轴与调节轴承的配合原理示意图。

其中：机架1、车刀安装柱2、磨具座20、打磨电机21、直线运动结构22、主体220、输出端221、调整轴23、调节轴承24、万向传动轴25、限位段250、轴座251、旋转打磨片26、打磨轴260、车刀架3、车刀30、夹具座4、旋转式多工位抬升物料架5、切换电机50、上单向轴51、下单向轴52、工位切换驱动轴53、工位切换盘座54、抬升支座55、限位环550、丝杠式抬升物料托具56、丝杠导轨560、丝杠561、托具562、从动轮563、抬升驱动轴57、转换轴58、轴心插销60、轴心插孔61、啮合齿62、咬合面620、过渡面621、水平扇面622、端部固定具7、自由轴70、水平摆臂71、主轴箱8。

具体实施方式

下面结合附图与相关实施例对本发明的实施方式进行说明，本发明的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本发明涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。

结合图1至图8所示，一种多规格金属锥状件连续加工设备，包括机架1，所述机架1的上部竖直设置有车刀安装柱2，所述车刀安装柱2在自身顶端以下的区域设置有至少一组车刀架3，所述车刀架3连接有的整体朝向水平或趋向水平的车刀30，所述机架1在车刀安装柱2的下方设置夹具座4，所述夹具座4与固定在机架1中的主轴箱8连接；

具体参照图3所示，所述机架1在夹具座4的下方连接有旋转式多工位抬升物料架5，具体地，所述旋转式多工位抬升物料架5包括与机架1固定连接且转子轴向垂直于地面的切换电机50，分别设置在切换电机50内并且沿着切换电机50的转子两个相反轴向分别延伸还一体相连的上单向轴51和下单向轴52，设于靠近上单向轴51一端依次传动连接的工位切换驱动轴53以及工位切换盘座54，设置在工位切换盘座54上、至少一组的抬升支座55，至少一组的、设置于抬升支座55上的丝杠式抬升物料托具56，至少一组的、与丝杠式抬升物料托具56的动力输入端传动连接、并且活动连接于抬升支座55上的抬升驱动轴57；

所述上单向轴51外侧套设有与抬升支座55固定连接的限位环550，所述限位环550内套设有通过单向自锁结构6与上单向轴51相连的转换轴58，该转换轴58与工位切换驱动轴53传动相连，该转换轴58与上单向轴51非自锁连接时与限位环550发生抵接，所述下单向轴52同样通过单向自锁结构6与抬升驱动轴57相连，所述上单向轴51的自锁方向与下单向轴52的自锁方向相反。

首先需要说明的是，为了尽可能清晰指代本发明中所述结构的位置关系以及大致连接方式，本发明的附图均为最大化略去非必要结构的必要要素整合，该表达并非完全遵照工程制图的要求绘制，因此，任何关于附图的不同理解，原则上均以本发明所述具体实施方式为参考。

本发明所述的加工设备结构，其实际上将现有大多数的水平放置物料的加工结构变更为了竖直放置物料的加工结构，实现该方式的核心在于，所述机架1上用于供料的旋转式多工位抬升物料架5，该结构中，通过单一的切换电机50的转子轴一体连接、方向相反的上单向轴51和下单向轴52分别相对独立地驱动用于走料的丝杠式抬升物料托具56，以及驱动丝杠式抬升物料托具56围绕工位切换盘座54的轴心转动以实现装载的不同物料之间的工位切换。为了确保上述结构的传动准确，以及避免对于复杂联轴器直接套用所增加的结构复杂度，在上单向轴51和下单向轴52于其各自所配合的转换轴58与抬升驱动轴57之间设置单向自锁结构6，需要额外指出的是，该单向自锁结构6在理论上来说，采用符合“朝特定方向转动时才可能发生啮合而反向则滑丝”的其它结构均应当满足本发明的实施要求，但是，在本发明中，由于旋转式多工位抬升物料架5整体是竖直放置的，因此，可以额外利用零部件之间的自重来加快上述零部件之间自锁咬合的效率以及稳定度，满足单一电机驱动相对独立驱动不同结构的技术目的，减少整体结构的复杂度，在方便控制建造成本的同时，还能尽可能保证结构的稳定性和安全性。

额外指出的一点是，虽然图1中所述机架1覆盖了旋转式多工位抬升物料架5的一部分顶面，只是满足更好地体现机架1区域的简略画法，在实际使用中，旋转式多工位抬升物料架5的上端面应当直接暴露在外界以方便对其进行操作，如装卸料。

本发明中，虽未在图1中完整示出，该旋转式多工位抬升物料架5优选地由至少3组的抬升支座55、3组的设置于抬升支座55上的丝杠式抬升物料托具56，3组的与丝杠式抬升物料托具56的动力输入端传动连接、并且活动连接于抬升支座55上的抬升驱动轴57组成，以满足较多工位放置同规格或者不同规格零部件的需求，且默认状态下丝杠式抬升物料托具56自身的托具件应当处于行程最低位置，以满足放置最长物料的需求。

所述上单向轴51外侧套设有与抬升支座55固定连接的限位环550，所述限位环550内套设有通过单向自锁结构6与上单向轴51相连的转换轴58，该转换轴58与工位切换驱动轴53传动相连，该转换轴58与上单向轴51非自锁连接时与限位环550发生抵接，所述下单向轴52同样通过单向自锁结构6与抬升驱动轴57相连，或者应当理解，限位环550在转换轴58与上单向轴51在自锁状态下，仅仅其相对于转换轴58的一面为贴合接触，而当转换轴58与上单向轴51处于非自锁状态时，会因为滑丝现象上下规律运动，该限位环550的相对于转换轴58的一面则会与转换轴58之间发生碰撞，为了减少碰撞时候的冲击力，该限位环550优选采用弹性或者柔性材料制成，在转换轴58刚刚与限位环550之间发生接触的时候，释放其所可能产生的一部分冲击力。

上述结构中，限位环550在设置的时候，优选的，其与转换轴58相抵触的面在该转换轴58与上单向轴51非自锁连接状态下，尤其是，丝杠式抬升物料托具56在行程回退的时候能够减少抬升驱动轴57反转状态下的阻力，具体设置方式为，该限位环550优选连接在同样设置在抬升支座55中的限位环抬升直线电机的输出端，该限位环抬升直线电机在正常的走料过程中可以不与转换轴58之间接触，但需要切换装料工位或者是让丝杠式抬升物料托具56自最高走料行程回退的时候，通过驱动限位环抬升直线电机，使其能够顶起转换轴58使之不会与上单向轴51相互接触，这样一来，无论是切换不同的丝杠式抬升物料托具56还是让丝杠式抬升物料托具56行程归位，都完全不会被转换轴58所干扰。

此处可结合图6所示，需要额外指出的是，上单向轴51和下单向轴52所一体连接的切换电机50的转子轴，优选是非固定连接于切换电机50的转子中心，转子轴的外轮廓为正多边形而切换电机50的转子中心设有与转子轴外轮廓匹配的正多边形通孔，这样一来，在发生单向自锁的转动状态切换时，转子轴在可以轻易地克服非自锁转动时候的阻力并发生轴向的上下规律运动，减少转子轴的损耗。

此处可结合图4所示，“锁定”为自锁方向，而“解锁”为非自锁方向，进一步说，所述上单向轴51的自锁方向与下单向轴52的自锁方向相反，使得切换电机50的转子向着一个方向旋转的时候，若满足与同一转子一体连接的上单向轴51的自锁条件而不满足下单向轴52的自锁条件，或者是上述情况的相反状态，就只会发生丝杠式抬升物料托具56的托举件向上抬升、或者是只发生切换放置不同物料的丝杠式抬升物料托具56的情况。上述结构可适应多种不同装夹规格的金属柱体的装载以及金属锥体的切削打磨工作，节约了工位，并且有效利用了合理的自锁物理结构，使得整体结构更加稳定。

此外，需要指出的是，根据现实工作的经验而言，旋转式多工位抬升物料架5需要工作的场合并非高速高频运转的场合，故而切换电机50所驱动的轴转动也并非高速高频的运动，故而即便是轴与轴之间的接触面会发生相对碰撞，在中低频场合对于轴的寿命影响是可以忽略不计的。

下面，为更进一步解释本发明所述加工设备的应用方式，针对于不同的加工状态给出几个较为优选的实施例进行说明：

本发明较优的实施例之一，该实施例为1根条状的金属坯料的加工场合，在使用过程中，加工者将金属坯料放置于旋转式多工位抬升物料架5任意一个丝杠式抬升物料托具56之中。此时，若该丝杠式抬升物料托具56不在夹具座4的夹持位正下方，则驱动切换电机50顺着上单向轴51与转换轴58相互之间的单向自锁方向转动。由于此时的转向与下单向轴52的自锁方向相反，故而下单向轴52会不断地呈现与抬升驱动轴57之间出现“滑齿”地非紧密接触状态，而上单向轴51在自重作用下，在与转换轴58保持接触的相对转动中从非自锁状态逐渐变为相互咬合的自锁状态，并维持该自锁状态在自锁咬合完成后持续不断的驱动该轴转动，进而带动传动连接的工位切换驱动轴53以及工位切换盘座54朝着一个方向不断转动，直至将金属坯料对齐至夹具座4的夹持位正下方。

该过程中，会不断重复下单向轴52与不同工位的抬升驱动轴57之间接触/分离的过程，因此任意一个丝杠式抬升物料托具56均不会被切换电机50驱动改变状态。当加载金属坯料的丝杠式抬升物料托具56到位后，对应的抬升驱动轴57亦基本与下单向轴52之间对齐并发生接触，此时只要顺着下单向轴52的自锁方向转动，则上单向轴51就会与转换轴58之间解锁并进而“滑齿”，但下单向轴52则逐渐与抬升驱动轴57之间产生自锁现象，这个过程中，只要随着切换电机50的转动，丝杠式抬升物料托具56就会按照需要驱动金属坯料向上抬升实现进料，只要切换电机50保持自锁状态，金属坯料的走料就会保持对应的状态，而随着金属坯料的走料，就能让对应长度的金属坯料穿过夹具座4后，由夹具座4确定需要夹持的位置，后续的加工就通过主轴箱8驱动夹具座4的转动，配合车刀架3的走刀来完成锥面切削成型直至切断的过程，当一个锥面金属件加工完成后，重复让下单向轴52的持续转动过程，就能让金属坯料的后续部分向上走料，并进行下一个成型加工的循环。

本发明较优的实施例之一，该实施例的基本实施过程与实施例1无异，只是此时所有的丝杠式抬升物料托具56中均装载有条状的金属坯料，丝杠式抬升物料托具56可以装载的金属坯料规格为小于自身装载位置的最大内径，加工者可选择全部装载同一规格的金属坯料，也可以根据需要装载规格不完全一致的金属坯料，在每完成一个丝杠式抬升物料托具56的加工工作后，就驱动切换电机50按照上单向轴51的自锁方向转动，进而带动抬升支座55的工位切换，让下一个装载有金属坯料的丝杠式抬升物料托具56与夹具座4对齐。

理论上说，结合现有的加工环境，相比较于现有的车床设备，虽然本发明所述加工设备会受到自身的高度限制，让单次装夹的金属坯料长度变短，但是，通过在合理范围内增加设备的尺寸，就可以尽可能地加长丝杠式抬升物料托具56的装载空间，进而缩短本发明所述加工设备与一般车床设备装夹物料长度的差距。且相比较而言，本发明所述加工设备由于能一次性快速设置多根同一规格或者不同规格的物料，可以减轻在真实装夹过程中工作人员的人力操作量，让物料的加工过程中也可以持续完成金属坯料的预装载，有效缩短了后续物料的切换时间。

参照图1所示，此外，虽然没有详细指出，本发明中，车刀架3、车刀30、夹具座4、主轴箱8的结构原理可参照现有的水平车床的结构构型，图1、图2中对于结构的简化表达，并不代表上述零部件仅包含图中的要素，反过来说，在具体设置的时候，本领域技术人员将组成上述现有结构所需的零部件按照本发明所需要的加工方向进行调整设置。基于上述原因，本发明针对上述结构的安装配合，其实现难度较低且均可采用现有技术进行转用，直接转用不会对本发明其它结构的实施造成原则性的干扰，故而上述结构的具体结构以及与本发明所述机架1的连接关系不展开描述。

结合图1和图3所示，本发明较优的实施例之一，所述丝杠式抬升物料托具56包括固定连接在抬升支座55且竖直向上延伸的丝杠导轨560，与抬升支座55活动连接的丝杠561、与丝杠导轨560卡接并套设在丝杠561上的托具562，以及与设置于丝杠561一端同时与抬升驱动轴57之间通过齿轮副连接的从动轮563。该结构采用传统的丝杠传动结构，这类结构具有传动稳定且移动灵活的特点，其中，托具562可以为边缘与丝杠导轨560卡接且一端通过丝杠滑块与丝杠561活动连接的平板结构，也可以在条件允许的情况下设置电动驱动夹具的穿孔式三抓卡盘，十分灵活，在正常走料时，由于抬升驱动轴57与下单向轴52之间正常自锁咬合，故而正向走料过程是可以准确传导切换电机50的扭矩的，在反向走料或者说是推料过程中，抬升驱动轴57无法与下单向轴52之间自锁咬合，故而两者之间会发生类似“滑齿”的现象并使得切换电机50的转子轴沿其转子轴心的通孔上下运动，此时，可以额外设置反转电机驱动丝杠561反转或者人为地转动丝杠561让托具562归位。

或者是，进一步的，丝杠式抬升物料托具56仅负责将金属坯料按照需要加工的长度送至夹具座4中完成对应位置的夹持，不参与后续的走刀过程，故而丝杠式抬升物料托具56不需要考虑反向转动抬升驱动轴57归位的情况，一旦抬升驱动轴57与下单向轴52之间脱离，则抬升驱动轴57优选应当可以在自重作用下，随着托具562的下坠力而反转，最终归位。

作为上述实施例的进一步优化，所述工位切换驱动轴53与工位切换盘座54的外缘之间通过传动比小于1的齿轮副相互啮合，所述抬升驱动轴57与从动轮563之间通过传动比小于1的齿轮副相互啮合。上述结构的设置，可以有效地降低切换电机50的输出功率，减少外接电路的功率负担，并且降低切换电机50的选型成本，同时还能满足精确走料切换的需求，优选的，切换电机50选用伺服电机，这样能够确保在于对应的伺服系统电性连接的时候，准确找到需要的对应工位的丝杠式抬升物料托具56以及对应托具562的走料行程。

结合图1、图3、图4和图5所示，本发明较优的实施例之一，所述单向自锁结构6设置在上单向轴51的上端部、转换轴58的下端部、下单向轴52的下端部以及抬升驱动轴57的上端部，所述单向自锁结构6包括设于中央的轴心插销60或轴心插孔61中任意1个，以及不少于2个、环绕所述轴心插销60或轴心插孔61旋转对称布置的啮合齿62，且上单向轴51的上端部、转换轴58的下端部之间设有相互配合的轴心插销60与轴心插孔61，下单向轴52的下端部以及抬升驱动轴57的上端部之间设有相互配合的轴心插销60与轴心插孔61。

结合图4所示，作为上述实施例的进一步优化，所述啮合齿62的一侧面是与啮合齿62所在轴的截面之间存在不超过90°的面夹角的咬合面620，与咬合面620衔接的另一侧面是自啮合齿62的齿顶均匀过渡至相邻啮合齿62的咬合面620根部的过渡面621。

结合图5所示，作为上述实施例的进一步优化，所述啮合齿62的一侧面是与啮合齿62所在轴的截面之间存在90°的面夹角的咬合面620，另一侧面由与咬合面620衔接、自啮合齿62的齿顶平行于轴的截面方向周向延伸的水平扇面622，以及与水平扇面622衔接后再过渡至相邻啮合齿62的咬合面620根部的过渡面621组成。

需要指出的是，前述所指代的“轴的截面”，为单向自锁结构6所具体设置的某一根轴结构的截面，更进一步的说，前文所述的轴为上单向轴51转换轴58、下单向轴52以及抬升驱动轴57中任意一个。

前述实施例均为针对单向自锁结构6构成方式的进一步优选，相比较于前文所述的举例说明，该组实施例下，明确要求了单向自锁结构6为分别设置在上单向轴51的上端部、转换轴58的下端部之间，以及下单向轴52的下端部以及抬升驱动轴57的上端部之间的相互匹配的轴心插销60、轴心插孔61、啮合齿62结构，其中，轴心插销60与轴心插孔61是让不同的轴结构之间在自锁咬合或者非自锁滑齿状态的切换时不会发生径向的偏移，避免故障的发生。但需要指出的是，下单向轴52与抬升驱动轴57之间的轴心插销60与轴心插孔61不宜做得太长或者太深，因为抬升驱动轴57会随着抬升支座55的工位切换而完全与下单向轴52错开，如果轴心插销60与轴心插孔61的规格过大而使得两者不易发生分离，因此，下单向轴52与抬升驱动轴57之间的轴心插销60与轴心插孔61优选做成球面，也即，轴心插销60做成半球面，而轴心插孔61做成半球孔，方便两者的重叠或分离。啮合齿62则是通过合理设置咬合面620和过渡面621的方式实现自锁和非自锁状态的切换，尤其是还额外设置水平扇面622的时候，能够减少不同轴结构在非自锁滑齿状态下的周期性冲击的频率，延长轴结构的使用寿命。

需要指出的是，上述单向自锁结构6所涉及的轮齿结构，其传动稳定性很大程度依赖于本发明竖直放置的旋转式多工位抬升物料架5结构构型所带来的自重锁定效果，如果上述结构为水平结构构型，上述结构的可靠度会大打折扣。

结合图1和图7所示，本发明较优的实施例之一，其中，图1状态的端部固定具7为旋转至夹具座4上方的状态，而图7则为旋转离开夹具座4上方的状态，所述车刀安装柱2还连接有可绕所述车刀安装柱2转动并且朝向车刀架3的端部固定具7，所述端部固定具7通过具有一条竖直向下的自由轴70的水平摆臂71与所述车刀安装柱2相连，该端部固定具7为竖直向下的活动夹爪，或者是自身竖直方向的下面具有锥面凹槽的抵接件。

上述结构的设置，其目的在于，当需要切断物料的时候，可以通过旋转水平摆臂71，使得端部固定具7其它地方移动至从物料的顶端，利用活动夹爪或者是具有锥面凹槽的抵接件与物料端部发生抵触作用，使得在切断过程中，随着零件与物料之间的连接区域的缩小，因抵触力的施加，零件不会因自身转动而变为带摆动的转动状态而是旋心尽可能与物料轴心重合，进而避免零件在与物料分离时随着高速转动而甩出的意外。

由于金属锥件如果通过车削成型而得，其锥面表面粗糙度通常较高，还需要砂纸额外进行打磨，现有一般车削工艺下，需要人手抓持砂纸去接触高速旋转的工件，存在一定的致伤风险。针对于此，本发明较优的实施例之一，所述车刀安装柱2的顶端设置磨具座20，所述磨具座20设置有输出端竖直向下的打磨电机21，该打磨电机21的主体部分与直线运动结构22的输出端221相连，而直线运动结构22的主体220相对静止部分与磨具座20固定连接，该打磨电机21的转子的轴心内嵌设有可沿转子轴向直线活动的调整轴23，该调整轴23连接有被限位在一调节轴承24内的万向传动轴25，所述调节轴承24铰接于磨具座20内，该万向传动轴25的端部可分离地连接有旋转打磨片26。

结合图1、图7和图8所示，本实施例实际上相当于本发明所述设备的机械打磨结构的进一步优选，具体来说，打磨电机21自身通过直线运动结构22实现竖直方向的上下运动，该直线运动结构22可参照直线电机的结构实施，主体220部分相当于具有直线电机、直线电机丝杠、直线电机导轨以及直线电机丝杠的总和，而输出端221则是与直线电机丝杠与直线电机导轨配合的滑块结构，此处亦可参照图6所示，而调整轴23与打磨电机21的连接方式，同样可以参照切换电机50与其自身的转子轴的配合形式，该调整轴23的端部通过万向传动轴25连接有旋转打磨片，而万向传动轴25本身则滑动套设在一铰接在磨具座20内的调节轴承之中，这样一来，当打磨电机21在直线运动结构22的驱动作用下发生上下方向的位移时，调整轴23、万向传动轴25、调节轴承24以及磨具座20直线实际上形成了平面四杆结构，因此可以很好地实现末端旋转打磨片26的不同角度摆动，同时，还能随着打磨电机21的转子而转动，配合随着夹具座4告诉转动的金属件，更高速的相对运动能够提高旋转打磨片26的打磨效率，其中，旋转打磨片26可采用现有的金刚砂磨盘。

具体参照图8所示，作为上述实施例的进一步优化，所述万向传动轴25的轴身设有一段直径小于轴身其它位置的限位段250，所述限位段250嵌套在调节轴承24之中，所述调节轴承24的外壁通过铰接件与磨具座20相互铰接，且限位段250的轴向长度大于调节轴承24的轴向长度。

作为上述实施例的进一步优化，为针对“可分离连接”方式的进一步说明，该结构的设置遵照现有技术中打磨件属于易损耗件的特点进行设置，可参考现有技术中针对磨具替换的方式进行实施。

在本发明中，所述万向传动轴25与旋转打磨片26为以下2种连接方式中的任意1种，所述万向传动轴25的端部固定连接有轴座251，所述旋转打磨片26连接有与轴座251配合的打磨轴260，其中，打磨轴260为固定连接在旋转打磨片26表面的固定用连接件，或者，所述万向传动轴25的端部与旋转打磨片26通过螺纹连接。上述结构的设置，令旋转打磨片26与万向传动轴25之间的连接有了更多的选择，而上述2种优选实施例为连接结构较为稳定且整体结构相对简单的连接组合，有助于控制整体的建造成本以及维持合理的结构稳定性，其中，轴座251可采用在槽口处设有活动弹性夹具的槽体，参照现有技术中的伺服刀具座进行设置亦可，而螺纹连接的情况下，万向传动轴25与旋转打磨片26之间相互连接的螺纹副的旋向，优选与打磨电机21的转向相反。

总体来说，本发明所公开的设备结构技术方案，通过单一的切换电机50就能实现多个不同规格物料或者是同一规格物料的切换以及合理走料，使其能够配合车削刀具完成金属件锥面的成型以及分切，较好地解决了现有技术中不存在适配性较强的专用生产设备的不便，其中，单一切换电机的单向自锁结构，是在尽可能简化物料切换结构复杂度基础之上尽可能保证部件之间传动关系稳定可靠的保证。

同时，该设备结构亦能实现一般车床的基础功能，使其不会应用领域过于狭窄，避免了设备非专用状态下只能闲置的尴尬局面，使得本发明所述设备的整体建造成本相对可控的基础之上，较好地提高了生产制造商针对金属锥件的加工效率，较为切实地满足了综合生产制造商在小领域的零件方面的实际生产需求。

本公开发明的技术方案，较好的将上述2方面优点进行合理地整合，使其更好地满足了金属锥面零件的批量生产需要以及一般零件的加工需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多规格金属锥状件连续加工设备，包括机架，所述机架的上部竖直设置有车刀安装柱，所述车刀安装柱在自身顶端以下的区域设置有至少一组车刀架，所述车刀架连接有的整体朝向水平或趋向水平的车刀，所述机架在车刀安装柱的下方设置夹具座，所述夹具座与固定在机架中的主轴箱连接，其特征在于：

所述机架在夹具座的下方连接有旋转式多工位抬升物料架，具体地，所述旋转式多工位抬升物料架包括与机架固定连接且转子轴向垂直于地面的切换电机，分别设置在切换电机内并且沿着切换电机的转子两个相反轴向分别延伸还一体相连的上单向轴和下单向轴，设于靠近上单向轴一端依次传动连接的工位切换驱动轴以及工位切换盘座，设置在工位切换盘座上、至少一组的抬升支座，至少一组的、设置于抬升支座上的丝杠式抬升物料托具，至少一组的、与丝杠式抬升物料托具的动力输入端传动连接、并且活动连接于抬升支座上的抬升驱动轴；

所述上单向轴外侧套设有与抬升支座固定连接的限位环，所述限位环内套设有通过单向自锁结构与上单向轴相连的转换轴，该转换轴与工位切换驱动轴传动相连，该转换轴与上单向轴非自锁连接时与限位环发生抵接，所述下单向轴同样通过单向自锁结构与抬升驱动轴相连，所述上单向轴的自锁方向与下单向轴的自锁方向相反。

2.根据权利要求1所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述丝杠式抬升物料托具包括固定连接在抬升支座且竖直向上延伸的丝杠导轨，与抬升支座活动连接的丝杠、与丝杠导轨卡接并套设在丝杠上的托具，以及与设置于丝杠一端同时与抬升驱动轴之间通过齿轮副连接的从动轮。

3.根据权利要求2所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述工位切换驱动轴与工位切换盘座的外缘之间通过传动比小于1的齿轮副相互啮合，所述抬升驱动轴与从动轮之间通过传动比小于1的齿轮副相互啮合。

4.根据权利要求1所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述单向自锁结构设置在上单向轴的上端部、转换轴的下端部、下单向轴的下端部以及抬升驱动轴的上端部，所述单向自锁结构包括设于中央的轴心插销或轴心插孔中任意一个，以及不少于2个、环绕所述轴心插销或轴心插孔旋转对称布置的啮合齿，且上单向轴的上端部、转换轴的下端部之间设有相互配合的轴心插销与轴心插孔，下单向轴的下端部以及抬升驱动轴的上端部之间设有相互配合的轴心插销与轴心插孔。

5.根据权利要求4所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述啮合齿的一侧面是与啮合齿所在轴的截面之间存在不超过90°的面夹角的咬合面，与咬合面衔接的另一侧面是自啮合齿的齿顶均匀过渡至相邻啮合齿的咬合面根部的过渡面。

6.根据权利要求4所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述啮合齿的一侧面是与啮合齿所在轴的截面之间存在90°的面夹角的咬合面，另一侧面由与咬合面衔接、自啮合齿的齿顶平行于轴的截面方向周向延伸的水平扇面，以及与水平扇面衔接后再过渡至相邻啮合齿的咬合面根部的过渡面组成。

7.根据权利要求1所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述车刀安装柱还连接有可绕所述车刀安装柱转动并且朝向车刀架的端部固定具，所述端部固定具通过具有一条竖直向下的自由轴的水平摆臂与所述车刀安装柱相连，该端部固定具为竖直向下的活动夹爪，或者是自身竖直方向的下面具有锥面凹槽的抵接件。

8.根据权利要求1所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述车刀安装柱的顶端设置磨具座，所述磨具座设置有输出端竖直向下的打磨电机，该打磨电机的主体部分与直线运动结构的输出端相连，而直线运动结构的主体相对静止部分与磨具座固定连接，该打磨电机的转子的轴心内嵌设有可沿转子轴向直线活动的调整轴，该调整轴连接有被限位在一调节轴承内的万向传动轴，所述调节轴承铰接于磨具座内，该万向传动轴的端部可分离地连接有旋转打磨片。

9.根据权利要求8所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述万向传动轴的轴身设有一段直径小于轴身其它位置的限位段，所述限位段嵌套在调节轴承之中，所述调节轴承的外壁通过铰接件与磨具座相互铰接，且限位段的轴向长度大于调节轴承的轴向长度。

10.根据权利要求8所述的多规格金属锥状件连续加工设备，其特征在于：所述万向传动轴的端部固定连接有轴座，所述旋转打磨片连接有与轴座配合的打磨轴，或者，所述万向传动轴的端部与旋转打磨片通过螺纹连接。