CN116967824B - 一种车床翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车床翻转装置，涉及车床夹具技术领域，包括同轴设置的外壳体和内壳体，所述外壳体与内壳体之间设置有用于驱动内壳体转动的齿轮传动组件，所述内壳体内开设有两端贯穿的安装腔，所述安装腔内顶部活动设置有活动轴，所述安装腔内底部转动设置有转动轴，所述活动轴和转动轴相向的一端均设置有十字安装板；所述内壳体内设置有分度转动结构，用于驱动所述转动轴单次翻转90°，并且所述安装腔内设置有单体翻转机构，在所述转动轴转动时，使加工工件同步翻转。本发明通过设置贯穿内壳体的安装腔，通过多个夹持件在内壳体内固定多组加工工件，使靠近内壳体两端的加工工件可以同时进行加工，提高加工效率。

Description

一种车床翻转装置

技术领域

本发明涉及车床夹具技术领域，尤其涉及一种车床翻转装置。

背景技术

机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在车床工件加工时，为了能够方便工件的翻转，常需要用到翻转夹具。

车床加工产品通常是加工一面之后再次装夹加工另一面，或加工一定角度的产品都是用工装按照角度定位装夹，通过夹具实现角度车加工，按照顺序进行加工，通常都是分多次装夹加工完成一个零件，对于小批量产品通常先加工一面，再加工另一面，加工效率比较低，每个面都要装夹一次，第二次以后的装夹工件都是加工之后的精基准面，容易产生夹伤缺陷，现有技术中，存在车床翻转装置，可以直接驱动夹具进行翻转，在装夹一次的前提下，加工零件的多个面，但是现有的翻转装置一般通过电机同轴驱动，翻转装置配合夹具只能暴露一个端面，对于常见的阀门管件进行多面加工时，虽然省去了装夹步骤，但是每次只能针对单个面，加工效率依旧较低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中车床翻转装置多面加工时只能装夹单个加工工件进行单面加工，加工效率低的问题，而提出的一种车床翻转装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种车床翻转装置，包括同轴设置的外壳体和内壳体，所述外壳体与内壳体之间设置有用于驱动内壳体转动的齿轮传动组件，所述内壳体内开设有两端贯穿的安装腔，所述安装腔内顶部活动设置有活动轴，所述安装腔内底部转动设置有转动轴，所述活动轴和转动轴相向的一端均设置有十字安装板，所述十字安装板各个端部均滑动连接有安装套，所述安装套端部转动设置有夹持件，不同所述十字安装板上的夹持件一一对应；

所述内壳体内设置有与活动轴同轴固定连接的电动推杆一，通过所述电动推杆一伸缩控制活动轴升降，使不同所述十字安装板上的夹持件对加工件进行夹持；

所述内壳体内设置有分度转动结构，用于驱动所述转动轴单次翻转90°，并且所述安装腔内设置有单体翻转机构，在所述转动轴转动时，使加工工件同步翻转。

优选地，所述夹持件包括转动设置于安装套上的连接轴，所述连接轴端部固定设置有夹持板，所述夹持板的夹持面固定设置有四个凸块，四个所述凸块等距分布在夹持板的四个边角处。

优选地，两个所述十字安装板相向的一侧分别固定安装有定位杆和定位套，所述定位杆与定位套同轴滑动连接。

优选地，所述单体翻转机构包括固定设置于安装腔内的导向环，所述导向环与安装套之间设置有导向结构，并且靠近所述导向环一侧的连接轴上固定套设有翻转齿轮，所述导向环外壁对称设置有两段不完全齿环，所述翻转齿轮与不完全齿环间歇啮合。

优选地，所述导向结构包括固定设置于靠近导向环一侧的安装套上的导向杆，所述导向环上开设有与导向环轮廓一致的导向槽，所述导向杆延伸入导向槽内并与导向槽内壁相抵。

优选地，所述定位套外壁等距分布有四组套筒，所述套筒内滑动设置有定心柱，所述定心柱与套筒之间设置有弹簧。

优选地，所述定心柱远离弹簧端呈圆锥状。

优选地，所述导向环为椭圆形，并且所述导向环的短轴与内壳体的轴线相平行。

优选地，所述齿轮传动组件包括多个转动设置于外壳体内的轴体，所述轴体外固定设置有驱动齿轮，所述内壳体外壁固定设置有与驱动齿轮啮合连接的齿圈。

优选地，所述分度转动结构包括固定设置于转动轴上的方形块，所述内壳体内设置有电动推杆二和电动推杆三，所述电动推杆二和电动推杆三轴线交叉形成夹角，所述电动推杆二伸缩端固定设置有推块一，所述电动推杆三伸缩端固定设置有推块二，所述推块一上设置有楔形端面，在所述楔形端面与方形块侧面相贴合时，所述定心柱轴线与内壳体轴向平行。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置贯穿内壳体的安装腔，并且配合齿轮传动组件，可以驱动内壳体在外壳体内同轴转动，通过多个夹持件在内壳体内固定多组加工工件，使靠近内壳体两端的加工工件可以同时进行加工，提高加工效率，解决现有技术中车床翻转装置多面加工时只能装夹单个加工工件进行单面加工，加工效率低的问题。

2、本发明通过设置在电动推杆二上的推块一和电动推杆三上的推块二，配合方形块，通过推块一和推块二的交替推动，使转动轴可以进行单次90°的分度转动，配合导向环和导向杆，在转动轴带动十字安装板转动时，使翻转齿轮与不完全齿环配合驱动连接轴转动，对加工工件进行翻转，实现加工工件的翻转换面，可以在一次装夹的情况下进行多面加工，减少了装夹误差，避免了加工面的夹伤，提高了工作效率。

3、本发明由于安装腔两端暴露可以同时配合两把车床刀具进行加工，因此在加工具有不同管径的工件时，例如不同管径的四通管加工时，由于车床刀具位置需要根据管径大小调整，刀具位置的频繁切换势必造成车床的加工误差，通过提前预设刀具位置，使得安装腔两侧的加工刀具对应加工一种孔径，配合单体翻转机构，在十字安装板上固定的多个加工工件，每次转动时都将大小不同的孔径加工面与预设刀具相对应，降低刀具基准调节频率，提高加工精度。

附图说明

图1为本发明提出的一种车床翻转装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种车床翻转装置的局部剖视结构示意图；

图3为本发明提出的一种车床翻转装置的部分零件爆炸结构示意图；

图4为本发明提出的一种车床翻转装置中夹持件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种车床翻转装置中内壳体的剖视结构示意图；

图6为直管件加工件的结构示意图；

图7为加工直管件加工件的状态示意图一；

图8为加工直管件加工件的状态示意图二；

图9为加工直管件加工件的状态示意图三；

图10为十字管件加工件的结构示意图；

图11为加工十字管件加工件的状态示意图一；

图12为加工十字管件加工件的状态示意图二；

图13为加工十字管件加工件的状态示意图三；

图14为本发明提出的一种车床翻转装置中分度转动结构的结构示意图。

图中：1、外壳体；2、内壳体；3、齿轮传动组件；31、轴体；32、驱动齿轮；33、齿圈；4、活动轴；5、转动轴；51、方形块；6、十字安装板；61、安装套；611、导向杆；62、夹持件；621、连接轴；622、夹持板；623、凸块；624、翻转齿轮；63、定位杆；64、定位套；65、套筒；66、定心柱；7、电动推杆一；8、导向环；81、不完全齿环；82、导向槽；9、电动推杆二；91、推块一；911、楔形端面；10、电动推杆三；101、推块二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-3，一种车床翻转装置，包括同轴设置的外壳体1和内壳体2，外壳体1与内壳体2均为圆柱状并且同轴设置，外壳体1固定安装在车床支架上，外壳体1与内壳体2之间设置有用于驱动内壳体2转动的齿轮传动组件3，通过齿轮传动组件3驱动内壳体2高速转动，便于进行车削加工操作。

参照图2，齿轮传动组件3包括多个转动设置于外壳体1内的轴体31，多个轴体31绕外壳体1轴线圆周阵列分布，轴体31外固定设置有驱动齿轮32，内壳体2外壁固定设置有与驱动齿轮32啮合连接的齿圈33，内壳体2通过多个驱动齿轮32进行支撑，其中一个轴体31连接车床的输出电机，通过车床的输出电机驱动轴体31转动，进而带动内壳体2转动。

参照图1、2和4，内壳体2内开设有两端贯穿的安装腔，实际加工时，在安装腔的两侧均设置车床刀具，可以同时对位于安装腔两端的加工工件同时进行加工，进而提高加工效率，安装腔内顶部活动设置有活动轴4，安装腔内底部转动设置有转动轴5，活动轴4与转动轴5为同轴设置，活动轴4和转动轴5相向的一端均设置有十字安装板6，十字安装板6各个端部均滑动连接有安装套61，安装套61端部转动设置有夹持件62，不同十字安装板6上的夹持件62一一对应，加工工件放置在下方的夹持件62上，再通过移动活动轴4，使上下对应的夹持件62对加工工件进行夹持定位，保证加工工件位置的准确性。

参照图4，为了实现单次装夹加工不同的加工面，夹持件62包括转动设置于安装套61上的连接轴621，连接轴621端部固定设置有夹持板622，夹持板622的夹持面固定设置有四个凸块623，四个凸块623等距分布在夹持板622的四个边角处，在上下对应的两个夹持件62对加工工件夹持固定后，上下两个夹持件62与加工工件形成刚性结构，通过转动连接轴621即可驱动整个刚性结构转动角度，实现改变加工工件的加工面角度。

夹持板622根据加工部件型号大小进行定制，使放置在下方夹持件62上的加工工件的加工轴线与内壳体2的轴向处于同一水平面。

通过设置四个凸块623，在相邻两个凸块623之间形成缺口，四个缺口相互垂直，有利于对管件加工件或者十字交叉的四通管件进行加工固定并保持管件居中对正，有利于提高加工精度，对于普通管道夹持时，需要将相对位置的两个管道加工件同轴放置，使得管道加工件在十字安装板6转动的过程中能够出现与内壳体2同轴的状态。

参照图1和5，内壳体2内设置有与活动轴4同轴固定连接的电动推杆一7，电动推杆一7与活动轴4同轴设置，通过电动推杆一7伸缩控制活动轴4升降，使不同十字安装板6上的夹持件62对加工件进行夹持，当电动推杆一7驱动活动轴4向下运动时，活动轴4带动十字安装板6下移，使上下对应的两个夹持件62相互靠近，对加工工件进行夹持。

内壳体2内设置有分度转动结构，用于驱动转动轴5单次翻转90°，在初始状态下，相对位置的两个管件加工件与内壳体2保持同轴状态，在此状态下，内壳体2转动带动管件加工件绕自身的加工轴线转动完成车削加工，在分度转动结构的作用下，使转动轴5每次转动90°，进而使另外两个位置的管件加工件切换至与内壳体2同轴的状态，进而继续对另外两个管件加工件完成加工，并且安装腔内设置有单体翻转机构，在转动轴5转动时，使加工工件同步翻转，通过单体翻转机构，在完成单面加工的管件加工件由内壳体2的一端转换至另一端后完成加工面的切换，进而实现多个管件加工的多面加工需求，提高了车床的加工效率，解决现有技术中车床翻转装置多面加工时只能装夹单个加工工件进行单面加工，加工效率低的问题。

参照图1、4和5，单体翻转机构包括固定设置于安装腔内的导向环8，导向环8与安装套61之间设置有导向结构，导向结构用于保持安装套61与导向环8之间的距离，并使安装套61按照指定的路线运动，防止安装套61从十字安装板6上脱离，并且靠近导向环8一侧的连接轴621上固定套设有翻转齿轮624，导向环8外壁对称设置有两段不完全齿环81，翻转齿轮624与不完全齿环81间歇啮合，在夹持件62携带管件加工件绕转动轴5转动时，翻转齿轮624首先与不完全齿环81完成啮合，并随着翻转齿轮624继续转动，在不完全齿环81的作用下，驱动连接轴621转动一定角度，实现加工面的切换。

对于如图6所示的直管件加工件加工时，设置不完全齿环81的有效齿数为翻转齿轮624有效齿数的1/2，在翻转齿轮624完全经过不完全齿环81后，使连接轴621转动180°，如图7-9所示，那么在加工过程中，首先加工件a与加工件b处于同轴状态，加工件a的a1加工面与加工件b的b1加工面均朝外，在完成加工后，分度转动结构驱动转动轴5转动两次90°后，加工件a和加工件b完成位置对调，并且在翻转齿轮624与不完全齿环81的作用下完成绕连接轴621转动180°，实现加工面的切换，使加工件a的a1加工面与加工件b的b1加工面变为相向的状态，加工件a的a2加工面与加工件b的b2加工面均朝外进行加工。

对于如图10所示的十字管件加工件加工时，设置不完全齿环81的有效齿数为翻转齿轮624有效齿数的1/4，在翻转齿轮624完全经过不完全齿环81后，使连接轴621转动90°，如图11-13所示，那么在加工过程中，首先加工件c与加工件d具有四个加工面，并且加工件c的加工面c1和c3管径一致，加工面c2和c4管径一致，加工件d的加工面d1、d2、d3、d4与加工件c的加工面c1、c2、c3、c4对应，初始状态下，加工件c的加工面c1和加工件d的加工面d2均朝外，在完成加工后，分度转动结构驱动转动轴5转动两次90°后，加工件c和加工件d完成位置对调，并且在翻转齿轮624与不完全齿环81的作用下完成绕连接轴621转动90°，实现加工面的切换，使加工件c的c2加工面与加工件d的d3朝外进行加工，依次类推继续进行，分度转动结构驱动转动轴5转动两次90°，加工件c和加工件d再次位置对调回到初始位置，此时加工件c的c3加工面与加工件d的d4朝外进行加工，由于加工件c的加工面c1和d3与加工件d的加工面d1和d3管径一致，并且加工面c1和c3和加工面d1和d3是在同一侧完成车削加工的，因此每次位置切换时都将孔径大小相同的加工面与预设刀具相对应，降低刀具基准调节频率，提高加工精度，减少加工误差。

参照图1、4和5，导向结构包括固定设置于靠近导向环8一侧的安装套61上的导向杆611，导向环8上开设有与导向环8轮廓一致的导向槽82，导向杆611延伸入导向槽82内并与导向槽82内壁相抵，安装套61在十字安装板6的限位作用下，只能进行前后滑动，通过导向杆611与导向槽82配合，使得安装套61随着转动轴5转动时，沿着导向槽82的轮廓进行运动，保证翻转齿轮624与不完全齿环81之间的距离稳定，有利于间歇啮合的进行，并且防止安装套61从十字安装板6上脱离。

参照图3，定位套64外壁等距分布有四组套筒65，每组套筒65对应一组夹持件62，套筒65内滑动设置有定心柱66，定心柱66与套筒65之间设置有弹簧，定心柱66远离弹簧端呈圆锥状，通过弹簧的弹力使定心柱66向管件加工件运动并与加工件的加工面相抵进行找中，由于连接轴621转动可能出现加工偏差，通过定心柱66可以提高管件加工件加工时与内壳体2的同轴度，保证加工精度。

参照图5，导向环8为椭圆形，并且导向环8的短轴与内壳体2的轴线相平行，安装套61随着转动轴5转动时，沿着导向槽82的轮廓进行运动，由于导向环8为椭圆形，随着转动轴5的转动，安装套61会带动管件加工件向外运动与定心柱66脱离，有利于管件加工件的在翻转齿轮624与不完全齿环81的作用下进行翻转切换加工面，并且在完成切换加工面后，安装套61带动管件加工件复位，实现与定心柱66相抵，完成找中。

参照图5和14，分度转动结构包括固定设置于转动轴5上的方形块51，内壳体2内设置有电动推杆二9和电动推杆三10，电动推杆二9和电动推杆三10轴线交叉形成夹角，电动推杆二9伸缩端固定设置有推块一91，电动推杆三10伸缩端固定设置有推块二101，通过电动推杆二9和电动推杆三10交替伸缩，使推块一91与推块二101交替对方形块51进行抵压，推块一91上设置有楔形端面911，在楔形端面911与方形块51侧面相贴合时，定心柱66轴线与内壳体2轴向平行，在进行分度转动时，电动推杆三10向前推进，同时电动推杆二9后移，推块二101抵压方形块51的边角，使方形块51转动，使方形块51的A面向推块一91一侧转动，方形块51的B面远离推块一91，反向驱动电动推杆三10和电动推杆二9，电动推杆三10后移，同时电动推杆二9向前推进，推块一91抵压方形块51的B面使方形块51继续转动，直至楔形端面911与方形块51的B面贴合，由于方形块51相邻两个面之间的夹角为90°，因此完成一次分度转动后，方形块51带动转动轴5转动90°。

参照图3，两个十字安装板6相向的一侧分别固定安装有定位杆63和定位套64，定位杆63与定位套64同轴滑动连接，定位杆63与定位套64内孔均为矩形，使得上下两个十字安装板6位置保持对应准确。

本发明具体工作原理如下：

使用时，将外壳体1固定安装在车床支架上，并将其中一个轴体31连接车床的输出电机，在装置两端都设置车床刀具，加工工件放置在下方的夹持件62上，当电动推杆一7驱动活动轴4向下运动时，活动轴4带动十字安装板6下移，使上下对应的两个夹持件62相互靠近，使上下对应的夹持件62对加工工件进行夹持定位，保证加工工件位置的准确性；

通过车床的输出电机驱动轴体31转动，通过驱动齿轮32驱动齿圈33转动，进而带动内壳体2转动，进行车削加工操作；

完成单面加工后，在分度转动结构的作用下，使转动轴5每次转动90°，进而使另外两个位置的管件加工件切换至与内壳体2同轴的状态，进而继续对另外两个管件加工件完成加工，在夹持件62携带管件加工件绕转动轴5转动时，翻转齿轮624首先与不完全齿环81完成啮合，并随着翻转齿轮624继续转动，在不完全齿环81的作用下，驱动连接轴621转动一定角度，实现加工面的切换，可以在一次装夹的情况下对多个加工件进行多面加工，减少了装夹误差，避免了加工面的夹伤，提高了工作效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种车床翻转装置，包括同轴设置的外壳体（1）和内壳体（2），所述外壳体（1）与内壳体（2）之间设置有用于驱动内壳体（2）转动的齿轮传动组件（3），其特征在于，所述内壳体（2）内开设有两端贯穿的安装腔，所述安装腔内顶部活动设置有活动轴（4），所述安装腔内底部转动设置有转动轴（5），所述活动轴（4）和转动轴（5）相向的一端均设置有十字安装板（6），所述十字安装板（6）各个端部均滑动连接有安装套（61），所述安装套（61）端部转动设置有夹持件（62），不同所述十字安装板（6）上的夹持件（62）一一对应；

所述内壳体（2）内设置有与活动轴（4）同轴固定连接的电动推杆一（7），通过所述电动推杆一（7）伸缩控制活动轴（4）升降，使不同所述十字安装板（6）上的夹持件（62）对加工件进行夹持；

所述内壳体（2）内设置有分度转动结构，用于驱动所述转动轴（5）单次翻转90°，并且所述安装腔内设置有单体翻转机构，在所述转动轴（5）转动时，使加工工件同步翻转；

所述夹持件（62）包括转动设置于安装套（61）上的连接轴（621），所述连接轴（621）端部固定设置有夹持板（622），所述夹持板（622）的夹持面固定设置有四个凸块（623），四个所述凸块（623）等距分布在夹持板（622）的四个边角处；

两个所述十字安装板（6）相向的一侧分别固定安装有定位杆（63）和定位套（64），所述定位杆（63）与定位套（64）同轴滑动连接；

所述单体翻转机构包括固定设置于安装腔内的导向环（8），所述导向环（8）与安装套（61）之间设置有导向结构，并且靠近所述导向环（8）一侧的连接轴（621）上固定套设有翻转齿轮（624），所述导向环（8）外壁对称设置有两段不完全齿环（81），所述翻转齿轮（624）与不完全齿环（81）间歇啮合；

所述导向结构包括固定设置于靠近导向环（8）一侧的安装套（61）上的导向杆（611），所述导向环（8）上开设有与导向环（8）轮廓一致的导向槽（82），所述导向杆（611）延伸入导向槽（82）内并与导向槽（82）内壁相抵；

所述定位套（64）外壁等距分布有四组套筒（65），所述套筒（65）内滑动设置有定心柱（66），所述定心柱（66）与套筒（65）之间设置有弹簧；

所述齿轮传动组件（3）包括多个转动设置于外壳体（1）内的轴体（31），所述轴体（31）外固定设置有驱动齿轮（32），所述内壳体（2）外壁固定设置有与驱动齿轮（32）啮合连接的齿圈（33）；

所述分度转动结构包括固定设置于转动轴（5）上的方形块（51），所述内壳体（2）内设置有电动推杆二（9）和电动推杆三（10），所述电动推杆二（9）和电动推杆三（10）轴线交叉形成夹角，所述电动推杆二（9）伸缩端固定设置有推块一（91），所述电动推杆三（10）伸缩端固定设置有推块二（101），所述推块一（91）上设置有楔形端面（911），在所述楔形端面（911）与方形块（51）侧面相贴合时，所述定心柱（66）轴线与内壳体（2）轴向平行。

2.根据权利要求1所述的一种车床翻转装置，其特征在于，所述定心柱（66）远离弹簧端呈圆锥状。

3.根据权利要求1所述的一种车床翻转装置，其特征在于，所述导向环（8）为椭圆形，并且所述导向环（8）的短轴与内壳体（2）的轴线相平行。