一种零件外周面加工装置的制作方法

专利检索2022-05-10  45



1.本发明涉及零件加工技术领域,尤其涉及一种零件外周面加工装置。


背景技术:

2.本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.盘类零件是机械加工中常见的典型零件之一,其广泛应用于机械设备中,如各种端盖(衬盖、泵盖、油封盖等)、各种齿轮、带轮、飞轮、法兰盘等,它们主要起支承、导向、轴向定位或密封等作用,另有连接孔、定位孔起连接或定位作用。目前,工厂中常见的一些盘类零件,常常需要将其外圆周面加工成多面体形状,例如具有扁型面(两面对称)、四方形面或六方形面等。
4.目前,生产这类零件的方法除了制作毛坯时浇注或锻打成型外,有一部分零件毛坯制造时不能不能做成多面形,为了解决上述的问题,目前常用的方法是在后续机加工序中采用数控机床或使用手动分度工具完成。然而,采用数控机床时,这种设备价格昂贵,导致零件的生产成本显著提高。而采用手动分度工具不仅效率低,而且工作人员劳动强度大,加工精度也不理想。


技术实现要素:

5.针对上述的问题,本发明提出了一种零件外周面加工装置,该装置可实现盘类零件的自动分度以及与机床的联动控制,实现盘类零件外圆周面的自动切割加工。为实现上述目的,本发明提供如下所述的技术方案。
6.一种零件外周面加工装置,包括:固定板、芯轴、齿轮超越机构、锁止轮、棘轮、托盘、棘爪、驱动机构和锁止钩。其中:所述芯轴竖向转动连接在固定板上,所述齿轮超越机构、锁止轮、棘轮、托盘从下到上依次套在芯轴上且与芯轴固定为整体。所述棘爪与棘轮保持弹性接触。所述驱动机构与齿轮超越机构传动连接且能够驱动齿轮超越机构转动。所述锁止钩连接在驱动机构的远离动力源的一端,且驱动机构回程结束时所述锁止钩恰好卡入锁止轮的第一卡槽中,所述棘爪卡入棘轮的第二卡槽中,且第一卡槽对侧始终具有第二卡槽,从而使芯轴、齿轮超越机构、锁止轮、棘轮、托盘形成的整体锁止定位,避免在切割固定在托盘上的零件时该整体转动,导致切割刀具的损坏、影响零件外周面的加工。
7.进一步地,所述芯轴的下端固定在固定板上的轴承中,芯轴的上部穿过固定在盖板上的轴承后延伸至盖板的上方,且托盘位于盖板上方,所述盖板固定在侧板上,所述侧板固定在固定板上。加工前将待加工零件套在芯轴上,并由托盘托举。
8.进一步地,所述齿轮超越机构包括单向轮体、外齿圈、滚动件、弹性部件,其中:所述单向轮体的轮面上具有三角形凹槽,所述单向轮体位于外齿圈中,且三角形凹槽与外齿圈内壁形成三角形通孔。所述滚动件位于三角形凹槽中,所述弹性部件的一端连接在三角
形凹槽的侧壁上,另一端指向滚动件。
9.进一步地,所述齿轮超越机构还包括两组密封圈,其分别固定在单向轮体的上、下表面上,进而将滚动件、弹性部件密封在三角形凹槽中。
10.可选地,所述滚动件包括圆柱、滚珠等,且所述圆柱的高度以及滚珠的直径均小于单向轮体的厚度,以将滚动件安装在三角形凹槽中。
11.可选地,所述弹性部件包括弹簧等,其主要作用是与滚动件配合实现单向轮体的单向转动,而在驱动机构回程时外齿圈在单向轮体上“打滑”,不会带着单向轮体反向转动。
12.进一步地,所述驱动机构为直线驱动机构,其驱动轴与齿条的一端连接,所述齿条与外齿圈的外齿啮合。所述锁止钩固定在齿条的另一端。当齿条随驱动机构回程结束时,锁止钩恰好卡在锁止轮的第一卡槽中,使锁止轮无法反向运动。可选地,所述驱动机构包括气缸、线性直驱电机等。
13.进一步地,所述齿条滑动连接在导向槽中,所述导向槽固定在侧板上。
14.进一步地,所述驱动机构上设置有位置传感器,以便于控制驱动机构的行程。
15.进一步地,所述棘轮上的第二卡槽的数量与需要在零件外周面上加工出的平面数相同,且这些第二卡槽均布在棘轮的轮面上。
16.进一步地,所述锁止轮上的第一卡槽的数量与需要在零件外周面上加工出的平面数相同,且这些第一卡槽均布在棘轮的轮面上。
17.进一步地,所述棘爪转动连接在转轴上,且棘爪的一端与连接在侧板上的拉簧连接,棘爪的另一端在拉簧的作用下抵紧在棘轮的轮面上。
18.进一步地,还包括零件压板,其用于将待加工零件紧固在芯轴上。
19.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)针对在毛坯制造时不便于预先做出两个扁面,而两扁面又有一定的精度要求的零件,为减少依赖昂贵的数控设备和依靠手动分度工具的情况,本发明的这种零件外周面加工装置可方便地安装在锯床或普通铣床上,并能够实现自动分度,经过很小的改接控制线路,方便地与加工机床实现联动控制加工,节省数控设备的昂贵投资,去掉了人工分度的过程,减轻了操作工人的劳动强度,一次启动后可实现多件加工,自动完成加工过程,工作人员腾出的时间可用于已加工零件的毛刺打磨,表面清理,工件垒垛等,有效降低了生产成本,提高了生产效率,增加了工人劳动收益。
20.(2)本发明的这种零件外周面加工装置巧妙地利用了齿轮超越机构、锁止轮和锁止钩、棘轮和棘爪、驱动机构之间的联动,实现了零件外周面的连续加工以及精确分度,这是由于齿轮超越机构能够在驱动机构的带动下实现设定角度的转动,从而可利用齿轮超越机构的转动完成对待加工零件的自动分度,不仅自动化程度高,而且分度准确。同时,通过利用锁止轮和棘轮之间特定位置的设置,并利用驱动机构回程结束时锁止钩对锁止轮的正方/反向锁止,并且同时利用棘爪对棘轮的反向/正方锁止,使芯轴、齿轮超越机构、锁止轮、棘轮、托盘形成的整体锁止定位,避免在切割固定在托盘上的零件时该整体转动,导致切割刀具的损坏、影响零件外周面的加工。除此之外,还利用了齿轮超越机构的特点,在驱动机构回程时外齿圈在单向轮体上“打滑”,不会带着单向轮体反向转动,从而避免了驱动机构回程时与已经被锁止的上述整体发生卡死而无法回程的问题,使驱动机构只需要进行往复运动即可实现零件外周面的连续加工以及精确分度。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
22.图1为本发明实施例中零件外周面加工装置的结构示意图。
23.图2为本发明实施例中零件外周面加工装置的内部结构示意图。
24.图3为本发明实施例中齿轮超越机构的内部结构示意图。
25.图4为本发明实施例中齿轮超越机构的结构示意图。
26.图5为本发明实施例中齿轮超越机构和锁止轮的结构示意图。
27.图6为本发明实施例中锁止轮的结构示意图。
28.图7为本发明实施例中单向轮体的结构示意图。
29.上述图中标记分别代表:1

固定板、2

芯轴、3

齿轮超越机构、3.1

单向轮体、3.2

外齿圈、3.3

滚动件、3.4

弹性部件、3.5

密封圈、3.6

三角形凹槽、4

锁止轮、5

棘轮、6

托盘、7

棘爪、8

驱动机构、9

锁止钩、10

第一卡槽、11

第二卡槽、12

盖板、13

轴承、14

侧板、15

齿条、16

导向槽、17

位置传感器、18

转轴、19

拉簧、20

零件压板、21

待加工零件。
具体实施方式
30.应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在本发明中出现的“上”、“下”、“左”“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅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设备或元件需要具有特定的方位,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。
32.术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是机械连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。现结合说明书附图和具体实施方式对本发明的零件外周面加工装置进一步说明。
33.参考图1至图7,示例一种零件外周面加工装置,包括:固定板1、芯轴2、齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6、棘爪7、驱动机构8和锁止钩9。其中:所述固定板1水平设置,且固定板1上开设有圆孔,所述圆孔中固定有深沟球轴承,所述芯轴2的下端固定在该轴承的内圈中。所述芯轴2的两侧设置有固定在固定板1上的侧板14,所述侧板14的顶面上固定有一块盖板12,所述侧板14上开设有圆孔,所述圆孔中固定有深沟球轴承13,芯轴2的上部穿过该深沟球轴承13的内圈后延伸至盖板12的上方,且芯轴2与轴承13的内圈固定连接。
34.所述齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6从下到上依次套在芯轴2上且通过螺栓与芯轴2固定为整体,且托盘6位于盖板12上方,加工前将待加工零件21套在芯轴2上并由托盘6托举,然后将若干个待加工零件21通过零件压板20紧固在芯轴2上形成整体,以便于待加工零件21能够随着芯轴2一起转动。所述零件压板20通过紧固螺栓固定紧固在芯轴2
上,该紧固螺栓螺纹连接在芯轴2的顶面上,通过紧固螺栓下压套在芯轴2上的零件压板20实现对待加工零件21的固定,并且可根据待加工零件21的数量加减零件压板20的数量。
35.参考图3和图7,具体地,所述齿轮超越机构3包括:单向轮体3.1、外齿圈3.2、滚动件3.3、弹性部件3.4和密封圈3.5,其中:所述单向轮体3.1的轮面上具有直角三角形凹槽3.6,所述单向轮体3.1位于外齿圈3.2中且两者之间为间隙配合,以防止阻碍外齿圈3.2反向转动。所述三角形凹槽14与外齿圈3.2内壁形成三角形通孔,所述滚动件3.3位于三角形凹槽3.6中,所述弹性部件3.4的一端连接在三角形凹槽3.6的侧壁上,另一端指向滚动件3.3。在单向轮体3.1的上、下表面上各连接有一个密封圈3.5,且所述密封圈3.5通过螺栓固定在单向轮体3.1上,从而将滚动件3.3、弹性部件3.4密封在三角形凹槽3.6中,防止在转动过程中滚动件3.3被挤出。可选地,所述滚动件3.3既可以为钢质圆柱体,也可以为钢质滚珠,且所述圆柱的高度以及滚珠的直径均小于单向轮体3.1的厚度,以将滚动件3.3安装在三角形凹槽3.6中;所述弹性部件3.4选用金属弹簧等,其主要作用是与滚动件3.3配合实现单向轮体3.1的单向转动,而在反向运动时只有外齿圈3.2在单向轮体3.1上“打滑”,不会带着单向轮体3.1反向转动。
36.以图3为例,将这种结构的齿轮超越机构3用在本实施例的零件外周面加工装置中时,当外齿圈3.2在驱动机构8的驱动下逆时针转动时,在外齿圈3.2内壁的摩擦力作用下滚动件3.3被向前挤向三角形凹槽3.6与外齿圈3.2内壁之间的夹角中,进而带动单向轮体3.1一起运动,使芯轴2、齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6与待加工零件21形成的整体一起转动,而转过角度(分度)则由驱动机构8的设定行程控制。当驱动机构8回程时,外齿圈3.2反向转动,在外齿圈3.2内壁的摩擦力作用下滚动件3.3被向后挤向弹性部件3.4,弹性部件3.4被压缩,使单向轮体3.1与外齿圈3.2脱离,只有外齿圈3.2在单向轮体3.1上反向转动,并不会带着单向轮体3.1反向转动,避免改变已经处于分度完成的待加工零件21的位置,导致分度失败。
37.所述棘爪7转动连接在转轴18上,且棘爪7的一端与连接在侧板14上的拉簧19连接,棘爪7的另一端在拉簧19的作用下抵紧在棘轮5的轮面上,即所述棘爪7与棘轮5保持弹性接触。
38.所述驱动机构8为直线驱动机构,如气缸或线性直驱电机均可,以驱动外齿圈3.2转动。进一步地,所述驱动机构8的驱动轴的一端与齿条15连接,所述齿条15与外齿圈3.2的外齿啮合。所述齿条15滑动连接在导向槽16中,所述导向槽16固定在侧板14上。所述驱动机构8上设置有位置传感器17,以便于采集驱动机构8的位置信息,进而通过控制器控制驱动机构8的行程。
39.所述锁止钩9固定在齿条15的另一端,且驱动机构8回程结束时所述锁止钩9恰好卡入锁止轮4的第一卡槽10中,所述棘爪7卡入棘轮5的第二卡槽11中,且第一卡槽10对侧始终具有第二卡槽11,从而使芯轴2、齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6形成的整体锁止定位,避免在切割固定在托盘6上的零件时该整体转动,导致切割刀具的损坏、影响零件外周面的加工。
40.需要说明的是,所述棘轮5上的第二卡槽11的数量与需要在零件外周面上加工出的平面数相同,且这些第二卡槽11均布在棘轮5的轮面上。同样地,所述锁止轮4上的第一卡槽10的数量与需要在零件外周面上加工出的平面数相同,且这些第一卡槽10均布在棘轮5
的轮面上。
41.在本实施例中,所述棘轮5上的第二卡槽11的数量与锁止轮4上的第一卡槽10的数量均为两个,对应待加工零件21的外周面被加工成两个扁面,棘轮5每转过180
°
,所述棘爪7进入一个第二卡槽11中。再例如,当需要将圆盘零件的外周面加工成四面体时,棘轮5的轮面上均布四个第二卡槽11,棘轮5每转过90
°
,所述棘爪7进入一个第二卡槽11中,此时,棘轮5无法反向运动,再加上锁止轮4无法反向运动,使齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6形成的整体锁止定位,无法转动。
42.以圆盘类零件为例,在采用上述的加工装置加工零件外周面时,基本过程如下:从固定板1处将所述加工装置整体用螺栓固定在锯床或者铣床上,以便于利用锯条或者铣刀完成对零件外周面的切割。然后将圆盘类待加工零件21套在芯轴2上并通过零件压板20与芯轴2固定为一体后,启动驱动装置8完成一个行程,带动齿轮超越机构3逆时针转动一个角度,驱动装置8回程使已经处于分度完成的待加工零件21的位置被锁定,利用锯条向下切割待加工零件,完成后得到一个加工面,然后驱动机构8继续驱动齿轮超越机构3转动180
°
,完成待加工零件21的分度,驱动装置8回程使待加工零件21的位置锁定,锯条切割待加工零件完成另一个面的加工。可以看出,这种零件外周面加工装置巧妙地利用了齿轮超越机构3、锁止轮4和锁止钩9、棘轮5和棘爪7、驱动机构8之间的联动,实现了零件外周面的连续加工以及精确分度,这是由于齿轮超越机构3能够在驱动机构8的带动下实现设定角度的转动,从而可利用齿轮超越机构3的转动完成对待加工零件的自动分度,不仅自动化程度高,而且分度准确。同时,通过利用锁止轮4和棘轮5之间特定位置的设置,并利用驱动机构8回程结束时锁止钩9对锁止轮4的正方/反向锁止,并且同时利用棘爪7对棘轮5的反向/正方锁止,使芯轴2、齿轮超越机构3、锁止轮4、棘轮5、托盘6形成的整体锁止定位,避免在切割固定在托盘6上的零件时该整体转动,导致切割刀具的损坏、影响零件外周面的加工。除此之外,还利用了齿轮超越机构3的特点避免了驱动机构8回程时与已经被锁止的上述整体发生卡死而无法回程的问题,使驱动机构8只需要进行往复运动即可实现零件外周面的连续加工以及精确分度,解决了目前在零件毛坯制造时,不便于预先做出两个扁面的零件主要依赖昂贵的数控设备和依靠手动分度工具而带来问题。
43.最后,需要说明的是,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
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