一种带辅助定位的槽轮翻转装置

1.一种带辅助定位的槽轮翻转装置，该槽轮翻转装置包括箱体和箱体内的外啮合槽轮机构，所述槽轮机构包括由第一传动轴支承在箱体上的具有两拨销的拨盘和由第二传动轴支承在箱体上的具有四拨槽的外槽轮，其特征在于，
所述的外槽轮上设有定位孔；
所述的箱体内还设有辅助定位机构，该辅助定位机构为直动推杆圆柱凸轮机构，它包括圆柱凸轮和往复直线运动的从动体，其中，所述的圆柱凸轮设在第一传动轴上，其圆柱面上设有封闭的曲线凹槽；所述的从动体上在所述的外槽轮上所设定位孔的对应位置设有定位销，中部穿设在第二传动轴上，下侧设有伸进所述圆柱凸轮上所设曲线凹槽内的滚子；所述的从动体的中部与第二传动轴之间设有一头固定在箱体上的导向套，该导向套与从动体之间设有导向键；所述的定位销的长度大于从动体与外槽轮之间的最近距离，且与外槽轮上所设定位孔相互匹配；
所述两拨销对称于拨盘的凸锁止弧中点与拨盘转动中心的连线，且当拨盘的凸锁止弧的中点与拨盘转动中心的连线和第一传动轴轴心与第二传动轴轴心的连线重合时，所述的定位销完全插入定位孔；
所述的曲线凹槽的中心线自所述的定位销完全插入定位孔时所述滚子的中心位置展开，由定位销退出定位孔的进程过渡段、与凸轮端面平行的工作段和定位销进入定位孔的回程过渡段组成，而且，所述进程过渡段的起点至所述工作段距离大于所述定位销的长度与从动体和外槽轮之间最近距离之差，所述进程过渡段和回程过渡段分布在弧度不大于
45°至不大于90°的凸轮的圆柱面上。
2.根据权利要求1所述的一种带辅助定位的槽轮翻转装置，其特征在于，所述的拨盘具有两段对称于拨盘直径的凸锁止弧，所述两拨销与拨盘转动中心连线的夹角为180°。
3.根据权利要求1所述的一种带辅助定位的槽轮翻转装置，其特征在于，所述的拨盘具有一段凸锁止弧，所述的两拨销与拨盘转动中心连线的夹角为 90°。
4.根据权利要求1～3之一所述的一种带辅助定位的槽轮翻转装置，其特征在于，所述拨销为内圈固定在拨盘上的滚动轴承。

一种带辅助定位的槽轮翻转装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及机床有关的工件操纵装置，该装置可将工件进行180°翻转，以便于获得所需要的工位。\n背景技术\n[0002] 工业生产过程中，经常需要将加工件进行180°翻转以获得更好的加工工位。能实现此翻转动作的机构有齿轮齿条传动机构、蜗轮蜗杆传动机构及齿轮传动机构等。涡轮蜗杆传动机构和齿轮传动机构往往需要配合高精度的伺服电机来控制翻转角度，成本较高；\n齿轮齿条机构往往需要配合直线油缸来控制翻转角度，冲击较大，且定位精度不足。\n[0003] 授权公告号为CN201342591Y的实用新型专利申请公开了“一种槽轮翻转机构”，该机构利用槽轮和拨盘上的凹凸锁止弧对槽轮进行定位，具有翻转角度不受电机角度误差影响的优点。然而，受加工和装配精度的影响，上述槽轮翻转机构的凹凸锁止弧之间必然会存在一定间隙，当需翻转工件质量较大或/和切削力较大时上述实用新型方案还存在定位精度不足的缺点，严重影响定位的可靠性。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种带辅助定位的槽轮翻转装置，该装置不仅定位精度高，而且可靠。\n[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案是：\n[0006] 一种带辅助定位的槽轮翻转装置，该槽轮翻转装置包括箱体和箱体内的外啮合槽轮机构，所述槽轮机构包括由第一传动轴支承在箱体上的具有两拨销的拨盘和由第二传动轴支承在箱体上的具有四拨槽的外槽轮，其特征在于，\n[0007] 所述的外槽轮上设有定位孔；\n[0008] 所述的箱体内还设有辅助定位机构，该辅助定位机构为直动推杆圆柱凸轮机构，它包括圆柱凸轮和往复直线运动的从动体，其中，所述的圆柱凸轮设在第一传动轴上，其圆柱面上设有封闭的曲线凹槽；所述的从动体上在所述的外槽轮上所设定位孔的对应位置设有定位销，中部穿设在第二传动轴上，下侧设有伸进所述圆柱凸轮上所设曲线凹槽内的滚子；所述的从动体的中部与第二传动轴之间设有一头固定在箱体上的导向套，该导向套与从动体之间设有导向键；所述的定位销的长度大于从动体与外槽轮之间的最近距离，且与外槽轮上所设定位孔相互匹配；\n[0009] 所述两拨销对称于拨盘的凸锁止弧中点与拨盘转动中心的连线，且当拨盘的凸锁止弧的中点与拨盘转动中心的连线和第一传动轴轴心与第二传动轴轴心的连线重合时，所述的定位销完全插入定位孔；\n[0010] 所述的曲线凹槽的中心线(即所述圆柱凸轮的理论廓线)自所述的定位销完全插入定位孔时所述滚子的中心位置展开，由定位销退出定位孔的进程过渡段、与凸轮端面平行的工作段和定位销进入定位孔的回程过渡段组成，而且，所述进程过渡段的起点至所述工作段距离大于所述定位销的长度与从动体和外槽轮之间最近距离之差，所述进程过渡段和回程过渡段分布在弧度不大于45°至不大于90°的凸轮的圆柱面上。\n[0011] 本发明所述的槽轮翻转装置，其中，所述的拨盘具有两段对称于拨盘直径的凸锁止弧，所述两拨销与拨盘转动中心连线的夹角为180°；或者，所述的拨盘具有一段凸锁止弧，所述两拨销与拨盘转动中心连线的夹角为90°。上述两个方案中，后者优于前者。因为，后者的曲线凹槽的曲线进程过渡段和回程过渡段分布在弧度不大于90°的凸轮的圆柱面上，从而使得所述进程过渡段和回程过渡段曲线更加平缓，减小了从动体的压力角。\n[0012] 由于所述拨销拨动所述槽轮时，拨销一直在拨槽内滑动，这使得所述拨销和拨槽极易磨损，为解决上述技术问题，本发明的一个改进方案是，所述拨销为内圈固定在拨盘上的滚动轴承。\n[0013] 本发明利用直动推杆圆柱凸轮机构与槽轮机构的巧妙配合，将工作台锁定在0°和\n180°的两个工位，不仅定位可靠，而且精度不受工件质量和切削力等外力作用的影响。\n附图说明\n[0014] 图1～3为本发明的一个具体实施例的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为图1中的A-A剖视图，图3为图1中的B-B剖视图。\n[0015] 图4为图1～3所示实施例的立体结构示意图。\n[0016] 图5为图1～3所示实施例中槽轮机构、凸轮机构和导向套的配合关系示意图。\n[0017] 图6为图1～3所示实施例中拨盘的立体结构示意图。\n[0018] 图7为图1～3所示实施例中从动体的立体结构示意图。\n[0019] 图8为图1～3所示实施例中槽轮机构与凸轮机构运动关系的曲线图；图中，曲线a为圆柱凸轮的理论廓线，曲线b为圆柱凸轮的转角与拨销位置关系曲线。\n[0020] 图9～10为本发明的另一个具体实施例的结构示意图，其中，图9为主视图，图10为图9中的C-C剖视图。\n[0021] 图11为图9～10所示实施例中拨盘的立体结构示意图。\n[0022] 图12为图9～10所示实施例中槽轮机构与凸轮机构运动关系的曲线图；图中，曲线c为圆柱凸轮凹槽的理论廓线，曲线d为圆柱凸轮的转角与拨销位置关系曲线。\n[0023] 图13为利用图1～3所示槽轮翻转装置设计的工作台可翻转的研磨机的一个具体实施方式的立体结构示意图。\n[0024] 图14为图13所示研磨机中翻转工作台的立体结构示意图。\n具体实施方式\n[0025] 例1\n[0026] 参见图1～4，本例中的槽轮翻转装置包括箱体1、驱动工件翻转的传动机构和辅助定位机构；\n[0027] 所述箱体1上设有支撑第一传动轴2和第二传动轴3的支撑座1-1，所述第一传动轴\n2和第二传动轴3的轴线平行；\n[0028] 所述传动机构为外啮合的槽轮机构(见图2)，该槽轮机构包括固定在第二传动轴3上与第二传动轴3同轴的外槽轮4和固定在第一传动轴2上与第一传动轴2同轴的拨盘5，所述槽轮具有四个绕其轴线均匀分布的拨槽4-1，任意任意两个拨槽4-1之间设有凹锁止弧4-\n2，所述外槽轮4的端面设有两个定位孔4-3；\n[0029] 参见图2和6，所述拨盘5上设有两段对称于其直径的凸锁止弧5-2，该两段凸锁止弧5-2的中点连线的两侧对称设有两个与所述拨槽4-1匹配的拨销5-1，且两拨销5-1与拨盘\n5转动中心连线的夹角为180°。\n[0030] 参见图1、3和7，所述辅助定位机构为直动推杆圆柱凸轮机构，该凸轮机构包括固定在第一传动轴2上与第一传动轴2同轴的外周面设有封闭的曲线凹槽6-1的圆柱凸轮6和由圆柱凸轮6驱动可沿圆柱凸轮6轴线方向往复移动的从动体7；该从动体7在所述外槽轮4上所设定位孔4-3的对应位置设有与所述定位孔4-3匹配的定位销7-1，中部设有带键槽的导向孔7-2，下侧设有伸进所述圆柱凸轮6上所设曲线凹槽6-1内的滚子7-3；所述导向孔7-2套设在一套在第二传动轴3上并固定在箱体1上与圆柱凸轮6轴线平行的导向套8上；所述导向孔7-2和所述导向套8之间设有导向键9。\n[0031] 参见图8，所述的滚子7-3在曲线凹槽6-1运动，其中心所描出的轨迹，即圆柱凸轮6的理论廓线a，该理论廓线a自所述的定位销7-1完全插入定位孔4-3时所述滚子7-3的中心位置展开，由定位销7-1退出定位孔4-3的进程过渡段(横坐标0°～45°)、与圆柱凸轮6端面平行的工作段(横坐标45°～315°)和定位销7-1进入定位孔4-3的回程过渡段(横坐标315°～360°)组成；所述进程过渡段的起点至所述工作段距离大于所述定位销7-1完全插入定位孔4-3时的深度。图示坐标系中的曲线b表示所示拨销5-1和所述拨槽4-1的相对位置与第一传动轴2转动角度的关系，其中，横坐标表示主动轴2转动的角度，纵坐标表示所述拨销5-1进入所述拨槽4-1的深度。\n[0032] 对比两条曲线，第一传动轴2自0°转至45°的过程中，所述拨销5-1未进入所述拨槽\n4-1，即所述外槽轮4静止不动，所述从动体7自起始位置运动至最远位置，从而将所述定位销7-1完全退出所述定位孔4-3；第一传动轴2自45°转至315°的过程中，所述从动体7始终静止于最远位置，所述拨销5-1两次进入拨槽4-1，即所述外槽轮4转动180°实现一次翻转；第一传动轴2自315°转至360°，所述拨销5-1未进入所述拨槽4-1，即所述外槽轮4静止不动，所述从动体7自最远位置运动至起始位置，从而将所述定位销7-1完全插入所述定位孔4-3，实现对所述槽轮翻转装置的辅助定位。\n[0033] 例2\n[0034] 参见图9～11，所述的拨盘具有一段凸锁止弧5-2和两拨销5-1，所述两拨销5-1为内圈固定在拨盘5上的滚动轴承，且，该两拨销5-1与拨盘5转动中心连线的夹角为90度；\n[0035] 参见图12，所述的滚子7-3在曲线凹槽6-1运动，其中心所描出的轨迹，即圆柱凸轮\n6的理论廓线c，该理论廓线c自所述的定位销7-1完全插入定位孔4-3时所述滚子7-3的中心位置展开，由定位销7-1退出定位孔4-3的进程过渡段(横坐标0°～90°)、与圆柱凸轮6端面平行的工作段(横坐标90°～270°)和定位销7-1进入定位孔4-3的回程过渡段(横坐标270°～360°)组成；所述进程过渡段的起点至所述工作段距离大于所述定位销7-1完全插入定位孔4-3时的深度。图示坐标系中的曲线d表示所示拨销5-1和所述拨槽4-1的相对位置与第一传动轴2转动角度的关系，其中，横坐标表示主动轴2转动的角度，纵坐标表示所述拨销5-1进入所述拨槽4-1的深度。\n[0036] 对比两条曲线，第一传动轴2自0°转至90°的过程中，所述拨销5-1未进入所述拨槽\n4-1，即所述外槽轮4静止不动，所述从动体7自起始位置运动至最远位置，从而将所述定位销7-1完全退出所述定位孔4-3；第一传动轴2自90°转至270°的过程中，所述从动体7始终静止于最远位置，所述拨销5-1两次进入拨槽4-1，即所述外槽轮4转动180°实现一次翻转；第一传动轴2自270°转至360°，所述拨销5-1未进入所述拨槽4-1，即所述外槽轮4静止不动，所述从动体7自最远位置运动至起始位置，从而将所述定位销7-1完全插入所述定位孔4-3，实现对所述槽轮翻转装置的辅助定位。\n[0037] 本例所述的槽轮翻转装置上述以外的实施方案与例1相同。\n[0038] 例3\n[0039] 本例为一种利用本发明所述的槽轮翻转装置设计的工作台可上下翻转的研磨机。\n[0040] 参见图13和14，本例中的研磨机利用文丘里喷射器10将存放于搅拌桶12中的混有钢珠的研磨液抽吸并喷射至工件表面，对工件表面进行研磨加工。为了避免研磨液在工件向上的凹面内淤积而阻碍进一步加工，本例中的研磨机具有一翻转工作台，该翻转工作台包括一台例1所示的带辅助定位的槽轮翻转装置，所述槽轮翻转装置的箱体1固定在研磨机的机架14的侧面，其第二传动轴3的一端伸到位于机架14内侧的回收漏斗15的正上方，该伸到机架14内侧的轴端上设有T型槽工作台11；所述第一传动轴2的一端与一台步进电机13相连。\n[0041] 当遇到所需加工的工件表面有凹面时，为避免研磨液在该凹面淤积，可控制步进电机13转动360°，从而驱动工作台11翻转180°，使得工件的凹面朝下，这样当研磨液喷到工件表面后会自然落入下方的回收漏斗15，不会形成淤积阻碍加工。