一种大长径比锥形壳体翻转装置的制作方法

本发明涉及一种大长径比锥形壳体翻转装置，用于实现锥形壳体数控加工时的装夹及工位变换，属于机械加工自动化辅助装备设计技术领域，所述的大长径比是指锥形壳体的长与最小直径的比值不小于7:1。

背景技术：

大长径比锥形壳体对于各组成部分结构件的加工精度要求极高，不允许壳体在生产过程中有任何外观损伤。而锥形壳体从毛坯到产品经历了成千上万道工序，各工序中涉及大量转运、装夹、卸夹，极容易对锥形壳体造成损伤，这就使工序过程中对产品的保护显得尤为重要。

该类型壳体为最大长径比近7:1的锥形结构，为保证壳体外表面及端面加工的精度及安全可靠性，选用数控卧式车床，配合高精度工装完成加工。壳体与工装装夹后总重量近200kg，需要先将锥形壳体与车加工夹具竖直安装在一起后，再将锥形壳体与车加工夹具整体翻转至水平横置位置，然后再整体吊装到车床上，加工完成后将锥形壳体与车加工夹具整体从车床移下，最后将锥形壳体与车加工夹具整体重新翻转至竖直位置。现有锥形壳体与车加工夹具整体竖直状态与水平状态的相互转换无法使用单台大型吊具或人工操作实现。因此，有必要开展高精度大长径比锥形壳体翻转装置的详细结构设计。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种大长径比锥形壳体翻转装置，该装置能够解决使用数控卧式车床进行大长径比锥形壳体加工前后水平及竖直状态转换的装卸夹问题。

本发明的技术解决方案是：

一种大长径比锥形壳体翻转装置，所述的锥形壳体的中心贯穿有车加工夹具；该翻转装置包括底座、电机系统、支座组件、转动机构、产品支架和配重块；

所述的电机系统固定安装在底座的上方；

所述的电机系统包括电机和减速机，电机主轴与减速机连接，电机为整个翻转装置提供翻转动力，电机通电后，电机主轴旋转，电机主轴的旋转运动传递到减速机，电机主轴的速度减慢至翻转所需转速；

所述的支座组件包括联轴器、第一键、前端盖、后端盖、第一轴承、第二轴承、轴、第一轴套、前挡圈、后挡圈和蜗杆；联轴器与轴活动连接，蜗杆通过第一键套在轴上，轴通过第一轴承、第二轴承与底座活动连接；第一轴承的一侧与前挡圈连接，第一轴承的另一侧与后挡圈连接，第一轴套套在轴上，第二轴承的一侧与前端盖连接，第二轴承的另一侧与后端盖连接；

所述的支座组件中的联轴器与电机系统中的减速机主轴相连；

所述的转动机构包括两套第三轴承、涡轮、第二轴套、异形轴和第二键；蜗杆通过与涡轮啮合将水平旋转运动传递给涡轮，涡轮通过第二键将旋转运动传递给异形轴，涡轮通过螺钉与第二轴套连接，异形轴两侧各装配一套第三轴承；

所述的产品支架包括上连接板、下连接板和支柱，上连接板和下连接板固定连接在支柱的上下两侧；

所述的转动机构的异形轴的一端与产品支架的支柱的中间部分固定连接，锥形壳体通过车加工夹具装夹在产品支架的下连接板上和下连接板之间；

所述的配重块固定安装在产品支架的支柱底端。

所述的底座用于支撑整个翻转装置，底座的底部安装有可移动脚轮，能够方便的将翻转装置移动到合适位置。

所述的异形轴为台阶状圆柱，其直径由左到右依次为a、b、c、d、e、f，a<b，b<c，c<d，d>e，e>f，在直径为d的圆柱段的外表面上带有凹槽。

蜗杆通过与涡轮啮合将水平旋转运动传递给涡轮且方向转置90°。

有益效果

(1)本发明实现了数控卧式车床进行大长径比锥形壳体加工前后水平及竖直状态转换的装卸夹要求。本发明从“锥形壳体竖直安装到车加工夹具”到“翻转装置带动锥形壳体实现竖直状态及水平状态的翻转”，满足大长径比锥形壳体的数控加工需要，有效解决了锥形壳体外表面及端面加工的精度及安全可靠性，经实际使用证明具有很好的性价比。

(2)本发明采用了竖直状态行程开关及水平状态形成开关，限制大长径比锥形壳体翻转运动超程保护；本发明采用了涡轮蜗杆传动形式，使得装置空间紧凑有效。

(3)经实际运用验证表明，应用本发明对大长径比锥形壳体进行电动翻转，完全满足竖直状态及水平状态稳定可靠转化的要求。

附图说明

图1为大长径比锥形壳体外形及车加工工装总成示意图；

图2为本发明翻转装置的结构组成示意图；

图3为本发明装置的支座组件结构图；

图4为本发明装置的转动机构图；

图5为使用本发明的装置进行翻转的实现流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种大长径比锥形壳体翻转装置，所述的锥形壳体1的中心贯穿有车加工夹具2，在锥形壳体1的小端的车加工夹具2的顶端有吊环3；

该翻转装置包括电路系统和机械系统两部分；

所述电路系统为实现整个翻转动作的电路控制；

如图2所示，所述机械系统包括底座4、电机系统5、支座组件6、转动机构7、产品支架8和配重块9；

所述的底座4用于支撑整个翻转装置，底座4的底部安装有可移动脚轮，可方便的将翻转装置移动到合适位置；

所述的电机系统5固定安装在底座4上方；

所述的电机系统5包括电机和减速机，电机主轴与减速机连接，电机为整个翻转装置提供翻转动力，电机通电后，电机主轴旋转，电机主轴的旋转运动传递到减速机，电机主轴的速度减慢至翻转所需转速；

如图3所示，所述的支座组件6包括联轴器10、第一键11、前端盖12、后端盖12’、第一轴承13、第二轴承13’、轴14、第一轴套14’、前挡圈15、后挡圈15’和蜗杆16；联轴器10与轴14活动连接，蜗杆16通过第一键11套在轴14上，轴14通过第一轴承13、第二轴承13’与底座4活动连接；第一轴承13的一侧与前端盖12连接，第一轴承13的另一侧与前挡圈15连接，第一轴套14’套在轴14上，第二轴承13’的一侧与后端盖12’连接，第二轴承13’的另一侧与后挡圈15’连接；

支座组件6整体安装在底座4，联轴器10与减速机主轴相连，通过第一键11将旋转运动传递给轴14及第一轴套14’，轴14及第一轴套14’通过第一轴承13和第二轴承13’支撑，第一轴承13、第二轴承13’与轴14及第一轴套14’间安装前挡圈15、后挡圈15’，轴14、第一轴套14’通过第一键11将旋转运动传递给蜗杆16；

所述的支座组件6中的联轴器10与电机系统5中的减速机主轴相连；

如图4所示，所述的转动机构7包括两套第三轴承21、涡轮17、第二轴套18、异形轴19和第二键20；蜗杆16通过与涡轮17啮合将水平旋转运动传递给涡轮17且方向转置90°，涡轮17通过第二键20将旋转运动传递给异形轴19，涡轮17通过螺钉与第二轴套18连接，异形轴19两侧各装配一套第三轴承21；

所述的异形轴19为台阶状圆柱，其直径由左到右依次为a、b、c、d、e、f，a<b，b<c，c<d，d>e，e>f，在直径为d的圆柱段的外表面上带有凹槽；

所述的产品支架8包括上连接板、下连接板和支柱，上连接板和下连接板通过螺钉连接在支柱的上下两侧；

所述的转动机构7的异形轴19的直径为f的圆柱段的一端与产品支架8的支柱的中间部分固定连接，锥形壳体1通过车加工夹具2装夹在产品支架8的下连接板上和下连接板之间；

所述的配重块9固定安装在产品支架8的支柱底端。

如图5所示，产品支架8初始状态为竖直状态，将锥形壳体1及车加工夹具2安装于产品支架8上。选择正转电路并启动电源，由电机经减速机驱动蜗杆16水平传动，蜗杆16将水平转动传递给涡轮17，并实现转动方向的顺时针90°变换。涡轮17带动异形轴19转动，实现产品支架8的顺时针90°旋转，转动完成后将锥形壳体1及车加工夹具2从产品支架8取下，并装至车床上开始加工。产品加工完成后，将锥形壳体1及车加工夹具2从车床取下，并水平状态装夹到产品支架8上，选择反转电路并启动电源，由电机经减速机驱动蜗杆16水平传动，蜗杆16将水平转动传递给涡轮17，涡轮17带动异形轴19转动，实现产品支架8的逆时针90°旋转，转动完成后将锥形壳体1及车加工夹具从产品支架8取下，完成翻转。