多方位转动工装的制作方法

本发明涉及机械加工设备技术领域，特别涉及一种能够在z轴、x轴和y轴多个方向上转动的用于固定产品的工装。

背景技术：

金属产品的机械加工过程通常需要多道工序，如前制程的机加工，及后制程的抛光、拉丝、喷沙和去毛刺等。有一些外壳类金属产品在加工时需要对其外形整周进行抛光、拉丝和去毛刺，例如手表外壳或手机外壳等。由于这些外壳类产品的过度角较多，又由于机械加工过于死板，不能灵活变通，从而导致在产品的某些部位出现了加工死角，尤其是手表外壳上的内生耳部位等需要多方位转动且不易实现加工的难加工部位，运用机械手等设备操作时，机械手不能很好的把控加工面的位置度，导致产品加工一致性差，加工质量低，无法满足产品的外观要求。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种多方位转动工装，此多方位转动工装能够实现z轴、x轴和y轴多个方向上的转动，一次装夹就能实现产品各个位置的加工，节省了上下料时间，保护了产品的外观不被划伤，同时保证了公差的精度，加工一致性好，提高了产品的加工质量，使得产品能够满足外观的要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多方位转动工装，包括底座，所述底座上安装有能够绕z轴转动的转动块，所述转动块上固定有y轴转动机构；所述y轴转动机构包括能够绕y轴转动的支撑筒，所述支撑筒上安装有x轴转动机构；所述x轴转动机构包括转动安装在所述支撑筒内的旋转筒，所述旋转筒的两端均穿出所述支撑筒，所述旋转筒的一端安装有用于固定产品的撑筒，所述旋转筒的另一端安装有能够转动和止动所述旋转筒的卡扣组件；所述旋转筒内安装有一端能够插入和退出所述撑筒的撑杆，所述撑杆插入到所述撑筒内时能够将所述撑筒撑开固定住所述产品。

其中，所述卡扣组件包括套在位于所述支撑筒外侧的所述旋转筒上的套环，所述套环上径向安装有转动套筒，所述转动套筒内滑动安装有拉杆，所述拉杆的一端设有能够穿过所述套环的定位珠，所述旋转筒上周向间隔设有多个能够与所述定位珠相配合的定位槽；所述拉杆的另一端安装有能够控制所述定位珠卡入和脱离所述定位槽的卡紧钮。

其中，所述转动套筒未与所述套环相连接的端面上设有径向贯穿的卡槽，所述卡紧钮上设有与所述卡槽相适配的卡块，所述卡块被拉出所述卡槽后所述拉杆能够在所述转动套筒内转动。

其中，所述转动套筒与所述套环相连接的一端设有安装槽，所述安装槽与所述卡槽之间设有供所述拉杆穿过的通孔，所述拉杆设有所述定位珠的端部设有周向凸起的凸块，所述定位珠固定在所述凸块上，位于所述凸块与所述安装槽的槽底之间的所述拉杆上套设有弹性件。

其中，所述转动套筒上设有沿x轴延伸的定位杆，所述支撑筒上固定有限位组件，所述限位组件包括沿所述支撑筒的径向伸出的两限位柱，所述定位杆位于两所述限位柱之间。

其中，所述撑杆与所述旋转筒螺纹连接，所述撑杆的另一端安装有摇柄。

其中，所述旋转筒位于所述套环外侧的端部套设有定位环，所述定位环上设有定位孔，所述旋转筒上对应所述定位孔的位置设有与所述定位孔相连通的通孔，所述定位孔与所述通孔内螺纹安装有端部能够顶在所述撑杆上的止动螺栓。

其中，所述y轴转动机构包括固定在所述转动块上的支撑座，所述支撑座上安装有轴向与y轴一致的转动轴，所述支撑筒的下侧固定有连接板，所述连接板通过所述转动轴转动安装在所述支撑座上，所述连接板上设有以所述转动轴为圆心的弧形限位孔，一锁紧螺栓穿过所述限位孔螺纹连接在所述支撑座上。

其中，所述z轴转动机构包括安装在所述底座上的轴向与z轴一致的旋转轴，所述转动块的一端安装在所述旋转轴上，所述转动块的另一端安装有竖向穿过所述转动块的导向件，所述底座上设有以所述旋转轴为圆心，以所述旋转轴与所述导向件之间的间距为半径的导向槽，所述导向件上的位于所述转动块下方的导向块滑动安装在所述导向槽内。

其中，所述导向槽的槽口部尺寸小于其它部位的尺寸，所述导向槽的两端各安装有一限位件，所述限位件包括竖向插入到所述导向槽内的螺杆，所述螺杆位于所述导向槽内的端部设有尺寸大于所述槽口部尺寸的锁紧块，所述螺杆位于所述导向槽外的端部螺纹连接有锁紧螺母。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明多方位转动工装包括底座，底座上安装有能够绕z轴转动的转动块，转动块上固定有y轴转动机构；y轴转动机构包括能够绕y轴转动的支撑筒，支撑筒上安装有x轴转动机构；x轴转动机构包括转动安装在支撑筒内的旋转筒，旋转筒的一端安装有撑筒，旋转筒的另一端安装有能够转动和止动旋转筒的卡扣组件；旋转筒内安装有一端能够插入和退出撑筒的撑杆，撑杆插入到撑筒内时能够将撑筒撑开。在进行产品(以表壳为例)加工时，将表壳套在撑筒上，将撑杆插入到撑筒内将撑筒撑开，从而将表壳固定在撑筒上，然后根据产品型号的不同绕y轴转动支撑筒，使得待加工的两内生耳部位正好位于加工设备的加工范围内，再使得转动块绕z轴来回转动，就能够完成一侧两内生耳的加工，这一侧的两内生耳加工完成后绕x轴(定义旋转筒的轴向为x轴方向)转动旋转筒，将另一侧的两个内生耳转到加工位置进行加工。由上述工作过程可知，本发明多方位转动工装能够实现x轴、y轴、z轴三个方向的转动，一次装夹产品就能够实现表壳四个内生耳的加工，与现有技术相比具有以下优点：

一、减少了上下料的次数，节省了上下料时间，提高了生产效率，避免了产品因多次上下料而被划伤的风险，保护了产品的外观；

二、保证了公差精度，加工一致性好，提高了产品的加工质量，提高了产品的良率；

三、能够适用多种不同型号尺寸的产品，通用性强；

从而解决了内侧小面积等不易加工位置的多方位移动，降低了加工难度，提高了加工效率和产品良率，使得产品能够满足外观的要求。

综上所述，本发明多方位转动工装解决了现有技术中内侧小面积不易加工等技术问题，本发明多方位转动工装能够实现z轴、x轴和y轴多个方向上的转动，一次装夹就能实现产品各个位置的加工，提高了生产效率，同时加工一致性好，提高了产品的加工质量，使得产品能够满足外观的要求。

附图说明

图1是本发明多方位转动工装的分解结构示意图；

图2是图1的组合图；

图3是本发明多方位转动工装的z轴及y轴转动机构的结构示意图；

图4是本发明多方位转动工装的z轴转动机构的结构示意图；

图5是图1中撑杆组件的结构示意图；

图6是图1中x轴转动机构的结构示意图；

图中：10、底座，12、导向槽，14、限位件，140、螺杆，142、锁紧螺母，144、锁紧块，16、安装槽，20、z轴转动机构，22、轴承，24、旋转轴，26、转动块，260、安装孔，28、固定螺栓，29、导向件，290、导向块，292、螺杆，294、调节螺母，30、y轴转动机构，32、支撑座，34、支撑筒，36、连接板，360、限位孔，38、锁紧螺栓，39、转动轴，40、x轴转动机构，42、旋转筒，420、连接座，422、定位槽，44、套环，440、过孔，46、卡扣组件，460、定位珠，462、弹簧，463、凸块，464、卡紧钮，4640、卡块，465、拉杆，466、转动套筒，4660、卡槽，4662、定位杆，4664、安装槽，47、限位环，470、限位柱，52、撑杆，520、安装孔，54、固定环，540、销孔，55、柱塞，560、摇把，562、手柄，58、定位环，580、定位孔，59、止动螺栓，60、撑筒，62、产品固定部，620、开缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

如图1所示，一种多方位转动工装，包括底座10，底座10上安装有z轴转动机构20，z轴转动机构包括能够绕z轴转动的转动块26，转动块26上安装有y轴转动机构30。y轴转动机构30包括能够绕y轴转动的支撑筒34，支撑筒34上安装有x轴转运机构40。x轴转动机构包括转动安装在支撑筒34内的旋转筒42，旋转筒42的两端均穿出支撑筒34，旋转筒42的一端安装有用于装夹固定产品的撑筒60，旋转筒42的另一端安装有能够转动和止动旋转筒42的卡扣组件46。旋转筒42内安装有一端能够插入和退出撑筒60的撑杆52，撑杆52插入到撑筒60内时能够将撑筒60的产品固定部62撑开，从而固定住产品(本实施方式中以表壳为例)。

如图1和图4共同所示，本实施方式中底座10为半圆形结构，z轴转动机构20的旋转轴24竖向安装在底座10的圆心位置，底座10上设有安装槽16，安装槽16内安装有轴承22，旋转轴24转动安装在轴承22内，旋转轴24的轴向与z轴一致。转动块26的一端安装在旋转轴24上，转动块26的端部设有上下贯穿的通孔，旋转轴24位于该通孔内，转动块26的该端端面上设有一水平方向延伸的螺纹孔，该螺纹孔与通孔相通，螺纹孔内安装有固定螺栓28，固定螺栓28顶在旋转轴24上，从而将转动块26与旋转轴24固定在一起，保证二者能够同步转动，可防止二者之间发生相对转动。

如图1和图4共同所示，转动块26的另一端安装有导向件29，导向件29包括竖向螺纹连接且穿过转动块26的螺杆292，螺杆292位于转动块26下侧的端部安装有导向块290，螺杆292位于转动块26上侧的部位螺纹连接有调节螺母294，调节螺母294为蝴蝶状，可调节转动块26与的高度，保证转动块26处一水平状态，使得转动块26转动得更顺滑，且调节起来更方便。底座10上设有导向槽12，导向槽12为以旋转轴24为圆心，以旋转轴24至导向件29之间的直线距离为半径的半圆形槽，导向块290位于导向槽12内，在转动块26转动时可保证转动的平稳性，有利于提高加工质量和加工的一致性。

如图1和图4共同所示，导向槽12的两端各安装有一限位件14。导向槽12为凸形槽，即导向槽12的槽口部尺寸小于其它部位的尺寸，其槽口部尺寸与螺杆292的尺寸相适配，导向块290的尺寸大于槽口的尺寸，卡在导向槽12内。限位件14的结构与导向件29的结构一致，包括竖向插入导向槽12内的螺杆140，螺杆140位于导向槽12内的端部设有尺寸大于槽口部尺寸的锁紧块144，螺杆140位于导向槽12外的端部螺纹连接有锁紧螺母142，锁紧螺母142为蝴蝶形。限位件14的此种结构可以很方便的调节限位件14在导向槽12上的位置，可根据不同产品的加工要求来改变转动块26的行程，使用更方便，通用性更强。

如图1、图3和图4共同所示，转动块26的中部设有用于安装y轴转动机构30的安装孔260，y轴转动机构30通过紧固件固定在转动块26上。y轴转动机构30包括固定在转动块26上的支撑座32，支撑座32包括底座及竖向设置在底座上的立板，立板上安装有轴向与y轴一致的转动轴39，转动轴39上转动安装有连接板36，连接板36也竖向设置，与立板滑动贴合，连接板36的中部与转动轴39连接，即连接板36通过转动轴39转动安装在支撑座32上。支撑筒34固定安装在连接板36的上端，支撑筒34的延伸方向与转动轴39垂直，连接板36上位于转动轴39下方的位置设有以转动轴39为圆心的弧形限位孔360，一锁紧螺栓38穿过限位孔360后与支撑座32的立板螺纹连接，松开锁紧螺栓38后可以绕转动轴39转动连接板36，从而改变支撑筒34的位置，调节到位后锁紧锁紧螺柱38，将支撑筒34定在需要的位置上。

如图1、图2和图6共同所示，卡扣组件46包括转动套在位于支撑筒34外侧的旋转筒42上的套环44，套环44上径向安装有转动套筒466，转动套筒466内滑动安装有拉杆465，拉杆465的一端设有定位珠460，套环44上对应定位珠460的位置设有过孔440，定位珠460能够从过孔440处穿过套环44，旋转筒42上周向等间距的间隔设有多个能够与定位珠460相配合的定位槽422，拉杆465的另一端安装有能够控制定位珠460卡入和脱离定位槽422的卡紧钮464。当定位珠460卡入定位槽422内时，旋转筒42与卡扣组件46为一体结构，推动转动套筒466绕旋转筒42的周向移动时旋转筒42会同步转动，当定位珠460脱离定位槽422时，旋转筒42与卡扣组件脱离，即便转动套筒466移动旋转筒42也不会转动，此时可以进行产品的加工。

如图1和图6共同所示，转动套筒466未与套环44相连接的一端的端面上设有径向贯穿的卡槽4660，卡槽4660位于端面的中心位置，卡紧钮464上设有与卡槽4660相适配的卡块4640，拉杆465固定在卡块4640上，卡槽4660的宽度略大于拉杆465的直径，拉杆465从卡槽4660的槽底部穿过。当卡块4640被拉出卡槽4660时，拉杆465能够在转动套筒466内转动。即当卡块4640卡在卡槽4660内时，定位珠460卡入在定位槽422内，握住卡紧钮464将拉杆465向外拉，并将卡块4640从卡槽4660内拉出后，将卡紧钮464转动90°后松开卡紧钮464，卡块4640会横在卡槽4660的两槽壁上，从而使得定位珠460脱离定位槽422。

如图1和图6共同所示，转动套筒466与套环44相连接的一端设有安装槽4664，安装槽4664与卡槽4660之间设有供拉杆465穿过的通孔，拉杆465设有定位珠460的端部设有周向凸起的凸块463，安装槽4664的直径略大于凸块463的直径，凸块463能够随着拉杆52在安装槽4664内滑动，定位珠460固定在凸块463上，位于凸块463与安装槽4664的槽底之间的拉杆465上套设有弹性件，本实施方式优选弹性件为弹簧462，弹簧462为压缩弹簧。当定位珠460卡入定位槽422时，弹簧462能够对定位珠460施加一个推力，能够有效的防止在旋转筒42转动时定位珠460从定位槽422内脱出，同时，想要定位珠460卡入定位槽422内时，只需要将卡紧钮464旋转90°，弹簧462就会自动的将拉杆52拉回，而不再需要人力将拉杆52推进行，操作更方便。

如图1和图2共同所示，转动套筒466的侧部设有向支撑筒34的方向沿x轴延伸的定位杆4662，支撑筒34上设有限位组件。本实施方式中限位组件包括并排套在支撑筒34端部的两限位环47，两限位环47上各设有一沿支撑筒34的径向伸出的限位柱470，两限位柱470错位设置，定位杆4662位于两限位柱470之间。本实施方式中限位环47采用卡箍的结构，其环绕支撑筒34上后两端沿支撑筒34的径向竖起并通过紧固件固定形成限位柱470，此种结构的限位环使用方便，可很方便的根据加工产品的型号不同而调节两限位柱470之间的距离，从而调节旋转筒42的转动行程。

如图1和图2共同所示，旋转筒42与撑筒60相连接的一端设有外径与撑筒60的内径相适配的连接座420，撑筒60的一端套接在连接座420上。撑筒60的另一端设有产品固定部62，产品固定部62上周向等间距的设有多条经过圆心并向撑筒60的另一端延伸的开缝620，各条开缝620将整个产品固定部62分为多个扇形块，当撑杆52插入到各扇形块之间时可使得各扇形块向外侧扩张，从而固定住套在产品固定部62周侧的产品。

如图1、图2和图5共同所示，撑杆52为螺纹杆，撑杆52与旋转筒42螺纹连接，撑杆52的另一端(即远离撑筒60的一端)位于旋转筒42的外侧，并安装有摇柄，摇柄包括与撑杆52连接的摇把560，摇把560的端部安装有球形手柄562，可通过旋转摇柄来控制撑杆52插入和退出撑筒60，从而实现产品的上下料。本实施方式中摇把560未安装有手柄的一端连接有固定环54，固定环54上设有一销孔540，撑杆52的端部设有安装孔520，固定环54通过穿过销孔540和安装孔520的柱塞55固定在撑杆52上，从而将摇柄固定在撑杆52上。

如图1和图2共同所示，旋转筒42位于套环44外侧的端部套设有定位环58，定位环58上设有定位孔580，旋转筒42上对应定位孔580的位置设有与定位孔580相通的通孔(图中未示出)，定位孔580与通孔内螺纹安装有止动螺栓59，止动螺栓59的端部能够顶在撑杆52上。当撑杆52将撑筒60撑开并装夹固定好产品时，可将止动螺栓59旋入定位孔580并顶在撑杆52上，从而将撑杆52固定住，可防止其继续转动，能够保证产品装夹的可靠性。

上述实施例中只是以加工表壳的四个内生耳为例对本发明多方位转动工装进行了详细的阐述，实际中本发明多方位转动工装不仅能够用于表壳的加工，其可适用于任何一种需要进行多方位加工的环形产品。

本发明多方位转动工装能够实现z轴、x轴和y轴多个方向上的转动，解决了内侧小面积难以加工的问题，一次装夹就能实现产品各个位置的加工，节省了上下料时间，保护了产品的外观不被划伤，同时保证了公差的精度，加工一致性好，提高了产品的加工质量，使得产品能够满足外观的要求。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。