一种回转分度装置及多槽同步加工线切割机床

1.本发明涉及机床加工技术领域，具体涉及一种回转分度装置及多槽同步加工线切割机床。


背景技术：

2.轮胎模具的制作工艺中包含一道对环形工件等分切割的工序。根据轮胎模具型号的不同，轮胎模具一般需分块切割4-16等分。在现有技术中，轮胎模具切割是利用普通线切割机床逐条按顺序切割方式完成的，该方法切割效率低且切割过程中会产生内应力。
3.为了解决上述问题，现有技术中采用多槽同步加工线切割机床对工件进行加工，该机床够多工位同步进给切割，提高花纹块的分割效率，并减小零件内应力。多槽同步加工线切割机床的工件支撑台是固定的，不能对工件进行回转分度，因此只能对工件进行一次切割，即对工件4等分。若要求对模具8等分，则需要在完成第一次4等分加工后重新吊起环形零件，并手动转动45
°
后再次放置到支撑台进行第二次加工。该方法会增加人工成本且操作不安全，同时手动分度存在较大误差。
4.为了解决上述问题，申请公布号为cn108436202a的发明专利申请公开了一种多槽同步电火花线切割加工机床的可移动工件支承台，包括内周面设有传动齿且与机床床身固定相连的环形齿条，所述环形齿条上方设有若干个均匀周向设置的工件承载台，所述工件承载台的一端分别与中心定位环的外周面固定相连形成一体结构，所述中心定位环套于中心立柱的外周面且可绕中心立柱的中心轴线旋转，所述工作承载台内部设有驱动电机，所述驱动电机的动力输出端朝下且与传动齿轮相连，所述传动齿轮与所述环形齿条啮合传动。相对于现有技术，本发明技术方案自动化控制实现工件角度旋转，能够提高加工效率、降低工作强度、保证加工质量以及有效提高多槽电火花线切割加工机床的自动化程度。但是，上述可移动工件支承台还存在以下不足：
5.上述申请中的电极丝支架共有四个，分别对应四个切割工位，工作承载台位于两个切割工位之间，因此，该工作承载台只能在两个切割工位之间的有限空间进行旋转，且工作承载台本身占有部分空间，导致工件旋转的角度有限，不能满足工件的多块等分切割的要求，加工灵活性低。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种回转分度装置，该回转分度装置能够驱动工件进行整圈或者多圈旋转，能够满足工件的多块等分切割的要求，加工灵活性高。
7.本发明的另一个目的在于提供一种包含上述回转分度装置的多槽同步加工线切割机床。
8.本发明的目的通过以下技术方案实现：
9.一种回转分度装置，包括至少三个用于对工件进行支撑与定位的支撑定位机构；
多个支撑定位机构在多槽同步加工线切割机床的工作台上呈圆周分布；其中，
10.所述支撑定位机构包括设置在所述工作台上的底座、设置在所述底座上用于对工件进行径向限位的径向限位件、至少一个设置在所述底座上用于支撑工件的第一万向滚珠支撑件以及用于调节所述径向限位件在底座上位置的位置调节组件。
11.上述回转分度装置的工作原理是：
12.工作时，将工件放置在工作台上的支撑定位机构中，每个安装座上的第一万向滚珠支撑件对工件起到了支撑作用；位置调节组件可以调节径向限位件的位置，对工件实现了径向限位，工件与第一万向滚珠支撑件始终保持着滚动摩擦的状态，大大降低了驱动力矩；工件完成一次切割后，当需要对工件进行回转分度时，可以通过手动转动工件，可以轻易带动工件在第一万向滚珠支撑件上转动，每次完成切割后加工完成后，旋转工件即可完成工件的分度；也可以通过设置分度驱动机构自动驱动工件进行转动，完成自动回转分度。
13.本发明的一个优选方案，其中，所述回转分度装置还包括至少一个用于驱动工件进行自动旋转的分度驱动机构；其中，所述分度驱动机构包括设置在工作台上的安装座、设置在安装座上且与工件相切的滚轮以及用于驱动所述滚轮转动的动力组件。采用上述结构，通过动力组件驱动滚轮转动，由于滚轮与工件相切，转动的滚轮通过摩擦力会带动工件进行旋转，每次切割完成后，通过动力组件驱动滚轮转动，带动工件自动旋转，即可完成工件的自动回转分度；简化加工过程，提高了多槽同步加工线切割机床的自动化水平。
14.优选地，所述底座上设有用于安装所述第一万向滚珠支撑件的沉孔或者凹腔，其中，所述第一万向滚珠支撑件的数量与沉孔的数量相对应；所述第一万向滚珠支撑件的底部与凹腔的底面滑动连接。上述结构中，通过设置沉孔，便于对第一万向滚珠支撑件的安装，并对工件实现承载；通过设置凹腔，使得第一万向滚珠支撑件在凹腔上可以滑动，可以灵活调节第一万向滚珠支撑件在凹腔上的位置，适应不同尺寸的工件，便于对工件进行支撑，灵活性高。
15.优选地，所述支撑定位机构还包括第二万向滚珠支撑件；其中，所述径向限位件上设有用于安装所述第二万向滚珠支撑件的径向孔以及用于调节第二万向滚珠支撑件在所述径向孔中径向位置的调节螺栓。上述结构中，通过设置径向孔，便于对第二万向滚珠支撑件的安装，方便零件的更换；第二万向滚珠支撑件安装在径向孔中，一方面可以随着径向限位件径向运动，对工件实现径向约束；另一方面，通过调节螺栓，可以调节第二万向滚珠支撑件在径向孔中进行移动，在放置工件时，便于对工件进行限位；另外，第二万向滚珠支撑件与工件之间始终保持滚动摩擦状态，大大降低了驱动力矩，结合第一万向滚珠支撑件，通过手动也可轻松转动工件。
16.优先地，工件加工时，所述第二万向滚珠支撑件与工件相切。上述结构中，第二万向滚珠支撑件与工件相切，能够减小工件与第二万向滚珠支撑件之间的摩擦力，便于工件运动。
17.进一步地，所述第二万向滚珠支撑件与工件的内径或者外径相切。当第二万向滚珠支撑件与工件的内径相切，则径向限位件位于工件的内侧，当第二万向滚珠支撑件与工件的外径相切，则径向限位件位于工件的外侧。
18.优选地，所述动力组件包括固定在所述安装座上的驱动电机，所述驱动电机的主轴通过联轴器与所述滚轮连接。通过设置驱动电机，可以直接对滚轮实现驱动，从而带动工
件转动，结构简单。
19.优选地，所述径向限位件上设有倾斜的导向面。其目的在于，放置工件时，倾斜的导向面对工件起到引导作用，可以使工件更加顺畅放入底座上，并且能够使得工件准确对中。
20.优选地，所述位置调节组件包括平行设置在底座上的两条调节槽以及设置在所述调节槽与径向限位件之间的t型螺栓，所述t型螺栓的头部与所述调节槽活动连接，尾部与所述径向限位件连接。通过设置调节槽和t型螺栓，可以灵活调整径向限位件在底座上的不同的径向位置，结构简单，调节方便。
21.优选地，所述底座和所述安装座均能够在工作台上沿着径向方向移动。上述目的在于，能够灵活调整底座和安装座在工作台上的径向位置，进一步使得分度驱动机构、支撑定位机构能够适应不同直径大小的工件的放置与驱动。
22.优选地，所述底座与所述第一万向滚珠支撑件之间设有一层缓冲垫。其目的在于，可以缓解工件对第一万向滚珠支撑件的冲击，缓冲垫可以起到很好的缓冲作用，避免了工件以及第一万向滚珠支撑件的损坏。
23.优选地，所述底座上设有钢尺，所述钢尺用于测量径向限位件的位置。
24.优选地，所述径向限位件的底部设有避让槽，其目的在于，防止径向限位件在底座上移动时，与第一万向滚珠支撑件发生干涉。
25.一种多槽同步加工线切割机床，包括所述的回转分度装置。
26.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
27.1、本发明中的回转分度装置，通过动力组件驱动滚轮转动，转动的滚轮通过摩擦力会带动工件进行旋转，实现工件的整圈或者多圈旋转，从而能够满足工件的多块等分切割的要求，加工灵活性高。
28.2、本发明中的优选方案，通过第一万向滚珠支撑件承载工件重量，第二万向滚珠支撑件用于径向限位，同时，第一万向滚珠支撑件、第二万向滚珠支撑件与工件之间始终保持滚动摩擦状态，大大降低了驱动力矩，通过手动也可轻松转动工件。
29.3、本发明中的优选方案，通过动力组件驱动滚轮转动，带动工件进行旋转，能够满足机床对工件的分度要求，无需人工进行分度，简化加工过程，提高了加工效率，避免了人工操作带来的不足，有效提高了多槽同步加工线切割机床的自动化程度和实用性。
30.4、本发明中的优选方案，通过设置导向面，使得工件在放置过程中，可以通过导向面顺畅放置并准确对中。
附图说明
31.图1为本发明中的多槽同步加工线切割机床的其中一种实施方式的立体结构示意图。
32.图2为本发明中的多槽同步加工线切割机床(含有工件)的俯视图。
33.图3为本发明中的支撑定位机构的立体图。
34.图4为本发明中的分度驱动机构的爆炸视图。
35.图5为本发明中的第一万向滚珠支撑件与第二万向滚珠支撑件的结构示意图。
36.图6为本发明中的第二万向滚珠支撑件与调节螺栓的安装结构示意图。
37.图7为本发明中的第二万向滚珠支撑件安装在径向限位件的结构示意图。
38.图8为本发明中的第二万向滚珠支撑件安装在径向限位件上的另一种实施方式的结构示意图。
39.图9为发明中的支撑定位机构的另一种具体实施方式的结构示意图。
40.图10为发明中的支撑定位机构的第三种具体实施方式的结构示意图。
41.图11为发明中的位置调节组件的另一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
42.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
43.实施例1
44.参见图1-图2，本实施例公开了一种回转分度装置，包括四个用于对工件6进行支撑与定位的支撑定位机构2以及两个用于驱动工件6进行旋转的分度驱动机构4；四个支撑定位机构2在多槽同步加工线切割机床的工作台3上呈圆周分布；两个分度驱动机构4在工作台3上呈相对设置。四个支撑定位机构2在工作台3上呈圆周分布，在支撑工件6时，对工件6受力更加均匀，可以提高工件6放置的稳定性，两个分度驱动机构4也能起到一定的径向定位的作用，同时也能起到稳定驱动工件旋转的效果。
45.参见图1-图3，所述支撑定位机构2包括设置在所述工作台3上用于支撑工件6的底座201、设置在所述底座201上用于对工件6进行径向限位的径向限位件205、三个设置在所述底座201上用于支撑工件6的第一万向滚珠支撑件203、设置在所述径向限位件205上的第二万向滚珠支撑件204以及用于调节所述径向限位件205在底座201上位置的位置调节组件；三个第一万向滚珠支撑件203沿着径向分布，所述第二万向滚珠支撑件204与工件6相切。通过设置第一万向滚珠支撑件203和第二万向滚珠支撑件204，一方面，第一万向滚珠支撑件203可以对工件6起到支撑承载的作用，第二万向滚珠支撑件204的随径向限位件205在底座201上移动，通过调节径向限位件205的位置，使其与工件6的外径相切，对工件6实现径向限位的作用；另一方面，第一万向滚珠支撑件203和第二万向滚珠支撑件204可以使得工件6与第一万向滚珠支撑件203和第二万向滚珠支撑件204始终保持着滚动摩擦的状态，大大降低了驱动力矩，使得工件6容易在第一万向滚珠支撑件203和第二万向滚珠支撑件204上转动，使得滚轮403更容易带动工件6转动，对工件6进行分度；设置多个第一万向滚珠支撑件203可以对不同直径大小的工件6进行支撑，适应性、灵活性更高。
46.参见图1-图3，所述第二万向滚珠支撑件204与工件6的内径或者外径相切。当第二万向滚珠支撑件204与工件6的内径相切，则径向限位件205位于工件6的内侧，当第二万向滚珠支撑件204与工件6的外径相切，则径向限位件205位于工件6的外侧。上述结构中，第二万向滚珠支撑件204与工件6相切，能够减小工件6与第二万向滚珠支撑件204之间的摩擦力，便于工件6运动。
47.参见图1-图4，所述分度驱动机构4包括设置在工作台3上的安装座406、设置在安装座406上且与工件6相切的滚轮403以及用于驱动所述滚轮403转动的动力组件。所述动力组件包括固定在所述安装座406上的驱动电机407，所述驱动电机407的主轴通过联轴器405与所述滚轮403连接。通过设置驱动电机407，可以直接对滚轮403实现驱动，从而带动工件6
转动，结构简单。
48.所述滚轮403采用橡胶材质的滚轮，可以增大滚轮403与工件之间的摩擦力，便于滚轮403带动工件6运动，同时，当驱动电机407停止驱动滚轮403时，滚轮403的摩擦力能够对工件6起到很好的限位作用，防止工件6发生转动，提高切割加工精度。
49.参见图4，所述滚轮403为分度驱动机构4的执行部件，其轴线与工件6的轴线平行；且该滚轮403与所述工件6的外表面相切，所述安装座406的上端设有轴承座401，所述滚轮403两端设有上端轴承402和下端轴承404，所述上端轴承402固定在所述轴承座401上，下端轴承404固定在安装座406上。
50.参见图3-图4，所述底座201上设有用于安装所述第一万向滚珠支撑件203的沉孔17，所述第一万向滚珠支撑件203的数量与沉孔17的数量相对应，所述第一万向滚珠支撑件203在沉孔17中可以上下滑动，从而将第一万向滚珠支撑件203拆卸出来，第一万向滚珠支撑件203与沉孔17连接，使得第一万向滚珠支撑件203在沉孔17中不能沿着前后左右等水平方向移动，限定了第一万向滚珠支撑件203在底座201上的位置。上述结构中，通过设置沉孔17，便于对第一万向滚珠支撑件203的安装，并对工件实现承载，在工件6自身重力的情况下，固定在第一万向滚珠支撑件203上。
51.参见图7和图8，所述径向限位件205上设有用于安装所述第二万向滚珠支撑件204的径向孔16以及用于调节第二万向滚珠支撑件204在所述径向孔16中径向位置的调节螺栓15。上述结构中，通过设置径向孔16，便于对第二万向滚珠支撑件204的安装，方便零件的更换；第二万向滚珠支撑件204安装在径向孔16中，一方面可以随着径向限位件205径向运动，对工件6实现径向约束；另一方面，通过调节螺栓15，可以调节第二万向滚珠支撑件204在径向孔16中进行移动，在放置工件6时，便于对工件6进行限位。
52.参见图3，所述径向限位件205上设有倾斜的导向面。其目的在于，放置工件6时，倾斜的导向面对工件6起到引导作用，可以使工件6更加顺畅放入底座201上，并且能够使得工件6准确对中。
53.参见图3，所述位置调节组件包括平行设置在底座201上的两条调节槽以及设置在所述调节槽与径向限位件205之间的t型螺栓，所述t型螺栓的头部与所述调节槽活动连接，尾部通过螺母与所述径向限位件205连接。通过设置调节槽和t型螺栓，可以灵活调整径向限位件205在底座201上的不同的径向位置，结构简单，调节方便。
54.参见图1-图2，所述底座201和所述安装座406均能够在工作台3上沿着径向方向移动。所述工作台3在与所述安装座406对应的位置上设有t型槽，所述安装座406上也通过t型螺栓与工作台3上的t型槽连接，同时安装座406可沿着t型槽径向移动以对滚轮403和工件6之间施加预紧力。上述目的在于，能够灵活调整底座201和安装座406在工作台3上的径向位置，进一步使得分度驱动机构4、支撑定位机构2能够适应不同直径大小的工件6的放置与驱动；另外，所述底座201也采用与上述一样的结构(t型槽结合t型螺栓的结构)以实现底座201在工作台上沿着径向方向移动并调节位置。
55.参见图3，所述底座201与所述第一万向滚珠支撑件203之间设有一层缓冲垫。其目的在于，可以缓解工件6对第一万向滚珠支撑件203的冲击，缓冲垫可以起到很好的缓冲作用，避免了工件6以及第一万向滚珠支撑件203的损坏。
56.参见图3，所述缓冲垫可以设置在沉孔17中。
57.参见图3，所述底座201上设有钢尺202，所述钢尺202上设有刻度，用于测量径向限位件205的位置。
58.参见图11，所述径向限位件205的底部设有避让槽10，其目的在于，防止径向限位件205在底座201上移动时，与第一万向滚珠支撑件203发生干涉。
59.参见图1，所述底座201为整体式底座。其目的在于，结构更加紧凑，减少零件装配过程。
60.参见图5，所述第一万向滚珠支撑件203和第二万向滚珠支撑件204均包括支撑座7、封盖9、设置在支撑座7上的滚珠8以及设置在滚珠8与支撑座7之间的多个小珠体14。
61.参见图6-图7，所述调节螺栓15可以与所述第二万向滚珠支撑件204的支撑座7固定连接，成一体设置，通过拧动调节螺栓15，实现调节螺栓15在径向限位件205中运动，从而带动第二万向滚珠支撑件204在径向孔16中运动，进而实现位置调节。
62.参见图1-图8，上述回转分度装置的工作原理是：
63.所加工的工件6为环形工件6，支撑定位机构2通过螺栓连接固定在多槽同步加工线切割机床的工作台3上，此时，分度驱动机构4通过t型螺栓固定在工作台3的靠外侧上，将径向限位件205固定在与工件6外径尺寸相对应的刻度处，然后通过调节螺栓15调节第二万向滚珠支撑件204在径向孔16中的位置，使得第二万向滚珠支撑件204完全嵌入径向孔16中，接着放置工件6，径向限位件205的导向面可以引导工件6顺畅落下并且能够保证环形工件6的轴线与工作台3的中心轴线重合，工件6靠自身重力固定在第一万向滚珠支撑件203上。
64.工件6放置完成后，通过调节螺栓调整第二万向滚珠支撑件204在径向孔16内的前后位置，使得第二万向滚珠支撑件204与工件6外径相切接触，同时通过移动安装座406在工作台3上的t型槽的位置，使得滚轮403与工件6的外径接触并保持一定的压力，然后通过t型螺栓固定安装座406的位置，保证了滚轮403与工件6具有一定的摩擦力，工件6定位完成后，对工件6进行第一次切割。
65.在完成第一次切割后，工件6被4等分；控制器向驱动电机407发送一定数量的脉冲信号，两个驱动电机407同时工作，通过联轴器405带动滚轮403旋转，转动的滚轮403通过摩擦力会带动工件6进行旋转，使工件6旋转45
°
后，再进行二次切割，即实现对工件6的8等分。通过传动比可准确计算出工件6转角与脉冲数量的关系，因此，本实施例中的回转分度装置可实现多种方式的加工，如12、16、20等分等等。
66.实施例2
67.本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述滚轮403与工件6的内表面相切。滚轮403与工件6的内表面相切也能实现对工件6的驱动。
68.实施例3
69.参见图6和图8，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述调节螺栓15与所述第二万向滚珠支撑件204的支撑座7分开设置，通过拧动调节螺栓15，实现调节螺栓15在径向限位件205中运动，从而推动第二万向滚珠支撑件204在径向孔16中移动，进而实现位置调节。
70.实施例4
71.参见图9，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述底座201上
设有凹腔209，所述第一万向滚珠支撑件203的底部与凹腔209的底面滑动连接。通过设置凹腔209，使得第一万向滚珠支撑件203在凹腔209上可以滑动，可以灵活调节第一万向滚珠支撑件在凹腔209上的位置，适应不同尺寸的工件，便于对工件进行支撑，灵活性高。
72.参见图9，所述第一万向滚珠支撑件203的支撑座7与所述凹腔209上均设有排液孔，以防止工作液在支撑座7与所述凹腔209中发生积液。
73.实施例5
74.参见图10，本实施例中的其它结构与实施例4相同，不同之处在于，所述底座201为分立式底座，包括位于下端的支撑主体207和位于上端的安装主体206，所述凹腔209、径向限位件205均设置在安装主体206上，安装主体206和支撑主体207之间设有密封结构，用以隔绝工作液。
75.实施例6
76.参见图11，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述位置调节组件包括平行设置在底座201上的两条导轨11、设置在所述径向限位件205上的导向槽12以及固定螺栓13，所述导向槽12与所述导轨11滑动配合连接。通过设置导轨11与导向槽12，使得径向限位件205在底座201上运动的更加稳定，便于对径向限位件205的位置进行调节，位置调节好后，通过固定螺栓13可以保证径向限位件205固定在导轨上，起到定位与固定的作用。
77.实施例7
78.参见图1-图2，本实施例公开了一种多槽同步加工线切割机床，包括工作台3、设置在所述工作台3中部的中心立柱5、设置在所述工作台3上的四个用于切割工件6的丝架1以及所述的回转分度装置；其中，所述四个所述丝架1环绕工作台3中心呈径向辐射状分布，每个支撑定位机构2设置在相邻两个丝架1之间；两个驱动分度驱动机构4呈相对设置，每个分度驱动机构4也位于相邻两个丝架1之间。
79.实施例8
80.本实施例中的其它结构与实施例6相同，不同之处在于，所述丝架1的数量可以为五个或者其他数量，所述支撑定位机构2的数量与丝架1的数量相互对应。
81.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。