CN106217246A - 一种径向柔性去毛刺主轴 - Google Patents

一种径向柔性去毛刺主轴 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机械加工制造领域，具体涉及一种径向柔性去毛刺主轴，包括主轴和外壳，还包括关节轴承、浮动支撑环和位移检测装置；所述外壳贯穿设有容腔，所述关节轴承和所述浮动支撑环约束于所述容腔，所述主轴安装于所述关节轴承和所述浮动支撑环；所述位移检测装置设置于所述外壳，所述位移检测装置对准所述容腔中的主轴。本发明的目的在于提出一种具有位移检测反馈装置的径向柔性去毛刺主轴，该装置具有可靠的主轴柔性浮动装置和主轴位置检测反馈装置。

Description

一种径向柔性去毛刺主轴
技术领域
本发明涉及机械加工制造领域，具体涉及一种径向柔性去毛刺主轴。
背景技术
采用压铸或模具工艺一次成型的工件件，在制作过程中不可避免地会产生浇冒口、飞边等毛刺。为避免影响后续加工过程和最终成品质量，在后续的加工工艺前，必须先对这些毛刺进行集中处理。
现有的自动化机械去毛刺装置分为刚性去毛刺装置和柔性去毛刺装置，其中刚性去毛刺装置的特点为结构简单成本低廉，但对于外形复杂的工件加工效果不好，且易于损坏工件；此外，由于零件自身尺寸及飞边尺寸的不一致，导致打磨质量的不稳定性并容易对刀具造成损坏。如果采用传统刚性切削的方法进行零件打磨，势必无法保证打磨质量，而且也会造成刀具寿命短、加工成本高的问题。
现有的柔性去毛刺装置使主轴具有了一定的自适应功能和刀具保护功能，相比刚性去毛刺装置由较高的提升，但是自动化技术发展较快，部分去毛刺装置已经应用于机械手，因此，以提高设备的加工质量和自动化程度为目的，需要设备具有信息反馈能力。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种具有位移检测与反馈装置的径向柔性去毛刺主轴，该装置具有可靠的主轴柔性浮动装置和检测反馈装置。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种径向柔性去毛刺主轴，包括主轴和外壳，还包括关节轴承、浮动支撑环和位移检测装置；所述外壳贯穿设有容腔，所述关节轴承和所述浮动支撑环约束于所述容腔，所述主轴安装于所述关节轴承和所述浮动支撑环；所述位移检测装置设置于所述外壳，所述位移检测装置对准所述容腔中的主轴。
其中，所述浮动支撑环包括环体和活塞杆；所述环体沿其圆周等间距设有多个活塞腔，所述活塞杆可沿径向滑动设置于所述活塞腔，所述活塞杆端部均朝向所述环体的圆心；所述容腔中开设有环形气槽，所述环形气槽用于连通各个所述活塞腔；所述外壳还设有管路和气腔，所述气腔开设于容腔，所述气腔连通于所述环形气槽，所述管路连通所述气腔和外壳外部。
所述外壳设有管路和气腔，所述气腔开设于所述环形气槽上方的外壳，所述管路连通所述气腔和机壳外部。
此外，所述外壳上端为开口，所述外壳上端开口处罩设有防尘罩；所述防尘罩设有轴孔，所述防尘罩轴孔处密封套设于所述主轴，所述防尘罩四周固定于所述外壳，所述防尘罩为柔性材质，所述防尘罩位于所述浮动支撑环上方。
此外，所述外壳下端为开口，所述外壳下端罩设有前防尘罩，所述前防尘罩设有轴孔，所述前防尘罩安装于所述外壳，所述前防尘罩轴孔处密封套设于所述主轴，所述前防尘罩为柔性材质。
其中，所述主轴轴身设有轴环，所述关节轴承安装于所述容腔下端，所述主轴套设在所述关节轴承，所述轴环位于所述关节轴承上方，所述关节轴承下方的主轴设有锁紧螺母，所述主轴通过轴环和锁紧螺母安装于所述关节轴承。
进一步地，所述位移检测装置包括传感器和位置检测环；所述关节轴承和浮动支撑环之间留有间距，所述传感器设置于所述关节轴承和浮动支撑环之间的所述容腔；所述位置检测环滑动设于所述容腔，所述位置检测环与所述环体之间设有复位弹簧；所述位置检测环由复位弹簧抵紧于所述轴环；所述位置检测环表面与所述传感器接触。
较佳地，所述主轴包括轴套和转动设置于所述轴套中的工作轴；所述关节轴承设有止转珠，所述关节轴承外圈凹槽面中心设有止转珠容纳腔，还包括沿所述关节轴承内圈球面竖向开设的止转槽，所述止转珠容纳设置于所述止转珠容纳腔和止转槽；还包括止转销，所述止转销固定设置于所述轴环与所述关节轴承内圈。
较佳地，所述主轴的质心位置安装于所述关节轴承。
其中，所述外壳上端还罩设有防尘罩盖，所述防尘罩盖中心贯穿开设有通孔；所述外壳上端设有阶梯槽，所述防尘罩盖可拆卸固定于所述阶梯槽，所述防尘罩盖将所述防尘罩四周压紧固定于所述阶梯槽之间。
此外，所述管路开设于所述外壳的壳体，所述外壳设有进气管接口。
本发明使用了浮动装置使主轴具有了自适应和柔性的能力，能够很好的避免工件对刀具的损坏，其中，径向柔性去毛刺主轴是通过柔性机构、位移检测配合反馈系统，对所打磨工件要素的不确定工况进行自动适应调整，以此保证加工主轴的安全，提高加工品质；此外，装置整体设置的前防尘罩和防尘罩使装置有较佳的防尘系统，避免设备内部收到灰尘影响。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的整体结构沿主轴的轴向剖面图；
图2是本发明的一个实施例的整体结构沿浮动支撑环横向剖面图；
图3是图1中A处的局部放大图；
图4是图1中B处的局部放大图；
图5是本发明的一个实施例的位移监测装置使用状态示意图。
其中：主轴 100、轴环 110、锁紧螺母 120、轴套 130、工作轴 140、外壳 200、管路210、气腔 220、防尘罩 230、防尘罩盖 240、前防尘罩 250、关节轴承 300、止转珠 310、止转珠容纳腔 320、止转槽 330、止转销 340、浮动支撑环 400、环体 410、活塞腔 411、活塞杆 420、环形气槽 430、位移检测装置 500、传感器 510、位置检测环 520、复位弹簧 530、阶梯槽 600、进气管接口 700。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-5所示，一种径向柔性去毛刺主轴，包括主轴100和外壳200，还包括关节轴承300、浮动支撑环400和位移检测装置500；所述外壳200贯穿设有容腔，所述关节轴承300和所述浮动支撑环400约束于所述容腔，所述主轴100安装于所述关节轴承300和所述浮动支撑环400；所述位移检测装置500设置于所述外壳200，所述位移检测装置500对准所述容腔中的主轴100。关节轴承300和浮动支撑环400使主轴具有了自适应和柔性的能力，能够很好的避免工件对刀具的损坏，此外，径向柔性去毛刺主轴是通过柔性机构、位移检测配合反馈系统，对所打磨工件要素的不确定工况进行自动适应调整，以此保证加工主轴的安全，提高加工品质。
其中，所述浮动支撑环400包括环体410和活塞杆420；所述环体410沿其圆周等间距设有多个活塞腔411，所述活塞杆420可沿径向滑动设置于所述活塞腔411，所述活塞杆420端部均朝向所述环体410的圆心；所述容腔中开设有环形气槽430，所述环形气槽430用于连通各个所述活塞腔411；所述外壳200还设有管路210和气腔220，所述气腔220开设于容腔，所述气腔220连通于所述环形气槽430，所述管路210连通所述气腔220和外壳200外部。以环体410为基座，正常情况下活塞杆420维持主轴竖直，在主轴100产生摆动时，周围的活塞杆420会相适应的产生伸出或收缩，使主轴100处于安全的浮动状态，并且使用气动活塞作为浮动装置，从而保证了可靠性和使用寿命；此外，将环形气槽开设于容腔中，从而使环形气槽430的整体结构较为简单，有利于环形气槽430的制作。
此外，所述外壳200上端为开口，所述外壳200上端开口处罩设有防尘罩230；所述防尘罩230设有轴孔，所述防尘罩230轴孔处密封套设于所述主轴100，所述防尘罩230四周固定于所述外壳200，所述防尘罩230为柔性材质，所述防尘罩230位于所述浮动支撑环400上方。
此外，所述外壳200下端为开口，所述外壳200下端罩设有前防尘罩250，所述前防尘罩250设有轴孔，所述前防尘罩250安装于所述外壳200，所述前防尘罩250轴孔处密封套设于所述主轴100，所述前防尘罩250为柔性材质。防尘罩230和前防尘罩250设置于外壳200两端开口处，套设于主轴，所遇不影响主轴的旋转，防尘罩230和前防尘罩250的设置避免了杂物进入到外壳200的容腔中，保证了容腔内部的清洁度，避免设置在容腔中的部件因杂物的影响而造成的故障。
其中，所述主轴100轴身设有轴环110，所述关节轴承300安装于所述容腔下端，所述主轴100套设在所述关节轴承300，所述轴环100位于所述关节轴承300上方，所述关节轴承300下方的主轴设有锁紧螺母120，所述主轴100通过轴环110和锁紧螺母120安装于所述关节轴承300。
其中，所述位移检测装置500包括传感器510和位置检测环520；所述关节轴承300和浮动支撑环400之间留有间距，所述传感器510设置于所述关节轴承300和浮动支撑环400之间的所述容腔；所述位置检测环520滑动设于所述容腔，所述位置检测环520与所述环体410之间设有复位弹簧530；所述位置检测环520由复位弹簧530抵紧于所述轴环110；所述位置检测环520表面与所述传感器520接触。主轴100在自适应产生角度摆动时，轴环110随主轴产生倾斜，此时位置检测环520被轴环推动，如此即产生位置变化，而位置检测环520产生的位移量则由传感器510测得数值，传感器510测得的数值反馈后，设备即可根据该数值做相应的调整，如此即可实时掌握工件与主轴100之间的数据情况，以此为依据，能够有效的提高加工品质，并且可以通过预设数值和程序对主轴进行保护，避免主轴100强行加工超出工作能力的工作，对主轴100进行了保护，较佳的传感器种类为直线位移传感器。
此外，所述主轴100包括轴套130和转动设置于所述轴套130中的工作轴140；所述关节轴承300设有止转珠310，所述关节轴承300外圈凹槽面中心设有止转珠容纳腔320，还包括沿所述关节轴承内圈球面竖向开设的止转槽330，所述止转珠310容纳设置于所述止转珠容纳腔320和止转槽330；还包括止转销340，所述止转销340固定设置于所述轴环110与所述关节轴承300内圈。由于主轴100外部收到300和400的作用，会产生较多的干扰，因此，将工作轴140作为转动加工部，轴套130作为工作轴140外部装置，使用轴套130和工作轴140此类结构能够减少其他部件对工作轴140的干扰，也避免了相互磨损的问题，此类结构能够较佳的提高加工品质和使用寿命。
值得注意的是，所述主轴100的质心位置安装于所述关节轴承300。由于受主轴100现有装置自重影响，导致现有柔性去毛刺装置以多姿态去除结构复杂零件的毛刺时，对于外壳的位置、角度会随装置姿态的变化而变化，从而影响加工质量，将主轴100质心位置安装于所述关节轴承300，减少甚至避免了主轴100在工作时受重力影响
其中，所述外壳200上端还罩设有防尘罩盖240，所述防尘罩盖240中心贯穿开设有通孔；所述外壳200上端设有阶梯槽600，所述防尘罩盖240可拆卸固定于所述阶梯槽600，所述防尘罩盖240将所述防尘罩230四周压紧固定于所述阶梯槽600之间。防尘罩230通过防尘罩盖240压紧固定于外壳200后端，防尘罩230的设置进一步加强了装置整体的防尘功能，并且使用防尘罩盖240将防尘罩230约束，这种结构增加了防尘功能，简化了防尘罩230的安装结构，提高了装置整体的品质。
此外，所述管路210开设于所述外壳200的壳体，所述外壳200设有进气管接口700。将管路210开设于外壳200的壳体，使管路210的可靠性得到保证，同时，使装置的整体结构更紧凑，减少了外挂气管带来的问题。
本发明在使用中，主轴100通过关节轴承300和浮动支撑环400安装于机壳200，这里的关节轴承300用于主轴100摆动，浮动支撑环400则为主轴100提供扶正的作用力和主轴摆动时的缓冲，此类结构的主轴100在旋转时摆动不会与工件产生刚性碰撞，反而会产生柔性缓冲和自适应的效果，设置在装置的防尘罩230和前防尘罩250封闭了外壳200的前后端开口，并且不影响主轴的旋转，防尘罩230和前防尘罩250是柔性材质，所以能够随着主轴100的摆动伸展和收缩，不影响防尘罩230和前防尘罩250对外壳200的防尘密封，位移检测装置500检测主轴100的摆动角度，将检测数据反馈至控制系统，以此为根据对所打磨工件要素的不确定工况进行自动适应调整。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种径向径向柔性去毛刺主轴，包括主轴和外壳，其特征在于：还包括关节轴承、浮动支撑环和位移检测装置；
所述外壳贯穿设有容腔，所述关节轴承和所述浮动支撑环约束于所述容腔，所述主轴安装于所述关节轴承和所述浮动支撑环；
所述位移检测装置设置于所述容腔，所述位移检测装置对准所述主轴。
2.根据权利要求1所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述浮动支撑环包括环体和活塞杆；
所述环体沿其圆周等间距设有多个活塞腔，所述活塞杆可沿径向滑动设置于所述活塞腔，所述活塞杆端部均朝向所述环体的圆心；
所述容腔中开设有环形气槽，所述环形气槽用于连通各个所述活塞腔；
所述外壳还设有管路和气腔，所述气腔开设于容腔，所述气腔连通于所述环形气槽，所述管路连通所述气腔和外壳外部。
所述外壳设有管路和气腔，所述气腔开设于所述环形气槽上方的外壳，所述管路连通所述气腔和机壳外部。
3.根据权利要求1所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述外壳上端为开口，所述外壳上端开口处罩设有防尘罩；所述防尘罩设有轴孔，所述防尘罩轴孔处密封套设于所述主轴，所述防尘罩四周固定于所述外壳，所述防尘罩为柔性材质，所述防尘罩位于所述浮动支撑环上方。
4.根据权利要求1所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述外壳下端为开口，所述外壳下端罩设有前防尘罩，所述前防尘罩设有轴孔，所述前防尘罩安装于所述外壳，所述前防尘罩轴孔处密封套设于所述主轴，所述前防尘罩为柔性材质。
5.根据权利要求2所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述主轴轴身设有轴环，所述关节轴承安装于所述容腔下端，所述主轴套设在所述关节轴承，所述轴环位于所述关节轴承上方，所述关节轴承下方的主轴设有锁紧螺母，所述主轴通过轴环和锁紧螺母安装于所述关节轴承。
6.根据权利要求5所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述位移检测装置包括传感器和位置检测环；
所述关节轴承和浮动支撑环之间留有间距，所述传感器设置于所述关节轴承和浮动支撑环之间的所述容腔；
所述位置检测环滑动设于所述容腔，所述位置检测环与所述环体之间设有复位弹簧；所述位置检测环由复位弹簧抵紧于所述轴环；
所述位置检测环表面与所述传感器接触。
7.根据权利要求6所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述主轴包括轴套和转动设置于所述轴套中的工作轴；
所述关节轴承设有止转珠，所述关节轴承外圈凹槽面中心设有止转珠容纳腔，还包括沿所述关节轴承内圈球面竖向开设的止转槽，所述止转珠容纳设置于所述止转珠容纳腔和止转槽；
还包括止转销，所述止转销固定设置于所述轴环与所述关节轴承内圈。
8.根据权利要求1或7所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述主轴的质心位置安装于所述关节轴承。
9.根据权利要求3所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述外壳上端还罩设有防尘罩盖，所述防尘罩盖中心贯穿开设有通孔；
所述外壳上端设有阶梯槽，所述防尘罩盖可拆卸固定于所述阶梯槽，所述防尘罩盖将所述防尘罩四周压紧固定于所述阶梯槽之间。
10.根据权利要求2所述的径向柔性去毛刺主轴，其特征在于：所述管路开设于所述外壳的壳体，所述外壳设有进气管接口。
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