CN110125791B - 一种浮动连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动连接器，属于珩磨加工技术领域。包括连接体组件和副连接体，连接体组件包括主连接体和下封盖；副连接体的头部容纳于主连接体下端的浮动腔内；下封盖套设于副连接体外，并与主连接体下端可拆卸连接；浮动腔内还设置有交叉块，交叉块滑动连接于浮动腔底部与副连接体顶部之间；副连接体和交叉块与浮动腔的内壁之间，以及下封盖与副连接体外壁之间均间隙配合。本发明使用交叉块与主连接体和副连接体水平滑动配合代替传统万向节的结构，使得刀具能够在水平方向上的浮动更加平稳，珩磨加工精度更高，且孔口不易加工成喇叭形状；另外，在刀具旋转时因有定心设计，刀具不易发生摆动，刀具入孔更准确，不会对孔口造成破坏。

Description

一种浮动连接器

技术领域

本发明涉及珩磨加工技术领域，具体是一种浮动连接器。

背景技术

珩磨工艺(含珩铰、铰珩工艺)是用珩磨刀具对工件内孔表面进行的超精加工的加工工艺，珩磨加工时，将工件安装在珩床工作台上或专用夹具中，珩磨刀具插入已作粗加工的底孔中，由机床主轴带动珩磨刀具旋转并作轴向往复运动，珩磨刀具上的珩磨条以一定压力与待加工孔壁接触，即可切去一层极薄的金属，从而将内孔不良形状切除，提高孔的加工精度。

目前常用的珩磨工艺通常是浮动珩磨，浮动珩磨包括两种浮动方式：一种是将工件装入浮动工装内，实现工件浮动；另一种将刀具连接器设计成浮动式结构，实现刀具浮动。后一种浮动方式往往是采用万向节结构实现浮动，而万向节结构产生的浮动平稳性差，刀具加工时容易发生摆动，使刀具入孔困难，同时容易产生喇叭口，使加工不能达到稳定精度，严重降低了孔的加工质量；

经检索，中国专利，申请公告号：CN 106737155 A，申请公布日：2017.05.31，公开了一种小摆角全浮动珩磨机用夹头，包括两端开口的中空的联接套以及活动安装在联接套内的两端开口的中空的联接轴，在联接套和联接轴的内部设有三段式转向节，所述三段式转向节包括上段转向节、转向节轴、中段转向节、转向节摆块和下段转向节，上端调节弹簧施压浮动，三段式转向节安装在联接轴内部，联接轴外部由上轴承和下轴承内圈固定定位，可有效控制刀套旋转摆角，实现刀套在圆周方向上的全程浮动，刀具安装在与下段转向节相连的刀套内，保证了机床主轴、刀具旋转轴心一致。该发明虽然利用刀套限位减小了刀具的浮动角度，但实现浮动的主要结构仍然是万向节，无法彻底消除万向节结构所导致的不足，且由于限制摆动结构的设置，导致万向节的浮动性不足，对加工精度有负面影响。

发明内容

发明要解决的技术问题

针对现有技术中刀具连接器采用万向节结构实现浮动导致刀具转动稳定性差的问题，本发明提供了一种浮动连接器，使用交叉块与主连接体和副连接体水平滑动配合代替传统万向节结构，使得刀具能够在水平方向上浮动更加平稳，加工精度更高；且不会产生径向摆动，进而不会将孔口加工成喇叭形；另外，由于刀具旋转时不发生摆动，对主轴造成的离心力小，不会影响机床主轴精度。

技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种浮动连接器，包括连接体组件和副连接体，所述连接体组件包括主连接体和下封盖；所述副连接体的头部容纳于所述主连接体下端的浮动腔内；所述下封盖套设于所述副连接体外，并与所述主连接体下端可拆卸连接；所述浮动腔内还设置有交叉块，所述交叉块滑动连接于所述浮动腔底部与所述副连接体顶部之间，所述副连接体与所述交叉块之间，以及所述交叉块与所述主连接体之间均能发生水平方向上的相对滑动；所述副连接体和所述交叉块与所述浮动腔的内壁之间，以及所述下封盖与所述副连接体外壁之间均间隙配合，分别为所述交叉块和所述副连接体提供水平方向浮动的空间余量。

进一步地，所述交叉块呈环形，其上端面上径向设置有顶部定位凸台，且其下端面上径向设置有与所述顶部定位凸台垂直交错的底部定位凸台；所述浮动腔底部径向设置有与所述顶部定位凸台滑动配合的底部定位槽，所述副连接体顶部径向设置有与所述底部定位凸台滑动配合的顶部定位槽。所述交叉块相对于所述主连接体沿所述底部定位槽水平滑动，所述副连接体相对于所述交叉块沿所述顶部定位槽水平滑动。

进一步地，所述顶部定位凸台与所述底部定位槽之间相互配合后预留有供所述交叉块和所述副连接体上下浮动的间隙余量，使得所述副连接体和所述交叉块具备上下浮动的空间。

进一步地，还包括设置于所述主连接体中部的中心孔内的浮动定心组件，所述浮动定心组件包括定心销和弹簧，所述定心销下端穿过所述交叉块中部并顶入所述副连接体顶部中心的定心槽内；所述弹簧下端套设于所述定心销上端，且所述弹簧处于受压收缩状态。所述弹簧伸缩使所述定心销具有竖直方向上的浮动位移；所述弹簧能够为定心销的浮动提供缓冲，同时保证定心销下端始终抵紧所述定心槽内壁，为所述副连接体浮动回与所述主连接体同轴位置的动作提供动力；所述定心销的作用是使所述副连接体在静置状态下与所述主连接体同轴，进而保证安装于所述副连接体上的刀具与所述主连接体同轴，使得刀具在进入待加工孔时平稳旋转，避免刀具在进入待加工孔时损伤孔口。铰孔时，所述副连接体产生水平方向浮动位移，定心销下端与定心槽偏心配合，使得定心销上浮；当完成铰孔后，定心销下沉，使得所述副连接体浮动回与所述主连接体同轴位置，以实现定心作用。

进一步地，所述浮动定心组件还包括限位螺丝，所述中心孔为轴向贯穿所述主连接体的通孔，所述限位螺丝设置在所述弹簧上端，并与所述中心孔内孔孔口螺纹连接。所述限位螺丝将所述定心销和弹簧封装于所述中心孔内。

进一步地，所述定心销的下端面为球面，所述定心槽为与所述定心销下端配合的球面槽，使得定心销下端面与定心槽内壁平滑滑动，避免所述副连接体水平浮动时出现卡顿现象。

进一步地，还包括套设于所述副连接体外的平面轴承，所述平面轴承位于所述副连接体的头部下表面与所述下封盖内的容纳腔底面之间，且与所述副连接体的头部下表面和所述容纳腔底面滚动接触。设置平面轴承的目的是将所述副连接体与所述下封盖直接接触时产生的滑动摩擦转化为平面轴承与所述副连接体和所述下封盖之间的滚动摩擦，提高刀具的浮动柔性。

进一步地，所述平面轴承包括环形保持件和滚珠，所述环形保持件上分布有若干珠孔，所述滚珠分别设置于所述珠孔内。

进一步地，所述副连接体下端具有装刀腔，围绕所述装刀腔的侧壁上径向设置有若干贯通到所述装刀腔内的螺丝孔，所述螺丝孔内均螺接有紧固螺丝。所述紧固螺丝用于将刀具锁定在所述装刀腔内。

进一步地，所述主连接体与所述下封盖螺纹连接，拆装更加方便、省力。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明提供的一种浮动连接器，使用交叉块与主连接体和副连接体水平滑动配合代替传统万向节结构，使得刀具能够在水平方向上浮动更加平稳，加工精度更高；且不会产生径向摆动，进而不会将孔口加工成喇叭形；另外，由于刀具旋转时不发生摆动，对主轴造成的离心力小，不会影响机床主轴精度；

(2)本发明提供的一种浮动连接器，交叉块与主连接体的相对滑动方向和交叉块与副连接体相对滑动方向相互垂直，能够使刀具沿任意水平方向浮动；

(3)本发明提供的一种浮动连接器，顶部定位凸台与底部定位槽之间相互配合后预留有供交叉块和副连接体上下浮动的间隙余量，使得副连接体和交叉块具备上下浮动的空间，进而使刀具具备上下浮动能力，进一步优化加工效果，提高加工精度；

(4)本发明提供的一种浮动连接器，通过设置浮动定心组件能够保证副连接体上的刀具与主连接体同轴，使得刀具在进入待加工孔时平稳旋转，不易发生摆动，刀具入孔更准确，避免刀具在进入待加工孔时损伤孔口；

(5)本发明提供的一种浮动连接器，浮动定心组件包括定心销和弹簧，弹簧能够为定心销的浮动提供缓冲，同时保证定心销下端始终抵紧定心槽内壁，为副连接体浮动回与所述主连接体同轴位置的动作提供动力；定心销的作用是使所述副连接体在静置状态下与主连接体同轴；

(6)本发明提供的一种浮动连接器，浮动定心组件还包括限位螺丝，中心孔为轴向贯穿主连接体的通孔，限位螺丝用于将定心销和弹簧封装于中心孔内，可以通过调节限位螺丝的旋入深度来调节弹簧压缩程度，从而改变刀具的浮动柔性，提高加工精度；

(7)本发明提供的一种浮动连接器，定心销的下端面与定心槽内壁采用球面配合，相对滑动更加平滑，刀具浮动时不会出现卡顿现象，进而提高加工精度；

(8)本发明提供的一种浮动连接器，通过设置平面轴承将副连接体与下封盖直接接触时产生的滑动摩擦转化为平面轴承与副连接体和下封盖之间的滚动摩擦，提高刀具的浮动柔性，进而提高加工精度；

(9)本发明提供的一种浮动连接器，主连接体与下封盖采用螺纹连接方式连接，拆装更加方便、省力。

附图说明

图1、本发明的浮动连接器的结构示意图；

图2、本发明中的主连接体的仰视图；

图3、图2中A-A半剖视图；

图4、图2中B-B半剖视图；

图5、本发明中的下封盖的半剖视图；

图6、本发明中的交叉块的结构示意图；

图7、图6的C-C半剖视图；

图8、图6的D-D半剖视图；

图9、本发明中的副连接体的俯视图；

图10、图9的E-E半剖视图；

图11、图9的F-F半剖视图；

图12、本发明中的平面轴承的半剖视图；

图13、本发明中的环形保持件的结构示意图；

图14、本发明的浮动连接器的拆分示意图。

附图中：1、连接体组件；11、主连接体；111、浮动腔；112、底部定位槽；113、中心孔；114、内螺纹；115、定位缺口；12、下封盖；121、容纳腔；122、通孔；

2、副连接体；20、紧固螺丝；21、顶部定位槽；22、定心槽；23、螺丝孔；24、装刀腔；

3、交叉块；31、顶部定位凸台；32、底部定位凸台；

4、平面轴承；41、环形保持件；42、滚珠；410、珠孔；

5、浮动定心组件；50、限位螺丝；51、定心销；52、弹簧；

6、刀具；61、螺丝紧固面。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

一种浮动连接器，如图1和图14所示，包括连接体组件1和副连接体2，所述连接体组件1包括主连接体11和下封盖12；所述副连接体2的头部容纳于所述主连接体11下端的浮动腔111内；所述下封盖12套设于所述副连接体2外，并与所述主连接体11下端可拆卸连接；所述浮动腔111内还设置有交叉块3，所述交叉块3滑动连接于所述浮动腔111底部与所述副连接体2顶部之间，所述副连接体2与所述交叉块3之间，以及所述交叉块3与所述主连接体11之间均能发生水平方向上的相对滑动；所述副连接体2和所述交叉块3与所述浮动腔111的内壁之间，以及所述下封盖12与所述副连接体2外壁之间均间隙配合，分别为所述交叉块3和所述副连接体2提供水平方向浮动的空间余量。

具体地说，如图6至图8所示，所述交叉块3呈环形，其上端面上径向设置有顶部定位凸台31，且其下端面上径向设置有与所述顶部定位凸台31垂直交错的底部定位凸台32；如图2至图4所示，所述浮动腔111底部径向设置有与所述顶部定位凸台31滑动配合的底部定位槽112，如图9和图10，所述副连接体2顶部径向设置有与所述底部定位凸台32滑动配合的顶部定位槽21。所述交叉块3相对于所述主连接体11沿所述底部定位槽112水平滑动，所述副连接体2相对于所述交叉块3沿所述顶部定位槽21水平滑动，交叉块3与主连接体11的相对滑动方向和交叉块3与副连接体2相对滑动方向相互垂直，能够使刀具沿任意水平方向浮动。

如图10和图11所示，所述副连接体2下端具有装刀腔24，装刀腔24与副连接体2同轴，用于装夹刀具6，围绕所述装刀腔24的侧壁上径向设置有若干贯通到所述装刀腔24内的螺丝孔23，所述螺丝孔23内均螺接有紧固螺丝20，所述紧固螺丝20用于将刀具锁定在所述装刀腔24内。本实施例中所述副连接体2外壁上具有四个所述螺丝孔23，每个螺丝孔23内均安装有一个紧固螺丝20；如图14中所示，设置多个紧固螺丝20后，使得装夹刀具6时更容易定位到刀具6外壁上的螺丝紧固面61，提高装配效率。所述紧固螺丝20为机米螺丝，能够沉入螺丝孔23内不外露。

另外，为了使主连接体11和下封盖12拆装更加方便、省力，所述主连接体11与所述下封盖12螺纹连接。具体地说，如图1所示，在所述主连接体11下端外壁上设置外螺纹，在下封盖12的容纳腔121内壁上设置内螺纹，下封盖12扣合并螺接在所述主连接体11下端。如图5所示，下封盖12中部具有上下贯通的通孔122，所述副连接体2下端从所述通孔122内穿过。

珩磨加工时，将浮动连接器安装到珩磨机床上，如图3所示，主连接体11外壁上开设有定位缺口115，用于安装时紧固定位；将刀具6安装在浮动连接器下端的所述副连接体2上；启动珩磨机床，珩磨机床驱动浮动连接器转动，进而带动刀具6转动，然后将刀具6插入工件上的孔中进行珩磨加工。

由于交叉块3与主连接体11和副连接体2采用水平方向的滑动配合，与传动采用万向节结构的刀具连接器相比，本实施中的浮动连接器浮动更加平稳，进而加工精度更高；刀具6在转动过程中不会产生径向摆动形式的浮动，更容易对准并插入工件上的孔中，且插入时不易与孔口产生碰撞而损坏孔口和刀具6自身；进入孔口后，由于刀具6不径向摆动，进而也不会将孔口加工成喇叭形；另外，由于刀具旋转时不发生摆动，对主轴造成的离心力小，不会影响机床主轴精度。因此，本实施例中的浮动连接器应用时，具有提高珩磨加工精度高；同时能够保护珩磨机床和刀具6，延长珩磨机床和刀具6的使用寿命。

实施例2

本实施例的一种浮动连接器，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于，所述顶部定位凸台31与所述底部定位槽112之间相互配合后预留有供所述交叉块3和所述副连接体2上下浮动的间隙余量。

通过设置该间隙余量，使得所述副连接体2和所述交叉块3具备上下浮动的浮动空间，进而使刀具具备上下浮动能力，以补偿因机床热变形、工件安装等在垂直方向内的误差，优化加工效果，提高加工精度。

实施例3

本实施例的一种浮动连接器，基本结构同实施例1和2，不同和改进之处在于，如图1和图14所示，还包括设置于所述主连接体11中的中心孔113内的浮动定心组件5，所述浮动定心组件5包括定心销51和弹簧52，所述定心销51下端穿过所述交叉块3中部并顶入所述副连接体2顶部中心的定心槽22内；所述弹簧52下端套设于所述定心销51上端，且所述弹簧52处于受压收缩状态。所述弹簧52伸缩使所述定心销51具有竖直方向上的浮动位移。本实施例中所述中心孔113为与所述主连接体11同轴且上端密封的孔，所述弹簧52上端抵到中心孔113底部。

所述弹簧52能够为定心销51的浮动提供缓冲，同时保证定心销51下端始终抵紧所述定心槽22内壁，为所述副连接体2浮动回与所述主连接体11同轴位置的动作提供动力；所述定心销51的作用是使所述副连接体2在静置状态下与所述主连接体11同轴，进而保证安装于所述副连接体2上的刀具6与所述主连接体11同轴，使得刀具6在进入待加工孔时平稳旋转，避免刀具6在进入待加工孔时损伤孔口。铰孔时，所述副连接体2产生水平方向浮动位移，定心销51下端与定心槽22偏心配合，使得定心销51上浮；当完成铰孔后，定心销51下沉，使得所述副连接体2浮动回与所述主连接体11同轴位置，以实现定心作用。

如图10、图11和图14所示，所述定心销51的下端面为球面，所述定心槽22为与所述定心销51下端配合的球面槽，使得定心销51下端面与定心槽22内壁平滑滑动，避免所述副连接体2水平浮动时出现卡顿现象，进而提高加工精度。

本实施例中的浮动连接器，通过设置浮动定心组件5能够保证副连接体2上的刀具与主连接体11同轴，使得刀具在进入待加工孔时平稳旋转，不易发生摆动，刀具入孔更准确，避免刀具在进入待加工孔时损伤孔口。

实施例4

本实施例的一种浮动连接器，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于，如图14所示，所述浮动定心组件5还包括限位螺丝50，如图3和图4所示，所述中心孔113为轴向贯穿所述主连接体11的通孔，本实施例中所述中心孔113为台阶形，所述限位螺丝50设置在所述弹簧52上端，所述中心孔113内孔孔口具有内螺纹114，所述限位螺丝50与所述中心孔113内孔孔口螺纹连接。所述限位螺丝50用于将所述定心销51和弹簧52封装于所述中心孔113内。本实施例中，所述限位螺丝50为机米螺丝。

本实施例中的浮动连接器，可以通过调节限位螺丝50的旋入深度来调节弹簧52压缩程度，从而改变刀具的浮动柔性，提高加工精度。

实施例5

本实施例的一种浮动连接器，基本结构同实施例1至4，不同和改进之处在于，如图1和图14所示，还包括套设于所述副连接体2外的平面轴承4，所述平面轴承4位于所述副连接体2的头部下表面与所述下封盖12内的容纳腔121底面之间，且与所述副连接体2的头部下表面和所述容纳腔121底面滚动接触。

设置平面轴承4的目的是将所述副连接体2与所述下封盖12直接接触时产生的滑动摩擦转化为平面轴承4与所述副连接体2和所述下封盖12之间的滚动摩擦，提高刀具的浮动柔性。

具体地说，如图12和图13所示，所述平面轴承4包括环形保持件41和滚珠42，所述环形保持件41上分布有若干珠孔410，所述滚珠42分别设置于所述珠孔410内。

本实施例中的浮动连接器，由于在副连接体2与下封盖12之间设置有平面轴承4，副连接体2水平方向上的浮动阻力较小，浮动柔性高，对刀具与工件碰撞力的缓冲效果好，加工精度高。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种浮动连接器，包括连接体组件(1)和副连接体(2)，所述连接体组件(1)包括主连接体(11)和下封盖(12)；所述副连接体(2)的头部容纳于所述主连接体(11)下端的浮动腔(111)内；所述下封盖(12)套设于所述副连接体(2)外，并与所述主连接体(11)下端可拆卸连接；其特征在于：所述浮动腔(111)内还设置有交叉块(3)，所述交叉块(3)滑动连接于所述浮动腔(111)底部与所述副连接体(2)顶部之间；所述副连接体(2)和所述交叉块(3)与所述浮动腔(111)的内壁之间，以及所述下封盖(12)与所述副连接体(2)外壁之间均间隙配合；

所述交叉块(3)呈环形，其上端面上径向设置有顶部定位凸台(31)，且其下端面上径向设置有与所述顶部定位凸台(31)垂直交错的底部定位凸台(32)；所述浮动腔(111)底部径向设置有与所述顶部定位凸台(31)滑动配合的底部定位槽(112)，所述副连接体(2)顶部径向设置有与所述底部定位凸台(32)滑动配合的顶部定位槽(21)；通过顶部定位凸台(31)与定位槽(112)，以及底部定位凸台(32)与顶部定位槽(21)的相互配合，可实现副连接体(2)在水平方向上的滑动，且限制副连接体(2)的径向摆动；

所述顶部定位凸台(31)与所述底部定位槽(112)之间相互配合后预留有供所述交叉块(3)和所述副连接体(2)上下浮动的间隙余量；

还包括设置于所述主连接体(11)中部的中心孔(113)内的浮动定心组件(5)，所述浮动定心组件(5)包括定心销(51)和弹簧(52)，所述定心销(51)下端穿过所述交叉块(3)中部并顶入所述副连接体(2)顶部中心的定心槽(22)内；所述弹簧(52)下端套设于所述定心销(51)上端，且所述弹簧(52)处于受压收缩状态；

所述浮动定心组件(5)还包括限位螺丝(50)，所述中心孔(113)为轴向贯穿所述主连接体(11)的通孔，所述限位螺丝(50)设置在所述弹簧(52)上端，并与所述中心孔(113)内孔孔口螺纹连接；

所述定心销(51)的下端面为球面，所述定心槽(22)为与所述定心销(51)下端配合的球面槽。

2.根据权利要求1所述的一种浮动连接器，其特征在于：还包括套设于所述副连接体(2)外的平面轴承(4)，所述平面轴承(4)位于所述副连接体(2)的头部下表面与所述下封盖(12)内的容纳腔(121)底面之间，且与所述副连接体(2)的头部下表面和所述容纳腔(121)底面滚动接触。

3.根据权利要求2所述的一种浮动连接器，其特征在于：所述平面轴承(4)包括环形保持件(41)和滚珠(42)，所述环形保持件(41)上分布有若干珠孔(410)，所述滚珠(42)分别设置于所述珠孔(410)内。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种浮动连接器，其特征在于：所述副连接体(2)下端具有装刀腔(24)，围绕所述装刀腔(24)的侧壁上径向设置有若干贯通到所述装刀腔(24)内的螺丝孔(23)，所述螺丝孔(23)内均螺接有紧固螺丝(20)。

5.根据权利要求1至3任一所述的一种浮动连接器，其特征在于：所述主连接体(11)与所述下封盖(12)螺纹连接。