CN111136477B - 一种气动控制浮动头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种气动控制浮动头，包括：浮动轴，其用于固定加工动力装置及其携带的工具夹头；浮动轴与浮动壳体同轴设置，浮动轴与浮动壳体通过能够沿弧面运动的旋转件连接。本发明提供的一种气动控制浮动头，浮动轴与浮动壳体通过旋转件沿弧面运动，使浮动轴连接的加工工具与工件之间具有浮动量，避免加工工具与工件之间产生刚性接触，减少工件损坏的几率。

Description

一种气动控制浮动头

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种气动控制浮动头。

背景技术

机械零件上的毛刺，有些是由于切削加工过程中塑性变形引起的；有些是铸造、模锻等加工的飞边，还有些是焊接挤出的残料。随着工业化和自动化程度的提高，机械加工领域，对机械零件制造精度要求的提高和机构设计的微型化，毛刺的危害性尤为明显，逐渐引起人们的普遍重视。

由于毛坯件外形不规则，形状复杂，很难找到准确的定位面，同一种毛坯件之间外形表面也各不相同。

目前，大多通过机械臂携带打磨工具对工件进行打磨，但是机械臂端部工具与工件的刚性接触，容易导致打磨工具与工件不同程度的损坏，很难实现自动化生产。

发明内容

本发明提供一种气动控制浮动头，用以解决机械臂携带打磨工具容易损坏工件的缺陷。

为了克服上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种气动控制浮动头，包括：

浮动轴，其用于固定加工动力装置及其携带的工具夹头；

浮动壳体，浮动轴与浮动壳体同轴设置，浮动轴与浮动壳体通过能够沿弧面运动的旋转件连接。

为了使浮动轴在浮动壳体中能够在一个圆周范围内任意偏转，优选的技术方案为，浮动壳体头端设置前盖，浮动壳体内部对应前盖位置设置支撑套，浮动轴穿过前盖中心设置；所述旋转件为角接触轴承，所述角接触轴承外环与支撑套相互接触，角接触轴承内环前端与浮动轴固定连接。

为了能够适应不同加工工具的使用，优选的技术方案为，浮动轴前端固定设置动力装置，动力装置前端固定设置工具夹头，工具夹头上固定设置加工工具。

为了使工具夹头能够自动旋转，优选的技术方案为，动力装置为气动马达，浮动壳体内设置通气管，通气管与气动马达的进气口连通。

为了使浮动轴能够在一个圆周范围内任意偏转，并且能够控制浮动轴受到浮动力的大小，优选的技术方案为，角接触轴承内环后端固定连接有浮动力分配盘；浮动壳体底部设置后盖，后盖对应浮动力分配盘的侧面围绕轴心垂直均匀设置若干浮动伸缩装置，浮动伸缩装置的伸缩杆与浮动力分配盘抵接。

为了使浮动轴偏转更稳定，优选的技术方案为，浮动壳体内壁一体形成导向盘，导向盘位于浮动力分配盘和浮动伸缩装置之间，导向盘上对应每个浮动伸缩装置的伸缩杆处均设置直线轴承，浮动伸缩装置伸缩杆的顶端固定设置浮动力传动销，浮动力传动销位于直线轴承的轴孔中，浮动力分配盘对应直线轴承的位置设置调节凹槽，浮动力传动销穿过直线轴承的轴孔并与调节凹槽抵接。

为了使浮动轴偏转后回复更迅速，优选的技术方案为，浮动伸缩装置为浮动气缸，后盖上固定设置气动接头接口，气动接头接口与浮动气缸的通气槽均连通。

为了使浮动头能够安装在固定的位置使用，优选的技术方案为，浮动壳体的侧面固定设置连接法兰。

为了减少浮动壳体中气体的噪音，优选的技术方案为，浮动壳体内部设置消音器。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种气动控制浮动头，浮动轴与浮动壳体通过旋转件沿弧面运动，使浮动轴连接的加工工具与工件之间具有浮动量，避免加工工具与工件之间产生刚性接触，减少工件损坏的几率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1整体结构侧面剖视图；

图2为本发明实施例1中浮动轴偏转角度示意图；

图3为本发明实施例1中浮动头前端放大图；

图4为本发明实施例1中浮动轴放大图；

图5为本发明实施例1中浮动头后端放大图；

图6为本发明实施例2整体结面剖视图；

图7为浮动头在机器人上的搭配结构示意图；

其中，10-浮动轴；11-工具夹头；111-加工工具；12-动力装置；121-通气管；20-浮动壳体；21-旋转件；22-前盖；221-后盖；222-支撑套；23-浮动力分配盘；24-导向盘；25-直线轴承；26-浮动力传动销；261-调节凹槽；27-连接法兰；28-消音器；29-浮动伸缩装置；291-气动接头接口；292-浮动通气管；30-电主轴；31-第一夹紧套；32-第二夹紧套；33-防护罩；34-水冷却管；35-电源线；36-机器人。

具体实施方式:

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种气动控制浮动头，包括：

浮动轴10，其用于固定加工动力装置及其携带的工具夹头11；

浮动壳体20，浮动轴10与浮动壳体20同轴设置，浮动轴10与浮动壳体20通过能够沿弧面运动的旋转件21连接。

如图2所示，为了使浮动轴10在浮动壳体20中能够在一个圆周范围内任意偏转，优选的技术方案为，浮动壳体20头端设置前盖22，浮动壳体20内部对应前盖22位置设置支撑套222，浮动轴10穿过前盖22中心设置；所述旋转件21为角接触轴承，所述角接触轴承外环与支撑套222相互接触，角接触轴承内环前端与浮动轴10固定连接，浮动轴10偏转角度为α。

上述技术方案的工作原理及技术效果为：

浮动轴10与浮动壳体20通过角接触轴承沿弧面运动，使浮动轴10连接的加工工具111与工件之间具有浮动量，避免加工工具111与工件之间产生刚性接触，减少工件损坏的几率。

如图1-5所示，为了能够适应不同加工工具111的使用，优选的技术方案为，浮动轴10前端固定设置动力装置12，动力装置12前端固定设置工具夹头11，工具夹头11上固定设置加工工具111。

为了使工具夹头11能够自动旋转，优选的技术方案为，动力装置12为气动马达，浮动壳体20内设置通气管121，通气管121与气动马达的进气口连通，一般气压为0.7Mp。

为了使浮动轴10能够在一个圆周范围内任意偏转，并且能够控制浮动轴10受到浮动力的大小，优选的技术方案为，角接触轴承内环后端固定连接有浮动力分配盘23；浮动壳体20底部设置后盖221，后盖221对应浮动力分配盘23的侧面围绕轴心垂直均匀设置若干浮动伸缩装置29，本实施例优选个数为8个，浮动伸缩装置29的伸缩杆与浮动力分配盘23抵接。

为了使浮动轴10偏转更稳定，优选的技术方案为，浮动壳体20内壁一体形成导向盘24，导向盘24位于浮动力分配盘23和浮动伸缩装置29之间，导向盘24上对应每个浮动伸缩装置29的伸缩杆处均设置直线轴承25，浮动伸缩装置29伸缩杆的顶端固定设置浮动力传动销26，浮动力传动销26位于直线轴承25的轴孔中，浮动力分配盘23对应直线轴承25的位置设置调节凹槽261，浮动力传动销26穿过直线轴承25的轴孔并与调节凹槽261抵接。

为了使浮动轴10偏转后回复更迅速，优选的技术方案为，浮动伸缩装置29为浮动气缸，后盖221上固定设置气动接头接口291，气动接头接口291与浮动气缸的通气槽均连通。

上述技术方案的工作原理及技术效果为：

浮动轴10在浮动壳体20中偏转时，浮动轴10通过浮动力分配盘23与浮动气缸的伸缩杆抵接，通过浮动力传动销26与导向盘24上的直线轴承25插接，减少浮动力传动销26与导向盘24之间的摩擦力，浮动轴10受到径向偏转力时，浮动轴延角接触轴承弧面偏转，转换为轴向压力，浮动轴10压动浮动力分配盘23，进而将对应的浮动气缸压缩，当浮动轴10受到的压力消失，浮动气缸自动回复初始状态，使浮动力分配盘23带动浮动轴10回到初始状态，通过控制浮动气缸内压力的大小，控制浮动轴10受到的浮动力，最终能够调节加工工具111与工件之间的压力，从而提高工件加工精度，避免工件受到硬性接触而损坏。

为了使浮动头能够安装在固定的位置使用，优选的技术方案为，浮动壳体20的侧面固定设置连接法兰27，通过连接法兰27将浮动头与机械臂连接，使浮动头工作更快，并且能够避免机械臂动作过于僵硬，避免工件与加工工具硬性接触。

为了减少浮动壳体20中气体的噪音，优选的技术方案为，浮动壳体20内部设置消音器28。

实施例2

如图6所示，浮动头前端旋转件21采用向心关节轴承，向心关节轴承外环由支撑套222支撑，支撑套222与前盖22相连接，前盖22通过螺钉固定到浮动壳体20前端。施加浮动力的浮动伸缩装置29采用气动控制，由浮动通气管292与压力控制阀相通，浮动通气管292与气动接头接口291连通，通过压力控制阀控制进入浮动伸缩装置29中的气压。加工工具的动力采用大功率电主轴30驱动。电主轴30装到浮动轴10内，浮动轴10装到向心关节轴承内环内，电主轴30通过第一夹紧套31和第二夹紧套32固定到浮动轴10上，第一夹紧套31和第二夹紧套32套在电主轴30上，第一夹紧套31和第二夹紧套32分别位于向心关节轴承的前后两侧，浮动轴10和第一夹紧套31为一体件构成，第二夹紧套32与浮动力分配盘23通过螺钉连接固定；后盖221上设置密封套33，电主轴30后端与密封套33密封连接。电主轴的电源线35与电源连接，电主轴冷却采用水冷，通过水冷却管34与冷却水箱上的水泵连接。

上述技术方案的原理和技术效果为:

在浮动头结构无需大的改变前提下，把气动马达更换为电主轴。加工工具由此变为电动驱动，电主轴的功率更大，应用范围更广，可用来加工重型铸件等。采用电主轴30的浮动头工作原理及效果与实施方案1中的工作原理及效果基本相同。由此，在应用中，可根据加工工件的动力需求来选择配套的工具动力驱动方式:既可以是采用气动马达，还可以采用电主轴，为浮动头的应用扩展了更大的空间，密封套33对电主轴30起到密封作用。浮动头可按图7所示，安装到机器人36的端部，也可固定到机座上使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种气动控制浮动头，其特征在于，包括：

浮动轴(10)，其用于固定工具夹头(11)；

浮动壳体(20)，浮动轴(10)与浮动壳体(20)同轴设置，浮动轴(10)与浮动壳体(20)通过能够沿弧面运动的旋转件(21)连接；

浮动壳体(20)头端设置前盖(22)，浮动壳体(20)内部对应前盖(22)位置设置支撑套(222)，浮动轴(10)穿过前盖(22)中心设置；所述旋转件(21)为角接触轴承，所述角接触轴承外环与支撑套(222)相互接触，角接触轴承内环前端与浮动轴(10)固定连接；

角接触轴承内环后端固定连接有浮动力分配盘(23)；浮动壳体(20)底部设置后盖(221)，后盖(221)对应浮动力分配盘(23)的侧面围绕轴心垂直均匀设置若干浮动伸缩装置(29)，浮动伸缩装置(29)的伸缩杆与浮动力分配盘(23)抵接；

浮动壳体(20)内壁一体形成导向盘(24)，导向盘(24)位于浮动力分配盘(23)和浮动伸缩装置(29)之间，导向盘(24)上对应每个浮动伸缩装置(29)的伸缩杆处均设置直线轴承(25)，浮动伸缩装置(29)伸缩杆的顶端固定设置浮动力传动销(26)，浮动力传动销(26)位于直线轴承(25)的轴孔中，浮动力分配盘(23)对应直线轴承(25)的位置设置调节凹槽(261)，浮动力传动销(26)穿过直线轴承(25)的轴孔并与调节凹槽(261)抵接。

2.根据权利要求1所述的一种气动控制浮动头，其特征在于，浮动轴(10)前端固定设置动力装置(12)，动力装置(12)前端固定设置工具夹头(11)，工具夹头(11)上固定设置加工工具(111)。

3.根据权利要求2所述的一种气动控制浮动头，其特征在于，动力装置(12)为气动马达，浮动壳体(20)内设置通气管(121)，通气管(121)与气动马达的进气口连通。

4.根据权利要求1所述的一种气动控制浮动头，其特征在于，浮动伸缩装置(29)为浮动气缸，后盖(221)上固定设置气动接头接口(231)，气动接头接口(231)与浮动气缸的通气槽均连通。

5.根据权利要求1所述的一种气动控制浮动头，其特征在于，浮动壳体(20)的侧面固定设置连接法兰(27)。

6.根据权利要求3所述的一种气动控制浮动头，其特征在于，浮动壳体(20)内部设置消音器(28)。

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