CN113714930A - 具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置 - Google Patents

具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，属于机械设备领域。本发明包括主轴组件，其结构特点在于：还包括轴固定环、柔性外壳、定向螺母、活塞柱、导气机构、进气底座、导气进气嘴和定向进气嘴，所述轴固定环、柔性外壳和定向螺母均套装在主轴组件上，且轴固定环、柔性外壳和定向螺母均安装在进气底座内，所述活塞柱和导气机构均安装在定向螺母上，且活塞柱和导气机构均与柔性外壳配合，所述柔性外壳与轴固定环配合，所述导气进气嘴和定向进气嘴均安装在进气底座上，且导气进气嘴和定向进气嘴均与定向螺母配合。避免主轴组件发生偏斜，可方便确定主轴组件的轴心，便于重复定位，进而可确保工件的加工精度以及加工效率。

Description

具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置
技术领域
本发明涉及一种具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，属于机械设备领域。
背景技术
在工业生产过程中，打磨是很常见的工序，目前多数是靠人力打磨，费时费力，且现场工作环境差（如粉尘很大），安全事故时有发生，使得打磨工作人员的工作环境相当恶劣，如今，使用机器人或其它自动化设备进行打磨逐渐成为趋势，径向浮动主轴装置为常用的自动化设备的部件，现有技术中由于主轴组件在初始状态是由于其自身重力的作用，自动化设备会向下倾斜，径向浮动主轴装置不具备重力补偿功能，因此会导致主轴组件的四周受力不均，无法确定主轴组件的中心等问题，难以保证产品的加工精度与效率。
有鉴于此，在申请号为201920006519.9的专利文献中公开了一种气压式浮动主轴，对比文件中所公开的一种气压式浮动主轴不具备重力补偿功能，难以做到主轴打磨加工时四周的打磨力恒定及确定主轴的轴线，影响产品质量与精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，包括主轴组件，其结构特点在于：还包括轴固定环、柔性外壳、定向螺母、活塞柱、导气机构、进气底座、导气进气嘴和定向进气嘴，所述轴固定环、柔性外壳和定向螺母均套装在主轴组件上，且轴固定环、柔性外壳和定向螺母均安装在进气底座内，所述活塞柱和导气机构均安装在定向螺母上，且活塞柱和导气机构均与柔性外壳配合，所述柔性外壳与轴固定环配合，所述导气进气嘴和定向进气嘴均安装在进气底座上，且导气进气嘴和定向进气嘴均与定向螺母配合。
进一步地，还包括防尘罩，所述防尘罩的一端安装在主轴组件上，所述防尘罩的另一端安装在进气底座上。
进一步地，还包括防尘环和防尘压板，所述防尘环通过防尘压板安装在进气底座上、且防尘环套装在主轴组件上。
进一步地，所述主轴组件为气动主轴，所述主轴组件与主轴进气嘴连接。
进一步地，所述导气进气嘴位于主轴组件的正下方。
进一步地，所述进气底座上设置有导气腔体、定向腔体和外壳腔体，所述导气腔体的两端分别与导气机构和导气进气嘴连通，所述定向螺母安装在定向腔体内，所述定向腔体与定向进气嘴连通，所述柔性外壳位于外壳腔体内。
进一步地，所述导气机构包括导气管和导气活塞柱，所述导气管的一端安装在进气底座上，所述导气管的另一端安装在定向螺母上，所述导气管与导气腔体连通，所述导气活塞柱的一端安装在导气管内，所述导气活塞柱的另一端与柔性外壳接触。
进一步地，所述导气管的外壁设置有密封圈。
进一步地，所述活塞柱的数量为多个，多个活塞柱沿着主轴组件呈圆周阵列布置。
进一步地，多个活塞柱的一端均安装在定向螺母上，多个活塞柱的另一端均与柔性外壳接触。
进一步地，所述进气底座安装在机架上。
进一步地，所述进气底座包括一号进气底座和二号进气底座，所述二号进气底座安装在一号进气底座上，所述一号进气底座上安装有防尘环，所述二号进气底座安装有防尘罩。
进一步地，所述一号进气底座上设置有导气腔体和定向腔体，所述二号进气底座上设置有外壳腔体。
相比现有技术，本发明具有以下优点：该径向浮动主轴装置在初始时由于主轴组件自身重力的作用，主轴组件会向下倾斜，在工作时先通过导气进气嘴向导气腔体内进气，使得导气活塞柱推动柔性外壳的下部，并可通过柔性外壳推动轴固定环，由于轴固定环固定在主轴组件上，因此可使得主轴组件由向下倾斜的状态变为水平的状态，以消除主轴组件自身重力的影响，避免主轴组件偏斜及打磨加工时下方向重力的影响。
再通过定向进气嘴向定向腔体内进气并推动定向螺母，此时安装在定向螺母上的多个活塞柱的另一端处于同一竖直面，并同时推动柔性外壳使得柔性外壳与轴固定环接触，以使得轴固定环受力均匀、并确保在工作过程中提供一个可浮动的恒定的力。
最后通过主轴进气嘴向主轴组件进气驱动主轴组件转动，通过安装在主轴组件上的工具对工件进行加工；采用该径向浮动主轴装置对工件进行加工时可通过导气机构使得主轴组件处于水平状态，以消除主轴组件自身重力的影响，避免主轴组件发生偏斜，可方便确定主轴组件的轴心，便于重复定位，进而可确保工件的加工精度以及加工效率。
附图说明
图1是本发明实施例的径向浮动主轴装置的爆炸结构示意图。
图2是本发明实施例的径向浮动主轴装置的爆炸结构示意图。
图3是本发明实施例的径向浮动主轴装置的立体结构示意图。
图4是本发明实施例的径向浮动主轴装置的主视结构示意图。
图5是图4中的A-A剖面结构示意图。
图6是图4中的B-B剖面结构示意图。
图7是图5中的C部放大结构示意图。
图8是本发明实施例的进气底座的主视结构示意图。
图9是图8中的D-D剖面结构示意图。
图中：主轴组件1、轴固定环2、柔性外壳3、定向螺母4、活塞柱5、导气机构6、进气底座7、防尘罩8、防尘环9、防尘压板10、导气进气嘴11、定向进气嘴12、主轴进气嘴13、导气腔体14、定向腔体15、外壳腔体16、导气管17、导气活塞柱18、一号进气底座19、二号进气底座20。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图9所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例中的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，包括主轴组件1、轴固定环2、柔性外壳3、定向螺母4、活塞柱5、导气机构6、进气底座7、防尘罩8、防尘环9、防尘压板10、导气进气嘴11和定向进气嘴12，主轴组件1为气动主轴，主轴组件1与主轴进气嘴13连接。
本实施例中的轴固定环2、柔性外壳3和定向螺母4均套装在主轴组件1上，且轴固定环2、柔性外壳3和定向螺母4均安装在进气底座7内，活塞柱5和导气机构6均安装在定向螺母4上，且活塞柱5和导气机构6均与柔性外壳3配合，柔性外壳3与轴固定环2配合，导气进气嘴11和定向进气嘴12均安装在进气底座7上，且导气进气嘴11和定向进气嘴12均与定向螺母4配合，导气进气嘴11位于主轴组件1的正下方。
本实施例中的防尘罩8的一端安装在主轴组件1上，防尘罩8的另一端安装在进气底座7上，防尘环9通过防尘压板10安装在进气底座7上、且防尘环9套装在主轴组件1上。
本实施例中的进气底座7上设置有导气腔体14、定向腔体15和外壳腔体16，导气腔体14的两端分别与导气机构6和导气进气嘴11连通，定向螺母4安装在定向腔体15内，定向腔体15与定向进气嘴12连通，柔性外壳3位于外壳腔体16内。
通常情况下，进气底座7安装在机架上；进气底座7包括一号进气底座19和二号进气底座20，二号进气底座20安装在一号进气底座19上，一号进气底座19上安装有防尘环9，二号进气底座20安装有防尘罩8，一号进气底座19上设置有导气腔体14和定向腔体15，二号进气底座20上设置有外壳腔体16。
本实施例中的导气机构6包括导气管17和导气活塞柱18，导气管17的一端安装在进气底座7上，导气管17的另一端安装在定向螺母4上，导气管17与导气腔体14连通，导气活塞柱18的一端安装在导气管17内，导气活塞柱18的另一端与柔性外壳3接触；和/或；导气管17的外壁设置有密封圈。
本实施例中的活塞柱5的数量为多个，多个活塞柱5沿着主轴组件1呈圆周阵列布置，多个活塞柱5的一端均安装在定向螺母4上，多个活塞柱5的另一端均与柔性外壳3接触。
具体的说，该径向浮动主轴装置在初始时由于主轴组件1自身重力的作用，主轴组件1会向下倾斜，在工作时先通过导气进气嘴11向导气腔体14内进气，使得导气活塞柱18推动柔性外壳3的下部，并可通过柔性外壳3推动轴固定环2，由于轴固定环2固定在主轴组件1上，因此可使得主轴组件1由向下倾斜的状态变为水平的状态，以消除主轴组件1自身重力的影响，避免主轴组件1偏斜及打磨加工时下方向重力的影响。
再通过定向进气嘴12向定向腔体15内进气并推动定向螺母4，此时安装在定向螺母4上的多个活塞柱5的另一端处于同一竖直面，并同时推动柔性外壳3使得柔性外壳3与轴固定环2接触，以使得轴固定环2受力均匀、并确保在工作过程中提供一个可浮动的恒定的力。
最后通过主轴进气嘴13向主轴组件1进气驱动主轴组件1转动，通过安装在主轴组件1上的工具对工件进行加工；采用该径向浮动主轴装置对工件进行加工时可通过导气机构6使得主轴组件1处于水平状态，以消除主轴组件1自身重力的影响，避免主轴组件1发生偏斜，可方便确定主轴组件1的轴心，便于重复定位，进而可确保工件的加工精度以及加工效率。
本申请中所涉及的“重力补偿功能”是指通过导气进气嘴11向导气腔体14内进气，使得导气活塞柱18推动柔性外壳3的下部，并可通过柔性外壳3推动轴固定环2，由于轴固定环2固定在主轴组件1上，因此可使得主轴组件1由向下倾斜的状态变为水平的状态，以消除主轴组件1自身重力的影响，避免主轴组件1偏斜及打磨加工时下方向重力的影响。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，包括主轴组件（1），其特征在于：还包括轴固定环（2）、柔性外壳（3）、定向螺母（4）、活塞柱（5）、导气机构（6）、进气底座（7）、防尘罩（8）、防尘环（9）、防尘压板（10）、导气进气嘴（11）和定向进气嘴（12），所述轴固定环（2）、柔性外壳（3）和定向螺母（4）均套装在主轴组件（1）上，且轴固定环（2）、柔性外壳（3）和定向螺母（4）均安装在进气底座（7）内，所述活塞柱（5）和导气机构（6）均安装在定向螺母（4）上，且活塞柱（5）和导气机构（6）均与柔性外壳（3）配合，所述柔性外壳（3）与轴固定环（2）配合，所述导气进气嘴（11）和定向进气嘴（12）均安装在进气底座（7）上，且导气进气嘴（11）和定向进气嘴（12）均与定向螺母（4）配合，所述防尘罩（8）的一端安装在主轴组件（1）上，所述防尘罩（8）的另一端安装在进气底座（7）上，所述防尘环（9）通过防尘压板（10）安装在进气底座（7）上、且防尘环（9）套装在主轴组件（1）上。
2.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述主轴组件（1）为气动主轴，所述主轴组件（1）与主轴进气嘴（13）连接。
3.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述导气进气嘴（11）位于主轴组件（1）的正下方。
4.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述进气底座（7）上设置有导气腔体（14）、定向腔体（15）和外壳腔体（16），所述导气腔体（14）的两端分别与导气机构（6）和导气进气嘴（11）连通，所述定向螺母（4）安装在定向腔体（15）内，所述定向腔体（15）与定向进气嘴（12）连通，所述柔性外壳（3）位于外壳腔体（16）内。
5.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述导气机构（6）包括导气管（17）和导气活塞柱（18），所述导气管（17）的一端安装在进气底座（7）上，所述导气管（17）的另一端安装在定向螺母（4）上，所述导气管（17）与导气腔体（14）连通，所述导气活塞柱（18）的一端安装在导气管（17）内，所述导气活塞柱（18）的另一端与柔性外壳（3）接触。
6.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述导气管（17）的外壁设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述活塞柱（5）的数量为多个，多个活塞柱（5）沿着主轴组件（1）呈圆周阵列布置。
8.根据权利要求7所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：多个活塞柱（5）的一端均安装在定向螺母（4）上，多个活塞柱（5）的另一端均与柔性外壳（3）接触。
9.根据权利要求1所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述进气底座（7）安装在机架上；和/或；所述进气底座（7）包括一号进气底座（19）和二号进气底座（20），所述二号进气底座（20）安装在一号进气底座（19）上，所述一号进气底座（19）上安装有防尘环（9），所述二号进气底座（20）安装有防尘罩（8）。
10.根据权利要求9所述的具有重力补偿功能的径向浮动主轴装置，其特征在于：所述一号进气底座（19）上设置有导气腔体（14）和定向腔体（15），所述二号进气底座（20）上设置有外壳腔体（16）。
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Denomination of invention: Radial floating spindle device with gravity compensation function

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