CN116638389B - 一种气浮主轴自动抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气浮主轴自动抛光装置，包括L型板、侧板、夹持单元和打磨单元；所述的L型板上固定设置有侧板，L型板和侧板之间转动设置有夹持单元；所述的L型板上固定设置有打磨单元，所述的打磨单元位于侧板的左侧；弧形卡爪被设计成L形，L形的弧形卡爪在夹持过程中为气浮主轴被夹持段提供了轴向作用力，位于转动套筒左侧的弧形卡爪和位于转动套筒右侧的弧形卡爪提供的轴向作用力是相向的，因此使得气浮主轴在打磨加工的过程中不会发生轴向的前后运动。当辅助齿轮带动齿轮环转动时能够推动四个打磨块同步向轴心靠拢或远离，打磨组件这一同步运动的设计能够有效为气浮主轴需打磨段校准轴心，从而解决悬臂梁偏心的问题。

Description

一种气浮主轴自动抛光装置
技术领域
本发明涉及精加工设备领域，尤其涉及一种气浮主轴自动抛光装置。
背景技术
气浮主轴是一种精密机械加工设备中的主轴，它采用高速旋转的气体通常是空气产生高压气层，以使主轴与轴承之间的接触面形成极小的摩擦力，从而使主轴能够快速、平稳地旋转。其工作原理是：气流通过主轴中心的空心管道进入，在压力的作用下流出主轴顶部，形成气流泡层，支撑主轴。由于气流的润滑效果，气浮主轴的摩擦、磨损要比其它主轴小很多，可以达到非常高的转速和精度，并可减轻主轴对材料的热变形和损伤。因此气浮主轴被广泛用于高速机器、仪器及放射性等精密装置中。
气浮主轴一般较长，且一般由两段直径不同的圆柱组成，因此在现有的抛光装置中加工时容易出现悬臂梁问题，抛光加工时并不能够很好的解决气浮主轴的偏心问题，容易导致抛光加工后的气浮主轴偏心，使其丧失极高的径向和轴向旋转精度，若是将其应用到精密装置中，其针对的加工对象制造后的整体精度会下降，同时气浮主轴自身会产生较大的磨损。
所以为解决气浮主轴在抛光中的偏心问题，提高抛光后气浮主轴的精度，本发明提供了一种气浮主轴自动抛光装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种气浮主轴自动抛光装置，包括：L型板、侧板、夹持单元和打磨单元；所述的L型板上固定设置有侧板，L型板和侧板之间转动设置有夹持单元；所述的L型板上固定设置有打磨单元，所述的打磨单元位于侧板的左侧。
优选的，所述夹持单元包括驱动组件、转动套筒、辅助组件和夹持组件；所述的驱动组件固定设置在L型板的水平段端面上；位于L型板和侧板上的相对面均开设有环形槽，且两个环形槽内共同转动设置有转动套筒，所述的转动套筒外壁均匀设置有与驱动组件相互配合的卡齿；位于转动套筒的内部设置有辅助组件，所述的转动套筒内部还设置有呈垂直排布的两组夹持组件，且两组夹持组件左右错位设置，且位于转动套筒右侧的夹持组件与辅助组件相互配合，通过辅助组件的作用可以控制位于转动套筒右侧的夹持组件进行左右移动。
优选的，所述的驱动组件包括电机座、驱动电机和驱动齿轮；所述的L型板的水平段端面上固定设置有电机座；所述的电机座上固定设置有驱动电机；所述的驱动电机的输出轴上固定设置有与转动套筒外壁卡齿相啮合的驱动齿轮。
优选的，所述的辅助组件包括内限位筒、辅助气缸和弧形卡条；所述的内限位筒同轴设置在转动套筒的内部，位于内限位筒的外壁对称开设在有两个一一对应的矩形通槽，且两个矩形通槽之间的内限位筒内壁还开设有与位于转动套筒右侧的夹持组件相互配合的导向槽；位于内限位筒的外壁设置有辅助气缸，且辅助气缸的伸缩端安装有弧形卡条，且弧形卡条与位于转动套筒右侧的夹持组件固定连接。
优选的，所述的夹持组件包括伸缩气缸、伸缩杆、弧形卡爪、弧形齿条、限位板、调节齿轮和定位板；所述的伸缩气缸的伸缩端和伸缩杆的伸缩端均固定安装有弧形卡爪，位于伸缩气缸的伸缩段和伸缩杆的伸缩段均分别设置有弧形齿条，所述的调节齿轮转动安装在限位板上，且限位板设置在内限位筒的内壁；两个所述的弧形齿条均与调节齿轮相互啮合；位于转动套筒左侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆均固定设置在转动套筒的内壁，且位于转动套筒左侧的伸缩气缸和伸缩杆的伸缩段均穿过内限位筒位于内限位筒的内部；位于转动套筒的内壁对称开设在有两个一一对应的滑槽，位于转动套筒右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆均滑动设置在转动套筒的内壁滑槽中，且位于转动套筒右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆均穿过矩形通槽位于内限位筒的内部；且转动套筒右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆的固定段均与弧形卡条固定连接；位于转动套筒右侧的夹持组件还包括滑动设置在导向槽内部的定位板，且转动套筒右侧的夹持组件中的限位板也滑动设置在导向槽内部，且导向槽内部的定位板和限位板均与调节齿轮转动连接；且转动套筒右侧的夹持组件中的弧形齿条位于导向槽内部的定位板和限位板之间；所述转动套筒左侧的夹持组件中的弧形卡爪和转动套筒右侧的夹持组件中的弧形卡爪成中心对称设置。
优选的，所述的打磨单元包括支撑柱、移动导轨、桁架、辅助电机、辅助齿轮和打磨组件；所述的支撑柱有四根且呈矩形分布固定设置在L型板上；所述的支撑柱上固定设置有对称分布的两个移动导轨；所述的两个移动导轨之间滑动设置有由电动滑块驱动的桁架；所述的桁架中央固定设置有辅助电机，辅助电机的输出轴上固定设置有辅助齿轮；所述的桁架中央还固定有与辅助齿轮相配合的打磨组件。
优选的，所述的打磨组件包括环形板、齿轮环、支撑杆和打磨块；所述的桁架中央固定设置有环形板，环形板上均匀开设有四个长通槽；所述的环形板左侧设置有齿轮环，齿轮环上开设有与环形板上的四个长通槽一一对应的四个弧形槽；所述的环形板的长通槽内滑动设置有支撑杆，且支撑杆穿过齿轮环的弧形槽，且位于齿轮环弧形槽左侧的支撑杆一端固定设置有打磨块。
与相关技术相比较，本发明实施例提供的一种气浮主轴自动抛光装置具有如下有益效果：
1、本发明中弧形卡爪被设计成L形，L形的弧形卡爪在夹持过程中为气浮主轴被夹持段提供了轴向作用力，位于转动套筒左侧的弧形卡爪和位于转动套筒右侧的弧形卡爪提供的轴向作用力是相向的，因此使得气浮主轴在打磨加工的过程中不会发生轴向的前后运动，加强了气浮主轴被夹持段的夹持稳定性。
2、本发明中通过采用伸缩气缸、伸缩杆、弧形齿条、限位板、调节齿轮和定位板组成的联动结构，当伸缩气缸伸缩端做直线伸缩运动时会带动伸缩端上固定连接的一个弧形卡爪做直线运动，通过弧形齿条、限位板、调节齿轮和定位板能够带动另一个固定连接在伸缩杆伸缩端的弧形卡爪做同步的直线运动，从而能够避免了如安装两个伸缩气缸分别带动两个弧形卡爪分别运动时产生的误差，进而使被夹持的气浮主轴与转动套筒不同轴的问题。
3、本发明中当辅助齿轮带动齿轮环转动时能够推动四个打磨块同步向轴心靠拢或远离，打磨组件这一同步运动的设计能够有效为气浮主轴需打磨段校准轴心，避免四个打磨块分别运动产生的误差，从而解决悬臂梁偏心的问题；打磨组件能够在移动导轨上移动，配合夹持组件对气浮主轴的夹持及旋转运动，从而实现对气浮主轴需打磨段的自动抛光。
附图说明
图1是本发明整体的第一视角结构示意图。
图2是图1中省去侧板后的结构示意图。
图3是本发明整体的第二视角结构示意图。
图4是本发明夹持单元的第一视角结构示意图。
图5是本发明夹持单元的第二视角结构示意图。
图6是本发明中夹持组件的主视图。
图7是本发明中夹持工剖视图。
图中：1、L型板；2、侧板；3、夹持单元；31、驱动组件；311、电机座；312、驱动电机；313、驱动齿轮；32、转动套筒；33、辅助组件；331、内限位筒；332、辅助气缸；333、弧形卡条；34、夹持组件；341、伸缩气缸；342、伸缩杆；343、弧形卡爪；344、弧形齿条；345、限位板；346、调节齿轮；347、定位板；4、打磨单元；41、支撑柱；42、移动导轨；43、桁架；44、辅助电机；45、辅助齿轮；46、打磨组件；461、环形板；462、齿轮环；463、支撑杆；464、打磨块。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步的详细说明。
请结合参阅图1和图2，一种气浮主轴自动抛光装置，包括：L型板1、侧板2、夹持单元3和打磨单元4；所述的L型板1上固定设置有侧板2，L型板1和侧板2之间转动设置有夹持单元3；所述的L型板1上固定设置有打磨单元4，所述的打磨单元4位于侧板2的左侧。
请结合参阅图1、图2和图4，所述夹持单元3包括驱动组件31、转动套筒32、辅助组件33和夹持组件34；所述的驱动组件31固定设置在L型板1的水平段端面上；位于L型板1和侧板2上的相对面均开设有环形槽，且两个环形槽内共同转动设置有转动套筒32，所述的转动套筒32外壁均匀设置有与驱动组件31相互配合的卡齿；位于转动套筒32的内部设置有辅助组件33，所述的转动套筒32内部还设置有呈垂直排布的两组夹持组件34，且两组夹持组件34左右错位设置，且位于转动套筒32右侧的夹持组件34与辅助组件33相互配合，通过辅助组件33的作用可以控制位于转动套筒32右侧的夹持组件34进行左右移动。
请结合参阅图1，所述的驱动组件31包括电机座311、驱动电机312和驱动齿轮313；所述的L型板1的水平段端面上固定设置有电机座311；所述的电机座311上固定设置有驱动电机312；所述的驱动电机312的输出轴上固定设置有与转动套筒32外壁卡齿相啮合的驱动齿轮313。
请结合参阅图3和图4，所述的辅助组件33包括内限位筒331、辅助气缸332和弧形卡条333；所述的内限位筒331同轴设置在转动套筒32的内部，位于内限位筒331的外壁对称开设在有两个一一对应的矩形通槽，且两个矩形通槽之间的内限位筒331内壁还开设有与位于转动套筒32右侧的夹持组件34相互配合的导向槽；位于内限位筒331的外壁设置有辅助气缸332，且辅助气缸332的伸缩端安装有弧形卡条333，且弧形卡条333与位于转动套筒32右侧的夹持组件34固定连接。
请结合参阅图4、图5、图6和图7，所述的夹持组件34包括伸缩气缸341、伸缩杆342、弧形卡爪343、弧形齿条344、限位板345、调节齿轮346和定位板347；所述的伸缩气缸341的伸缩端和伸缩杆342的伸缩端均固定安装有弧形卡爪343，位于伸缩气缸341的伸缩段和伸缩杆342的伸缩段均分别设置有弧形齿条344，所述的调节齿轮346转动安装在限位板345上，且限位板345设置在内限位筒331的内壁；两个所述的弧形齿条344均与调节齿轮346相互啮合；位于转动套筒32左侧的夹持组件34中的伸缩气缸341和伸缩杆342均固定设置在转动套筒32的内壁，且位于转动套筒32左侧的伸缩气缸341和伸缩杆342的伸缩段均穿过内限位筒331位于内限位筒331的内部；位于转动套筒32的内壁对称开设在有两个一一对应的滑槽，位于转动套筒32右侧的夹持组件34中的伸缩气缸341和伸缩杆342均滑动设置在转动套筒32的内壁滑槽中，且位于转动套筒32右侧的夹持组件34中的伸缩气缸341和伸缩杆342均穿过矩形通槽位于内限位筒331的内部；且转动套筒32右侧的夹持组件34中的伸缩气缸341和伸缩杆342的固定段均与弧形卡条333固定连接；位于转动套筒32右侧的夹持组件34还包括滑动设置在导向槽内部的定位板347，且转动套筒32右侧的夹持组件34中的限位板345也滑动设置在导向槽内部，且导向槽内部的定位板347和限位板345均与调节齿轮346转动连接；且转动套筒32右侧的夹持组件34中的弧形齿条344位于导向槽内部的定位板347和限位板345之间；所述转动套筒32左侧的夹持组件34中的弧形卡爪343和转动套筒32右侧的夹持组件34中的弧形卡爪343成中心对称设置。
具体的，夹持组件34在整个自动抛光装置中主要用于夹持气浮主轴，通过采用伸缩气缸341、伸缩杆342、弧形齿条344、限位板345、调节齿轮346和定位板347组成的联动结构，当伸缩气缸341伸缩端做直线伸缩运动时会带动伸缩端上固定连接的一个弧形卡爪343做直线运动，通过弧形齿条344、限位板345、调节齿轮346和定位板347能够带动另一个固定连接在伸缩杆342伸缩端的弧形卡爪343做同步的直线运动，从而能够避免了如安装两个伸缩气缸341分别带动两个弧形卡爪343分别运动时产生的误差，进而使被夹持的气浮主轴与转动套筒32不同轴的问题；弧形卡爪343其L形的结构设计是为了能够给被夹持的气浮主轴提供一个轴向的力，当气浮主轴被夹持时位于转动套筒32左侧的弧形卡爪343和位于转动套筒32右侧的弧形卡爪343提供了相向的轴向力，能够更好的稳定气浮主轴被夹持部分的稳定性，保证了气浮主轴在旋转加工时不会发生轴向的运动，从而不会影响抛光加工；位于转动套筒32左侧的夹持组件34是固定的，其中下方的弧形卡爪343能够在气浮主轴安放时给被夹持的气浮主轴提供竖直向上的支撑力；位于转动套筒32右侧的夹持组件34能够通过辅助组件33进行直线移动，通过移动调节位于转动套筒32右侧的夹持组件34的位置，从而能够夹持不同尺寸的气浮主轴；夹持组件34在夹持气浮主轴的同时还能够通过驱动组件31带动转动套筒32的转动而转动，能够配合打磨单元4实现对气浮主轴的自动抛光。
请结合参阅图1、图3和图7，所述的打磨单元4包括支撑柱41、移动导轨42、桁架43、辅助电机44、辅助齿轮45和打磨组件46；所述的支撑柱41有四根且呈矩形分布固定设置在L型板1上；所述的支撑柱41上固定设置有对称分布的两个移动导轨42；所述的两个移动导轨42之间滑动设置有由电动滑块驱动的桁架43；所述的桁架43中央固定设置有辅助电机44，辅助电机44的输出轴上固定设置有辅助齿轮45；所述的桁架43中央还固定有与辅助齿轮45相配合的打磨组件46。
请结合参阅图2和图3，所述的打磨组件46包括环形板461、齿轮环462、支撑杆463和打磨块464；所述的桁架43中央固定设置有环形板461，环形板461上均匀开设有四个长通槽；所述的环形板461左侧设置有齿轮环462，齿轮环462上开设有与环形板461上的四个长通槽一一对应的四个弧形槽；所述的环形板461的长通槽内滑动设置有支撑杆463，且支撑杆463穿过齿轮环462的弧形槽，且位于齿轮环462弧形槽左侧的支撑杆463一端固定设置有打磨块464。
具体的，辅助电机44带动辅助齿轮45转动，辅助齿轮45会带动齿轮环462转动，滑动设置在环形板461的长通槽和齿轮环462的弧形槽内的四根支撑杆463能带动打磨块464随着齿轮环462的转动而同时逐渐向轴心靠近或远离，打磨组件46这一同步运动的设计能够有效为气浮主轴需打磨段校准轴心，避免四个打磨块464分别运动产生的误差，从而解决悬臂梁偏心的问题；打磨组件46能够在移动导轨42上移动，配合夹持组件34对气浮主轴的夹持及旋转运动，从而实现对气浮主轴需打磨段的自动抛光。
工作原理：S1：首先将需要抛光的气浮主轴放入夹持组件34中，通过辅助组件33调节位于转动套筒32右侧的夹持组件34的位置，由于气浮主轴一般由两段直径不同的圆柱组成，较小直径段一般为需打磨段，所以调节夹持组件34夹持柱气浮主轴直径较大的一段圆柱。
S2：之后再移动导轨42上调节桁架43位置从而调节打磨组件46的位置，使打磨组件46先穿过气浮主轴直径较小的一段上，随后开启辅助电机44使辅助齿轮45转动带动齿轮环462转动，从而调整打磨块464位置使其紧贴气浮主轴较小的一段表面。
S3：然后启动驱动组件31带动夹持单元3转动，同时启动桁架43上的电动滑块使打磨组件46沿着移动导轨42做往复运动，从而对气浮主轴的较小段进行全面、自动的抛光。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种气浮主轴自动抛光装置，包括：L型板（1）、侧板（2）、夹持单元（3）和打磨单元（4）；其特征在于：所述的L型板（1）上固定设置有侧板（2），L型板（1）和侧板（2）之间转动设置有夹持单元（3）；所述的L型板（1）上固定设置有打磨单元（4），所述的打磨单元（4）位于侧板（2）的左侧；
所述夹持单元（3）包括驱动组件（31）、转动套筒（32）、辅助组件（33）和夹持组件；所述的驱动组件（31）固定设置在L型板（1）的水平段端面上；位于L型板（1）和侧板（2）上的相对面均开设有环形槽，且两个环形槽内共同转动设置有转动套筒（32），所述的转动套筒（32）外壁均匀设置有与驱动组件（31）相互配合的卡齿；位于转动套筒（32）的内部设置有辅助组件（33），所述的转动套筒（32）内部还设置有呈垂直排布的两组夹持组件，且两组夹持组件左右错位设置，且位于转动套筒（32）右侧的夹持组件与辅助组件（33）相互配合，通过辅助组件（33）的作用能够控制位于转动套筒（32）右侧的夹持组件进行左右移动；
夹持组件包括伸缩气缸、伸缩杆（342）、弧形卡爪（343）、弧形齿条（344）、限位板（345）、调节齿轮（346）和定位板（347）；所述的伸缩气缸的伸缩端和伸缩杆（342）的伸缩端均固定安装有弧形卡爪（343），位于伸缩气缸的伸缩段和伸缩杆（342）的伸缩段均分别设置有弧形齿条（344），所述的调节齿轮（346）转动安装在限位板（345）上，且限位板（345）设置在内限位筒（331）的内壁；两个所述的弧形齿条（344）均与调节齿轮（346）相互啮合；
位于转动套筒（32）左侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆（342）均固定设置在转动套筒（32）的内壁，且位于转动套筒（32）左侧的伸缩气缸的伸缩段和伸缩杆（342）的伸缩段均穿过内限位筒（331）并位于内限位筒（331）的内部；位于转动套筒（32）的内壁对称开设有两个一一对应的滑槽，位于转动套筒（32）右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆（342）均滑动设置在转动套筒（32）的内壁滑槽中，且位于转动套筒（32）右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆（342）均穿过矩形通槽并位于内限位筒（331）的内部；且转动套筒（32）右侧的夹持组件中的伸缩气缸和伸缩杆（342）的固定段均与弧形卡条（333）固定连接；位于转动套筒（32）右侧的夹持组件还包括滑动设置在导向槽内部的定位板（347），且转动套筒（32）右侧的夹持组件中的限位板（345）也滑动设置在导向槽内部，且导向槽内部的定位板（347）和限位板（345）均与调节齿轮（346）转动连接；且转动套筒（32）右侧的夹持组件中的弧形齿条（344）位于导向槽内部的定位板（347）和限位板（345）之间；所述转动套筒（32）左侧的夹持组件中的弧形卡爪（343）和转动套筒（32）右侧的夹持组件中的弧形卡爪（343）成中心对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种气浮主轴自动抛光装置，其特征在于：所述的辅助组件（33）包括内限位筒（331）、辅助气缸（332）和弧形卡条（333）；所述的内限位筒（331）同轴设置在转动套筒（32）的内部，位于内限位筒（331）的外壁对称开设有两个一一对应的矩形通槽，且两个矩形通槽之间的内限位筒（331）内壁还开设有与位于转动套筒（32）右侧的夹持组件相互配合的导向槽；位于内限位筒（331）的外壁设置有辅助气缸（332），且辅助气缸（332）的伸缩端安装有弧形卡条（333），且弧形卡条（333）与位于转动套筒（32）右侧的夹持组件固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种气浮主轴自动抛光装置，其特征在于：所述的打磨单元（4）包括支撑柱（41）、移动导轨（42）、桁架（43）、辅助电机（44）、辅助齿轮（45）和打磨组件（46）；所述的支撑柱（41）有四根且呈矩形分布固定设置在L型板（1）上；所述的支撑柱（41）上固定设置有对称分布的两个移动导轨（42）；所述的两个移动导轨（42）之间滑动设置有由电动滑块驱动的桁架（43）；所述的桁架（43）中央固定设置有辅助电机（44），辅助电机（44）的输出轴上固定设置有辅助齿轮（45）；所述的桁架（43）中央还固定有与辅助齿轮（45）相配合的打磨组件（46）。
4.根据权利要求3所述的一种气浮主轴自动抛光装置，其特征在于：所述的打磨组件（46）包括环形板（461）、齿轮环（462）、支撑杆（463）和打磨块（464）；所述的桁架（43）中央固定设置有环形板（461），环形板（461）上均匀开设有四个长通槽；所述的环形板（461）左侧设置有齿轮环（462），齿轮环（462）上开设有与环形板（461）上的四个长通槽一一对应的四个弧形槽；所述的环形板（461）的长通槽内滑动设置有支撑杆（463），且支撑杆（463）穿过齿轮环（462）的弧形槽，且位于齿轮环（462）弧形槽左侧的支撑杆（463）一端固定设置有打磨块（464）。
5.根据权利要求1所述的一种气浮主轴自动抛光装置，其特征在于：所述的驱动组件（31）包括电机座（311）、驱动电机（312）和驱动齿轮（313）；所述的L型板（1）的水平段端面上固定设置有电机座（311）；所述的电机座（311）上固定设置有驱动电机（312）；所述的驱动电机（312）的输出轴上固定设置有与转动套筒（32）外壁卡齿相啮合的驱动齿轮（313）。
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