CN212652696U - 一种径向浮动气动主轴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及去毛刺组件技术领域，特别是涉及一种径向浮动气动主轴装置，包括：第一气管接头与气动主轴的一端连接；轴向紧固机构包括关节轴承，第一气管接头贯穿关节轴承；关节轴承安装在第一气管接头与盖板之间；盖板与外框连接，气动主轴的另一端安装在外框中；若干个活塞均安装在气动主轴的侧面，活塞与气动主轴之间安装有轴套；活塞与活塞环活动连接，活塞可沿活塞环做径向运动。本实用新型解决现有技术中气动主轴机构是刚性结构的问题。上述径向浮动气动主轴装置通过改进轴向紧固机构和增加径向浮动机构使得整个径向浮动气动主轴装置成为一个柔性结构，使得气动主轴不能轴向移动，但是可以径向摆动。

Description

一种径向浮动气动主轴装置

技术领域

本实用新型涉及去毛刺组件技术领域，特别是涉及一种径向浮动气动主轴装置。

背景技术

现有的气动主轴机构是由固定座、气动主轴、刀具等组装而成，通过连接电源直接工作，且位置固定，是个刚性结构。这样只适合做外形尺寸一致、毛刺相对一致的工件。

但是，在国内压铸领域中工件的外形尺寸、浇口大小及毛刺大小无法保证一致性的，因此在机器人调试生产中遇到很大困难，往往因为工件外形尺寸或毛刺大小不规则造成切削毛刺时无法去除干净。此外，以往使用的电主轴是通过交流电供电旋转切削加工，在使用或者保养不当、线路老化等情况下，容易造成电器短路、漏电、跳闸等，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种径向浮动气动主轴装置，用于解决现有技术中主轴机构是刚性结构的问题。上述径向浮动气动主轴装置通过改进轴向紧固机构和增加径向浮动机构使得整个径向浮动气动主轴装置成为一个柔性结构，使得气动主轴不能轴向移动，但是可以径向摆动。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种径向浮动气动主轴装置，所述径向浮动气动主轴装置包括：

气动主轴；

第一气管接头，所述第一气管接头与所述气动主轴的一端连接；

轴向紧固机构，所述轴向紧固机构包括关节轴承，所述第一气管接头贯穿所述关节轴承并与所述关节轴承连接；所述关节轴承安装在所述第一气管接头与盖板之间；所述盖板与外框连接，所述气动主轴的另一端安装在所述外框中，所述外框上设置有排气孔；

径向浮动机构，所述径向浮动机构包括若干个活塞，所述活塞均安装在所述气动主轴的侧面，所述活塞与所述气动主轴之间安装有轴套；所述活塞与活塞环活动连接，所述活塞可沿活塞环做径向运动；所述活塞环、活塞和外框形成一个密闭空间，所述密闭空间与第二气管接头连通；

防尘罩，所述轴套和所述外框之间安装有防尘罩。

上述径向浮动气动主轴装置通过改进轴向紧固机构和增加径向浮动机构使得整个径向浮动气动主轴装置成为一个柔性结构，使得气动主轴不能轴向移动，但是可以径向摆动。由于气动主轴在切削加工时，需要通过第一气管接头(气动切削专用的气管接头、动力气源)连接气动主轴，所以通过限制第一气管接头的轴向移动从而限制气动主轴的轴向移动。第一气管接头安装在关节轴承中，使得第一气管接头固定安装在轴向紧固机构中，再通过盖板进一步固定。通过在气动主轴上安装径向浮动机构，径向浮动机构中第二气管接头中的浮动气源会带动活塞做径向运动，从而活塞带动气动主轴径向摆动。在限制气动主轴轴向移动的前提下，不限制其径向摆动，从而适应不同外形、不同尺寸、浇口大小不规则的工件。经过上述径向浮动气动主轴装置组装的切削工具切削毛刺后，毛刺剔除干净，并且保证加工的一致性。此外，径向浮动气动主轴装置也不存在电器短路、漏电、跳闸等问题，安全性能更好。

上述径向浮动气动主轴装置是用于工业机器人自动化打磨、去毛刺领域，上述径向浮动气动主轴装置是利用气浮动原理进行切削去掉产品上毛刺及披风部位(主要针对铝压铸件开模出来后的产品上的毛刺及模具镶件产生的披风)，实现去除产品毛刺的应用技术。上述径向浮动气动主轴装置产生的浮动效果在切削时，可以保证不伤及产品的情况下切除残留在产品上的毛刺及披风。

上述径向浮动气动主轴装置解决了现有的毛刺清理工具刚性问题，通过提供一种柔性工具结构(上述径向浮动气动主轴装置)，能够根据工件外形、毛刺及披风的不规则性进行修正，解决机器人调试困难问题，以及避免了工件在清除毛刺及披风过程中因外形尺寸不一、毛刺大小位置不一、去除不干净的问题。

当机器人调试的工件靠近气动主轴上的刀具时，通过压力表调节气缸压力从而调节第二气管接头提供的气源压力，气源压力能控制活塞受到的内径向压力，通过活塞的运动实现气动主轴的运动，气动主轴运动会带动刀具径向浮动，解决了原有刚性导致的问题，从而减小了机器人调试过程的难度及提高产品的合格率。

气动主轴做切削加工时，需要通过第一气管接头(气动切削专用的气管接头、动力气源)连接气动主轴，第一气管接头安装在关节轴承中将其固定，从而不会产生晃动。由第一气管接头提供动力。关节轴承配合盖板上的插销把关节轴承固定在关节轴承中，从而能限制轴向移动，但不限制径向摆动。

活塞环、活塞和外框形成一个密闭空间，由第二气管接头(4mm90度气管接头)提供的气源持续供气，使得活塞受到持续的内径向压力，使气动主轴在不受到其他径向外力的情况下，持续保持在中心位置。活塞所承受的压力受第二气管接头(4mm90度气管接头)的气源调压阀给予的压力而决定。在活塞顶出的位置设有轴套，能有效的保护气动主轴不会被活塞损伤。活塞环内部由圆周分布的活塞(一般是十二个活塞)通过第二气管接头(浮动气源)提供的压力使其产生持续稳定的内径向压力。当外部力源由任意径向位置对气动主轴上的刀具施加压力时，通过关节轴承的旋转特性，产生旋转力，同时活塞能够被外力顶开，从而使气动主轴产生与外部施压方向相同的径向移动。当外部力源消失后，通过持续的气压能够顶回活塞，从而使径向浮动电主轴重新回到初始位置，能有效的避免径向浮动锉刀机受到刚性碰撞。

气动主轴工作中会产生粉尘与毛屑，为防止影响气动主轴的使用寿命，前端安装上防尘罩。防尘罩的材质一般采用橡胶。因为气动主轴有排气的特性，所以在外框两端设有排气孔(一般为四个)。

气动主轴一般是贯穿防尘罩的中心。第一气管接头一般是贯穿盖板的中心。

外框一般采用四周方形设计并由圆弧连接，底部平面设置有销孔及螺纹孔，美观的同时更具有实用性，且便于安装。

于本实用新型的一实施例中，所述关节轴承的一侧安装有锁紧螺帽，所述锁紧螺帽与所述第一气管接头螺纹连接。第一气管接头安装在关节轴承中，并搭配锁紧螺帽将其固定，从而不会产生晃动(轴向移动)，固定效果更好。

于本实用新型的一实施例中，所述关节轴承和所述锁紧螺帽之间安装有紧固圆环。关节轴承固定在盖板中，关节轴承的后端由紧固圆环压紧并限制其移动，从而能限制轴向移动，但不限制径向摆动。

于本实用新型的一实施例中，所述紧固圆环与所述盖板通过第一螺丝固定连接；所述盖板与所述外框通过第二螺丝固定连接。紧固圆环通过第一螺丝(一般采用三颗M4x8内六角柱头螺丝)固定于盖板上，盖板通过第二螺丝(一般是六颗M5x12内六角柱头螺丝)固定于外框上。

于本实用新型的一实施例中，所述密闭空间采用油封；所述活塞环与所述外框之间安装有密封圈(一般选用O型密封圈)。油封可以防止漏气。径向浮动机构在活塞环径向设置活塞孔，以安装搭配上油封的活塞，再使用密封圈(O型密封圈)，使周边密封。

于本实用新型的一实施例中，所述轴套与所述气动主轴贴合，所述轴套远离所述活塞的一侧安装有止退环。为了防止轴套产生径向移动，在轴套的前端设有止退环，使轴套被牢牢的固定在气动主轴上。

于本实用新型的一实施例中，所述活塞呈圆周分布在所述气动主轴的侧面(一般是呈圆周均匀分布在气动主轴的侧面，侧面即指外圈圆周)，所述活塞的数量为复数个。径向浮动机构在活塞环径向设置复数活塞孔(一般为12个)，以安装搭配上油封的活塞，再使用密封圈(O型密封圈)，使周边密封，从而使气压由外圈向内施压，带动12个活塞产生持续的内径向压力。

于本实用新型的一实施例中，所述外框的法兰端安装有固定环，所述防尘罩安装在所述固定环与所述外框之间。固定环盖住外框的法兰端，固定环也将防尘罩固定在外框上，能有效的封闭内部空间，防止灰尘及杂物进入其关键部位，有效的提高了气动主轴的耐用性。

于本实用新型的一实施例中，所述外框与所述固定环通过第三螺丝连接。气动主轴的前端设有防尘罩，并通过固定环固定，通过第三螺丝(M4x8内六角半圆头螺丝)将固定环固定，防止灰尘及杂物进入其关键部位，有效的提高了气动主轴的耐用性。固定环固定防尘罩(橡胶材质)并安装在前侧，加工过程中起到防尘的作用。

于本实用新型的一实施例中，所述排气孔上安装有滤网。在排气孔上设置滤网，可以避免外部杂质进入排气孔中，避免堵塞排气孔或损伤气动主轴等。

于本实用新型的一实施例中，所述滤网为钢丝网，所述钢丝网通过齿型防松垫圈安装在所述外框上。钢丝网的使用寿命更长，齿型防松垫圈的固定效果好。

如上所述，本实用新型的一种径向浮动气动主轴装置，具有以下有益效果：

1、上述径向浮动气动主轴装置通过改进轴向紧固机构和增加径向浮动机构使得整个径向浮动气动主轴装置成为一个柔性结构，使得气动主轴不能轴向移动，但是可以径向摆动。由于气动主轴在切削加工时，需要通过第一气管接头(气动切削专用的气管接头、动力气源)连接气动主轴，所以通过限制第一气管接头的轴向移动从而限制气动主轴的轴向移动。第一气管接头安装在关节轴承中，使得第一气管接头固定安装在轴向紧固机构中，再通过盖板进一步固定。通过在气动主轴上安装径向浮动机构，径向浮动机构中第二气管接头中的浮动气源会带动活塞做径向运动，从而活塞带动气动主轴径向摆动。在限制气动主轴轴向移动的前提下，不限制其径向摆动，从而适应不同外形、不同尺寸、浇口大小不规则的工件。经过上述径向浮动气动主轴装置组装的切削工具切削毛刺后，毛刺剔除干净，并且保证加工的一致性。此外，径向浮动气动主轴装置也不存在电器短路、漏电、跳闸等问题，安全性能更好。

2、上述径向浮动气动主轴装置是用于工业机器人自动化打磨、去毛刺领域，上述径向浮动气动主轴装置是利用气浮动原理进行切削去掉产品上毛刺及披风部位(主要针对铝压铸件开模出来后的产品上的毛刺及模具镶件产生的披风)，实现去除产品毛刺的应用技术。上述径向浮动气动主轴装置通过提供一种柔性工具结构(上述径向浮动气动主轴装置)，能够根据工件外形、毛刺及披风的不规则性进行修正，解决机器人调试困难问题，以及避免了工件在清除毛刺及披风过程中因外形尺寸不一、毛刺大小位置不一、去除不干净的问题。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中一种径向浮动气动主轴装置的示意图。

图2显示为本实用新型实施例中图1的A处放大示意图。

图3显示为本实用新型实施例中图1的B处放大示意图。

图4显示为本实用新型实施例中图1的C处放大示意图。

图5显示为本实用新型实施例中一种径向浮动气动主轴装置的正视图。

图6显示为本实用新型实施例中图5的A-A剖视图。

图7显示为本实用新型实施例中一种径向浮动气动主轴装置的侧视图。

元件标号说明

1-气动主轴；2-第一气管接头；3-关节轴承；4-锁紧螺帽；5-盖板；6-外框；7-排气孔；8-钢丝网；9-齿型防松垫圈；10-紧固圆环；11-第一螺丝；12-第二螺丝；13-活塞；14-轴套；15-止退环；16-活塞环；17-油封；18-密封圈；19-防尘罩；20-固定环；21-第三螺丝；22-第二气管接头。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1和图7，本实用新型提供一种径向浮动气动主轴装置，所述径向浮动气动主轴装置包括：

气动主轴1；

第一气管接头2(气动切削专用的气管接头、动力气源)，所述第一气管接头2与所述气动主轴1的一端连接；

请参阅图4，轴向紧固机构，所述轴向紧固机构包括关节轴承3，所述第一气管接头2贯穿所述关节轴承3并与所述关节轴承3连接；所述关节轴承3的一侧安装有锁紧螺帽4，所述锁紧螺帽4与所述第一气管接头2螺纹连接；所述关节轴承3安装在所述第一气管接头2与盖板5之间；所述盖板5与外框6连接，所述气动主轴1的另一端安装在所述外框6中；请参阅图5，所述外框6上设置有排气孔7(右侧的排气孔7在图5中被钢丝网8遮挡；左侧的排气孔7为了便于显示此时没有安装钢丝网8，仅仅是安装有齿型防松垫圈9)，所述排气孔7上安装有钢丝网8，所述钢丝网8通过齿型防松垫圈9安装在所述外框6上；所述关节轴承3和所述锁紧螺帽4之间安装有紧固圆环10，所述紧固圆环10与所述盖板5通过第一螺丝11(M4x8内六角柱头螺丝)固定连接；所述盖板5与所述外框6通过第二螺丝12(M5x12内六角柱头螺丝)固定接；

径向浮动机构，所述径向浮动机构包括呈圆周分布的12个活塞13，所述活塞13均安装在所述气动主轴1的侧面；请参阅图2，所述活塞13与所述气动主轴1之间安装有轴套14，所述轴套14与所述气动主轴1贴合，所述轴套14远离所述活塞13的一侧安装有止退环15；请参阅图3，所述活塞13与活塞环16活动连接，所述活塞13可沿活塞环16做径向运动；请参阅图6，所述活塞环16、活塞13和外框6形成一个密闭空间，所述密闭空间与第二气管接头22(浮动气源)连通；所述密闭空间采用油封17；所述活塞环16与所述外框6之间安装有密封圈18(O型密封圈18)；

请参阅图3，防尘罩19，所述轴套14和所述外框6之间安装有防尘罩19；所述外框6的法兰端安装有固定环20，所述防尘罩19安装在所述固定环20与所述外框6之间，所述外框6与所述固定环20通过第三螺丝21(M4x8内六角半圆头螺丝)连接。

工作过程：活塞环16内部由圆周分布的活塞13(一般是十二个活塞13)通过第二气管接头22(浮动气源)提供的压力使其产生持续稳定的内径向压力。当外部力源由任意径向位置对气动主轴1上的刀具施加压力时，通过关节轴承3的旋转特性产生旋转力(由于气动主轴1需要径向摆动，所以用关节轴承3实现任意角度的摆动)；同时活塞13能够被外力顶开，从而使气动主轴1产生与外部施压方向相同的径向移动。当外部力源消失后，通过持续的气压能够顶回活塞13，从而使径向浮动气动主轴装置重新回到初始位置，能有效的避免径向浮动锉刀机受到刚性碰撞。

综上所述，本实用新型通过改进轴向紧固机构和增加径向浮动机构使得整个径向浮动气动主轴装置成为一个柔性结构，使得气动主轴1不能轴向移动，但是可以径向摆动。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于，所述径向浮动气动主轴装置包括：

气动主轴(1)；

第一气管接头(2)，所述第一气管接头(2)与所述气动主轴(1)的一端连接；

轴向紧固机构，所述轴向紧固机构包括关节轴承(3)，所述第一气管接头(2)贯穿所述关节轴承(3)并与所述关节轴承(3)连接；所述关节轴承(3)安装在所述第一气管接头(2)与盖板(5)之间；所述盖板(5)与外框(6)连接，所述气动主轴(1)的另一端安装在所述外框(6)中，所述外框(6)上设置有排气孔(7)；

径向浮动机构，所述径向浮动机构包括若干个活塞(13)，所述活塞(13)均安装在所述气动主轴(1)的侧面，所述活塞(13)与所述气动主轴(1)之间安装有轴套(14)；所述活塞(13)与活塞环(16)活动连接，所述活塞(13)可沿活塞环(16)做径向运动；所述活塞环(16)、活塞(13)和外框(6)形成一个密闭空间，所述密闭空间与第二气管接头(22)连通；

防尘罩(19)，所述轴套(14)和所述外框(6)之间安装有防尘罩(19)。

2.根据权利要求1所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述关节轴承(3)的一侧安装有锁紧螺帽(4)，所述锁紧螺帽(4)与所述第一气管接头(2)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述关节轴承(3)和所述锁紧螺帽(4)之间安装有紧固圆环(10)。

4.根据权利要求3所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述紧固圆环(10)与所述盖板(5)通过第一螺丝(11)固定连接；所述盖板(5)与所述外框(6)通过第二螺丝(12)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述密闭空间采用油封(17)；所述活塞环(16)与所述外框(6)之间安装有密封圈(18)。

6.根据权利要求1所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述轴套(14)与所述气动主轴(1)贴合，所述轴套(14)远离所述活塞(13)的一侧安装有止退环(15)。

7.根据权利要求1或6所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述活塞(13)呈圆周分布在所述气动主轴(1)的侧面，所述活塞(13)的数量为复数个。

8.根据权利要求1所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述外框(6)的法兰端安装有固定环(20)，所述防尘罩(19)安装在所述固定环(20)与所述外框(6)之间。

9.根据权利要求1所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述排气孔(7)上安装有滤网。

10.根据权利要求9所述的一种径向浮动气动主轴装置，其特征在于：所述滤网为钢丝网(8)，所述钢丝网(8)通过齿型防松垫圈(9)安装在所述外框(6)上。

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