可浮动压紧的旋转动力头的制作方法
【专利摘要】本技提供一种结构简单、浮动力大小和方向可以调节的可浮动压紧的旋转动力头，所述动力头包括动力头轴和驱动动力头轴转动的驱动部分，驱动部分具有壳体，用于安装刀具的动力头轴转动的设置在壳体上，它还包括用于驱动动力头摆动的电磁元件；当电磁元件通入电流时，通过电磁场产生作用力驱动壳体摆动；通过改变电流的大小和方向可以改变壳体的摆动方向和驱动壳体摆动的作用力的大小。
【专利说明】
可浮动压紧的旋转动力头
技术领域
[0001]本技术设计可浮动压紧在工件上的动力头，尤其是一种用于打磨工件上毛刺的动力头。
【背景技术】
[0002]动力头一般包括动力头轴和驱动动力头轴转动的驱动部分(如电机、气动马达等)，驱动部分具有壳体，用于安装刀具的动力头轴转动的设置在壳体上。驱动部分带动动力头轴转动，刀具即转动进行加工作业。
[0003]在打磨毛刺等加工过程中，需要刀具以恒定的浮动力靠在被加工件上，同时要求刀具随着被加工件的形状变化而改变位置。为了使得刀具保持一个相对恒定的浮动力与被加工件接触，采用常规的浮动机构，使用气动装置，由于结构的原因，例如使用气缸结构时，活塞阻力大，使用膜片结构时膜片本身的弹性影响浮动力，这都会导致浮动力不稳定和浮动的灵活性差，尤其在需要微小浮动力的应用场合，气动浮动结构不能适应。
【发明内容】
[0004]本技术的目的是提供一种结构简单、浮动力大小和方向可以调节的可浮动压紧的旋转动力头。
[0005]本技术可浮动压紧的旋转动力头，所述动力头包括动力头轴和驱动动力头轴转动的驱动部分，驱动部分具有壳体，用于安装刀具的动力头轴转动的设置在壳体上，它还包括用于驱动动力头摆动的电磁元件；当电磁元件通入电流时，通过电磁场产生作用力驱动壳体摆动;通过改变电流的大小和方向可以改变壳体的摆动方向和驱动壳体摆动的作用力的大小。
[0006]本技术的有益效果:驱动部分(气动马达、电机等)驱动动力头轴及固定在动力头轴上的刀具转动，对被加工件进行切削加工。电磁元件(如电动机、电磁铁等)将电流通过电磁场的形式转换成驱动壳体摆动的作用力，使得壳体等摆动，动力头轴上的刀具压紧在被加工件上。通过改变流过电磁元件的电流大小，可以改变驱动壳体摆动的作用力的大小，从而改变刀具的浮动压紧力;通过改变流过电磁元件的电流方向，可改变浮动压紧力的方向。本技术可以说是一种电磁浮动装置，克服了常规浮动装置的摩擦阻力或弹性干扰阻力等因素的影响，能够产生高灵敏度的和高灵活性的浮动压紧力。在数控设备上使用时，将电磁元件的外壳固定到数控设备的刀架或夹具上，在刀架或夹具的带动下该可浮动压紧的旋转动力头沿着一定的轨迹运动，同时固定在动力头轴上的刀具在驱动部分的驱动下进行加工，若流过电磁元件的电流大小一定，刀具即可始终以相对恒定的力靠在工件上，实现浮动压紧加工。
[0007]上述的可浮动压紧的旋转动力头，动力头固定在动力头安装块上，电磁元件通过动力头安装块与壳体相连，当电磁元件通入电流时，通过电磁场产生作用力驱动动力头安装块和壳体摆动。
[0008]上述的可浮动压紧的旋转动力头，所述电磁元件为电动机，电动机的输出轴与壳体相连，当电动机通入电流时，输出轴带动壳体转动。当然，电动机的输出轴与壳体之间也可以设置减速结构，电动机的输出轴通过减速结构带动壳体转动。
[0009]上述的可浮动压紧的旋转动力头，驱动部分为气动马达，向气动马达供气的气源管通过旋转接头与气动马达相连;旋转接头的旋转中心轴与壳体摆动的摆动中心轴同轴。使用与壳体摆动的摆动中心轴同轴转动的旋转接头，避免气源管对浮动力产生影响，气源管不会对驱动动力头零部件摆动的作用力产生影响。
[0010]上述的可浮动压紧的旋转动力头，驱动部分为电机。
[0011]上述的可浮动压紧的旋转动力头，所述电磁元件为通电后能够产生吸附铁磁性材料的磁场的电磁元件，电磁元件设置在一个机座上，壳体摆动设置在机座上，所述壳体以铁磁性材料制成或者壳体上固定铁磁性材料，当电磁元件通入电流时，铁磁性材料在电磁元件产生的磁铁的作用下，使得壳体相对于机座摆动。优选，壳体相对于机座360°摆动。电磁元件为电磁铁。实现壳体相对于机座360°摆动的机构有很多，例如，壳体可以通过十字万向机构或者球铰360°摆动地设置在机座上。十字万向机构主要包括万向环、内销、外销，在壳体与机座之间设置万向环，万向环通过两个同轴的内销与机座相连;万向环通过两个同轴的外销与壳体相连，外销轴线与内销轴线垂直。壳体既可以绕内销相对于万向环和机座转动，也可以和万向环一起绕外销相对于机座转动，所以，壳体相对于机座可以在360度范围内向任意方向摆动一定的角度。
[0012]上述的可浮动压紧的旋转动力头，它还包括一个减速装置，电磁元件的输出部分与减速装置的输入部分相连，壳体与减速装置的输出部分相连；电磁元件通过减速装置带动壳体摆动。
[0013]上述的可浮动压紧的旋转动力头，它还包括一个传动机构，电磁元件的输出部分通过传动机构与壳体相连；电磁元件通过传动机构带动壳体摆动。传动机构可以有多种多样，例如，所述电磁元件设置在一个机座上，壳体摆动设置在机座上;所述传动机构为摆动导杆机构;摆动导杆机构包括固定在电磁元件输出部分的摆杆、铰接在摆杆端部的滑块、开有滑道的导杆;滑块滑动设置在滑道内；导杆与壳体固定连接；电磁元件通入电流，电磁元件输出部分带动摆杆摆动，滑块在滑道内移动，使得导杆和壳体相对于机座摆动。当然，动力头也可以通过动力头安装设置在机座上。例如，动力头固定在一个动力头安装块上，动力头安装块摆动设置在机座上;导杆与动力头安装块固定连接;电磁元件通入电流，电磁元件输出部分带动摆杆摆动，滑块在滑道内移动，导杆和动力头安装块相对于机座摆动，从而使得固定在动力头安装块上的动力头相对于机座摆动。优选，驱动部分为气动马达，动力头安装块上具有与气动马达相通的供气通道;旋转接头安装在动力头安装块上;旋转接头一端与供气通道相通，另一端与提供压缩空气的气源管相通;旋转接头的旋转中心轴与动力头安装块摆动的摆动中心轴同轴。使用与壳体和动力头安装块摆动的摆动中心轴同轴转动的旋转接头，避免气源管对浮动力产生影响，气源管不会对驱动动力头零部件摆动的作用力产生影响。
[0014]上述的可浮动压紧的旋转动力头，壳体设置在一个摆动机构上，电磁元件与摆动机构相连以通过摆动机构带动壳体摆动。例如，摆动机构为曲柄摇杆机构，壳体固定在曲柄摇杆机构中的摇杆上，电磁元件的输出部分与曲柄摇杆机构中的曲柄相连以带动曲柄逆时针或顺时针转动(可以改变转动方向)，电磁元件带动摇杆实现壳体的摆动。
【附图说明】
[0015]图1是实施例1的可浮动压紧的旋转动力头的示意图。
[0016]图2是实施例2的可浮动压紧的旋转动力头的立体图。
[0017]图3是实施例2的剖视图。
[0018]图4是实施例2去掉机座等的立体图。
[0019]图5是摆动导杆机构立体图。
[°02°]图6是摆动导杆机构另一个立体图。
[0021 ]图7是摆动导杆机构、转轴等剖面图。
[0022]图8是实施例3的可浮动压紧的旋转动力头的立体图。
[0023]图9是实施例3的剖视图。
[0024]图10是实施例3去掉机座等的立体图。
[0025]图11是实施例3去掉机座等的另一立体图。
[0026]图12是曲柄摇杆机构、壳体等的立体图。
[0027]图13是曲柄、摇杆、滑块等的立体图。
[0028]图14是实施例4的可浮动压紧的旋转动力头的剖视图。
[0029]图15是实施例4的可浮动压紧的旋转动力头的另一剖视图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:
参见图1所示的使用电磁力的可浮动压紧的旋转动力头，所述动力头(气动磨头)1包括作为驱动部分的气动马达，气动马达具有壳体11，用于安装刀具8的动力头轴12转动的设置在壳体上，用于驱动动力头摆动的电动机2输出轴与动力头安装块3相连，壳体11固定在动力头安装块上。
[0031]供气机构4通过两根供气管51、52分别与动力头安装块和气动马达相通。在动力头安装块上开有与压缩空气源相通的供气通道6，供气通道的一端与旋转接头7相通，另一端与供气管51相通。旋转接头7与提供压缩空气的气源管相连，安装在动力头安装块上，动力头安装块上的旋转接头7的旋转中心轴与电动机2的输出轴同轴。
[0032]作为电磁元件的电动机2可以是直流电动机，当给直流电动机2通电后，直流电动机产生旋转扭矩，扭矩通过动力头安装块传递给气动磨头，使气动磨头产生自转力，从而使刀具压靠在工件上。通过改变流过直流电动机电流的大小和方向可以改变刀具的摆动方向和刀具压靠在工件上的压紧力的大小。
[0033]在数控设备上使用时，将电动机外壳固定到数控设备的刀架或夹具上，在刀架或夹具的带动下沿着一定的轨迹运动；同时刀具在驱动部分的驱动下转动，这样刀具会始终以相对恒定的力靠在工件上，实现浮动压紧加工。
[0034]通过改变流过电动机的电流大小，可以改变电机的输出扭矩，从而改变刀具对工件的浮动压紧力；通过改变电动机的输出扭矩的方向，可改变浮动压紧力的方向。本技术使用力电磁浮动装置，克服常规浮动装置的摩擦阻力或弹性干扰阻力等因素的影响，能够产生高灵敏度的和高灵活性的浮动压紧力。
[0035]实施例2:
参见图2、3所示的可浮动压紧的旋转动力头，主要包括机座200，固定机座上的电动机(电磁元件)202，动力头安装块204，摆动导杆机构203，固定在动力头安装块204上的气动磨头201，轴承205。
[0036]参见图4-7，摆动导杆机构203主要包括固定在电动机的输出轴上的摆杆2031、导杆2032、转轴2033、滑块2034。滑块2034类似轴承结构，包括内圈20341、外圈20342、位于内圈和外圈之间的滚珠20343。摆杆2031上开有滑道20311。滑块的外圈滑动设置在滑道内。导杆一端与滑块的内圈固定相连，另一端与转轴固定相连。转轴通过左右两个轴承205设置机座上，转轴可以相对于机座绕转轴轴线转动。转轴的一端伸入到机座上所开的进气通道2001 内。
[0037]气动磨头201属于现有技术，主要包括动力头轴和驱动动力头轴转动的气动马达，气动马达具有壳体2011，用于安装刀具的动力头轴2018转动的设置在壳体上。壳体2011与动力头安装块204固定连接。
[0038]电动机通入电流，电动机输出轴带动摆杆摆动，滑块外圈在滑道内移动，导杆、转轴、固定在转轴上的动力头安装块、固定动力头安装块上的动力头均绕转轴轴线相对于机座摆动。通过改变电动机电流的大小和方向可以改变动力头的摆动方向和驱动动力头等零部件摆动的作用力的大小。
[0039]转轴2033的内部具有与机座上的进气通道2001相通的进气道20331，进气道20331通过动力头安装块内部的供气通道2041与气动马达相通。向气动马达供气的气源管与机座上的进气通道2001相连，并通过进气道20331、供气通道2041向气动马达供气，这样气源管不会对驱动动力头等零部件摆动的作用力产生影响。
[0040]
实施例3:
参见图8、9所示的可浮动压紧的旋转动力头，主要包括机座300，固定机座上的电动机(电磁元件)302，曲柄摇杆机构303，电动磨头301，轴承305，转轴306，环形的动力头安装块304。电动磨头包括动力头轴和驱动动力头轴转动的电机，该电机具有壳体3011，用于安装刀具的动力头轴3018转动的设置在壳体3011上。
[0041 ]转轴306固定在机座300上，壳体3011固定在动力头安装块304上，动力头安装块304通过两个轴承305转动设置在转轴上。壳体和动力头安装块可以绕转轴轴线相对于机座转动。
[0042]参见图10-13，曲柄摇杆机构303包括固定在电动机302的输出轴上的曲柄3031、固定在壳体3011上的摇杆块3035、滑块3034。滑块3034类似轴承结构，包括内圈30341、外圈30342、位于内圈和外圈之间的滚珠30343。摇杆块上开有滑道30351。滑块的外圈滑动设置在滑道内。曲柄一端与滑块的内圈固定相连，另一端与电动机输出轴固定相连。
[0043]电动机302通入电流，电动机输出轴带动曲轴摆动，滑块外圈在摇杆块上的滑道内移动，摇杆块、电动磨头、动力头安装块304等绕转轴轴线在垂直于转轴轴线的平面内相对于机座摆动。通过改变电动机302电流的大小和方向可以改变电动磨头的摆动方向和驱动电动磨头摆动的作用力的大小。
[0044]摇杆块和电动磨头的壳体固定相连，绕转轴的轴线摆动，所以固定相连的摇杆块和电动磨头的壳体也可以看作是一个绕转轴的轴线摆动的摇杆。
[0045]当然，去掉动力头安装块304，壳体直接通过两个轴承305转动设置在转轴上也是可以的。
[0046]
实施例4:
参见图14、15所示的可浮动压紧的旋转动力头，主要包括机座400，固定机座上的通电能够产生磁力的电磁铁402，气动磨头401，动力头安装块404、十字万向机构405、铁心或磁铁406。
[0047]气动磨头401属于现有技术，主要包括动力头轴4018和驱动动力头轴转动的气动马达，气动马达具有壳体4011，用于安装刀具的动力头轴转动的设置在壳体上。壳体4011固定在动力头安装块404上，动力头安装块404上通过十字万向机构360°摆动地设置在机座上。
[0048]十字万向机构405主要包括万向环4051、内销4052、外销4053，在动力头安装块与机座之间设置万向环，万向环通过两个同轴的外销转动设置在机座上；万向环通过两个同轴的内销与动力头安装块转动相连，外销轴线与内销轴线垂直。动力头安装块既可以绕内销相对于万向环和机座转动，也可以和万向环一起绕外销相对于机座转动，所以，壳体相对于机座可以在360度范围内向任意方向摆动一定的角度。
[0049]当然，也可以把动力头安装块看作是壳体的一部分，这时，就相当于壳体直接通过十字万向机构360°摆动地设置在机座上。
[0050]在壳体上与电磁铁相对的位置固定有具有磁性的铁心或磁铁406。铁心或磁铁406与电磁铁在动力头轴的轴线方向上相对但不接触。电磁铁通电后产生磁力，能够吸附铁心或磁铁，使得铁心或磁铁移动到电磁铁正下方的中心位置。当然固定在铁心和磁铁上的壳体就会因为铁心或磁铁的被吸附，而相对于机座摆动，从而使得壳体始终具有摆动到电磁铁正下方的趋势，也就是说，保证动力头轴始终有摆动到电磁铁正下方的中心位置的趋势。通过改变通入电磁铁的电流的大小，可以改变把铁心或磁铁及壳体吸附到中心位置的作用力的大小。该种结构简单，但浮动灵敏度很高。
【主权项】
1.可浮动压紧的旋转动力头，所述动力头包括动力头轴和驱动动力头轴转动的驱动部分，驱动部分具有壳体，用于安装刀具的动力头轴转动的设置在壳体上，其特征是:它还包括用于驱动动力头摆动的电磁元件；当电磁元件通入电流时，通过电磁场产生作用力驱动壳体摆动;通过改变电流的大小和方向可以改变壳体的摆动方向和驱动壳体摆动的作用力的大小。2.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:动力头固定在动力头安装块上，电磁元件通过动力头安装块与壳体相连，当电磁元件通入电流时，通过电磁场产生作用力驱动动力头安装块和壳体摆动。3.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:所述电磁元件为电动机，电动机的输出轴与壳体相连，当电动机通入电流时，输出轴带动壳体转动。4.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:驱动部分为气动马达，向气动马达供气的气源管通过旋转接头与气动马达相连;旋转接头的旋转中心轴与壳体摆动的摆动中心轴同轴。5.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:驱动部分为电机。6.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:所述电磁元件为通电后能够产生吸附铁磁性材料的磁场的电磁元件，电磁元件设置在一个机座上，壳体摆动设置在机座上，所述壳体以铁磁性材料制成或者壳体上固定铁磁性材料，当电磁元件通入电流时，铁磁性材料在电磁元件产生的磁铁的作用下，使得壳体相对于机座摆动。7.如权利要求6所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:壳体相对于机座360°摆动。8.如权利要求6所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:电磁元件为电磁铁。9.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:它还包括一个减速装置，电磁元件的输出部分与减速装置的输入部分相连，壳体与减速装置的输出部分相连；电磁元件通过减速装置带动壳体摆动。10.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:它还包括一个传动机构，电磁元件的输出部分通过传动机构与壳体相连;电磁元件通过传动机构带动壳体摆动。11.如权利要求10所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:所述电磁元件设置在一个机座上，壳体摆动设置在机座上;所述传动机构为摆动导杆机构;摆动导杆机构包括固定在电磁元件输出部分的摆杆、铰接在摆杆端部的滑块、开有滑道的导杆;滑块滑动设置在滑道内；导杆与壳体固定连接；电磁元件通入电流，电磁元件输出部分带动摆杆摆动，滑块在滑道内移动，使得导杆和壳体相对于机座摆动。12.如权利要求11所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:动力头固定在一个动力头安装块上，动力头安装块摆动设置在机座上;导杆与动力头安装块固定连接;电磁元件通入电流，电磁元件输出部分带动摆杆摆动，滑块在滑道内移动，导杆和动力头安装块相对于机座摆动，从而使得固定在动力头安装块上的动力头相对于机座摆动。13.如权利要求12所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:驱动部分为气动马达，动力头安装块上具有与气动马达相通的供气通道;旋转接头安装在动力头安装块上;旋转接头一端与供气通道相通，另一端与提供压缩空气的气源管相通;旋转接头的旋转中心轴与动力头安装块摆动的摆动中心轴同轴。14.如权利要求1所述的可浮动压紧的旋转动力头，其特征是:壳体设置在一个摆动机构上，电磁元件与摆动机构相连以通过摆动机构带动壳体摆动。
【文档编号】B23D79/00GK106001772SQ201610404371
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】林中尉
【申请人】林中尉