CN220279058U - 一种数控车床主轴内孔清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控车床主轴内孔清理装置，包括气接头、旋转接头和旋转气嘴；气接头沿轴向设有第一气道，旋转接头沿轴向设有第二气道，旋转气嘴上设有气腔，气腔周边的旋转气嘴上设有三个以上从气腔通向外界的气孔，气孔的中心线与气腔的中心线不相交，气孔的中心线与旋转气嘴横截面之间呈5～60°夹角；气接头、旋转接头和旋转气嘴沿轴向依次连接在一起，其中，旋转气嘴可相对旋转接头自由旋转，第一气道、第二气道和气腔依次连通。上述装置，高压气从气接头进入，经旋转接头后，进入气腔，在高压气体的冲击下旋转气嘴旋转并将气体从气孔喷出，能很好清理数控车切削主轴内腔的铁屑；结构小巧，无需电机驱动，即可实现旋转气嘴的旋转清理。

Description

一种数控车床主轴内孔清理装置

技术领域

本实用新型涉及一种数控车床主轴内孔清理装置，属于机床自动化加工辅助技术领域。

背景技术

数控车床因其加工效率高，自动化程度高，现在被广泛应用于机械的各行各业，它尤其对单一零件能实现大批量生产。在大批量生产中，自动化上、下料也越来越普及。在机械手自动上、下料的情况下，由于人工不方便用***清理主轴和卡盘，导致铁屑等容易堆积。当铁屑比较少时一般不会影响车床的加工，但是一旦铁屑将主轴空腔堵住，或者铁屑蹦到三爪卡盘内，则会影响车床的加工效率。由于铁屑在机床主轴内部，普通的工具不容易清理，也清理不干净。为此，发明人专门设计了一款简易的能清理主轴内部铁屑的装置，此装置结构简单，经实践验证，只需要压缩空气即可实现主轴内部铁屑等的清理。

实用新型内容

本实用新型提供一种数控车床主轴内孔清理装置，能有效清理数控车床主轴内孔中的铁屑，解决了深孔内铁屑堆堵和三爪卡盘内铁屑不易清理等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种数控车床主轴内孔清理装置，包括气接头、旋转接头和旋转气嘴；气接头沿轴向设有第一气道，旋转接头沿轴向设有第二气道，旋转气嘴上设有气腔，气腔周边的旋转气嘴上设有三个以上从气腔通向外界的气孔，气孔的中心线与气腔的中心线不相交，气孔的中心线与旋转气嘴横截面之间呈5～60°夹角；气接头、旋转接头和旋转气嘴沿轴向依次连接在一起，其中，旋转气嘴可相对旋转接头自由旋转，第一气道、第二气道和气腔依次连通。

上述气孔的中心线与气腔的中心线不相交，也即二者的中心线延长线之间不相交，气孔的中心线偏移气腔的中心线一段距离。气孔在排出气体的时候，受到偏置于沿内孔中心线的反作用力，该作用力按照平面分解成Fx和Fy两个分力，其中Fx(与旋转气嘴径向存在偏移)可以推动此工件旋转；同时气孔的内径要比气腔的内径要小很多，根据伯努利原理，小孔节流使空气速度增加同时动量也增加，排入空气后的反作用力也随之增加，三个以上排气孔同时工作，气嘴可以瞬时旋转起来。

工作原理：压缩气体经过气接头进入装置内部，在通过旋转接头(类似于轴承作用)将气引到旋转气嘴的气腔内，再经过旋转气嘴三个以上气孔排出。在气体经过旋转气嘴时由于空气的反作用力，三个以上的气孔的排气方向在圆方向受到一个圆周的周而复始的推力，让旋转气嘴旋转起来从而清理车床主轴内部的铁屑。该装置结构简易，不用电机，只通过压缩空气就可以实现转动。对主轴内部深处的铁屑同样能清理干净。

使用过程中，气接头和旋转接头是相对固定的，旋转气嘴可相对气接头和旋转接头自由旋转。

旋转气嘴的横截面，也即旋转气嘴上垂直与轴向的截面。

作为其中一种具体的实现方式，气接头、旋转接头和旋转气嘴均为圆柱体结构，气接头、旋转接头和旋转气嘴同轴线设置。

上述第一气道、第二气道和气腔均为圆柱形结构，第一气道、第二气道和气腔同轴线设置，气孔的内径小于气腔内径的1/5。

为了便于加工，第一气道和第二气道的内径相等；气腔的内径大于第一气道和第二气道的内径。

为了便于加工，同时确保清理效果，气腔周边设有三个通向外界的气孔。

将气孔与气腔相接一端定义为进口、通向外界的一端定义为出口，旋转气嘴沿周边设有与气孔数量相等、且一一对应的缺口，气孔的出口位于对应的缺口上。缺口的设置可在一定程度上提高气体的冲击力。

进一步优选，上述气孔的中心线与旋转气嘴横截面之间呈20～35°夹角。

上述气接头和旋转接头可以是一体结构，也可以是通过螺纹连接或焊接等方式连接在一起。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型数控车床主轴内孔清理装置，高压气从气接头进入，经旋转接头后，进入气腔，在高压气体的冲击下旋转气嘴旋转并将气体从气孔喷出，能很好清理数控车切削主轴内腔的铁屑；结构小巧，动力源只依赖工厂里常用高压气源，无需电机驱动，即可实现旋转气嘴的旋转清理。

附图说明

图1为本实用新型数控车床主轴内孔清理装置的结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为旋转气嘴上气孔走向剖面图；

图4为旋转气嘴顶部示意图；

图5为旋转气嘴工作时的受力图；

图6为旋转气嘴上气孔的中心线与主轴的中心线偏移示意图；

图中，1为气接头，11为第一气道，2为旋转接头，21为第二气道，3为旋转气嘴，31为气腔，32为气孔，33为缺口，a为气孔的中心线，b为气腔的中心线。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

本申请“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等方位词为基于附图所示或使用状态时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例1

如图1-6所示，一种数控车床主轴内孔清理装置，包括气接头、旋转接头和旋转气嘴；气接头、旋转接头和旋转气嘴均为圆柱体结构；气接头沿轴向设有第一气道，旋转接头沿轴向设有第二气道，旋转气嘴上设有气腔，气腔周边的旋转气嘴上设有三个从气腔通向外界的气孔，第一气道、第二气道、气腔和气孔均为圆柱形结构，如图3、5至6所示，气孔的中心线(轴向中心线也即轴线)与气腔的中心线(轴向中心线也即轴线)不相交，气孔的中心线与旋转气嘴横截面之间呈5～60°夹角(经实践可以是20°、30°等角度)；气接头、旋转接头和旋转气嘴沿轴向依次连接在一起，且气接头、旋转接头和旋转气嘴同轴线设置，其中，旋转气嘴可相对旋转接头自由旋转，第一气道、第二气道和气腔依次连通，也即气体从第一气道进入，依次经过第二气道和气腔后，从气腔上的气孔喷出，且第一气道、第二气道和气腔同轴线设置。

如图5所示，上述气孔在排出气体的时候，受到偏置于沿内孔中心线的反作用力，该作用力按照平面分解成Fx和Fy两个分力，其中Fx(与旋转气嘴径向存在偏移)可以推动此工件旋转；同时气孔的内径要比气腔的内径要小很多，根据伯努利原理，小孔节流使空气速度增加同时动量也增加，排入空气后的反作用力也随之增加，三个排气孔同时工作，气嘴可以瞬时旋转起来。

工作原理：压缩气体经过气接头进入装置内部，在通过旋转接头(类似于轴承作用)将气引到旋转气嘴的气腔内，再经过旋转气嘴的三个的气孔排出。在气体经过旋转气嘴时由于空气的反作用力，三个的气孔的排气方向在圆方向受到一个圆周的周而复始的推力，让旋转气嘴旋转起来从而清理车床主轴内部的铁屑。该装置结构简易，不用电机，只通过压缩空气就可以实现转动。对主轴内部深处的铁屑同样能清理干净。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：如图2-3所示，气接头和旋转接头为一体结构；第一气道和第二气道的内径相等，气腔的是第一气道内径的2倍，气腔的轴向高度为第一气道和第二气道轴向高度之和的1/5，气孔的内径小于气腔内径的1/5。将气孔与气腔相接一端定义为进口、通向外界的一端定义为出口，如图4所示，旋转气嘴沿周边设有与气孔数量相等、且一一对应的缺口，气孔的出口位于对应的缺口上；气孔的中心线与旋转气嘴横截面之间呈30°夹角。

该装置利用机械手装夹，在旋转气嘴末端装有几种规格的支架(三轴桁架机械手、六轴工业机械手等)，清理主轴深孔用长支架，清理卡盘铁屑用短支架。将高压气管路接在气接头上，高压气管路上设有电磁阀和节流阀，当机械手运动至对应的位置时，将旋转气嘴伸入车床卡盘内，同时打开电磁阀通气，旋转气嘴旋转，再调节节流阀控制气管中气体流量，进而控制旋转气嘴的转速。当铁屑在某个局部堆积较多，这时候加大气体流量，使旋转气嘴靠近堆积部位快速旋转同时机械手来回小行程运动直至将铁屑清理干净；当铁屑堆积较少时降低转速，机械手慢速扫过直至铁屑清理干净。经实践试运行验证清理效果非常显著，解决了主轴内部铁屑清理难的问题。

Claims (8)

1.一种数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：包括气接头(1)、旋转接头(2)和旋转气嘴(3)；气接头(1)沿轴向设有第一气道(11)，旋转接头(2)沿轴向设有第二气道(21)，旋转气嘴(3)上设有气腔(31)，气腔(31)周边的旋转气嘴(3)上设有三个以上从气腔(31)通向外界的气孔(32)，气孔(32)的中心线与气腔(31)的中心线不相交，气孔(32)的中心线与旋转气嘴(3)横截面之间呈5～60°夹角；气接头(1)、旋转接头(2)和旋转气嘴(3)沿轴向依次连接在一起，旋转气嘴(3)可相对旋转接头(2)自由旋转，第一气道(11)、第二气道(21)和气腔(31)依次连通。

2.如权利要求1所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：气接头(1)、旋转接头(2)和旋转气嘴(3)均为圆柱体结构，气接头(1)、旋转接头(2)和旋转气嘴(3)同轴线设置。

3.如权利要求2所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：第一气道(11)、第二气道(21)、气腔(31)和气孔(32)均为圆柱形结构，第一气道(11)、第二气道(21)和气腔(31)同轴线设置，气孔(32)的内径小于气腔(31)内径的1/5。

4.如权利要求2所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：第一气道(11)和第二气道(21)的内径相等，气腔(31)的内径为第一气道(11)内径的1.5～2.1倍，气腔(31)的轴向高度小于第一气道(11)和第二气道(21)轴向高度之和的1/4。

5.如权利要求1-4任意一项所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：气腔(31)周边均布有三个通向外界的气孔(32)。

6.如权利要求1-4任意一项所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：将气孔(32)与气腔(31)相接一端定义为进口、通向外界的一端定义为出口，旋转气嘴(3)沿周边设有与气孔(32)数量相等、且一一对应的缺口(33)，气孔(32)的出口位于对应的缺口(33)处。

7.如权利要求1-4任意一项所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：气孔(32)的中心线与旋转气嘴(3)横截面之间呈20～35°夹角。

8.如权利要求1-4任意一项所述的数控车床主轴内孔清理装置，其特征在于：气接头(1)和旋转接头(2)为一体结构。