一种去毛刺工具、去毛刺系统及去毛刺方法

技术领域

本发明涉及车削或镗削技术领域，具体涉及一种去毛刺工具、去毛刺系统及去毛刺方法。

背景技术

在产品的铸造、铣削等机械加工过程中，被加工的产品容易产生毛刺飞边，会直接影响被加工零件的表面质量和零件的整体性能。目前大多数工厂对毛刺的处理是采用人工的方式，人工处理毛刺存在的问题有：良品率低、生产效率低、劳动强度大等问题，部分工厂采用机器人工作站、专机等设备替代人工进行去毛刺作业，以此来提高生产效率以及产品的去毛刺一致性、保证产品的质量。

目前市面上的去毛刺设备一般采用机器人或专机配合去毛刺浮动工具按固定轨迹对零件进行相对移动，使去毛刺浮动工具与零件接触，从而实现对零件表面的毛刺进行处理。但是，在现有的去毛刺设备的去毛刺浮动工具的去除过程中，去毛刺浮动工具的浮动量和浮动气压在加工前设定了固定的参数，无法修改。即是说，是通过人工预先设定去毛刺浮动工具的浮动量和浮动气压，然后由机器人或其他设备携带去毛刺浮动工具按固定轨迹一次性完成对零件表面进行去毛刺加工。

比如公告号为CN212240577U的中国发明专利公开了一种浮动主轴，该发明专利中的主轴为气动主轴，无法更换刀具，且该专利中公开的浮动主轴只能进行径向浮动。

这种方式在实际的应用中能够完成零件表面的去毛刺处理，但是这样的浮动方式的缺点在于浮动力会随着浮动位移量的增大而增大，使得当工件本身具有较大的公差时；当定位装置或者设备无法对工件精准定位时；当对去除表面加工质量要求较高时，这种应用方式就无法对这些误差进行补偿，反而会对工件造成一定的损伤，进而直接影响了产品的加工质量和加工精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种方便更换刀具、可轴向浮动并可径向浮动的毛刺打磨工具。

一种去毛刺工具，包括浮动缸体、浮动活塞、主轴和径向浮动组件，所述浮动缸体通过连接件与外部设备连接，所述浮动缸体上设有上下贯穿其的浮动腔，所述浮动腔的下端设有与其同轴分布的限位环，所述浮动活塞和所述径向浮动组件均设置在所述浮动腔内，且所述径向浮动组件分布在所述浮动活塞的下方并与限位环的上端接触，所述浮动活塞和所述径向浮动组件上分别设有上下贯穿其的安装孔，所述主轴由上至下穿过所述安装孔且与所述径向浮动组件连接，在外力作用下，所述主轴可通过所述径向浮动组件推动所述浮动活塞在所述浮动腔内上下浮动，或带动所述径向浮动组件在所述主轴径向浮动。

优选地，所述径向浮动组件包括活动环和多个滚珠，所述活动环的外径大于限位环的内径，所述活动环的外侧壁上设有多个沿其周向间隔均匀分布的小孔，多个所述小孔与多个所述滚珠一一对应，且多个所述小孔的孔口均朝向背离所述活动环中部的一侧，所述浮动缸体的下端设有多个竖向分布的条形槽，多个所述条形槽与多个所述滚珠一一对应，所述活动环套设在所述主轴上并与其连接，多个所述滚珠分别设置在对应所述小孔内并伸出所述小孔且伸入对应所述条形槽内，在外力作用下，所述主轴径向浮动并带动所述滚珠在对应所述条形槽内上下移动。

优选地，所述小孔为锥形孔。

优选地，所述浮动缸体包括上缸体和下缸体，所述上缸体与所述连接件连接固定，所述上缸体上设有上下贯穿其的上通孔，所述下缸体安装在所述上缸体的下端，且所述下缸体上设有上下贯穿其并与所述上通孔贯通的下通孔，所述上通孔和所述下通孔共同围合形成所述浮动腔。

优选地，所述上通孔为平头沉孔，所述浮动活塞的下端设有外翻边，所述浮动活塞可在所述浮动腔内向上浮动至所述外翻边靠近所述平头沉孔的台阶。

优选地，所述下通孔的内径大于所述上通孔的内径，所述条形槽的上端贯穿所述下缸体的上端，多个所述滚珠可分别在对应所述条形槽内向上滚动至与所述上缸体的下端相抵。

一种去毛刺系统，包括控制器、电信号放大器、电信号衰减器和电气比例阀，还包括上述去毛刺工具，且所述浮动活塞的外径与所述平头沉孔上段的内径相匹配，所述外翻边的外径与所述平头沉孔下段的内径相匹配，以使所述浮动活塞和所述平头沉孔构成密闭的气腔，所述控制器分别通过所述电信号放大器和电信号衰减器与所述电气比例阀电连接，所述电气比例阀的出口通过管道与所述气腔内部连通。

优选地，还包括人机交互界面，所述人机交互界面与所述控制器电连接。

一种基于上述去毛刺系统的去毛刺方法，包括以下步骤：

步骤1、控制外部设备携带去毛刺工具移动以对工件进行去毛刺加工；

步骤2、所述电气比例阀获取所述气腔内的气压并通过所述电信号放大器发送电流信号至所述控制器，所述控制器接受电流信号并与预设电流基准阈值比较，并执行步骤3、步骤4或步骤5；

步骤3、当所述控制器接收到的电流信号大于预设电流基准阈值时，则所述控制器通过所述电信号衰减器发送信号至所述电气比例阀，所述电气比例阀从所述气腔向外抽气以缩小所述气腔内的气压；

步骤4、当所述控制器接收到的电流信号等于预设电流基准阈值时，所述控制器不发送信号；

步骤5、当所述控制器接收到的电流信号小于预设电流基准阈值时，则所述控制器通过所述电信号衰减器发送信号至所述电气比例阀，所述电气比例阀向所述气腔内充气以增大所述气腔内的气压。

优选地，所述步骤1中，还包括先利用人机交互界面设定电流基准阈值，再控制外部设备携带去毛刺工具移动以对工件进行去毛刺加工。

主轴在对工件的毛刺进行打磨时，主轴上的刀具会产生转动，本申请通过所述径向浮动组件限定所述主轴随其刀具转动，保证所述去毛刺工具的正常使用，且保证刀具去除毛刺的质量，避免损坏刀具。

本申请所述去毛刺系统及去毛刺方法通过检测所述气腔内的气压来判断如何去毛刺工具的浮动力，解决工件的制造误差；避免定位误差对工件加工质量、加工精度的影响，可实现工件表面高质量、高精度、高稳定性的去毛刺加工，甚至适用于工件本身具有较大的制造误差或产品形状较为复杂无法对工件精准定位的情况。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述去毛刺工具的结构示意图；

图2为本发明实施例1所述去毛刺工具的剖视图；

图3为本发明实施例2所述去毛刺系统的结构示意图；

图4为本发明实施例2所述去毛刺系统的框图；

图5为本发明实施例3所述去毛刺方法流程示意图。

附图标记的具体含义为：

1、浮动缸体；11、上缸体；12、下缸体；2、浮动活塞；21、外翻边；3、主轴；4、径向浮动组件；41、活动环；42、滚珠；43、小孔；44、条形槽；5、限位环；

100、控制器；200、电信号放大器；300、电信号衰减器；400、电气比例阀；500、人机交互界面。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照图1-2，提出本发明的一实施例，本实施例公开一种去毛刺工具包括浮动缸体1、浮动活塞2、主轴3和径向浮动组件4，所述浮动缸体1通过连接件与外部设备连接，所述浮动缸体1上设有上下贯穿其的浮动腔，所述浮动腔的下端设有与其同轴分布的限位环5，所述浮动活塞2和所述径向浮动组件4均设置在所述浮动腔内，且所述径向浮动组件4分布在所述浮动活塞2的下方并与限位环5的上端接触，所述浮动活塞2和所述径向浮动组件4上分别设有上下贯穿其的安装孔，所述主轴3由上至下穿过所述安装孔且与所述径向浮动组件4连接，在外力作用下，所述主轴3可通过所述径向浮动组件4推动所述浮动活塞2在所述浮动腔内上下浮动，或带动所述径向浮动组件4在所述主轴3径向浮动。

本申请中，所述径向浮动组件4能且只能在所述浮动腔内上下浮动，无法在所述浮动腔内水平转动。

在使用本实施例所述去毛刺工具时，所述主轴3为高速电动主轴，所述主轴3下端具有刀具，外部设备按固定轨迹携带主轴3移动，所述主轴3驱动刀具转动并对工件进行去毛刺，且主轴3在移动过程中由于各种误差去毛刺工具会随着工件的轮廓进行浮动，而本实施例所述径向浮动组件4限定所述主轴3的水平转动，进而避免所述主轴3随其下端安装的刀具(图中未示出)转动，保证所述去毛刺工具的正常使用，且保证刀具去除毛刺的质量，避免损坏刀具。

所述主轴3上的刀具可更换，适用于不同工件的去毛刺加工。

优选地，所述径向浮动组件4包括活动环41和多个滚珠42，所述活动环41的外径大于限位环5的内径，所述活动环41的外侧壁上设有多个沿其周向间隔均匀分布的小孔43，多个所述小孔43与多个所述滚珠42一一对应，且多个所述小孔43的孔口均朝向背离所述活动环41中部的一侧，所述浮动缸体1的下端设有多个竖向分布的条形槽44，多个所述条形槽44与多个所述滚珠42一一对应，所述活动环41套设在所述主轴3上并与其连接，多个所述滚珠42分别设置在对应所述小孔43内并伸出所述小孔43且伸入对应所述条形槽44内，在外力作用下，所述主轴3径向浮动并带动所述滚珠42在对应所述条形槽内上下移动。

所述主轴3在工件进行去毛刺加工时，多个所述滚珠42可分别在对应所述条形槽44内滚动，以使所述活动环41随主轴3径向浮动，且限制所述主轴3的水平转动。

所述主轴3上安装有有无法兰型胀紧套，并通过胀紧锁环固定安装在所述活动环41的下端，并将所述无法兰型胀紧套夹紧在胀紧锁环和所述活动环41之间。

具体的，所述小孔43为锥形孔，以使所述滚珠42在所述小孔43内滚动更顺畅。

优选地，所述浮动缸体1包括上缸体11和下缸体12，所述上缸体11与所述连接件1连接固定，所述上缸体11上设有上下贯穿其的上通孔，所述下缸体12安装在所述上缸体11的下端，且所述下缸体12上设有上下贯穿其并与所述上通孔贯通的下通孔。

因所述滚珠42在所述条形槽44内滚动并与所述下缸体12摩擦，材料要求高，所述上缸体11材料的要求低，节省成本，降低加工难度。

所述上缸体11的上端以及所述下缸体12的下端可分别安装防护罩，避免外部杂物落入所述浮动腔内。

所述上通孔为平头沉孔，所述浮动活塞2的下端设有外翻边21，所述浮动活塞2可在所述浮动腔内向上浮动使至所述外翻边21靠近所述平头沉孔的台阶；所述下通孔的内径大于所述上通孔的内径，所述条形槽44的上端贯穿所述下缸体12的上端，多个所述滚珠42可分别在对应所述条形槽44内向上滚动至与所述上缸体11的下端相抵。

所述上通孔通过其台阶限定所述浮动活塞3向上浮动的最大距离，避免所述浮动活塞3从所述上缸体11上脱落。

所述下缸体12通过上缸体11的下端限制了所述滚珠42的移动，在方便所述下缸体12加工的前提下，限定了所述滚珠42移动的行程，有利于延长所述去毛刺工具的使用寿命。

所述限位环5同轴安装在所述下缸体12的下端，所述条形槽44的上端贯穿所述下缸体12的下端，便于加工。

实施例2

参照图3-4，实施例2提出一种去毛刺系统，包括控制器100、人机交互界面500、电信号放大器200、电信号衰减器300和电气比例阀400，还包括如实施例所述的去毛刺工具，所述浮动活塞2的外径与所述平头沉孔上段的内径相匹配，所述外翻边21的外径与所述平头沉孔下段的内径相匹配，以使所述浮动活塞2和所述平头沉孔构成密闭的气腔，所述控制器100分别通过所述电信号放大器200和电信号衰减器300与所述电气比例阀400电连接，所述电气比例阀400的出口通过管道与所述气腔内部连通。

所述电气比例阀400用以检测所述气腔内的气压，并通过所述电信号放大器200发送电流信号至所述控制器100，所述控制器100接受电流信号并与预设电流基准阈值比较，当所述控制器100接收到的电流信号大于预设电流基准阈值时，则所述控制器100通过所述电信号衰减器300发送信号至所述电气比例阀400，所述电气比例阀400缩小所述气腔内的气压；当所述控制器100接收到的电流信号小于预设电流基准阈值时，则所述控制器100通过所述电信号衰减器300发送信号至所述电气比例阀400，所述电气比例阀400减小所述气腔内的气压；当所述控制器100接收到的电流信号等于预设电流基准阈值时，所述控制器100不发送信号。

外部设备携带去毛刺浮动工具按固定轨迹移动并对工件进行去毛刺加工，移动过程中由于各种误差去毛刺工具会随着工件的轮廓进行浮动，所述气腔内的气压也会随着浮动位移量的变化而变化，本实施例通过对所述气腔内气压的调节来控制去毛刺工具的所需要的浮动力，与单纯依靠电气比例阀400来调节所述气腔内的气压大小相比，控制更加精准。

所述电气比例阀400的进气口与气源连通，其排气口与外部连通。

当所述控制器接收到的电流信号小于电流基准阈值时，去毛刺工具的所需要的浮动力小于预计的浮动力，则所述电气比例阀400增大所述气腔内的气压，以使去毛刺工具的所需要的浮动力增加至与预计浮动力一致；当所述控制器接收到的电流信号大于电流基准阈值时，则所述电气比例阀400减小所述气腔内的气压，以使去毛刺工具的所需要的浮动力减小至与预计浮动力一致，从而保证所述去毛刺工具在不同大小的毛刺的作用下的浮动力一致，保证加工质量和精度的一致性，实现了去毛刺加工精度高、加工质量稳定。

由于本申请中所述去毛刺工具中所述主轴可径向浮动和轴向浮动，采用所述电气比例阀间接测量所述气腔内的气压来实现浮动力的反馈，以通过所述电气比例阀精准的控制气腔内的气压，保证所述浮动力的一致性，实现了浮动力的闭环控制。

优选地，还包括人机交互界面500，所述人机交互界面500与所述控制器100电连接。

所述人机交互界面500具有显示输出功能，还具有输入指令和设定基准电流阈值的功能，所述人机交互界面500可用以显示当前基准电流阈值、气腔当前气压、所述控制器接收到的电流信号的大小等信息，操作人员还可通过人机交互界面设定基准电流阈值，所述控制器100通过所述人机交互界面500获取基准电流阈值，以适用于不同种类的工件的加工。

实施例3

如图5所示，参照实施例2所述的去毛刺系统，本实施例提出一种去毛刺方法，包括以下步骤：

步骤1、控制外部设备携带去毛刺工具移动以对工件进行去毛刺加工；

步骤2、所述电气比例阀获取所述气腔内的气压并通过所述电信号放大器发送电流信号至所述控制器，所述控制器接受电流信号并与预设电流基准阈值比较，并执行步骤3、步骤4或步骤5；

步骤3、当所述控制器接收到的电流信号大于预设电流基准阈值时，则所述控制器通过所述电信号衰减器发送信号至所述电气比例阀，所述电气比例阀从所述气腔向外抽气以缩小所述气腔内的气压；

步骤4、当所述控制器接收到的电流信号等于预设电流基准阈值时，所述控制器不发送信号；

步骤5、当所述控制器接收到的电流信号小于预设电流基准阈值时，则所述控制器通过所述电信号衰减器发送信号至所述电气比例阀，所述电气比例阀向所述气腔内充气以增大所述气腔内的气压。

本实施例所述去毛刺方法可实现工件表面高质量、高精度、高稳定性的去毛刺加工，甚至适用于工件本身具有较大的制造误差或产品形状较为复杂无法对工件精准定位的情况。

优选地，还包括先利用人机交互界面500设定电流基准阈值，再控制外部设备携带去毛刺工具移动以对工件进行去毛刺加工。

所述人机交互界面500可向所述控制器100输入不同的电流基准阈值，以适用于不同工件的去毛刺。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。