一种多适应性快装式随附风冷除尘设备制造技术

本发明专利技术一种多适应性快装式随附风冷除尘设备属于切削加工领域，涉及一种用于钻铣加工的多适应性快装式随附风冷除尘设备。该设备由主轴夹紧机构、连杆机构、轴承连接机构、轴向伸缩机构和粉尘处理机构五部分组成。设备通过轴向连接机构与刀柄连接，并安装在机床。轴向伸缩机构与加工表面形成空腔，利用负压吸尘器所产生的气体流动在空腔内形成负压，配合连杆机构将伸缩机构与机床主轴外壳进行固定，避免主轴旋转带动设备发生转动与工件干涉，最终实现对切屑的快速收集和处理。此设备适用于钻削和铣削加工，能有效减少切屑对人体以及机床设备的危害，同时提高加工质量，具有实用性。对于多种类的机床，只要刀柄为同一规格就可实现通用性。

A kind of multi adaptability and quick installation attached air cooling dedusting equipment

【技术实现步骤摘要】
一种多适应性快装式随附风冷除尘设备
：本专利技术属于切削加工
，涉及一种多适应性随附风冷除尘设备。
技术介绍
：航空航天高端装备中高性能复合材料的使用可实现减重增效的效果，是航空航天高端装备的性能保证，为实现连接、装配等环节，对其进行机械加工是必要工序，加工形式主要以钻削制孔和铣削切边为主。加工过程中产生的大量切屑不仅会降低加工质量、影响加工效率，严重将会带来无法挽回的损失，如碳纤维复合材料其粉尘状切屑被人吸入后无法排出体外，极易造成工人尘肺，飘落在机床内部会对导轨等移动部件造成磨损；磁性复合材料粉末进入机床内部造成电路板及运动部件等严重损坏。可见，复合材料切屑与传统金属相比显著不同且存在的问题更为严重，目前针对金属切屑的回收系统通常利用压缩空气将切屑吹入切屑收集容器中，若将其应用于复材加工中，粉末状切屑会被吹散至机床内部各处，更加难以收集，显然会增大上述各类危害的程度，因此其无法适用于产生粉末状切屑的复合材料，针对复材粉末状切屑的收集，目前有装置利用套在机床主轴外壳可伸缩的大型吸尘管对切屑进行收集，但其体积较大，且需要与机床内部特定结构进行连接，对多种机床设备不具备通用性，且拆卸较为复杂，因此亟需一种适用于高性能复合材料加工的多适应性快装式切屑回收装置。针对此类问题，重庆大学陈立明等人专利技术了“一种便携式电钻除尘装置”，专利号ZL105642947A，该专利技术采用在打孔机头部连接风扇的技术方案，利用空气的流动性，借助吸尘罩实现吸尘。此方案仅适用于手工钻削，无法应用到机床上的复合材料加工。同时，大连理工大学王福吉等人提出了一种“纤维增强复合材料加工随动逆向冷却与除尘系统”，专利号ZL201710145631，此专利技术通过在主轴上固定装置结合角度头和密封设备形成对X轴方向钻削的除尘以及对刀具的冷却，但是此机构冗杂，体积较大，无法适用于多种机床，并且使用过程中需要对工件立式装夹，使用场合局限，且无法实现Z方向的钻削加工和铣削加工，
技术实现思路
均无法实现现有切屑的回收。
技术实现思路
：本专利技术主要解决的针对复合材料如纤维复合材料、磁性复合材料等在机加工过程中粉末状切屑难以快速收集的技术难题，专利技术一种适用于多种类机床的快速除尘设备。此设备通过轴向连接机构与刀柄连接，进而安装在机床上。因此，对于多种类的机床只要刀柄为同一规格就可实现通用性。加工时，轴向伸缩机构与加工表面形成空腔，利用负压吸尘器的所产生的气体流动在空腔内形成负压，同时配合连杆机构将伸缩机构与机床主轴外壳进行固定，避免主轴旋转带动设备发生转动与工件干涉，最终实现对切屑的快速收集和处理。此设备原理可同时适用于钻削和铣削加工，仅需微小改动即可实现，可有效减少切屑对人体以及机床设备的危害，同时提高加工质量。本专利技术采用的技术方案是一种多适应性快装式随附冷却除尘设备，其特征是，该设备由主轴夹紧机构，连杆机构，轴承连接机构，轴向伸缩机构，粉尘处理机构五部分组成；所述主轴夹紧机构为左右对称结构，其中，由左夹紧环A1和右夹紧环A2通过螺栓螺母将机床主轴外壳1夹紧并固定；左夹紧环A1和右夹紧环A2为半圆柱形薄壁结构，在每个环的中部加工有销钉孔A3；所述连杆机构为左右对称结构，由多组连杆构成；下连杆B1与上连杆B2之间通过螺栓螺母连接，下连杆B1的上端连接销钉B3，销钉B3插进销钉孔A3中与主轴夹紧机构连接，上连杆B2的下端与伸缩内圈D1的耳部d12螺栓螺母连接；所述轴承连接机构C为一种连接刀柄4与轴向伸缩机构的机构，由内胀紧套部件C1、滚动轴承C2、外胀紧套部件C3组成；其中，内胀紧套部件C1安装在刀柄4上，滚动轴承C2安装在内胀紧套部件C1上，外胀紧套部件C3安装在滚动轴承C2上，轴向伸缩机构的伸缩内圈D1安装在外胀紧套部件C3上；所述轴向伸缩机构为一种在钻削加工过程中配合钻头实现轴向进给运动的机构，其由伸缩内圈D1、伸缩外圈D2、弹簧D3与外圈底盖D4构成；伸缩内圈D1主体为上粗下细阶梯圆柱结构，伸缩内圈D1上部为前、后半圆环结构，两者通过伸缩内圈D1的耳部d12用螺栓螺母连接固定；伸缩内圈D1中心为通孔以容纳刀具，其上部内侧壁与外胀紧套部件C3外圆柱表面配合，下部外壁具有环形分布的多个凸起滑块d11；伸缩外圈D2主体为上细下粗阶梯圆柱结构，中心为空心结构以容纳刀具轴向移动，内壁具有倒S形滑道d22，利用凸起滑块d11与滑道d22实现轴向伸缩机构的伸缩功能；伸缩外圈D2靠近底部的内壁具有凹陷的气道结构d23并与吸气孔d21相连通，弹簧D3套在伸缩内圈D1与伸缩外圈D2之间；外圈底盖D4中心加工有可容纳刀具3直径尺寸的通孔，并通过螺纹与伸缩外圈D2进行连接；所述粉尘处理机构中，吸尘导管E1与外圈吸尘口d21连接，负压吸尘器E2一端与吸尘导管E1连接，另一端与粉尘收集装置E3连接，负压吸尘器E2通过吸气在伸缩内圈D1与伸缩外圈D2之间形成负压腔，将加工过程中产生的切屑和其他杂质通过吸尘导管E1导出到收集装置中E3保存，利用空气流动实现对切削区以及刀具3的冷却；铣削加工时，更换钻削加工时采用的伸缩外圈D2，采用铣削用外圈零件D5，其整体结构与伸缩外圈D2结构基本相同，只是其内壁的滑道d51为L形结构；本专利技术的有益效果是该装置的集成度高，能适应变直径多类型加工刀具，质量轻，便于安装，能够适应现有机床设备的加工要求。内圈与外圈的滑动轨道结构可适合一系列长度的刀具，通过更换外圈底盖可适合不同直径尺寸刀具，负压粉尘处理机构及时吸走切屑，有效地减少了粉末状切屑对人体与机床的危害，从而实现对材料的高质高效加工。该装置实现对复合材料的切屑及时回收，降低加工危害，提高质量稳定性和机床寿命。附图说明图1为设备整体结构示意图，其中：1-机床主轴外壳，2-复材板，4-刀柄，A1-左夹紧环，A2-右夹紧环，A3-销钉孔，B1-下连杆，B2-上连杆，B3-销钉，C-轴承连接机构,E1-吸尘导管，E2-负压吸尘器，E3-粉尘收集装置。图2轴承连接机构C和轴向伸缩机构结构剖视图，其中：3-刀具，4-刀柄，C1-内胀紧套部件，C2-滚动轴承，C3-外胀紧套部件，D1-伸缩内圈，D2-伸缩外圈，D3-弹簧，D4-外圈底盖。图3为伸缩内圈D1剖视图，其中，d11-凸起滑块，d12-耳部。图4为伸缩外圈D2剖视图，其中：d21-吸气孔，d22-滑道，d23-气道结构。图5为铣削用外圈零件D5剖视图，其中：d51-内壁滑道。图6为凸起滑块滑道配合示意图，其中，图a)为凸起滑块d11与滑道d22整体配合示意图，图b)为钻削时凸起滑块d11与滑道d22配合示意图，图c)为铣削时凸起滑块d11与内壁滑道d51配合示意图。具体实施方式下面结合附图与技术方案详细说明本专利技术的具体实施。本专利技术采用的技术方案是一种多适应性快装式随附冷却除尘设备，其特征是，该设备由主轴夹紧机构、连杆机构、轴承连接机构、轴向伸缩机构、粉尘处理机构五部分组成，如图1、2所示。所述主轴夹紧机构由左、右夹紧环A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多适应性快装式随附冷却除尘设备，其特征是，该设备由主轴夹紧机构，连杆机构，轴承连接机构，轴向伸缩机构，粉尘处理机构五部分组成；/n所述主轴夹紧机构为左右对称结构，其中，由左夹紧环(A1)和右夹紧环(A2)通过螺栓螺母将机床主轴外壳(1)夹紧并固定；左夹紧环(A1)和右夹紧环(A2)为半圆柱形薄壁结构，在每个环的中部加工有销钉孔(A3)；/n所述连杆机构为左右对称结构，由多组连杆构成；下连杆(B1)与上连杆(B2)之间通过螺栓螺母连接，下连杆(B1)的上端连接销钉(B3)，销钉(B3)插进销钉孔(A3)中与主轴夹紧机构连接，上连杆(B2)的下端与伸缩内圈(D1)的耳部(d12)螺栓螺母连接；/n所述轴承连接机构(C)为一种连接刀柄(4)与轴向伸缩机构的机构，由内胀紧套部件(C1)、滚动轴承(C2)、外胀紧套部件(C3)组成；其中，内胀紧套部件(C1)安装在刀柄(4)上，滚动轴承(C2)安装在内胀紧套部件(C1)上，外胀紧套部件(C3)安装在滚动轴承(C2)上，轴向伸缩机构的伸缩内圈(D1)安装在外胀紧套部件(C3)上；/n所述轴向伸缩机构为一种在钻削加工过程中配合钻头实现轴向进给运动的机构，其由伸缩内圈(D1)、伸缩外圈(D2)、弹簧(D3)与外圈底盖(D4)构成；伸缩内圈(D1)主体为上粗下细阶梯圆柱结构，伸缩内圈(D1)上部为前、后半圆环结构，两者通过伸缩内圈(D1)的耳部(d12)用螺栓螺母连接固定；伸缩内圈(D1)中心为通孔以容纳刀具，其上部内侧壁与外胀紧套部件(C3)外圆柱表面配合，下部外壁具有环形分布的多个凸起滑块(d11)；伸缩外圈(D2)主体为上细下粗阶梯圆柱结构，中心为空心结构以容纳刀具轴向移动，内壁具有倒S形滑道(d22)，利用凸起滑块(d11)与滑道(d22)实现轴向伸缩机构的伸缩功能；伸缩外圈(D2)靠近底部的内壁具有凹陷的气道结构(d23)并与吸气孔(d21)相连通，弹簧(D3)套在伸缩内圈(D1)与伸缩外圈(D2)之间；外圈底盖(D4)中心加工有可容纳刀具(3)直径尺寸的通孔，并通过螺纹与伸缩外圈(D2)进行连接；/n所述粉尘处理机构中，吸尘导管(E1)与外圈吸尘口(d21)连接，负压吸尘器(E2)一端与吸尘导管E1连接，另一端与粉尘收集装置(E3)连接，负压吸尘器(E2)通过吸气在伸缩内圈(D1)与伸缩外圈(D2)之间形成负压腔，将加工过程中产生的切屑和其他杂质通过吸尘导管(E1)导出到收集装置中(E3)保存，利用空气流动实现对切削区以及刀具(3)的冷却；/n铣削加工时，更换钻削加工时采用的伸缩外圈(D2)，采用铣削用外圈零件(D5)，其整体结构与伸缩外圈(D2)结构基本相同，只是其内壁的滑道(d51)为L形结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多适应性快装式随附冷却除尘设备，其特征是，该设备由主轴夹紧机构，连杆机构，轴承连接机构，轴向伸缩机构，粉尘处理机构五部分组成；
所述主轴夹紧机构为左右对称结构，其中，由左夹紧环(A1)和右夹紧环(A2)通过螺栓螺母将机床主轴外壳(1)夹紧并固定；左夹紧环(A1)和右夹紧环(A2)为半圆柱形薄壁结构，在每个环的中部加工有销钉孔(A3)；
所述连杆机构为左右对称结构，由多组连杆构成；下连杆(B1)与上连杆(B2)之间通过螺栓螺母连接，下连杆(B1)的上端连接销钉(B3)，销钉(B3)插进销钉孔(A3)中与主轴夹紧机构连接，上连杆(B2)的下端与伸缩内圈(D1)的耳部(d12)螺栓螺母连接；
所述轴承连接机构(C)为一种连接刀柄(4)与轴向伸缩机构的机构，由内胀紧套部件(C1)、滚动轴承(C2)、外胀紧套部件(C3)组成；其中，内胀紧套部件(C1)安装在刀柄(4)上，滚动轴承(C2)安装在内胀紧套部件(C1)上，外胀紧套部件(C3)安装在滚动轴承(C2)上，轴向伸缩机构的伸缩内圈(D1)安装在外胀紧套部件(C3)上；
所述轴向伸缩机构为一种在钻削加工过程中配合钻头实现轴向进给运动的机构，其由伸缩内圈(D1)、伸缩外圈(D2)、弹簧(D3)与外圈底盖(D4)构成；伸缩内圈(D1)主体为上粗下细阶梯圆柱结构，伸缩内圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福吉，仇沈，赵猛，张中标，成德，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21