CN106378631B - 一种带锯加工曲面的装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带锯加工曲面的装置及加工方法，其特征在于，所述装置包括：支撑工作台、带锯、液压缸、麻花钻、C型支撑架、旋转支撑座、旋转轴承和带锯支撑座，所述液压缸和麻花钻安装于C型支撑架上，所述C型支撑架安装于装置机身上，所述旋转支撑座套于旋转轴承内，与液压缸对齐，旋转轴承安装于C型支撑架上，所述带锯安装于带锯支撑座上，而设有气动球的支撑工作台安装于机身上；采取该装置对待加工件进行锯切加工。本发明能够对利用现有的带锯进行改造，实现大规格非规则件内曲面的切割，加工所得内曲面的锯口平整，加工效率高等特点。

Description

一种带锯加工曲面的装置及加工方法

技术领域

本发明涉及内曲面加工领域，具体涉及一种带锯锯切内圆弧的装置及加工方法。

背景技术

近年来在金属板材、家具木材、陶瓷石器、玻璃行业等，加工内外圆弧或者圆形的方法多种多样，但无非就是通过线锯切设备进行切割、等离子切割、水刀切割或者车床铣削加工进行。对于外曲面（大部分是外圆）加工比较简单，通过CNC机床和工件工作台面的程序编译完成CNC机床的加工进给和工作台面的旋转一起来完成所需形状轨迹加工。但对于内曲面加工相比外曲面就比较复杂，大部分采用内圆弧刀具在车床中加工实现，或者采用等离子切割进行加工，还有就是破坏性采用线锯切设备从外侧一段进给进行加工，此类方法加工内曲面件的厚度都比较薄，曲率半径都比较小，一般为R200-500mm。但是随着大规格非规格内外曲面件的需求发展（如航天、军工领域φ2890mm大直径圆环件），应开发一种低成本高效率的技术方法来解决大规格件内外曲面一次性加工成型。

经检索有关板材内圆弧加工方法或设备的公开文献也有一些，现列举如下：

1、中国专利<申请号>201110324117.1<发明名称>一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装<申请人>陕西科技大学<地址>陕西省西安市未央区大学园1号<发明人>孙军艳，汤健明，曹西京，韩昉，杨炜<摘要>本发明提供一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装：包括一对将多块板材拼接成圆柱状的圆环，以板材为坯料，用螺钉依次将板材两端的工艺夹头分别紧固到两侧圆环的方槽内，多块板材拼接成一个整体呈圆柱状的组件，将圆柱状的组件通过普通车床车内、外圆，本发明将板材通过辅助工装组成一个整体呈圆柱状的组件，通过普通车床进行简单的车内、外圆加工即可同时获得多块大直径薄壁圆弧板类零件，对刀具和机床依赖度小，具有材料损耗小，去量少，生产效率高的优点，对刀具的损耗远远小于数控加工所采用的铣加工，加工成本低，而且缩短了加工时间。

2、中国专利<申请号>201510176343.8 <发明名称>一种内圆的切割方法<申请人>旌德县徽宏仿古家具有限公司<地址>安徽省宣城市旌德县新桥开发区（新桥道班后）<发明人>方来发<摘要> 本发明公开了一种内圆的切割方法，包括如下步骤：1）将板材定位固定在木工线锯机活动式工作台上；2)在数控电脑中输入并设置参数；3)启动木工线锯机线锯；4)启动活动式工作台，数控电脑控制活动式工作台前后移动及旋转，带动板材按照设定的内圆图案坐标通过线锯，实现切割；5)板材切割完成后，控制工作台脱离线锯；6)解除对板材的固定，取出切割好的板材，所述内圆切割过程完成。本发明的优点在于：实现了自动化加工，提高了加工效率，加工精度高，产品重复性好。

3、中国专利<申请号>201620049558.3 <发明名称>一种自动切割内圆装置<申请人>句容毅马五金制品有限公司，辽宁毅马五金有限公司，中山市毅马五金有限公司<地址>江苏省镇江市句容市下蜀镇沿江开发区<发明人>张燕航，李阳，胡凯，范修文<摘要> 本实用新型公开了一种自动切割内圆装置，包括传动组件和切割组件，所述传动组件包括自动切割机装置底板、电机、减速机、自动切割机大带轮一、自动切割机大带轮二、自动切割机小带轮一、自动切割机小带轮二、自动切割机传动轴、减速机底座、轴承座、轴承座固定板、皮带和轴承座衬板，所述切割组件包括自动切割机圆柱套筒、压紧螺母、自动切割机加强筋板、自动切割机卡爪、自动切割机割枪固定板、自动切割机割枪固定轴、割枪和挡板，通过传动组件和切割组件实现对端板进行内圆加工。本实用新型相比现有的车床加工内圆装置，切割速度快、质量好、效率高、成本低，内圆的尺寸稳定，且尺寸的一致性好，特别对余量大的端板优势相当明显。

从上述公开的专利文献中，可知，对比文件1公开了一种将多块板材拼接成圆柱状在车床中进行内外圆加工，靠特殊工装固定多块板材在车床中完成加工；对比文件2公开了一种木工线锯机和工作台面相结合实现木材内圆的加工，其方法为在工件台面开贯通槽，线锯沿着贯通槽进入加工件内部进行切割，不适合圆环件的加工；对比文件3公开了自动割枪与活动组件结合实现内圆加工。

现有技术存在的缺点：（1）加工内曲面采用车床和圆弧刀具相结合的加工车削或铣削技术，对于加工较大直径的内圆比较困难；（2）线锯设备通过锯条和工作台的运动实现内外曲面的加工，但对于内曲面的加工是通过开槽进刀，具有破坏性；（3）传统等离子加工大规格非规则件内外曲面的技术，对于玻璃和钢铁行业比较常用，但对于铝合金领域的大规格件内外曲面加工比较少运用，特别是较厚的壁厚件，加工成本也比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用现有的带锯进行改造，实现大规格非规则件内曲面的切割的带锯加工曲面的装置及其加工方法。

为实现本发明的目的，所采取的技术方案为：

一种带锯加工曲面的装置，所述装置包括：支撑工作台、带锯、液压缸、麻花钻、C型支撑架、旋转支撑座和旋转轴承，所述液压缸和麻花钻安装于C型支撑架上，所述C型支撑架安装于装置机身上，所述旋转支撑座套于旋转轴承内，与液压缸对齐，旋转轴承安装于C型支撑架上，所述带锯安装于机身上的旋转轴上，而设有气动球的支撑工作台安装于机身上。

以上所述气动球通过压缩空气驱动来实现支撑待加工件随旋转支撑座一起运动，结合带锯X-Y进给方向实现圆弧轨迹的锯切。

以上采用所述装置进行加工的方法为：将待加工件移到支撑工作台上，启动支撑工作台上的气动球将待加工件作位置微调后，移入C型支撑架，麻花钻头对准预设置的位置进行钻孔，即得圆孔，完成钻孔后麻花钻头退出，将带锯打断，穿过所钻的圆孔后，对带锯进行焊接，即将带锯的上部分带锯和下部分带锯进行对接焊接，并对焊接处的焊点进行打磨，启动可伸缩的液压缸伸出活塞杆压紧待加工件表面，再设置锯切程序进行锯切待加工件，在锯切程序的进刀程序上，设置有锯切过渡圆弧程序，锯切形成弧线即为过渡锯切弧，在锯切过程中带锯走X-Y轴方向，旋转支撑座绕旋转轴承进行Z轴运动，通过X-Y和Z的运动来完成圆弧轨迹的锯切，即得锯切的内圆，锯切完后退出程序，结束锯切过程；再在焊点处将带锯打断；取下带锯；移至下一个待加工曲面重复上一个操作，待将加工件上所有需加工曲面加工完成，打断带锯，并取下，取下加工件，设备复位。

以上所述待加工件的厚度≤3.0mm时，通过多块叠加方式进行锯切内外圆弧面。

以上所述的旋转支撑座安装在支撑工作台下面，位于支撑工作台槽孔的中间位置，其底端通过旋转轴承连接于C型支撑架上，由电机驱动旋转轴承旋转运动。

以上所述的液压缸活塞杆在垂直方向伸缩运动，所述活塞杆用于压紧待加工件板面，而压紧待加工件板面的活塞杆端部设有防止压伤板面的塑料垫。

以上所述麻花钻的直径大于带锯的宽度。

以上所述带锯材质为W2Mo9Cr4VCo8。

本发明与已有技术相比，所具有突出的实质性特点和显著的进步是：

1、本发明利用现有的带锯进行改造，通过金属板材内部某位置进行钻孔，带锯焊接后编写特定的程序来完成内圆弧的锯切；利用现有的带锯进行改造，实现大规格非规则件内圆弧的切割；带锯能重复使用，带锯上的焊点不在锯切加工的工作范围内，故焊点不会影响锯切加工表面，所锯切出的加工面符合加工精度的要求。

2、本发明加工内圆曲面时，先在需加工内圆曲面的加工件上钻孔，所钻得孔能***带锯，带锯锯切轨迹是先过渡锯切弧，由过渡锯切弧锯切至所要加工的起点，这能使得加工出来的内圆曲面符合尺寸和加工精度的要求，而且在加工内圆曲面时，不会对工件造成坏，也不会因锯切改变工件的金属性质。

附图说明

图1是本发明一种带锯加工曲面的装置及其加工方法的结构示意简图。

图2是带锯断后焊接的结构示意图。

图3是本发明切割金属板材圆孔内圆的结构示意图。

图中组件名称：1-支撑工作台，2-带锯，3-液压缸，4-麻花钻，5-C型支撑架，6-气动球，7-旋转支撑座，8-旋转轴承，9-带锯支撑座，21-上部分带锯，22-下部分带锯，23-焊点，10-待加工件，101-圆孔，102-过渡锯切弧，103-内圆。

具体实施方式

以下结合附图及实施例描述本发明进一步详细说明。

参看图1至3所示，一种带锯加工曲面的装置，所述装置包括：支撑工作台1、带锯2、液压缸3、麻花钻4、C型支撑架5、旋转支撑座7、旋转轴承8和带锯支撑座9，所述液压缸3和麻花钻4安装于C型支撑架5上，所述C型支撑架5安装于装置机身上，所述旋转支撑座7套于旋转轴承8内，与液压缸3对齐，旋转轴承8安装于C型支撑架5上，所述带锯2安装于带锯支撑座9上，而设有气动球6的支撑工作台1安装于机身上。

所述气动球6通过压缩空气驱动来实现支撑待加工件10随旋转支撑座7一起运动，结合带锯X-Y进给方向实现圆弧轨迹的锯切。

采用所述装置进行加工的方法为：将待加工件10移到支撑工作台1上，启动支撑工作台1上的气动球6将待加工件10作位置微调后，移入C型支撑架5，麻花钻头4对准预设置的位置进行钻孔，即得圆孔101，完成钻孔后麻花钻头4退出，将带锯2打断，穿过所钻的圆孔101后，对带锯2进行焊接，即将带锯2的上部分带锯12和下部分带锯22进行对接焊接，并对焊接处的焊点23进行打磨，可伸缩的压紧液压缸3伸出活塞杆压紧待加工件10表面，再设置锯切程序进行锯切待加工件，在锯切程序的进刀程序上，设置有锯切过渡圆弧程序，锯切形成弧线即为过渡锯切弧102，在锯切过程中带锯2走X-Y轴方向，旋转支撑座7绕旋转轴承8进行Z轴运动，通过X-Y和Z的运动来完成圆弧轨迹的锯切，即得锯切的内圆103，锯切完后退出程序，结束锯切过程；取下带锯2；移至下一个待加工曲面重复上一个操作，待将加工件3上所有需加工曲面加工完成，打断带锯2，并取下，取下加工件10，设备复位

当上述待加工件10的厚度≤3.0mm时，可以通过多块叠加方式进行锯切内外圆弧面。

本发明适合内外圆曲面的加工。

上述装置是基于带有带锯加工的CNC机床设备。

Claims (7)

1.一种带锯加工曲面的装置，其特征在于，所述装置包括：支撑工作台（1）、带锯（2）、液压缸（3）、麻花钻（4）、C型支撑架（5）、旋转支撑座（7）、旋转轴承（8）和带锯支撑座（9），所述液压缸（3）和麻花钻（4）安装于C型支撑架（5）上，所述C型支撑架（5）安装于装置机身上，所述旋转支撑座（7）套于旋转轴承（8）内，与液压缸（3）对齐，旋转轴承（8）安装于C型支撑架（5）上，所述带锯（2）安装于带锯支撑座（9）上，而设有气动球（6）的支撑工作台（1）安装于机身上；

采用所述装置进行加工的方法为：将待加工件（10）移到支撑工作台（1）上，启动支撑工作台（1）上的气动球（6）将待加工件（10）作位置微调后，移入C型支撑架（5），麻花钻头（4）对准预设置的位置进行钻孔，即得圆孔（101），完成钻孔后麻花钻头（4）退出，将带锯（2）打断，穿过所钻的圆孔（101）后，对带锯（2）进行焊接，即将带锯（2）的上部分带锯（21）和下部分带锯（22）进行对接焊接，并对焊接处的焊点（23）进行打磨，启动可伸缩的液压缸（3）伸出活塞杆压紧待加工件（10）表面，再设置锯切程序进行锯切待加工件，在锯切程序的进刀程序上，设置有锯切过渡圆弧程序，锯切形成弧线即为过渡锯切弧（102），在锯切过程中带锯（2）走X-Y轴方向，旋转支撑座（7）绕旋转轴承（8）进行Z轴运动，通过X-Y和Z的运动来完成圆弧轨迹的锯切，即得锯切的内圆（103），锯切完后退出程序，结束锯切过程；再在焊点（23）处将带锯（2）打断；取下带锯（2）；移至下一个待加工曲面重复上一个操作，待将加工件（10）上所有需加工曲面加工完成，打断带锯（2），并取下，取下加工件（10），设备复位。

2.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述气动球（6）通过压缩空气驱动来实现支撑待加工件（10）随旋转支撑座（7）一起运动，结合带锯X-Y进给方向实现圆弧轨迹的锯切。

3.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述待加工件（10）的厚度≤3.0mm时，通过多块叠加方式进行锯切内外圆弧面。

4.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述的旋转支撑座（7）安装在支撑工作台（1）下面，位于支撑工作台（1）槽孔的中间位置，其底端通过旋转轴承（8）连接于C型支撑架（5）上，由电机驱动旋转轴承（8）旋转运动。

5.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述的液压缸（6）活塞杆在垂直方向伸缩运动，所述活塞杆用于压紧待加工件（10）板面，而压紧待加工件（10）板面的活塞杆端部设有防止压伤板面的塑料垫。

6.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述麻花钻（4）的直径大于带锯（2）的宽度。

7.根据权利要求1所述的带锯加工曲面的装置，其特征在于：所述带锯（2）材质为W2Mo9Cr4VCo8。