CN107900684A - 一种数控立式铣槽机加工工艺 - Google Patents

一种数控立式铣槽机加工工艺 Download PDF

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李宏辉
董红林
赵相菊
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Abstract

本发明涉及一种数控立式铣槽机加工工艺，⑴待加工的工件放置在上料传送带上进行传送，上下料装置将工件放置到一个工件托盘上；⑵工件箱抓取待加工的工件，离开工件托盘；⑶自动对齿装置进行对齿探测；⑷到达刀轴位置对工件进行铣槽加工；⑸去毛刺装置的位置对工件进行去毛刺加工；⑹返回上下料托盘的位置，将工件放置在一个空的工件托盘上；工件箱抓取下一个待加工的工件，重复步骤⑵至步骤⑹，进行加工；⑺上下料装置抓取完成加工的工件，送到上料传送带上。本发明采用立式的工件抓取装置配合卧式刀轴、卧式钻轴从而能够实现钻、铣加工有效的集成在同一台机床内，有效节约空间，加工精度高，效率高，保证最佳的质量并且较高的产品合格率。

Description

一种数控立式铣槽机加工工艺
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，具体是指一种数控立式铣槽机加工工艺。
背景技术
随着机械自动化技术的快速发展，机械自动化生产正在逐步取代传统人工生产，并且逐步向集成化的加工设备方向发展。传统的多设备流水线生产需要的操作人员多，操作方法复杂，占地面积大，生产成本较高。
经过检索，发现以下相近领域的已公开专利文件：
一种车钻铣复合机床(CN205057505U)，其包括机身，以及两个用于夹持工件旋转的液压卡盘，两者共同由主轴电机驱动而同步旋转，进给总成包括横向滑板及竖向滑板，横向滑板经横向导轨固定于机身上，竖向滑板经竖向导轨固定于横向滑板上，车钻总成包括一个由竖向滑板支撑固定的刀架，刀架上固定有两组分别位于两液压卡盘上方的刀具，所述的刀具为车刀、钻头及钻铣头。其结构较为简单，将车、钻及铣功能复合于一体，可连续性的对工件进行车钻工艺处理，中间无需更换刀具，无需对工件位置进行调换，具有加工效率高，节省人力成本等优点。
一种加工法兰的车钻铣复合机床(CN105058060A)，包括机床的床身、床身上设置工作台及工作台底座，工作台的上方设置立柱、横梁，所述工作台的上方设置双柱式对称结构，横梁为定梁式；所述床身的两侧设有导轨，导轨上设有立柱支撑起加工床头；所述床身上还设有C轴箱、刀架、伺服进给***、工作台夹紧***、液压***、按钮站；所述机床有一个垂直刀架，采用双滑枕结构，右边为车削滑枕刀架、左边为铣削滑枕刀架。本机床基础件为整体铸造结构，机床具有高强度、高刚度、高抗振性、高吸振性的特性。本发明还具有控制轴数多、功能全、可靠性高、稳定性能好等多个优点。
经过对比，本专利申请与已公开的现有相比存在较大区别，并且具有较好的技术效果。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种数控立式铣槽机加工工艺，旨在于降低员工劳动强度，完善加工工艺，满足客户要求，提高生产效率及加工精度。
一种数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：加工步骤为：
⑴待加工的工件放置在上料传送带上进行传送，到达对应上下料装置的位置时，上料传动带暂停，上下料装置从上料传送带上抓取一个待加工的工件，将工件放置到上下料托盘的一个工件托盘上；
同时，上料传送带继续传送，将下一个待加工的工件移动到上下料装置对应的可抓取位置；
⑵工件箱横向移动，从工件托盘上抓取待加工的工件，离开工件托盘；
而后，上下料装置抓取下一个待加工的工件，送到一个空置的工件托盘上；
⑶工件箱继续横向移动到自动对齿装置的上方，自动对齿装置通过光电探头探测工件位置，并将信号发送给电气柜，控制工件箱调整工件的角度及位置，保证工件的加工准确度；
⑷工件箱继续移动到达刀轴位置，刀轴上安装有待加工齿形对应的刀具，刀轴驱动刀具对工件进行铣槽加工；
⑸完成铣槽加工后，工件箱横向移动到达去毛刺装置的位置，对工件进行去毛刺加工；
⑹完成去毛刺加工后，工件箱携带完成加工的工件返回上下料托盘的位置，将工件放置在上下料托盘上一个空的工件托盘上；
工件箱从另一个已经放置有待加工工件的工件托盘上抓取下一个待加工的工件，重复步骤⑵至步骤⑹，进行加工；
⑺上下料装置抓取完成加工的工件，送到上料传送带上，上料传送带继续传送。
而且，所述步骤⑷以及步骤⑸中铣槽加工以及去毛刺加工产生的碎屑，通过排屑装置输送到废料箱内进行收集，等待统一处理。
而且，所述上下料托盘包括托盘底座以及工件托盘，在床身上端固装有一托盘底座，托盘底座上横向间隔安装有两个工件托盘，该两个工件托盘的结构相同用于限位支撑待加工的工件。
而且，所述上下料装置包括上下料立柱、横向滑轨、滑块以及气爪，上下料立柱竖直固装在床身上端，该上下料立柱的上部固装有一横向滑轨，横向滑轨的一端延伸到达上料传送带上方，横向滑轨的另一端能够达到两个工件托盘的位置；在横向导轨上驱动安装有滑块，该滑块沿能够横向滑轨横向往复移动，在滑块的下端安装有一气爪。
而且，所述工件箱包括箱体、主轴、夹具电机、夹具驱动缸、芯轴、夹具壳体、夹具卡头以及伸缩杆，箱体为竖直设置的中空壳体，箱体内同轴安装有一空心的主轴，主轴上部的箱体内安装有夹具电机，主轴的上、下部与箱体的内壁之间分别安装有轴承组件，主轴下端伸出的箱体下方同轴安装有夹具壳体，夹具壳体内同轴嵌装有夹具卡头，夹具电机驱动主轴旋转从而驱动夹具卡头转动；在主轴内的同心通孔内安装有一同轴设置的芯轴，该芯轴上端伸出主轴上端并且安装有一夹具驱动缸，芯轴的下端伸出主轴的下端部并同轴固装有一伸缩杆，伸缩杆的下部外周制有倾斜锥面，伸缩杆同轴穿过夹具卡头中心所制通孔，夹具卡头的下端外沿制有径向均布的多条开槽；芯轴受夹具驱动缸驱动在主轴内同轴上、下移动，从而驱动夹具卡头夹紧或松开工件。
本发明的优点和积极效果是：
本发明采用立式的工件抓取装置配合卧式刀轴、卧式钻轴从而能够实现钻、铣加工有效的集成在同一台机床内，有效节约空间，将工件从毛坯件经过定位铣、钻、去毛刺，直至加工成为最终产品，加工精度高，效率高，保证最佳的质量并且较高的产品合格率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2中A部的局部放大图；
图4为工具箱剖面结构示意图。
附图标记：
1工件箱，2竖直滑板，3水平滑板，4丝杠、5电机、6立板、7废料箱、8排屑装置、9 床身、10刀轴、11去毛刺装置、12自动对齿装置、13上下料托盘、14上下料装置、15上料传送带、16电气柜；
13-1托盘底座、13-2工件托盘、14-1气爪、14-2滑块、14-3横向滑轨、14-4上下料立柱；
1-1夹具驱动缸、1-2芯轴、1-3夹具电机、1-4主轴、1-5箱体、1-6轴承组件、1-7伸缩杆、1-8夹具壳体、1-9夹具卡头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种数控立式铣槽机，参见附图1至2所示，包括床身9、上下料装置14、上下料托盘13、自动对齿装置12、去毛刺装置11、刀轴10、位置调节机构、工件箱1以及上料传送带 15，床身上端面为工作台面，在床身上端的前部横向同轴依次间隔安装有上下料装置14、上下料托盘、自动对齿装置、去毛刺装置以及刀轴，在床身上端的后部固装有一立板6，该立板的前端面上安装有位置调节机构，该位置调节机构的驱动安装工件箱，该工件箱的下端安装有工件夹具，工件夹具的轴心与上下料托盘的轴线、去毛刺装置的轴线以及刀轴的轴线均设置在同一竖直平面内；
位置调节机构的具体结构为：在立板的前端上部固装有水平滑板3，水平滑板中部水平安装有一水平的丝杠4，该丝杠的一端安装有电机5；水平滑板上导向滑动安装有一滑板，滑板固装有与水平的丝杠啮合的螺母，电机工作驱动水平的丝杠转动从而带动滑板水平移动；在滑板的前端固装有一竖直滑板2，该竖直滑板中部安装有一竖直的丝杠，该竖直的丝杠上端安装有一电机，在竖直滑板上导向滑动安装工件箱，并且工件箱由竖直的丝杠驱动沿竖直滑板上下移动，工件箱能够在水平方向或竖直方向进行灵活移动。
床身的横向一侧安装有上料传送带15，该上料传送带对应上下料装置的位置安装有定位探头，检测到工件到达预设位置时停顿，便于上下料装置抓取工件，移送到上下料托盘上。
床身的横向另一侧安装有排屑装置8，排屑装置的入口端设置在床身内，排屑装置的出口端下方设置有一废料箱7。
上下料装置部分的具体结构参见附图3所示，上下料托盘包括托盘底座13-1以及工件托盘13-2，在床身上端固装有一托盘底座，托盘底座上横向间隔安装有两个工件托盘，该两个工件托盘的结构相同用于限位支撑待加工的工件；在上下料托盘的纵向一侧安装有一上下料装置，上下料装置包括上下料立柱14-4、横向滑轨14-3、滑块14-2以及气爪14-1，上下料立柱竖直固装在床身上端，该上下料立柱的上部固装有一横向滑轨，横向滑轨的一端延伸到达上料传送带15上方，横向滑轨的另一端能够达到两个工件托盘的位置；在横向导轨上驱动安装有滑块，该滑块沿能够横向滑轨横向往复移动，在滑块的下端安装有一气爪，该气爪能够稳定抓取待加工的工件并且携带工件随滑块进行横向移动。
工件箱的具体结构参见附图4所示，工件箱包括箱体1-5、主轴1-4、夹具电机1-3、夹具驱动缸1-1、芯轴1-2、夹具壳体1-8、夹具卡头1-9以及伸缩杆1-7，箱体为竖直设置的中空壳体，箱体内同轴安装有一空心的主轴1-4，主轴上部的箱体内安装有夹具电机1-3，主轴的上、下部与箱体的内壁之间分别安装有轴承组件1-6，主轴下端伸出的箱体下方同轴安装有夹具壳体1-8，夹具壳体内同轴嵌装有夹具卡头1-9，夹具电机驱动主轴旋转从而驱动夹具卡头转动；
在主轴内的同心通孔内安装有一同轴设置的芯轴1-2，该芯轴上端伸出主轴上端并且安装有一夹具驱动缸1-1，芯轴的下端伸出主轴的下端部并同轴固装有一伸缩杆1-7，伸缩杆的下部外周制有倾斜锥面，伸缩杆同轴穿过夹具卡头中心所制通孔，夹具卡头的下端外沿制有径向均布的多条开槽；芯轴受夹具驱动缸驱动在主轴内同轴上、下移动，从而驱动夹具卡头夹紧或松开工件。
在立板后方的床身上安装有电气柜16，电气柜内集中安装电气控制器件，电路结构采用现有连接方式，本文不做详细描述。
根据具体的加工规格需要刀轴上可安装多种规格的铣刀，刀轴的加工轴为竖直设置；刀轴箱主轴电机EMT175F-11-500-3功率为11KW，转速为500r/min。
刀轴的驱动电机采用1FK7063-2AF71-1RG1扭矩为11NM，转速为3000；
去毛刺装置的电机采用1FK7042-2AF71-1RG1扭矩为3NM,转速为3000。
竖直滑板的电机1FK7063-2AF71-1HG1扭矩为11NM，转速为3000，丝杠的规格为50，导轨的规格为45mm；水平滑板的电机1FK7063-2AF71-1RG1扭矩为11NM，转速为3000，丝杠的规格为50，导轨的规格为45mm。
上述数控立式铣槽机的加工工艺，步骤为：
⑴待加工的工件放置在上料传送带上进行传送，到达对应上下料装置的位置时，上料传动带暂停，上下料装置从上料传送带上抓取一个待加工的工件，将工件放置到上下料托盘的一个工件托盘上；
同时，上料传送带继续传送，将下一个待加工的工件移动到上下料装置对应的可抓取位置；
⑵工件箱横向移动，从工件托盘上抓取待加工的工件，离开工件托盘；
而后，上下料装置抓取下一个待加工的工件，送到一个空置的工件托盘上；
⑶工件箱继续横向移动到自动对齿装置的上方，自动对齿装置通过光电探头探测工件位置，并将信号发送给电气柜，控制工件箱调整工件的角度及位置，保证工件的加工准确度；
⑷工件箱继续移动到达刀轴位置，刀轴上安装有待加工齿形对应的刀具，刀轴驱动刀具对工件进行铣槽加工；
⑸完成铣槽加工后，工件箱横向移动到达去毛刺装置的位置，对工件进行去毛刺加工；
铣槽加工以及去毛刺加工产生的碎屑，通过排屑装置输送到废料箱内进行收集，等待统一处理；
⑹完成去毛刺加工后，工件箱携带完成加工的工件返回上下料托盘的位置，将工件放置在上下料托盘上一个空的工件托盘上；
工件箱从另一个已经放置有待加工工件的工件托盘上抓取下一个待加工的工件，重复步骤⑵至步骤⑹，进行加工；
⑺上下料装置抓取完成加工的工件，送到上料传送带上，上料传送带继续传送，将完成加工的工件送出加工***。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：加工步骤为：
⑴待加工的工件放置在上料传送带上进行传送，到达对应上下料装置的位置时，上料传动带暂停，上下料装置从上料传送带上抓取一个待加工的工件，将工件放置到上下料托盘的一个工件托盘上；
同时，上料传送带继续传送，将下一个待加工的工件移动到上下料装置对应的可抓取位置；
⑵工件箱横向移动，从工件托盘上抓取待加工的工件，离开工件托盘；
而后，上下料装置抓取下一个待加工的工件，送到一个空置的工件托盘上；
⑶工件箱继续横向移动到自动对齿装置的上方，自动对齿装置通过光电探头探测工件位置，并将信号发送给电气柜，控制工件箱调整工件的角度及位置，保证工件的加工准确度；
⑷工件箱继续移动到达刀轴位置，刀轴上安装有待加工齿形对应的刀具，刀轴驱动刀具对工件进行铣槽加工；
⑸完成铣槽加工后，工件箱横向移动到达去毛刺装置的位置，对工件进行去毛刺加工；
⑹完成去毛刺加工后，工件箱携带完成加工的工件返回上下料托盘的位置，将工件放置在上下料托盘上一个空的工件托盘上；
工件箱从另一个已经放置有待加工工件的工件托盘上抓取下一个待加工的工件，重复步骤⑵至步骤⑹，进行加工；
⑺上下料装置抓取完成加工的工件，送到上料传送带上，上料传送带继续传送。
2.根据权利要求1所述的数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：所述步骤⑷以及步骤⑸中铣槽加工以及去毛刺加工产生的碎屑，通过排屑装置输送到废料箱内进行收集，等待统一处理。
3.根据权利要求1所述的数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：所述上下料托盘包括托盘底座以及工件托盘，在床身上端固装有一托盘底座，托盘底座上横向间隔安装有两个工件托盘，该两个工件托盘的结构相同用于限位支撑待加工的工件。
4.根据权利要求1所述的数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：所述上下料装置包括上下料立柱、横向滑轨、滑块以及气爪，上下料立柱竖直固装在床身上端，该上下料立柱的上部固装有一横向滑轨，横向滑轨的一端延伸到达上料传送带上方，横向滑轨的另一端能够达到两个工件托盘的位置；在横向导轨上驱动安装有滑块，该滑块沿能够横向滑轨横向往复移动，在滑块的下端安装有一气爪。
5.根据权利要求1所述的数控立式铣槽机加工工艺，其特征在于：所述工件箱包括箱体、主轴、夹具电机、夹具驱动缸、芯轴、夹具壳体、夹具卡头以及伸缩杆，箱体为竖直设置的中空壳体，箱体内同轴安装有一空心的主轴，主轴上部的箱体内安装有夹具电机，主轴的上、下部与箱体的内壁之间分别安装有轴承组件，主轴下端伸出的箱体下方同轴安装有夹具壳体，夹具壳体内同轴嵌装有夹具卡头，夹具电机驱动主轴旋转从而驱动夹具卡头转动；在主轴内的同心通孔内安装有一同轴设置的芯轴，该芯轴上端伸出主轴上端并且安装有一夹具驱动缸，芯轴的下端伸出主轴的下端部并同轴固装有一伸缩杆，伸缩杆的下部外周制有倾斜锥面，伸缩杆同轴穿过夹具卡头中心所制通孔，夹具卡头的下端外沿制有径向均布的多条开槽；芯轴受夹具驱动缸驱动在主轴内同轴上、下移动，从而驱动夹具卡头夹紧或松开工件。
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