CN113231674A - 用于异形内、外立壁加工的插铣装置 - Google Patents

Abstract

用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其中：提供一个工作台面，工作台面上配置有在水平面两轴运动的载台，载台的顶面安装有用于夹持固定工件的夹具；工作台面的上方配置有一个立式插铣刀，立式插铣刀的底端具有至少一个突出柱面的刀头；此外，提供一个控制单元，以及由控制单元控制以驱动载台在水平面两轴运动的第一伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴转动的第二伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴轴向位移的第三伺服***。通过工件在水平面两轴运动配合立式插铣刀的主轴转动调整的方式，使得立式插铣刀的刀头始终法向于加工位置处的加工路径，由三轴加工的方式就可以完成。

Description

用于异形内、外立壁加工的插铣装置

技术领域

本发明涉及金属切削加工的技术领域，具体的是用于异形内、外立壁加工的插铣装置。

背景技术

插铣是一种特殊的铣削加工，又称为Z轴铣削法，其基本原理是：刀具连续的上下运动，从工件侧面大量的去除材料。对于难以加工的曲面、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的情形，插铣比常规的层铣削方式更为有效。

而对于设计为具有异形立壁的工件，如图1所示，在工件9的内、外壁上需要加工出连续波折的立壁面91和立壁面92，鉴于现有技术中铣刀仅在轴向往复运动，使得铣刀无法直接铣削出立壁面91和立壁面92。

对此，现有技术多预先设计加工路径，将工件固定于旋转台，配置第一驱动机构驱动旋转台带动工件在水平面上旋转，配置第二驱动机构驱动旋转台带动工件在水平面上两轴移动，配置轴向竖直的铣刀，配置第三驱动机构驱动铣刀轴向往复运动，通过第一驱动机构、第二驱动机构调整工件的位置和角度以使加工路径始终法向于铣刀的刀头。

上述现有技术采用的插铣方法，需要采用四轴加工或更复杂的方式为工件提供复杂的驱动机构，导致对应于加工路径的控制程序算法变得复杂，设计成本、设备成本、生产成本都被提高，而现有技术尚无有效的针对性解决方案来改变这一现状。

发明内容

本发明针对上述现有技术的诸多不足，提供了一种用于异形内、外立壁加工的插铣装置，技术方案如下。

用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其中：

提供一个工作台面，工作台面上配置有在水平面两轴运动的载台，载台的顶面安装有用于夹持固定工件的夹具；

工作台面的上方配置有一个立式插铣刀，立式插铣刀的底端具有至少一个突出柱面的刀头；

此外，提供一个控制单元，以及由控制单元控制以驱动载台在水平面两轴运动的第一伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴在周向360度转动从而实现刀头的角度多点定位的第二伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴轴向位移的第三伺服***。

采用本发明所提供的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，预先控制单元参照设计的加工路径建立控制程序，按如下步骤式进行加工：

(1)通过第一伺服***驱动载台在水平面两轴运动以改变工件在水平面上的XY坐标，从而使得工件获得一个始终对应加工路径且恰好位于立式插铣刀加工范围内的加工位置。

(2)通过第二伺服***驱动立式插铣刀的主轴在周向360度转动从而实现刀头的角度多点定位，进而调整立式插铣刀的刀头朝向，从而使得立式插铣刀的刀头始终法向于加工位置处的加工路径。

(3)通过第三伺服***驱动铣刀的主轴轴向位移，从而使得刀头对加工位置进行插铣加工。

(4)重复执行上述步骤，直到按加工路径完成工件加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过工件在水平面两轴运动配合立式插铣刀的主轴转动调整的方式，使得立式插铣刀的刀头始终法向于加工位置处的加工路径，由三轴加工的方式就可以完成，显著的简化了对应于加工路径的控制程序算法，设计成本、设备成本、生产成本都得到大幅度降低。

下面，结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是本发明涉及的具有异形立壁的工件的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

如图2所示，用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其中：

提供一个工作台面1，工作台面1上配置有在水平面两轴运动的载台2，载台2的顶面安装有用于夹持固定工件9的夹具3；

工作台面1的上方配置有一个立式插铣刀4，立式插铣刀4的底端具有至少一个突出柱面的刀头41；

此外，提供一个控制单元5，以及由控制单元5控制以驱动载台2在水平面两轴运动的第一伺服***6，以及由控制单元5控制以驱动立式插铣刀4的主轴在周向360度转动从而实现刀头41的角度多点定位的第二伺服***7，以及由控制单元5控制以驱动立式插铣刀4的主轴轴向位移的第三伺服***8。

如图2和图3所示，采用本发明所提供的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，预先控制单元5参照设计的加工路径建立控制程序，将工件9装入夹具3，按如下步骤式进行加工：

(1)通过第一伺服***6驱动载台2在水平面两轴运动以改变工件在水平面上的XY坐标，从而使得工件获得一个始终对应加工路径且恰好位于立式插铣刀4加工范围内的加工位置。

(2)通过第二伺服***7驱动立式插铣刀4的主轴在周向360度转动从而实现刀头41的角度多点定位，进而调整立式插铣刀4的刀头41朝向，从而使得立式插铣刀4的刀头41始终法向于加工位置处的加工路径。

(3)通过第三伺服***8驱动铣刀的主轴轴向位移，从而使得刀头41对加工位置进行插铣加工。

(4)重复执行上述步骤，直到按加工路径完成工件加工。

显然，采用本发明所提供的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，通过工件在水平面两轴运动配合立式插铣刀的主轴转动调整的方式，使得立式插铣刀的刀头始终法向于加工位置处的加工路径，由三轴加工的方式就可以完成，显著的简化了对应于加工路径的控制程序算法，设计成本、设备成本、生产成本都得到大幅度降低。

在较佳的实施方式中，第一伺服***系配置在工作台面1上的两轴机械手或十字机械滑台。

在较佳的实施方式中，第二伺服***7系配合立式插铣刀4的主轴的伺服电机。

在较佳的实施方式中，第三伺服***8系配合立式插铣刀4的主轴以驱动立式插铣刀4的主轴轴向运动的机械装置。

对于本领域技术人员而言，本发明的保护范围并不限于上述示范性实施例的细节，在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员基于本发明的要件所做出的等同含义和保护范围内的所有变化的实施方式均应囊括在本发明之内。

Claims (4)

1.用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其特征在于：

提供一个工作台面，工作台面上配置有在水平面两轴运动的载台，载台的顶面安装有用于夹持固定工件的夹具；

工作台面的上方配置有一个立式插铣刀，立式插铣刀的底端具有至少一个突出柱面的刀头；

此外，提供一个控制单元，以及由控制单元控制以驱动载台在水平面两轴运动的第一伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴在周向360度转动从而实现刀头的角度多点定位的第二伺服***，以及由控制单元控制以驱动立式插铣刀的主轴轴向位移的第三伺服***。

2.如权利要求1所述的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其特征在于：第一伺服***系配置在工作台面上的两轴机械手或十字机械滑台。

3.如权利要求1所述的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其特征在于：第二伺服***系配合立式插铣刀的主轴的伺服电机。

4.如权利要求1所述的用于异形内、外立壁加工的插铣装置，其特征在于：第三伺服***系配合立式插铣刀的主轴以驱动立式插铣刀的主轴轴向运动的机械装置。

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