專利名稱：曲面切削加工裝置的制作方法
技術領域：
曲面切削加工裝置是用于工件三維曲面高效切削加工的裝置，屬于機械工程領域。
背景技術：
目前，工件三維曲面的切削加工主要通過數控加工機床或仿形加工機床實現。這 類機床通常都是采用一個剛性主軸與一個刀具進行加工，因此三維曲面的切削加工效率非 常低。
發明內容
本發明提供一種使用柔性主軸與多個刀具實現工件三維曲面高效切削加工的裝 置，其目的在于突破傳統的一個剛性主軸與一個刀具的切削加工方式，采用一個或多個柔 性主軸配多個刀具同時切削的方式，實現工件三維曲面的高效切削加工。
本發明的上述目的是這樣實現的，結合
如下 —種曲面切削加工裝置，包括柔性主軸、支撐與進給機構、刀具、支架、底座以及工 作臺，其特征在于，所述的柔性主軸1上固結有多個刀具3，柔性主軸1通過多個支撐與進給 機構2的一端固定在在支架4上，通過支撐與進給機構2調整柔性主軸1的軸線彎曲度和 刀具的切削進給量，柔性主軸1主動旋轉帶動刀具3切削待加工工件5，所述的工作臺9裝 在底座8上，工作臺9在工作臺驅動機構作用下帶動待加工工件5移動或旋轉。
所述的柔性主軸1由多個萬向節連接的剛性短軸11組合而成，每個剛性短軸11 上裝有一個或兩個刀具3，每個剛性短軸11通過獨立支撐與進給機構2上的擺頭機構控制。
所述的刀具3采用一個或多個一組，在不同組刀具3之間以及柔性主軸1的兩端 設置支撐與進給機構2。 所述的刀具3是帶有內固定孔的圓片狀。 所述的支撐與進給機構2可以單獨進給或同步進給。 所述的支撐與進給機構2和柔性主軸1由支架4帶動前后移動，由安裝在支架4 上的橫向移動車6帶動左右移動。 所述的工作臺驅動機構包括驅動工作臺9左右移動的橫向移動車6，驅動工作臺 9前后移動的縱向移動車7，驅動工作臺9旋轉的旋轉驅動機構10。 所述的工作臺9由旋轉驅動機構10驅動旋轉，所述的支撐與進給機構2和柔性主 軸1由安裝在支架4上的橫向移動車6帶動左右移動。 本發明主要是突破傳統的一個剛性主軸與一個刀具的切削加工方式，采用一個或 多個柔性主軸配多個刀具同時切削的方式，實現工件三維曲面的高效切削加工。切削工件 時，電機帶動柔性主軸與刀具旋轉；柔性主軸的軸線彎曲度和刀具的進給量通過伺服機構 或仿形機構調整；靠工作臺的移動或旋轉或支架的移動實現切削加工。待加工工件可以是 機械零件或者模具，也可以是任何可以進行切削加工的金屬或非金屬材料。這種技術與傳統的切削加工技術相比，加工效率高、工件適應性廣、生產成本低。
圖la是曲面切削加工裝置的結構示意圖，柔性主軸上安裝的刀具為圓片銑刀，支
架固定，工作臺可縱向與橫向移動； 圖lb是圖la的A-A剖面示意圖； 圖2是支架橫向移動，工作臺旋轉的曲面切削加工裝置結構示意圖；
圖3是工作臺固定，支架可縱向與橫向移動的曲面切削加工裝置結構示意圖；
圖4是由若干個剛性短軸組合成柔性主軸的曲面切削加工裝置局部結構示意圖。
圖中1.柔性主軸2.支撐與進給機構3.刀具4.支架5.待加工工件 6.橫向移動車7.縱向移動車8.底座9.工作臺10.旋轉驅動機構11.剛性短軸
具體實施例方式
下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明的具體內容及其工作過程。
—種曲面切削加工裝置，包括柔性主軸、支撐與進給機構、刀具、支架、底座以及工 作臺，所述的柔性主軸1至少有一個，每個柔性主軸1上裝有多個刀具3，柔性主軸1通過 多個支撐與進給機構2裝在支架4上，支撐與進給機構2可以實現刀具的不同進給量并利 用樣條曲線原理光順柔性主軸1的軸線彎曲度，工作臺9裝在底座8上，可由縱向移動車7 和橫向移動車6實現平移；也可由旋轉驅動機構10帶動工作臺9旋轉，由支架4上安裝的 橫向移動車6來帶動支撐與進給機構2和柔性主軸1實現平移；當采用固定不動的工作臺 9時，可通過前后移動支架4，并在支架4上安裝橫向移動車6來帶動支撐與進給機構2和 柔性主軸1實現平移。 所述的柔性主軸由電機驅動旋轉，柔性主軸的軸線彎曲度和刀具的進給量通過伺 服機構或仿形機構調整。 所述的柔性主軸由鋼絲軟軸或鋼絲繩組成，也可由若干個剛性短軸組合而成，相 鄰的剛性短軸之間通過萬向節連接。支撐與進給機構可以實現各個刀具的不同進給量，并 調整剛性短軸的軸線角度。 所述的刀具是帶有內固定孔的圓片狀。 所述的支撐與進給機構可以單獨進給或同步進給。 所述的工作臺可以在驅動機構作用下帶動待加工工件移動或旋轉。 所述的支架可以前后移動，也可在支架上安裝橫向移動車實現橫向移動。 參考圖la、lb :曲面切削加工裝置采用兩個并排的柔性主軸l，兩個柔性主軸1上
的多個刀具3采用錯開方式排列以保證加工的均勻性，顯著提高切削質量。 加工過程中，通過控制縱向移動車7或橫向移動車6使工作臺9帶動待加工工件
5前后或左右移動，柔性主軸1帶動刀具3高速旋轉，通過控制支撐與進給機構2促使柔性
主軸1上的刀具3與待加工工件5接觸實現切削加工。 參考圖2 :通過旋轉驅動機構10驅使工作臺9做旋轉運動，通過支架4的橫向移 動車6帶動支撐與進給機構2和柔性主軸1實現橫向移動。 參考圖3 :加工過程中工作臺9固定，支架4前后移動，支架4上安裝的橫向移動車6帶動支撐與進給機構2和柔性主軸1橫向移動。 參考圖4 :柔性主軸由若干個剛性短軸11組合而成，每個剛性短軸11上裝有兩個 刀具3。 以上結合具體實施方式
對本發明進行了詳細描述。曲面切削加工裝置只需工作臺 9的直線或旋轉運動或支架4的移動就可以使多個刀具3與待加工工件5接觸，并控制支撐 與進給機構2來實現刀具3的不同進給量和光順柔性主軸1的軸線彎曲度，再由柔性主軸 1帶動刀具3高速旋轉實現工件三維曲面的高效切削加工。 很明顯，以上描述以及附圖中所示的內容均應被理解為是示例性的，而非意味著 對本發明的限制。對于本領域的技術人員來講，顯然可以在本發明的基礎上對其進行各種 變形或修改。盡管說明書中給出了具有兩個柔性主軸的示范性例子，但如前所述，本領域的 技術人員可以根據實際需要自由選擇其它或更多數量的柔性主軸以及布置形式，等等。顯 然，這些變形或修改均應包含在本發明的范圍內。
權利要求
一種曲面切削加工裝置，包括柔性主軸、支撐與進給機構、刀具、支架、底座以及工作臺，其特征在于，所述的柔性主軸(1)上固結有多個刀具(3)，柔性主軸(1)通過多個支撐與進給機構(2)的一端固定在在支架(4)上，通過支撐與進給機構(2)調整柔性主軸(1)的軸線彎曲度和刀具的切削進給量，柔性主軸(1)旋轉帶動刀具(3)切削待加工工件(5)，所述的工作臺(9)裝在底座(8)上，工作臺(9)在工作臺驅動機構作用下帶動待加工工件(5)移動或旋轉。
2. 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的柔性主軸(1)由多個 萬向節連接的剛性短軸(11)組合而成，每個剛性短軸(11)上裝有一個或兩個刀具(3)，每 個剛性短軸(11)通過獨立支撐與進給機構(2)上的擺頭機構控制。
3. 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的刀具(3)采用一個或 多個一組，在不同組刀具(3)之間以及柔性主軸(1)的兩端設置支撐與進給機構(2)。
4. 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的刀具(3)是帶有內固 定孔的圓片狀。
5 . 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的支撐與進給機構(2) 可以單獨進給或同步進給。
6. 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的支撐與進給機構(2) 和柔性主軸(1)由支架(4)帶動前后移動，由安裝在支架(4)上的橫向移動車(6)帶動左 右移動。
7. 根據權利要求1所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的工作臺驅動機構包 括驅動工作臺(9)左右移動的橫向移動車(6)，驅動工作臺(9)前后移動的縱向移動車 (7)，驅動工作臺(9)旋轉的旋轉驅動機構(10)。
8. 根據權利要求l所述的曲面切削加工裝置，其特征在于，所述的工作臺(9)由旋轉驅 動機構(10)驅動旋轉，所述的支撐與進給機構(2)和柔性主軸(1)由安裝在支架(4)上的 橫向移動車(6)帶動左右移動。
全文摘要
本發明涉及的一種曲面切削加工裝置是用于機械加工的設備，特別是涉及一種使用柔性主軸與多個刀具進行三維曲面工件切削加工的裝置，屬于機械工程領域。本發明的目的在于突破傳統的一個剛性主軸與一個刀具的切削加工方式，采用一個或多個柔性主軸配多個刀具同時切削的方式，實現三維曲面工件的高效切削加工。該裝置包括柔性主軸、支撐與進給機構、刀具、支架、底座以及工作臺，其特征在于所述的柔性主軸(1)上固結有多個刀具(3)，柔性主軸(1)通過多個支撐與進給機構(2)的一端固定在在支架(4)上，通過支撐與進給機構(2)調整柔性主軸(1)的軸線彎曲度和刀具的切削進給量，柔性主軸(1)旋轉帶動刀具(3)切削待加工工件。
文檔編號B23B19/02GK101708560SQ20091021228
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月11日 優先權日2009年11月11日
發明者付文智, 李明哲, 胡志清, 閆學萍, 隋振, 龔學鵬 申請人:吉林大學