專利名稱：一種切削加工設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于切削加工技術領域，尤其涉及一種切削加工設備。
背景技術：
目前，切削加工的傳統方式主要有車、鏜、銑、刨、鉆等，而現在基本上由加工中心和數控車床來加工，如果遇到在同一個零件上有多個臺階孔、多個臺階柱、多個直孔、多個螺孔的零件，這種零件在數控車床上一次裝卡是不能完成加工的，在加工中心上也不能完成，則需要加工中心和數控車床相結合多次裝卡才能完成，并且需要非常昂貴的刀具、卡具。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可將加工中心的功能和數控車床的功能合并，實現車、銑、鏜、鉆、攻絲等一次裝卡完成加工的切削加工設備，以降低機床及工具制造成本，提聞生廣效率。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種切削加工設備，包括與數控機床主軸連接的可自平衡旋轉的底板，所述底板上設有雙坐標盤定位裝置；所述雙坐標盤定位裝置包括一由下坐標盤旋轉驅動機構驅動可自平衡旋轉的下坐標盤，所述下坐標盤的上端固定連接一在上坐標盤旋轉驅動機構驅動下可自平衡旋轉的上坐標盤，所述上坐標盤直徑小于所述下坐標盤的直徑，所述上坐標盤的上端設有工件夾具；所述下坐標盤的軸心至所述數控機床主軸的軸心的距離與所述下坐標盤的軸心至所述上坐標盤的軸心的距離相等。所述底板與所述下坐標盤上分別設有一旋轉平衡塊。所述旋轉平衡塊為弧形狀結構。所述切削加工設備進一步包括有用于將所述下坐標盤以及上坐標盤與所述底板鎖緊固定的鎖緊固定機構。所述鎖緊固定機構包括鎖緊螺栓，與所述鎖緊螺栓連接的設在所述底板中的鎖緊蝸輪，所述鎖緊蝸輪通過鎖緊蝸桿連接減速電機。所述鎖緊螺栓自所述上坐標盤向下穿過所述下坐標盤的旋轉軸與所述鎖緊蝸輪的內螺紋連接。本發明是將加工中心和數控車床的功能合并，解決了在同一個零件上有多個臺階孔、多個臺階柱、多個直孔、多個螺孔等情況下的零件一次裝卡完成加工的難題；降低了機床的制造成本，簡化了刀具和卡具結構，降低了刀具和卡具的成本，縮短了刀具和卡具的制造周期，簡化了機床結構，降低了機床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本。
圖1是本發明實施例提供的切削加工設備的透視結構示意圖2是圖1沿C-C線的剖面圖；圖3是圖1沿B-B線的剖面圖；圖4是圖1沿A-A線的剖面圖；圖5是圖1沿G-G線的剖面圖；圖6是圖1沿D-D線的剖面圖；圖7A-7C是本發明實施例提供的上、下坐標盤的旋轉加工示意圖；圖8是待加工零件放置在切削加工設備上的初始放置位置示意圖；圖9A-9B是加工待加工零件上一個待加工孔的旋轉加工示意圖；圖10A-10B是加工待加工零件上另一個待加工孔的旋轉加工示意圖；圖11A-11B是加工待加工零件上又一個待加工孔的旋轉加工示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖及實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。由于本發明是在現有加工中心和數控車床原理基礎上實現車式加工中心機床加工為目的，所以下面以實現車式加工中心機床加工為例進行說明。本發明適用于臥式和立式車式加工中心機床，本機床的其它機構可根據常規機床原理進行組合配置，這里不作描述。如圖1 一 6所示，一種切削加工設備，包括與數控機床主軸I通過螺栓2連接的可自平衡旋轉的底板6，在所述底板6上設有雙坐標盤定位裝置；所述雙坐標盤定位裝置包括一設在所述底板6上的由下坐標盤旋轉驅動機構驅動可自平衡旋轉的下坐標盤4 ;所述下坐標盤4的上端設有一與所述下坐標盤4固定連接并在上坐標盤旋轉驅動機構驅動下可自平衡旋轉的直徑小于所述下坐標盤4的上坐標盤3 ;所述上坐標盤3的上端通過螺栓11固定設有工件夾具12 ;所述下坐標盤4的軸心至所述數控機床主軸I的軸心的距離與所述下坐標盤4的軸心至所述上坐標盤3的軸心的距離相等。本發明實施例中，所述底板6上通過螺栓9固定設有一底板旋轉平衡塊8，所述下坐標盤4上通過螺栓10固定設有一下坐標盤旋轉平衡塊7。本發明實施例中，所述底板旋轉平衡塊8、下坐標盤旋轉平衡塊7均為弧形狀結構。本發明實施例中，所述上坐標盤3自身為一平衡旋轉體，在工件夾具12夾上待加工零件46后同樣可處于一平衡的旋轉狀態，這樣一來，上坐標盤3整體是一個平衡旋轉體，不論旋轉到什么角度，都是處于動平衡狀態。所述下坐標盤4上安裝有下坐標盤旋轉平衡塊7，使下坐標盤4所承載的獨立體處于動平衡狀態，在此狀態下，下坐標盤4所承載的獨立體旋轉到任何角度，都是處于動平衡狀態。本發明實施例中，由于底板6上安裝有底板旋轉平衡塊8，從而可以使底板6上的整個機構處于動平衡狀態。由于上坐標盤3、下坐標盤4、底板6所承載的獨立體分別處于動平衡狀態，所以上坐標盤3、下坐標盤4、底板6各自任意旋轉，數控機床主軸I始終處于動平衡狀態。本發明實施例中，所述切削加工設備進一步包括有用于將所述下坐標盤4以及上坐標盤3與所述底板6鎖緊固定的鎖緊固定機構。參見圖3及圖4所示，所述鎖緊固定機構包括鎖緊螺栓21，與所述鎖緊螺栓21連接的設在所述底板6中的鎖緊蝸輪20，所述鎖緊蝸輪20通過鎖緊蝸桿39連接減速電機44。參見圖3所示,所述減速電機44通過螺栓41安裝在減速電機固定板45上,所述減速電機固定板45通過螺栓40固定在底板6上,所述減速電機44通過第一軸承42、第二軸承43連接所述鎖緊蝸桿39，所述鎖緊蝸桿39另一端設有軸套38。參見圖4所示，本發明實施例中，所述鎖緊螺栓21自所述上坐標盤3向下穿過通過軸承件18安裝在所述下坐標盤4上的旋轉軸19與所述鎖緊蝸輪20的內螺紋連接。本發明實施例中，由減速電機44作為動力，由鎖緊蝸桿39傳遞動力給鎖緊蝸輪20，由鎖緊蝸輪20旋轉而旋緊鎖緊螺栓21，從而達到將底板6、下坐標盤4、上坐標盤3鎖緊在一起，以防止數控車床加工時顫動。參見圖2所示，本發明實施例中，所述下坐標盤旋轉驅動機構包括通過螺栓34安裝在電機固定板30 (電機固定板30通過螺栓35安裝在所述底板6上)上的下坐標盤步進電機31，與所述下坐標盤步進電機31通過軸承組件32、33連接的下坐標盤蝸桿37，與所述下坐標盤蝸桿37連接的下坐標盤蝸輪15，所述下坐標盤蝸桿37另一端設有軸套38。所述下坐標盤蝸輪15通過穩銷5與所述下坐標盤4固定，在所述下坐標盤步進電機31通過下坐標盤蝸桿37帶動37蝸輪15旋轉，同時直接帶動所述下坐標盤4旋轉。參見圖5所示，本發明實施例中，所述上坐標盤旋轉驅動機構包括通過螺栓27安裝在步進電機固定板29 (步進電機固定板29通過螺栓26安裝在所述底板6上)上的上坐標盤步進電機28，與所述上坐標盤步進電機28通過軸承組件24、25連接的上坐標盤蝸桿23，與所述上坐標盤蝸桿23連接的上坐標盤旋轉渦輪14，所述上坐標盤旋轉渦輪14通過內齒與所述上坐標盤的轉軸13 (通過內六角螺栓17固定于所述上坐標盤3上)相連接，所述轉軸13的軸承16安裝在所述下坐標盤4上，所述上坐標盤蝸桿23另一端設有軸套件22。通過上坐標盤步進電機28驅動所述上坐標盤蝸桿23帶動上坐標盤旋轉蝸輪14旋轉，再由上坐標盤旋轉渦輪14的內齒帶動上坐標盤3旋轉。本發明實施例中，所述下坐標盤旋轉驅動機構與所述上坐標盤旋轉驅動機構也可以采用其它驅動機構，比如現有的伺服電機傳動，齒輪傳動，斜齒傳動，齒帶傳動，萬向節傳動等，均屬于本發明的保護范圍。本發明雙盤旋轉坐標系統的原理，如圖7A所示，以數控機床主軸I中心O為X、Y坐標的(0、0)點，則待加工點C的坐標為(_100、20)，設數控機床主軸I中心O與下坐標盤4的旋轉軸19的中心距離為40個單位距離(數控機床旋轉半徑)，如40mm，下坐標盤4的旋轉軸19中心與上坐標盤3的轉軸13的中心距離為40mm，以下坐標盤4的旋轉軸19的旋轉中心為圓心、以數控機床的主軸的旋轉半徑所畫得圓E的半徑為40mm。上坐標盤3旋轉使點C與圓E重合于一點，見圖7B所示，通過計算，上坐標盤3旋轉了 65. 7度，點C坐標移動至點Cl (-70,26. 46);下坐標盤4旋轉使點Cl與數控機床主軸I的中心O (0、0)重合，通過計算，下坐標盤4旋轉了 138. 6度，點Cl坐標移動至點C2，即數控機床主軸I的中心O(0、0)。通過雙盤不同角度的旋轉，可以將上坐標盤3內指定區域內的任意坐標點移動至數控機床主軸I的中心O (0、0)的位置,然后進行加工。隨著上、下兩個坐標盤的不同角度旋轉，可以按要求移動坐標點(待加孔中心點)的位置，從而實現坐標點精確移動的目的。如圖8所示為待加工零件46的放置于切削設備上初始狀態，共有三個待加工孔460、461、462需要加工。參見圖9A，通過上坐標盤3旋轉，使待加工孔460的中心點4600與圓401 (以下坐標盤4的軸心400為圓心、以數控機床的主軸I的旋轉半徑所作的圓)重合于一點，即與以待加工零件46的待加工孔460所在中心點4600與以上坐標盤3的軸心300為圓心、以所述上坐標盤3的軸心300的距離為半徑所作的圓301重合于點500，參見圖9B，然后下坐標盤4旋轉，使待加工孔460的中心4600與機床主軸中心100重合，在此狀態下可以車加工零件待加工孔460。參見圖10A，為上坐標盤3再旋轉，使待加工孔461的中心點4610與圓401重合于一點，參見圖10B，然后下坐標盤4旋轉，使待加工孔461的中心4610與與機床主軸中心100重合，在此狀態下可以車加工零件待加工孔461。參見圖11A，為上坐標盤3再旋轉，使待加工孔462的中心點4620與圓401重合于一點，參見圖11B，然后下坐標盤4旋轉，使待加工孔462的中心4620與機床主軸中心100重合，在此狀態下可以車加工零件待加工孔462。通過上述坐標盤的不同的旋轉，可以完成一個待加工零件46上多個孔的一次裝卡車加工和其它形式的加工。本發明是將加工中心和數控車床的功能合并，解決了在同一個零件上有多個臺階孔、多個臺階柱、多個直孔、多個螺孔等情況下的零件一次裝卡完成加工的難題。降低了機床的制造成本，簡化了刀具和卡具結構，降低了刀具和卡具的成本，縮短了刀具和卡具的制造周期，簡化了機床結構，降低了機床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本，創造了雙盤旋轉坐標系統。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種切削加工設備，其特征在于，包括與數控機床主軸連接的可自平衡旋轉的底板，所述底板上設有雙坐標盤定位裝置；所述雙坐標盤定位裝置包括一由下坐標盤旋轉驅動機構驅動可自平衡旋轉的下坐標盤，所述下坐標盤的上端固定連接一在上坐標盤旋轉驅動機構驅動下可自平衡旋轉的上坐標盤，所述上坐標盤直徑小于所述下坐標盤的直徑，所述上坐標盤的上端設有工件夾具；所述下坐標盤的軸心至所述數控機床主軸的軸心的距離與所述下坐標盤的軸心至所述上坐標盤的軸心的距離相等。
2.根據權利要求1所述切削加工設備，其特征在于，所述底板與所述下坐標盤上分別設有一旋轉平衡塊。
3.根據權利要求2所述切削加工設備，其特征在于，所述旋轉平衡塊為弧形狀結構。
4.根據權利要求1或3所述切削加工設備，其特征在于，所述切削加工設備進一步包括有用于將所述下坐標盤以及上坐標盤與所述底板鎖緊固定的鎖緊固定機構。
5.根據權利要求4所述切削加工設備，其特征在于，所述鎖緊固定機構包括鎖緊螺栓，與所述鎖緊螺栓連接的設在所述底板中的鎖緊蝸輪，所述鎖緊蝸輪通過鎖緊蝸桿連接減速電機。
6.根據權利要求5所述切削加工設備，其特征在于，所述鎖緊螺栓自所述上坐標盤向下穿過所述下坐標盤的旋轉 軸與所述鎖緊蝸輪的內螺紋連接。
全文摘要
本發明涉及一種切削加工設備，包括與數控機床主軸連接的可自平衡旋轉的底板，底板上設雙坐標盤定位裝置；該雙坐標盤定位裝置包括一可自平衡旋轉的下坐標盤,下坐標盤上端設一可自平衡旋轉的上坐標盤，上坐標盤直徑小于下坐標盤直徑，上坐標盤上端設有工件夾具；下坐標盤的軸心至數控機床主軸的軸心的距離與下坐標盤的軸心至上坐標盤的軸心的距離相等。本發明解決了同一零件上有多個臺階孔、多個臺階柱、多個直孔、多個螺孔等情況下零件一次裝卡完成加工的難題；降低了機床制造成本，簡化了刀具卡具結構，降低了刀具卡具成本，縮短了刀具卡具制造周期，簡化了機床結構，降低了機床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本。
文檔編號B23Q1/25GK103072011SQ20131002488
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者邵如恩 申請人:天津亞星金屬壓鑄有限公司