曲面切削加工裝置的製作方法

2023-06-17 20:15:01 3

專利名稱：曲面切削加工裝置的製作方法
技術領域：
曲面切削加工裝置是用於工件三維曲面高效切削加工的裝置，屬於機械工程領域。
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工具機或仿形加工工具機實現。這 類工具機通常都是採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。
發明內容本實用新型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，其目的在於突破傳統的一個剛性主軸與一個刀具的切削加工方式，採用一個或多 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。本實用新型的上述目的是這樣實現的，結合附圖說明如下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，其特徵在於，所述的柔性主軸上固結有多個刀具，柔性主軸通過多個支撐與進給機構 的一端固定在在支架上，通過支撐與進給機構調整柔性主軸的軸線彎曲度和刀具的切削進 給量，柔性主軸主動旋轉帶動刀具切削待加工工件，所述的工作檯裝在底座上，工作檯在工 作臺驅動機構作用下帶動待加工工件移動或旋轉。所述的柔性主軸由多個萬向節連接的剛性短軸組合而成，每個剛性短軸上裝有一 個或兩個刀具，每個剛性短軸通過獨立支撐與進給機構上的擺頭機構控制。所述的刀具採用一個或多個一組，在不同組刀具之間以及柔性主軸的兩端設置支 撐與進給機構。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。所述的支撐與進給機構和柔性主軸由支架帶動前後移動，由安裝在支架上的橫向 移動車帶動左右移動。所述的工作檯驅動機構包括驅動工作檯左右移動的橫向移動車，驅動工作檯前 後移動的縱向移動車，驅動工作檯旋轉的旋轉驅動機構。所述的工作檯由旋轉驅動機構驅動旋轉，所述的支撐與進給機構和柔性主軸由安 裝在支架上的橫向移動車帶動左右移動。本實用新型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，採用一 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；靠工作檯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Ia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，工作檯可縱向與橫向移動；圖Ib是圖Ia的A-A剖面示意圖；圖2是支架橫向移動，工作檯旋轉的曲面切削加工裝置結構示意圖；圖3是工作檯固定，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.工作檯10.旋轉驅動機構11.剛性短軸
具體實施方式
以下結合附圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內容及其工作過程。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，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並利 用樣條曲線原理光順柔性主軸1的軸線彎曲度，工作檯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帶動工作檯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；當採用固定不動的工作檯 9時，可通過前後移動支架4，並在支架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，並 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。所述的工作檯可以在驅動機構作用下帶動待加工工件移動或旋轉。所述的支架可以前後移動，也可在支架上安裝橫向移動車實現橫向移動。參考圖la、lb 曲面切削加工裝置採用兩個並排的柔性主軸1，兩個柔性主軸1上 的多個刀具3採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使工作檯9帶動待加工工件 5前後或左右移動，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驅使工作檯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 加工過程中工作檯9固定，支架4前後移動，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
對本實用新型進行了詳細描述。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，並控 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 對本實用新型的限制。對於本領域的技術人員來講，顯然可以在本實用新型的基礎上對其 進行各種變形或修改。儘管說明書中給出了具有兩個柔性主軸的示範性例子，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實用新型的範圍內。
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、底座以及工作檯，其特徵在於，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)，所述的工作檯(9)裝在底座(8)上，工作檯(9)在工作檯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1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，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1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，所述的刀具(3)採用一個或 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1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，所述的刀具(3)是帶有內固 定孔的圓片狀。
5.根據權利要求1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，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1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，所述的支撐與進給機構(2) 和柔性主軸(1)由支架(4)帶動前後移動，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，其特徵在於，所述的工作檯驅動機構包 括驅動工作檯(9)左右移動的橫向移動車(6)，驅動工作檯(9)前後移動的縱向移動車 (7)，驅動工作檯(9)旋轉的旋轉驅動機構(10)。
8.根據權利要求1所述的曲面切削加工裝置，其特徵在於，所述的工作檯(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。
專利摘要本實用新型涉及的一種曲面切削加工裝置是用於機械加工的設備，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，屬於機械工程領域。本實用新型的目的在於突破傳統的一個剛性主軸與一個刀具的切削加工方式，採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、底座以及工作檯，其特徵在於所述的柔性主軸(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B23C3/16GK201596805SQ20092026621
公開日2010年10月6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