数控木工弧形槽口切削装置及铣床的制作方法

本实用新型涉及弧形槽口的加工技术，尤其涉及一种数控木工弧形槽口切削装置及铣床。

背景技术：

随着木结构产业的逐步发展，人们对木结构建筑的认识不断提升，市场需求也随之加大，许多木结构公司也由原来的单体定制型加工转向为集成化批量生产，工件的外观结构花样百出，安装方式也由原来的固定的搭接方式改变成的弯头对接方式，工件的质量要求更是精益求精，满足工件的互换性，要求其配套设备不仅能够达到其加工精度，而且具有足够的加工效率。

对于弧形槽口的加工，现在采用的加工方式主要有立式数控加工中心加工、数控铣床、仿形铣床加工三种方式：

立式数控加工中心和数控铣床加工工件是将原料固定在工作台面上，随工作台作水平向的x轴y轴运动，铣刀竖直装入主轴夹具中，刀具沿主轴轴向作进给运动，整个动作由程序控制，通过刀具的旋转将材料切削成形。

仿形铣床加工，是按照产品的外形图纸加工出同样的金属模型，按照木工刀具的外形尺寸加工出金属挡块，金属挡块在模型的约束中的运动轨迹就是刀具在木材中的切削路径，通过刀具的旋转运动将材料切削成形。

以上几种加工方式，在一次装夹过程中只能加工一件，设备完全停止的情况下才可以装卸料，刀具多为竖直安装，需作多次往复运动才可将材料加工成形，角度不同的情况下还要更换刀具，设备造价较高，加工效率低，不适合批量生产。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对现有弧形槽口的加工设备存在的诸多问题，提出一种数控木工弧形槽口切削装置，该切削装置适应于批量生产木结构建筑用不同半径的连接弯头。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种数控木工弧形槽口切削装置，包括刀具主轴1、刀具4、移动轴套8、固定轴套9和平皮带轮12，所述刀具主轴1一端同轴刚性连接平皮带轮，另一端套设刀具，所述刀具4轴向剖面刃口尺寸与加工工件断面尺寸相同；

所述刀具主轴通过轴承配合安装在移动轴套内，所述轴承压盖与密封环采用轴向迷宫密封，所述移动轴套外径与固定轴套内径采用间隙配合，所述移动轴套靠近平皮带轮的一端固定有轴承端盖，所述轴承端盖11上固定有调节螺母，所述固定轴套上固定安装调节支架，调节螺杆15一端通过压力轴承和锁紧螺母安装在支架上，另一端与调节螺母17螺纹配合，旋转调节螺杆15能改变移动轴套8在固定轴套轴线方向的位置。

进一步地，套设有刀具的刀具主轴端部与刀具锁紧螺母螺纹连接，所述刀具锁紧螺母与刀具之间设置有刀具垫片。

进一步地，锁紧螺母第二锁紧螺母安装在调节螺杆上，固定轴套两端分别设有开口锁紧方式，安装第一锁紧螺栓，旋转调节螺杆能改变移动轴套和固定轴套轴线方向的位置，调整前松开第一锁紧螺母，调整后锁紧第一锁紧螺母。

进一步地，挡环安装在刀具主轴轴承与平皮带轮之间，起定位带轮与防尘的作用；垫片安装在刀具主轴1端头通过第二锁紧螺栓和平键固定平皮带轮12。本实用新型的另一个目的还公开了一种数控木工弧形槽口铣床，该铣床适应于批量生产的木结构建筑用不同半径的连接弯头，能实现连续生产，工件的装夹、拆卸方便快捷，极大提高了生产效率，同一种工件的生产效率是加工中心的5-10倍速，设备占地面积小运行可靠成本较低。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种数控木工弧形槽口铣床，包括上述数控木工弧形槽口切削装置、进给装置、定位装置、旋转工作台30、除尘装置、床身和自动化控制系统；

所述床身上方设置数控木工弧形槽口切削装置、旋转工作台30和除尘装置，所述旋转工作台30轴线垂直于床身，所述旋转工作台30上设置有用于定位待加工工件55的定位装置；所述数控木工弧形槽口切削装置的刀具主轴1水平设置，且与旋转工作台30主轴轴线垂直；所述刀具4位于旋转工作台30上方；所述进给装置包括刀具电机40和工作台电机23，所述刀具电机40通过刀具电机平带轮41与数控木工弧形槽口切削装置的平皮带轮12连接，刀具电机40通过高速平带传递扭矩至平皮带轮12；所述工作台电机23设置在床身下方，所述工作台电机23与旋转工作台30主轴通过皮带轮连接；

所述自动化控制系统分别与刀具电机40和工作台电机23电连。

进一步地，所述工作台电机23通过工作台主轴皮带轮25与旋转工作台30主轴连接，所述工作台电机23转速通过蜗轮蜗杆减速器减速后，能驱动旋转工作台30做低均速转动。

进一步地，所述刀具电机40包括但不限于三项异步电动机，刀具电机平带轮41安装在刀具电机40上，刀具电机平带轮41采用弧形结构，更容易涨紧平带，防止平带松时脱落，同时防止平带轴向窜动，延长了平带的使用寿命。

进一步地，固定轴套9安装在电机座46上，刀具电机40安装在电机板47上，电机板47安装在电机座46上，电机座调节块50安装在电机座46上，电机座调整块调节螺栓49安装在电机座调节块50上，另一端与电机板47螺纹连接。可通过电机座调节块50上的调节螺栓49调节电机板47的位置，带动刀具电机40上下移动，刀具电机平带轮41安装在刀具电机40上，并随刀具电机40上下移动，从而涨紧高速平带。电机座46安装在燕尾上导轨52上；与燕尾上导轨52配合的燕尾下导轨51安装在主轴架42上，主轴架42固定在主架体43上；旋转燕尾导轨调整手轮48燕尾上导轨52上下滑动，从而实现切削固定轴套9的上下位置调整，具体位置根据工件高度调整，固定轴套9中的刀具主轴1垂直于燕尾导轨安装与旋转工作台面平行，其延长线与工作台主轴26轴线相交，刀具主轴1的旋转方向与旋转工作台30的旋转方向相同，切削刀具4安装在刀具主轴1上，用刀具垫片3和刀具锁紧螺2锁紧固定。

进一步地，工作台电机23(蜗轮蜗杆减速机)安装在主架体电机底座22上，通过电机板调整螺栓53涨紧传动三角带，所述工作台电机23通过电机皮带轮24与主轴皮带轮25连接，工作台电机23启动后，电机皮带轮24带动工作台主轴皮带轮25旋转，工作台主轴皮带轮25安装在工作台主轴26底部，工作台主轴皮带轮25带动工作台主轴26旋转，工作台主轴26中部通过圆锥滚子轴承28固定在旋转平台座27上，旋转平台座27垂直安装在主架体43上平面上；旋转工作台30安装在工作台主轴26上端，所述旋转工作台30平面与工作台主轴26轴线垂直，所述工作台主轴26与刀具主轴1垂直。所述旋转工作台30做低均速转动，利用变频器可调节工作台转速，从而保证待切削工件表面的加工质量和合理的工艺时间配置。

进一步地，所述定位装置包括内定位环32、多个定位块31和工件锁紧装置，所述内定位环32(呈圆环状)安装在旋转工作台30上，所述内定位环32内孔套在工作台主轴26顶部，其轴线与工作台主轴26重合，所述内定位环32内孔圆弧面垂直于旋转工作台30，以保证工件的定位精度，所述内定位环32上开口设置防尘板33，防止木屑及灰尘进入其中不好清理；所述定位块31安装在旋转工作台30上平面，多个定位块31按工件两侧边尺寸圆周均匀分布；所述工件锁紧装置包括锁紧手轮39、锁紧丝杠36、锁紧座37、锁紧丝母38、锁紧块35、和锁紧块压垫34，所述锁紧座37安装在旋转工作台30上，锁紧丝母38固定在锁紧座37上，锁紧丝杠36与锁紧丝母38螺纹配合，锁紧丝杠36一端安装锁紧手轮39，另一端联接锁紧块35，锁紧块压垫34安装在锁紧块35端面，防止锁紧工件时在木材上留下压痕，起到保护工件外观的作用；锁紧块35与锁紧丝杠36万向联接，可自由转动。产品装夹时以产品精加工的内弧面为基准，产品放置在工作台台面上两定位块之间并完全贴合内定位环，旋转锁紧装置压紧。

进一步地，所述数控木工弧形槽口铣床还包括除尘装置，所述除尘装置为设置在刀具4上方的保护罩45。所述除尘装置采用刀具保护罩和除尘一体的结构方式，所述刀具保护罩45呈筒状，套设在刀具外侧，朝向待加工工件的一侧设置有开口；保护罩45上，刀具切削木材废屑抛物方向设置除尘口，除尘口与除尘设备连通，开启除尘设备能将保护罩45内木屑吸出。

进一步地，所述自动化控制系统包括控制面板44和配电箱56，采用plc控制，其工作台的转速可变频调速控制。控制面板44通过控制面板旋转轴54固定在床身上方；所述配电箱56固定在床身下方。

本实用新型数控木工外弧面铣床采用触摸屏plc一体机实施操作控制，其工作台的转速可通过plc一体机上的触摸屏变频调速控制。所述自动化控制系统包括控制面板44和配电箱56，控制面板44上安装触摸屏，所述控制面板44通过多个旋转的控制面板旋转轴54设置在床体上方，适合不同体态特征的工人进行操作，配电箱56设置在床身下方，控制面板44和配电箱56采用分开放置，使之达到利于操作和控制的目的。

本实用新型数控木工弧形槽口铣床的工艺流程：

1、开机前保证刀具在两个工位之间，分别在旋转工作台30的多个工位上放入待加工工件55，通过工件锁紧装置将加工工件固定在旋转工作台30上。

2、本设备采用触摸屏plc一体机控制，启动触摸屏上的刀具旋转按钮，刀具电机40启动，通过平皮带带动刀具主轴1顺时针方向高速旋转。刀具轴可通过燕尾导轨52进行z轴方向调整改变产品的加工深度。

3、刀具主轴安装切削调整装置，可调节刀具沿x轴线方向进给，改变加工产品的弧形半径。

4、启动触摸屏工作台旋转按钮，工作台电机23启动，通过三角皮带传动带动旋转工作台30低速逆时针方向旋转通过切削区域实施产品加工。其工作台转速可通过plc一体机变频调速控制，根据切削表面质量和装夹工件过程的需要时间调整旋转工作台30的转速。

5、该设备具有不停机实现产品连续加工的功能，即第一个工位工件55加工完成，旋转工作台30旋转至加工第二个工件时，拆卸第一个工位的加工完成件并安装新的加工件。以此类推，加工第三个工位工件时，拆卸并安装第二个工位的加工件。

6、除尘方式为上除尘，除尘罩与保护罩一体，并在木屑排出的方向设置除尘口，满足设备的除尘要求。

7、为了便于操作和提高加工效率，触摸屏plc一体机设计3处360度无死角旋转，同时为了便于拆卸工件，加工时应将触摸屏plc一体机旋转至工作台外。

本实用新型数控木工弧形槽口铣床的刀具主轴水平安装与x轴平行，刀具沿刀具轴轴线剖面刃尺寸与工件断面尺寸相同，工件(产品)采用机械装夹方式固定在旋转工作台(圆形旋转工作台)上，刀具轴轴线与旋转工作台主轴轴线垂直相交，旋转工作台台面上可同时安放多个工件，多个工件沿周向均匀分布成，旋转工作台中心与工件内外弧面中心重合，工件在工作台上匀速转动实现工件的进给，刀具落于工件的上方固定高度后旋转切削，实现工件的加工，设备切削加工区域设定在操作区域对面，工件加工的同时便于其它工件的装夹和拆卸。

综上，本实用新型对木结构建筑安装方式的革新有极大的推进，使木结构建筑墙体连接弯角批量化、标准化生产，解决了原有加工方式生产效率低、设备造价高等缺点，且设备操作方便快捷占地面积小。

附图说明

图1为待加工工件的主视图；

图2为待加工工件的左视图；

图3为待加工工件的俯视图；

图4为本实用新型加工工件的俯视图；

图5为图4的aa向断面图；

图6为数控木工弧形槽口切削装置的俯视图；

图7为图6的bb向剖视图；

图8为数控木工弧形槽口铣床的剖视图；

图9为数控木工弧形槽口铣床的主视图；

图10为数控木工弧形槽口铣床的俯视图；

图11为数控木工弧形槽口铣床的立体图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种数控木工弧形槽口切削装置，如图6和图7所示，包括刀具主轴1、刀具4、移动轴套8、固定轴套9和平皮带轮12，所述刀具主轴1一端同轴刚性连接平皮带轮12，另一端套设刀具4，所述刀具4轴向剖面刃口尺寸与加工工件断面尺寸相同；

所述刀具主轴1通过轴承7配合安装在移动轴套8内，所述轴承压盖6与密封环5采用轴向迷宫密封，所述移动轴套8外径与固定轴套9内径采用间隙配合，所述移动轴套8靠近平皮带轮12的一端固定有轴承端盖11，所述轴承端盖11上固定有调节螺母17，所述固定轴套9上固定安装调节支架18，调节螺杆15一端通过压力轴承19和锁紧螺母20安装在支架18上，另一端与调节螺母17螺纹配合，旋转调节螺杆15能改变移动轴套8在固定轴套9轴线方向的位置。

套设有刀具4的刀具主轴1端部与刀具锁紧螺母2螺纹连接，所述刀具锁紧螺母2与刀具4之间设置有刀具垫片3。

锁紧螺母16第二锁紧螺母16安装在调节螺杆上，固定轴套9两端分别设有开口锁紧方式，安装第一锁紧螺栓21，旋转调节螺杆15能改变移动轴套8和固定轴套9轴线方向的位置，调整前松开第一锁紧螺母21，调整后锁紧第一锁紧螺母21。

挡环10安装在刀具主轴1轴承与平皮带轮12之间，起定位带轮与防尘的作用；垫片13安装在刀具主轴1端头通过第二锁紧螺栓14和平键固定平皮带轮12。本实用新型的另一个目的还公开了一种数控木工弧形槽口铣床，该铣床适应于批量生产的木结构建筑用不同半径的连接弯头，能实现连续生产，工件的装夹、拆卸方便快捷，极大提高了生产效率，同一种工件的生产效率是加工中心的5-10倍速，设备占地面积小运行可靠成本效低。

实施例2

本实施例公开了一种数控木工弧形槽口铣床，如图9-图11所示，数控木工弧形槽口铣床，包括上述数控木工弧形槽口切削装置、进给装置、定位装置、旋转工作台30、除尘装置、床身和自动化控制系统；

所述床身上方设置数控木工弧形槽口切削装置、旋转工作台30和除尘装置，所述旋转工作台30轴线垂直于床身，所述旋转工作台30上设置有用于定位待加工工件55的定位装置；所述数控木工弧形槽口切削装置的刀具主轴1水平设置，且与旋转工作台30主轴轴线垂直；所述刀具4位于旋转工作台30上方；所述进给装置包括刀具电机40和工作台电机23，所述刀具电机40通过刀具电机平带轮41与数控木工弧形槽口切削装置的平皮带轮12连接，刀具电机40通过高速平带传递扭矩至平皮带轮12；所述工作台电机23设置在床身下方，所述工作台电机23与旋转工作台30主轴通过皮带轮连接；

所述自动化控制系统分别与刀具电机40和工作台电机23电连。

所述工作台电机23通过工作台主轴皮带轮25与旋转工作台30主轴连接，所述工作台电机23转速通过蜗轮蜗杆减速器减速后，能驱动旋转工作台30做低均速转动。

所述刀具电机40包括但不限于三项异步电动机，刀具电机平带轮41安装在刀具电机40上，刀具电机平带轮41采用弧形结构，更容易涨紧平带，防止平带松时脱落，同时防止平带轴向窜动，延长了平带的使用寿命。刀具电机

固定轴套9安装在电机座46上，刀具电机40安装在电机板47上，电机板47安装在电机座46上，电机座调节块50安装在电机座46上，电机座调整块调节螺栓49安装在电机座调节块50上，另一端与电机板47螺纹连接。可通过电机座调节块50上的调节螺栓49调节电机板47的位置，带动刀具电机40上下移动，刀具电机平带轮41安装在刀具电机40上，并随刀具电机40上下移动，从而涨紧高速平带。电机座46安装在燕尾上导轨52上；与燕尾上导轨52配合的燕尾下导轨51安装在主轴架42上，主轴架42固定在主架体43上；旋转燕尾导轨调整手轮48燕尾上导轨52上下滑动，从而实现切削固定轴套9的上下位置调整，具体位置根据工件高度调整，固定轴套9中的刀具主轴1垂直于燕尾导轨安装与旋转工作台面平行，其延长线与工作台主轴26轴线相交，刀具主轴1的旋转方向与旋转工作台30的旋转方向相同，切削刀具4安装在刀具主轴1上，用刀具垫片3和刀具锁紧螺2锁紧固定。刀具主轴1带动固定其上的切削刀具4做回转切削运动，刀具轴向刃口剖面尺寸与加工工件槽口截面尺寸相同，移动轴套8右端安装密封环5和轴承压盖6压紧轴承，密封环5和轴承压盖6采用轴向迷宫密封的方式进行定位，防止木屑及灰尘进入轴承。切削装置上安装了切削调整装置，切削调整装置包括：轴承端盖11，调节螺母17，调节支架18，调节螺杆15等。轴承端盖11安装在刀具主轴1上，与移动轴套8左端用螺栓联接固定，轴承端盖11下端安装调节螺母17，固定轴套9上安装调节支架18，调节螺杆15一端通过压力轴承19和圆螺母20安装在调节支架18上，另一端与调节螺母17螺纹配合，旋转调节螺杆15可改变移动轴套8在固定轴套9轴线方向的位置，调整前松开锁紧螺母21，调整后锁紧。移动轴套8带动刀具沿轴线方向移动，以此改变加工产品的弧形半径。

工作台电机23(蜗轮蜗杆减速机)安装在主架体电机底座22上，通过电机板调整螺栓53涨紧传动三角带，所述工作台电机23通过电机皮带轮24与主轴皮带轮25连接，工作台电机23启动后，电机皮带轮24带动工作台主轴皮带轮25旋转，工作台主轴皮带轮25安装在工作台主轴26底部，工作台主轴皮带轮25带动工作台主轴26旋转，工作台主轴26中部通过圆锥滚子轴承28固定在旋转平台座27上，旋转平台座27垂直安装在主架体43上平面上；旋转工作台30安装在工作台主轴26上端，所述旋转工作台30平面与工作台主轴26轴线垂直，所述工作台主轴26与刀具主轴1垂直。所述旋转工作台30做低均速转动，利用变频器可调节工作台转速，从而保证待切削工件表面的加工质量和合理的工艺时间配置。

所述定位装置包括内定位环32、多个定位块31和工件锁紧装置，所述内定位环32(呈圆环状)安装在旋转工作台30上，所述内定位环32内孔套在工作台主轴26顶部，其轴线与工作台主轴26重合，所述内定位环32内孔圆弧面垂直于旋转工作台30，以保证工件的定位精度，所述内定位环32上开口设置防尘板33，防止木屑及灰尘进入其中不好清理；所述定位块31安装在旋转工作台30上平面，多个定位块31按工件两侧边尺寸圆周均匀分布；所述工件锁紧装置包括锁紧手轮39、锁紧丝杠36、锁紧座37、锁紧丝母38、锁紧块35、和锁紧块压垫34，所述锁紧座37安装在旋转工作台30上，锁紧丝母38固定在锁紧座37上，锁紧丝杠36与锁紧丝母38螺纹配合，锁紧丝杠36一端安装锁紧手轮39，另一端联接锁紧块35，锁紧块压垫34安装在锁紧块35端面，防止锁紧工件时在木材上留下压痕，起到保护工件外观的作用；锁紧块35与锁紧丝杠36万向联接，可自由转动。产品装夹时以产品精加工的内弧面为基准，产品放置在工作台台面上两定位块之间并完全贴合内定位环，旋转锁紧装置压紧。

所述数控木工弧形槽口铣床还包括除尘装置，所述除尘装置为设置在刀具4上方的保护罩45。所述除尘装置采用刀具保护罩和除尘一体的结构方式，所述刀具保护罩45呈筒状，套设在刀具外侧，朝向待加工工件的一侧设置有开口；保护罩45上，刀具切削木材废屑抛物方向设置除尘口，除尘口与除尘设备连通，开启除尘设备能将保护罩45内木屑吸出。

所述自动化控制系统包括控制面板44和配电箱56，采用plc控制，其工作台的转速可变频调速控制。控制面板44通过控制面板旋转轴54固定在床身上方；所述配电箱56固定在床身下方。

本实用新型数控木工外弧面铣床采用触摸屏plc一体机实施操作控制，其工作台的转速可通过plc一体机上的触摸屏变频调速控制。所述自动化控制系统包括控制面板44和配电箱56，控制面板44上安装触摸屏，所述控制面板44通过多个旋转的控制面板旋转轴54设置在床体上方，适合不同体态特征的工人进行操作，配电箱56设置在床身下方，控制面板44和配电箱56采用分开放置，使之达到利于操作和控制的目的。

本实用新型数控木工弧形槽口铣床的工艺流程：

1、开机前保证刀具在两个工位之间，分别在旋转工作台29的多个工位上放入待加工工件55，通过锁紧装置将待加工工件固定在旋转工作台30上。

2、本实用新型采用触摸屏plc一体机控制，启动触摸屏上的刀具旋转按钮，刀具电机40启动，通过平皮带带动刀具主轴1顺时针方向高速旋转。刀具主轴1可通过燕尾导轨52进行z轴方向调整改变工件的加工深度。

3、刀具主轴1安装刀具调整装置(包括调节螺杆15)，能调节刀具4沿x轴线方向进给，改变工件的弧形半径。

4、启动触摸屏工作台旋转按钮，进给电机23启动，通过三角皮带传动带动旋转工作台30低速逆时针方向旋转通过切削区域实施工件加工。其旋转工作台30转速可通过plc一体机变频调速控制，根据切削表面质量和装夹工件过程的需要调整旋转工作台30的转速。

5、本实用新型能不停机实现工件连续加工，即第一个工位工件55加工完成，旋转工作台30旋转至加工第二个工件时，拆卸第一个工位的加工完成件并安装新的加工件。以此类推，加工第三个工位工件时，拆卸并安装第二个工位的加工件。

6、除尘方式为上除尘，保护罩45和除尘罩一体，除尘罩在木屑排出的方向设置除尘口，满足设备的除尘要求。

7、为了便于操作和提高加工效率，触摸屏plc一体机设计3处360度无死角旋转，同时为了便于拆卸工件，加工时应将触摸屏plc一体机旋转至工作台外。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。