专利名称：薄壁空心零件的加工设备及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工设备及使用方法，具体涉及一种薄壁空心零件 的加工设备及使用方法。
背景技术：
薄壁空心零件的加工，现有技术一般有冲压成型、数控车床或数控铣床 加工。冲压成型所加工的零件精度不高，且好多非金属类材料零件无法通过 冲压成型完成，数控车床或数控铣床加工零件精度高，但切削量都较大，材 料浪费较严重，且加工时间较长，加工效率较低。夹具在薄壁空心零件的加 工设计中极为关键，由于毛坯加工到最后是一个薄壁空心零件，普通的三爪 或四爪卡盘在抓紧此薄壁空心零件的同时，由于刀具切削力的作用会使零件 产生变形，因此合适的夹具既不能损坏薄壁空心零件的精度，又要在加工时 能夹紧零件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁空心零件的加工设备和使用方法，通过 该设备的，能完全避免因夹具不合适造成的零件损坏，同时加工的余料可整 体保留，留作他用，从而降低了生产成本，使得加工效率大幅提高。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案 一种薄壁空心零件的 加工设备，它包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台 架，其中
夹具，该夹具和设备的主轴连为一体，所述夹具中心的气道与气泵相连； 刀具，它顺序地由一圆弧刀具、 一直柄和一个手柄连接组成，并通过直 柄固定在刀具台架上，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直柄垂直相连，另一
端为自由端，圆弧刀具上有两个刀头， 一个是装在刀具直柄前端并与圆弧刀 具--端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。
上述的薄壁空心零件的加工设备，还包括一限位撞块，该限位撞块位于 刀具台架和手柄之间的直柄上。上述圆弧刀具的长度为其对应弦长等于直柄
前端到零件圆心的距离，其弧度为60度。上述夹具和圆弧刀具与加工零件 制造成同心圆的关系。
上述的薄壁空心零件的加工设备的使用方法包括以下步骤 将待加工的毛坯装入夹具内；打开气泵，将毛坯吸住；打开主轴电源， 主轴带动夹具和毛坯旋转；刀具向前进，对毛坯进行切削，当切削到薄壁空 心零件需要的深度时停止刀具向前移动；缓慢旋转刀具后端的手柄，由圆弧 形刀具顶端的第二刀头进行切削，当切削到毛坯中心的时候，整个余料和加 工成型零件分离；主轴停止旋转；气泵停止；将余料和刀具取出，加工完成。 由于本发明采用上述技术方案，产生了如下有益效果该设备可在高效 加工的同时，将加工的余料整体保留，余料可用于产品的再生产。
图1为本发明剖面示意图； 图2为本发明的立体图； 图3为本发明的侧视剖面图； 图4为本发明弧形刀具剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明-
参考图l，石墨电饭锅的加工设备包括刀具，夹具4，气道13，气泵(图
中未画出)、设备的主轴(图中未画出)和刀具台架8。其中夹具4和设 备的主轴连为一体，夹具4中心装有气道13，气道13与气泵相连，刀具固 定在刀具台架8上，其刀具由一圆弧刀具10、 一直柄3和一个手柄9顺序 连接组成，手柄9位于刀具直柄3后端，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直
柄垂直，并且该端与直柄3前端相连，圆弧刀具IO上有两个刀头， 一个是 装在刀具直柄3前端与圆弧刀具10 —端相连处的第一刀头6，另一个是装 在圆弧刀具的另一端的第二刀头7,位于刀具前端的圆弧刀具10垂直面对 设备的主轴。限位撞块5安装在刀具的直柄3上，位于刀具台架8和手柄9 之间，通过限位撞块5控制薄壁空心零件加工的深度。圆弧刀具10的长度 为其对应弦长等于直柄3前端到零件圆心的距离，其弧度为60度，圆弧刀 具、夹具和零件为同心圆的关系。
参考图l，以石墨电饭锅加工流程为例作详细说明
加工技术要求电饭锅外径300mm、壁厚5mm、底部厚6mm、高230mm
加工步骤如下
1) 将石墨电饭锅毛坯(即圆柱形实体)装入机床夹具4内。
2) 打开气泵，以吸力将石墨电饭锅毛坯吸住。
3) 打开主轴电源，主轴带动夹具4和石墨电饭锅零件以800转/分钟 的转速顺时针旋转。(注不同材质的零件转速不同)。
4) 移动刀具，并以150mm/s的速度用第一到头6进行切削(此机床 为特殊机床， 一种机床加工一种型号的电饭锅，刀具高度在安装时 已调整到指定高度，即刀具进行切削后电饭锅的壁厚就剩下规定的 5mm)，当刀具移动碰到限位撞块5时，刀具无法再向前移动，此 时的电饭锅底部厚度正好为加工技术要求所规定的6mm。
5) 缓慢旋转刀具后端的手柄9，由圆弧形刀具10顶端的第二刀头7 以直柄前端为轴心转动，对石墨电饭锅毛坯进行切削，当切削到石 墨电饭锅零件中心的时候，整个余料和石墨电饭锅分离。
6) 主轴停止旋转。
7) 气泵停止。
8) 将石墨电饭锅、余料和刀具一同取出，加工完成。
参考图l，当加工完全中空无底的空心薄壁零件时，将圆柱形毛坯放入 夹具4内，打开气泵，该气道向内吸气，由于强大的吸力将零件牢牢固定在 夹具4内，让主轴旋转，手工摇动刀具向前进，完全加工到圆柱形毛坯底部， 主轴停转，当加工完成后，关闭气泵，取出零件和余料。
本实施例出于设备成本考虑，仅为手工操作模式，若不计成本，可配置
伺服电机、plc (英文全称Programmable Logic Controller ，中文全称为可编 程逻辑控制器)，或数控系统改造成全自动设备。
该设备可在高效加工的同时，将加工的余料整体保留，余料可用于产品 的再生产，大大节约了生产成本。将这种机械结构与控制技术推广到其他类 似机床机械设备中去，可大大提高原设备的技术能级，为企业降低生产成本， 创造经济效益。
权利要求
1. 一种薄壁空心零件的加工设备，其特征在于，它包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台架，其中夹具，该夹具和设备的主轴连为一体，所述夹具中心的气道与气泵相连；刀具，它顺序地由一圆弧刀具、一直柄和一个手柄连接组成，并通过直柄固定在刀具台架上，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直柄垂直相连，另一端为自由端，圆弧刀具上有两个刀头，一个是装在刀具直柄前端并与圆弧刀具一端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。
2、 根据权利要求1所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征是，还包 括一限位撞块，该限位撞块位于刀具台架和手柄之间的直柄上。
3、 根据权利要求1或3所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征是， 所述圆弧刀具的长度为其对应弦长等于直柄前端到零件圆心的距离，其弧度 为60度。
4、 根据权利要求1或2或3所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征 是所述夹具和圆弧刀具与加工零件制造成同心圆的关系。
5、 一种薄壁空心零件的加工设备的使用方法，其使用方法包括以下步骤将待加工的毛坯装入夹具内； 打开气泵，将毛坯吸住；打开主轴电源，主轴带动夹具和毛坯旋转；刀具向前进，对毛坯进行切削，当切削到薄壁空心零件需要的深度时停 止刀具向前移动；缓慢旋转刀具后端的手柄，由圆弧形刀具顶端的第二刀头进行切削，当 切削到毛坯中心的时候，整个余料和加工成型零件分离； 主轴停止旋转； 气泵停止；将余料和刀具取出，加工完成。
全文摘要
本发明公开了一种薄壁空心零件的加工设备及使用方法，该加工设备包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台架。所述夹具和设备的主轴连为一体，夹具中心的气道与气泵相连；刀具顺序地由一圆弧刀具、一直柄和一个手柄连接组成，圆弧刀具为圆弧形的，圆弧刀具上有两个刀头，一个是装在与刀具直柄前端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。其使用方法包括以下步骤将毛坯装入夹具内吸紧；主轴带动夹具和毛坯旋转；刀具前进，对毛坯进行切削；旋转刀具手柄进行切削使整个余料和加工成型零件分离加工完成。通过该设备，能避免因夹具不合适造成的零件损坏，同时加工的余料可整体保留，从而显著降低了生产成本。
文档编号B23B5/00GK101204733SQ20061014776
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者徐志明, 杨家荣, 董瑞刚 申请人:上海电气集团股份有限公司