专利名称：数控四轴铣花机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床设备技术领域，尤其涉及一种用于轮胎模具加工的铣花机。
背景技术：
随着汽车工业的发展，轮胎制造业也迅速发展起来，在市场经济的推动下，商家为 了抢占市场，轮胎新品种的推出周期也越来越短。目前，轮胎新品种的推出一般需要经过设 计、试制、跑和试验、改进和批量生产等一系列步骤，其中，新品种的变化有很大比重体现在 轮胎花纹的变化，因此在生产前需要加工轮胎模具，然而，轮胎模具的加工周期一般在两个 月左右，这个时间占用了轮胎推出周期的绝大部分，因此缩短轮胎模具的加工周期对于轮 胎制造行业有着至关重要的意义。现有的轮胎模具加工大都是通过数控机床先进行粗加工，然后通过人工或者电火 花进行精修。目前加工制造行业内通常使用的数控机床大部分采用的是两个回转轴和一 个控制刀座进、退直线轴，因为轮胎模具体积庞大、重量重，并且花纹形状复杂，在加工过程 中，回转轴参与联动，使得两个回转轴和一个直线轴的铣削加工无法在高速切削中保证加 工精度，所以采用这种数控机床粗加工后的加工余量比较大，如
图1所示，导致人工或者电 火花精修时的加工量大，所需时间长，直接影响到轮胎模具的加工周期。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种数控四轴铣花机，以解决数控铣削 机床加工轮胎模具花纹时加工余量大，加工精度低，加工周期长的技术问题。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是数控四轴铣花机，包括机架，所 述机架上设有X轴向滑轨；由第一驱动装置驱动的X轴滑座，所述X轴滑座滑动安装于所 述X轴向滑轨上，所述X轴滑座上设有Y轴向滑轨；由第二驱动装置驱动的Y轴滑座，所述 Y轴滑座滑动安装于所述Y轴向滑轨上，所述Y轴滑座上设有Z轴向滑轨；由第三驱动装置 驱动的Z轴滑座，所述Z轴滑座滑动安装于所述Z轴向滑轨上，所述Z轴滑座上安装有刀具 动力头；由第四驱动装置驱动的卡盘，所述卡盘转动安装于所述机架上，并且所述卡盘的回 转中心垂直于所述Z轴滑座的滑动平面。作为一种改进，所述第一驱动装置包括第一伺服电动机和设置在所述第一伺服电 动机与X轴滑座之间的第一丝杠螺母机构；所述第二驱动装置包括第二伺服电动机和设置 在所述第二伺服电动机与Y轴滑座之间的第二丝杠螺母机构；所述第三驱动装置包括第三 伺服电动机和设置在所述第三伺服电动机与Z轴滑座之间的第三丝杠螺母机构；所述第四 驱动装置包括第四伺服电动机和设置在所述第四伺服电动机与卡盘之间的蜗轮蜗杆机构。采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是由于铣花机设计了直线运动 的X轴滑座、Y轴滑座、Z轴滑座和回转中心垂直于Z轴滑座的滑动平面的卡盘，在加工过程 中，轮胎模具能够在卡盘的夹持下分度锁紧，由于转动轴不参与联动，刀具便可以在三个直 线轴的联动下进行高速铣削加工，加工精度高，甚至复杂型面可以直接加工到位，不需要留加工余量，不需要再进行精修，大大减少了人工或者电火花的加工量，只需要将刀具无法实 现的尖角进行清角精修即可，大大缩短了模具的加工周期，不仅适用于轮胎两半模具，尤其 适用于轮胎活络模具。由于驱动刀具直线运动和卡盘回转运动的驱动装置均采用伺服电动机，使得铣花 机的运动更加平稳，加工精度高，甚至实现简单轮胎模具型面的精加工，直接成型。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有技术加工花纹后的效果图；图2是采用本实用新型加工花纹后的效果图；图3是本实用新型实施例的结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是图3的左视图；图中1、机架，11、X轴向滑轨，2、第一伺服电动机，3、X轴滑座，31、Y轴向滑轨，4、 第二伺服电动机，5、Y轴滑座，51、Z轴向滑轨，6、第三伺服电动机，7、Z轴滑座，8、第四伺服 电动机，9、卡盘，10、刀具。
具体实施方式
如图3、图4和图5所示，一种数控四轴铣花机，包括机架1、由第一伺服电动机2 和第一丝杠螺母机构驱动的X轴滑座3、由第二伺服电动机4和第二丝杠螺母机构驱动的Y 轴滑座5、由第三伺服电动机6和第三丝杠螺母机构驱动的Z轴滑座7、由第四伺服电动机 8和蜗轮蜗杆机构驱动的卡盘9。机架1上设有X轴向滑轨11 ；X轴滑座3滑动安装于X轴 向滑轨11上，X轴滑座3上设有Y轴向滑轨31 ；Y轴滑座5滑动安装于Y轴向滑轨31上，Y 轴滑座5上设有Z轴向滑轨51 ；Z轴滑座7滑动安装于Z轴向滑轨51上，Z轴滑座7上安 装有刀具动力头；卡盘9转动安装于机架1上，并且卡盘9的回转中心垂直于Z轴滑座7的 滑动平面。在加工过程中，卡盘9分度到位后，锁住不动，回转轴不参与刀具10联动。其工作原理如下本实用新型所述的数控四轴铣花机包括三个直线轴和一个回转轴，三个直线轴分 别为水平方向的X轴、Y轴和竖直方向的Z轴，回转轴的回转中心垂直于Z轴所在的平面。 该数控四轴铣花机的三个直线轴和一个回转轴分别由各自的驱动装置驱动，并且回转轴设 有带有分度锁紧功能的卡盘9，在加工模具过程中，刀具10只在三个直线轴的方向上完成 复合运动，回转轴不参与刀具10联动，因此刀具10的铣削速度高，加工精度高，刀具10完 成一个区域内花纹的铣削后退刀，然后卡盘9分度锁紧，继续进行下一个区域的铣削。如
图1和图2所示，现有技术加工花纹与本实用新型加工花纹的区别在于图中点 划线与实线之间的留料为加工余量，因为现有技术仿形铣有两个回转轴参与刀具联动，无 法实现精确加工，铣出的花纹在三个方向上都留有加工余量，加工余量面积大，后续的电火 花精修花费的时间长；采用本实用新型加工的花纹仅在刀具无法加工的拐角处留有余量， 只需要采用电火花清角精修即可成型，大大缩减了轮胎模具的加工周期。本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出
4发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求数控四轴铣花机，其特征在于包括机架，所述机架上设有X轴向滑轨；由第一驱动装置驱动的X轴滑座，所述X轴滑座滑动安装于所述X轴向滑轨上，所述X轴滑座上设有Y轴向滑轨；由第二驱动装置驱动的Y轴滑座，所述Y轴滑座滑动安装于所述Y轴向滑轨上，所述Y轴滑座上设有Z轴向滑轨；由第三驱动装置驱动的Z轴滑座，所述Z轴滑座滑动安装于所述Z轴向滑轨上，所述Z轴滑座上安装有刀具动力头；由第四驱动装置驱动的卡盘，所述卡盘转动安装于所述机架上，并且所述卡盘的回转中心垂直于所述Z轴滑座的滑动平面。
2.如权利要求1所述的数控四轴铣花机，其特征在于所述第一驱动装置包括第一伺 服电动机和设置在所述第一伺服电动机与X轴滑座之间的第一丝杠螺母机构；所述第二驱 动装置包括第二伺服电动机和设置在所述第二伺服电动机与Y轴滑座之间的第二丝杠螺 母机构；所述第三驱动装置包括第三伺服电动机和设置在所述第三伺服电动机与Z轴滑座 之间的第三丝杠螺母机构；所述第四驱动装置包括第四伺服电动机和设置在所述第四伺服 电动机与卡盘之间的蜗轮蜗杆机构。
专利摘要本实用新型公开了一种数控四轴铣花机，属于机床设备技术领域，主要包括机架、由第一驱动装置驱动的X轴滑座、由第二驱动装置驱动的Y轴滑座、由第三驱动装置驱动的Z轴滑座和由第四驱动装置驱动的卡盘，卡盘转动安装于机架上，并且卡盘的回转中心垂直于Z轴滑座的滑动平面。解决了数控铣削机床加工轮胎模具花纹时加工余量大，加工精度低，加工周期长的技术问题。本实用新型结构合理，广泛应用于轮胎模具的花纹加工，尤其适合轮胎活络模具的花纹加工。
文档编号B23C3/00GK201702424SQ201020175428
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者田秀花 申请人:田秀花