用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床的制作方法与工艺

本发明专利涉及机床领域，特别是涉及一种用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床。

背景技术：
机械设备在各种加工过程中占有重要地位，特别是铣床。目前许多立式铣床通常使用三个电机控制在X、Y、Z三个方向的进给运动，造成很大的浪费。另外，许多铣床适用于各种零件加工，通用性强，范围广，但是在许多特定的加工领域这种通用型的机床无疑不适合对特殊工件进行加工，而且在机床的功能上造成了很大的浪费。如公开号为CN102000859A的中国专利，其提到的铣床采用三方向分别驱动的进给方式，机床的专用性很差。

技术实现要素：
本发明专利主要目的是解决现有技术问题，提供一种用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床，可以实现机床结构简化，定位及装夹方便，同时该机床可以避免工作环境的污染，保证工作人员的健康和机器设备的良好运行。本发明专利的技术方案是：一种用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床，其特征在于：包括机床本体、单动力源三轴进给机构、真空吸盘专用夹具、负压吸尘装置；所述的机床本体包括机床底座和主轴；所述的单动力源三轴进给机构置于机床底座上方；所述的真空吸盘夹具安装在单动力源三轴进给机构的上平面；所述的负压吸尘装置安装在机床主轴上。所述的单动力源三轴进给机构包括伺服电机、三位滑动齿轮机构、齿轮变向传动机构；所述的三位滑动齿轮机构其输入端与作为单动力源的伺服电机连接，其输出端有三个输出位置，分别是X位、Y位、Z位；所述的齿轮变向传动机构包括X方向传动齿轮机构，Y方向双锥齿轮变向传动机构、Z方向单锥齿轮变向传动机构、载物平台、X方向传动齿轮平台、Y方向双锥齿轮变向传动平台和Z方向单锥齿轮变向传动平台，其X方向传动齿轮机构下端与三位滑动齿轮机构的X位连接且上端与X方向传动齿轮平台螺接，Y方向双锥齿轮变向传动机构下端与三位滑动齿轮机构的Y位连接且上端与Y方向双锥齿轮变向传动平台螺接，Z方向单锥齿轮变向传动机构上端与三位滑动齿轮机构的Z位连接且下端与Z方向单锥齿轮变向传动平台螺接；所述的载物平台与X方向传动齿轮平台螺栓连接；所述的X方向传动齿轮平台、Y方向双锥齿轮变向传动平台和Z方向单锥齿轮变向传动平台，相互垂直层叠放置。所述的真空吸盘专用夹具包括夹具本体、真空吸盘和气泵系统；所述的真空吸盘以阵列形式均匀布置在夹具本体上表面，每个吸盘具有开启与闭合两种状态；所述的气泵系统与真空吸盘进行个体连接。所述的负压吸尘装置包含负压隔离罩、负压发生装置和粉尘收集装置；所述的负压隔离罩安装在机床主轴上，可覆盖机床的加工范围；所述的负压发生装置位于机床内部，其输入端与负压隔离罩连接，在负压隔离罩内形成负压；所述的粉尘收集装置与负压发生装置的输出端连接，收集吸取的粉尘。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：1．由于本发明采用单动力源三轴进给机构，由一个伺服电机驱动进给平台沿X、Y、Z三个方向进给，机床专用性提高，减少驱动电机的数量，架构简单，成本较低。2．由于本发明机床自带负压吸尘装置，可减少碳纤维复合材料的加工过程中的粉尘污染，保护工作人员身体健康；3．由于本发明设有特殊的真空吸盘专用夹具，可实现快速定位装夹，降低加工时限，提高了生产效率。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。附图说明图1是本发明专利的整体结构示意图；图2是本发明专利的整体侧视图；图3是本发明专利的单动力源三轴进给机构示意图；图4是本发明专利真空吸盘专用夹具的结构示意图；图5是本发明专利负压吸尘装置的结构示意图。具体实施方式如图1、2所示，本发明专利是一种用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床，它包括机床本体1、单动力源三轴进给机构2、真空吸盘专用夹具3、负压吸尘装置4。所述的单动力源三轴进给机构2置于机床本体1上，真空吸盘专用夹具3安装在单动力源三轴进给机构2的齿轮变向传动机构23上，负压吸尘装置4安装在机床本体1上的主轴上且位于真空吸盘专用夹具3的上方。结合图3单动力源三轴进给机构示意图，单动力源三轴进给机构2包括伺服电机21、三位滑动齿轮机构22、齿轮变向传动机构23。所述的伺服电机21通过联轴器与三位滑动齿轮机构22连接。所述的齿轮变向传动机构23包括X方向传动齿轮机构231、Y方向双锥齿轮变向传动机构232、Z方向单锥齿轮变向传动机构233、载物平台234、X方向传动齿轮平台235、Y方向双锥齿轮变向传动平台236、Z方向单锥齿轮变向传动平台237；所述的X方向传动齿轮机构231的下端与三位滑动齿轮机构22中的X位连接且上端与X方向传动齿轮平台235连接，Y方向双锥齿轮变向传动机构232的下端与三位滑动齿轮机构22中的Y位连接且上端与Y方向双锥齿轮变向传动平台236螺接，Z方向单锥齿轮变向传动机构233的下端与三位滑动齿轮机构22中的Z位连接且上端与Z方向单锥齿轮变向传动平台237螺接；所述的X方向传动齿轮平台235位于Y方向双锥齿轮变向传动平台236上方且与Y方向双锥齿轮变向传动平台236垂直。所述的Y方向双锥齿轮变向传动平台236位于Z方向单锥齿轮变向传动平台237上方且与Z方向单锥齿轮变向传动平台237垂直，即所述的X方向传动齿轮平台235、Y方向双锥齿轮变向传动平台236和Z方向单锥齿轮变向传动平台237相互垂直层叠放置。参照图4，示出了本发明专利真空吸盘专用夹具的结构示意图，真空吸盘专用夹具3包括夹具本体31、多个真空吸盘32和气泵系统33。所述的多个真空吸盘32以阵列形式均匀安装在夹具本体31上表面且吸嘴朝上，真空吸盘32通过管道与气泵系统33连通，每个吸盘具有开启与闭合两种状态。参照图5，示出了本发明专利负压吸尘装置的结构示意图，负压吸尘装置4包括负压隔离罩41、负压发生装置42和粉尘收集装置43。所述的负压隔离罩41安装在机床本体1上的主轴上并通过管道与负压发生装置42连接，粉尘收集装置43安装在负压发生装置42的一侧且与负压发生装置42的出口连通。本负压吸尘装置4在负压隔离罩41内形成负压，通过粉尘收集装置43收集吸取的粉尘。本发明的加工方法：1、将工件放置在真空吸盘专用夹具3上通过真空吸盘32快速装夹。2、通过单动力源三轴进给机构2中的伺服电机21带动三位滑动齿轮机构22分别驱动X方向传动齿轮机构231、Y方向双锥齿轮变向传动机构232和Z方向单锥齿轮变向传动机构233，实现齿轮变向传动机构23的X、Y、Z三个方向的进给运动，可对加工材料进行平面切削和钻孔加工；同时，布置在机床主轴上的负压吸尘装置4将加工过程中产生的粉尘通过负压发生装置42吸取到粉尘收集装置43中，可降低加工场所的粉尘污染。综上，本发明专利实施例提供的用于碳纤维复合材料铣钻加工的专用机床，使得机床更简单，操作更加方便，满足碳纤维薄板的专业加工要求。本发明的重点是：采用了可沿X、Y、Z三个方向进给的单动力源三轴进给机构。对于本领域的一般技术人员，依据本发明专利的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明专利的限制。