车铣一体加工装置的制作方法

本实用新型涉及换向器机械加工领域，尤其涉及一种车铣一体加工装置。

背景技术：

换向器俗称整流子，是直流电机、交流串激电动机上作为电流换向，为了能够让电机持续转动下去的一个部件。其根据制造方法主要分为插片式换向器和铜卷式换向器，其中铜卷式换向器一般采用由铜质板材冲切、折弯后形成铜壳，清洗后将之与绝缘基体注塑成型，接着车削、铣槽形成单个的换向片，最后经过弯钩制成。

目前，对换向器的车削、铣槽一般先在车床上进行车削加工，然后再铣床上进行铣槽加工，需要多次装夹以及在不同功能的机床上分工序来进行，造成加工效率低、易形成累积公差的影响；除此之外，在车床和铣床的装夹中还需要人为的参与，从而带来了加工效率低、精度低的技术缺陷。因此如何简化加工程序以提高加工效率以及精度成为了现如今亟待解决的问题。

技术实现要素：

为此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的换向器车铣加工需要由车床和铣床分别来完成，易造成加工效率低、精度低的技术缺陷，从而提供一种加工效率高、精度高的车铣一体加工装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种车铣一体加工装置，安装在机床上，包括：加工主轴，设置在机床并与一旋转电机相连，以放置待加工工件；刀架平台，包括相互垂直设置的水平支架和竖直支架，水平支架和竖直支架在水平方向上固定，竖直支架上间隔设置有车刀和铣刀，加工主轴上的待加工工件与竖直支架可以相对移动；驱动装置，包括驱动水平支架沿水平方向移动的水平驱动装置和驱动竖直支架沿竖直方向移动的竖直驱动装置。

作为优选，加工主轴呈竖直放置，车刀和铣刀沿水平方向间隔设置在竖直支架上，待加工工件在对应车刀的加工位置和对应铣刀的加工位置之间来回改变。

作为优选，待加工工件竖直放置在加工主轴的顶部，加工主轴的底部固定连接有一从动轮；旋转电机的输出轴的末端固定连接有一主动轮，主动轮与从动轮之间通过一传动带配合传动。

作为优选，水平支架的底部沿车刀和铣刀的连线方向上设置有至少一水平导轨，机床上相对于水平导轨设置有至少一水平滑块，水平驱动装置驱动水平滑块在水平导轨中滑动。

作为优选，加工主轴呈水平放置，车刀和铣刀沿竖直方向间隔设置在竖直支架上，待加工工件在对应车刀的加工位置和对应铣刀的加工位置之间来回改变。

作为优选，待加工工件水平放置在加工主轴的前端，加工主轴的末端与旋转电机的输出轴固定连接。

作为优选，竖直支架上固定安装有一竖直滑块，竖直驱动装置为一伺服电机，伺服电机输出轴的末端固定连接有一竖直设置的滚珠丝杠，竖直滑块螺纹连接在滚珠丝杠上。

作为优选，铣刀的加工轨迹呈“口”字型。

作为优选，还包括对加工主轴进行装料和卸料的机械手以及对加工主轴上的待加工工件进行压紧的顶料气缸，顶料气缸固定安装在水平支架上，顶料气缸的输出轴位于加工主轴的上方。

作为优选，还包括将加工主轴上的待加工工件提起的卸料气缸，卸料气缸安装在水平支架上，卸料气缸的输出轴位于加工主轴的上方。

本实用新型提供的车铣一体加工装置，通过将加工主轴与旋转电机相连，进而实现了加工主轴的转动；然后通过在刀架平台上设置在水平方向上固定的水平支架和竖直支架，加工主轴上的待加工工件与竖直支架发生相对移动，进而实现了安装在加工主轴上的待加工工件在对应车刀的加工位置和对应铣刀的加工位置上的来回改变；同时，通过水平驱动装置驱动水平支架沿水平方向移动，竖直驱动装置驱动竖直支架沿竖直方向移动，使得安装在竖直支架上的车刀和铣刀共用了同一驱动装置，简化了结构，省略了待加工工件在车床和铣床之间传递的工序，避免了人为操作，从而大大提高了加工的效率和加工的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型车铣一体加工装置的立体图；

图2为图1所示车铣一体加工装置的铣刀对待加工工件进行加工的示意图；

图3为图2所示车铣一体加工装置的铣刀的加工轨迹图。

图中各附图标记说明如下：

1-加工主轴；2-旋转电机；31-水平支架；32-竖直支架；

33-车刀；34-铣刀；41-水平驱动装置；42-竖直驱动装置；

5-从动轮；6-主动轮；7-传动带；8-顶料气缸；9-卸料气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的车铣一体加工装置的一种具体实施方式，安装在机床上，该车铣一体加工装置包括加工主轴1、刀架平台(图中未标示)和驱动装置 (图中未标示)，其中，加工主轴1设置在机床并与一旋转电机2相连，以放置待加工工件(图中未标示)；刀架平台包括相互垂直设置的水平支架31 和竖直支架32，水平支架31和竖直支架32在水平方向上固定，竖直支架 32上间隔设置有车刀33和铣刀34，加工主轴1上的待加工工件与竖直支架32可以相对移动；驱动装置包括驱动水平支架31沿水平方向移动的水平驱动装置41和驱动竖直支架32沿竖直方向移动的竖直驱动装置42。

上述车铣一体加工装置，通过将加工主轴1与旋转电机2相连，进而实现了加工主轴1的转动；然后通过在刀架平台上设置在水平方向上固定的水平支架31和竖直支架32，加工主轴1上的待加工工件与竖直支架32 发生相对移动，进而实现了安装在加工主轴1上的待加工工件在对应车刀 33的加工位置和对应铣刀34的加工位置上的来回改变；同时，通过水平驱动装置41驱动水平支架31沿水平移动，竖直驱动装置42驱动竖直支架32 沿竖直方向移动，使得安装在竖直支架32上的车刀33和铣刀34共用了同一驱动装置，简化了结构，省略了待加工工件在车床和铣床之间传递的工序，避免了人为操作，从而大大提高了加工的效率和加工的精度。

具体的，加工主轴1呈竖直放置，待加工工件竖直放置在加工主轴1 的顶部，加工主轴1的底部固定连接有一从动轮5；旋转电机2的输出轴的末端固定连接有一主动轮6，主动轮6与从动轮5之间通过一传动带7配合传动，进而通过旋转电机2输出轴的转动实现了安装在加工主轴1上的待加工工件的转动。

同时，车刀33和铣刀34沿水平方向间隔设置在竖直支架32上，水平支架31的底部沿车刀33和铣刀34的连线方向上设置有至少一水平导轨 311，机床上相对于水平导轨311设置有至少一水平滑块(图未示)，水平驱动装置41驱动水平滑块在水平导轨311中滑动，进而使得竖直支架32 沿车刀33和铣刀34的连线方向移动，待加工工件与竖直支架32发生相对移动，以使待加工工件在对应车刀33的加工位置和对应铣刀34的加工位置之间的来回改变。除此之外，还可以采用竖直支架32在水平面上不动，待加工工件沿车刀33和铣刀34的连线方向移动的方式，使得待加工工件与竖直支架32发生相对移动，以使待加工工件在对应车刀33的加工位置和对应铣刀34的加工位置之间来回改变；当然还可以采用加工主轴1和竖直支架32都移动的方式，具体不再加以赘述。

当待加工工件放置在加工主轴1上后，水平驱动装置41驱动水平滑块在水平导轨311中滑动，以使水平支架31沿导轨方向移动，同时配合竖直驱动装置42使得竖直支架32沿竖直方向移动，使得加工主轴1位于对应车刀33的加工位置。此时，旋转电机2带动加工主轴1旋转，车刀33通过水平驱动装置41沿进给方向加工进给以对待加工工件车削。

车削加工完成后，水平驱动装置41驱动水平支架31移动以完成退刀，并同时配合竖直驱动装置42移动竖直支架32，使得加工主轴1位于对应铣刀34的加工位置。此时，铣刀34对加工主轴1上的待加工工件进行铣槽，在铣槽的过程中，为了减少毛刺的产生并提高铣刀34的寿命，如图2和图 3所示，铣刀34的加工轨迹呈“口”字型，即驱动装置驱动安装在竖直支架32上的铣刀34沿“口”字型轨迹来回铣槽。每完成一次铣槽后，旋转电机2带动加工主轴1分度旋转以进行下一开槽位置的铣槽工作。

铣槽完成后，水平驱动装置41和竖直驱动装置42驱动竖直支架32回到初始位置，以等待对下一待加工工件进行加工工作。

需要说明的是，本实施方式中采用的是先车削后铣槽的步骤来进行，在加工的过程中还可以采用先铣槽后车削的方式来进行。

作为变形的实施方式，加工主轴1呈水平放置，待加工工件水平放置在加工主轴1的前端，加工主轴1的末端与旋转电机2的输出轴固定连接。车刀33和铣刀34沿竖直方向间隔设置在竖直支架32上，竖直支架32上固定安装有一竖直滑块，竖直驱动装置42为一伺服电机，伺服电机输出轴的末端固定连接有一竖直设置的滚珠丝杠，竖直滑块螺纹连接在滚珠丝杠上。进而通过伺服电机输出轴旋转，以带动竖直滑块在滚珠丝杠来滑动，使得竖直支架32在竖直方向上移动，然后配合水平驱动装置41对水平支架31在水平位置上的改变，从而使得安装在加工主轴1上的待加工工件在对应车刀33的加工位置和对应铣刀34的加工位置之间来回改变。同样的，竖直支架32和加工主轴之间的相对移动还可以采用竖直支架32不动，加工主轴1沿车刀33和铣刀34的连线方向移动的方式；也可以采用竖直支架32和加工主轴1都移动的方式，具体不再加以赘述。

为了实现对加工主轴1上的待加工工件的上料和卸料，该车铣一体加工装置还包括对加工主轴1进行装料和卸料的机械手(图未示)、对加工主轴1上的待加工工件进行压紧的顶料气缸8以及将加工主轴1上的待加工工件提起的卸料气缸9，其中，顶料气缸8固定安装在水平支架31上，顶料气缸8的输出轴位于加工主轴1的上方；卸料气缸9安装在水平支架31 上，卸料气缸9的输出轴位于加工主轴1的上方。进而通过机械手将待加工工件放置在加工主轴1上，然后顶料气缸8工作并向下移动，以使加工主轴1上的待加工工件压紧到位并进行加工；加工完成后，卸料气缸9动作并将物料提起，由机械手卸料并继续放置物料以进行下一个加工周期动作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。