一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机的制作方法

本实用新型涉及五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机设备技术领域，具体为一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机。

背景技术：

碳纤维复合材料（CFPR），是以碳或石墨纤维为增强材料、以树脂为基体的复合材料。作为一种先进的复合材料，碳纤维复合材料具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，在航空航天、汽车、自行车等领域已有广泛的应用。自20世纪70年代人们开始在自行车设计和制造中采用碳纤维复合材料以来，碳纤维自行车成为高级运动自行车的发展方向，受到了越来越多的关注。经过多年的发展，碳纤维复合材料已成为高中档自行车车架的主流材料，受到了普遍欢迎。碳纤维车架上会加工一些异型孔，有止栓孔、水壶安装孔、刹车线穿线孔等，此类异型孔，因受位置角度等影响，加工难度较大，目前大部分车架成产厂家仍采用传统手工铣、钻孔或者采用大型CNC数控机床加工。手工铣、钻孔，设备简易，部分孔无法加工或者加工孔品质差，无法满足要求；采用CNC加工时，一方面，大型五轴CNC数控成本较高，另一方面，没有专用夹具装夹，装夹次数较多，一次只能加工较少部位的孔。因此，需要开发出一种专用五轴车架止栓孔铣孔机，以满足用户加工要求及推动碳纤维车架在自行车的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机，以解决上述背景技术中提出的异型孔加工难度较大等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机，包括机床机架，所述机床机架上安装有两个机头前后移动Y轴，所述两个机头前后移动Y轴之间安装有车架水平面旋转R轴和车架竖直平面旋转U轴机头前后移动Y轴上安装有机头左右移动X轴，所述机头左右移动X轴上设置有机头升降Z轴，所述机头升降Z轴的下端安装有Z轴升降底板，所述Z轴升降底板安装有SDA气缸，所述SDA气缸的下端安装有直线导轨副，所述直线导轨副的上安装有电主轴座，所述电主轴座上安装有高速电主轴一，所述直线导轨副的右侧安装有高速电主轴二，所述右侧高速电主轴的下方安装有同步轮，所述同步轮通过高扭矩同步带与动力夹头连接。

优选的，所述SDA气缸、直线导轨副、电主轴座、高速电主轴一、高速电主轴二、同步轮、高扭矩同步带和动力夹头构成双机头部分。

优选的，所述车架水平面旋转R轴主要由车架五通固定组件、R轴组件、车架头管调整固定组件和车架中管调整固定组件组成，所述R轴组件上设置有车架治具转盘，所述车架治具转盘上安装有R轴旋转马达，所述车架五通固定组件、R轴组件、车架头管调整固定组件和车架中管调整固定组件上固定有车架。

优选的，所述车架竖直平面旋转U轴主要由U轴左侧轴承座、U轴旋转板和U轴组件组成，所述U轴左侧轴承座安装在左侧机头前后移动Y轴上，所述U轴左侧轴承座的右侧安装有U轴旋转板，所述U轴旋转板的左端安装有U轴组件，所述U轴组件安装在右侧机头前后移动Y轴上，所述U轴组件上设置有U轴旋转马达。

优选的，所述车架水平面旋转R轴安装在U轴旋转板上，所述车架水平面旋转R轴和车架竖直平面旋转U轴构成竖直和水平平面内360°旋转方式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用五轴运动控制技术，通过导入工件2D图形生成加工路径文件，简单输入关键参数机器自动进行铣削，更换型号时仅需调用相应文件，不需繁琐的校验测试环节，可以直接生产，机头刀具进行空间X、Y、Z三个方向运动，同时，车架能够在竖直和水平平面内360°旋转，满足不同平面、不同角度的止栓孔等孔位加工需求，并且机床采用双机头结构，针对于不同型号的碳纤维车架的内外侧止栓孔等异型孔均可加工，车架治具转盘旋转部分，车架治具固定及旋转可靠，调整方式方便快捷，基本满足各种不同型号的碳纤维车架的止栓孔铣钻加工，该设备装夹治具简单，装夹耗时少，通用性强。

附图说明

图1为本实用新型一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机的双机头部分的立体结构示意图；

图3为本实用新型一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机的车架水平面旋转R轴和车架竖直平面旋转U轴的立体结构示意图。

图中：1-机头升降Z轴、2-机床机架、3-机头左右移动X轴、4-机头前后移动Y轴、5-车架水平面旋转R轴、6-车架竖直平面旋转U轴、7-双机头部分、8-车架、9-Z轴升降底板、10-SDA气缸、11-直线导轨副、12-高速电主轴一、13-电主轴座、14-高速电主轴二、15-同步轮、16-高扭矩同步带、17-动力夹头、18-U轴左侧轴承座、19-U轴旋转板、20-车架治具转盘、21-车架五通固定组件、22-U轴组件、23-U轴旋转马达、24-R轴组件、25-R轴旋转马达、26-车架头管调整固定组件、27-车架中管调整固定组件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种五轴碳纤维车架止栓孔铣孔机，包括机床机架2，机床机架2上安装有两个机头前后移动Y轴4，两个机头前后移动Y轴4之间安装有车架水平面旋转R轴5和车架竖直平面旋转U轴6机头前后移动Y轴4上安装有机头左右移动X轴3，机头左右移动X轴3上设置有机头升降Z轴1，机头升降Z轴1的下端安装有Z轴升降底板9，Z轴升降底板9安装有SDA气缸10，SDA气缸10的下端安装有直线导轨副11，直线导轨副11的上安装有电主轴座13，电主轴座13上安装有高速电主轴一12，直线导轨副11的右侧安装有高速电主轴二14，右侧高速电主轴12的下方安装有同步轮15，同步轮15通过高扭矩同步带16与动力夹头17连接。

SDA气缸10、直线导轨副11、电主轴座13、高速电主轴一12、高速电主轴二14、同步轮15、高扭矩同步带16和动力夹头17构成双机头部分7，车架水平面旋转R轴5主要由车架五通固定组件21、R轴组件24、车架头管调整固定组件26和车架中管调整固定组件27组成，R轴组件24上设置有车架治具转盘20，车架治具转盘20上安装有R轴旋转马达25，车架五通固定组件21、R轴组件24、车架头管调整固定组件26和车架中管调整固定组件27上固定有车架8，车架竖直平面旋转U轴6主要由U轴左侧轴承座18、U轴旋转板19和U轴组件22组成，U轴左侧轴承座18安装在左侧机头前后移动Y轴4上，U轴左侧轴承座18的右侧安装有U轴旋转板19，U轴旋转板19的左端安装有U轴组件22，U轴组件22安装在右侧机头前后移动Y轴4上，U轴组件22上设置有U轴旋转马达23，车架水平面旋转R轴5安装在U轴旋转板19上，车架水平面旋转R轴5和车架竖直平面旋转U轴6构成竖直和水平平面内360°旋转方式。

具体使用方式：本实用新型工作中，将车架8按要求固定在车架五通固定组件21、R轴组件24、车架头管调整固定组件26和车架中管调整固定组件27上，通过机头升降Z轴1、机头左右移动X轴3和机头前后移动Y轴4满足双机头部分7在X、Y、Z3个方向的运动需求。调整车架水平面旋转R轴5、车架竖直平面旋转U轴6的旋转角度，即可对车架8内侧及外侧周边孔位进行加工。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。