一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种组合设备，尤其是一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备。

背景技术：

高速自动印刷机各部件的整体结构是以左右侧立墙板和上下撑档作为基础框架，并在框架之间安装几根辊轴和其它传动、紧固类零件。撑档是高速自动印刷机的一个重要部件。撑档的主要作用就是支撑这两块墙板，确保两块墙板间的平行度。为了确保两块墙板与撑档装配后保持水平，所述撑档的加工对其两端面的平行度的精度要求很高，另外部分类型的撑档考虑到装配后在其一个侧面上需要安装直线导轨或其他零件，所述这个面与两端面的垂直度要求较高。现有技术采用铣床和钻孔两种机床对工件进行加工，由于工件沉重，多次装夹，加工难度高，生产效率低。

技术实现要素：

针对以上不足，本发明提供一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备，该设备能实现在工件一次装夹的情况下同时完成三个面的铣削、钻孔、攻丝等多工序的加工，并且可以通过设备自身精度保证工件被加工的三个面之间的平行度，垂直度以及加工精度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备，包括底座、进给装置、加工装置、工件装夹定位装置、排屑装置、冷却循环装置和操控装置；所述进给装置包括两个XYZ轴数控滑台和一XZ轴数控滑台，呈“品”字型地安装在所述底座上；所述加工装置分别设在所述XYZ轴数控滑台和所述XZ轴数控滑台上，用于对工件进行铣、钻、攻丝加工；所述工件装夹定位装置用于对工件进行装夹和定位；所述排屑装置设在所述底座内部，用于将加工工件产生的铁屑排出；所述冷却循环装置设在所述底座内部，用于冷却所述加工装置；所述进给装置、加工装置、工件装夹定位装置、排屑装置和冷却循环装置均由所述操控装置控制。

优选的，所述卧式三面组合设备包括设备工作平台，所述设备工作平台设在所述底座上；其中所述工件装夹定位装置包括工件装夹装置，所述工件装夹装置包括夹具支撑座、第一顶杆、L型卡件、第二顶杆和连杆组件，所述夹具支撑座安装在所述设备工作台上，所述夹具支撑座上设有与Z轴垂直的第一定位面和与Y轴垂直的第二定位面；气动控制的所述第二顶杆控制所述L型卡件在Y轴上移动，进而所述L型卡件通过所述第二定位面对工件在Y轴方向上进行夹紧和定位；所述连杆组件的中部与所述夹具支撑座的顶部转动连接，气动控制的所述第一顶杆控制所述连杆组件的一端上升或下降，进而带动所述连杆组件的另一端下降或上升，所述连杆组件的另一端与所述第一定位面在Z轴上对工件进行夹紧和定位。

优选的，所述工件装夹定位装置包括中心定位装置，所述中心定位装置包括定位底座和定位挡板；所述定位底座安装在所述设备工作台上，所述定位挡板位置可调地固定在所述定位底座上，所述定位挡板用于限制工件在X轴方向的移动。

优选的，所述XYZ轴数控滑台包括X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台；其中所述X轴滑台包括基座、直线导轨、滑块、连接板、伺服电机、联轴器、丝杠和丝杠螺母，所述基座沿X轴方向安装在所述底座上，所述直线导轨安装在所述基座上，所述滑块与所述直线导轨滑动连接，所述连接扳固定在所述滑块上，所述伺服电机通过所述联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠螺母固定在所述连接板上；所述Y轴滑台沿Y轴方向安装在所述连接板上，而所述Z轴滑台沿Z轴方向安装在所述Y轴滑台上。

优选的，所述XZ轴数控滑台包括X轴滑台和Z轴滑台,其中所述Z轴滑台沿Z轴方向安装在所述X轴滑台上。

优选的，所述加工装置包括主轴箱和动力头，所述主轴箱安装在所述Z轴滑台上，所述动力头安装在所述主轴箱上，所述动力头用于加装用于铣、钻、攻丝加工的刀具。

优选的，所述动力头为伸缩套筒结构。

优选的，所述底座上设置防护罩，所述防护罩用于防止冷却液和铁屑的飞溅。

优选的，所述操控装置包括电控柜、控制器和配线总成，所述电控柜与所述控制器电连接，所述控制器通过所述配线总成分别与所述进给装置、加工装置、工件装夹装置、排屑装置和冷却循环装置电连接；其中所述电控柜安装在所述底座上且可90°旋转，所述电控柜上设有人机界面、信号灯、指示灯以及紧停按钮。

优选的，所述排屑装置包括螺旋式排屑机构和排屑收纳盒，所述排屑收纳盒设置在所述底座内部，所述底座的上表面设有槽口，所述螺旋式排屑机构的一端与所述槽口连通，另一端与所述排屑收纳盒连通，所述回水管分别与所述槽口和所述冷却液收纳盒连通；当所述螺旋式排屑机构进行螺旋式旋转时，落入螺牙之间的铁屑将会被推送到所述排屑收纳盒内。

优选的，所述冷却循环装置包括冷却泵、出水管、回水管、喷嘴和冷却液收纳盒，所述冷却泵的输出端通过所述出水管与所述喷嘴连通，所述冷却泵的输入端与所述冷却液收纳盒连通；所述冷却泵将冷却液进行冷却后通过所述出水管、喷嘴用于冷却所述加工装置，升温后的冷却液被所述回水管回收至所述冷却液收纳盒来循环使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备匹配不同型号的工件，其结构紧凑，布局合理，可在工件一次装夹的情况下完成三个面的铣削、钻孔、攻丝等多工序的加工，并且可以通过机床自身的精度保证工件加工的三个面之间的平行度、垂直度以及加工精度。相对于普通机床多次装夹的加工工艺，采用本发明提供的卧式三面组合设备不仅有效的提高了加工精度，而且减少了加工时间，降低了工人劳动强度，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备的立体示意图；

图2为本发明一实施例的一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备的俯视图；

图3为本发明一实施例的X轴滑台的立体示意图；

图4为本发明一实施例的Z轴滑台的立体示意图；

图5为本发明一实施例的工件装夹装置的立体示意图；

图6为本发明一实施例的中心定位装置的立体示意图；

图7为本发明一实施例的工件的立体结构示意图。

图中，1-底座；2-进给装置；3-加工装置；4-工件装夹定位装置；5-操控装置；11-支撑脚；12-配线双开门；13-安装维修双开门；14-排屑收纳盒；15-冷却液收纳盒；16-设备工作台；17-防护罩；18-工件；21-XYZ轴数控滑台；25-XZ轴数控滑台；31-主轴箱；32-动力头；41-工件装夹装置；43-中心定位装置；211-基座；212-直线导轨；213-滑块；214-伺服电机；215-联轴器；216-丝杠；217-连接板；218-支撑座；219-第一挡块；220-第二挡块；411-夹具支撑座；412-第一顶杆；413-连杆组件；414-夹具螺栓；415-第一定位面；416-第二定位面；417-第二顶杆；418-L型卡件；431-定位底座；432-定位挡板；433-第三定位面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

综合参见图1至图7，一种用于加工高速印刷装备的撑档的卧式三面组合设备，包括底座1、进给装置2、加工装置3、工件装夹定位装置4、排屑装置、冷却循环装置和操控装置5；进给装置2包括两个可沿X轴、Y轴和Z轴方向移动的XYZ轴数控滑台21和一可沿X轴、Z轴方向移动的XZ轴数控滑台25，呈“品”字型地安装在底座1上；加工装置3分别设在XYZ轴数控滑台21和XZ轴数控滑台25上，XYZ轴数控滑台21向加工装置3提供沿X轴、Y轴和Z轴方向的进给量，XZ轴数控滑台25向加工装置3提供沿X轴和Z轴方向的进给量，加工装置3用于对工件18进行铣、钻、攻丝加工；工件装夹装置41定位装置用于对工件18进行装夹和定位；排屑装置设在底座1内部，与底座1的上表面连通，用于将加工工件18产生的铁屑排出；冷却循环装置设在底座1内部，与底座1的上表面连通，用于冷却加工装置3；进给装置2、加工装置3、工件装夹定位装置4、排屑装置和冷却循环装置均由操控装置5控制。本发明中，沿着底座1的长度的方向为X轴方向，沿着底座1的宽度的方向为Y轴方向，沿着底座1的高的方向为Z轴方向。

作为本发明的一个实施例，具体参见图5，卧式三面组合设备包括设备工作平台，设备工作平台设在底座1上；其中工件装夹定位装置4包括工件装夹装置41，工件装夹装置41包括夹具支撑座411、第一顶杆412、L型卡件418、第二顶杆417和连杆组件413，夹具支撑座411安装在设备工作台16上，夹具支撑座411上设有与Z轴垂直的第一定位面415和与Y轴垂直的第二定位面416；气动控制的第二顶杆417控制L型卡件418在Y轴上移动，进而L型卡件418通过第二定位面416对工件18在Y轴方向上进行夹紧和定位；连杆组件413的中部与夹具支撑座411的顶部转动连接，气动控制的第一顶杆412控制连杆组件413的一端上升或下降，进而带动连杆组件413的另一端下降或上升，连杆组件413的另一端竖直方向上设夹具螺栓414，当连杆组件413的另一端下降时，通过夹具螺栓414与第一定位面415在Z轴上对工件18进行夹紧和定位。本实施例中，设备工作台16上开设有T形孔以及定位孔，方便工件装夹定位装置4定位，也方便清理加工遗留的铁屑。同时设备工作台16精度较高，如果用底座1作为工件装夹定位装置4定位的工作平台，则成本至少增加2倍。L型卡件418的位置要比第一定位面415高3厘米左右，以便L型卡件418通过第二定位面416对工件18在Y轴方向上进行夹紧和定位。其中，第一顶杆412、连杆组件413以及夹具螺栓414的数量均设置为两组。

作为本发明的一个实施例，具体参见图6，工件装夹定位装置4包括中心定位装置43，中心定位装置43包括定位底座431和定位挡板432；定位底座431安装在设备工作台16上，定位挡板432位置可调地固定在定位底座431上，定位挡板432用于限制工件18在X轴方向的移动。该设计中，定位底座431上设有阵列排布的定位孔，定位挡板432可以根据不同型号的工件18安装在不同的定位孔上。定位挡板432的上表面与第一定位面415在同一水平高度，定位挡板432的第三定位面433贴紧工件18底部的内侧面，从而实现限制工件18在X轴方向的移动。该中心定位装置43结构简单，使用方便。

作为本发明的一个实施例，具体参见图3和图4，XYZ轴数控滑台21包括X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台；其中X轴滑台包括基座211、直线导轨212、滑块213、连接板217、伺服电机214、支撑座218、联轴器215、第一丝杠216固定座、第二丝杠216固定座、卡簧、丝杠螺母基座211、丝杠216以及丝杠螺母，基座211上开设工艺孔以及增设加强筋，基座211沿X轴方向安装在底座1上，两条直线导轨212通过安装孔平行地定位在基座211上，并且内侧靠肩定位，外侧用紧定螺钉定位，滑块213与直线导轨212滑动连接，连接扳固定在6个滑块213上，每侧各3个滑块213；联轴器215的位置处设置支撑座218，支撑座218的作用在防护联轴器215以及加固X轴滑台；联轴器215的一端与伺服电机214连接，另一端与丝杠216连接：丝杠216和丝杠螺母组成丝杠216副，而丝杆螺母同时固定在连接板217上，丝杠螺母上还设置有丝杠螺母基座211；丝杠216与联轴器215连接处设置有第一丝杠216固定座，丝杠216的另一端同样设有第二丝杠216固定座以及防止丝杠216轴向移动的卡簧。X轴滑台的轴向定位方式包括硬定位和限位开关定位，硬定位是通过在X轴滑台的前后两端分别设限制连接板217滑动的第一挡块219和第二挡块220来实现；限位开关定位是通过在X轴滑台上设用于检测连接板217的位移的传感器并通过伺服电机214来控制连接板217的行程来实现。Y轴滑台、Z轴滑台与X轴滑台的结构基本相同，主要区别在于Y轴滑台沿Y轴方向安装在连接板217上，而Z轴滑台沿Z轴方向安装在Y轴滑台上；其中，每个X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台分别由一个伺服电机控制。

作为本发明的一个实施例，XZ轴数控滑台25包括X轴滑台和Z轴滑台,上述对XYZ轴数控滑台21的X轴滑台和Z轴滑台的描述同样适用本实施例，主要区别在于本实施例中的Z轴滑台沿Z轴方向安装在X轴滑台上；其中，X轴滑台和Z轴滑台分别由一个伺服电机控制。

作为本发明的一个实施例，加工装置3包括主轴箱31和动力头32，主轴箱31安装在Z轴滑台上，由一个变频电机控制，动力头32安装在主轴箱31上，动力头32用于加装用于铣、钻、攻丝加工的刀具。

作为本发明的一个实施例，动力头32采用伸缩套筒结构，以此实现小范围内的高精度的进给量。在本实施例中，动力头32尤其指安装在XZ轴数控滑台25上的动力头32，以此来实现Y轴方向的进给。

作为本发明的一个实施例，操控装置5包括电控柜、控制器和配线总成，电控柜与控制器电连接，控制器通过配线总成分别与进给装置2、加工装置3、工件装夹装置41、排屑装置和冷却循环装置电连接；其中电控柜安装在底座1上的左前方且可90°旋转，电控柜上设有人机界面、信号灯、指示灯以及紧停按钮。配线总成主要位于电控柜下方的底座1内以及在底座1上开设有配线双开门12，其中配线总成包括分开设置的动力线和信号线，以此来防止干扰；另外，底座1的底部设有出线孔，其大小可调。为了方便维修，在底座1的前面上还设有安装维修双开门13。

作为本发明的一个实施例，排屑装置包括螺旋式排屑机构和排屑收纳盒14，排屑收纳盒14设置在底座1内部，底座1的上表面设有槽口，螺旋式排屑机构的一端与槽口连通，另一端与排屑收纳盒14连通；当螺旋式排屑机构进行螺旋式旋转时，落入螺牙之间的铁屑将会被推送到排屑收纳盒14内。

作为本发明的一个实施例，冷却循环装置包括冷却泵、出水管、回水管、喷嘴和冷却液收纳盒15，冷却收纳盒设置在底座1右侧的后方，冷却泵的输出端通过出水管与喷嘴连通，冷却泵的输入端与冷却液收纳盒15连通，回水管分别与槽口和冷却液收纳盒15连通；冷却泵将冷却液进行冷却后通过出水管、喷嘴用于冷却加工装置3，升温后的冷却液被回水管回收至冷却液收纳盒15来循环使用。排屑装置和冷却循环装置互不干涉，但是排屑装置里面也有冷却液，冷却液最终回到冷却循环装置中被循环使用。

作为本发明的一个实施例，底座1上的槽口周围设置防护罩17，防护罩17可以防止冷却液和铁屑的飞溅，使铁屑和冷却液分别回落至铁屑装置和冷却循环装置中。

作为本发明的一个实施例，底座1底部设置有8个支撑脚11，且支撑脚11的高度可以调节。

工作过程：

首先，操控装置5控制工件装夹定位装置4对工件18进行一次装夹，完成对工件18的定位；其次通过进给装置2带动加工装置3，实现对工件18的原点定位；再次，对工件18进行加工，产生的铁屑以及冷却液通过底座1中部的槽口下方的排屑装置和冷却循环装置处理，而排屑收纳盒14和冷却液收纳盒15可更换；最后，完成一次加工后，进给装置2带动加工装置3回到初始位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。