一种矩形机架多面同步铣削加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及铣削加工夹具技术领域，尤其涉及一种矩形机架多面同步铣削加工设备。


背景技术：

2.现有某型机器用机架需要加工，其大致外形为矩形框架式结构，需要对其四个边角处的面进行铣面、钻孔等加工，由于其结构的特殊性，现有定位、夹紧等都是通过手工利用简易的定位块、夹持块等进行加工前的固定，一方面由于较笨重，操作时极不容易调整；另一方面装夹的效率低下，因此，为易操作，降低工作强度，提高生产效率等，有必要对该型产品的加工设计一种专用的铣削加工设备。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种矩形机架多面同步铣削加工设备，使矩形框架型机架得以快速定位、夹紧，随后以便对矩形机架的边角处立面进行同步铣削加工，降低工作强度，提高加工效率。
4.为实现以上目的，第一方面，本实用新型提供了一种矩形机架多面同步铣削加工设备，包括：
5.工作台，用以平放矩形机架；
6.定位机构，至少包括：固设于工作台上的抵紧矩形机架第一短边内侧的第一定位块，间隔固设于工作台上抵紧矩形机架第二长边内侧的第二定位块a、第二定位块b，沿矩形长边方向由内向外移动设置于工作台上的用以抵紧矩形机架第三短边内侧的第三定位块，以及沿矩形短边方向由内向外移动设置于工作台上的用以抵紧矩形机架第四长边内侧的第四定位块；所述第三定位块、第四定位块由顶出机构驱动；
7.夹紧机构，设置于矩形机架靠近各边相交处内侧，包括：压板和伸缩缸，所述伸缩缸一端连接于工作台上，另一端连接于压板上；所述压板一端绕水平轴转动铰接于工作台上，另一端通过伸缩缸缩回时压紧于矩形机架的上端；
8.铣削加工装置，共设置四个，分别沿矩形机架各边长度延伸方向移动设置于工作台上，用以铣削加工矩形机架各边外侧立面。
9.进一步地，所述顶出机构包括：第三连杆、第四连杆、伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于工作台上，另一端铰接所述的第三连杆、第四连杆一端，第三连杆另一端铰接于第三定位块上，相应地，第四连杆另一端铰接于第四定位块上。
10.进一步地，各所述定位块上靠近矩形边的一侧设有从上至下向矩形边靠近的导向斜面。
11.进一步地，所述第一定位块设置于靠近矩形机架第一短边内侧中点处，所述第二定位块a、第二定位块b分别设置于靠近矩形机架第二长边内侧两端处，所述第三定位块设置于靠近矩形机架第三短边内侧中点处，所述第四定位块设置于靠近矩形机架第四长边内
侧中点处。
12.所述铣削加工装置包括：本体；
13.第一芯轴，绕其轴线转动安装于所述本体上，第一芯轴端部同轴安装有第一面铣刀盘；
14.第二芯轴，绕其轴线转动安装于所述本体上，轴线与第一芯轴平行；第二芯轴端部同轴安装有第二面铣刀盘，第二面铣刀盘与第一面铣刀盘铣削加工面处于同一平面内；第一面铣刀盘与第二面铣刀盘转动轴线沿铣削走刀方向呈前后错位设置，且第一面铣刀盘与第二面铣刀盘的铣削加工区域部分重叠；所述第一芯轴、第二芯轴上均传动连接有旋转驱动。
15.进一步地，所述第一芯轴、第二芯轴端部均同轴设置定位柱，相应地，第一面铣刀盘、第二面铣刀盘上背离铣削加工面的一侧均同轴设置相配合的定位沉孔，所述定位柱与定位沉孔紧配合。
16.进一步地，所述定位柱上沿径向设置限位块，相应地，铣刀盘上背离铣削加工面的一侧设置相配合的限位槽，通过限位块侧面与限位槽配合传递转矩。
17.进一步地，所述芯轴上靠近定位柱的一端还设有垂直轴线的大定位平面，所述限位块端面与大定位平面相抵，并通过贯穿限位块至大定位平面的第一螺栓锁紧，且第一螺栓轴线与芯轴轴线平行。
18.进一步地，所述芯轴上靠近定位柱的一端还设有垂直轴线的大定位平面以及沿径向开设的第二限位槽，第二限位槽与大定位平面相贯，当限位槽与第二限位槽对齐时，所述限位块两端面分别与限位槽、第二限位槽配合并沿径向插接其内，限位块通过贯穿限位块至定位柱的第二螺栓锁紧。
19.进一步地，还包括：第三芯轴，转动安装于所述本体上，轴线与第一芯轴、第二芯轴平行，第三芯轴端部同轴安装有第三面铣刀盘，第三面铣刀盘与第一面铣刀盘、第二面铣刀盘铣削加工面处于同一平面内，第三面铣刀盘与第一面铣刀盘转动轴线沿铣削走刀方向呈前后错位设置，且第三面铣刀盘与第一面铣刀盘的铣削加工区域部分重叠。
20.进一步地，所述第一芯轴另一端同轴设置传动轮，所述第二芯轴与第一芯轴之间通过齿轮组传动配合连接。
21.进一步地，所述第一芯轴另一端同轴设置传动轮，所述第二芯轴、第三芯轴与第一芯轴之间通过齿轮组传动配合连接。
22.进一步地，还包括：溜板，所述溜板移动架设于沿矩形机架各边长度移动方向设置的导轨上，所述铣削加工装置沿垂直于矩形机架各边侧立面方向滑动设置于溜板上。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：使矩形框架型机架得以快速定位、夹紧，随后以便对矩形机架的边角处立面进行同步铣削加工，降低工作强度，提高加工效率。
24.本实用新型中当伸缩杆向外推出时，通过推动第三连杆、第四连杆进而推动第三定位块、第四定位块外扩移动顶紧矩形机架，实现顶紧，相对于单缸推动时，其推力、位置自适应调节更好。
25.本实用新型中当工件相对于走刀方向移动时，通过两个或多个面铣刀盘一次走刀可加工较宽的范围，减少走刀次数，同时，面铣刀盘的直径可以选择适中，相对于大直径的刀盘来说，其刚性得到保证。
附图说明
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
27.图1为本实用新型实施例的俯视结构示意图；
28.图2为本实用新型图1中a1
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a1剖面结构示意图；
29.图3为本实用新型图1中铣削装置的主视结构示意图；
30.图4为本实用新型图3中的左视结构示意图；
31.图5为本实用新型图4中的b1处局部放大结构示意图；
32.图6为本实用新型图5中的b2向结构示意图；
33.图7为本实用新型图5中的限位块另一种安装结构示意图；
34.图8为本实用新型图7中的b3向结构示意图；
35.图9为本实用新型图2中的c处局部放大结构示意图。
36.图中：11、定位机构；111、第一定位块；112a、第二定位块a；112b、第二定位块b；113、第三定位块；114、第四定位块；115、导向斜面；12、夹紧机构；121、压板；122、伸缩缸；13、第三连杆；14、第四连杆；15、伸缩杆；2、铣削加工装置；21、第一芯轴；211、第一面铣刀盘；22、第二芯轴；221、第二面铣刀盘；23、第三芯轴；231、第三面铣刀盘；24、传动轮；25、齿轮组；201、定位柱；202、定位沉孔；203、限位块；204、限位槽；205、大定位平面；206、第一螺栓；207、第二限位槽；208、第二螺栓；3、溜板；4、导轨；41、导轨槽；5、第一丝杆组件。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
38.请参阅图1
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图9，本实用新型实施例提供了一种矩形机架多面同步铣削加工设备，包括：
39.工作台，用以平放矩形机架；矩形机架包括第一、三短边框架，第二、四长边框架，如图中虚线部分所示，需要加工四个边角处的立面；
40.定位机构11，至少包括：固设于工作台上的抵紧矩形机架第一短边内侧的第一定位块111，间隔固设于工作台上抵紧矩形机架第二长边内侧的第二定位块a112a、第二定位
块b112b，沿矩形长边方向由内向外移动设置于工作台上的用以抵紧矩形机架第三短边内侧的第三定位块113，以及沿矩形短边方向由内向外移动设置于工作台上的用以抵紧矩形机架第四长边内侧的第四定位块114；所述第三定位块113、第四定位块114由顶出机构驱动；定位块上沿垂直于各矩形边侧立面方向开设有长槽孔，便于通过螺栓安装时，进行相应调整；
41.夹紧机构12，设置于矩形机架靠近各边相交处内侧，包括：压板121和伸缩缸122，所述伸缩缸122一端连接于工作台上，另一端连接于压板121上；所述压板121一端绕水平轴转动铰接于工作台上，另一端通过伸缩缸122缩回时压紧于矩形机架的上端；
42.铣削加工装置2，共设置四个，分别沿矩形机架各边长度延伸方向移动设置于工作台上，用以铣削加工矩形机架各边外侧立面。
43.具体地，通过吊装设备将矩形机架吊至工作台上方，并向下放置加工位，通过第四定位块114向图中左方向移动，与第二定位块a112a、第二定位块b112b，以及工作台的共同作用下实现五个自由度的定位，再通过第三定位块113移动顶紧，实现第六个自由度定位；其次，伸缩缸122回缩时，通过压板121将矩形机架的上端压紧，便可以进行铣削加工，可以理解地，该定位夹持装置使矩形框架型机架得以快速定位、夹紧，便于对其加工，降低工件强度，提高加工效率。
44.本实施例中，优选地，所述顶出机构包括：第三连杆13、第四连杆14、伸缩杆15，其可以为液压缸，所述伸缩杆15一端连接于工作台上，另一端铰接所述的第三连杆13、第四连杆14一端，第三连杆13另一端铰接于第三定位块113上，相应地，第四连杆14另一端铰接于第四定位块114上。当伸缩杆15向外推出时，通过推动第三连杆13、第四连杆14进而推动第三定位块113、第四定位块114外扩移动顶紧矩形机架，实现顶紧，相对于单缸推动时，其推力、位置自适应调节更好。
45.本实施例中，优选地，各所述定位块上靠近矩形边的一侧设有从上至下向矩形边靠近的导向斜面115。该导向斜面115用于将矩形机架向下放置时起到导向作用。
46.本实施例中，优选地，所述第一定位块111设置于靠近矩形机架第一短边内侧中点处，所述第二定位块a112a、第二定位块b112b分别设置于靠近矩形机架第二长边内侧两端处，所述第三定位块113设置于靠近矩形机架第三短边内侧中点处，所述第四定位块114设置于靠近矩形机架第四长边内侧中点处。使受力更加均衡。
47.包括：
48.本体；相当于机床上的滑台，用于安装加工刀具等；其底部通过导轨安装于工作台上；
49.第一芯轴21，绕其轴线转动安装于所述本体上，第一芯轴21端部同轴安装有第一面铣刀盘211；芯轴两端通过轴承组件架设；
50.第二芯轴22，绕其轴线转动安装于所述本体上，两端通过轴承组件架设，轴线与第一芯轴21平行；第二芯轴22端部同轴安装有第二面铣刀盘221，第二面铣刀盘221与第一面铣刀盘211铣削加工面处于同一平面内；第一面铣刀盘211与第二面铣刀盘221转动轴线沿铣削走刀方向呈前后错位设置，且第一面铣刀盘211与第二面铣刀盘221的铣削加工区域部分重叠，防止两面铣刀盘走刀时，二者之间出现铣削不到的情形；所述第一芯轴21、第二芯轴22上均传动连接有旋转驱动。
51.具体使用时，第一面铣刀盘211、第二面铣刀盘221靠近工件的待加工面，当工件相对于走刀方向移动时，通过两个或多个面铣刀盘一次走刀可加工较宽的范围，减少走刀次数，同时，面铣刀盘的直径可以选择适中，相对于大直径的刀盘来说，其刚性得到保证。
52.本实施例中，优选地，所述第一芯轴21、第二芯轴22端部均同轴设置定位柱201，相应地，第一面铣刀盘211、第二面铣刀盘221上背离铣削加工面的一侧均同轴设置相配合的定位沉孔202，所述定位柱201与定位沉孔202紧配合。面铣刀盘中心处贯穿设有安装孔，相应地，定位柱201端部沿轴线方向设置安装螺孔，拉紧螺栓穿过安装孔后配合于安装螺孔中，将面铣刀盘拉紧于定位柱201上。
53.本实施例中，优选地，所述定位柱201上沿径向设置限位块203，相应地，铣刀盘上背离铣削加工面的一侧设置相配合的限位槽204，通过限位块203侧面与限位槽204配合传递转矩。
54.本实施例中，优选地，所述芯轴上靠近定位柱201的一端还设有垂直轴线的大定位平面205，所述限位块203端面与大定位平面205相抵，并通过贯穿限位块203至大定位平面205的第一螺栓206锁紧，且第一螺栓206轴线与芯轴轴线平行。即将限位块203与定位柱201设置成分体式，一方面便于加工，另一方面，可以将限位块203制成不同的厚度，从而微调由于各面铣刀盘与定位柱201之间的加工、装配误差导致铣削加工不共面的情形。
55.本实施例中，是上述限位块203安装的另一种变形，所述芯轴上靠近定位柱201的一端还设有垂直轴线的大定位平面205以及沿径向开设的第二限位槽207，第二限位槽207与大定位平面205相贯，当限位槽204与第二限位槽207对齐时，所述限位块203两端面分别与限位槽204、第二限位槽207配合并沿径向插接其内，限位块203通过贯穿限位块203至定位柱201的第二螺栓208锁紧。如此设置的优点在于，调整各面铣刀盘铣削面位置时，不用完全拆掉面铣刀盘，只需松开面铣刀盘一小段，就可将限位块203沿径向移出更换。
56.本实施例中，优选地，还包括：第三芯轴23，转动安装于所述本体上，轴线与第一芯轴21、第二芯轴22平行，第三芯轴23端部同轴安装有第三面铣刀盘231，第三面铣刀盘231与第一面铣刀盘211、第二面铣刀盘221铣削加工面处于同一平面内，第三面铣刀盘231与第一面铣刀盘211转动轴线沿铣削走刀方向呈前后错位设置，且第三面铣刀盘231与第一面铣刀盘211的铣削加工区域部分重叠。第二芯轴22与第三芯轴23中心连线垂直于铣削走刀方向。也可按照上述方式设置若干个面铣刀盘。
57.本实施例中，优选地，所述第一芯轴21另一端同轴设置传动轮24，所述第二芯轴22与第一芯轴21之间通过齿轮组25传动配合连接。
58.本实施例中，优选地，所述第一芯轴21另一端同轴设置传动轮24，所述第二芯轴22、第三芯轴23与第一芯轴21之间通过齿轮组25传动配合连接。其中，各芯轴上可同轴设置齿轮，且相邻两芯轴上的齿轮配合形成传动齿轮组，且各自转动方向相反。
59.本实施例中，优选地，还包括：溜板3，所述溜板3移动架设于沿矩形机架各边长度移动方向设置的导轨4上，所述铣削加工装置2沿垂直于矩形机架各边侧立面方向滑动设置于溜板3上。其中，工作台上的四个用于安装导轨4的导轨槽41为一次铣削加工成型，以保证四个导轨的垂直精度；所述溜板3通过第一丝杆组件5进行传动，第一丝杆组件5与导轨4平行设置，即在工作台下方绕水平轴转动安装第一丝杆，第一丝杆的长度延伸与导轨4一致，端部通过第一步进电机传动，相应地，在溜板3底部安装与第一丝杆配合的第一丝杆螺母，
以驱动溜板3沿矩形边长度方向移动而走刀铣削；铣削加工装置2底部沿垂直于矩形机架侧立面方向设有燕尾槽，相应地，溜板3上设有与之相配合的燕尾齿，溜板3由第二丝杆组件6传动，即在溜板3上绕水平轴转动安装第二丝杆，第二丝杆的轴线垂直于矩形边的侧立面，第二丝杆部通过第二步进电机传动连接，相应地，在铣削加工装置2的本体底部设置与第二丝杆相配合的第二丝杆螺母，用以驱动铣削加工装置2本体上的面铣刀盘靠近待铣削加工面移动而调节进给量。
60.利用上述矩形机架多面同步铣削加工设备的加工方法包括以下步骤：
61.s1、工件装夹：通过吊装设备将矩形机架吊装至工作台上，通过定位机构11、夹紧机构12进行定位压紧；
62.s2、同步铣削：四个铣削加工装置2同时对矩形机架各边外侧立面进行铣削加工，并同时沿逆时针方向呈方形回路移动，以对四个立面完成铣削加工；
63.s3、工件移除：定位机构11、夹紧机构12松开工件，通过吊装设备将工件吊离，铣削加工装置2返回至起始位，准备下一次工件的铣削加工。
64.可以理解地，一次可对四个立面进行铣削加工，提高效率的同时，也保证了各面的垂直精度。
65.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。