切削设备及切削加工方法与流程

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种切削设备及切削加工方法。

背景技术：

随着科技的发展，电子设备受到越来越多的关注，消费者们对产品的外观的要求越来越高，例如，要求产品的表面需达到镜面效果，以提高产品的质感及酷炫外观效果。请参阅图4所示，为现有技术中常规采用数控机床(Computer numerical control,CNC)对工件1进行切削加工的示意图。刀具3安装于所述主轴2上，所述刀具3包括刀柄301及与所述刀柄301垂直相接的切削部303，所述工件1定位于一定位装置4上，所述定位装置4用于支撑所述工件1的支撑面401与工作台5垂直相接，所述主轴2的轴线与所述工作台5垂直相接。切削加工时，所述主轴2带动所述刀具3转动，所述工件1除去受到所述刀具3在切削方向的力外，还受到所述刀具3对其的正压力F1’，所述工件1亦会对所述刀具3产生一反作用力F1”。所述刀具在加工过程中，易出现摆动，致使加工出的工件的表面有震刀纹，需要进一步通过表面处理，如喷砂，以达到所需的精度要求。如此，增加了制程的繁琐及加工成本。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种避免上述问题的切削设备及切削加工方法。

一种切削设备，其包括工作台、定位装置、主轴及刀具，所述定位装置装设于所述工作台上用于定位工件，所述刀具装设于所述主轴上用于对所述工件进行加工，所述工作台设有安装面，所述定位装置装设于所述安装面上，所述定位装置包括用于支撑所述工件的支撑面，所述支撑面相对所述安装面倾斜设置，所述刀具切削所述工件时，所述刀具向所述工件施加的正压力的方向与所述支撑面相互垂直。

进一步地，所述刀具包括刀柄及与所述刀柄一端的切削部，所述刀柄与所述主轴固定连接，所述主轴具有第一轴线，所述刀柄具有第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线重合，所述切削部相对所述刀柄倾斜设置，所述切削部具有第三轴线，加工时，所述切削部向所述工件施加的正压力的方向与所述第三轴线平行。

进一步地，所述切削部于远离所述刀柄的末端设有切削刃，所述切削刃为弧形。

进一步地，所述第一轴线与所述安装面相垂直。

进一步地，所述主轴驱动所述刀具沿与所述第一轴线相垂直的方向作直线往复运动对所述工件进行切削作业。

进一步地，所述安装面与所述支撑面的夹角呈5°～40°。

进一步地，所述刀具为金刚石刀具。

一种切削加工方法，其包括以下步骤：

将工件装夹于切削设备的定位装置的支撑面上，所述定位装置装设于切削设备的安装面上，所述支撑面相对所述安装面倾斜设置；

所述切削设备的主轴驱动安装于所述主轴上的刀具对所述工件进行切削加工，所述刀具向所述工件施加正压力的方向与所述支撑面相互垂直。

进一步地，所述刀具包括刀柄及与所述刀柄一端的切削部，所述刀柄与所述主轴固定连接，所述主轴具有第一轴线，所述刀柄具有第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线重合，所述切削部相对所述刀柄倾斜设置，所述切削部具有第三轴线，在所述切削设备的主轴驱动安装于所述主轴上的刀具对所述工件进行切削加工时，所述刀具向所述工件施加的正压力方向与所述第三轴线平行。

进一步地，所述切削部于远离所述刀柄的末端设有切削刃，所述切削刃为弧形。

进一步地，在所述切削步骤中，所述主轴驱动所述刀具沿与所述第一轴线相垂直的方向作直线往复运动。

进一步地，所述第一轴线与所述安装面相垂直。

进一步地，所述安装面与所述支撑面的夹角呈5°～40°。

进一步地，所述刀具为金刚石刀具。

进一步地，所述工件为金属材质。

本发明提供的切削设备及切削加工方法，由于所述切削设备的定位装置的支撑面相对所述安装面倾斜设置，所述刀具的切削刃向所述工件的表面施加作用力，所述刀具施加给所述工件的表面的正压力与所述支撑面相互垂直，所述工件在加工过程中亦会施加给所述刀具一反作用力，致使所述刀具在加工过程中不易发生摆动，进而使所述刀具切削所述工件更为稳定，不会使所述工件产生震刀纹，提高了切削的加工精度，达到很好的外观效果。

附图说明

图1是本发明较佳实施例提供的切削设备的加工示意图。

图2是图1所示的切削设备的另一角度的加工示意图。

图3是本发明提供的切削加工方法的流程图。

图4是现有技术中的切削设备的加工示意图。

主要元件符号说明

切削设备 100

工件 200、1

工作台 10、5

安装面 11

定位装置 30、4

固定面 31

支撑面 33、401

连接面 35

主轴 50、2

刀具 70、3

刀柄 71、301

切削部 73、303

切削刃 731

第一轴线 α

第二轴线 β

第三轴线 γ

下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本发明中，当一个组件被认为是与另一个组件“相连”时，它可以是与另一个组件直接相连，也可以是通过居中组件与另一个组件间接相连。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1所示，本发明提供一种切削设备100，其包括工作台10、定位装置30、主轴50及刀具70。所述定位装置30装设于所述工作台10上用于定位工件200。所述刀具70装设于所述主轴50上用于对所述工件200的表面进行加工，以实现加工后所述工件200的表面达到所要求精度的镜面效果。可以理解，所述切削设备100还包括其它必要或非必要的结构或模组，如用于支撑的底座、用于驱动所述主轴50进行直线运动(诸如X/Y/Z方向)的移动装置(图未示)、用于控制各模组工作的控制器(图未示)、用于换刀的换刀机构(图未示)等，在此不作赘述。

本实施方式中，所述切削设备100为CNC机床，以保证切削加工的精度及质量。当然，所述切削设备100也可以不为CNC机床，其能达到所需要求的加工精度即可。

所述工作台10设有安装面11。本实施方式中，所述安装面11沿第一方向(图1中所示X方向)设置。可以理解，所述工作台10可以固定设置在诸如底座的结构上，也可以设置成能够绕一轴线(单轴)转动的工作台10，或绕多个轴线转动的工作台10，以能够将所述工件200定位至一适合加工的位置。

所述定位装置30装设于所述安装面11上，以实现所述定位装置30固定于所述工作台10上。所述定位装置30大致呈楔体状。所述定位装置30包括固定面31、支撑面33及连接面35。所述固定面31与所述安装面11固定安装于一起，所述固定面31与所述安装面11平行设置，换句话说，所述固定面31沿所述第一方向设置。所述支撑面33用于支撑所述工件200。所述支撑面33相对所述安装面11倾斜设置。所述支撑面33与所述安装面11之间的夹角为5°～40°。本实施方式中，所述支撑面33与所述安装面11之间的夹角为20°。所述连接面35连接于所述固定面31及所述支撑面33之间。所述连接面35与所述固定面31垂直相接，即所述连接面35沿与所述第一方向垂直的第二方向(图1中所示Y方向)设置。

所述主轴50设于所述定位装置30及所述工作台10的上方，用于固定所述刀具70。所述刀具70可以通过一夹持机构(图未示)固定于所述主轴50邻近所述工作台10的一端，以方便换取刀具。可以理解，所述刀具70可以通过其它方式固定于所述主轴70上，例如螺接的方式，仅需满足能够将所述刀具70固定于所述主轴50上即可。

本实施方式中，所述刀具70为金刚石刀具，金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数等优点，有利于保证切削加工的精度及质量。可以理解，所述刀具70也可以为其它材料制成的刀具，如钨钢等。所述刀具70包括刀柄71及设置于所述刀柄71一端的切削部73，所述刀柄71与所述主轴50固定连接，所述主轴70具有第一轴线α，所述刀柄71具有第二轴线β，所述第一轴线α与所述第二轴线β重合，所述切削部73相对所述刀柄71倾斜设置，所述切削部73具有第三轴线γ。所述第三轴线γ相对所述第一轴线倾斜设置。所述第一轴线α与所述安装面11相垂直，即所述第一轴线、所述第二轴线β沿所述第一方向延伸。所述第三轴线γ与所述第一轴线α之间的夹角为5°～40°。本实施方式中，。所述第三轴线γ与所述第一轴线α之间的夹角为20°。

请进一步参阅图2所示，所述切削部73于远离所述刀柄71的末端设有切削刃731。本实施方式中，所述切削刃731与所述工件200的表面形状相一致，所述工件200待加工的表面呈弧面，所述切削刃731为弧形。

本实施方式中，所述工件200由铝材制成，加工处理后，用于电子设备(图未示)的金属按键，如手机的侧按键。可以理解，所述工件200可以由其它材质制成，如铂、石墨等。

需对所述工件200加工时，将所述工件200安装于所述定位装置30。本实施方式中，所述工件200的数量为多个，呈阵列式设置于所述定位装置30上，实现所述切削设备100能够通过一次装夹对多个工件200进行切削加工。

需加工时，将所述定位装置30固定于所述工作台10上。移动所述主轴50及所述刀具70至一初始位置。所述主轴50驱动所述刀具70按设定的走刀路径进行加工。本实施方式中，所述主轴50驱动所述刀具70沿与所述第一轴线α相垂直的方向作直线往复运动对所述工件200进行切削作业。当完成对一工件200的表面加工后，即移动至另一工件200的上方，进行切削加工。

切削加工时，所述主轴50不转动，所述切削部73向所述工件200施加的正压力的方向与所述第三轴线γ平行，即所述刀具70向所述工件200施加的正压力的方向与所述支撑面33相互垂直。

请参阅图2所示，所述切削设备100的定位装置30的支撑面33相对所述安装面11倾斜设置，所述支撑面33与所述安装面11之间的夹角为20°，所述刀具70的切削刃731向所述工件200的表面施加作用力F1，所述刀具70施加给所述工件200的表面的正压力与所述第三轴线γ平行，即，所述刀具70向所述工件200施加的正压力的方向与所述支撑面33相互垂直。所述主轴50向所述工件200的表面施加作用力F2，F3为F1、F2两者的合力，根据作用力与反作用力的关系可知，所述工件200在加工过程中亦会施加给所述刀具70一反作用力，致使所述刀具200在加工过程中不易发生摆动，进而使所述刀具200切削所述工件200更为稳定，不会使所述工件200产生震刀纹。再者，该角度也使得所述刀具200底刃能够彻底接触到所述工件200，更利于切削的稳定。

可以理解，在所述刀具70在一次加工即能实现达到所需精度要求的情况下，所述刀具70无需作往复运动对所述工件200进行切削作业。

本发明还提供一种切削加工方法，请参阅图3所示，其包括以下步骤：

步骤301，将工件装夹于切削设备的定位装置的支撑面上，所述定位装置装设于切削设备的安装面上，所述支撑面相对所述安装面倾斜设置。

所述切削设备包括工作台、定位装置、主轴及刀具。所述定位装置装设于所述工作台上用于定位工件，所述刀具装设于所述主轴上用于对所述工件的表面进行加工，以实现加工后所述工件的表面达到所要求精度的镜面效果。可以理解，所述切削设备还包括其它必要或非必要的结构或模组，如用于支撑的底座、用于驱动所述主轴进行直线运动(诸如X/Y/Z方向)的移动装置(图未示)、用于控制各模组工作的控制器、用于换刀的换刀机构等，在此不作赘述。

本实施方式中，所述切削设备为CNC机床，以保证切削加工的精度及质量。当然，所述切削设备也可以不为CNC机床，其能达到所需要求的加工精度即可。

所述工作台设有所述安装面。本实施方式中，所述安装面沿第一方向设置。可以理解，所述工作台可以固定设置在诸如底座的结构上，也可以设置成能够绕一轴线(单轴)转动的工作台，或绕多个轴线转动的工作台，以能够将所述工件定位至一适合加工的位置。

所述定位装置装设于所述安装面上，以实现所述定位装置固定于所述工作台上。所述定位装置大致呈楔体状。所述定位装置包括固定面、支撑面及连接面。所述固定面与所述安装面固定安装于一起，所述固定面与所述安装面平行设置，换句话说，所述固定面沿所述第一方向设置。所述支撑面用于支撑所述工件。所述支撑面相对所述安装面倾斜设置。所述支撑面与所述安装面之间的夹角为5°～40°。本实施方式中，所述支撑面与所述安装面之间的夹角为20°。所述连接面连接于所述固定面及所述支撑面之间。所述连接面与所述固定面垂直相接，即所述连接面沿与所述第一方向垂直的第二方向设置。

所述主轴设于所述定位装置及所述工作台的上方，用于固定所述刀具。所述刀具可以通过一夹持机构(图未示)固定于所述主轴邻近所述工作台的一端，以方便换取刀具。可以理解，所述刀具可以通过其它方式固定于所述主轴上，例如螺接的方式，仅需满足能够将所述刀具固定于所述主轴上即可。

本实施方式中，所述刀具为金刚石刀具，金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数等优点，有利于保证切削加工的精度及质量。所述刀具包括刀柄及设置于所述刀柄一端的切削部，所述刀柄与所述主轴固定连接，所述主轴具有第一轴线，所述刀柄具有第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线重合，所述切削部相对所述刀柄倾斜设置，所述切削部具有第三轴线。所述第三轴线相对所述第一轴线倾斜设置。所述第一轴线与所述安装面相垂直，即所述第一轴线、所述第二轴线沿所述第一方向延伸。

所述切削部于远离所述刀柄的末端设有切削刃。本实施方式中，所述切削刃与所述工件的表面形状相一致，所述工件待加工的表面呈弧面，所述切削刃为弧形。

本实施方式中，所述工件由铝材制成，为电子设备(图未示)的金属按键。可以理解，所述工件可以由其它金属材质制成，如铂、金、不锈钢、铝合金等，或是由其它材质制成，如石墨等。

本实施方式中，所述工件的数量为多个，呈阵列式设置于所述定位装置上，实现所述切削设备能够通过一次装夹对多个工件200进行切削加工。

步骤302，所述主轴带动所述刀具移动至一设定的初始位置。

步骤303，所述切削设备的主轴驱动安装于所述主轴上的刀具对所述工件进行切削加工，所述刀具向所述工件施加正压力的方向与所述支撑面相互垂直。

所述主轴驱动所述刀具按设定的走刀路径进行加工。本实施方式中，所述主轴驱动所述刀具沿与所述第一轴线相垂直的方向作直线往复运动对所述工件进行切削作业。当完成对一工件的表面加工后，即移动至另一工件的上方，进行切削加工。

进一步地，切削加工时，所述主轴不转动，所述切削部向所述工件施加的正压力的方向与所述第三轴线平行，即所述刀具向所述工件施加的正压力的方向与所述支撑面相互垂直。

可以理解，当所述主轴及所述刀具已位于所述初始位置，可以省略步骤302。

本发明提供的切削设备及切削加工方法，所述切削设备的定位装置的支撑面相对所述安装面倾斜设置，所述刀具的切削刃向所述工件的表面施加作用力，所述刀具施加给所述工件的表面的正压力与所述第三轴线平行，即，所述刀具向所述工件施加的正压力的方向与所述支撑面相互垂直，且所述主轴亦向所述工件的表面施加作用力，所述工件在加工过程中亦会施加给所述刀具一反作用力，致使所述刀具在加工过程中不易发生摆动，进而使所述刀具切削所述工件更为稳定，不会使所述工件产生震刀纹，提高了切削的加工精度，达到很好的加工效果。

由于不具震刀纹，所述工件无需进行喷砂表面处理，降低了加工成本，亦解决了后续阳极氧化经切削加工后的镜面表面通透性不够，即视觉层次上亮度不够的问题。再者，该角度也使得所述刀具底刃能够彻底接触到所述工件，更利于切削的稳定。

可以理解的是，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。