用于生产铝型材的三轴加工中心的制作方法

本发明涉及型材加工技术领域，特别涉及用于生产铝型材的三轴加工中心。

背景技术：

目前，铝型材门窗加工行业中，对于铝型材的铣削加工以单次单根型材加工为主要加工形式。现有的铝型材加工中心普遍存在以下两个问题点：

第一，为了能够保证型材在加工过程中不出现移位等现象，通常需要一些治具将型材固定起来。而现有的治具通常是由固定块和移动块组成夹紧机构，移动块与螺母连接，螺母与丝杆成螺纹连接，通过旋转丝杆便可以让螺母和移动块进行移动，从而实现夹紧或松开的动作；这种治具结构简单，但采用单个方向的固定不利于型材的夹紧；另外型材的宽度有大有小，若加工完宽度大的型材，然后再加工宽度小的型材，在这种情况下通常需要耗费大量的时间来进行调节夹紧范围。

第二，型材的长度通常为十几米，且部分型材的结构较为复杂，一个端面上就有可能要多个位置进行加工；目前用于型材加工的加工中心通常采用单个铣切头进行加工，使得型材加工效率就变得相当慢。

因此，有必要对现有型材加工的加工中心进行进一步地技术革新。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于生产铝型材的三轴加工中心。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的用于生产铝型材的三轴加工中心，包括有机床床身，所述机床床身沿长度方向至少设置有两个龙门加工装置，所述龙门加工装置通过x轴移动机构与机床床身相连接，x轴移动机构驱动着龙门加工装置沿机床床身的长度方向进行移动；所述机床床身还设置有铝型材装夹治具；

所述铝型材装夹治具包括治具平台座，所述治具平台座的底面设置有用于安装治具x轴滑块的滑槽，所述机床床身表面设置有与治具x轴滑块相匹配的治具x轴导轨，治具x轴滑块和治具x轴导轨相扣接；治具平台座还设置用于固定铝型材装夹治具的治具夹紧件。

进一步地，所述龙门加工装置包括有龙门机架、刀库、y轴滑板、z轴滑板和铣切头，所述龙门机架的两侧立柱通过x轴移动机构与机床床身相连接，龙门机架的横梁通过y轴移动机构与y轴滑板相连接，y轴滑板通过z轴移动机构与z轴滑板相连接，铣切头一端固定在z轴滑板上。

进一步地，所述x轴移动机构包括有x轴驱动装置和x轴移动导向装置，

所述x轴移动导向装置包括有x轴移动滑块和x轴移动导轨，所述x轴移动导轨一端与机床床身另一侧立柱相连接，所述x轴移动滑块一端与龙门机架另一端相连接，x轴移动滑块和x轴移动导轨相扣接；

所述x轴驱动装置包括有x轴电机固定座、x轴电机、x轴驱动齿轮和x轴齿条，

所述x轴电机固定座固定设置在龙门机架的一侧立柱上，所述x轴电机固定在x轴电机固定座上，所述x轴电机的主轴与x轴驱动齿轮相固定连接，x轴齿条固定设置在机床床身一侧壁上，x轴驱动齿轮和x轴齿条相啮接。

进一步地，所述y轴移动机构包括有y轴电机、y轴丝杆、y轴螺母、y轴导轨和y轴滑块，y轴电机固定在龙门机架的横梁上，所述y轴丝杆两端通过轴承座固定在龙门机架的横梁上，y轴电机的主轴连接有y轴电机同步轮，y轴丝杆连接有y轴丝杆同步轮，y轴电机同步轮通过皮带轮与y轴丝杆同步轮相连接；y轴螺母与y轴丝杆相螺纹连接，y轴螺母一端与y轴滑板相固定连接；

y轴丝杆和y轴导轨相互平行设置；y轴滑板通过y轴滑块与y轴导轨相连接。

进一步地，所述z轴移动机构包括有z轴电机、z轴主动轮、z轴同步轮、z轴丝杆、z轴螺母和配重气缸，

所述z轴电机固定设置在y轴滑板的正表面上，z轴电机的主轴与z轴主动轮相固定连接；z轴丝杆两端通过轴承座固定在y轴滑板的背面上，z轴同步轮与z轴丝杆一端相固定连接，z轴主动轮通过皮带与z轴同步轮相连接；z轴丝杆与z轴螺母相螺纹连接，z轴螺母一端z轴滑板相连接；配重气缸数量为两个，两个配重气缸分别固定设置在y轴滑板的侧壁上，配重气缸的伸缩杆分别与z轴滑板相固定连接。

进一步地，所述治具夹紧件包括有导轨移动夹紧块、导轨固定夹紧块和导轨夹紧螺杆，导轨固定夹紧块通过螺丝固定在治具平台座的侧壁上，导轨夹紧螺杆一端与导轨固定夹紧块相螺纹连接后与导轨移动夹紧块相连接，导轨移动夹紧块、导轨固定夹紧块围设有与治具x轴导轨相匹配的导轨夹紧槽；治具x轴导轨嵌设在导轨夹紧槽中。

进一步地，所述铝型材装夹治具包括有治具平台座和移动夹紧平台，

所述治具平台座的上表面设置有两个型材垫板和治具平台导轨，治具平台导轨位于两个型材垫板之间，型材垫板和治具平台导轨均相互平行设置；

所述移动夹紧平台的下表面设置有与治具平台导轨相匹配的治具平台滑块，治具平台导轨与治具平台滑块相扣接；

所述治具平台座的上表面一端固定设置有型材固定装置；所述移动夹紧平台的上表面设置有型材固定装置；两个型材固定装置呈相向匹配设置；

所述治具平台座还固定设置有夹紧动力装置，夹紧动力装置一端与移动夹紧平台相连接。

进一步地，所述型材固定装置包括有夹板固定座、夹板和回转气缸，所述夹板固定座一端与夹板相固定连接；固定式型材固定装置的夹板固定座另一端固定设置在治具平台座的上表面，固定式型材固定装置的回转气缸固定设置在治具平台座的上表面；

移动式型材固定装置的夹板固定座另一端固定设置在移动夹紧平台的上表面，移动式型材固定装置的回转气缸固定设置在移动夹紧平台的上表面。

进一步地，所述夹紧动力装置包括有中间连接板、夹紧气缸、夹紧气缸座和夹紧气缸固定机构，

所述夹紧气缸一端与夹紧气缸座相固定连接，夹紧气缸另一端与中间连接板相连接，移动夹紧平台一端与中间连接板一端相连接；

所述夹紧气缸固定机构包括有固定手柄和固定杆，所述固定杆一端设置有卡接端部，所述治具平台座侧壁设置有与卡接端部相匹配的y方向夹紧调节槽，卡接端部嵌设在y方向夹紧调节槽中；所述固定杆另一端依次穿过夹紧气缸座后与固定手柄相螺纹连接；

所述治具平台座侧壁还设置有与中间连接板相匹配的限位块。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的用于生产铝型材的三轴加工中心，包括有机床床身，机床床身沿长度方向至少设置有两个龙门加工装置，龙门加工装置通过x轴移动机构与机床床身相连接，x轴移动机构驱动着龙门加工装置沿机床床身的长度方向进行移动；机床床身还设置有铝型材装夹治具；铝型材装夹治具包括治具平台座，治具平台座的底面设置有用于安装治具x轴滑块的滑槽，机床床身表面设置有与治具x轴滑块相匹配的治具x轴导轨，治具x轴滑块和治具x轴导轨相扣接；治具平台座还设置用于固定铝型材装夹治具的治具夹紧件。

在使用本发明时，通过在机床床身的长度方向设置有多个龙门加工装置，实现多个铣切头进行加工型材，极大地提高了加工效率；通过x轴移动机构驱动着龙门加工装置沿机床床身的长度方向进行移动，极大地提高了龙门加工装置对型材加工的灵活性；通过铝型材装夹治具对型材的固定，既提高了夹紧速度，又保证了夹紧的稳固性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中f部位放大图；

图3是图1中g部位放大图；

图4是铝型材装夹治具的立体图；

图5是铝型材装夹治具的另一视角立体图；

图6是铝型材装夹治具的右视图；

附图标记说明：

a、铝型材装夹治具；

a1、治具平台座；a1-1、y方向夹紧调节槽；a1-2、滑槽；

a2、型材垫板；a3、治具平台导轨；a4、治具平台滑块；

a5、移动夹紧平台；a6、夹板固定座；a7、夹板；a8、回转气缸；

a9、中间连接板；a10、夹紧气缸；a11、夹紧气缸座；

a12、夹紧气缸固定机构；a12-1、固定手柄；a12-2、固定杆；

a13、限位块；a14、导轨移动夹紧块；a15、导轨固定夹紧块；

a16、导轨夹紧螺杆；

b、龙门加工装置；

b1、龙门机架；b2、刀库；b3、y轴滑板；b4、z轴滑板；

b5、铣切头；b6、y轴丝杆；b7、y轴导轨；b8、z轴电机；

b9、z轴主动轮；b10、z轴同步轮；b11、配重气缸；

c、机床床身；

d、x轴移动机构；d1、x轴电机固定座；d2、x轴电机；

d3、x轴驱动齿轮；h1、治具x轴滑块；h2、治具x轴导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图6所示，本发明所述的用于生产铝型材的三轴加工中心，包括有机床床身c，所述机床床身c沿长度方向至少设置有两个龙门加工装置b，本发明的机床床身c的长度优选为二十六米；所述龙门加工装置b通过x轴移动机构d与机床床身c相连接，x轴移动机构d驱动着龙门加工装置b沿机床床身c的长度方向进行移动；所述机床床身c还设置有铝型材装夹治具a；本发明的龙门加工装置b数量优选为两个。

治具平台座a1还设置用于固定铝型材装夹治具a的治具夹紧件，当治具平台座a1通过治具x轴滑块h1移至治具x轴导轨h2的某一位置时，通过治具夹紧件将铝型材装夹治具a固定在x轴导轨h2上。本发明的治具夹紧件数量为两个，两个治具夹紧件对称固定在治具平台座a1的侧壁上；所述治具夹紧件包括有导轨移动夹紧块a14、导轨固定夹紧块a15和导轨夹紧螺杆a16，导轨固定夹紧块a15通过螺丝固定在治具平台座a1的侧壁上，导轨夹紧螺杆a16一端与导轨固定夹紧块a15相螺纹连接后与导轨移动夹紧块a14相连接，导轨移动夹紧块a14、导轨固定夹紧块a15围设有与治具x轴导轨h2相匹配的导轨夹紧槽；治具x轴导轨h2嵌设在导轨夹紧槽中。通过旋转导轨夹紧螺杆a16来控制导轨移动夹紧块a14和导轨固定夹紧块a15之间的距离，实现治具夹紧件对治具x轴导轨h2的抱紧或松开动作。

所述铝型材装夹治具a包括治具平台座a1，所述治具平台座a1的底面设置有用于安装治具x轴滑块h1的滑槽a1-2，所述机床床身c表面设置有与治具x轴滑块h1相匹配的治具x轴导轨h2，治具x轴滑块h1和治具x轴导轨h2相扣接，铝型材装夹治具a跟随着治具x轴滑块h1沿着治具x轴导轨h2的长度方向进行移动，治具x轴滑块h1和治具x轴导轨h2的数量为两个，两条治具x轴导轨h2相互平行设置。

所述铝型材装夹治具a还包括有移动夹紧平台a5；所述治具平台座a1的上表面设置有两个型材垫板a2和治具平台导轨a3，治具平台导轨a3位于两个型材垫板a2之间，型材垫板a2和治具平台导轨a3均相互平行设置；本发明的型材垫板a2优选用尼龙材料制作而成，进而有效保护型材不被刮伤。

所述移动夹紧平台a5的下表面设置有与治具平台导轨a3相匹配的治具平台滑块a4，治具平台导轨a3与治具平台滑块a4相扣接；本发明的型材垫板a2和移动夹紧平台a5之间优选用间隙配合；当夹紧气缸a10的伸缩杆给中间连接板a9动力时，中间连接板a9、移动夹紧平台a5和治具平台滑块a4便沿着治具平台导轨a3方向进行滑动。

所述治具平台座a1的上表面一端固定设置有型材固定装置，该型材固定装置为移动式型材固定装置；所述移动夹紧平台a5的上表面设置有型材固定装置，该型材固定装置为固定式型材固定装置；两个型材固定装置呈相向匹配设置，从而令两个型材固定装置将型材夹紧。

所述治具平台座a1还固定设置有夹紧动力装置，夹紧动力装置一端与移动夹紧平台a5相连接；夹紧动力装置驱动移动式型材固定装置往固定式型材固定装置方向移动时，即为夹紧动作；夹紧动力装置驱动移动式型材固定装置远离固定式型材固定装置时，即为松开动作。

作为本发明的一种优选方式，所述型材固定装置包括有夹板固定座a6、夹板a7和回转气缸a8，所述夹板固定座a6一端与夹板a7相固定连接；本发明的夹板a7优选用尼龙材料制作而成，进而有效保护型材不被刮伤；固定式型材固定装置的夹板固定座a6另一端固定设置在治具平台座a1的上表面，固定式型材固定装置的回转气缸a8固定设置在治具平台座a1的上表面。

移动式型材固定装置的夹板固定座a6另一端固定设置在移动夹紧平台a5的上表面，移动式型材固定装置的回转气缸a8固定设置在移动夹紧平台a5的上表面。本发明的两个回转气缸a8呈相向对称设置，本发明的两个夹板a7呈相向对称设置，这样才能完成夹紧和压紧动作。

作为本发明的一种优选方式，所述夹紧动力装置包括有中间连接板a9、夹紧气缸a10、夹紧气缸座a11和夹紧气缸固定机构a12，

夹紧气缸a10一端与夹紧气缸座a11相固定连接，夹紧气缸a10另一端与中间连接板a9相连接，移动夹紧平台a5一端与中间连接板a9一端相连接，本发明移动夹紧平台a5和中间连接板a9之间相互垂直设置。

所述夹紧气缸固定机构a12包括有固定手柄a12-1和固定杆a12-2，所述固定杆a12-2一端设置有卡接端部，所述治具平台座a1侧壁设置有与卡接端部相匹配的y方向夹紧调节槽a1-1，卡接端部嵌设在y方向夹紧调节槽a1-1中；所述固定杆a12-2另一端依次穿过夹紧气缸座a11后与固定手柄a12-1相螺纹连接；从而将夹紧气缸座a11固定在治具平台座a1的侧壁上。

所述治具平台座a1侧壁还设置有与中间连接板a9相匹配的限位块a13，本发明的限位块a13优选采用橡胶材料制作而成。

作为本发明的一种优选方式，所述龙门加工装置b包括有龙门机架b1、刀库b2、y轴滑板b3、z轴滑板b4和铣切头b5，刀库b2固定设置在龙门机架b1上，本发明的刀库b2与现有技术无本持区别，故不在此详说；所述龙门机架b1的两侧立柱通过x轴移动机构d与机床床身c相连接，龙门机架b1的横梁通过y轴移动机构与y轴滑板b3相连接，y轴滑板b3通过z轴移动机构与z轴滑板b4相连接，铣切头b5一端固定在z轴滑板b4上。

作为本发明的一种优选方式，所述x轴移动机构d包括有x轴驱动装置和x轴移动导向装置，所述x轴驱动装置一端与机床床身c一侧壁相连接，所述x轴驱动装置另一端与龙门机架b1一侧立柱相连接；

所述x轴移动导向装置一端与机床床身c另一侧壁相连接，所述x轴移动导向装置另一端与龙门机架b1另一侧立柱相连接；本发明的x轴驱动装置和x轴移动导向装置优选呈对称设置。

作为本发明的一种优选方式，所述x轴移动导向装置包括有x轴移动滑块和x轴移动导轨，所述x轴移动导轨一端与机床床身c另一侧立柱相连接，所述x轴移动滑块一端与龙门机架b1另一端相连接，x轴移动滑块和x轴移动导轨相扣接；所以，当x轴驱动装置驱动龙门加工装置b沿机床床身c的长度方向进行移动时，x轴移动滑块和x轴移动导轨起到导向和平衡作用。

作为本发明的一种优选方式，所述x轴驱动装置包括有x轴电机固定座d1、x轴电机d2、x轴驱动齿轮d3和x轴齿条，

所述x轴电机固定座d1固定设置在龙门机架b1的一侧立柱上，所述x轴电机d2固定在x轴电机固定座d1上，所述x轴电机d2的主轴与x轴驱动齿轮d3相固定连接，x轴齿条固定设置在机床床身c一侧壁上，x轴驱动齿轮d3和x轴齿条相啮接。x轴电机d2带动x轴驱动齿轮d3转动，x轴驱动齿轮d3沿x轴齿条的长度方向移动，从而让龙门加工装置b沿着机床床身c的长度方向进行移动。

作为本发明的一种优选方式，所述y轴移动机构包括有y轴电机、y轴丝杆b6、y轴螺母、y轴导轨b7和y轴滑块，y轴电机固定在龙门机架b1的横梁上，所述y轴丝杆b6两端通过轴承座固定在龙门机架b1的横梁上，y轴电机的主轴连接有y轴电机同步轮，y轴丝杆b6连接有y轴丝杆同步轮，y轴电机同步轮通过皮带轮与y轴丝杆同步轮相连接。

y轴电机驱动y轴丝杆b6做回旋运动，从而令y轴螺母沿着y轴丝杆b6的长度方向来回移动；y轴螺母与y轴丝杆b6相螺纹连接，y轴螺母一端与y轴滑板b3相固定连接，y轴螺母带动y轴滑板b3沿着y轴丝杆b6的长度方向来回移动；

本发明的y轴导轨b7数量为两条，y轴丝杆b6位于两条y轴导轨b7之间，y轴丝杆b6和y轴导轨b7相互平行设置；y轴滑板b3通过y轴滑块与y轴导轨b7相连接，y轴滑块和y轴导轨b7主要起导向平衡作用，保证y轴滑板b3稳定移动。

作为本发明的一种优选方式，所述z轴移动机构包括有z轴电机b8、z轴主动轮b9、z轴同步轮b10、z轴丝杆、z轴螺母和配重气缸b11，

所述z轴电机b8固定设置在y轴滑板b3的正表面上，z轴电机b8的主轴与z轴主动轮b9相固定连接；

z轴丝杆两端通过轴承座固定在y轴滑板b3的背面上，z轴同步轮b10与z轴丝杆一端相固定连接，z轴主动轮b9通过皮带与z轴同步轮b10相连接；z轴丝杆与z轴螺母相螺纹连接，z轴螺母一端z轴滑板b4相连接；本发明的配重气缸b11数量为两个，两个配重气缸b11分别固定设置在y轴滑板b3的侧壁上，配重气缸b11的伸缩杆分别与z轴滑板b4相固定连接；配重气缸b11在此既可以起到导向、平衡的作用，而且可以为z轴滑板b4的移动提供动力辅助，有效降低z轴电机b8的功率。

在使用本发明时，通过在机床床身的长度方向设置有多个龙门加工装置，实现多个铣切头进行加工型材，极大地提高了加工效率；通过x轴移动机构驱动着龙门加工装置沿机床床身的长度方向进行移动，极大地提高了龙门加工装置对型材加工的灵活性；通过夹紧动力装置装置来控制移动夹紧平台的移动，实现两个型材固定装置的相向运动或相背运动，即实现型材的夹紧和松开动作；通过治具平台导轨、治具平台滑块将治具平台座和移动夹紧平台连接起来，极大地方便移动夹紧平台的调节，便于实现型材的快速定位。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。