车铣加工平板后盖上的曲面加工装置的制作方法

本发明涉及数控机床及曲面加工技术领域，尤其涉及一种车铣加工平板后盖上的曲面加工装置。

背景技术：

如今，数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品；而对于曲面（相对较规则的曲面）加工而言，现有通过数控机床加工中较难以一次成型，传统的方式往往还是采用逐次、多工序的加工，此方式不仅工序复杂、操作难度大，而且还效率低、质量难以保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、紧凑、可实现一次工序加工即可完成曲面加工的车铣加工平板后盖上的曲面加工装置。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种车铣加工平板后盖上的曲面加工装置，它包括机体、设置于机体上的工作台、设置于机体上的Y轴导向机构、设置于Y轴导向机构上的X轴导向机构、设置于X轴导向机构上的Z轴导向机构，刀具设置于Z轴导向机构上，所述工作台上设有一电机，所述电机的动力轴上固定有一用于固定工件的固定座；

优选的，所述Z轴导向机构包括第一直线电机，第一直线电机上的磁板纵向固定在X轴导向机构上，第一直线电机上的动子线圈固定在一架体上，刀具安装于所述架体上；位于X轴导向机构的顶部上设有一支撑气缸，支撑气缸上的拉杆与所述架体连接。

优选的，所述Y轴导向机构包括一Y轴移动座、设置于机体左右两侧的Y轴导轨，Y轴移动座上设有两个与所述Y轴导轨一一对应的Y轴滑槽，所述Y轴滑槽匹配安装于Y轴导轨上并可在Y轴导轨上移动。

优选的，所述X轴导向机构包括一X轴移动座，所述X轴移动座呈倒置L形结构，所述Y轴移动座内侧壁的顶部及Y轴移动座的底部侧壁上分别设有一X轴滑轨，所述X轴移动座的顶部侧壁上及下部侧壁上分别设有与所述X轴滑轨匹配的X轴滑槽，所述X轴滑槽匹配安装于X轴滑轨上并可在X轴滑轨上移动；还包括第二直线电机，第二直线电机上的磁板设置于与所述X轴移动座相向设置的Y轴移动座的侧壁上，所述第二直线电机上的动子线圈固定在X轴移动座的内侧壁上并与第二直线电机上的磁板接触。

优选的，所述架体的左右两侧侧壁上分别设有一导向杆，与两个导向杆对应的所述X轴移动座的外侧壁上设有两个导向槽，两个导向杆一一对应安装于所述导向槽内。

优选的，所述导向杆的端部两侧壁上分别向内凹陷并呈“〉”形，在截面方向上，相向设置的所述导向槽的侧壁中部向内部凸起呈与所述“〉”形匹配的“〈”形。

优选的，所述固定座上设有一螺纹孔，所述工件通过安装于螺纹孔内的螺栓固定。

优选的，所述电机为力矩电机。

本发明的有益效果在于：

本设计的装置（数控机床），其结构设计新颖、紧凑，采用直线磁板电机的方式可以确保工件在移动时的准确度和精度，同时，本装置结合本发明的方法可实现一次工序即可即可完成曲面的加工，相较于传统方式，本设计工序简单、效率高、产品质量可得到保障、刀具的使用寿命得意延长、生产成本降低。

附图说明

图1为本发明中的刀具及电机设置关系示意图；

图2为本发明的主要结构示意图；

图3为本发明中的电机及其上的工件立体结构示意图；

图4为本发明中的电机及其上的工件侧视结构示意图；

图5为本发明中的装置局部结构侧视示意图；

图6为图2中A部放大结构示意图；

图7为本发明中的导向杆及导向槽截面结构示意图；

图8为本发明中的刀具与曲面接触状态结构示意图；

图中：

100.机体；101.工作台;

201.电机;202.工件;203.固定座;204.螺栓；

301.Y轴移动座;302.Y轴导轨;303.X轴移动座;304、305.X轴滑轨；

401.第二直线电机上的磁板;402.第二直线电机上的动子线圈；

501.架体;502.刀具;503.支撑气缸;504.支撑气缸上的拉杆;505.导向槽;506.导向杆;507.导向杆的端部；

601.第一直线电机上的磁板;602.第一直线电机上的动子线圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种车铣加工平板后盖上的曲面方法，可参见图1、8，它包括如下步骤：

(1)工件202做旋转远动，刀具502做旋转运动；

(2)曲面加工时，根据曲面的走向，刀具502与工件表面接触并做上下方向上的运动；

(3)刀具502做X轴方向上的运动；随着刀具在X轴、Z轴上的运动，在刀具与工件表面接触时可实现车、铣复合操作，而后可完成曲面的加工。

本方法中，刀具旋转方向与工件旋转方向不同，同时，刀具为牛鼻刀，采用牛鼻刀可以避免使用平刀在与曲面接触时产生刀具磨损的情况，如图8所示，牛鼻刀的边缘为平滑过渡的弧面，此弧面可以与曲面接触，能够避免刀具的短时间内磨损，提高刀具的使用寿命，尤其适合此曲面加工时使用。

上述所述的方法通过实施例2所示装置予以实现，具体如下。

实施例2，一种实现如实施例１所述车铣加工平板后盖上的曲面方法的装置，参见图1至图8；它包括机体100、设置于机体100上的工作台101、设置于机体100上的Y轴导向机构、设置于Y轴导向机构上的X轴导向机构、设置于X轴导向机构上的Z轴导向机构，刀具设置于Z轴导向机构上。

具体的，本设计中的，所述Y轴导向机构包括一Y轴移动座301、设置于机体100左右两侧的Y轴导轨302，Y轴移动座301上设有两个与所述Y轴导轨302一一对应的Y轴滑槽（呈倒置U形），所述Y轴滑槽匹配安装于Y轴导轨302上并可在Y轴导轨上移动；对于Y轴移动座301的移动可采用现有任一技术方案（丝杆）来实现。

具体的，所述X轴导向机构它包括一X轴移动座303，所述X轴移动座303呈倒置L形结构，所述Y轴移动座301内侧壁的顶部及Y轴移动座301的底部侧壁上分别设有一X轴滑轨304、305，所述X轴移动座303的顶部侧壁上及下部侧壁上分别设有与所述X轴滑轨304、305匹配的X轴滑槽（呈倒置U形），所述X轴滑槽匹配安装于X轴滑轨上并可在X轴滑轨304、305上移动；还包括第二直线电机，第二直线电机上的磁板401设置于与所述X轴移动座303相向设置的Y轴移动座301的侧壁上，所述第二直线电机上的动子线圈402固定在X轴移动座303的内侧壁上并与第二直线电机上的磁板401接触；通过第二直线电机驱动第二直线电机上的动子线圈402的X轴轴向运动进而来实现X轴移动座303的左右移动。

具体的，本设计中的所述Z轴导向机构包括第一直线电机，第一直线电机上的磁板601纵向固定在X轴导向机构上，第一直线电机上的动子线圈602固定在一架体上，刀具502安装于所述架体501上；位于X轴导向机构的顶部上设有一支撑气缸503，支撑气缸上的拉杆504与所述架体501连接；通过第一直线电机上的动子线圈602在第一直线电机上的磁板601上运动可带动架体501及其上的刀具做Y轴运动，而本设计中的支撑气缸可以对静置后的架体进行支撑定位，避免架体及其上部件的自重过大出现下垂现象的发生。

进一步的，本设计还在所述架体501的左右两侧侧壁上分别设有一导向杆506，与两个导向杆506对应的所述X轴移动座的外侧壁上设有两个导向槽505，两个导向杆506一一对应安装于所述导向槽505内；如图7所示，本设计中的，所述导向杆的端部507两侧壁上分别向内凹陷并呈“〉”形，在截面方向上，相向设置的所述导向槽的侧壁中部向内部凸起呈与所述“〉”形匹配的“〈”形，通过此设计，导向杆506在导向槽内对架体在Z轴方向上进行引导，而通过“〉”形结构的设计可以对架体在Y轴方向上相对X轴移动座的固定，同时，避免架体向远离X轴移动座反方向的偏移，再者，能够确保第一直线电机上的磁板与动子线圈的有效配合。

进一步的，本设计还在所述工作台101上设有一电机201，所述电机为力矩电机，所述电机201的动力轴上固定有一用于固定工件的固定座203；所述固定座203上设有一螺纹孔，所述工件通过安装于螺纹孔内的螺栓固定在固定座203上。

在此说明的是，以上所述仅为本发明之处，对于数控机床中未提到的其他部件不为本发明设计之处，本实施例在此不再对其做过多的赘述。

在实施实施例1所述方法时，工件202固定在固定座上并被电机带动旋转，而刀具通过架体上的驱动电机带动旋转，之后，刀具上的切削刃下降与旋转的工件表面接触，根据曲面的形状，刀具在Z轴和X轴及Y轴方向上移动，通过上述各部件的协同动作可以完成曲面（此曲面为规则、对称的曲面，如球面）的一次工序加工，相较于传统方式，本设计工序简单、效率高、产品质量可得到保障、刀具的使用寿命得以延长、生产成本降低。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。