一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的制作方法

本发明属于机械加工设备技术领域，具体涉及一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床，其工作内容是将电饼铛毛坯的冒口切割掉。

背景技术：

现有技术条件下，铸件浇冒口的加工有高频冲击、激光切割、车削、带锯切割和圆盘锯切割等方式。但是，这几种方式仅适用于浇冒口外伸，加工空间大的铸件毛坯。

电饼铛铝毛坯为盘状回转体结构，厚度小且难以装夹；四周有翻边，浇冒口位于回转体中心，相对凹陷。切除浇冒口要求尽量沿铛工作面位置操作，最大高度差不大于1mm。这种标准下，冲击、激光切割、带锯切割等方式无法实现，常规圆盘锯，受其刀具安装形式的限制，也无法实现。车削加工是目前唯一可行的加工方法，但是目前的车削加工又存在以下问题，首先由于电饼铛铝毛坯厚度小，用于车床上卡盘装夹的位置又有铸造倒角(台阶)，因此装夹非常困难，加工时很容易出现工件飞出，造成危险；其次，车床吃刀有限制，一个浇冒口需要3—5刀进行加工，效率低。再次，经车削后的浇冒口完全变为铝屑，掺杂切削液，贴敷在机床上，很难清理，回收困难，而且再次重铸的品质极大下降，造成资源浪费，增加了制造成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明公开了一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床，包括金属微调支架、设在金属微调支架上的焊接支架、设在焊接支架上的定位夹紧组件、设在焊接支架上的三轴切割装置；所述定位夹紧组件包括立体三角形支架、设在立体三角形支架上端的上基准靠板、通过上压紧气缸安装板设在立体三角形支架上端的上压紧气缸、设在上压紧气缸上的上压紧块、设在立体三角形支架下端的下压板和下定位靠板，立体三角形支架下端设有下气缸拉板，下压紧气缸拉板上设有下压紧气缸，下压紧气缸通过下压紧气缸座与下定位靠板连接，电饼铛毛坯下端放置在下压板、下定位靠板之间，电饼铛毛坯上端被限制在上基准靠板、上压紧块之间。

进一步的，所述三轴切割装置包括x轴滑轨、与x轴滑轨配合的x轴滑块、设在x轴滑块上的x轴滑板、设在x轴滑板上的y轴滑块、与y轴滑块配合的y轴滑轨、z轴滑轨、与z轴滑轨配合的z轴滑块，y轴机架下端连接y轴滑轨、一侧连接z轴滑块，z轴滑轨一侧设有z轴滑板，z轴滑板上设有切割电机，切割电机上设有切割刀盘，切割电机主轴上通过轴套设有切割刀盘，切割刀盘通过沉头螺栓或沉头螺钉与切割电机的轴套连接，轴套上设有定位切割刀盘的轴肩，工作时切割刀盘平面与电饼铛铝坯面能够紧密接触，轴肩中部设有螺纹，通过螺栓或螺钉外设对刀杯，对刀杯为圆台状，底端开孔,通过螺栓或螺钉可以将对刀杯固定到轴肩上，工作时切割刀盘平面与电饼铛铝坯面能够紧密接触，最大程度保证了切割后的平面与原电饼铛铝坯面的平齐度，为后续加工提供便利，轴肩中部设有螺纹，通过螺栓或螺钉外设对刀杯，对刀时候，手动移动刀盘将对刀杯套在冒口上，此时冒口中心与对刀杯中心同轴。

进一步的，所述x轴滑轨、x轴滑块之间实现的是往复直线运动，可以采用但不限于以下实现方式：伺服电机带动丝杠、齿轮齿条传动、链轮链条传动、气缸传动、油缸传动。

进一步的，所述电饼铛毛坯背面设有多个台阶、正面盘体内设有待切割的冒口，所述的上基准靠板与台阶的竖直面贴合，所述下定位靠板设有与台阶相配合的形状，下定位靠板与电饼铛毛坯下端的配合类似于模具与工件的配合，实现对电饼铛毛坯的精确定位。

进一步的，所述上压紧块与电饼铛毛坯接触处呈弧形倾斜平面，有效实现对电饼铛毛坯的紧密贴合，在上压紧气缸作用下对电饼铛毛坯施加x方向、z方向作用力。

进一步的，所述下气缸拉板与下定位靠板之间设有多个导向轴，起到支撑和导向作用，实现下压板的均匀稳定移动。

进一步的，所述立体三角形支架外侧通过气缸设有推拉护罩，切割时隔离操作人员和切割锯片，阻挡切屑及冷却液，起到安全防护作用。

工作原理说明之定位原理及方法：本发明设备靠上基准靠板、上压紧块、下压板、下定位靠板实现对电饼铛毛坯的精准定位，上基准靠板和下定位靠板实现了对电饼铛毛坯左右方向的精准限位，下压板设有与电饼铛毛坯外侧相匹配的形状，即多台阶结构，对电饼铛毛坯起到托举和前后方向限位作用，在下压紧气缸作用下，电饼铛毛坯受到下压紧气缸向右的作用力，上压紧块的弧形倾斜平面施加到电饼铛毛坯作用力呼应下压紧气缸向右的作用力和多台阶结构对电饼铛毛坯托举作用力，首先弧形面是为了呼应电饼铛毛坯的弧形外沿，倾斜面是为了将下压作用力进行转换传递，分解为向下的压力和向左的挤压力，向左的挤压力与下压紧气缸向右的作用力共同作用将电饼铛毛坯实现x轴精确定位，向下的压力与多台阶结构对电饼铛毛坯托举作用力共同作用，实现对电饼铛毛坯在z轴方向的精确定位；此外，弧形面和多台阶结构能对电饼铛毛坯实现y轴方向的精确定位，这就是定位夹紧组件对电饼铛毛坯精确定位的原理。

三轴切割装置工作原理说明，x轴滑板在滚珠丝杠带动下实现沿着x轴滑轨在x轴方向可控移动，y轴机架通过y轴滑块、y轴滑轨集成到了x轴滑板上，同理在滚珠丝杠带动下实现沿着y轴滑轨在y轴方向可控移动，上述两者叠加实现了在x、y轴形成的平面内的可控移动，z轴滑板同理通过z轴滑轨、z轴滑块集成到了y轴机架上，因此与切割电机连接的切割刀盘实现了x、y、z空间三维的可控精确定位移动，完成按设定的运动轨迹切割运动。

对刀原理说明：对刀时候，手动移动刀盘将对刀杯套在冒口上，此时冒口中心与对刀杯中心同轴，提前编程确定好横放的u型行走路径，u型半圆弧中心位置为冒口中心，设为基准点，因此，只需要将对刀杯扣在冒口上，找到基准点，按照编程路径一键就能完成加工，大大提高了对刀效率和加工效率，对刀装置简单，目视即可完成；卡槽式定位装置，无需找正；一键启停，操作人员不接触程序层面，有无数控操作经验均可使用。

定位夹紧组件的三维方向精确定位装夹外加切割刀盘的空间三维可控精确定位移动，实现了对电饼铛毛坯的冒口的精确高校切割。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：其一，主轴电机安装在数控机头z轴滑板上，切割刀盘安装在切割电机上，xyz三轴数控机头由伺服电机配合滚珠丝杠驱动，运行参数由专用控制系统设定，实现了切割刀盘沿着编程路径精确移动；其二，所述下压板的底座是根据电饼铛铝坯形状定制的专用模具，安装在数控机头一侧，夹紧组件采用气动压紧方式，由侧压紧和上压紧两部分组成，安装在定位组件上，实现了精确定位和稳定装夹；其三冷却润滑系统采用气动煤油冷却，流量调节安装在主轴电机旁，冷却喷头安装在切割锯片处，冷却带走加工余热，设备更加安全可靠；其四，机床防护分为机头防护罩和操作护罩两部分，机头护罩安装在xyz三轴数控机头上，对伺服电机、滚珠丝杠等传动部件进行防护，操作护罩安装在机头前侧，为推拉结构，切割时隔离操作人员和切割锯片，阻挡切屑及冷却液，起到安全防护作用；其五，所述专用控制系统为电饼铛铝坯加工定制，兼容数控机床通用g代码程序，同时又扩展了特定的走刀轨迹及抬刀限制；综上本发明的电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床，为全新设计，结构紧凑，运行精度高。一只气动脚踏开关可工件装夹，可视化手动快速完成工件零点对刀，一键启动完成浇冒口切割，操作简单方便，对操作人员技能要求低，同时极大降低了劳动强度，单个铝坯的加工3分钟，效率极高，专用控制程序最大限度优化切割参数和路径，性能稳定，切割下的浇冒口完整，便于收集和回收重铸，降低了产品成本，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的整体结构示意图。

图2为本发明一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的第一视角结构示意图。

图3为本发明三轴切割装部位的结构示意图。

图4为本发明一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的定位夹紧组件结构示意图。

图5为本发明一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的第二视角结构示意图。

图6为本发明一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床的第三视角结构示意图。

图7为本发明电饼铛毛坯第一视角结构示意图。

图8为本发明电饼铛毛坯第二视角结构示意图。

图9为切割刀盘放大结构示意图。

图中：1.金属微调支架，2.焊接支架，3.定位夹紧组件，31.立体三角形支架，32.上基准靠板，33.上压紧气缸安装板，34.上压紧气缸，35.上压紧块，35a.弧形倾斜平面,36.下压板，37.下定位靠板，38.下气缸拉板，39.下压紧气缸，310.下压紧气缸座，4.三轴切割装置，41.x轴滑轨，42.x轴滑块，43.x轴滑板，44.y轴滑块，45.y轴滑轨，46.z轴滑轨，47.z轴滑块，48、z轴滑板，49、切割电机,410.切割刀盘，5.电饼铛毛坯,51.台阶,52.冒口,6.导向轴,7.推拉护罩,8.y轴机架,9.对刀杯。

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。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种电饼铛铝坯浇冒口专用数控切割机床，金属微调支架1、设在金属微调支架1上的焊接支架2、设在焊接支架2上的定位夹紧组件3、设在焊接支架2上的三轴切割装置4；所述定位夹紧组件3包括立体三角形支架31、设在立体三角形支架31上端的上基准靠板32、通过上压紧气缸安装板33设在立体三角形支架31上端的上压紧气缸34、设在上压紧气缸34上的上压紧块35、设在立体三角形支架31下端的下压板36和下定位靠板37，立体三角形支架31下端设有下气缸拉板38，下压紧气缸拉板38上设有下压紧气缸39，下压紧气缸39通过下压紧气缸座310与下定位靠板37连接，电饼铛毛坯5下端放置在下压板36、下定位靠板37之间，电饼铛毛坯5上端被限制在上基准靠板32、上压紧块35之间；所述三轴切割装置4包括x轴滑轨41、与x轴滑轨41配合的x轴滑块42、设在x轴滑块42上的x轴滑板43、设在x轴滑板43上的y轴滑块44、与y轴滑块44配合的y轴滑轨45、z轴滑轨46、与z轴滑轨46配合的z轴滑块47，y轴机架8下端连接y轴滑轨45、一侧连接z轴滑块47，z轴滑轨46一侧设有z轴滑板48，z轴滑板48上设有切割电机49，切割电机49上设有切割刀盘410，切割电机49主轴上通过轴套设有切割刀盘410，切割刀盘410通过沉头螺栓或沉头螺钉与切割电机49的轴套连接，轴套上设有定位切割刀盘410的轴肩，工作时切割刀盘410平面与电饼铛铝坯面能够紧密接触，轴肩中部设有螺纹，通过螺栓或螺钉外设对刀杯9；所述x轴滑轨41、x轴滑块42之间通过伺服电机和丝杠传动组件配合运动；所述电饼铛毛坯5背面设有多个台阶51、正面盘体内设有待切割的冒口52，所述的上基准靠板32与台阶51的竖直面贴合，所述下定位靠板37设有与台阶51相配合的形状；所述上压紧块35与电饼铛毛坯5接触处呈弧形倾斜平面35a；所述下气缸拉板38与下定位靠板37之间设有多个导向轴6；所述立体三角形支架31外侧通过气缸设有推拉护罩7。

工作原理说明之定位原理及方法：本发明设备靠上基准靠板32、上压紧块、下压板36、下定位靠板37实现对电饼铛毛坯5的精准定位，上基准靠板32和下定位靠板37实现了对电饼铛毛坯5左右方向的精准限位，下压板36设有与电饼铛毛坯5外侧相匹配的形状，即多台阶结构，对电饼铛毛坯5起到托举和前后方向限位作用，在下压紧气缸39作用下，电饼铛毛坯5受到下压紧气缸39向右的作用力，上压紧块35的弧形倾斜平面35a施加到电饼铛毛坯5作用力呼应下压紧气缸39向右的作用力和多台阶结构对电饼铛毛坯5托举作用力，首先弧形面是为了呼应电饼铛毛坯5的弧形外沿，倾斜面是为了将下压作用力进行转换传递，分解为向下的压力和向左的挤压力，向左的挤压力与下压紧气缸39向右的作用力共同作用将电饼铛毛坯5实现x轴精确定位，向下的压力与多台阶结构对电饼铛毛坯5托举作用力共同作用，实现对电饼铛毛坯5在z轴方向的精确定位；此外，弧形面和多台阶结构能对电饼铛毛坯5实现y轴方向的精确定位，这就是定位夹紧组件3对电饼铛毛坯5精确定位的原理。

三轴切割装置4工作原理说明，x轴滑板43在滚珠丝杠带动下实现沿着x轴滑轨在x轴方向可控移动，y轴机架8通过y轴滑块44、y轴滑轨45集成到了x轴滑板43上，同理在滚珠丝杠带动下实现沿着y轴滑轨在y轴方向可控移动，上述两者叠加实现了在x、y轴形成的平面内的可控移动，z轴滑板同理通过z轴滑轨46、z轴滑块47集成到了y轴机架8上，因此与切割电机49连接的切割刀盘410实现了x、y、z空间三维的可控精确定位移动，完成按设定的运动轨迹切割运动。

定位夹紧组件3的三维精确定位装夹外加切割刀盘410的空间三维可控精确定位移动，实现了对电饼铛毛坯5的冒口52的精确高校切割。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。