CN101204733A - 薄壁空心零件的加工设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁空心零件的加工设备及使用方法，该加工设备包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台架。所述夹具和设备的主轴连为一体，夹具中心的气道与气泵相连；刀具顺序地由一圆弧刀具、一直柄和一个手柄连接组成，圆弧刀具为圆弧形的，圆弧刀具上有两个刀头，一个是装在与刀具直柄前端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。其使用方法包括以下步骤：将毛坯装入夹具内吸紧；主轴带动夹具和毛坯旋转；刀具前进，对毛坯进行切削；旋转刀具手柄进行切削使整个余料和加工成型零件分离加工完成。通过该设备，能避免因夹具不合适造成的零件损坏，同时加工的余料可整体保留，从而显著降低了生产成本。

Description

薄壁空心零件的加工设备及使用方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备及使用方法，具体涉及一种薄壁空心零件的加工设备及使用方法。

背景技术

薄壁空心零件的加工，现有技术一般有冲压成型、数控车床或数控铣床加工。冲压成型所加工的零件精度不高，且好多非金属类材料零件无法通过冲压成型完成，数控车床或数控铣床加工零件精度高，但切削量都较大，材料浪费较严重，且加工时间较长，加工效率较低。夹具在薄壁空心零件的加工设计中极为关键，由于毛坯加工到最后是一个薄壁空心零件，普通的三爪或四爪卡盘在抓紧此薄壁空心零件的同时，由于刀具切削力的作用会使零件产生变形，因此合适的夹具既不能损坏薄壁空心零件的精度，又要在加工时能夹紧零件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄壁空心零件的加工设备和使用方法，通过该设备的，能完全避免因夹具不合适造成的零件损坏，同时加工的余料可整体保留，留作他用，从而降低了生产成本，使得加工效率大幅提高。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种薄壁空心零件的加工设备，它包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台架，其中：

夹具，该夹具和设备的主轴连为一体，所述夹具中心的气道与气泵相连；

刀具，它顺序地由一圆弧刀具、一直柄和一个手柄连接组成，并通过直柄固定在刀具台架上，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直柄垂直相连，另一端为自由端，圆弧刀具上有两个刀头，一个是装在刀具直柄前端并与圆弧刀具一端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。

上述的薄壁空心零件的加工设备，还包括一限位撞块，该限位撞块位于刀具台架和手柄之间的直柄上。上述圆弧刀具的长度为其对应弦长等于直柄前端到零件圆心的距离，其弧度为60度。上述夹具和圆弧刀具与加工零件制造成同心圆的关系。

上述的薄壁空心零件的加工设备的使用方法包括以下步骤：

将待加工的毛坯装入夹具内；打开气泵，将毛坯吸住；打开主轴电源，主轴带动夹具和毛坯旋转；刀具向前进，对毛坯进行切削，当切削到薄壁空心零件需要的深度时停止刀具向前移动；缓慢旋转刀具后端的手柄，由圆弧形刀具顶端的第二刀头进行切削，当切削到毛坯中心的时候，整个余料和加工成型零件分离；主轴停止旋转；气泵停止；将余料和刀具取出，加工完成。

由于本发明采用上述技术方案，产生了如下有益效果：该设备可在高效加工的同时，将加工的余料整体保留，余料可用于产品的再生产。

附图说明

图1为本发明剖面示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为本发明的侧视剖面图；

图4为本发明弧形刀具剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

参考图1，石墨电饭锅的加工设备包括刀具，夹具4，气道13，气泵(图中未画出)、设备的主轴(图中未画出)和刀具台架8。其中：夹具4和设备的主轴连为一体，夹具4中心装有气道13，气道13与气泵相连，刀具固定在刀具台架8上，其刀具由一圆弧刀具10、一直柄3和一个手柄9顺序连接组成，手柄9位于刀具直柄3后端，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直柄垂直，并且该端与直柄3前端相连，圆弧刀具10上有两个刀头，一个是装在刀具直柄3前端与圆弧刀具10一端相连处的第一刀头6，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头7，位于刀具前端的圆弧刀具10垂直面对设备的主轴。限位撞块5安装在刀具的直柄3上，位于刀具台架8和手柄9之间，通过限位撞块5控制薄壁空心零件加工的深度。圆弧刀具10的长度为其对应弦长等于直柄3前端到零件圆心的距离，其弧度为60度，圆弧刀具、夹具和零件为同心圆的关系。

参考图1，以石墨电饭锅加工流程为例作详细说明：

加工技术要求：电饭锅外径300mm、壁厚5mm、底部厚6mm、高230mm

加工步骤如下：

1)将石墨电饭锅毛坯(即圆柱形实体)装入机床夹具4内。

2)打开气泵，以吸力将石墨电饭锅毛坯吸住。

3)打开主轴电源，主轴带动夹具4和石墨电饭锅零件以800转/分钟的转速顺时针旋转。(注：不同材质的零件转速不同)。

4)移动刀具，并以150mm/s的速度用第一到头6进行切削(此机床为特殊机床，一种机床加工一种型号的电饭锅，刀具高度在安装时已调整到指定高度，即刀具进行切削后电饭锅的壁厚就剩下规定的5mm)，当刀具移动碰到限位撞块5时，刀具无法再向前移动，此时的电饭锅底部厚度正好为加工技术要求所规定的6mm。

5)缓慢旋转刀具后端的手柄9，由圆弧形刀具10顶端的第二刀头7以直柄前端为轴心转动，对石墨电饭锅毛坯进行切削，当切削到石墨电饭锅零件中心的时候，整个余料和石墨电饭锅分离。

6)主轴停止旋转。

7)气泵停止。

8)将石墨电饭锅、余料和刀具一同取出，加工完成。

参考图1，当加工完全中空无底的空心薄壁零件时，将圆柱形毛坯放入夹具4内，打开气泵，该气道向内吸气，由于强大的吸力将零件牢牢固定在夹具4内，让主轴旋转，手工摇动刀具向前进，完全加工到圆柱形毛坯底部，主轴停转，当加工完成后，关闭气泵，取出零件和余料。

本实施例出于设备成本考虑，仅为手工操作模式，若不计成本，可配置伺服电机、plc(英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器)，或数控系统改造成全自动设备。

该设备可在高效加工的同时，将加工的余料整体保留，余料可用于产品的再生产，大大节约了生产成本。将这种机械结构与控制技术推广到其他类似机床机械设备中去，可大大提高原设备的技术能级，为企业降低生产成本，创造经济效益。

Claims (5)

1.一种薄壁空心零件的加工设备，其特征在于，它包括刀具，中心具有气道的夹具，气泵、设备的主轴和刀具台架，其中：

夹具，该夹具和设备的主轴连为一体，所述夹具中心的气道与气泵相连；

刀具，它顺序地由一圆弧刀具、一直柄和一个手柄连接组成，并通过直柄固定在刀具台架上，圆弧刀具为圆弧形的，其一端与直柄垂直相连，另一端为自由端，圆弧刀具上有两个刀头，一个是装在刀具直柄前端并与圆弧刀具一端相连处的第一刀头，另一个是装在圆弧刀具的另一端的第二刀头。

2.根据权利要求1所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征是，还包括一限位撞块，该限位撞块位于刀具台架和手柄之间的直柄上。

3.根据权利要求1或3所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征是，所述圆弧刀具的长度为其对应弦长等于直柄前端到零件圆心的距离，其弧度为60度。

4.根据权利要求1或2或3所述的薄壁空心零件的加工设备，其特征是所述夹具和圆弧刀具与加工零件制造成同心圆的关系。

5.一种薄壁空心零件的加工设备的使用方法，其使用方法包括以下步骤：

将待加工的毛坯装入夹具内；

打开气泵，将毛坯吸住；

打开主轴电源，主轴带动夹具和毛坯旋转；

刀具向前进，对毛坯进行切削，当切削到薄壁空心零件需要的深度时停止刀具向前移动；

缓慢旋转刀具后端的手柄，由圆弧形刀具顶端的第二刀头进行切削，当

切削到毛坯中心的时候，整个余料和加工成型零件分离；

主轴停止旋转；

气泵停止；

将余料和刀具取出，加工完成。

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