CN101486110B - 一种多枚钥匙数控加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明系一种数控批量加工多枚钥匙的数控铣床及其夹具装置的结构。一种多枚钥匙数控加工装置，包括铣刀动力传动装置和多枚钥匙坯夹持装置(2)。铣刀轴安装在上下拖板(5)上下丝杠(6)上，铣刀轴水平配置，在前后拖板(1 3)前后丝杠(14)上安装驱动铣刀(3)的驱动电机(11)，驱动电机(11)的输出轴与铣刀轴平行，在输出轴与铣刀轴之间设置一根平行的活动轴，在输出轴与活动轴之间，在活动轴与铣刀轴之间分别配置输出支撑杆(12)和铣刀支撑杆(16)，由皮带分别连接三个皮带轮。在夹持块(2e)的左右两侧分别配置气动压紧机构。采用本发明能够达到：驱动电机的震动不会传递影响铣刀加工精度，延长铣刀(3)使用寿命，能快速夹持多枚钥匙坯，提高产品加工的合格率。

Description

一种多枚钥匙数控加工装置

(一)技术领域

本发明系一种锁具加工装置，特别是一种数控批量加工多枚钥匙的数控铣床及其夹具装置的改良结构。

(二)背景技术

现有技术在锁具行业里大多使用的是手推式锯齿机来加工齿型牙花钥匙，其牙花齿的深浅变化是通过人工调节锯片高度来完成的，相对钥匙表面向下运动的多少产生钥匙牙花深浅变化，通过不同高度变化组合来控制钥匙牙花级差，即钥匙的号码。

人工推动装有锯片的装置要完成整把钥匙的加工需要通过一系列复杂操作过程才能达到目的，即加工一把钥匙需要以下操作：首先人工调节牙花的深度，相对钥匙的表面向下运动产生一个齿，再人工调节齿的中心距离，相对钥匙纵向运动来位移产生齿间距，重复调整牙花的深浅产生另一个齿，多次重复操作完成一把钥匙的加工。

这种加工方式普遍存在以下缺陷：①牙花组合变化，即级差变化是通过人工调节锯片的高度来实现。在加工过程中，如果操作人员调整的深度不到位，或者是忘记了调整牙花深度，就会加工出不合格的钥匙，或是重号牙花钥匙。调整牙花的深度不到位，这样加工出来的牙花与设置的级差有一定的误差，也就是说，级差深度与弹子的深度，是有一定的关系，如果误差太大就很容易造成钥匙与钥匙之间的互开，也就是常说的互开率很大。②齿间距，即齿与齿的中心距离采用了纯机械，人工调节的运动方式，会产生一定的位置误差，从而导致钥匙的齿位对不上与之对应的锁体与锁心，造成钥匙打不开与之相对应锁的尴尬局面。

为了提高批量加工钥匙的效率和加工精度，本领域出现了一种改进的加工方式，即由数控铣床加工由左右、前后、上下三个方向的丝杠、拖板及相应的数控电机控制铣刀头的加工设备，例专利申请号：00261998《数控钥匙铣床》等等技术的公开。

此类技术将钥匙坯从左至由夹紧一排待加工面朝上，一把圆盘铣刀的铣刀轴垂直于纸面安装，圆盘铣刀旋转铣切钥匙齿牙，铣刀轴安装在上下丝杠拖板上作上下移动可以铣切牙的深浅，并为更换次排牙作准备；铣刀轴及上下丝杠拖板由左右丝杠拖板作左右移动可以铣切多枚钥匙；再将铣刀轴连同上下丝杠拖板、左右丝杠拖板由前后丝杠拖板移动，可以在铣刀轴提升时作前后移动，分别铣切其它排的齿牙，完成多枚钥匙的一次装夹同时完成。

在以上技术方案中，铣刀的旋转需由电机驱动，驱动电机是直接安装在铣刀的尾端，有些是通过皮带和皮带轮传动至铣刀轴上，驱动电机也被安装在上下丝杠拖板上，上下丝杠拖板又被左右丝杠拖板、前后丝杠拖板相继拖曳推动，如此结构虽然铣刀的旋转动力传递比较简洁，紧凑，但是会导致如下的严重缺陷，即驱动铣刀的电机体积较大、重量较重，运转时震动较大，当驱动电机直接安装在铣刀的尾端，或由皮带轮皮带传动至铣刀，高速旋转和剧烈的振动会造成铣刀头的晃动，铣切精度受影响而造成钥匙难以插拔或配合拧动难以到位，给使用带来困难麻烦甚至安全性缺陷，为了保证铣刀铣切精度，必须使丝杠、拖板做得十分坚固、稳重，耗材多，笨重，左右、前后、上下每一级的数控电机动力均必须很大，带来一系列问题和障碍，因此，在钥匙的数控、批量生产加工的设备中迫切希望解决和改善此问题。

在上述的现有技术的改进方案中，不仅需要提供能既旋转又上下左右移动的数控铣刀的铣床，还必不可少地需要提供与之相应的夹持多枚钥匙坯的夹具，然而，现有技术的钥匙夹持装置也不完善，目前使用的钥匙坯夹持装置是将钥匙坯分别放入夹具的各个坯槽狭缝中，两侧采用螺杆机构向中间压迫夹紧，如此结构虽然可以应付加工夹持的需要，但是尚存在以下不足之处，其一，由于是多把钥匙坯同时夹持，每把钥匙的间隙累积后两侧总夹持压紧的距离相对较大，螺杆旋转的圈数较多，比较费事费时；其二，由于是采用人工旋转螺杆的方式，人工施加的力难以始终保持一致，因此，时有发生时紧时松的问题，在加工过程中出现钥匙坯掉落，而且一旦脱落一把，即会对全数钥匙坯重新夹持，许多场合的重新夹持是难以校对至原先相同位置而不得不报废；再者，螺杆旋转压紧机构的自锁力不足，偶然会出现加工的震动引起松动，其后果如上所述，不仅需重新安装夹持，常常还会造成报废浪费。因此，在加工多枚钥匙坯的工况下还是需要对夹具的夹持机构进行改良。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种钥匙的数控、批量生产加工的装置，驱动锁具铣床铣刀的电机减小对铣刀头的震动，对加工精度的影响，夹持多枚钥匙坯的夹具须夹持快捷、可靠。

本发明的目的由如下机构实现。

一种多枚钥匙数控加工装置，包括上部的铣刀动力传动装置和位于下部的多枚钥匙坯夹持装置，

所述铣刀动力传动装置为，铣刀轴安装在上下拖板上，铣刀轴水平配置，轴线呈前后方向；

前后拖板前后丝杠、左右拖板左右丝杠、上下拖板上下丝杠相继由三台数控电机分别拖拽推动；

所述多枚钥匙坯夹持装置为，呈矩形体的夹持块的上表面从左至右均匀间距开设多条狭缝钥匙坯槽；

其特征在于：

在前后拖板前后丝杠上安装驱动铣刀旋转的驱动电机，驱动电机的输出轴与铣刀轴平行，在输出轴与铣刀轴之间设置一根平行的活动轴，在输出轴与活动轴之间，在活动轴与铣刀轴之间分别配置输出支撑杆和铣刀支撑杆，活动轴、铣刀轴可以相对移动；在输出轴、活动轴、铣刀轴上各配置输出皮带轮、活动皮带轮、铣刀皮带轮，由皮带分别连接传动输出皮带轮和活动皮带轮及活动皮带轮和铣刀皮带轮。

在夹持块的左右两侧分别配置气动压紧机构。

所述夹紧机构为，在夹持块的外侧配置气缸推杆垂直向上的气缸，在夹持块与气缸之间设置一固定支点，在支点上穿装一根杠杆臂，杠杆臂的一端抵压夹持块的外侧壁，杠杆臂的另一端从上向下抵压气缸推杆的顶端。

进一步，所述杠杆臂呈Z字形。

进一步，所述杠杆臂处于气缸推杆顶起位置时，杠杆臂的另一端与夹持块外侧壁的接触点位于支点的水平线与向上30度夹角的范围内。

进一步，所述支撑杆为金属材质杆。

进一步，所述活动皮带轮为双槽皮带轮。

采用本技术方案，铣刀在加工一排钥匙的一个齿牙时，只需要使铣刀在一个平面上移动，即在上下和左右形成的平面上移动，既铣切了一个齿牙的深度，又铣切完成了横向排列所有钥匙的同一个齿牙。采用本技术方案，驱动铣刀的驱动电机是安装在前后拖板上的，此时前后拖板是不需要移动的，因此，即使驱动电机旋转运行发生震动也不影响上下拖板和左右拖板，不会影响到安装在上下拖板上的铣刀加工精度和影响其使用寿命，上下拖板和左右拖板没有安装铣刀的“负担”，丝杠推动拖板的行动比较轻松，相应的数控电机功率不必增大，整个运行设备的结构体积和重量变小。

铣切完一个齿牙后，启动前后向的数控电机拖动前后丝杠和前后拖板，使铣刀位于另一齿牙的位置上，重复上述动作铣切整排钥匙的另一个齿牙，反复如此动作完成全部钥匙的全部齿牙加工。

在输出轴与活动轴之间，在活动轴与铣刀轴之间分别配置输出支撑杆和铣刀支撑杆；在输出轴、活动轴、铣刀轴上各配置输出皮带轮、活动皮带轮、铣刀皮带轮，由皮带分别连接传动输出皮带轮和活动皮带轮及活动皮带轮和铣刀皮带轮。使得安装在前后拖板上的驱动电机可以方便，准确，无论相互轴的位置如何改变，均可以将旋转动力进行皮带传递至铣刀上。

本发明的多枚钥匙坯夹持装置由气缸的气动动力来提供和实现，动作迅速、推杆的行程和压力可选择、可调，在作业中可以严格保持一致，因此，夹持多枚钥匙坯动作很快，作业中不会出现松动现象，不会产生掉落钥匙坯的故障，也提高了作业的速度和产品的合格率。

本发明的优越性和有益效果为：①安装在前后丝杠、拖板上的驱动电机的震动不会传递影响到安装在上下丝杠拖板的铣刀，确保加工精度；②减小了对铣刀的震动，保护了铣刀的工况，维护延长了铣刀及铣刀架的使用寿命；③不必对上下及左右丝杠拖板机构制作得过于沉重、庞大而浪费材料；④提供了快速夹持多枚钥匙坯的机构；⑤夹持稳固可靠，提高了产品加工的合格率。

在以上的表述中使用了上下、前后和左右，这只是为了叙述结构的方便，便于理解，其实，并非对所述方位的绝对限止，只是表示一个相互的相对位置关系。

(四)附图说明

图1是本发明多枚钥匙数控加工装置，包括上部的铣刀动力传动装置和位于下部的多枚钥匙坯夹持装置，铣刀轴配置在上下丝杠拖板上，以及与左右丝杠拖板、前后丝杠拖板配置的结构视图；

图2是图1上下丝杠拖板上升，铣刀呈提起位置的视图；

图3是图1左右丝杠拖板右移，铣刀铣切至钥匙坯排列的右侧位置的视图；

图4是现有技术铣刀轴及驱动电机直接安装在上下丝杠拖板上，驱动电机由皮带和皮带轮传动至铣刀轴上的结构视图，下部的多枚钥匙坯夹具结构；

图5是本发明多枚钥匙数控加工装置的一种实施方式的立体结构视图；

图6是被加工的一种钥匙简图；

图7是本发明多枚钥匙数控加工装置位于下部的多枚钥匙坯夹持装置，其中一种实施方式的结构视图；

图8是本发明多枚钥匙数控加工装置位于下部的多枚钥匙坯夹持装置，另一种实施方式，杠杆臂呈Z字形结构的结构视图；

图9是现有技术的多枚钥匙坯夹具的结构视图。

图中：1是底座、2是多枚钥匙坯夹持装置、2a是气缸、2b是气缸推杆、2c是杠杆臂、2d是支点、2e、夹持块、2f钥匙坯槽、3是铣刀、4是铣刀皮带轮、5是上下拖板、6是上下丝杠、7是左右拖板、8是左右丝杠、9是皮带、10是输出轴皮带轮、11是驱动电机、12是输出支撑杆、13是前后拖板、14是前后丝杠、15是活动皮带轮、16是铣刀支撑杆。

(五)具体实施方法

以下结合附图，对本发明作详细说明：

一种多枚钥匙数控加工装置，包括上部的铣刀动力传动装置和位于下部的多枚钥匙坯夹持装置2，

所述铣刀动力传动装置为，铣刀轴安装在上下拖板5上下丝杠6上，铣刀轴水平配置，轴线呈前后方向，上下拖板5上下丝杠6相继由左右丝杠8左右拖板7、前后丝杠14前后拖板13由三台数控电机分别拖曳推动；

所述多枚钥匙坯夹持装置2为，呈矩形体的夹持块2e的上表面从左至右均匀间距开设多条狭缝钥匙坯槽2f；

在前后拖板13前后丝杠14上安装驱动铣刀3旋转的驱动电机11，驱动电机11的输出轴与铣刀轴平行，在输出轴与铣刀轴之间设置一根平行的活动轴，在输出轴与活动轴之间，在活动轴与铣刀轴之间分别配置输出支撑杆12和铣刀支撑杆16，活动轴、铣刀轴可以相对移动；在输出轴、活动轴、铣刀轴上各配置输出皮带轮10、活动皮带轮15、铣刀皮带轮4，由皮带分别连接传动输出皮带轮10和活动皮带轮15及活动皮带轮15和铣刀皮带轮4。

在夹持块2e的左右两侧分别配置气动压紧机构。

通过所述机构，铣刀在数控电机的控制驱动下作上下和左右方向的移动，同时旋转铣切装置在多枚钥匙坯夹持装置2狭缝钥匙坯槽2f中的多枚钥匙坯，当加工好多枚钥匙的一排牙花后，抬起铣刀由前后方向的前后丝杠14及前后拖板13拖动继续加工第二颗牙花，也即加工成排钥匙的第二排牙花，重复上述动作完成整把钥匙的加工。

所述夹紧机构为，在夹持块2e的外侧配置气缸推杆2b垂直向上的气缸2a，在夹持块2e与气缸2a之间设置一固定支点2d，在支点2d上穿装一根杠杆臂2c，杠杆臂2c的一端抵压夹持块2e的外侧壁，杠杆臂2c的另一端从上向下抵压气缸推杆2b的顶端。采用气缸作为动力源，动作迅速快捷，夹持到位，夹紧可靠不会松动，保证加工过程中所有钥匙坯牙花的形状深浅一致性，提高了产品的质量。

所述杠杆臂2c呈Z字形。由直杆形的杠杆臂2c改为Z字形，使得达到夹持夹紧的目的而气缸动作可减小，夹持更可靠。

所述杠杆臂2c处于气缸推杆2b顶起位置时，杠杆臂2c的另一端与夹持块2e外侧壁的接触点位于支点2d的水平线与向上30度夹角的范围内。既要便于气缸顶起能便捷夹持，又要有较好的夹紧自锁作用，在以上角度范围内，杠杆臂2c能发挥较好效果。

所述输出支撑杆12和铣刀支撑杆16为金属材质杆。由于需要驱动铣刀加工整排钥匙，因此，选择金属材质作为支撑杆更加可靠。

所述活动皮带轮15为双槽皮带轮。为了使活动轴能相对输出轴、铣刀轴自如移动又能传递皮带动力，在活动轴上需采用双槽皮带轮。

采用本发明能够达到：驱动电机的震动不会传递影响铣刀的加工精度，减小对铣刀的震动，延长了铣刀的使用寿命，能快速夹持多枚钥匙坯，提高了产品加工的合格率。

Claims (6)

1.一种多枚钥匙数控加工装置，包括上部的铣刀动力传动装置和位于下部的多枚钥匙坯夹持装置(2)，

所述铣刀动力传动装置为，铣刀轴安装在上下拖板(5)上，铣刀轴水平配置，轴线呈前后方向；

前后拖板(13)前后丝杠(14)、左右拖板(7)左右丝杠(8)、上下拖板(5)上下丝杠(6)相继由三台数控电机分别拖拽推动；

所述多枚钥匙坯夹持装置(2)为，呈矩形体的夹持块(2e)的上表面从左至右均匀间距开设多条狭缝钥匙坯槽(2f)；

其特征在于：

在前后拖板(13)前后丝杠(14)上安装驱动铣刀(3)旋转的驱动电机(11)，驱动电机(11)的输出轴与铣刀轴平行，在输出轴与铣刀轴之间设置一根平行的活动轴，在输出轴与活动轴之间，在活动轴与铣刀轴之间分别配置输出支撑杆(12)和铣刀支撑杆(16)，活动轴、铣刀轴可以相对移动；在输出轴、活动轴、铣刀轴上各配置输出皮带轮(10)、活动皮带轮(15)、铣刀皮带轮(4)，由皮带分别连接传动输出皮带轮(10)和活动皮带轮(15)及活动皮带轮(15)和铣刀皮带轮(4)；

在夹持块(2e)的左右两侧分别配置气动压紧机构。

2.根据权利要求1所述多枚钥匙数控加工装置，其特征在于所述夹紧机构为，在夹持块(2e)的外侧配置气缸推杆(2b)垂直向上的气缸(2a)，在夹持块(2e)与气缸(2a)之间设置一固定支点(2d)，在支点(2d)上穿装一根杠杆臂(2c)，杠杆臂(2c)的一端抵压夹持块(2e)的外侧壁，杠杆臂(2c)的另一端从上向下抵压气缸推杆(2b)的顶端。

3.根据权利要求2所述多枚钥匙数控加工装置，其特征在于所述杠杆臂(2c)呈Z字形。

4.根据权利要求2所述多枚钥匙数控加工装置，其特征在于所述杠杆臂(2c)处于气缸推杆(2b)顶起位置时，杠杆臂(2c)的另一端与夹持块(2e)外侧壁的接触点位于支点(2d)的水平线与向上30度夹角的范围内。

5.根据权利要求1所述多枚钥匙数控加工装置，其特征在于所述输出支撑杆(12)和铣刀支撑杆(16)为金属材质杆。

6.根据权利要求1所述多枚钥匙数控加工装置，其特征在于所述活动皮带轮(15)为双槽皮带轮。

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