CN105014131A - 工件端面凹槽加工装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件端面凹槽加工装置及加工方法，至少包括第一机加机构、第二机加机构、工件装夹平台、驱动工件装夹平台移动的第一驱动装置，第一机加机构包括中心轴线沿X方向布置的第一刀具，第二机加机构包括中心轴线沿Y方向布置的第二刀具，工件装夹平台设有与工件形状配合的定位孔，定位孔沿Z方向布置，其中，Z方向与X方向、Y方向垂直布置，X方向与Y方向位于同一平面上，X方向和Y方向的水平倾斜角度为α，其中0＜α≤90°。工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件端面至少两个方向凹槽的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

Description

工件端面凹槽加工装置及加工方法

技术领域

本发明涉及工件端面加工技术领域，特别是涉及一种工件端面凹槽加工装置及加工方法。

背景技术

目前对于零件的端面凹槽，常规的加工方法是用铣床铣削加工，而对于端面需要加工不同方向凹槽的零件，特别是对于一种内牙嵌件，加工时先把一个方向凹槽加工出来，再将工件拆卸下来，调整工件的加工角度，再将工件夹紧进行另外一个方向凹槽的加工，重复以上动作，依次加工不同方向的凹槽。因此生产效率低，不利于大批量生产；且多次装夹和拆卸工件，不仅使加工工序繁冗，还降低机加后产品尺寸的精度，无法保证产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件端面凹槽加工装置及加工方法，能够同时完成工件端面至少两个方向凹槽的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高。

为实现本发明的目的，采取的技术方案是：

一种工件端面凹槽加工装置，至少包括第一机加机构、第二机加机构、工件装夹平台、驱动工件装夹平台移动的第一驱动装置，第一机加机构包括中心轴线沿X方向布置的第一刀具，第二机加机构包括中心轴线沿Y方向布置的第二刀具，工件装夹平台设有与工件形状配合的定位孔，定位孔沿Z方向布置，其中，Z方向与X方向、Y方向垂直布置，X方向与Y方向位于同一平面上，X方向和Y方向的水平倾斜角度为α，其中0＜α≤90°。

工件端面凹槽加工装置至少包括第一机加机构和第二机加机构，机加机构的数量和设置方向可根据端面凹槽的方向进行设置。将待加工工件安装至定位孔内，通过第一驱动装置驱动工件装夹平台进行移动，并同时带动待加工工件移动至第一刀具的下方；启动第一机加机构，并使待加工工件沿与X方向垂直的方向移动，第一刀具对工件的端面凹槽进行机加；完成沿垂直与X方向布置的凹槽加工后，将工件移动至第二刀具的下方；启动第二机加机构，并使工件沿与Y方向垂直的方向移动，第二刀具对工件的端面凹槽进行机加；完成沿垂直与Y方向布置的凹槽加工。工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件端面至少两个方向凹槽的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

下面对技术方案进一步说明：

进一步的是，X方向与Y方向垂直布置。工件端面凹槽加工装置对两个相互垂直方向的凹槽进行机加，两个刀具的轴线相互垂直，工件沿矩形轨迹移动一个循环，即可完成两个相互垂直方向的凹槽的机加。

进一步的是，第一驱动装置包括第一动力机构和第二动力机构，第一动力机构包括第一拖板及驱动第一拖板沿X方向移动的第一动力装置，第二动力机构包括第二拖板及驱动第二拖板沿Y方向移动的第二动力装置，第二动力机构设于第一拖板上，工件装夹平台设于第二拖板上。第一动力装置通过第一拖板和第二拖板带动工件装夹平台沿X方向移动，第二动力装置通过第二拖板带动工件装夹平台沿Y方向移动，使工件移动的轨迹更简单和连贯。

进一步的是，工件端面凹槽加工装置还包括第二驱动装置，工件装夹平台包括设于第二拖板上的工件托板、与第二驱动装置连接的工件夹板，工件托板和工件夹板设有相对设置的第一槽孔和第二槽孔，第一槽孔与所述第二槽孔配合形成定位孔。第二驱动装置带动工件夹板移动，实现定位孔的开合，使工件的装夹和拆卸更简单。

进一步的是，工件端面凹槽加工装置还包括自动上料机构，自动上料机构设有导料槽，导料槽位于定位孔的正上方。导料槽和定位孔的中心对齐，利用重力，工件自动落入定位孔内，使工件的上料更简单。

进一步的是，第一机加机构还包括第一动力头，第一刀具套接于第一动力头的主轴上，第二机加机构还包括第二动力头，第二刀具套接于第二动力头的主轴上。第一刀具在第一动力头的带动下进行转动，第二刀具在第二动力头的带动下进行转动，夹紧力大，紧固可靠，使工件端面凹槽的机加更稳定。

进一步的是，工件端面凹槽加工装置还包括控制器，第一驱动装置、第二驱动装置、第一机加机构、第二机加机构均与控制器电性连接。通过控制器，实现自动装夹、自动进给、自动转换切削方向，使端面至少两个方向的凹槽在一个工序中加工完成，进一步提高工作效率。

进一步的是，工件端面凹槽加工装置还包括工作平台，第一驱动装置、第二驱动装置、第一机加机构、第二机加机构均设于工作平台上。第一驱动装置、第二驱动装置、第一机加机构、第二机加机构设于同一个工作平台上，使加工的基准更简单。

进一步的是，工件端面凹槽加工装置还包括等高块，等高块设于工作平台上、并位于定位孔的正下方。用等高块对工件定位，保证工件每次上料落入定位孔时，对工件装夹固定后，工件端面露出定位孔的高度一致，保证铣削的凹槽深度相同，提高加工精度。

本发明还提供一种工件端面凹槽加工方法，包括工件端面凹槽加工装置，包括以下步骤：

在上料区域将待加工工件安装于定位孔上，待加工工件的端面露出定位孔；

启动第一驱动装置，使待加工工件移动至机加区域，并使待加工工件移动至第一刀具的下方；

启动第一机加机构，并使待加工工件沿与所述X方向垂直的方向移动，第一刀具对工件的端面凹槽进行机加；

完成沿垂直与所述X方向布置的凹槽加工后，将工件移动至第二刀具的下方；

启动第二机加机构，并使工件沿与所述Y方向垂直的方向移动，第二刀具对工件的端面凹槽进行机加；

完成沿垂直与所述Y方向布置的凹槽加工后，将完成加工的工件复位至上料区域进行下料。

工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件端面至少两个方向凹槽的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过将待加工工件安装至定位孔内，通过第一驱动装置驱动工件装夹平台进行移动，并同时带动待加工工件移动至第一刀具的下方；启动第一机加机构，并使待加工工件沿与X方向垂直的方向移动，第一刀具对工件的端面凹槽进行机加；完成沿垂直与X方向布置的凹槽加工后，将工件移动至第二刀具的下方；启动第二机加机构，并使工件沿与Y方向垂直的方向移动，第二刀具对工件的端面凹槽进行机加；完成沿垂直与Y方向布置的凹槽加工。工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件端面至少两个方向凹槽的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

附图说明

图1是本发明实施例工件端面凹槽加工装置的工作示意图一；

图2是本发明实施例工件的结构示意图；

图3是本发明实施例工件的装夹示意图；

图4是本发明实施例工件端面凹槽加工装置的工作示意图二；

图5是本发明实施例工件端面凹槽加工装置的工作示意图三；

图6是本发明实施例工件端面凹槽加工装置的工作示意图四；

图7是本发明实施例工件端面凹槽加工装置的工作示意图五。

附图标记说明：

110.第一刀具，120.第一动力头，210.第二刀具，220.第二动力头，30.工件装夹平台，310.定位孔，320.工件托板，321.第一槽孔，330.工件夹板，331.第二槽孔，40.第一驱动装置，411.第一拖板，412.第一动力装置，421.第二拖板，422.第二动力装置，50.工件，510.凹槽，60.第二驱动装置，70.自动上料机构，710.导料槽，80.等高块，90.工作平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

如图1至图3所示，一种工件端面凹槽加工装置，至少包括第一机加机构、第二机加机构、工件装夹平台30、驱动工件装夹平台30移动的第一驱动装置40，第一机加机构包括中心轴线沿X方向布置的第一刀具110，第二机加机构包括中心轴线沿Y方向布置的第二刀具210，工件装夹平台30设有与工件50形状配合的定位孔310，定位孔310沿Z方向布置，其中，Z方向与X方向、Y方向垂直布置，X方向与Y方向位于同一平面上，X方向和Y方向的水平倾斜角度为α，其中0＜α≤90°。

工件50端面凹槽加工装置至少包括第一机加机构和第二机加机构，机加机构的数量和设置方向可根据工件50端面凹槽510的方向进行设置。将待加工工件50安装至定位孔310内，通过第一驱动装置40驱动工件装夹平台30进行移动，并同时带动待加工工件50移动至第一刀具110的下方；启动第一机加机构，并使待加工工件50沿与X方向垂直的方向移动，第一刀具110对工件50的端面凹槽510进行机加；完成沿垂直与X方向布置的凹槽510加工后，将工件50移动至第二刀具210的下方；启动第二机加机构，并使工件50沿与Y方向垂直的方向移动，第二刀具210对工件50的端面凹槽510进行机加；完成沿垂直与Y方向布置的凹槽510加工。工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件50端面至少两个方向凹槽510的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

在本实施例中，如图1和图2所示，工件50端面设有两组相互垂直的凹槽510，每组凹槽均包括有四个凹槽510，工件端面凹槽加工装置相应地设置有第一机加机构和第二机加机构，第一机加机构设有两把第一刀具110，第二机加机构设有两把第二刀具210，X方向与Y方向垂直布置，第一刀具110和第二刀具210均为铣刀。工件端面凹槽加工装置对两个相互垂直方向的凹槽510进行机加，两个刀具的轴线相互垂直，工件50沿矩形轨迹移动一个循环，即可完成两个相互垂直方向的凹槽510的机加。机加机构的数量和设置方向可根据端面凹槽510的方向进行设置。

如图1所示，第一机加机构还包括第一动力头120，两把第一刀具110均套接于第一动力头120的主轴上，第二机加机构还包括第二动力头220，两把第二刀具210套接于第二动力头220的主轴上。第一刀具110在第一动力头120的带动下进行转动，第二刀具210在第二动力头220的带动下进行转动，夹紧力大，紧固可靠，使工件50端面凹槽510的机加更稳定。

如图1所示，第一驱动装置40包括第一动力机构和第二动力机构，第一动力机构包括第一拖板411及驱动第一拖板411沿X方向移动的第一动力装置412，第二动力机构包括第二拖板421及驱动第二拖板421沿Y方向移动的第二动力装置422，第二动力机构设于第一拖板411上，工件装夹平台30设于第二拖板421上。第一动力装置412通过第一拖板411和第二拖板421带动工件装夹平台30沿X方向移动，第二动力装置422通过第二拖板421带动工件装夹平台30沿Y方向移动，使工件50移动的轨迹更简单和连贯。

在本实施例中，第一动力装置412和第二动力装置422均为液压油缸，第一动力装置412和第二动力装置422还可以根据实际需要设置为气缸等其他动力装置。

如图1所示，工件端面凹槽加工装置还包括第二驱动装置60，工件装夹平台30包括设于第二拖板421上的工件托板320、与第二驱动装置60连接的工件夹板330，工件托板320和工件夹板330设有相对设置的第一槽孔321和第二槽孔331，第一槽孔321与第二槽孔331配合形成定位孔310。第二驱动装置60带动工件夹板330移动，实现定位孔310的开合，使工件50的装夹和拆卸更简单。

如图3所示，工件端面凹槽加工装置还包括自动上料机构70，自动上料机构70设有导料槽710，导料槽710位于定位孔310的正上方。导料槽710和定位孔310的中心对齐，利用重力，工件50自动落入定位孔310内，使工件50的上料更简单。

如图1和图3所示，工件端面凹槽加工装置还包括等高块80、工作平台90，第一驱动装置40、第二驱动装置60、第一机加机构、第二机加机构、等高块80均设于工作平台90上，等高块80位于定位孔310的正下方。用等高块80对工件50定位，保证工件50每次上料落入定位孔310时，对工件50装夹固定后，工件50端面露出定位孔310的高度一致，保证铣削的凹槽510深度相同，提高加工精度。

在本实施例中，工件端面凹槽加工装置还包括控制器(附图未标识)，第一驱动装置40、第二驱动装置60、第一机加机构、第二机加机构、自动上料机构70均与控制器电性连接。通过控制器，实现自动装夹、自动进给、自动转换切削方向，使端面至少两个方向的凹槽510在一个工序中加工完成，进一步提高工作效率。

本发明还提供一种工件端面凹槽加工方法，包括工件端面凹槽加工装置，包括以下步骤：

如图1和图3所示，在上料区域将待加工工件50安装于定位孔310上，待加工工件50的端面露出定位孔310；

如图4所示，启动第一驱动装置40，使待加工工件50移动至机加区域，并使待加工工件50移动至第一刀具110的下方；

启动第一机加机构，并使待加工工件50沿与所述X方向垂直的方向移动，第一刀具110对工件50的端面凹槽510进行机加；

如图5所示，完成沿垂直与所述X方向布置的凹槽510加工后，将工件50移动至第二刀具210的下方；

启动第二机加机构，并使工件50沿与所述Y方向垂直的方向移动，第二刀具210对工件50的端面凹槽510进行机加；

如图6和图7所示，完成沿垂直与所述Y方向布置的凹槽510加工后，将完成加工的工件50复位至上料区域进行下料。

工件端面凹槽加工装置能够同时完成工件50端面至少两个方向凹槽510的加工，减少装夹次数，提高生产效率，加工精度高，保证产品的质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工件端面凹槽加工装置，其特征在于，至少包括第一机加机构、第二机加机构、工件装夹平台、驱动所述工件装夹平台移动的第一驱动装置，所述第一机加机构包括中心轴线沿X方向布置的第一刀具，所述第二机加机构包括中心轴线沿Y方向布置的第二刀具，所述工件装夹平台设有与工件形状配合的定位孔，所述定位孔沿Z方向布置，其中，所述Z方向与所述X方向、所述Y方向垂直布置，所述X方向与所述Y方向位于同一平面上，所述X方向和所述Y方向的水平倾斜角度为α，其中0＜α≤90°。

2.根据权利要求1所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，所述X方向与所述Y方向垂直布置。

3.根据权利要求2所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一动力机构和第二动力机构，所述第一动力机构包括第一拖板及驱动所述第一拖板沿所述X方向移动的第一动力装置，所述第二动力机构包括第二拖板及驱动所述第二拖板沿所述Y方向移动的第二动力装置，所述第二动力机构设于所述第一拖板上，所述工件装夹平台设于所述第二拖板上。

4.根据权利要求3所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，还包括第二驱动装置，所述工件装夹平台包括设于所述第二拖板上的工件托板、与所述第二驱动装置连接的工件夹板，所述工件托板和所述工件夹板设有相对设置的第一槽孔和第二槽孔，所述第一槽孔与所述第二槽孔配合形成所述定位孔。

5.根据权利要求1所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，还包括自动上料机构，所述自动上料机构设有导料槽，所述导料槽位于所述定位孔的正上方。

6.根据权利要求1所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，所述第一机加机构还包括第一动力头，所述第一刀具套接于所述第一动力头的主轴上，所述第二机加机构还包括第二动力头，所述第二刀具套接于所述第二动力头的主轴上。

7.根据权利要求1至6任一项所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，还包括控制器，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第一机加机构、所述第二机加机构均与所述控制器电性连接。

8.根据权利要求1至6任一项所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，还包括工作平台，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第一机加机构、所述第二机加机构均设于所述工作平台上。

9.根据权利要求8所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，还包括等高块，所述等高块设于所述工作平台上、并位于所述定位孔的正下方。

10.一种工件端面凹槽加工方法，包括如权利要求1至9任一项所述的工件端面凹槽加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

在上料区域将待加工工件安装于定位孔上，待加工工件的端面露出定位孔；

启动第一驱动装置，使待加工工件移动至机加区域，并使待加工工件移动至第一刀具的下方；

启动第一机加机构，并使待加工工件沿与所述X方向垂直的方向移动，第一刀具对工件的端面凹槽进行机加；

完成沿垂直与所述X方向布置的凹槽加工后，将工件移动至第二刀具的下方；

启动第二机加机构，并使工件沿与所述Y方向垂直的方向移动，第二刀具对工件的端面凹槽进行机加；

完成沿垂直与所述Y方向布置的凹槽加工后，将完成加工的工件复位至上料区域进行下料。