CN109047794A - 一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法 - Google Patents

一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法 Download PDF

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B9/00Automatic or semi-automatic turning-machines with a plurality of working-spindles, e.g. automatic multiple-spindle machines with spindles arranged in a drum carrier able to be moved into predetermined positions; Equipment therefor
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Abstract

本发明公开了一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,包括以下步骤S1、夹装原材料,加工零件的第一头;S2、第二主轴不停机同步对接零件;S3、切断刀对将零件由原材料上切断S4、十字滑台驱动第二主轴上的零件,加工零件的第二头S5、十字滑台驱动第二主轴,实现零件与渣屑的分离;本发明降低了生产成本,降低了能耗,节约了资源,提高了生产效率,降低了工作量,节省了人工,提高了零件的合格率,具有良好的市场应用价值。

Description

一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法
技术领域
本发明涉及数控车床领域,尤其涉及一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法。
背景技术
目前,在数控机床加工工件时,为了达到在端面进行钻孔、攻牙、车削等的目的,传统的方法通常通过普通数控车加工后,再上加工中心或雕铣机、火花机、线割机等设备进行二次装夹加工,双主轴数控车床中,两个并列布设的机械主轴、安装在所述机械主轴上的主轴卡头、两个分别与所述主轴卡头相配合的刀具、安装在两个所述刀具下方且同步驱动两个所述刀具滑动的XZ轴十字滑台,两个机械主轴设置于刀具的两侧,且驱动刀具运动的十字滑台与第二主轴运动的驱动机构为单独两组驱动机构,造成了两个机械主轴的运动行程较大,运动时间过长,车削零件效率低,同时车床主轴频繁启停,增加了能耗,同时降低了车床主轴的使用寿命;且在编写机床的控制程序时,需要对十字滑台和第二主轴驱动机构单独进行程序的编写,增加了工作量;且现有的生产方法中无法实现零件成品与渣屑的分离,需要人工手动将零件与渣屑分开,容易造成丢失零件,且需要手工将附于零件上的渣屑与零件分离,易伤手,且分离时,渣屑容易刮花零件,造成零件报废。
现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
为了解决现在技术存在的缺陷,本发明提供了一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法。
本发明提供的技术文案,一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其组成包括:连体底座、固定于连体底座一侧上的第一主轴、固定于第一主轴一侧第二刀具、固定于第一主轴上部的切断刀、固定于连体底座另一侧的十字滑台、固定于十字滑台上的第二主轴和固定于第二主轴一侧第二刀具,包括以下步骤:
S1、原材料夹装至第一主轴上,十字滑台驱动第一刀具对待加工零件进行第一面或第一头的加工;
S2、十字滑台上驱动第二主轴接近第一面或第一头加工完成的零件,第二主轴同步旋转,对接夹紧零件;
S3、第一主轴上部的切断刀下移,将第一主轴上的零件与原材料进行切断分离;
S4、十字滑台驱动第二主轴上的零件接近第二刀具,对零件进行第二面或第二头的加工;
S5、十字滑台驱动第二主轴运动至成品收集槽正上方,第二主轴松开对零件的夹持,零件落入成品收集槽内,实现零件与渣屑的分离。
优选地,在步骤S1之前还包括步骤S0、刀具对刀和主轴对中。
优选地,步骤S0、刀具对刀和主轴对中包括以下流程,
L1、第一刀具对刀:将标准工件的一端夹紧至第一主轴的卡头内,调节十字滑台,将十字滑台上的第一刀具与安装在第一主轴的卡头内的标准工件进行对刀;
L2、主轴对中:调节十字滑台,将十字滑台上的第二主轴靠近第一主轴卡头内的标准工件,第二主轴的卡头夹紧标准工件的另一端,实现两主轴的对中。
L3、第二刀具对刀:第一主轴的卡头松开对标准工件的夹紧,调节十字滑台,将第二主轴的卡内的标准工件与第二刀具进行对刀。
优选地,所述十字滑台的驱动包括Z轴运动操作和/或X轴运动操作。
优选地,所述Z轴运动操作为,Z轴电机旋转带动Z轴滚珠丝杆旋转,Z轴滚珠丝杆的螺母座连接的Z轴滑动板在Z轴滑轨上做Z方向上的往复运动。
优选地,所述X轴运动操作为,X轴电机旋转带动X轴滚珠丝杆旋转,X轴滚珠丝杆的螺母座连接的X轴滑动板下方固定X轴滑轨,X轴滑轨下方活动固定X轴滑座,X轴滑座固定于Z轴滑动权上,X轴滚珠丝杆带动X轴滑动板在X轴滑座上做X轴方向上的往复运动。
优选地,步骤S1中第一面或第一头的加工操作为,第一主轴的卡头夹持原材料,第一主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,十字滑台上的第一刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
优选地,步骤S2中对接夹紧零件的具体操作为,第二主轴电机启动,驱动第二主轴以与第一主轴同样的转速转到,实现第二主轴与第一主轴同步转动,第二主轴的卡头夹紧零件。
优选地,步骤S4中,第二面或第二头的加工操作为,第二主轴的卡头夹持原材料,十字滑台上的第二主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,固定的第二刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
相对于现有技术的有益效果,通过将第二主轴固定于十字滑台上,省去了第二主轴的运动机构,通过十字滑台既实现了第一刀具的运动,又实现了第二主轴的两个方向上的运动,降低了生产成本,缩小了两个主轴的运动行程,缩短了运动时长,提高了车削零件的效率,避免了车床主轴频繁启停,降低了能耗,增加了车床主轴的使用寿命,在车床控制程序中,仅需要对十字滑台进行程序编写,无需对第二主轴的驱动机构进行程序编写,减少了控制主体,降低了工作量;本发明提供的生产方法中自动实现零件与渣屑的分离,且不需要增加另外机构结构去实现零件与渣屑的分离,减少了人工,且不会刮花零件,提高了零件的合格率,本发明降低了生产成本,降低了能耗,节约了资源,提高了生产效率,降低了工作量,节省了人工,提高了零件的合格率,具有良好的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明整体步骤示意图;
图2为案例中目标零件图;
图3为本发明涉及设备的整体结构示意图;
图4为本发明涉及设备的部分结构示意图一;
图5为本发明涉及设备的部分结构示意图二;
图6为本发明涉及设备的部分结构示意图三。
具体实施方式
需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示,一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其组成包括:连体底座、固定于连体底座一侧上的第一主轴、固定于第一主轴一侧第二刀具、固定于第一主轴上部的切断刀、固定于连体底座另一侧的十字滑台、固定于十字滑台上的第二主轴和固定于第二主轴一侧第二刀具,包括以下步骤:
S1、原材料夹装至第一主轴上,十字滑台驱动第一刀具对待加工零件进行第一面或第一头的加工;
S2、十字滑台上驱动第二主轴接近第一面或第一头加工完成的零件,第二主轴同步旋转,对接夹紧零件;
S3、第一主轴上部的切断刀下移,将第一主轴上的零件与原材料进行切断分离;
S4、十字滑台驱动第二主轴上的零件接近第二刀具,对零件进行第二面或第二头的加工;
S5、十字滑台驱动第二主轴运动至成品收集槽正上方,第二主轴松开对零件的夹持,零件落入成品收集槽内,实现零件与渣屑的分离。
优选地,在步骤S1之前还包括步骤S0、刀具对刀和主轴对中。
优选地,步骤S0、刀具对刀和主轴对中包括以下流程,
L1、第一刀具对刀:将标准工件的一端夹紧至第一主轴的卡头内,调节十字滑台,将十字滑台上的第一刀具与安装在第一主轴的卡头内的标准工件进行对刀;
L2、主轴对中:调节十字滑台,将十字滑台上的第二主轴靠近第一主轴卡头内的标准工件,第二主轴的卡头夹紧标准工件的另一端,实现两主轴的对中。
L3、第二刀具对刀:第一主轴的卡头松开对标准工件的夹紧,调节十字滑台,将第二主轴的卡内的标准工件与第二刀具进行对刀。
优选地,所述十字滑台的驱动包括Z轴运动操作和/或X轴运动操作。
优选地,所述Z轴运动操作为,Z轴电机旋转带动Z轴滚珠丝杆旋转,Z轴滚珠丝杆的螺母座连接的Z轴滑动板在Z轴滑轨上做Z方向上的往复运动。
优选地,所述X轴运动操作为,X轴电机旋转带动X轴滚珠丝杆旋转,X轴滚珠丝杆的螺母座连接的X轴滑动板下方固定X轴滑轨,X轴滑轨下方活动固定X轴滑座,X轴滑座固定于Z轴滑动权上,X轴滚珠丝杆带动X轴滑动板在X轴滑座上做X轴方向上的往复运动。
优选地,步骤S1中第一面或第一头的加工操作为,第一主轴的卡头夹持原材料,第一主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,十字滑台上的第一刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
优选地,步骤S2中对接夹紧零件的具体操作为,第二主轴电机启动,驱动第二主轴以与第一主轴同样的转速转到,实现第二主轴与第一主轴同步转动,第二主轴的卡头夹紧零件。
优选地,步骤S4中,第二面或第二头的加工操作为,第二主轴的卡头夹持原材料,十字滑台上的第二主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,固定的第二刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
例如在加工如图2所示的零件时,需要对零件进入如下操作:
第一步①车削Φ30;②车削Φ20;③车削M18×1.5;
第二步零件与原材料切断;
第三步调头加工①钻孔Φ8.5;②攻丝M10;③车削端面确总长;④车削Φ15内孔。
在现有技术的加工上述零件如表1所示;
表1
本发明的方法加工上述零件如表2所示;
表2
由上述表1和表2进行对比可知,本发明在加工同样的零件时,无需停机调整产品方向,且实现了零件与渣屑的分离,用时减少18.7秒,零件的废品率由9.50%降低至1.50%,无需人工操作,减少了对人身的伤害,节省了人工成本。
如图3所示,本发明涉及的一种活动式双主轴数控车床,包括连体底座1、固定于连体底座1上的两个主轴以及与两个主轴相匹配的两组刀具,两个所述主轴分别为第一主轴4和第二主轴9,两组所述刀具分别为第一刀具10和第二刀具6,所述第一主轴4与所述第一刀具10相匹配,所述第二主轴9与所述第二刀具6相匹配,所述连体底座1上设置三个安装面,分别为第一、二、三安装面,三个安装面相互平行且与水平面呈一定角度,所述第一安装面11上固定第一主轴电机2,所述第一主轴4通过第一主轴箱3固定于第二安装面12上,所述第一主轴4嵌于第一主轴箱3内,所述第一主轴箱3的延伸板上固定所述第二刀具6,所述第三安装面13上固定十字滑台7,所述十字滑台7上固定所述第二主轴9和第一刀具10,第二主轴9由第二主轴电机8驱动。
如图5所示,优选地,所述第一主轴箱3的顶部固定切断刀5,所述切断刀5通过角板支架固定于第一主轴箱3的顶部,所述切断刀5由液压油缸51驱动。
进一步地,所述液压油缸51固定于角板支架的竖直板侧,所述液压油缸51的外侧壁上设置液压滑轨,所述液压滑轨内固定液压滑板,液压滑板为倒置的L形板,L形板的顶板固定于液压油缸51的液压杆上,L形板的侧板活动固定于液压滑轨上,L形板的侧板外壁上拆卸式固定切断刀5。
如图4所示,优选地,所述十字滑台7包括Z轴运动机构和X轴运动机构,所述Z轴运动机构固定于所述第三安装面13上,所述Z轴运动机构的活动部固定X轴运动机构,X轴运动机构的活动部固定第一刀具10、第二主轴9和第二主轴电机8。
优选地,所述Z轴运动机构包括Z轴电机711、Z轴滑轨713、Z轴滚珠丝杆712、Z轴滑座和Z轴滑动板714,所述Z轴滑轨713和所述Z轴电机711均固定于所述第三安装面13上,所述Z轴滑轨713上滑动固定所述Z轴滑座,所述Z轴滑座上固定Z轴滑动板714,所述Z轴电机711的输出轴连接所述Z轴滚珠丝杆712,所述Z轴滚珠丝杆712的螺母座连接所述Z轴滑动板714,所述Z轴滑动板714上固定所述X轴运动机构,所述Z轴电机711驱动Z轴滚珠丝杆712进而带动所述Z轴滑动板714上所述Z轴滑轨713上做左右向的往复运动。
优选地,所述X轴运动机构包括X轴电机721、X轴滑轨、X轴滚珠丝杆722、X轴滑座723和X轴滑动板724,所述X轴滑座723固定于所述Z轴滑动板714上,所述X轴滑动板724上固定所述X轴滑轨,所述X轴滑座723滑动固定于所述X轴滑轨上,所述X轴电机721固定于所述X轴滑动板724的一端,所述X轴电机721的输出轴连接所述X轴滚珠丝杆722,所述X轴滚珠丝杆722的螺母座固定于所述Z轴滑动板714上,所述X轴滑动板724上固定第二主轴9和第一刀具10。
优选地,所述X轴滑动板724上开设安装槽,紧固件嵌入安装槽内固定第一刀具10,第一刀具10设置为多组第一车刀102,所述第一车刀102通过第一车刀座101固定于X轴滑动板724上,第一车刀102拆卸式固定于第一车刀座101上。
优选地,所述第二主轴9通过第二主轴固定座91固定于X轴滑动板724上,所述第二主轴9嵌入第二主轴固定座91内且通过夹紧机构92进行固定,所述第二主轴固定座91的上部固定第二主轴电机8,所述第二主轴电机8通过同步带驱动第二主轴9。
进一步地,所述第二主轴固定座91的上部设置第二主轴电机8固定座,所述第二主轴电机8的主体通过紧固件固定于所述第二主轴电机8固定座的侧板上,所述第二主轴电机8的输出轴上固定第二主动同步轮,所述第二主动同步轮与第二主轴9上的同步轮通过皮带连接,再进一步地,所述皮带设置为三角带或齿形带。
如图6所示,优选地,所述夹紧机构92包括夹紧圈和夹紧油缸,夹紧圈通过夹紧圈安装座固定于第二主轴固定座91上,所述夹紧圈一端铰连于夹紧圈固定座上,所述夹紧圈的另一端与夹紧油缸的一端连接,所述夹紧油缸的另一端铰连于第二主轴固定座91上,所述夹紧圈套于所述第二主轴9的尾部。
优选地,所述第一主轴箱3的延伸板上开设条形安装槽,紧固件嵌入条形安装槽内固定第二刀具6,所述第二刀具6设置多组第二车刀,所述第二车刀通过第二车刀座固定于延伸板上,所述第二车刀拆卸式固定于第二车刀座上。
进一步地,所述连体底座1的侧壁上开设品牌安装槽,品牌安装槽内固定品牌广告。
优选地,所述连体底座1内设置废料槽和成品收集槽,废料槽设置于加工区的正下方,成品收集槽位于废料收集槽的左侧,废料槽的一侧开设槽口,用于清理渣屑。
进一步地,所述成品收集槽的底部铺设缓冲垫,用于防止零件产生碰;再进一步地,所述成品收集槽设置为坡道,坡道的尾端设置开口,零件由开口出滑出,落入收集箱。
需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,其组成包括:连体底座、固定于连体底座一侧上的第一主轴、固定于第一主轴一侧第二刀具、固定于第一主轴上部的切断刀、固定于连体底座另一侧的十字滑台、固定于十字滑台上的第二主轴和固定于第二主轴一侧第二刀具,包括以下步骤:
S1、原材料夹装至第一主轴上,十字滑台驱动第一刀具对待加工零件进行第一面或第一头的加工;
S2、十字滑台上驱动第二主轴接近第一面或第一头加工完成的零件,第二主轴同步旋转,对接夹紧零件;
S3、第一主轴上部的切断刀下移,将第一主轴上的零件与原材料进行切断分离;
S4、十字滑台驱动第二主轴上的零件接近第二刀具,对零件进行第二面或第二头的加工;
S5、十字滑台驱动第二主轴运动至成品收集槽正上方,第二主轴松开对零件的夹持,零件落入成品收集槽内,实现零件与渣屑的分离。
2.根据权利要求1所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,在步骤S1之前还包括步骤S0、刀具对刀和主轴对中。
3.根据权利要求2所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,步骤S0、刀具对刀和主轴对中包括以下流程,
L1、第一刀具对刀:将标准工件的一端夹紧至第一主轴的卡头内,调节十字滑台,将十字滑台上的第一刀具与安装在第一主轴的卡头内的标准工件进行对刀;
L2、主轴对中:调节十字滑台,将十字滑台上的第二主轴靠近第一主轴卡头内的标准工件,第二主轴的卡头夹紧标准工件的另一端,实现两主轴的对中。
L3、第二刀具对刀:第一主轴的卡头松开对标准工件的夹紧,调节十字滑台,将第二主轴的卡内的标准工件与第二刀具进行对刀。
4.根据权利要求1所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,所述十字滑台的驱动包括Z轴运动操作和/或X轴运动操作。
5.根据权利要求4所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,所述Z轴运动操作为,Z轴电机旋转带动Z轴滚珠丝杆旋转,Z轴滚珠丝杆的螺母座连接的Z轴滑动板在Z轴滑轨上做Z方向上的往复运动。
6.根据权利要求4所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,所述X轴运动操作为,X轴电机旋转带动X轴滚珠丝杆旋转,X轴滚珠丝杆的螺母座连接的X轴滑动板下方固定X轴滑轨,X轴滑轨下方活动固定X轴滑座,X轴滑座固定于Z轴滑动权上,X轴滚珠丝杆带动X轴滑动板在X轴滑座上做X轴方向上的往复运动。
7.根据权利要求1所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,步骤S1中第一面或第一头的加工操作为,第一主轴的卡头夹持原材料,第一主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,十字滑台上的第一刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
8.根据权利要求1所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,步骤S2中对接夹紧零件的具体操作为,第二主轴电机启动,驱动第二主轴以与第一主轴同样的转速转到,实现第二主轴与第一主轴同步转动,第二主轴的卡头夹紧零件。
9.根据权利要求1所述一种基于活动式双主轴车床加工零件的方法,其特征在于,步骤S4中,第二面或第二头的加工操作为,第二主轴的卡头夹持原材料,十字滑台上的第二主轴旋转和十字滑台的Z轴、X轴坐标移动构成加工所需要的旋转条件及加工路径,固定的第二刀具进行钻孔和/或攻丝和/或车削操作。
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