CN110076573B - 钻铣一体式加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻铣一体式加工机床，涉及机床技术领域，其技术方案要点是：包括机架、由电机驱动转动的卡盘一、滑动设置在机架上的滑座，滑座上设有用于装夹工件本体的卡盘二，卡盘一上设置有刀具，刀具包括刀座、用于铣加工面的铣刀、用于钻中孔的钻头，刀座朝向卡盘二的端面为刀平面，铣刀、钻头均固定于刀座上，铣刀沿刀座的周向设有多个，钻头、铣刀的刀刃均凸出于刀平面。本加工机床能够同时完成工件本体的钻孔、铣平面操作，具有较高的加工效率；铣刀、钻头能方便地与刀座进行拆装，且刀座便于切削产生的金属屑排出；通过设置压紧件，提高了工件本体的装夹稳固性；通过设置通槽，便于人员对工件进行上下料。

Description

钻铣一体式加工机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，特别涉及钻铣一体式加工机床。

背景技术

机床是对工件进行加工的设备总称，现代机械制造中加工机械零件的方法较多，除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡精度要求较高和表面粗糙度要求较高的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

参照图1，为现有的一种轴类工件，包括工件本体10，工件本体10的中部设有定位台阶101，工件本体10的一端端面为加工面102，加工面102的中心设有中孔103。加工面102为满足与其它零件的配合需求需要铣光滑，中孔103由钻孔工序钻出。

目前对中孔103的钻孔工序、对加工面102的铣工序分别由钻床、铣床进行加工，在钻床、铣床间还需上下料和装夹操作，存在工件加工效率低的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钻铣一体式加工机床，具有工件加工效率高的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钻铣一体式加工机床，包括机架、由电机驱动转动的卡盘一、滑动设置在机架上的滑座，所述滑座上设有用于装夹工件本体的卡盘二，所述卡盘一上设置有刀具，所述刀具包括刀座、用于铣加工面的铣刀、用于钻中孔的钻头，所述刀座朝向卡盘二的端面为刀平面，所述铣刀、钻头均固定于刀座上，所述钻头的轴线与刀座的轴线重合，所述铣刀沿刀座的周向设有多个，所述钻头、铣刀的刀刃均凸出于刀平面。

通过上述技术方案，工件本体在卡盘二上装夹完成后，人员启动卡盘一使其转动，则刀具绕其轴线产生转动。然后人员控制滑座移动，使工件本体向刀具方向移动，钻头转动在工件本体上钻出中孔，同时铣刀与刀平面配合铣出工件本体的加工面，刀具同时完成工件本体的钻孔、铣平面操作。由于本加工机床在单次上下料的期间内，能同时完成中孔、加工面的钻铣加工，则本加工机床具有较高的加工效率。

优选的，所述刀座沿周向设有减重槽，所述减重槽与刀平面、刀座的外侧壁贯通，所述减重槽的槽壁上设有供铣刀安装的刀安装槽，所述刀安装槽的槽底设有螺纹孔一，所述铣刀上穿设有螺栓一，所述螺栓一与螺纹孔一螺纹连接。

通过上述技术方案，减重槽在起到减轻刀座重量的同时，减重槽能为人员拆装铣刀提供较大的操作空间；通过设置螺栓一与螺纹孔一，人员可对损坏的铣刀方便地进行更换。

优选的，所述铣刀为三角形，所述刀安装槽的形状与铣刀对应；所述减重槽的槽壁设有与刀安装槽连通的内槽，所述内槽、刀安装槽的连通位置对应于铣刀背离其刀刃的三角顶点处。

通过上述技术方案，三角形的铣刀为常见的铣刀类型之一，内槽供铣刀的棱角嵌入，当铣刀受力时，内槽能防止铣刀背离其刀刃的棱角挤压刀座产生损坏，另一方面，内槽能为人员拆除铣刀提供施力点。

优选的，所述刀平面的中心设有供钻头安装的钻安装孔，所述刀座的外侧壁设有与钻安装孔连通的螺纹孔二，所述螺纹孔二内螺纹连接有螺栓二。

通过上述技术方案，钻头的侧壁一般具有键槽，螺栓二用于抵接钻头的键槽。当人员拧紧螺栓二后，螺栓二将钻头压紧固定于刀座内，钻头不会相对于刀座产生移动或转动。通过设置螺栓二与螺纹孔二，人员可对钻头方便地进行拆装、更换。

优选的，所述钻安装孔与减重槽连通，所述减重槽背离刀平面的槽底设有圆角，所述减重槽的两侧槽壁通过圆角相连。

通过上述技术方案，钻头钻孔时会产生金属屑，金属屑能沿钻头的排屑槽进入减重槽内，金属屑进而在圆角的导向作用下离开刀座，铣刀铣出的金属屑也能可靠地经减重槽、圆角排出。本刀具极大地方便了铣刀、钻头工作时进行排屑，使加工作业能可靠持续进行。

优选的，所述卡盘二为三爪卡盘，所述滑座上设有压紧缸、转动设置有压紧件，所述压紧件通过中部与滑座铰接，所述压紧件的一端铰接于压紧缸的活塞杆端，所述压紧缸能通过伸缩驱使压紧件转动、使压紧件通过侧壁抵紧于定位台阶上。

通过上述技术方案，压紧缸能通过伸缩驱使压紧件转动、使压紧件通过侧壁抵紧于定位台阶上。装夹工件本体时，卡盘二将工件本体的径向限位并固定，压紧件转动抵接定位台阶、将工件本体的轴向限位并固定，卡盘二和压紧件的配合，使工件本体的装夹十分稳固，且定位精准，工件本体在加工时不易产生位移。

优选的，所述压紧件的转动轴线沿竖直方向，所述压紧件上设有供工件本体穿过的通槽，所述通槽沿背离压紧缸的方向水平贯穿压紧件。

通过上述技术方案，上料时，人员将工件本体穿过通槽，同时将工件本体的端部套于卡盘二的夹爪外；此时人员放开工件本体，工件本体由于被卡盘二和通槽的底壁承托，工件本体不会自发掉落，后续装夹时不会夹到人员的手，较为安全。加工完成后，压紧件转动使通槽远离卡盘二，继而卡盘二的卡爪移动松开工件本体，此时工件本体仍被卡盘二和通槽承托，工件本体不会自发掉落，方便人员进行下料。

优选的，所述压紧件内位于通槽的上下两侧分别设有装夹腔和驱动槽，所述驱动槽位于压紧件背离压紧缸的端部，所述驱动槽与装夹腔连通，所述装夹腔内设有弹片，所述通槽的槽壁设有与装夹腔连通的顶出孔，所述弹片具有凸出顶出孔的弧形凸起，所述滑座上固定有驱动架，所述驱动架上固定有驱动块；当所述压紧件向压紧工件本体的方向转动时，所述驱动块能进入驱动槽内挤压弹片端部、弹片产生形变使弧形凸起凸出顶出孔，所述弧形凸起与通槽槽壁配合将工件本体的径向限位。

通过上述技术方案，人员在通槽内装入工件本体时，工件本体能通过与弧形凸起相抵、将弧形凸起压入装夹腔内，弧形凸起为工件本体起到较好的防止掉落的作用。当压紧件向压紧工件本体的方向转动时，压紧件通过转动使驱动块进入驱动槽内，驱动块挤压弹片端部，使弹片沿其长度方向产生形变，弧形凸起进一步向通槽内凸出，此时弧形凸起与通槽槽壁配合，将工件本体的径向可靠限位，弧形凸起进一步提高了工件本体装夹完成后的径向定位精度。

优选的，所述驱动块用于抵接弹片的表面为驱动面，沿靠近压紧缸的方向，所述驱动面向卡盘二方向倾斜。

通过上述技术方案，驱动块通过驱动面挤压弹片端部，使弹片沿其长度方向产生形变。倾斜设置的驱动面能提高弹片的形变量，在有限的转动角度内使弧形凸起更深入地凸入通槽内，以提高对工件本体的径向定位效果。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本加工机床能够同时完成工件本体的钻孔、铣平面操作，具有较高的加工效率；

2、铣刀、钻头能方便地与刀座进行拆装，且刀座便于切削产生的金属屑排出；

3、通过设置压紧件，提高了工件本体的装夹稳固性；

4、通过设置通槽，便于人员对工件进行上下料。

附图说明

图1为现有的一种轴类工件的结构图；

图2为实施例一的一种钻铣一体式加工机床的立体图；

图3为实施例一的刀具的结构图；

图4为实施例一的局部图，主要突出压紧件的结构；

图5为实施例二的局部图，主要突出弹片、驱动块的结构；

图6为图5的A处放大图。

图中，10、工件本体；101、定位台阶；102、加工面；103、中孔；1、机架；11、卡盘一；12、滑座；2、刀具；121、卡盘二；21、刀座；22、铣刀；23、钻头；24、刀平面；3、减重槽；31、刀安装槽；311、螺纹孔一；221、螺栓一；32、内槽；241、钻安装孔；211、螺纹孔二；212、螺栓二；33、圆角；4、压紧缸；5、压紧件；41、铰接轴；51、通槽；52、铰接槽；53、装夹腔；54、驱动槽；6、弹片；511、顶出孔；61、弧形凸起；7、驱动架；71、驱动块；711、驱动面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图2，为本发明公开的一种钻铣一体式加工机床，包括机架1、由电机驱动转动的卡盘一11、滑动设置在机架1上的滑座12，卡盘一11上设置有刀具2，滑座12上设有用于装夹工件本体10的卡盘二121。滑座12由电机丝杆机构驱动滑动，卡盘二121具体为液压驱动的三爪卡盘，卡盘二121的轴线与卡盘一11的轴线重合，滑座12能通过滑动使卡盘二121靠近或远离卡盘一11。

参照图2和图3，卡盘一11与刀具2可分离，卡盘一11上设有供刀具2插入的孔，卡盘一11通过内设的夹紧机构夹紧刀具2，卡盘一11为现有技术，在此不作赘述。刀具2包括刀座21、用于铣加工面102的铣刀22、用于钻中孔103的钻头23，刀座21为圆柱状，刀座21朝向卡盘二121的端面为刀平面24，铣刀22、钻头23均固定于刀座21上；其中铣刀22的数量为两个，钻头23的数量为一个。

刀座21沿周向对称设有两个减重槽3，两个减重槽3均与刀平面24、刀座21的外侧壁贯通，两个减重槽3的槽壁上均设有供两个铣刀22分别安装的刀安装槽31。铣刀22为三角形，铣刀22的一条三角边为刀刃；刀安装槽31的形状与铣刀22对应，刀安装槽31通过一条三角边与刀平面24连通。刀安装槽31的槽底设有螺纹孔一311，铣刀22上穿设有螺栓一221，螺栓一221通过与螺纹孔一311螺纹连接的方式，将铣刀22压紧固定于刀安装槽31内，此时铣刀22的刀刃凸出于刀平面24。减重槽3的槽壁设有与刀安装槽31连通的内槽32，内槽32、刀安装槽31的连通位置对应于铣刀22背离其刀刃的三角顶点处。内槽32供铣刀22的棱角嵌入，当铣刀22受力时，内槽32能防止铣刀22背离其刀刃的棱角挤压刀座21产生损坏，另一方面，内槽32能为人员拆除铣刀22提供施力点。

刀平面24的中心设有供钻头23安装的钻安装孔241，钻安装孔241的轴线与刀座21的轴线重合。刀座21的外侧壁设有与钻安装孔241连通的螺纹孔二211，螺纹孔二211的轴向与钻安装孔241的轴向垂直。螺纹孔二211内螺纹连接有螺栓二212，螺栓二212用于抵接钻头23侧壁的键槽，当人员拧紧螺栓二212后，螺栓二212将钻头23压紧固定于刀座21内，钻头23不会相对于刀座21产生移动或转动。钻安装孔241通过孔壁与减重槽3连通，减重槽3背离刀平面24的槽底设有圆角33，减重槽3的两侧槽壁通过圆角33相连。钻头23钻孔时会产生金属屑，金属屑能沿钻头23的排屑槽进入减重槽3内，金属屑进而在圆角33的导向作用下离开刀座21，铣刀22铣出的金属屑也能可靠地经减重槽3、圆角33排出。本刀具2极大地方便了铣刀22、钻头23工作时进行排屑，使加工作业能可靠持续进行。

参照图2和图4，卡盘二121仅用于夹紧工件本体10，卡盘二121不会产生转动。卡盘二121通过三个夹爪的移动对工件本体10进行紧固，工件本体10背离加工面102的端部中心设有孔，夹爪通过抵紧该孔的内壁，完成工件本体10的固定及径向定位。

滑座12上还设有压紧缸4、转动设置有压紧件5，压紧缸4、压紧件5位于卡盘二121轴线的同一高度；压紧件5通过中部与滑座12铰接，压紧件5的转动轴线沿竖直方向。压紧件5的一端与压紧缸4的活塞杆端通过穿设铰接轴41建立铰接，压紧件5的另一端设有供工件本体10穿过的通槽51。铰接轴41的轴线沿竖直方向，压紧件5设有供铰接轴41穿过的铰接槽52，铰接槽52的长度方向沿压紧件5的长度方向；当压紧缸4伸缩驱使压紧件5转动时，铰接轴41在铰接槽52内自适应移动，压紧缸4、压紧件5动作时不会产生卡死。通槽51沿背离压紧缸4的方向水平贯穿压紧件5，压紧缸4能通过伸缩驱使压紧件5转动、使压紧件5通过侧壁抵紧于定位台阶101上，此时工件本体10穿过通槽51。

本钻铣一体式加工机床的工况如下：当压紧缸4处于缩短状态时，通槽51位于远离卡盘二121的位置，此时人员对工件本体10进行上料。人员将工件本体10穿过通槽51，同时将工件本体10的端部套于卡盘二121的夹爪外；此时人员放开工件本体10，工件本体10由于被卡盘二121和通槽51的底壁承托，工件本体10不会自发掉落，后续装夹时不会夹到人员的手，较为安全。人员缩回手后，依次控制卡盘二121、压紧缸4动作，卡盘二121将工件本体10的径向限位并固定，压紧件5转动抵接定位台阶101、将工件本体10的轴向限位并固定，卡盘二121和压紧件5的配合，使工件本体10的装夹十分稳固，且定位精准，工件本体10在加工时不易产生位移。

装夹完成后，人员启动卡盘一11使其转动，则刀具2绕其轴线产生转动。然后人员控制滑座12移动，使工件本体10向刀具2方向移动，钻头23转动在工件本体10上钻出中孔103，同时铣刀22与刀平面24配合铣出工件本体10的加工面102，刀具2同时完成工件本体10的钻孔、铣平面操作。

加工完成后，滑座12向远离卡盘一11的方向移动，然后人员控制压紧缸4缩短驱使压紧件5转动，使通槽51远离卡盘二121，继而卡盘二121的卡爪移动松开工件本体10，此时工件本体10仍被卡盘二121和通槽51承托，工件本体10不会自发掉落，方便人员进行下料。

由于本加工机床在单次上下料的期间内，能同时完成中孔103、加工面102的钻铣加工，则本加工机床具有较高的加工效率。

实施例二：

参照图5和图6，一种钻铣一体式加工机床，实施例二与实施例一的区别点在于：

压紧件5内位于通槽51的上下两侧分别设有装夹腔53和驱动槽54，驱动槽54位于压紧件5背离压紧缸4的端部，驱动槽54与装夹腔53连通。装夹腔53内设有不锈钢材质的弹片6，装夹腔53、弹片6的长度方向均沿压紧件5的长度方向，弹片6的端部延伸入驱动槽54内。通槽51的槽壁设有与装夹腔53连通的顶出孔511，弹片6具有凸出顶出孔511的弧形凸起61，弧形凸起61是弹片6弯曲形成的一段，顶出孔511的位置设置为：弧形凸起61凸出顶出孔511后，弧形凸起61与通槽51槽壁配合正好能将工件本体10的径向限位。滑座12上固定有驱动架7，驱动架7上固定有驱动块71，驱动块71的数量、位置与两个驱动槽54一一对应，驱动块71用于抵接弹片6的端部。驱动块71用于抵接弹片6的表面为驱动面711，沿靠近压紧缸4的方向，驱动面711向卡盘二121方向倾斜。

当压紧件5远离卡盘二121时，驱动块71未抵接弹片6，弧形凸起61凸出于顶出孔511的距离较小；人员在通槽51内装入工件本体10时，工件本体10能通过与弧形凸起61相抵、将弧形凸起61压入装夹腔53内，当工件本体10经过弧形凸起61后，工件本体10通过侧壁抵接通槽51槽底，弧形凸起61在自身弹力作用下凸出顶出孔511，弧形凸起61为工件本体10起到较好的防止掉落的作用。

当压紧件5向压紧工件本体10的方向转动时，压紧件5通过转动使驱动块71进入驱动槽54内，驱动块71通过驱动面711挤压弹片6端部，使弹片6沿其长度方向产生形变，倾斜设置的驱动面711能提高弹片6的形变量。弧形凸起61进一步向通槽51内凸出，此时弧形凸起61与通槽51槽壁配合，将工件本体10的径向可靠限位，弧形凸起61进一步提高了工件本体10装夹完成后的径向定位精度。

加工完成后，压紧件5转动使通槽51远离卡盘二121，同时驱动块71与弹片6分离，弧形凸起61部分缩入装夹腔53内，此时弧形凸起61仍能起到将工件本体10径向限位的作用，防止工件本体10自发掉落。下料时，人员用力拉动工件本体10，即可将工件本体10从通槽51内取出。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钻铣一体式加工机床，包括机架(1)、由电机驱动转动的卡盘一(11)、滑动设置在机架(1)上的滑座(12)，其特征是：所述滑座(12)上设有用于装夹工件本体(10)的卡盘二(121)，所述卡盘一(11)上设置有刀具(2)，所述刀具(2)包括刀座(21)、用于铣加工面(102)的铣刀(22)、用于钻中孔(103)的钻头(23)，所述刀座(21)朝向卡盘二(121)的端面为刀平面(24)，所述铣刀(22)、钻头(23)均固定于刀座(21)上，所述钻头(23)的轴线与刀座(21)的轴线重合，所述铣刀(22)沿刀座(21)的周向设有多个，所述钻头(23)、铣刀(22)的刀刃均凸出于刀平面(24)；

所述刀座(21)沿周向设有减重槽(3)，所述减重槽(3)与刀平面(24)、刀座(21)的外侧壁贯通，所述减重槽(3)的槽壁上设有供铣刀(22)安装的刀安装槽(31)，所述刀安装槽(31)的槽底设有螺纹孔一(311)，所述铣刀(22)上穿设有螺栓一(221)，所述螺栓一(221)与螺纹孔一(311)螺纹连接；

所述卡盘二(121)为三爪卡盘，所述滑座(12)上设有压紧缸(4)、转动设置有压紧件(5)，所述压紧件(5)通过中部与滑座(12)铰接，所述压紧件(5)的一端铰接于压紧缸(4)的活塞杆端，所述压紧缸(4)能通过伸缩驱使压紧件(5)转动、使压紧件(5)通过侧壁抵紧于定位台阶(101)上；

所述压紧件(5)的转动轴线沿竖直方向，所述压紧件(5)上设有供工件本体(10)穿过的通槽(51)，所述通槽(51)沿背离压紧缸(4)的方向水平贯穿压紧件(5)；

所述压紧件(5)内位于通槽(51)的上下两侧分别设有装夹腔(53)和驱动槽(54)，所述驱动槽(54)位于压紧件(5)背离压紧缸(4)的端部，所述驱动槽(54)与装夹腔(53)连通，所述装夹腔(53)内设有弹片(6)，所述通槽(51)的槽壁设有与装夹腔(53)连通的顶出孔(511)，所述弹片(6)具有凸出顶出孔(511)的弧形凸起(61)，所述滑座(12)上固定有驱动架(7)，所述驱动架(7)上固定有驱动块(71)；当所述压紧件(5)向压紧工件本体(10)的方向转动时，所述驱动块(71)能进入驱动槽(54)内挤压弹片(6)端部、弹片(6)产生形变使弧形凸起(61)凸出顶出孔(511)，所述弧形凸起(61)与通槽(51)槽壁配合将工件本体(10)的径向限位；

所述驱动块(71)用于抵接弹片(6)的表面为驱动面(711)，沿靠近压紧缸(4)的方向，所述驱动面(711)向卡盘二(121)方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的钻铣一体式加工机床，其特征是：所述铣刀(22)为三角形，所述刀安装槽(31)的形状与铣刀(22)对应；所述减重槽(3)的槽壁设有与刀安装槽(31)连通的内槽(32)，所述内槽(32)、刀安装槽(31)的连通位置对应于铣刀(22)背离其刀刃的三角顶点处。

3.根据权利要求1所述的钻铣一体式加工机床，其特征是：所述刀平面(24)的中心设有供钻头(23)安装的钻安装孔(241)，所述刀座(21)的外侧壁设有与钻安装孔(241)连通的螺纹孔二(211)，所述螺纹孔二(211)内螺纹连接有螺栓二(212)。

4.根据权利要求3所述的钻铣一体式加工机床，其特征是：所述钻安装孔(241)与减重槽(3)连通，所述减重槽(3)背离刀平面(24)的槽底设有圆角(33)，所述减重槽(3)的两侧槽壁通过圆角(33)相连。