CN110539130A - 一种框架断路器母排的加工工艺及其加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种框架断路器母排的加工工艺及其加工装置，包括以下步骤：采用锯切装置对将框架断路器母排进行锯切；采用第一定位装置将母排定位并夹紧；使用第一加工中心进行母排前端焊接软联结的梯形槽的粗铣工序和精铣工序；采用第二定位装置夹紧母排；使用第二加工中心一次性完成母排的打孔、攻丝、倒角和反倒角的加工工序。本发明具有效率高、稳定性好、精度高以及通用性强的特点，能同步提高母排的加工质量与加工效率。

Description

一种框架断路器母排的加工工艺及其加工装置
技术领域
本发明涉及母排机加工技术领域，特别是一种框架断路器触头组件母排的加工工艺及其加工装置。
背景技术
动母排是各类框架断路器尤其是高端大电流焊接触头组件的重要部件，动母排与软联结组件（动触头与软联结焊接的半成品）焊接组成一个核心部件，母排前端用于焊接软联结的一组通槽的加工精度对于产品焊接质量起到至关重要的作用，现有国内外客户框架断路器动母排焊接软联结位置的通槽一般以矩形槽结构居多，且矩形槽的宽度基本都在4mm以上，大部分母排加工厂家会选用对采用挤压拉拔工艺或是红冲工艺加工的异型母排锯切后，再使用冲床、线切割加工或是在加工中心设备上采用立铣刀对一组矩形槽逐个加工的方式，冲床加工的矩形槽毛刺大、踏角严重，线切割和加工中心加工效率低，产品加工质量与加工效率不能同步提高。倘若母排焊接软联结的位置再设计成宽度为2.4±0.1mm的梯形槽，其加工难度会大大提升，如何设计出一套高效、稳定、精度高以及通用性强的母排加工工艺是诸多技术员都在研究的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种框架断路器母排的加工工艺及其加工装置。本发明具有效率高、稳定性好、精度高以及通用性强的特点，能同步提高母排的加工质量与加工效率。
本发明的技术方案：一种框架断路器母排的加工工艺，包括以下步骤：
S1、采用锯切装置对将框架断路器母排进行锯切；
S2、采用第一定位装置将母排定位并夹紧；
S3、使用第一加工中心进行母排前端焊接软联结的梯形槽的粗铣工序和精铣工序；
S4、采用第二定位装置夹紧母排；
S5、使用第二加工中心一次性完成母排的打孔、攻丝、倒角和反倒角的加工工序。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述步骤S1中母排经挤压和拉拔工艺处理。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述步骤S3中母排前端进行粗铣工序是以母排的一个侧边为基准，利用第一加工中心将母排前端的一组矩形槽加工出来；所述母排前端进行精铣工序是以母排进行粗铣工序时选用的侧边为基准，利用第一加工中心将粗铣加工成的一组矩形槽精铣成梯形槽。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述步骤3中的第一加工中心对母排进行精铣工序和粗铣工序时，利用高压冷却液喷管对第一加工中心上的刀具进行高压冷却液的喷洒。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述步骤S5中第二加工中心所使用的刀具是一种中心出水刀具，第二加工中心对母排加工时冷却液从刀具的中部喷向母排的加工孔进行排屑处理。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述梯形槽完成精铣工序后利用气枪将梯形槽内的杂质清理干净。
前述的框架断路器母排的加工工艺中，所述步骤S1中母排锯切后、步骤S3中母排经精铣工序处理后以及步骤S5中母排经加工工序处理后均需要对母排表面进行去毛刺处理。
实现前述框架断路器母排的加工工艺的加工装置，包括用于夹紧母排的第一定位装置和第二定位装置以及用于对母排进行机加工的第一加工中心和第二加工中心；所述第一加工中心的输出端设有第一主轴和第二主轴，第一主轴上设有一组用于对母排进行粗铣工序的粗铣刀片，第二主轴上设有一组用于对母排进行精铣工序的精铣刀片；所述第二加工中心的输出端设有刀具。
前述的加工装置中，所述第一加工中心的输出端还设有分别作用于粗铣刀片和精铣刀片的两个高压冷却液喷管。
前述的加工装置中，所述刀具的中部设有高压冷却液流道。
前述的加工装置中，所述的第一定位装置为液压台虎钳。
前述的加工装置中，所述的第二定位装置包括回转工作台，回转工作台上设有底板，底板的底部设有液压缸安装板，液压缸安装板上设有多个液压缸，所述液压缸的输出端设有拉杆，拉杆连接有设置在底板上方的母排压板，母排压板的下方设有固定在底板上的母排垫板，母排夹设在母排压板与母排垫板之间。
与现有技术相比，本发明利用锯切装置将框架断路器的母排进行锯切，锯切后的母排经第一定位装置夹紧后通过具有第一主轴和第二主轴的第一加工中心对母排进行粗铣工序和精铣工序，从而将母排前端的矩形槽加工出来，具有高效率和高精度的特点，并且第一主轴上的粗铣刀片数量和第二主轴上的精铣刀片数量可根据母排梯形槽数量进行调整，可用于加工不同规格的母排，而粗铣刀片和精铣刀片的尺寸和形状可根据母排通槽的尺寸和形状进行调整，通用性强。加工出梯形槽的母排经第二定位装置夹紧后，通过第二加工中心一次性完成母排的钻孔、攻丝、倒角和反倒角的加工工序，加工效率高、产品一致性好，并且减少因多次装夹造成的加工误差，大大提高了加工精度。
本发明在粗铣母排头部的矩形槽和精铣母排头部的梯形槽时，是以母排的同一个侧边为基准面进行加工，即粗铣工序的基准面与精铣工序的基准面一致，减少二次装夹造成的加工误差，大大提高了母排梯形槽的加工精度。
本发明利用高压冷却液喷管在母排加工时对粗铣刀片和精铣刀片进行高压冷却液的喷洒，既可冷却粗铣刀片和精铣刀片，延长刀片的使用寿命，又可在母排加工时对刀片排屑起到促进作用。
本发明第二加工中心所使用的刀具是一种中心出水刀具，第二加工中心对母排加工时冷却液从刀具的中部喷向母排的加工孔，既可冷却刀具，提高刀具的寿命，又可利用冷却液的高压力将母排加工孔中的铜屑完全排除干净，提高内控的加工光洁度。
本发明母排锯切后、母排经精铣工序处理后以及母排经加工工序处理后均需要对母排表面进行去毛刺处理，从而保证母排表面的光洁度，提高母排的质量。
本发明对母排进行粗铣工序和精铣工序时，采用液压台虎钳夹紧母排，与传统的机械丝杆式虎钳相比，液压台虎钳的夹持力更稳定，既不易造成母排表面压伤，又能保证母排夹持牢固，不会造成机加工过程中的震刀现象。
本发明的第二定位装置利用多个液压缸驱动拉杆向下移动，进而带动拉杆上的母排压板夹紧母排，可一次装夹一组母排，使钻孔、攻丝、倒角、反倒角等多道工序一次性加工完成，大大提高了加工效率。
附图说明
图1是本发明母排梯形槽加工的工作示意图；
图2是本发明粗铣刀片与精铣刀片的安装结构示意图；
图3是本发明第一定位装置的结构示意图；
图4是本发明母排的结构示意图；
图5是本发明粗铣刀片的结构示意图；
图6是本发明精铣刀片的结构示意图；
图7是本发明第二定位装置与母排的装配图；
图8是图7的局部放大结构示意图；
图9是本发明第二加工中心刀具的结构示意图。
附图中的标记为：1-第一加工中心，2-第一主轴，3-第二主轴，4-粗铣刀片，5-精铣刀片，6-工作面板，7-第一定位装置，8-母排，9-梯形槽，10-回转工作台，11-底板，12-液压缸安装板，13-液压缸，14-拉杆，15-母排压板，16-母排垫板，17-高压冷却液喷管，18-第二加工中心，19-刀具，20-高压冷却液流道，21-第二定位装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：一种框架断路器母排的加工工艺，包括以下步骤：
S1、采用锯切装置对将框架断路器母排进行锯切，即采用全自动下料机将框架断路器母排按图纸要求宽度进行锯切下料，然后使用毛刺刀去除母排锯切端面的毛刺；
S2、采用第一定位装置将母排定位并夹紧；
S3、使用第一加工中心进行母排前端焊接软联结的梯形槽的粗铣工序和精铣工序，即使用第一加工中心的第一主轴带动一组专用粗铣刀片进行母排前端焊接软联结的梯形槽的粗铣工序（此工序先加工一个矩形槽）；使用第一加工中心的另外一根主轴带动一组专用精铣刀片进行母排前端焊接软联结梯形槽的精铣工序，并使用气动抛光机打磨去除母排表面的毛刺；
S4、采用第二定位装置夹紧母排；
S5、使用第二加工中心一次性完成母排的打孔、攻丝、倒角和反倒角的加工工序，然后使用气动抛光机打磨去除母排表面的毛刺。
其中，所述步骤S1中母排不是普通的铜排，而是经挤压和拉拔工艺处理的异型铜材，由于异型铜材硬度与压制的铜板相比偏低，加工过程中需要避免母排碰伤、夹伤等不良现象的发生。
优选的，所述步骤S3中母排前端进行粗铣工序是以母排的一个侧边为基准（图纸要求的测量基准面），使用第一加工中心，利用其第一主轴带动一组粗铣刀片将母排前端的一组矩形槽加工出来（槽的加工数量与刀片数量一致，刀片数量可任意组合）；所述母排前端进行精铣工序是以母排进行粗铣工序时选用的侧边为基准，减少二次装夹造成的加工误差，使用第一加工中心，利用其第二主轴带动一组精铣刀片将母排前端的一组矩形槽精铣成梯形槽。
其中，所述粗铣刀片为锯齿状铣刀片，采用钨钢材料加工后再在其表进行镀钛工艺处理，可以延长刀具使用寿命。所述精铣刀片是使用数控磨床在刀片侧面修磨出特定角度的钨钢刀片再在其表面进行镀钛工艺处理，具有很好的加工和排屑性能，目的是精铣出母排前端与软联结进行装配焊接所需要的梯形槽。所述梯形槽是贯穿于母排前端厚度方向。
优选的，所述步骤3中的第一加工中心对母排进行精铣工序和粗铣工序时，利用高压冷却液喷管对第一加工中心上的刀具进行高压冷却液的喷洒，既可冷却粗铣刀片和精铣刀片，延长刀片的使用寿命，又可在母排加工时对刀片排屑起到促进作用。
优选的，所述步骤S5中第二加工中心所使用的刀具是一种中心出水刀具，第二加工中心对母排加工时冷却液从刀具的中部喷向母排的加工孔进行排屑处理。
优选的，所述梯形槽完成精铣工序后利用气枪将梯形槽内的杂质清理干净，保证母排表面的光洁度。
实现前述框架断路器母排的加工工艺的加工装置，包括用于夹紧母排8的第一定位装置7和第二定位装置21以及用于对母排8进行机加工的第一加工中心1和第二加工中心18，第一定位装置7安装于工作面板6上；所述第一加工中心1的输出端设有第一主轴2和第二主轴3，第一主轴2上设有一组用于对母排8进行粗铣工序的粗铣刀片4，第二主轴3上设有一组用于对母排8进行精铣工序的精铣刀片5，两组刀片相互平行，刀片厚度方向垂直于母排8宽度方向，第一加工中心1在母排8前端铣出一组梯形槽9；所述第二加工中心18的输出端设有刀具19。
其中，所述第一加工中心1为双主轴立式加工中心JHV-2-650，其机床整体为高刚性铸件床身结构，机床导轨采用滚柱线性导轨，保证刚性和精度。第一主轴2和第二主轴3为高刚性的BT50结构，其刚性和稳定性要明显优于通常的加工中心其主轴形式一般为BT40结构，从而实现粗精高效加工。机床上设有X/Y轴工作台移动轴移动机构，Z轴主轴上下移动轴移动机构。刀具19设计有尾部支撑装置，加工稳定性高，操作方便快捷。
优选的，所述第一加工中心1的输出端还设有分别作用于粗铣刀片4和精铣刀片5的两个高压冷却液喷管17，第一高压冷却液喷管17和第二高压冷却液喷管17均为圆柱形多孔洞的不锈钢喷管。
其中，用于母排8钻孔、攻丝、倒角使用的第二加工中心18是具有直联式高转速15000r/min主轴并可使用高水压中心出刀具19的高精度设备。所述的高转速主轴可用于平面、曲面的高精度、高粗糙度要求加工。所述刀具19的中部设有高压冷却液流道20，即刀具19中间部位为中空结构，产品加工时冷却液从刀具19中间部位喷射出去，即可冷却刀具19，提高刀具19寿命，又可利用冷却液的高压力将母排8加工孔中的铜屑完全排除干净，提高内孔的加工光洁度，尤其是对于深度要求高的盲孔加工尤为适用。同时采用内挤压丝攻工艺，既能很好的保证螺纹的精度、强度等关键质量，又能很好的保证攻丝的加工效率与切削丝攻工艺相比。
其中，所述的第一定位装置7为液压台虎钳，与传统的机械丝杆式虎钳相比，液压台虎钳的夹持力更稳定，既不易造成母排8表面压伤，又能保证母排8夹持牢固，不会造成机加工过程中的震刀现象。
所述的第二定位装置21包括回转工作台10，回转工作台10上设有底板11，底板11的底部设有液压缸安装板12，液压缸安装板12上设有多个液压缸13，所述液压缸13的输出端设有拉杆14，拉杆14连接有设置在底板11上方的母排压板15，母排压板15的下方设有固定在底板11上的母排垫板16，母排垫板16经销钉固定，母排8夹设在母排压板15与母排垫板16之间。通过更换母排压板15和母排垫板16可通用多款不同规格的母排8，操作简单方便，加工效率高。并且母排8的钻孔、攻丝、倒角、反倒角等多道工序可以通过第二定位装置21一次装夹一组母排8（12只）后一次性加工完成，减少因多次装夹造成的加工误差，钻孔的加工基准同样以母排8的一个侧边为基准，与粗铣工序和精铣工序的基准一致，攻丝、倒角、反倒角以孔中心为基准，保证尺寸精度。

Claims (10)

1.一种框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、采用锯切装置对将框架断路器母排进行锯切；
S2、采用第一定位装置将母排定位并夹紧；
S3、使用第一加工中心进行母排前端焊接软联结的梯形槽的粗铣工序和精铣工序；
S4、采用第二定位装置夹紧母排；
S5、使用第二加工中心一次性完成母排的打孔、攻丝、倒角和反倒角的加工工序。
2.根据权利要求1所述的框架断路器焊接触头组件母排的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中母排经挤压和拉拔工艺处理。
3.根据权利要求1所述的框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：所述步骤S3中母排前端进行粗铣工序是以母排的一个侧边为基准，利用第一加工中心将母排前端的一组矩形槽加工出来；所述母排前端进行精铣工序是以母排进行粗铣工序时选用的侧边为基准，利用第一加工中心将粗铣加工成的一组矩形槽精铣成梯形槽。
4.根据权利要求1所述的框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：所述步骤3中的第一加工中心对母排进行精铣工序和粗铣工序时，利用高压冷却液喷管对第一加工中心上的刀具进行高压冷却液的喷洒。
5.根据权利要求1所述的框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：所述步骤S5中第二加工中心所使用的刀具是一种中心出水刀具，第二加工中心对母排加工时冷却液从刀具的中部喷向母排的加工孔进行排屑处理。
6.根据权利要求1所述的框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：所述梯形槽完成精铣工序后利用气枪将梯形槽内的杂质清理干净。
7.根据权利要求1所述的框架断路器母排的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中母排锯切后、步骤S3中母排经精铣工序处理后以及步骤S5中母排经加工工序处理后均需要对母排表面进行去毛刺处理。
8.实现权利要求1-7所述的框架断路器母排的加工工艺的加工装置，包括用于夹紧母排（8）的第一定位装置（7）和第二定位装置（21）以及用于对母排（8）进行机加工的第一加工中心（1）和第二加工中心（18）；其特征在于：所述第一加工中心（1）的输出端设有第一主轴（2）和第二主轴（3），第一主轴（2）上设有一组用于对母排（8）进行粗铣工序的粗铣刀片（4），第二主轴（3）上设有一组用于对母排（8）进行精铣工序的精铣刀片（5）；所述第二加工中心（18）的输出端设有刀具（19）。
9.根据权利要求8所述的加工装置，其特征在于：所述第一加工中心（1）的输出端还设有分别作用于粗铣刀片（4）和精铣刀片（5）的两个高压冷却液喷管（17）。
10.根据权利要求8所述的加工装置，其特征在于：所述刀具（19）的中部设有高压冷却液流道（20）。
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