CN110883367A - 多面体加工装置及球体多个平面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于切削机床技术领域，尤其涉及多面体加工装置及球体多个平面加工方法，包括机床座、第一平移机构、切削机头、旋转机构、旋转臂、翻转机构和夹持机构；第一平移机构设于机床座上，旋转臂设于旋转机构上，翻转机构设于旋转臂上，夹持机构设于翻转机构的旋转座上、且夹持机构位于切削机头的主轴的一端；切削机头的主轴轴心、旋转机构的旋转轴心和翻转机构的旋转轴心三者相互垂直，切削机头的主轴的轴心与翻转机构的旋转的轴心在同一水平面上；加工件装夹在夹持机构上，第一平移机构驱动切削机头向加工工件方向移动切削工件，切削机头加工工件，旋转机构和/或翻转机构驱动工件旋转一定角度，使切削机头加工工件的另一个面。

Description

多面体加工装置及球体多个平面加工方法

技术领域

本发明属于切削机床技术领域，尤其涉及多面体加工装置及球体多个平面加工方法。

背景技术

机械加工是机械工业的基础；在机械加工中，许多工件需要加工多个面，并且需要在加工的平面上加工孔位，并且要保证每个孔的轴心相交于同一点，甚至要求每个被加工的面到交点的距离相等，例如球头分流阀、网架螺栓球；又比如加工正多面体等。然而通常加工采用铣床或者CNC切削加工；由于需要完成多个面的加工，需要多次装夹才能完成整体加工，多次装夹，其工作量大，并且装夹后导致基准面发生改变，使得加工基准不一致，所以，存在较大的加工误差，会降低加工的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供多面体加工装置，旨在解决现有技术中的多面体加工需要多次装夹而造成精度低、装夹工作量大的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的多面体加工装置，包括机床座、第一平移机构、切削机头、旋转机构、旋转臂、翻转机构和夹持机构；所述第一平移机构设于所述机床座上，所述切削机头或所述旋转机构设置在所述第一平移机构上；所述旋转臂设于所述旋转机构的旋转座上，所述翻转机构设于所述旋转臂远离所述旋转机构的旋转轴心的一端，所述夹持机构设于所述翻转机构的旋转座上、且所述夹持机构位于所述切削机头的主轴的一端；所述切削机头的主轴轴心、所述旋转机构的旋转轴心和所述翻转机构的旋转轴心三者相互垂直，所述切削机头的主轴的轴心与所述翻转机构的旋转的轴心在同一水平面上；加工件装夹在夹持机构上，所述第一平移机构驱动所述切削机头向加工工件方向移动切削工件，或所述第一平移机构驱动加工件往切削机头方向移动，使所述切削机头加工工件，每加工完一个面时，所述旋转机构和/或所述翻转机构驱动工件旋转一定角度，使所述切削机头加工工件的另一个面。

进一步，还包括第二平移机构，所述第二平移机构与所述第一平移机构相互垂直；所述切削机头设于所述第一平移机构上，所述旋转机构设于所述第二平移机构上。

进一步，所述旋转机构的旋转轴心与所述翻转机构的旋转轴心在同一竖直平面上。

进一步，所述切削机头包括主轴座、旋转主轴、安装座和驱动电机；所述主轴座设于所述第一平移机构的移动座上，所述主轴座上设有主轴安装孔，所述旋转主轴设于所述主轴安装孔内；所述安装座设于所述主轴座上，所述驱动电机设于所述安装座上，所述驱动电机驱动所述旋转主轴旋转。

进一步，所述切削机头的一侧还设有刀库，所述刀库用于旋转主轴更换切削刀具。

进一步，所述旋转机构和所述翻转机构均为液压分度盘。

进一步，所述夹持机构为三爪卡盘或四爪卡盘。

进一步，所述旋转臂远离所述旋转机构的一端还设有向上延伸的安装部，所述翻转机构设于所述安装部的内侧壁。

球头多个平面的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、将一圆柱材料的一端加工成球体状，另一留有夹持位；

步骤二、夹持位装夹所述多面体加工装置的夹持机构上，所述切削机头的主轴的轴心、所述旋转机构的旋转轴心和所述翻转机构的旋转轴心相交与一点，且与球体的球心重合；

步骤三、所述切削机头完成球体一面切削加工后，所述旋转机构和/或所述翻转机构驱动球体旋转一定角度，使所述切削机头加工球体的另一面。

本发明实施例提供的多面体加工装置中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：工件的装夹位装夹在夹持机构上，在第一平移机构的驱动下，使得工件不断靠近切削机构，切削机构完成工件的一面加工，每加工完一个面时，所述旋转机构和/或所述翻转机构驱动工件旋转一定角度，使所述切削机头加工工件的另一个面；并且在需要在每一个面上加工孔位时，只需更换切削装置上的切削刀具即可完成孔位的加工；因此一次装夹能完成多面体的加工，并且能完成工件任何面的加工；所以减少了装夹的次数，提供了效率，以及保证加工的基准一致，保证了加工的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多面体加工装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的多面体加工装置的主视图。

图3为本发明实施例提供的多面体加工装置另一侧的结构图。

图4为本发明实施例提供的多面体加工装置所述切削机头的结构图。

其中，图中各附图标记：

1—机床座 2—第一平移机构 3—切削机头

4—旋转机构 5—旋转臂 6—翻转机构

7—夹持机构 8—第二平移机构 9—刀库

30—主轴座 31—旋转主轴 32—安装座

33—驱动电机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明的一个实施例中，如图1～3所示，提供多面体加工装置，包括机床座1、第一平移机构2、切削机头3、旋转机构4、旋转臂5、翻转机构6和夹持机构7；其中夹持机构7用于定位夹持加工件；切削机头3用于切削加工工件。所述第一平移机构2设于所述机床座1上，所述切削机头3或所述旋转机构4设置在所述第一平移机构2的移动座上。所述旋转臂5设于所述旋转机构4的旋转座上，通过旋转机构4驱动旋转臂5转动。所述翻转机构6设于所述旋转臂5远离所述旋转机构4的旋转轴心的一端，所述夹持机构7设于所述翻转机构6的旋转座上、且所述夹持机构7位于所述切削机头3的主轴的一端；因此，旋转机构4用于驱动夹持机构7绕着竖直轴旋转，翻转机构6用于驱动夹持机构7绕水平轴旋转。所述切削机头3的主轴轴心、所述旋转机构4的旋转轴心和所述翻转机构6的旋转轴心三者相互垂直，所述切削机头3的主轴的轴心与所述翻转机构6的旋转的轴心在同一水平面上。

本实施例具体地是：加工件装夹在夹持机构7上，所述第一平移机构2驱动所述切削机头3向加工工件方向移动切削工件，或所述第一平移机构2驱动加工件往切削机头3方向移动，使所述切削机头3加工工件，每加工完一个面时，所述旋转机构4和/或所述翻转机构6驱动工件旋转一定角度，使所述切削机头3加工工件的另一个面。更具体地，在翻转机构5的轴心与切削机头3的轴心在同一竖直面上时，切削机头3切削工件前端；当工件的前端加工完成后，需要加工两侧时，只需通过旋转机构4驱动旋转臂5旋转一定角度即可。在加工立体面时，可通过所述旋转机构4和所述翻转机构6同时旋转到一定角度，使得加工面朝向切削机头3的切削端。

进一步，提供多面体加工装置还包括第二平移机构8，所述第二平移机构8与所述第一平移机构2相互垂直；所述切削机头3设于所述第一平移机构2上，所述旋转机构4设于所述第二平移机构8上。在本实施例中，可通过第二平移机构8调节被加工件的位置，可使得加工件的中心在旋转机构4和切削机头3的轴线上。并且在切削加工的过程中，可通过第二平移机构8驱动工件平移，从而实现工件与切削刀具相对位移，完成切削加工。具体地，所述第一平移机构2和第二平移机构8均为伺服电动直线模组。

进一步，所述旋转机构4的旋转轴心与所述翻转机构6的旋转轴心在同一竖直平面上。本实施例中，工件在装夹在夹持机构7上时，在工件的中心在旋转机构4的轴线上时，在旋转机构4旋转，以及翻转机构6旋转，工件的中心始终在同一位置，因此，通过切削机头3加工，能保证加工面与工件中心的位置。

进一步，参照图4，所述切削机头3包括主轴座30、旋转主轴31、安装座32和驱动电机33。所述主轴座30设于所述第一平移机构2的移动座上，所述主轴座30上设有主轴安装孔，所述旋转主轴31设于所述主轴安装孔内。所述安装座32设于所述主轴座30上，所述驱动电机33设于所述安装座32上，所述驱动电机33驱动所述旋转主轴31旋转。本实施例，通过切削刀具安装在旋转主轴31上，通过驱动电机33驱动旋转主轴高速旋转，实现对工件切削加工。

进一步，所述切削机头3的一侧还设有刀库9，所述刀库9用于旋转主轴31自动更换切削刀具。

进一步，所述旋转机构4和所述翻转机构6均为液压分度盘。

进一步，所述夹持机构7为三爪卡盘或四爪卡盘。

进一步，所述旋转臂5远离所述旋转机构4的一端还设有向上延伸的安装部50，所述翻转机构6设于所述安装部50的内侧壁。

球头多个平面的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、将一圆柱材料的一端加工成球体状，另一留有夹持位；

步骤二、夹持位装夹所述多面体加工装置的夹持机构7上，所述切削机头3的主轴的轴心、所述旋转机构4的旋转轴心和所述翻转机构6的旋转轴心相交与一点，且与球体的球心重合；因此，在旋转机构4和翻转机构6驱动工件旋转时，始终能保证球心的位置不变，因此加工过程中，切换加工面时，只需旋转机构4和翻转机构6带动工件旋转即可完成加工面的切换，并且能保证球心与加工面的相对位置。

步骤三、所述切削机头3完成球体一面切削加工后，所述旋转机构4和/或所述翻转机构5驱动球体旋转一定角度，使所述切削机头3加工球体的另一面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.多面体加工装置，其特征在于：包括机床座、第一平移机构、切削机头、旋转机构、旋转臂、翻转机构和夹持机构；所述第一平移机构设于所述机床座上，所述切削机头或所述旋转机构设置在所述第一平移机构上；所述旋转臂设于所述旋转机构的旋转座上，所述翻转机构设于所述旋转臂远离所述旋转机构的旋转轴心的一端，所述夹持机构设于所述翻转机构的旋转座上、且所述夹持机构位于所述切削机头的主轴的一端；所述切削机头的主轴轴心、所述旋转机构的旋转轴心和所述翻转机构的旋转轴心三者相互垂直，所述切削机头的主轴的轴心与所述翻转机构的旋转的轴心在同一水平面上；加工件装夹在夹持机构上，所述第一平移机构驱动所述切削机头向加工工件方向移动切削工件，或所述第一平移机构驱动加工件往切削机头方向移动，使所述切削机头加工工件，每加工完一个面时，所述旋转机构和/或所述翻转机构驱动工件旋转一定角度，使所述切削机头加工工件的另一个面。

2.根据权利要求1所述的多面体加工装置，其特征在于：还包括第二平移机构，所述第二平移机构与所述第一平移机构相互垂直；所述切削机头设于所述第一平移机构上，所述旋转机构设于所述第二平移机构上。

3.根据权利要求1所述的多面体加工装置，其特征在于：所述旋转机构的旋转轴心与所述翻转机构的旋转轴心在同一竖直平面上。

4.根据权利要求1～3任一项所述的多面体加工装置，其特征在于：所述切削机头包括主轴座、旋转主轴、安装座和驱动电机；所述主轴座设于所述第一平移机构的移动座上，所述主轴座上设有主轴安装孔，所述旋转主轴设于所述主轴安装孔内；所述安装座设于所述主轴座上，所述驱动电机设于所述安装座上，所述驱动电机驱动所述旋转主轴旋转。

5.根据权利要求4所述的多面体加工装置，其特征在于：所述切削机头的一侧还设有刀库，所述刀库用于旋转主轴更换切削刀具。

6.根据权利要求1所述的多面体加工装置，其特征在于：所述旋转机构和所述翻转机构均为液压分度盘。

7.根据权利要求1所述的多面体加工装置，其特征在于：所述夹持机构为三爪卡盘或四爪卡盘。

8.根据权利要求1所述的多面体加工装置，其特征在于：所述旋转臂远离所述旋转机构的一端还设有向上延伸的安装部，所述翻转机构设于所述安装部的内侧壁。

9.球头多个平面的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将一圆柱材料的一端加工成球体状，另一留有夹持位；

步骤二、夹持位装夹所述多面体加工装置的夹持机构上，所述切削机头的主轴的轴心、所述旋转机构的旋转轴心和所述翻转机构的旋转轴心相交与一点，且与球体的球心重合；

步骤三、所述切削机头完成球体一面切削加工后，所述旋转机构和/或所述翻转机构驱动球体旋转一定角度，使所述切削机头加工球体的另一面。

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