CN111618351B - 一种用于空气中易氧化工件加工的铣床 - Google Patents

Abstract

本发明属于铣床技术领域，公开了一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，所述铣床包括加工装置和加工平台，且加工平台上设有上下料区、密封区、脱盖区、加工区和缓冲区，所述加工平台上安装有固定框和移动框，且密封区、脱盖区、加工区和缓冲区均位于固定框内；所述加工装置的底部贯穿固定框，并位于加工区内；所述固定框内充入有惰性气体，且固定框内安装有密封安装座、安装板和活塞板；所述移动框的一侧安装有驱动气缸，且移动框上靠近驱动气缸的一侧安装有第二单向阀，用于单向排出移动框内的空气；综上可知，本发明在执行易氧化工件的加工时，仅需执行进料、加工和出料的步骤，大大加快了加工时间，提高了加工效率。

Description

一种用于空气中易氧化工件加工的铣床

技术领域

本发明属于铣床技术领域，具体涉及一种用于空气中易氧化工件加工的铣床。

背景技术

铣床主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床；传统铣床中，其铣刀部位大多是直接暴露于空气中的，即工件在加工过程中会直接与空气接触，这种加工方式虽然适用于大多数的工件，但并不适用于对于在空气中易氧化的工件。

针对空气中易氧化的工件，在现有技术中提出了密封隔离的加工方式，如CN109226845A中国发明专利中所公开的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，即利用密封小室的设置完成工件密封隔离加工。但是，结合上述公开专利可知，现有的密封隔离加工的流程包括工件进料、交换排气、工件加工、回收惰性气体、工件出料等步骤，在上述步骤中，工件进料及出料时均需开启密封小室，由此会使外部空气进入密封小室内与工件形成接触，特别是对于加工后的工件而言，会使得加工部位的产生氧化，影响工件加工品质；

另外，由于密封小室内进入了空气，则在每执行一次加工时，均需重复上述步骤，从而造成工件加工时间长、加工效率低的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，以解决上述背景技术中提出的问题，从而对在空气中易氧化的工件形成高质、高效的加工。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，所述铣床包括加工装置和加工平台，且加工平台上设有上下料区、密封区、脱盖区、加工区和缓冲区，所述加工平台上安装有固定框和移动框，且密封区、脱盖区、加工区和缓冲区均位于固定框内；

所述加工装置的底部贯穿固定框，并位于加工区内；所述固定框内充入有惰性气体，且固定框内安装有密封安装座、安装板和活塞板；所述密封安装座位于密封区内，所述安装板与密封安装座之间连接有密封转板，且密封转板位于脱盖区内，所述密封转板上靠近密封安装座的一端安装有第一单向阀，以向下单向导出惰性气体，所述活塞板位于加工装置的一侧，并在加工区和缓冲区内往复移动；所述固定框顶部安装有导气管，用于连接缓冲区和脱盖区，且导气管上安装有电磁三通阀，并通过电磁三通阀连接缓冲气囊；

所述移动框的一侧安装有驱动气缸，且移动框上靠近驱动气缸的一侧安装有第二单向阀，用于单向排出移动框内的空气；所述密封安装座、密封转板的长度均大于移动框长度；所述移动框位于上下料区时，未安装第二单向阀一侧与密封安装座密封配合；所述移动框移入脱盖区时，惰性气体进入移动框内，并排出空气。

优选的，所述活塞板的一侧与固定框内壁之间焊接有弹簧，且弹簧位于缓冲区内。

优选的，所述移动框内固定有用于密封放置工件的密封盒，且密封盒由可分离的夹料底板和密封盖构成，工件固定于夹料底板上；所述密封转板上安装有脱盖装置，且脱盖装置包括负吸组件和驱动组件，所述驱动组件安装于密封安装座内，驱动密封转板转动。

优选的，所述安装座内嵌入安装有旋转电机和传动齿轮组，所述传动齿轮组连接于旋转电机的输出轴与密封转板的安装轴之间，且传动齿轮组与旋转电机组合构成驱动组件。

优选的，所述移动框内对称设有两组夹紧组件，且夹料底板加紧于两组夹紧组件之间。

优选的，每组所述夹紧组件均包括卡板和夹紧气缸，且卡板包括垂直连接的安装部和承托部，所述安装部与移动框滑动连接，且安装部与夹紧气缸的伸缩端固定，所述夹料底板限定于承托部上方。

优选的，所述加工平台上还安装有补气装置，且补气装置设有单向补气管，并与缓冲区连接。

优选的，所述固定框的外壁上嵌入安装有观察窗，且观察窗位于加工区内。

优选的，所述铣床还包括控制机箱和悬臂架，所述悬臂架和加工平台均固定于控制机箱顶部，且悬臂架位于加工平台的一侧，所述加工装置安装于悬臂架顶部。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明中，通过固定框和移动框形成密封加工装置；具体：基于移动框的一个侧板与固定框形成配合，以使得固定框内始终保持隔离状态；移动框则基于配合侧板的不同，以形成敞开或密封的状态，以便于进料或加工；而关于移动框配合侧板的切换，由移动框的移动实现，而移动框在移动过程中能自动完成整体装置中的气体交换；

综上可知，执行易氧化工件的加工时，仅需执行进料、加工和出料的步骤，大大加快了加工时间，提高了加工效率。

(2)针对上述移动框，配合设有密封放置工件的密封盒，以使得工件在进料及出料时均保持密封隔离的状态，进一步避免工件被氧化的问题。

(3)针对上述密封盒，由可分离的夹料底板和密封盖构成，对应的在固定框内安装有脱盖装置，以在气体交换完成后自动执行密封盒的脱盖操作，进而保证工件能顺利完成加工。

(4)在本发明中，还设有与固定框连接的补气装置，以在工件出料时，实现固定框内的自动补气，从而进一步保证整体铣床能实现易氧化工件的高质量加工。

(5)针对上述移动框，其内部设有夹紧组件，以保证密封盒及工件安装的稳定，从而保证工件加工时的稳定；另外，基于夹紧组件还可调整工件的加工位置，以满足不同的加工需要。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A向放大图；

图3为图1中的B处放大图；

图4为本发明中移动框的俯视图；

图5为本发明中固定框与移动框的配合示意图；

图6为移动框中卡板的结构示意图；

图7为移动框进入固定框中密封区时的状态示意图；

图8为移动框由固定框中密封区移动至脱盖区时的状态示意图；

图9为工件在脱盖区中脱盖时的状态示意图；

图10为移动框由固定框中脱盖区移动至加工区时的状态示意图；

图中：1-控制机箱、2-加工平台、3-悬臂架、31-加工装置、4-固定框、41-密封安装座、411-旋转电机、412-传动齿轮组、42-安装板、43-密封转板、431-第一单向阀、44-负吸组件、45-活塞板、46-弹簧、47-导气管、48-观察窗、49-缓冲气囊、5-移动框、51-密封盒、511-夹料底板、512-密封盖、52-驱动气缸、53-夹紧组件、531-卡板、532-夹紧气缸、533-安装部、534-承托部、54-第二单向阀、6-补气装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其具体结构请参阅图1-图6所示，首先公开该铣床中的主体结构：

包括控制机箱1、悬臂架3和加工平台2，其中悬臂架3和加工平台2均固定于控制机箱1顶部，且悬臂架3位于加工平台2的一侧，悬臂架3顶部固定有加工装置31，具体加工装置31中的加工刀具为铣刀，加工平台2上设有上下料区、密封区、脱盖区、加工区和缓冲区，加工平台2上安装有固定框4和移动框5，且密封区、脱盖区、加工区和缓冲区均位于固定框4内；

加工装置31的底部贯穿固定框4，并位于加工区内；固定框4内充入有惰性气体，且固定框4内安装有密封安装座41、安装板42和活塞板45；密封安装座41位于密封区内，安装板42与密封安装座41之间连接有密封转板43，且密封转板43位于脱盖区内，密封转板43上靠近密封安装座41的一端安装有第一单向阀431，以向下单向导出惰性气体，活塞板45位于加工装置31的一侧，并在加工区和缓冲区内往复移动；固定框4顶部安装有导气管47，用于连接缓冲区和脱盖区，且导气管47上安装有电磁三通阀，并通过电磁三通阀连接缓冲气囊49；

移动框5的一侧安装有驱动气缸52，且移动框5上靠近驱动气缸52的一侧安装有第二单向阀54，用于单向排出移动框5内的空气；密封安装座41、密封转板43的长度均大于移动框5长度；

移动框5位于上下料区时，未安装第二单向阀54一侧与密封安装座41密封配合；移动框5移入脱盖区时，惰性气体进入移动框5内，并排出空气。

基于上述主要结构可知，整体铣床的工作原理为：

结合图1，此时移动框5位于上下料区，图中右侧侧边与密封安装座41配合，以使得固定框4内部空间与外部环境形成隔离，而固定框4内则充入的是惰性气体，用于降低固定框4内的含氧量，以避免工件加工时产生氧化；此状态下的移动框5处于敞开状态，以便于执行工件的上料及下料操作；

结合图7，此时移动框5向密封区内移动，在上料后执行进料操作，与此同时，活塞板45也向右移动(其原因是移动框5右侧侧边与活塞板45之间存在惰性气体，移动框5在移入密封区内时，挤压惰性气体，从而对活塞板45形成间歇驱动，以实现活塞板45与移动框5的同步移动)，而随着活塞板45的右移，将缓冲区内的惰性气体推出，以通过导气管47导入缓冲气囊49中，实现惰性气体的暂存；

结合图8，此时移动框5由密封区向脱盖区内移动，在此状态下继续推动活塞板45右移，但此时的导气管47将惰性气体导入脱盖区内(其变化由电磁三通阀的导通切换实现)；在此状态下，惰性气体进入脱盖区，并穿过第一单向阀431流向至移动框5内，从而将移动框5内的空气推出，空气通过第二单向阀54排出，由此在整体移动过程中同步实现气体的交换；具体在实际使用中，根据氮气与空气的相对密度可知，应将第二单向阀54设置于靠近移动框5底部的位置处，以保证移动框5内的空气能被完全排出；

结合图10，此时移动框5由脱盖区向加工区移动，在此状态下继续推动活塞板45右移，而惰性气体再次被推入缓冲气囊49中，直至移动框5的左侧侧板与安装板42配合密封时，停止移动框5的移动；此时表明移动框5以完全进入加工区，即可启动加工装置31进行工件的加工，而基于移动框5左侧侧板与安装板42的配合，仍使固定框4内部保持为隔离状态，由此有效实现工件的密封隔离加工。

在加工完成后，基于上述反向过程退出移动框5即可。

针对上述主体结构，本发明中还包括如下进一步实施的具体结构：

优选的，活塞板45的一侧与固定框4内壁之间焊接有弹簧46，且弹簧46位于缓冲区内。基于此，在退出移动框5时，可实现活塞板45的自动复位，由此将缓冲气囊49内的暂存惰性气体重新吸入至缓冲区内。

上述在退出移动框5时，由于移动框5内存有一部分的惰性气体，因此在出料时会引起一部分惰性气体的损耗，基于此，加工平台2上还安装有补气装置6，且补气装置6设有单向补气管，并与缓冲区连接，从而在退出移动框5时实现惰性气体的补充；具体结合上述弹簧46的设置，能形成自动补气。

优选的，移动框5内固定有用于密封放置工件的密封盒51，且密封盒51由可分离的夹料底板511和密封盖512构成，工件固定于夹料底板511上；密封转板43上安装有脱盖装置，且脱盖装置包括负吸组件44和驱动组件，驱动组件安装于密封安装座41内，驱动密封转板43转动。具体，关于夹料底板511和密封盖512的配合，可采用磁吸结构、卡合结构等。

针对上述驱动组件：安装座41内嵌入安装有旋转电机411和传动齿轮组412，传动齿轮组412连接于旋转电机411的输出轴与密封转板43的安装轴之间。

综上，利用密封盒51对易氧化的工件进行密封保存，在上料时，将密封盒51与工件同步固定于移动框5内；对应的，结合图9，当移动框5移入脱盖区时，首先启动旋转电机411，以驱动密封转板43转动180°，使得负吸组件44朝向密封盒51，然后启动负吸组件44，以实现密封盖512的负吸，从而有效实现密封盒51的脱盖操作，最后再次启动旋转电机411，使得密封转板43复位，以便于整体移动框5能有效移入加工区内。另外，在退出移动框5时，在脱盖区内同样需要执行放该操作，以使得工件能密封存放于密封盒51内；有效避免在进出料的过程中引起工件氧化。

上述，关于夹料底板511，其工件固定结构可根据实际加工的工件形状进行定制；而对于移动框5与密封盒51之间的固定结构，具体如下所示：

优选的，移动框5内对称设有两组夹紧组件53，且夹料底板511加紧于两组夹紧组件53之间。

进一步的，每组夹紧组件53均包括卡板531和夹紧气缸532，且卡板531包括垂直连接的安装部533和承托部534，安装部533与移动框5滑动连接，且安装部533与夹紧气缸532的伸缩端固定，夹料底板511限定于承托部534上方。

综上可知，在实现密封盒51的固定时，其操作如下：首先伸长两组夹紧气缸532，使得两组卡板531相互原理，以便于向移动框5内放入密封盒51，然后回缩两组夹紧气缸532，使得两组卡板531卡紧于夹料底板511的两侧，从而达到稳定的固定作用；上述，在放置密封盒51时，应保证夹料底板511放置于承托部534上，由此能有效限定密封盒51的底部位置，并进一步提高密封盒51夹紧时的稳定性。

另外，基于上述夹紧组件53，在启动一组夹紧气缸532伸长，另一组夹紧气缸532同步回缩时，还能有效调整密封盒51的放置位置，进而便于加工装置31实现工件上不同位置的加工。

作为上述结构的进一步优化实施方式，在固定框4的外壁上还嵌入安装有观察窗48，且观察窗48位于加工区内，以此能便于工作员人及时观察工件的加工情况。

综上所述，整体铣床在工作时能有效实现密封隔离的加工操作，同时将整体操作步骤缩减至进料、加工和出料，大大简化了易氧化工件的加工流程，提高了加工效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述铣床包括加工装置(31)和加工平台(2)，且加工平台(2)上设有上下料区、密封区、脱盖区、加工区和缓冲区，所述加工平台(2)上安装有固定框(4)和移动框(5)，且密封区、脱盖区、加工区和缓冲区均位于固定框(4)内；

所述加工装置(31)的底部贯穿固定框(4)，并位于加工区内；所述固定框(4)内充入有惰性气体，且固定框(4)内安装有密封安装座(41)、安装板(42)和活塞板(45)；

所述密封安装座(41)位于密封区内，所述安装板(42)与密封安装座(41)之间连接有密封转板(43)，且密封转板(43)位于脱盖区内，所述密封转板(43)上靠近密封安装座(41)的一端安装有第一单向阀(431)，以向下单向导出惰性气体，所述活塞板(45)位于加工装置(31)的一侧，并在加工区和缓冲区内往复移动；所述固定框(4)顶部安装有导气管(47)，用于连接缓冲区和脱盖区，且导气管(47)上安装有电磁三通阀，并通过电磁三通阀连接缓冲气囊(49)；

所述移动框(5)的一侧安装有驱动气缸(52)，且移动框(5)上靠近驱动气缸(52)的一侧安装有第二单向阀(54)，用于单向排出移动框(5)内的空气；所述密封安装座(41)、密封转板(43)的长度均大于移动框(5)长度；

所述移动框(5)位于上下料区时，未安装第二单向阀(54)一侧与密封安装座(41)密封配合；所述移动框(5)移入脱盖区时，惰性气体进入移动框(5)内，并排出空气。

2.根据权利要求1所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述活塞板(45)的一侧与固定框(4)内壁之间焊接有弹簧(46)，且弹簧(46)位于缓冲区内。

3.根据权利要求1所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述移动框(5)内固定有用于密封放置工件的密封盒(51)，且密封盒(51)由可分离的夹料底板(511)和密封盖(512)构成，工件固定于夹料底板(511)上；

所述密封转板(43)上安装有脱盖装置，且脱盖装置包括负吸组件(44)和驱动组件，所述驱动组件安装于密封安装座(41)内，驱动密封转板(43)转动。

4.根据权利要求2所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述安装座(41)内嵌入安装有旋转电机(411)和传动齿轮组(412)，所述传动齿轮组(412)连接于旋转电机(411)的输出轴与密封转板(43)的安装轴之间，且传动齿轮组(412)与旋转电机(411)组合构成驱动组件。

5.根据权利要求2所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述移动框(5)内对称设有两组夹紧组件(53)，且夹料底板(511)加紧于两组夹紧组件(53)之间。

6.根据权利要求5所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：每组所述夹紧组件(53)均包括卡板(531)和夹紧气缸(532)，且卡板(531)包括垂直连接的安装部(533)和承托部(534)，所述安装部(533)与移动框(5)滑动连接，且安装部(533)与夹紧气缸(532)的伸缩端固定，所述夹料底板(511)限定于承托部(534)上方。

7.根据权利要求2所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述加工平台(2)上还安装有补气装置(6)，且补气装置(6)设有单向补气管，并与缓冲区连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述固定框(4)的外壁上嵌入安装有观察窗(48)，且观察窗(48)位于加工区内。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种用于空气中易氧化工件加工的铣床，其特征在于：所述铣床还包括控制机箱(1)和悬臂架(3)，所述悬臂架(3)和加工平台(2)均固定于控制机箱(1)顶部，且悬臂架(3)位于加工平台(2)的一侧，所述加工装置(31)安装于悬臂架(3)顶部。

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