CN112207358B - 一种散热片零件切削加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种散热片零件切削加工装置，包括底座、四轴活动台、夹具、平刀锯片组件和立刀锯片组件，四轴活动台、平刀锯片组件和立刀锯片组件均安装于底座上，四轴活动台设置于底座的前部，平刀锯片组件设置于底座的左后部，立刀锯片组件设置于底座的右后部，夹具固定于四轴活动台上，四轴活动台具有沿X轴移动、沿Y轴移动、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转的活动方向，平刀锯片组件和立刀锯片组件均具有沿Z轴移动的活动方向，夹具设有气缸和夹紧件，夹具的两侧均设有侧刃加工槽。基于上述装置，本发明还提出一种散热片零件切削加工方法，用于散热片零件切削加工。本发明对于外部形状复杂的散热片零件可一次性自动完成加工，提高了加工效率和精度。

Description

一种散热片零件切削加工装置及方法

技术领域

本发明涉及切削加工领域，尤其是一种散热片零件切削加工装置及方法。

背景技术

散热片是一种给设备中的易发热部件散热的装置，多由铝合金、铜等材材料制成片状。散热片的加工工艺包括压铸或挤压成型、切削加工、冲压、焊接等。散热片为实现良好的散热效果，散热片的外部形状并不规则，这给散热片的加工带来了一定的困难。

现有对散热片零件的切削加工设备为通用的切削加工机械，在加工外部形状不规则的散热片零件过程中需要设置多种夹具，并通过人工频繁装载零件及调整夹具来完成加工，加工效率低下，加工精度低，人工成本高。本申请人的在先申请CN201910671975.X公开了一种三轴切削机，其外部结构如图1所示，使用该三轴切削机加工散热片零件时，需要手动调节横向切削组件10位置，且无法调整固定台50的倾转角度，对于形如图6的散热片零件的加工需要人工多次调整零件夹装角度，无法一次性自动完成加工。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种散热片零件切削加工装置及方法，可实现对散热片零件的自动切削加工操作，对于外部形状复杂的散热片零件可一次性自动完成加工，提高了加工效率和精度，节约了人工成本。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明提出一种散热片零件切削加工装置，包括底座、四轴活动台、夹具、平刀锯片组件和立刀锯片组件，所述四轴活动台、平刀锯片组件和立刀锯片组件均安装于所述底座上，所述四轴活动台设置于所述底座的前部，所述平刀锯片组件设置于所述底座的左后部，所述立刀锯片组件设置于所述底座的右后部，所述夹具固定于所述四轴活动台上，所述四轴活动台具有沿X轴移动、沿Y轴移动、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转的活动方向，所述平刀锯片组件和立刀锯片组件均具有沿Z轴移动的活动方向；所述夹具设有气缸和夹紧件，所述气缸固定于所述夹具中部，所述夹紧件固定于所述气缸伸缩轴的端部，所述夹具的两侧均设有侧刃加工槽。

进一步地，所述四轴活动台包括第一滑轨、第一滑块、第一驱动电机、第二滑轨、第二滑块、第二驱动电机、第一转向传动机构、第三驱动电机、第二转向传动机构、第四驱动电机和装载台，所述第一滑轨固定于所述底座上并沿Y轴延伸，所述第一滑块由所述第一驱动电机驱动沿所述第一滑轨滑行，所述第二滑块固定于所述第一滑块上并沿X轴延伸，所述第二滑块由所述第二驱动电机驱动沿所述第二滑轨滑行，所述第一转向传动机构固定于所述第二滑块上并将所述第三驱动电机输出轴的绕X轴旋转转向传动至所述第二转向传动机构，使所述第二转向传动机构本体绕Y轴旋转，所述装载台设置于所述第二转向传动机构的上表面，所述第二转向传动机构将所述第四驱动电机输出轴的绕Y轴旋转转向传动至所述装载台，使所述装载台绕所述第二转向传动机构上表面的法向旋转。

进一步地，所述第一转向传动机构和所述第二转向传动机构均为分度凸轮机构。

进一步地，所述所述四轴活动台还设有支架，所述第二转向传动机构设置于所述第一转向传动机构和所述支架的中间。

进一步地，所述平刀锯片组件包括第一立架、第三滑轨、第三滑块、第五驱动电机、第六驱动电机和平刀锯片，所述第三滑轨固定于所述第一立架前侧并沿Z轴延伸，所述第三滑块由所述第五驱动电机驱动沿所述第三滑轨滑行，所述第六驱动电机固定于所述第三滑块前侧，所述平刀锯片固定于所述第六驱动电机输出轴并绕Z轴旋转。

进一步地，所述立刀锯片组件包括第二立架、第四滑轨、第四滑块、第七驱动电机、第八驱动电机和立刀锯片，所述第四滑轨固定于所述第二立架左侧并沿Z轴延伸，所述第四滑块由所述第七驱动电机驱动沿所述第四滑轨滑行，所述第八驱动电机固定于所述第四滑块左侧，所述立刀锯片固定于所述第八驱动电机输出轴并绕X轴旋转。

本发明还提出一种散热片零件切削加工方法，应用于上述散热片零件切削加工装置中，包括如下步骤：

S1：将待加工的散热片零件固定于所述夹具上；

S2：通过四轴活动台使散热片零件沿X轴移动和沿Y轴移动，将散热片零件传送至平刀锯片组件加工处，平刀锯片组件的刀具沿Z轴移动至适当位置，平刀锯片组件的刀具高速旋转，配合四轴活动台将散热片零件沿X轴由前向后移动，从而加工散热片零件的侧刃槽；

S3：通过四轴活动台使散热片零件绕Z轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件传送至立刀锯片组件加工处，立刀锯片组件的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件的刀具高速旋转，配合四轴活动台将散热片零件沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件的四周边缘；

S4：通过四轴活动台使散热片零件绕Z轴旋转适当角度，绕Y轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件传送至立刀锯片组件加工处，立刀锯片组件的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件的刀具高速旋转，配合四轴活动台将散热片零件沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件表面的斜度槽；

S5：将加工完成的散热片零件从所述夹具上取下。

本发明的有益效果：

本发明提供一种散热片零件切削加工装置和方法，可实现对散热片零件的自动切削加工操作，整个加工过程中仅需夹装一次零件，无需频繁夹装零件和调整夹具即可完成散热片零件的切削加工，极大地提高了加工效率，对零件的加工全程自动进行，无需人工操作，可提高加工精度，节约人工成本。

附图说明

图1为现有技术中对散热片零件的加工设备；

图2为本发明提出的一种散热片零件切削加工装置结构示意图；

图3为本发明的四轴活动台结构示意图；

图4为本发明的夹具结构示意图；

图5为本发明所加工的散热片零件加工前结构示意图；

图6为本发明所加工的散热片零件加工后结构示意图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图2至图6，本发明提供一种散热片零件切削加工装置实施例，包括底座100、四轴活动台200、夹具300、平刀锯片组件400和立刀锯片组件500，四轴活动台200、平刀锯片组件400和立刀锯片组件500均安装于底座100上，四轴活动台200设置于所述底座100的前部，平刀锯片组件400设置于底座100的左后部，立刀锯片组件500设置于底座100的右后部，夹具300固定于四轴活动台200上，四轴活动台200具有沿X轴移动、沿Y轴移动、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转的活动方向，平刀锯片组件400和立刀锯片组件500均具有沿Z轴移动的活动方向；夹具300设有气缸301和夹紧件302，气缸301固定于夹具300中部，夹紧件302固定于气缸301伸缩轴的端部，夹具300的两侧均设有侧刃加工槽303。

在本实施例中，待加工的散热片零件600固定于夹具300上，通过四轴活动台200可使散热片零件600沿X轴移动、沿Y轴移动、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转；平刀锯片组件400设有绕Z轴旋转且水平放置的切削刀具，切削刀具的位置可沿Z轴移动调整；立刀锯片组件500设有绕X轴旋转且竖立放置的切削刀具，切削刀具的位置可沿Z轴移动调整。通过四轴活动台200的活动配合平刀锯片组件400和立刀锯片组件500的切削，可完成散热片零件600的切削加工，气缸301带动夹紧件302向下运动可夹紧散热片零件600，平刀锯片组件400的切削刀具可通过侧刃加工槽303来加工散热片零件600的侧刃槽601。在对散热片零件的整个加工过程中仅需夹装一次零件，无需频繁夹装零件和调整夹具即可完成散热片零件的切削加工，极大地提高了加工效率，加工全程自动进行，无需人工操作，可提高加工精度，节约人工成本。

进一步地，参见图2、图3，四轴活动台200包括第一滑轨201、第一滑块202、第一驱动电机203、第二滑轨204、第二滑块205、第二驱动电机206、第一转向传动机构207、第三驱动电机208、第二转向传动机构209、第四驱动电机210和装载台211，第一滑轨201固定于底座100上并沿Y轴延伸，第一滑块202由第一驱动电机203驱动沿第一滑轨201滑行，第二滑块205固定于第一滑块202上并沿X轴延伸，第二滑块205由第二驱动电机206驱动沿第二滑轨204滑行，第一转向传动机构207固定于第二滑块205上并将第三驱动电机208输出轴的绕X轴旋转转向传动至第二转向传动机构209，使第二转向传动机构209本体绕Y轴旋转，装载台211设置于第二转向传动机构209上表面，第二转向传动机构209将第四驱动电机210输出轴的绕Y轴旋转转向传动至装载台211，使装载台211绕第二转向传动机构209上表面的法向旋转。

在本实施例中，当散热片零件600固定于四轴活动台200上的夹具300时，通过第一驱动电机203的驱动，散热片零件600可沿Y轴移动；通过第二驱动电机206的驱动，散热片零件600可沿X轴移动,通过第三驱动电机208的驱动，散热片零件600可绕Y轴旋转；当第二转向传动机构209本体上表面呈水平时，通过第四驱动电机210的驱动，散热片零件600可绕Z轴旋转。通过控制系统对各个驱动电机的转动量的控制，可实现对散热片零件600移动距离和旋转角度的控制。

特别需要说明的是，通过第一转向传动机构207设置，使得第一驱动电机203输出轴沿X轴设置，可防止第一驱动电机203的安装位置对零件加工移动行成干涉，若没有设置第一转向传动机构207，第一驱动电机203的输出轴直接沿Y轴设置，则第一驱动电机203在零件移动中可能会碰撞到平刀锯片组件400。

进一步地，参见图2、图3，第一转向传动机构207和第二转向传动机构209均为分度凸轮机构。

在本实施例中，通过分度凸轮机构可对轴向旋转转向和传动，以调整转轴方向。

进一步地，参见图2、图3，四轴活动台200还设有支架212，第二转向传动机构209设置于第一转向传动机构207和支架212的中间。

在本实施例中，通过第一转向传动机构207和支架212将第二转向传动机构209架设在两者中间，使得第二转向传动机构209本体可绕Y轴旋转。

进一步地，参见图2，平刀锯片组件400包括第一立架401、第三滑轨402、第三滑块403、第五驱动电机404、第六驱动电机405和平刀锯片406，第三滑轨402固定于第一立架401前侧并沿Z轴延伸，第三滑块403由第五驱动电机404驱动沿第三滑轨402滑行，第六驱动电机405固定于第三滑块403前侧，平刀锯片406固定于第六驱动电机405输出轴并绕Z轴旋转。

在本实施例中，通过第五驱动电机404的驱动，第六驱动电机405和平刀锯片406可沿Z轴移动，第六驱动电机405用于驱动平刀锯片406旋转。通过控制系统对各个驱动电机的转动量的控制，可实现对平刀锯片406移动距离和旋转速度的控制。

进一步地，参见图2，立刀锯片组件500包括第二立架501、第四滑轨502、第四滑块503、第七驱动电机504、第八驱动电机505和立刀锯片506，第四滑轨502固定于第二立架501左侧并沿Z轴延伸，第四滑块503由第七驱动电机504驱动沿第四滑轨502滑行，第八驱动电机505固定于第四滑块503左侧，立刀锯片506固定于第八驱动电机505输出轴并绕X轴旋转。

在本实施例中，通过第七驱动电机504的驱动，第八驱动电机505和立刀锯片506可沿Z轴移动，第八驱动电机505用于驱动立刀锯片506。通过控制系统对各个驱动电机的转动量的控制，可实现对立刀锯片506移动距离和旋转速度的控制。

参见图2至图6，本发明还提供一种散热片零件切削加工方法实施例，应用于上述散热片零件切削加工装置中，图5为散热片零件加工前结构示意图，图6为散热片零件加工后结构示意图，加工方法包括如下步骤：

S1：将待加工的散热片零件600固定于夹具300上；

S2：通过四轴活动台200使散热片零件600沿X轴移动和沿Y轴移动，将散热片零件600传送至平刀锯片组件400加工处，平刀锯片组件400的刀具沿Z轴移动至适当位置，平刀锯片组件400的刀具高速旋转，配合四轴活动台200将散热片零件600沿X轴由前向后移动，从而加工散热片零件600的侧刃槽601；

S3：通过四轴活动台200使散热片零件600绕Z轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件600传送至立刀锯片组件500加工处，立刀锯片组件500的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件500的刀具高速旋转，配合四轴活动台200将散热片零件600沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件600的四周边缘；

S4：通过四轴活动台200使散热片零件600绕Z轴旋转适当角度，绕Y轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件600传送至立刀锯片组件500加工处，立刀锯片组件500的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件500的刀具高速旋转，配合四轴活动台200将散热片零件600沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件600表面的斜度槽602；

S5：将加工完成的散热片零件600从夹具300上取下。

综上所述，本发明提供一种散热片零件切削加工装置和方法，可实现对散热片零件的自动切削加工操作，整个加工过程中仅需夹装一次零件，无需频繁夹装零件和调整夹具即可完成散热片零件的切削加工，极大地提高了加工效率，对零件的加工全程自动进行，无需人工操作，可提高加工精度，节约人工成本。当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (2)

1.一种散热片零件切削加工装置，其特征在于，包括底座(100)、四轴活动台(200)、夹具(300)、平刀锯片组件(400)和立刀锯片组件(500)，所述四轴活动台(200)、平刀锯片组件(400)和立刀锯片组件(500)均安装于所述底座(100)上，所述四轴活动台(200)设置于所述底座(100)的前部，所述平刀锯片组件(400)设置于所述底座(100)的左后部，所述立刀锯片组件(500)设置于所述底座(100)的右后部，所述夹具(300)固定于所述四轴活动台(200)上，所述四轴活动台(200)具有沿X轴移动、沿Y轴移动、绕Y轴旋转和绕Z轴旋转的活动方向，所述平刀锯片组件(400)和立刀锯片组件(500)均具有沿Z轴移动的活动方向；所述夹具(300)设有气缸(301)和夹紧件(302)，所述气缸(301)固定于所述夹具(300)中部，所述夹紧件(302)固定于所述气缸(301)伸缩轴的端部；所述夹具(300)的两侧均设有侧刃加工槽(303)，

所述平刀锯片组件(400)包括第一立架(401)、第三滑轨(402)、第三滑块(403)、第五驱动电机(404)、第六驱动电机(405)和平刀锯片(406)，所述第三滑轨(402)固定于所述第一立架(401)前侧并沿Z轴延伸，所述第三滑块(403)由所述第五驱动电机(404)驱动沿所述第三滑轨(402)滑行，所述第六驱动电机(405)固定于所述第三滑块(403)前侧，所述平刀锯片(406)固定于所述第六驱动电机(405)输出轴并绕Z轴旋转，

所述立刀锯片组件(500)包括第二立架(501)、第四滑轨(502)、第四滑块(503)、第七驱动电机(504)、第八驱动电机(505)和立刀锯片(506)，所述第四滑轨(502)固定于所述第二立架(501)左侧并沿Z轴延伸，所述第四滑块(503)由所述第七驱动电机(504)驱动沿所述第四滑轨(502)滑行，所述第八驱动电机(505)固定于所述第四滑块(503)左侧，所述立刀锯片(506)固定于所述第八驱动电机(505)输出轴并绕X轴旋转，

所述四轴活动台(200)包括第一滑轨(201)、第一滑块(202)、第一驱动电机(203)、第二滑轨(204)、第二滑块(205)、第二驱动电机(206)、第一转向传动机构(207)、第三驱动电机(208)、第二转向传动机构(209)、第四驱动电机(210)和装载台(211)，所述第一滑轨(201)固定于所述底座(100)上并沿Y轴延伸，所述第一滑块(202)由所述第一驱动电机(203)驱动沿所述第一滑轨(201)滑行，所述第二滑块(205)固定于所述第一滑块(202)上并沿X轴延伸，所述第二滑块(205)由所述第二驱动电机(206)驱动沿所述第二滑轨(204)滑行，所述第一转向传动机构(207)固定于所述第二滑块(205)上并将所述第三驱动电机(208)输出轴的绕X轴旋转转向传动至所述第二转向传动机构(209)，使所述第二转向传动机构(209)本体绕Y轴旋转，所述装载台(211)设置于所述第二转向传动机构(209)的上表面，所述第二转向传动机构(209)将所述第四驱动电机(210)输出轴的绕Y轴旋转转向传动至所述装载台(211)，使所述装载台(211)绕所述第二转向传动机构(209)上表面的法向旋转，

所述第一转向传动机构(207)和所述第二转向传动机构(209)均为分度凸轮机构，通过分度凸轮机构可对轴向旋转转向和传动，以调整转轴方向，

其中，散热片零件切削加工装置的加工方法，包括如下步骤：

S1：将待加工的散热片零件(600)固定于所述夹具(300)上；

S2：通过四轴活动台(200)使散热片零件(600)沿X轴移动和沿Y轴移动，将散热片零件(600)传送至平刀锯片组件(400)加工处，平刀锯片组件(400)的刀具沿Z轴移动至适当位置，平刀锯片组件(400)的刀具高速旋转，配合四轴活动台(200)将散热片零件(600)沿X轴由前向后移动，从而加工散热片零件(600)的侧刃槽(601)；

S3：通过四轴活动台(200)使散热片零件(600)绕Z轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件(600)传送至立刀锯片组件(500)加工处，立刀锯片组件(500)的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件(500)的刀具高速旋转，配合四轴活动台(200)将散热片零件(600)沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件(600)的四周边缘；

S4：通过四轴活动台(200)使散热片零件(600)绕Z轴旋转适当角度，绕Y轴旋转适当角度，沿X轴移动，以及沿Y轴移动，将散热片零件(600)传送至立刀锯片组件(500)加工处，立刀锯片组件(500)的刀具沿Z轴移动至适当位置，立刀锯片组件(500)的刀具高速旋转，配合四轴活动台(200)将散热片零件(600)沿Y轴由左向右移动，从而加工散热片零件(600)表面的斜度槽(602)；

S5：将加工完成的散热片零件(600)从所述夹具(300)上取下。

2.如权利要求1所述的一种散热片零件切削加工装置，其特征在于，所述所述四轴活动台(200)还设有支架(212)，所述第二转向传动机构(209)设置于所述第一转向传动机构(207)和所述支架(212)的中间。

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