CN112222490A - 多功能零件铣床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，公开了多功能零件铣床，包括床身，所述床身上同时滑动连接有横向固定座和竖向固定座，竖向固定座上转动连接有固定件，固定件上设有固定端面和位于固定端面上的螺纹孔，床身上设有用于加工零件的加工机构。本申请中首先将零件固定连接于横向固定座上加工出基准平面和固定孔，然后利用基准平面将零件固定于竖向固定座上，再在零件上加工其他侧面，解决了现有技术中铣床加工具有多个加工平面的零件时，加工的效率低且加工精度低的问题。

Description

多功能零件铣床

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及多功能零件铣床。

背景技术

铣床是一种被广泛应用的机床，在铣床上可以加工孔、平面、沟槽、分齿零件、曲面，以及完成切断等。现有的铣床一般包括固定机构、加工机构和驱动机构，固定机构主要用于固定工件；加工机构用于加工零件，在加工时，可以根据加工需要，在加工机构中安装不同类型的加工刀具；驱动机构用于驱动加工机构中刀具的旋转以及驱动加工机构相对于工件移动，从而使得刀具完成对零件的加工。

虽然利用现有的铣床可以完成对普通零件的精确加工，但是对于某些需要加工多个侧面的零件，以附图1中所示的零件为例，附图1中连接用零件，在利用铣床加工时，需要对平面A以及与平面A相连接四个平面进行加工，使得每个平面的具有较高的平面度。由于该零件的外形不规则，为了减少加工难度，通常采用浇铸的形式获得毛胚，然后再利用机床加工得到最终成品，而利用普通铣床对该种类型的零件进行加工时，由于毛胚由浇铸得到，其表面的精度十分低，同时毛胚的表面还存在拔模斜度，使得毛胚的表面不平整，如果直接将其固定连接于固定机构上进行加工，则容易造成无法精确地定位零件，使得零件加工的精度低；同时，需要在零件上加工多个加工平面，因此加工过程中需要对零件进行多次装夹，不仅加工效率低下，同时，多次装夹定位会造成零件加工精度进一步降低，使得零件加工的废品率较高。

发明内容

本发明意在提供多功能零件铣床，以解决现有技术中在利用现有铣床加工具有多个加工平面的零件时，加工的效率低且加工精度低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：多功能零件铣床，包括床身，所述床身上同时滑动连接有横向固定座和竖向固定座，竖向固定座上转动连接有固定件，固定件上设有固定端面和位于固定端面上的螺纹孔，床身上设有用于加工零件的加工机构；多功能零件铣床的使用方法如下：

步骤一、将零件固定连接于横向固定座上，滑动横向固定座，使零件滑动至与加工机构正对，利用加工机构在零件上加工基准平面，并在基准平面上加工贯穿零件的固定孔；

步骤二、将步骤二中加工后的零件拆卸，使零件的基准平面与固定轴的固定端面贴合，并使固定孔与螺纹孔对齐，利用螺钉穿过固定孔并使螺钉与螺纹孔螺纹固接；

步骤三、滑动竖向固定座，使得零件滑动至与加工机构正对，利用加工机构完成对零件其中一个侧面的加工；

步骤四、待零件的一个侧面完成加工后，转动卡盘，使得固定轴带动零件转动一定角度，利用加工机构完成对零件的另一侧面的加工；

步骤五、重复步骤四，直至完成对零件所有的侧面的加工。

本方案的原理是：横向固定座和竖向固定座用于先后固定零件，加工机构用于对零件进行加工，当需要加工具有多个加工平面的零件时，首先利用横向固定座将待加工的零件固定，滑动横向固定座而使零件移动至与加工机构正对，此时利用加工机构在零件上铣削出基准平面，然后利用加工机构在零件上钻出固定孔，固定孔垂直于基准平面且贯穿零件；然后将零件从横向固定座上拆下后固定于固定件上，此时基准平面与固定端面相贴，且固定孔和螺纹孔对齐，此时利用螺钉穿过固定孔后与螺纹孔固接，从而使得零件被精准固定，然后滑动竖向固定座，使得零件再次滑动至与加工机构正对，利用加工机构完成对零件的一个侧面进行加工，在加工完一个侧面后，只需将固定件转动一定角度，即可利用加工机构完成对下一侧面的加工，直至所有加工平面被加工。

本方案的有益效果在于：

1.能够有效保证加工精度：本申请中，由于设置了横向固定座和竖向固定座，在初始加工时，在零件上加工基准平面和固定孔，在后续固定零件时，是以基准平面和固定孔为基准的，而在加工零件的基准平面和固定孔时，是一次装夹后完成的，因此基准平面和固定孔之间的加工误差十分小，在后续利用基准平面和固定孔为基准固定零件时，可以有效提升零件的固定精度，从而使得零件的加工精度提升；同时在后续加工中，只需完成一次装夹，即可逐渐加工出多个加工平面，从而避免对零件进行多次装夹，进一步提升零件加工的精度。

2.可以高效完成对具有多个加工平面的零件的加工：本申请中，由于在床身上同时设置了横向固定座和竖向固定座，因此在加工零件时，可以先将零件固定连接于横向固定座上而完成基准平面和固定孔的加工，然后再将零件固定连接于竖向固定座上完成其余加工平面的加工，整个加工过程中只需要完成两次零件的装夹固定，不需要每加工一个平面就需要重新装夹一次零件，从而减少多次装夹的时间浪费，有效提升加工效率。

3.能够完成对零件上多个互成夹角的加工平面的加工：本申请中，在加工好基准平面后，将零件固定连接于竖向固定座上而加工零件的侧面时，由于固定件是转动连接于竖向固定座上的，因此加工时可以将零件转动至0-360°的任意角度，从而使得零件上先后加工的侧面之间的夹角范围可变，可加工角度变化范围较大的加工平面。

优选的，作为一种改进，所述床身上横向滑动连接有滑板，所述横向固定座和竖向固定座均固定连接于滑板上，且横向固定座和竖向固定座相互垂直，所述加工机构位于滑板的上方。

本方案中，利用滑板同时带动横向固定座和竖向固定座滑动，当零件在被固定连接在横向固定座上完成基准平面和固定孔的加工后，将零件从横向固定座上拆卸下而将零件固定于固定件上，并利用滑板带动竖向固定座滑动至加工机构下方时，横向固定座会同步滑动至加工机构的一侧，此时可以将后续待加工的零件固定连接于横向固定座上，当竖向固定座上的零件完成加工后，滑板推动横向固定座以及后续加工的零件移动至加工机构的下方，利用加工机构对后续的零件进行加工，而此时已经完成加工的零件跟随竖向固定座滑动至加工机构的一侧，可以在后续零件加工基准平面和固定孔时，将已经完成加工的零件从固定件上拆卸，从而使得零件加工连续进行，进一步提升零件的加工效率。

优选的，作为一种改进，所述横向固定座包括固定连接于滑板上的固定块、滑动连接于滑动上的活动块、转动连接于滑板上的螺杆，所述螺杆与活动块螺纹连接，活动块和固定块之间形成用于夹持零件的第一间隙。

本方案中，将零件放置于固定块和活动块之间的第一间隙中，然后手动转动螺杆，螺杆与活动块螺纹配合，使得螺杆拉动活动块沿着滑板滑动，使得活动块靠近或者远离固定块，以便将零件夹持或者释放，结构简单，能够快速完成对零件的固定。

优选的，作为一种改进，所述床身上固定连接有活塞缸，活塞缸内滑动连接有活塞板，活塞板将活塞缸分隔为左腔室和右腔室，活塞板与滑板之间固定连接有第一连杆，当横向固定座滑动至加工机构的下方时，右腔室处于压缩状态；所述横向固定座上设有用于辅助夹持零件的夹持机构，所述右腔室与夹持机构之间设有驱动单元。

本方案中，当横向固定座滑动至加工机构下方时，滑板拉动第一连杆同步滑动，从而使右腔室中的气体被压缩，压缩气体通过驱动单元驱动夹持机构对零件进行辅助夹持，由于此时零件为毛胚，其表面的精度不高，结合横向固定座和夹持机构同时对零件进行固定，从而使得零件能被更加精准地固定，有效提升零件的加工精度；当横向固定座移动至加工机构的一侧时，右腔室中气体压强降低而使得驱动单元驱动夹持机构对零件的辅助夹持自动消失，方便将零件从横向固定座上取下。

优选的，作为一种改进，所述夹持机构包括滑动连接于横向固定座上的两个夹持块，两个夹持块之间形成用于夹持固定零件的第二间隙，每个夹持块处均设有驱动机构；所述驱动单元包括活塞筒和滑动连接于活塞筒内的驱动板，驱动板与活塞筒之间形成活塞腔，驱动板与夹持块之间固定连接有第二连杆，所述活塞腔和右腔室之间连通有导流管。

本方案中，当横向固定座滑动至加工机构的下方时，右腔室中气压增大，通过导流管的连通，使得活塞腔中的气压增大，从而使得驱动板推动两个夹持块相互靠近，利用两个夹持块完成对零件的辅助夹持固定。

优选的，作为一种改进，所述活动块和固定块上均设有夹持机构。

本方案中，在活动块和固定块上均设置夹持机构，使得零件能够被更加稳固地固定。

优选的，作为一种改进，所述固定块上两个活塞筒内的活塞腔之间、活动块上两个活塞筒内的活塞腔之间均连通有连通管。

本方案中，通过连通管的连通作用，使得固定块上两个活塞筒之间连通，且活动块上两个活塞筒也连通，在利用夹持块辅助夹持固定零件时，可以使得两个夹持块的夹持力相等，从而使得零件受到夹持块的推力作用相等，可以有效消除因气管管路长短造成两个夹持块夹持力不等的影响，使得零件被稳定夹持。

优选的，作为一种改进，所述活塞筒与夹持块之间固定连接有拉伸弹簧。

本方案中，在夹持块未对零件进行夹持时，利用拉伸弹簧拉动夹持块远离零件，从而避免夹持块对零件的拆装造成干扰。

优选的，作为一种改进，所述滑板上固定连接有吹气管，吹气管的进气端与左腔室连通，吹气管的出气端位于固定块和活动块之间。

本方案中，在零件的基准平面和固定孔被加工后，在横向固定座滑动至加工机构的一侧时，左腔室气体被压缩，从而使得左腔室中的气体经吹气管吹向第一间隙，从而将加工过程中产生的碎屑吹出第一间隙之外，有利于保持第一间隙的清洁，避免碎屑对零件的固定产生干扰。

优选的，作为一种改进，所述吹气管与左腔室之间设有限压阀。

本方案中，通过设置限压阀的压力值，使得左腔室中气压达到一定大小后才会进入到吹气管中，以使得吹气管吹出的气压较大，从而利用吹气管出气端较大的气流清理第一间隙中的碎屑，提升除屑的效果。

附图说明

图1为实施例一中加工零件的示意图。

图2为本发明实施例一中多功能零件铣床的正向剖视图。

图3为图2中沿A-A的剖视图。

图4为本发明实施例二中多功能零件铣床的正向剖视图。

图5为图4中B处局部放大图。

图6为图4中沿C-C的剖视图。

图7为图6中D处局部放大图。

图8为本发明实施例三中相同于图6中D处的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：床身1、驱动电机2、丝杆3、滑板4、刀具固定座5、固定块6、活动块7、螺杆8、竖向板9、固定轴10、活塞缸11、活塞板12、左腔室13、右腔室14、第一连杆15、夹持块16、活塞筒17、驱动板18、导流管19、第二连杆20、拉伸弹簧21、吹气管22、限压阀23、连通管24。

实施例基本如附图2所示：多功能零件铣床，包括床身1，床身1的右侧壁上通过螺钉固定连接有驱动电机2，驱动电机2的输出轴上固定连接有横向设置的丝杆3，丝杆3的左端通过轴承转动连接于床身1上。床身1上横向滑动连接有滑板4，滑板4的底面通过螺钉固定连接有两块竖向设置的连接板，两块连接板均与丝杆3螺纹连接，当利用驱动电机2带动丝杆3转动时，通过连接板与丝杆3的配合，使得滑板4向左或者向右滑动；滑板4的顶面上连接有横向固定座和位于横向固定座右侧的竖向固定座，床身1上位于滑板4的上方设有加工机构，本实施例中，加工机构包括可横向滑动和竖向移动的刀具固定座5(图中未示出驱动刀具固定座5横向滑动以及竖向移动的驱动机构，可采用现有技术中电机与丝杆副实现驱动，属于现有技术常规驱动方式，此处不再赘述)，刀具固定座5上固定连接有用于加工零件的刀具。

如图3所示，横向固定座包括固定块6、活动块7和螺杆8，固定块6通过螺钉固定连接于滑板4上，滑板4上开有垂直于固定块6侧壁的T型滑槽，活动块7滑动连接于滑槽中，活动块7和固定块6之间形成用于固定零件的第一间隙；同时滑板4上通过螺钉固定连接有固定板，螺杆8通过轴承转动连接于固定板上，螺杆8与活动块7螺纹连接，通过手动转动螺杆8，螺杆8转动时将驱动活动块7沿着滑槽移动，从而使得活动块7靠近或者远离固定块6，当活动块7靠近固定块6时，即可将零件固定，当活动块7远离固定块6时，可以将零件从第一间隙中拆卸。

如图2所示，竖向固定座包括通过螺钉固定连接于滑板4上的竖向板9，竖向板9的右侧壁上通过螺钉固定连接有旋转电机(图中未示出)，竖向板9的左侧壁上转动连接有与旋转电机连接的卡盘，卡盘中固定连接有固定件，本实施例中，固定件包括固定轴10，固定轴 10的左端面设有固定端面，固定端面上开有横向设置的螺纹孔。

本实施例中多功能零件铣床的使用方法如下：

步骤一、将如图1中零件放置在第一间隙中，并使零件上的A平面朝上，然后手动转动螺杆8，使螺杆8驱动活动块7靠近固定块6而将零件固定，通过驱动电机2带动丝杆3转动，利用丝杆3驱动连接板和滑板4向如图1中的右向移动，使得零件移动至刀具下方，此时刀具采用铣平面用铣刀，然后利用刀具加工A平面而获得基准平面，然后更换刀具，将铣刀更换为钻孔用麻花钻，利用刀具在基准平面上钻取竖向的固定孔；

步骤二、当零件上加工出基准平面和固定孔后，将零件从固定块6和活动块7中取出，然后使零件的基准平面与固定轴10上的固定端面贴合，且使零件上的固定孔与固定轴10上的螺纹孔对齐，然后利用螺钉穿过固定孔并使螺钉与螺纹孔螺纹固接，从而将零件固定于固定轴10的固定端面上；

步骤三、当零件被固定连接于固定轴10的固定端面上后，启动驱动电机2带动丝杆3 转动，使得丝杆3驱动滑板4向图1中的左向滑动，使得零件向左移动至刀具的下方，此时将刀具更换为铣平面用铣刀，然后利用旋转电机驱动固定轴10转动，使得固定轴10带动零件转动一定角度，对零件进行调节而完成对刀，然后利用刀具加工出零件的一个侧面；

步骤四、当利用刀具完成对零件的一个侧面的加工后，通过旋转电机继续带动固定轴10 转动一定角度(转动的角度大小根据所加工的侧面与已加工侧面的夹角大小确定，例如后续加工侧面与已完成加工侧面之间的夹角为90°，则利用旋转电机带动零件转动90°)，然后再利用刀具完成对零件第二侧面的加工；

步骤五、重复上述步骤四，使得零件所有侧面均被加工，从而完成零件的加工。

本实施例中，零件被固定于固定轴10上而加工侧面时，滑块带动固定块6和活动块7 滑动至刀具的左下方，此时可以将后续待加工的零件固定于固定块6和活动块7之间的第一间隙中；同时，在零件的侧面被加工后，利用驱动电机2驱动丝杆3转动而使滑板4带动后续加工的零件移动至刀具下方后，利用刀具加工后续的零件时，由于固定轴10上已经完成加工零件向右被推动至刀具下方的右侧，此时可以在刀具加工后续零件时，将固定轴10上固定的已经加工好的零件拆卸，从而减少零件加工中装拆零件所耗费时间，提升加工效率。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图4所示，床身1的左侧内壁上通过螺钉固定连接有活塞缸11，活塞缸11内横向滑动连接有活塞板12，活塞板12将活塞缸11分隔为相互独立的左腔室13和右腔室14，左腔室13和右腔室14上均连接有与大气连通的进气管，进气管上均安装有单向进气阀；活塞板12和滑板4之间通过螺钉固定连接有呈L型的第一连杆15，横向固定座上设有用于辅助夹持零件的夹持机构，右腔室14与夹持机构之间设有驱动单元。

结合图4和图5，本实施例中，夹持机构包括两个正对设置的夹持块16，夹持机构的数量为两个，两个夹持机构分别设置在固定块6和活动块7上，由于夹持机构的结构相同，本实施例仅以连接于固定块6上的夹持机构为例进行说明。

如图5所示，固定块6的前侧壁上开有横向设置的滑槽，夹持块16横向滑动连接于滑槽中，结合图7，固定块6上的两个夹持块16之间形成用于夹持零件的第二间隙。如图5 所示，驱动单元包括活塞筒17和横向滑动连接于活塞筒17中的驱动板18，驱动板18与活塞筒17之间围成活塞腔，活塞腔与右腔室14之间连通有弹性伸缩的导流管19；同时，驱动板18与夹持块16之间通过螺钉固定连接有第二连杆20，活塞筒17的右端与夹持块16的左侧壁上焊接有拉伸弹簧21，拉伸弹簧21套设于第二连杆20上，当拉伸弹簧21处于自然状态时，夹持块16处于远离零件的位置。

结合图4和图5，滑板4上固定连接有弹性伸缩的吹气管22，吹气管22的左端与左腔室13连通，吹气管22的右端朝向固定块6与活动块7之间的第一间隙；为了使得吹气管22 右端吹出的气流速度较高，本实施例中，在吹气管22上安装有限压阀23，同时，吹气管22 上安装有单向出气阀，使得吹气管22中的气流只能单向流通。

当滑板4带动横向固定座滑动至刀具的下方时，滑板4同时会通过第一连杆15拉动活塞板12向如图4的右向滑动，从而使得右腔室14中的气体被压缩，由于活塞腔与右腔室14之间由导流管19连通，使得活塞腔内的气压升高，从而推动驱动板18靠近零件，驱动板18通过第二连杆20推动夹持块16靠近并与零件相抵，使得同一夹持机构中的两块夹持块16辅助夹持固定零件，零件能够更加稳固地被固定，减少零件加工时出现松动的可能，确保零件的准确加工。

当完成零件基准平面和固定孔的加工后，在将零件从第一间隙中取出而固定于固定轴10 上后，滑板4向如图4的左向滑动而使竖向固定座滑动至刀具下方，此时滑板4推动活塞板 12向左移动，右腔室14与活塞腔内气压降低，夹持块16远离零件，使得夹持块16对零件的辅助夹持效果自动消失；同时，当活塞板12向左移动时，左腔室13的气压升高，当左腔室13内气压上升到超过限压阀23的临界值时，限压阀23自动打开而使得左腔室13中的高压气体经吹气管22的右端吹向第一间隙，从而将加工零件所产生的碎屑吹出第一间隙之外，防止碎屑堆积在第一间隙中而无法准确地固定零件。

实施例三

实施例三与实施例二的区别在于：如图8所示，同一夹持机构上的两个活塞腔之间连通有连通管24，通过连通管24的连通作用，使得同一夹持机构内的两个活塞腔的气压大小相等，从而使得两个夹持块16对零件夹持力大小相等，避免零件左右两侧的夹持块16对零件抵紧力大小不等而造成零件无法被稳定地固定。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.多功能零件铣床，包括床身，其特征在于：所述床身上同时滑动连接有横向固定座和竖向固定座，竖向固定座上转动连接有固定件，固定件上设有固定端面和位于固定端面上的螺纹孔，床身上设有用于加工零件的加工机构；多功能零件铣床的使用方法如下：

步骤一、将零件固定连接于横向固定座上，滑动横向固定座，使零件滑动至与加工机构正对，利用加工机构在零件上加工基准平面，并在基准平面上加工贯穿零件的固定孔；

步骤二、将步骤二中加工后的零件拆卸，使零件的基准平面与固定轴的固定端面贴合，并使固定孔与螺纹孔对齐，利用螺钉穿过固定孔并使螺钉与螺纹孔螺纹固接；

步骤三、滑动竖向固定座，使得零件滑动至与加工机构正对，利用加工机构完成对零件其中一个侧面的加工；

步骤四、待零件的一个侧面完成加工后，转动卡盘，使得固定轴带动零件转动一定角度，利用加工机构完成对零件的另一侧面的加工；

步骤五、重复步骤四，直至完成对零件所有的侧面的加工。

2.根据权利要求1所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述床身上横向滑动连接有滑板，所述横向固定座和竖向固定座均固定连接于滑板上，且横向固定座和竖向固定座相互垂直，所述加工机构位于滑板的上方。

3.根据权利要求2所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述横向固定座包括固定连接于滑板上的固定块、滑动连接于滑动上的活动块、转动连接于滑板上的螺杆，所述螺杆与活动块螺纹连接，活动块和固定块之间形成用于夹持零件的第一间隙。

4.根据权利要求3所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述床身上固定连接有活塞缸，活塞缸内滑动连接有活塞板，活塞板将活塞缸分隔为左腔室和右腔室，活塞板与滑板之间固定连接有第一连杆，当横向固定座滑动至加工机构的下方时，右腔室处于压缩状态；所述横向固定座上设有用于辅助夹持零件的夹持机构，所述右腔室与夹持机构之间设有驱动单元。

5.根据权利要求4所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述夹持机构包括滑动连接于横向固定座上的两个夹持块，两个夹持块之间形成用于夹持固定零件的第二间隙，每个夹持块处均设有驱动机构；所述驱动单元包括活塞筒和滑动连接于活塞筒内的驱动板，驱动板与活塞筒之间形成活塞腔，驱动板与夹持块之间固定连接有第二连杆，所述活塞腔和右腔室之间连通有导流管。

6.根据权利要求5所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述活动块和固定块上均设有夹持机构。

7.根据权利要求6所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述固定块上两个活塞筒内的活塞腔之间、活动块上两个活塞筒内的活塞腔之间均连通有连通管。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述活塞筒与夹持块之间固定连接有拉伸弹簧。

9.根据权利要求8所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述滑板上固定连接有吹气管，吹气管的进气端与左腔室连通，吹气管的出气端位于固定块和活动块之间。

10.根据权利要求9所述的多功能零件铣床，其特征在于：所述吹气管与左腔室之间设有限压阀。

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