CN113634801B - 一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置，结合3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型以获取铣面的基准面，结合待铣圆盘的原始结构，建立支撑面，再基于支撑面将待铣圆盘接入本发明的铣面装置内，以圆周圆铣结合直径直铣的方式，从圆周和直径两个方向，铣平滑圆盘上、下端面的不规则的面。本发明的圆盘铣面方法及装置，操作简单，使用方便，铣面效果好，适用各种不规则面，包括且不限于圆盘，可单面铣，也可双面铣，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置

技术领域

本发明涉及一种不规则圆盘的铣面方法及装置，具体涉及一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置。

背景技术

面铣是最常见的铣削工序，可使用多种不同的刀具来执行。

端面铣床加工范围大，适用于铸件、钢件等金属材料的端面切削，广泛应用于机械制造业。特别适用于模具业、塑料模架边框的平面铣削，可对超长工件两端面进行铣削、钻孔、镗孔等特型面加工。

而现有的铣床，对于不规则平面，尤其是上下端面均不规则的圆盘则难以适用，难以铣“平滑”，因此，需要一种新的可铣端面，尤其是上下端面均不规则的方法及装置。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种上下端面不规则的圆盘铣面方法，包括以下步骤：

S1、以水平横置的圆盘的任一水平截面为基准面，以圆心为原点，以任一组相互垂直的直径为X轴和Y轴，以垂直基准面上原点的轴为Z轴，建立3D坐标系；

S2、基于3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型；

S3、以3D标准模型中标准圆盘的上端面和下端面的不规则曲线的最高波峰为最高点，并以最高点所在水平面确定上截面和下截面；

S4、分别以上截面和下截面为目标面，铣平圆盘的顶面和底面；

S5、于任一直径的两端，于圆盘的顶面和底面的轮廓处建立支撑面，分别以一组支撑辊支撑支撑面；以Z轴为转动轴，以3D标准模型为基准，一组铣头对称的于圆盘的顶面和底面沿圆周方向圆铣，结合沿半径移动的方式铣面；

S6、夹持圆盘的侧面，以沿半径或直径方向直铣，结合圆盘转动角度后重复直铣的方式，铣面。

上述步骤S5中支撑面的建立，包括以下步骤：

A1、由圆盘的边向圆心方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

A2、基于3D标准模型，确定该长度范围内的不规则曲线的波峰，并以该波峰所在环形平面为支撑面；

A3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面。

上述步骤S5中的圆铣不包括支撑面；步骤S6中的直铣包括支撑面。

或上述步骤S5中支撑面的建立，包括以下步骤：

B1、由圆盘的边向圆心的反方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

B2、基于3D标准模型，确定支撑面所在环形的不规则曲线的波谷，并以该波谷所在环形平面为支撑面；

B3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面。

上述步骤S5中的圆铣不包括支撑面；步骤S6中的直铣不包括支撑面，还包括步骤S7、基于长度，铣去支撑面所在圆环。

上述步骤S5中的任一直径位于X轴或Y轴。

一种铣面装置，适用于上述的一种上下端面不规则的圆盘铣面方法，包括对称的固定于基座顶部的一对铣头装置和环铣头装置设置的旋转夹持装置；

所述铣头装置包括顶面横设有滑槽的基板，顶端设有铣头的第一液压杆通过其底端的滑动组件设于滑槽内；

且，于铣头的两侧，滑槽内还设有一对支撑辊：包括顶端设有辊轴的第二液压杆，通过其底端的滑动组件设于滑槽内；

所述旋转夹持装置包括绕基座旋转的转盘，所述转盘由第一电机轴联动转动；旋转臂组件的一端轴设于转盘的任一直径的两端，另一端设有卡盘。

上述滑动组件包括横设于滑槽内的螺杆，套接螺杆的滑块设于滑槽内，且滑块内设有螺接螺杆的螺母，所述螺母由滑块内的第二电机驱动。

上述旋转夹持装置的中线、基座的中线、滑槽的中线与基板的中线合一。

上述旋转臂组件包括至少两节轴接的旋转臂，所述轴分别由若干第三电机驱动转动。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种上下端面不规则的圆盘铣面方法及装置，结合3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型以获取铣面的基准面，结合待铣圆盘的原始结构，建立支撑面，再基于支撑面将待铣圆盘接入本发明的铣面装置内，以圆周圆铣结合直径直铣的方式，从圆周和直径两个方向，铣平滑圆盘上、下端面的不规则的面。

本发明的圆盘铣面方法及装置，操作简单，使用方便，铣面效果好，适用各种不规则面，包括且不限于圆盘，可单面铣，也可双面铣，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为支撑面外延的结构示意图。

图2为支撑面内延的结构示意图。

图3为圆铣的结构示意图。

图4为直铣的结构示意图。

附图中标记的含义如下：A、上截面，B、下截面，C、支撑面（C11、C12；C21、C22）；

1、基座，2、T型支架，3、基板，4、滑块，5、第一液压杆，6、铣头，7、第二液压杆，8、旋转臂，9、卡盘，10、转盘，11、第一电机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种上下端面不规则的圆盘铣面方法，包括以下步骤：

S1、以水平横置的圆盘的任一水平截面为基准面，以圆心为原点，以任一组相互垂直的直径为X轴和Y轴，以垂直基准面上原点的轴为Z轴，建立3D坐标系；

S2、基于3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型；

S3、以3D标准模型中标准圆盘的上端面和下端面的不规则曲线的最高波峰为最高点，并以最高点所在水平面确定上截面和下截面；

S4、分别以上截面和下截面为目标面，铣平圆盘的顶面和底面；

S5、于任一直径的两端（位于X轴或Y轴），于圆盘的顶面和底面的轮廓处建立支撑面，分别以一组支撑辊支撑支撑面；以Z轴为转动轴，以3D标准模型为基准，一组铣头6对称的于圆盘的顶面和底面沿圆周方向圆铣，结合沿半径移动的方式铣面；

S6、夹持圆盘的侧面，以沿半径或直径方向直铣，结合圆盘转动角度后重复直铣的方式，铣面。

如图2所示，当待铣圆盘为直径固定的圆盘时，适用方法1，即：

步骤S5中支撑面的建立的步骤为：

A1、由圆盘的边向圆心方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

A2、基于3D标准模型，确定该长度范围内的不规则曲线的波峰，并以该波峰所在环形平面为支撑面；

A3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面C（C21、C22）。

且圆铣不包括支撑面；直铣包括支撑面。

如图1所示，当待铣圆盘为直径可变、外廓可切削的圆盘时，适用方法2，即：

步骤S5中支撑面的建立的步骤为：

B1、由圆盘的边向圆心的反方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

B2、基于3D标准模型，确定支撑面所在环形的不规则曲线的波谷，并以该波谷所在环形平面为支撑面；

B3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面C（C11、C12）。

且圆铣和直铣均不包括支撑面。

还包括步骤S7、基于长度（或基于圆盘的直径），铣去支撑面所在圆环。

一种铣面装置，由基座1、铣头6装置、旋转夹持装置和一对支撑辊组成。

一对铣头6装置分别通过T型支架2对称的设于基座1的顶部，铣头6装置由基板3、铣头6、第一液压杆5和滑动组件组成；基板3设于T型支架2的顶面，基板3的顶面横设有滑槽，滑槽内设有滑动组件：包括横设于滑槽内的螺杆，滑块4套接螺杆设于滑槽内，且滑块4内设有螺接螺杆的螺母，该螺母由滑块4内的第二电机驱动。第一液压杆5垂设于滑块4的顶面，铣头6设于第一液压杆5的顶端。

支撑辊由第二液压杆7、辊轴和滑动组件组成；第二液压杆7垂设于滑动组件的滑块4顶面，辊轴设于二液压杆的顶端。一对支撑辊的滑块4设于铣头6装置的滑块4的两侧。

旋转夹持装置由转盘10、旋转臂8组件和卡盘9组成。转盘10呈环形，优选的设于底部的T型支架2和基座1固接后的环形凹槽内，转盘10的底面设有环形齿，由第一电机11轴通过齿轮联动，绕T型支架2转动，优选的，第一电机11设于基座1内。

转盘10的任一直径的两端分别轴设有旋转臂8组件：由至少两节轴接的旋转臂8组成，轴分别由若干第三电机驱动转动。旋转臂8的另一端设有卡盘9。

旋转夹持装置的中线、基座1的中线、滑槽的中线与基板3的中线合一。

使用时，

以如图1所示的待铣圆盘为直径可变、外廓可切削的圆盘为例，即方法2。

S1、以水平横置的圆盘的任一水平截面为基准面，以圆心为原点，以任一组相互垂直的直径为X轴和Y轴，以垂直基准面上原点的轴为Z轴，建立3D坐标系；

S2、基于3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型；

S3、以3D标准模型中标准圆盘的上端面和下端面的不规则曲线的最高波峰为最高点，并以最高点所在水平面确定上截面A和下截面B；

S4、分别以上截面A和下截面B为目标面，铣平圆盘的顶面和底面；

S5、于X轴直径的两端，分别于圆盘的顶面和底面的轮廓处建立支撑面，支撑面的建立的步骤为：

B1、由圆盘的边向圆心的反方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度d(支撑面的宽度d)；

B2、基于3D标准模型，确定支撑面所在环形的不规则曲线的波谷，并以该波谷所在环形平面为支撑面（C11、C12）；

B3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面（C11、C12）。

将待铣圆盘放置在T型支架2之间，控制装置驱动第二电机在滑槽内移动支撑辊，再驱动第二液压杆7伸缩，使得辊轴从待铣圆盘的顶部和底部分别抵压支撑面。控制装置再驱动第三电机转动旋转臂8组件，使得两侧的卡盘9夹持待铣圆盘的侧面，以形成待铣圆盘上下端的卡固和转动结构的固接，卡固后使得待铣圆盘的中线与基座1的中线合一。

以Z轴为转动轴，沿待铣圆盘的厚度方向的任一点确定3D坐标系的0点，以3D标准模型为基准，控制装置驱动一组铣头6对称的于圆盘的顶面和底面同时铣面，同时驱动第一电机11转动转盘10，使得铣头6沿圆周方向形成圆铣，如图3所示；圆铣时，以同一半径处的3D标准模型的周圈曲线为基准，控制装置驱动第一液压杆5伸缩，使得铣圆的周圈符合标注。圆铣一周完成后，控制装置再驱动铣头6装置内的第二电机使得滑块4（铣头6）沿滑槽移动，即使得铣头6沿圆盘的半径移动，重复上述步骤再实现下一个半径处的圆铣；依此至圆点，完成铣面。

S6、控制装置保持圆盘两侧的夹持状态，驱动第二液压杆7回缩，即取消对圆盘上下端的抵压。以任一直径为起点，从直径的一端以直铣的方式，并基于该直径的3D标准模型的曲线标准，同时从圆盘的顶面和底面铣至直径的另一端，如图4所示。完成一直径的直铣后，控制装置再通过第一电机11转动圆盘，即使得铣头6相对已完成的直铣的直径发生偏转至另一未铣的直径的端头处，重复直铣的过程；依此重复完成铣面。

S7、基于长度（或基于圆盘的直径），铣去支撑面所在圆环。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种上下端面不规则的圆盘铣面方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以水平横置的圆盘的任一水平截面为基准面，以圆心为原点，以任一组相互垂直的直径为X轴和Y轴，以垂直基准面上原点的轴为Z轴，建立3D坐标系；

S2、基于3D坐标系建立标准圆盘及其上下端面的3D标准模型；

S3、以3D标准模型中标准圆盘的上端面和下端面的不规则曲线的最高波峰为最高点，并以最高点所在水平面确定上截面和下截面；

S4、分别以上截面和下截面为目标面，铣平圆盘的顶面和底面；

S5、于任一直径的两端，于圆盘的顶面和底面的轮廓处建立支撑面，分别以一组支撑辊支撑支撑面；以Z轴为转动轴，以3D标准模型为基准，一组铣头对称的于圆盘的顶面和底面沿圆周方向圆铣，结合沿半径移动的方式铣面；

S6、夹持圆盘的侧面，以沿半径或直径方向直铣，结合圆盘转动角度后重复直铣的方式，铣面。

2.根据权利要求1所述的铣面方法，其特征在于，所述步骤S5中支撑面的建立，包括以下步骤：

A1、由圆盘的边向圆心方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

A2、基于3D标准模型，确定该长度范围内的不规则曲线的波峰，并以该波峰所在环形平面为支撑面；

A3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面。

3.根据权利要求1所述的铣面方法，其特征在于，所述步骤S5中支撑面的建立，包括以下步骤：

B1、由圆盘的边向圆心的反方向，确定支撑面沿圆盘的半径方向的长度；

B2、基于3D标准模型，确定支撑面所在环形的不规则曲线的波谷，并以该波谷所在环形平面为支撑面；

B3、沿圆周方向，以支撑面为目标面，铣环后，得支撑面。

4.根据权利要求2所述的铣面方法，其特征在于，所述步骤S5中的圆铣不包括支撑面；步骤S6中的直铣包括支撑面。

5.根据权利要求3所述的铣面方法，其特征在于，所述步骤S5中的圆铣不包括支撑面；步骤S6中的直铣不包括支撑面，还包括步骤S7、基于长度，铣去支撑面所在圆环。

6.根据权利要求1所述的铣面方法，其特征在于，所述步骤S5中的任一直径位于X轴或Y轴。

7.一种铣面装置，其特征在于，适用于权利要求1-6任一所述的一种上下端面不规则的圆盘铣面方法，包括对称的固定于基座顶部的一对铣头装置和环铣头装置设置的旋转夹持装置；

所述铣头装置包括顶面横设有滑槽的基板，顶端设有铣头的第一液压杆通过其底端的滑动组件设于滑槽内；

且，于铣头的两侧，滑槽内还设有一对支撑辊：包括顶端设有辊轴的第二液压杆，通过其底端的滑动组件设于滑槽内；

所述旋转夹持装置包括绕基座旋转的转盘，所述转盘由第一电机轴联动转动；旋转臂组件的一端轴设于转盘的任一直径的两端，另一端设有卡盘。

8.根据权利要求7所述的铣面装置，其特征在于，所述滑动组件包括横设于滑槽内的螺杆，套接螺杆的滑块设于滑槽内，且滑块内设有螺接螺杆的螺母，所述螺母由滑块内的第二电机驱动。

9.根据权利要求7所述的铣面装置，其特征在于，所述旋转夹持装置的中线、基座的中线、滑槽的中线与基板的中线合一。

10.根据权利要求7所述的铣面装置，其特征在于，所述旋转臂组件包括至少两节轴接的旋转臂，所述轴分别由若干第三电机驱动转动。

Images