CN114700796A - 一种加工中心用金属切削装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属切削技术领域，具体涉及一种加工中心用金属切削装置及其工作方法，所述金属切削装置包括切削机构、收集机构、过滤机构，其中切削机构包括机架，所述机架中部为中空结构，所述机架顶部沿长度方向设有两条对称的滑轨；利用本发明可避免环境污染，便于分别回收处理冷却液和碎屑，从而节省成本；另外还能够快速找到对应批次的残次品或者不良品，以进行重点筛查，从而有效提高质检效率。

Description

一种加工中心用金属切削装置及其工作方法

技术领域

本发明属于金属切削技术领域，具体涉及一种加工中心用金属切削装置及其工作方法。

背景技术

金属切削加工装置是用比工件坚硬的，具有刃口的切削工具，把坯件(或坯料)上多余金属层切去，以获得规定的尺寸、几何形状和表面质量的工件的加工方法，切削加工时，依靠切削工具和工件的相对运动来完成工件表面的加工；在金属切削加工装置切削时，会产生大量的碎屑，需要对碎屑进行统一收集处理，以节省成本，避免碎屑散落周围影响环境。

金属切削加工装置(如数控机床)的普及使得切削的效率大幅提升，通常经过编程能够对工件进行自动切削加工，但是在实际生产过程中，往往会出现残次品和不良品，因为程序故障或者一些其他类似突发事件的关系，导致工件被多切或者少切，形成残次品，而又不便于被检测出，需要工人对每个工件进行检验，费事费力，效率低下，品控无法被保证。

另外，在金属切削加工装置的实际工作过程中，会往切削刀刃上喷水或者冷却液，从而降低刀刃的温度，防止刀刃损坏。但是现有的金属切削加工装置在工作时，无法对降温用的冷却液体进行有效处理，从而无法使得碎屑和冷却液体分离，进而无法分别对冷却液体和碎屑进行回收利用。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种加工中心用金属切削装置及其工作方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种加工中心用金属切削装置，包括切削机构、收集机构、过滤机构；

其中切削机构包括机架，所述机架中部为中空结构，所述机架顶部沿长度方向设有两条对称的滑轨；

夹持桩头，固定安装于机架顶部一侧，所述夹持桩头端部设有用于夹持工件的卡盘；

切削桩头，滑动安装于机架顶部，所述切削桩头上设有切削用的刀具，以及冷却液喷口；

防护罩，防护罩呈长条状，滑动连接在滑轨上，所述防护罩使用时将切削机构覆盖；

锥形漏斗，安装在机架上，进口端位于切削机构正下方，出口端直径小于进口端；

所述过滤机构机构位于机架内，与锥形漏斗对接，过滤架构包括：

安装板，固定安装在机架上，所述安装板中部开设通孔；

传动环，转动安装于通孔中，所述传动环外壁设有一圈传动齿轮；

主动齿，转动安装于安装板上，所述主动齿于传动环的传动齿轮啮合；

驱动电机，用于驱动主动齿；

若干个吊耳，按圆周方向均匀分布于传动环底部；

过滤筛网，与吊耳固定连接，所述过滤筛网的边缘程圆周状分布有若干挂钩，所述挂钩与吊耳一一对应；

承接板，呈梯形，所述承接板中部设有对开式的伸缩阀门，所述过滤筛网的底部与伸缩阀门的边缘固定连接。

进一步地，收集机构位于过滤机构下方，所述收集机构包括：

气泵，安装在机架上，气泵的出口位于伸缩阀门下方，方向是水平方向；

若干个依次相邻设置的电子称重器，每个电子称重器的顶部的托板依次相抵；

转动杆，转动设置在机架上，每个电子称重器均与转动杆固定连接；

转动气缸，与转动杆固定连接，用于驱动转动杆转动；

出料斗，位于电子称重器下方，用于出料。

进一步地，承接板呈梯形，中部高，四周低，所述承接板的边缘处设有一圈环形曲面，所述环形曲面的上设有出液口，用于冷却液排出。

进一步地，承接板底壁的两侧设有两个对称的伸缩气缸，每个伸缩气缸的输出端分别与伸缩阀门固定连接。

进一步地，承接板底壁的两侧设有两个对称的伸缩气缸，每个伸缩气缸的输出端分别与伸缩阀门固定连接。

进一步地，安装板底部设有环形的凸台，用于限位并为传动环提供支撑。

进一步地，传动环中部的开口与所述锥形漏斗的出口端正对，所述传动环的内壁设有一圈环形的滑槽，所述锥形漏斗的出口端设有柔性的出料薄膜，出料薄膜的端部设有卡入滑槽的卡圈，卡圈与滑槽滑动连接。

本发明还提供上述一种加工中心用金属切削装置的工作方法，其工作方法如下：

S1，装填工件，将待切削工件于夹持桩头固定好，将刀具于切削桩头固定好，调整刀具与工件的位置，以便于切削；

S2，调整防护罩位置，沿滑轨滑动防护罩的位置，将切削的位置覆盖住；

S3，启动设备对工件进行切削，同时启动冷却液，在切削时进行降温；

S4，一批或者一组工件切削完成或者事先规定切削数量，达到规定切削数量后，停机；此时启动驱动电机，带动传动环转动，传动环转动使得过滤筛网缠绕打结，过滤筛网不再有冷却液溢出或者溢出量小于预设值时，停止驱动电机；

S5，打开伸缩阀门，同时打开气泵，碎屑下落过程被气泵吹动，根据碎屑重量大小分别落在不同的电子称重器上；

S6，读数，将电子称重器逐个标记，根据切削一批工件或者一组工件达到预设的良品率时的批次为标准，得到该类工件获得预设的良品率而产生的不同重量碎屑分布的模板，在此步骤中，对每个电子称重器上的读数进行记录，并与标准模板进行对比；当与标准模板相比数值在误差范围内，则表明该批工件合格，当数值误差过大，则表明该批工件被切削时产生了较多残次品；

S7，卸料，当前批次工件切削完成，驱动转动气缸，使得电子称重器上的碎屑倾倒进出料斗，实现出料，反转驱动电机，使得过滤筛网复位。

优选地，所述S5步骤中，气泵出气的方向为水平方向，切削停止后，气泵并不停止工作。

优选地，所述S6步骤中，所述预设的良品率为≥98％。

本发明具有的有益效果如下：

本方案的加工中心用金属切削装置及其工作方法与现有技术相比，具有以下优点：

1、切削时，通过防护罩将切削工件罩住，使得切削过程中产生的碎屑无法逃离到外界，避免了环境污染；

2、初期通过过滤筛网的转动产生的离心力，使得大量冷却液与碎屑分离，再转动缠绕打结，对过滤筛网中的碎屑以及冷却液进行挤压，进一步促使冷却液和碎屑分离，已达到分离碎屑和冷却液的目的，以便于分别回收处理冷却液和碎屑，节省成本。

3、本方案中利用不同重量的碎屑的下落地点不同，而对不同重量区间的碎屑进行分别称重，能够及时的发现残次品，具体的，先根据切削一批工件或者一组工件的得到98％良品时的批次为标准，得到该类工件获得98％良品而产生的不同重量碎屑分布的标准，即在载入了数控加工程序的切削过程中，通常良品率达标情况下，不同重量碎屑的分布应该是相同或者误差较小的，一旦发现在同样的切削数控加工程序下，不同重量碎屑的分布和良品时碎屑分布的差异过大，误差过大，则代表了该批次工件中存在不良品，应该重点的检查，做好品控，提高产品质量，本方案能够快速找到对应批次的残次品或者不良品进行重点筛查，从而可有效提高质检效率。

附图说明

图1为本发明一种加工中心用金属切削装置的结构示意图；

图2为本发明机架的俯视图；

图3为本发明安装板的结构示意图。

附图标记：1、机架；2、夹持桩头；3、切削桩头；4、防护罩；5、安装板；6、传动环；7、主动齿；8、过滤筛网；9、承接板；10、环形曲面；11、伸缩阀门；12、气泵；13、转动气缸；14、转动杆；15、电子称重器；16、出料斗；17、驱动电机。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围内。

实施例1

如图1-3所示，一种加工中心用金属切削装置，包括切削机构、收集机构、过滤机构；其中：

所述切削机构包括机架1，所述机架1中部为中空结构，所述机架1顶部沿长度方向设有两条对称的滑轨；

夹持桩头2，固定安装于机架1顶部一侧，所述夹持桩头2端部设有用于夹持工件的卡盘；

切削桩头3，滑动安装于机架1顶部，所述切削桩头3上设有切削用的刀具，以及冷却液喷口；冷却液喷口对准切削发生的位置，用于冷却刀具；

防护罩4，防护罩4呈长条状，滑动连接在滑轨上，所述防护罩4使用时将切削机构覆盖；防护罩在切削时能够覆盖住切削机构顶部和周围的空间，以使得切削过程产生的碎屑被被限制，避免了碎屑到处散落，防止了环境的污染；

锥形漏斗，安装在机架1上，进口端位于切削机构正下方，出口端直径小于进口端。

所述过滤机构机构位于机架1内，与锥形漏斗对接，所述过滤架构包括：

安装板5，固定安装在机架1上，所述安装板5中部开设通孔；

传动环6，转动安装于通孔中，所述传动环6外壁设有一圈传动齿轮；安装板5底部设有环形的凸台，用于限位并为传动环6提供支撑。

主动齿7，转动安装于安装板5上，所述主动齿7于传动环6的传动齿轮啮合；

驱动电机17，用于驱动主动齿7；

若干个吊耳，按圆周方向均匀分布于传动环6底部；

过滤筛网8，与吊耳固定连接，所述过滤筛网8的边缘程圆周状分布有若干挂钩，所述挂钩与吊耳一一对应；

传动环中部的开口与所述锥形漏斗的出口端正对，所述传动环的内壁设有一圈环形的滑槽，所述锥形漏斗的出口端设有柔性的出料薄膜，出料薄膜的端部设有卡入滑槽的卡圈，卡圈与滑槽滑动连接；在工作过程中，传动环转动时时，锥形漏斗中的碎屑通过出料薄膜进入传动环，穿过传动环进入过滤筛网，这个过程中，卡圈与滑槽时可以相对运动的，因此出料薄膜能够保证碎屑精确的落入到过滤筛网，不会遗漏到别处；

承接板9，呈梯形，所述承接板9中部设有对开式的伸缩阀门11，所述过滤筛网8的底部与伸缩阀门11的边缘固定连接；承接板9底壁的两侧设有两个对称的伸缩气缸，每个伸缩气缸的输出端分别与伸缩阀门11固定连接。

在其中一个优选的实施例中，所述承接板9呈梯形，中部高，四周低，所述承接板9的边缘处设有一圈环形曲面10，所述环形曲面10的上设有出液口，用于冷却液排出；冷却液从出液口排出时，可以通过回收箱进行收集，以便于统一处理，或者回收利用。

在其中一个优选的实施例中，所述收集机构包括：

气泵12，安装在机架1上，气泵12的出口位于伸缩阀门11下方，方向是水平方向；若干个依次相邻设置的电子称重器15，每个电子称重器15的顶部的托板依次相抵；

转动杆14，转动设置在机架1上，每个电子称重器15均与转动杆14固定连接；

转动气缸13，与转动杆14固定连接，用于驱动转动杆14转动；

出料斗16，位于电子称重器15下方，用于出料。

本方案的气泵用于对碎屑进行水平方向的吹动，或者说提供水平方向的加速度，碎屑因为的重量差异或者空气阻力差异，落到电子称重器上的水平位移就会有差异，由此可知，气泵的一个作用是筛选出不同重量的碎屑；气泵还要一个作用就是，在工作过程中，因为部分冷却液残留，十分容易使得碎屑抱团结合成一团，容易堵塞伸缩阀门，卸料变得不再顺畅，而气泵能够有限的对碎屑施加作用力，使得碎屑团分离，以便于卸料顺畅。

本方案中驱动电机驱动传动环转动时，会带动过滤筛网转动，此时过滤筛网中的冷却液和碎屑在离心力作用下冷却液与碎屑分离；大量冷却液从过滤筛网的筛孔流出；当传动环继续转动时，因为过滤筛网底部是固定的，因此过滤筛网将会出现缠绕打结的现象，进而对过滤筛网中的碎屑以及冷却液进行挤压，进一步促使冷却液和碎屑分离，已达到分离碎屑和冷却液的目的。

需要说明的是，本实施例中的气泵12、转动气缸13、电子称重器15及驱动电机17等属于现有技术存在的部件，再次不再对其具体结构或工作原理进行赘述。

实施例2

为了更好地理解实施例1中提供的所述一种加工中心用金属切削装置的的工作原理或工作过程，本实施例2详细地说明所述一种加工中心用金属切削装置的工作方法。

具体地，所述一种加工中心用金属切削装置的工作方法的具体步骤如下；

S1，装填工件，将待切削工件于夹持桩头2固定好，将刀具于切削桩头3固定好，调整刀具与工件的位置，以便于切削；

S2，调整防护罩4位置，沿滑轨滑动防护罩4的位置，将切削的位置覆盖住；

S3，启动设备对工件进行切削，同时启动冷却液，在切削时进行降温；切削时产生碎屑沿锥形漏斗进入过滤机构，

S4，一批或者一组工件切削完成或者事先规定切削数量，达到规定切削数量后，停机；此时启动驱动电机17，带动传动环6转动，传动环6转动使得过滤筛网8缠绕打结，过滤筛网8不再有冷却液溢出或者溢出量小于预设值时，该预设值可以使经验值，也可以多次实验对冷却液流量进行测量，当冷却液流量过小时，停止驱动电机17；

S5，打开伸缩阀门11，同时打开气泵12，碎屑下落过程被气泵12吹动，根据碎屑重量大小或者空气阻力大小分别落在不同的电子称重器15上；

S6，读数，将电子称重器15逐个标记，根据切削一批工件或者一组工件达到预设的良品率时的批次为标准，得到该类工件获得预设的良品率而产生的不同重量碎屑分布的模板，在此步骤中，对每个电子称重器15上的读数进行记录，并与标准模板进行对比；当与标准模板相比数值在误差范围内，则表明该批工件合格，当数值误差过大，则表明该批工件被切削时产生了较多残次品；

S7，卸料，当前批次工件切削完成，驱动转动气缸13，使得电子称重器15上的碎屑倾倒进出料斗16，实现出料。

在其中一个优选的实施例中，所述S7步骤还包括，反转驱动电机，使得过滤筛网复位。

在其中一个具体的实施例中，所述预设的良品率优选为≥98％，或者预设的良品率可以根据实际需要设置；本实施例具体以预设的良品率为98％进行详细说明。

例如，具体的可以将电子称重器15依次进行标记，分别是：＞5g；3-5g；2-3g；1-2g；0.5-1g，0-0.5g等，也可以根据实际需求重新标记电子称重器15，切削完成后的完成过滤分离后的碎屑，因为重量不同，重量越大的落在电子称重器15上的水平距离越短；因此，先根据切削一批工件或者一组工件得到良品率为98％时的批次为标准，得到该类工件获得98％良品率而产生的不同重量碎屑分布的标准，即在载入了数控加工程序的切削过程中，通常良品率达标情况下，不同重量碎屑的分布应该是相同或者误差较小的，一旦发现在同样的切削数控加工程序下，不同重量碎屑的分布和良品时碎屑分布的差异过大，误差过大，则代表了该批次工件中存在不良品，应该进行重点检查，做好品控，以提高产品质量。利用本方案能够快速找到对应批次的残次品或者不良品，从而可进行重点筛查，大大提高质检效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，包括切削机构、收集机构、过滤机构；

其中切削机构包括机架，所述机架中部为中空结构，所述机架顶部沿长度方向设有两条对称的滑轨；

夹持桩头，固定安装于机架顶部一侧，所述夹持桩头端部设有用于夹持工件的卡盘；

切削桩头，滑动安装于机架顶部，所述切削桩头上设有切削用的刀具，以及冷却液喷口；

防护罩，防护罩呈长条状，滑动连接在滑轨上，所述防护罩使用时将切削机构覆盖；

锥形漏斗，安装在机架上，进口端位于切削机构正下方，出口端直径小于进口端；

所述过滤机构机构位于机架内，与锥形漏斗对接，过滤架构包括：

安装板，固定安装在机架上，所述安装板中部开设通孔；

传动环，转动安装于通孔中，所述传动环外壁设有一圈传动齿轮；

主动齿，转动安装于安装板上，所述主动齿于传动环的传动齿轮啮合；

驱动电机，用于驱动主动齿；

若干个吊耳，按圆周方向均匀分布于传动环底部；

过滤筛网，与吊耳固定连接，所述过滤筛网的边缘程圆周状分布有若干挂钩，所述挂钩与吊耳一一对应；

承接板，呈梯形，所述承接板中部设有对开式的伸缩阀门，所述过滤筛网的底部与伸缩阀门的边缘固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，所述收集机构位于过滤机构下方，所述收集机构包括：

气泵，安装在机架上，气泵的出口位于伸缩阀门下方，方向是水平方向；

若干个依次相邻设置的电子称重器，每个电子称重器的顶部的托板依次相抵；

转动杆，转动设置在机架上，每个电子称重器均与转动杆固定连接；

转动气缸，与转动杆固定连接，用于驱动转动杆转动；

出料斗，位于电子称重器下方，用于出料。

3.根据权利要求2所述的一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，所述承接板呈梯形，中部高，四周低，所述承接板的边缘处设有一圈环形曲面，环形曲面上设有出液口，用于冷却液排出。

4.根据权利要求3所述的一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，所述承接板底壁的两侧设有两个对称的伸缩气缸，每个伸缩气缸的输出端分别与伸缩阀门固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，所述安装板底部设有环形的凸台，用于限位并为传动环提供支撑。

6.根据权利要求5所述的一种加工中心用金属切削装置，其特征在于，所述传动环中部的开口与所述锥形漏斗的出口端正对，所述传动环的内壁设有一圈环形的滑槽，所述锥形漏斗的出口端设有柔性的出料薄膜，出料薄膜的端部设有卡入滑槽的卡圈，卡圈与滑槽滑动连接。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的加工中心用金属切削装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，装填工件，将待切削工件于夹持桩头固定好，将刀具于切削桩头固定好，调整刀具与工件的位置，以便于切削；

S2，调整防护罩位置，沿滑轨滑动防护罩的位置，将切削的位置覆盖住；

S3，启动设备对工件进行切削，同时启动冷却液，在切削时进行降温；

S4，一批或者一组工件切削完成或者完成事先规定切削数量，达到规定切削数量后，停机；此时启动驱动电机，带动传动环转动，传动环转动使得过滤筛网缠绕打结，过滤筛网不再有冷却液溢出或者溢出量小于预设值时，停止驱动电机；

S5，打开伸缩阀门，同时打开气泵，碎屑下落过程被气泵吹动，根据碎屑重量大小分别落在不同的电子称重器上；

S6，读数，将电子称重器逐个标记，以切削一批工件或者一组工件达到预设的良品率时的批次为标准，得到该类工件获得预设的良品率而产生的不同重量碎屑分布的模板，在此步骤中，对每个电子称重器上的读数进行记录，并与标准模板进行对比；当与标准模板相比数值在误差范围内，则表明该批工件合格，当数值误差过大，则表明该批工件被切削时产生了较多残次品；

S7，卸料，当前批次工件切削完成，驱动转动气缸，使得电子称重器上的碎屑倾倒进出料斗，实现出料。

8.根据权利要求7所述的一种加工中心用金属切削装置的工作方法，其特征在于，S7步骤还包括，反转驱动电机，使得过滤筛网复位。

9.根据权利要求8所述的一种加工中心用金属切削装置的工作方法，其特征在于，S5步骤中，气泵出气的方向为水平方向，切削停止后，气泵并不停止工作。

10.根据权利要求7所述的一种加工中心用金属切削装置的工作方法，其特征在于，S6步骤中，所述预设的良品率为≥98％。

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