CN116252218A - 一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，包括：四轴机台以及一体式加工机头；四轴机台中设置有X轴、Y轴、Z轴以及绕Z轴旋转的C轴；一体式加工机头包括：机构基座，机构基座上设置有绕Y轴进行旋转的B轴以及安装在B轴上的旋转基座，通过B轴旋转电机带动旋转基座进行B轴旋转；设置Y移动模组、X轴移动模组Z轴升降模组、C轴旋转电机以及B轴旋转电机，并通过其进行配合，带动产品以及打磨轮片(抛光轮片)或拉丝轮进行五轴相对位置上的配合，实现曲面异形产品表面的打磨、抛光及拉丝工作，整个表面处理高度自动化，工作效率大大提升。

Description

一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，涉及一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备。
背景技术
打磨、抛光和拉丝是金属，非金属表面处理的一种常用技术，为了实现金属拉丝，通常由人工操作拉丝机进行拉丝加工，拉丝之前需要先进行表面的打磨，再进行抛光工序，最后才能进行拉丝加工处理，目前，市面上的表面处理加工主要存在以下两个问题：
1、近年来我国的制造业飞速发展，许多工件具有复杂曲面且需要表面打磨抛光处理，经过打磨可以将工件表面的不平整厚度不均或其他不符合工艺要求处变的表面光滑，厚度均匀且符合各项工艺要求标准。然而，面对结构不规则，曲率复杂的工件常常通过人工方式进行打磨抛光，整体上工作效率低，产品质量的稳定性差。
2、在表面处理加工中，根据加工特性的不同，主要分为三个加工工段，即：打磨、抛光和拉丝，在前一个加工工段完成后，需要进行转运，再进行下一个工序的加工；导致加工时间拉长，且工人劳动强度增大，生产效率较低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，包括：四轴机台以及一体式加工机头；
四轴机台中设置有X轴、Y轴、Z轴以及绕Z轴旋转的C轴；
其中：Y轴为一组Y移动模组，该Y移动模组的活动部上安装有用于放置待加工产品的加工机台；
X轴为一组横跨在加工机台上端的X轴移动模组；
Z轴为一组安装在X轴移动模组的活动部上的Z轴升降模组；
C轴为一组安装于Z轴升降模组升降部上的C轴旋转电机；
一体式加工机头包括：机构基座，机构基座上设置有与C轴旋转电机的传动轴安装配合的安装轴承，通过C轴旋转电机带动一体式加工机头进行C轴旋转；
机构基座上设置有绕Y轴进行旋转的B轴，B轴为一组安装在机构基座上的B轴旋转电机，B轴旋转电机的传动轴上安装有旋转基座，通过B轴旋转电机带动旋转基座进行B轴旋转；
旋转基座的上下两端位置的一端安装有拉丝轮轴，拉丝轮轴上安装有拉丝轮；旋转基座的另一端安装有向下延伸的安装轴，安装轴上可安装打磨轮片或拉丝轮中的一种；
旋转基座上还安装有同步驱动模组，通过该同步驱动模组同时带动拉丝轮轴及安装轴进行同步旋转工作。
作为本发明进一步的方案：同步驱动模组包括：用于实现驱动工作的驱动电机，驱动电机的输出轴向下延伸并与安装轴传动配合；
与拉丝轮轴平行布置的传动同步轴，该传动同步轴及拉丝轮轴上均嵌套安装有传动轮，并且两组传动轮之间设置有传动皮带，通过传动皮带实现传动同步轴及拉丝轮轴之间的同步传动工作；
驱动电机的输出轴上嵌套设置有水平传动齿轮，传动同步轴上嵌套设置有垂直传动齿轮；水平传动齿轮与垂直传动齿轮之间实现相交轴齿轮传动配合。
本发明的有益效果：
1、设置Y移动模组、X轴移动模组Z轴升降模组、C轴旋转电机以及B轴旋转电机，并通过其进行配合，带动产品以及打磨轮片(抛光轮片)或拉丝轮进行五轴相对位置上的配合，实现曲面异形产品表面的打磨、抛光及拉丝工作，整个表面处理高度自动化，工作效率大大提升。
2、实现打磨、抛光及拉丝工作结构的结合，配合着表面处理设备能够实现金属，非金属工件表面的自动化打磨、抛光及拉丝的表面处理，整个加工流程可以在同一加工设备中完成加工，无需进行中途的转运工作，实现不间断加工，不仅有效的提高加工效率，降低劳动强度，同时可以确保表面处理的加工总进给量得到精准控制，提高加工质量。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明中一体式加工机头的结构示意图。
图3是本发明中同步驱动模组的结构示意图。
图4是本发明中防撞缓冲机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，应理解，本申请不受这里公开描述的示例实施例的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了请参阅图1～4，本发明实施例中，一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，包括：四轴机台2以及一体式加工机头1；
四轴机台2中设置有X轴、Y轴、Z轴以及绕Z轴旋转的C轴；
其中：Y轴为一组Y移动模组21，该Y移动模组21的活动部上安装有用于放置待加工产品的加工机台22；
X轴为一组横跨在加工机台22上端的X轴移动模组23；
Z轴为一组安装在X轴移动模组23的活动部上的Z轴升降模组24；
C轴为一组安装于Z轴升降模组24升降部上的C轴旋转电机(图未示)；
一体式加工机头1包括：机构基座12，机构基座12上设置有与C轴旋转电机的传动轴安装配合的安装轴16承10，通过C轴旋转电机带动一体式加工机头1进行C轴旋转；
机构基座12上设置有绕Y轴进行旋转的B轴，B轴为一组安装在机构基座12上的B轴旋转电机11，B轴旋转电机11的传动轴上安装有旋转基座15，通过B轴旋转电机11带动旋转基座15进行B轴旋转；
旋转基座15的上下两端位置的一端安装有拉丝轮轴14，拉丝轮轴14上安装有拉丝轮13；旋转基座15的另一端安装有向下延伸的安装轴16，安装轴16上可安装打磨轮片(抛光轮片)或拉丝轮13中的一种；
旋转基座15上还安装有同步驱动模组17，通过该同步驱动模组17同时带动拉丝轮轴14及安装轴16进行同步旋转工作；
在具体实施的时候，通过同步驱动模组17实现单一驱动源为两种加工组提供动力的效果，并且通过B轴旋转电机11驱动，将工序步骤中参与加工的打磨轮片(抛光轮片)或拉丝轮13旋转朝向待加工产品；通过Y移动模组21、X轴移动模组23Z轴升降模组24、C轴旋转电机以及B轴旋转电机11进行配合，带动产品以及打磨轮片(抛光轮片)或拉丝轮13进行五轴相对位置上的配合，实现曲面异形产品表面的打磨、抛光及拉丝工作。
进一步的，同步驱动模组17包括：用于实现驱动工作的驱动电机171，驱动电机171的输出轴向下延伸并与安装轴16传动配合；
与拉丝轮轴14平行布置的传动同步轴175，该传动同步轴175及拉丝轮轴14上均嵌套安装有传动轮174，并且两组传动轮174之间设置有传动皮带176，通过传动皮带176实现传动同步轴175及拉丝轮轴14之间的同步传动工作；
驱动电机171的输出轴上嵌套设置有水平传动齿轮172，传动同步轴175上嵌套设置有垂直传动齿轮173；水平传动齿轮172与垂直传动齿轮173之间实现相交轴齿轮传动配合；
在工作的过程中，由驱动电机171驱动工作，驱动电机171直接带动拉丝轮轴14进行旋转运动，从而实现带动打磨轮片(抛光轮片)实现工作，驱动电机171的输出轴水平传动齿轮172带动垂直传动齿轮173实现运动，再通过垂直传动齿轮173带动传动同步轴175工作，最后通过传动同步轴175带动拉丝轮轴14实现旋转运动，从而实现拉丝轮13与打磨轮片(抛光轮片)实现同步工作的效果。
进一步的，旋转基座15上安装有若干组防撞感应器19；多个防撞感应器19分为两组步骤，均安装于缓冲基板181上，其中一组防撞感应器19向拉丝轮13一侧感应监测，另一组防撞感应器19向打磨轮片(抛光轮片)一侧感应监测；在拉丝打磨抛光进行工作的过程中，通过防撞感应器19判断拉丝轮13及打磨轮片(抛光轮片)与加工面之间的距离，通过感应的方式避免拉丝轮13及打磨轮片(抛光轮片)与工件发生碰撞的情况，提高加工的安全性和精准性。
更进一步的，旋转基座15上还安装有一组防撞缓冲机构8，当拉丝轮13及打磨轮片(抛光轮片)与工件发生碰撞时，通过防撞缓冲机构8实现防撞缓冲工作，避免拉丝轮13或打磨轮片(抛光轮片)及工件出现破损的情况；
该防撞缓冲机构8包括：缓冲基板181及一对固定安装于旋转基座15上的缓冲滑轨185，缓冲基板181通过滑块184安装于缓冲滑轨185上，B轴旋转电机11的输出轴与缓冲基板181连接，缓冲时，缓冲基板181固定不动；
缓冲滑轨185的上下两端均设置有固定座板182，该固定座板182固定安装于旋转基座15上；缓冲基板181的上下两端分别设置有若干个弹簧支杆183，弹簧支杆183的另一端穿过固定座板182向外延伸；每根弹簧支杆183上均嵌套有一缓冲弹簧，缓冲弹簧分别与缓冲基板181及固定座板182相抵；
在发生碰撞时，下端的缓冲弹簧受力挤压，使旋转基座15整体向上(通过缓冲滑轨185及滑块184的配合)滑动，实现碰撞缓冲的效果。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者上还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，其特征在于，包括：四轴机台以及一体式加工机头；
四轴机台中设置有X轴、Y轴、Z轴以及绕Z轴旋转的C轴；
其中：Y轴为一组Y移动模组，该Y移动模组的活动部上安装有用于放置待加工产品的加工机台；
X轴为一组横跨在加工机台上端的X轴移动模组；
Z轴为一组安装在X轴移动模组的活动部上的Z轴升降模组；
C轴为一组安装于Z轴升降模组升降部上的C轴旋转电机；
一体式加工机头包括：机构基座，机构基座上设置有与C轴旋转电机的传动轴安装配合的安装轴承，通过C轴旋转电机带动一体式加工机头进行C轴旋转；
机构基座上设置有绕Y轴进行旋转的B轴，B轴为一组安装在机构基座上的B轴旋转电机，B轴旋转电机的传动轴上安装有旋转基座，通过B轴旋转电机带动旋转基座进行B轴旋转；
旋转基座的上下两端位置的一端安装有拉丝轮轴，拉丝轮轴上安装有拉丝轮；旋转基座的另一端安装有向下延伸的安装轴，安装轴上可安装打磨轮片或拉丝轮中的一种；
旋转基座上还安装有同步驱动模组，通过该同步驱动模组同时带动拉丝轮轴及安装轴进行同步旋转工作。
2.根据权利要求1所述的一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，其特征在于，同步驱动模组包括：用于实现驱动工作的驱动电机，驱动电机的输出轴向下延伸并与安装轴传动配合；
与拉丝轮轴平行布置的传动同步轴，该传动同步轴及拉丝轮轴上均嵌套安装有传动轮，并且两组传动轮之间设置有传动皮带，通过传动皮带实现传动同步轴及拉丝轮轴之间的同步传动工作；
驱动电机的输出轴上嵌套设置有水平传动齿轮，传动同步轴上嵌套设置有垂直传动齿轮；水平传动齿轮与垂直传动齿轮之间实现相交轴齿轮传动配合。
3.根据权利要求1所述的一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，其特征在于，旋转基座上安装有若干组防撞感应器；各组防撞感应器分别向拉丝轮轴及安装轴方向感应监测。
4.根据权利要求1所述的一种五轴曲面打磨抛光拉丝一体式加工设备，其特征在于，旋转基座上还安装有一组用于实现防撞缓冲工作的防撞缓冲机构；
该防撞缓冲机构包括：缓冲基板及一对固定安装于旋转基座上的缓冲滑轨，缓冲基板通过滑块安装于缓冲滑轨上，B轴旋转电机的输出轴与缓冲基板连接；
缓冲滑轨的上下两端均设置有固定座板，该固定座板固定安装于旋转基座上；缓冲基板的上下两端分别设置有若干个弹簧支杆，弹簧支杆的另一端穿过固定座板向外延伸；每根弹簧支杆上均嵌套有一缓冲弹簧，缓冲弹簧分别与缓冲基板及固定座板相抵。
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