CN117206578A - 一种多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法 - Google Patents

Abstract

多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机两侧设置若干个对称的铣削头，铣削头的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对铝工件上表面多个焊缝余高同时进行铣削加工。本发明可用于各式平面铝工件焊缝余高的铣削加工，更可专用于动力电池托盘焊缝余高的铣削加工，具有设备结构简洁，加工效率高，铣削平整度高，操作便捷等优点。

Description

一种多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体为多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法。

背景技术

由于铝合金的轻量化，耐腐蚀和回收残值等优秀的特性，近年来，工业设备，交通装备等领域铝合金化成为潮流，特别是交通装备上的全铝化进程尤为迅猛，新能源汽车中所使用到的电池托盘作为其结构重要部件，现阶段也采用全铝合金材料进行加工制作。铝合金型材构成电池托盘纵横框架承载结构，托盘底部铺设铝合金薄底板，薄底板边缘与铝型材进行点焊固定并形成一个密封托盘底面。由于铝型材为空腔，要在铝型材上设置螺纹连接结构通过螺纹杆件与汽车其他部件进行紧固连接，则需要在铝型材表面预留一个略大的通孔，在通孔位置上MIG焊接螺纹套筒，用于后续与汽车其他部件通过钢制螺栓进行连接固定。在铝型材上满焊螺母后，焊接处会留下凸起的焊疤，也被成为焊缝余高，焊缝余高会影响产品的外观以及影响后续部件装配的精度，在后续检测标准中，电池托盘表面平面度须小于±0.1mm，因此在焊接完成后，需要将凸起的焊缝余高打磨平整。通常，焊缝余高分布在电池托盘两侧整个长度上，有左右对称若干组。

传统操作中，操作工或选择手工打磨，或将整个电池托盘放上龙门铣床或者加工中心上，手动或者程序自动将焊缝余高逐个铣削平整，但是由于焊缝余高数量多，每个电池托盘铣削下来，包括铣刀走刀的过程将耗费大量无效工作时间，造成铣削效率极慢，无法满足大批量产品生产；龙门铣床或加工中心加工成本高，损耗大，平均每小时开机成本在40-80元/小时不等；其次，由于电池托盘面积宽大，在铣床上进行夹持的时候，也必须保证电池托盘的每个焊缝余高处的周围平面被压紧，以免托盘边部翘起被超量铣削，造成废品；特别是铣削过程中造成的震动，也会造成铣削面不光滑平整。

虽然现有文献中有关于铝工件铣削作业的设备公开，例如：中国专利：一种电池托盘全自动双面铣削装置；申请号：CN202021981944.9等，但是针对铝工件焊缝余高的高效铣削方式，还没有相关文献记载，电池托盘焊缝余高的高效铣削一直是本领域技术人员的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，可用于各式平面铝工件焊缝余高的铣削加工，更可专用于动力电池托盘焊缝余高的铣削加工，具有加工效率高，铣削平整度高，操作便捷等优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机两侧设置若干个对称的铣削头，铣削头的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对铝工件上表面多个焊缝余高同时进行铣削加工。

所述铣刀向内进刀铣削之前，用下压梁上与焊缝余高匹配的U形压板压紧铝工件焊缝余高周围平面，U形压板的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。由于铝工件特别是动力电池托盘上表面的平面度要求是正负0.1mm，而大面积铝工件或者托盘类工件在焊接后常常会出现平面超差，平面扭拧的变形，因此在铣削加工前将托盘工件压平，避免铣削平面超差是极为重要的一环；同时，铣削过程压紧工件，也能减少铣削过程中震动对铣削平面度的不良影响。

所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，包括如下步骤：

A、操作工将铝工件推入下机架内，夹头夹紧铝工件；

B、下压梁升降气缸驱动下压梁下压，U形压板压在即将铣削的铝工件表面，下压梁辅助气缸继续下压到位；

C、铣削头电机启动，铣削头升降气缸驱动铣削头下降，然后铣削行走电机通过丝杆和底板座驱动铣削头向内移动进刀；

D、完成铣削后，铣削头升降气缸驱动铣削头升起，然后铣削行走电机反向转动，通过丝杆带动两侧铣削头向外退出；

E、下压梁辅助气缸上升，下压梁升降气缸驱动下压梁上升；

F、夹头放松铝工件，操作工将铝工件抽出机架。

所述铣削机上部为上机架，下部为下机架，下机架的两侧设置水平滑轨，底板通过滑块在水平滑轨平移；底板上安装若干气缸架，气缸架顶部安装铣削头升降气缸，铣削头升降气缸的活塞杆向下连接铣削头基板，铣削头基板通过滑块与安装在气缸架侧面的竖向滑轨滑动连接，铣削头基板上固定安装铣削头。铣削头相对底板上下移动通过铣削头升降气缸实现，竖向滑轨提供铣削头上下移动的导向作用，每个气缸架侧面各设置两根竖向滑轨，铣削头基板上也相应设置两组滑块，可以保证上下平移运动的平稳。

所述上机架两侧安装下压梁升降气缸，下压梁升降气缸的活塞杆向下连接下压梁的中部，下压梁的竖梁侧面与上机架通过滑块与下压梁滑轨滑动连接，下压梁下端面设置若干U形压板，U形压板的凹槽形状和位置与铣削头的铣刀外形匹配。下压梁长度几乎与铝工件长度相等，能将下压紧力均衡施布于铝工件的整个侧面，下压梁由一根横梁与两根竖梁构成，竖梁上安装若干组滑块，能保证下压梁竖向运动的平稳。U形压板的弧形边缘将铣削的位置周围牢牢压紧，既不影响铣削头进刀，同时又能很好地压紧平面并吸收震动。

所述上机架两侧两端分别安装下压梁辅助气缸，下压梁辅助气缸活塞杆向下端部安装辅助压头。辅助压头的作用在于：由于下压梁长度较长，仅靠下压梁升降气缸无法提供足够的压紧力，和提供足够的抗扭转刚度，另一方面，也防止因下压梁直线度超差而造成压紧不足。

所述下机架侧边安装铣削行走电机，铣削行走电机通过减速箱驱动丝杆转动，丝杆与底板座的丝孔配合相对转动，底板座与底板下端面固定连接。铣削行走电机为伺服电机，驱动丝杆转动后，丝杆通过扭转驱动底板座前后平移，底板座固定连接底板，进而实现底板沿滑轨平移，最终实现固定在底板上的铣削头前后平移。

所述下机架的末端台面上安装若干挡块。挡块用于限位铝工件推入的定位位置，当铝工件推入至机架内，碰到挡块停止，即可开机实行铣削操作。

所述下机架两侧下方设置铝屑收集漏斗，铝屑收集漏斗下方出口连接铝屑收集筐。铝屑产生后，从手机漏斗上方落下，经过锥形漏斗集中掉落至下方收集筐内，实现铝屑回收。

本发明的优点：

1、本发明可用于铝工件专用于焊缝余高的铣削加工，特别是动力电池托盘焊缝余高的铣削加工，避免了传统手工打磨，或者加工中心单个铣削头往复走位铣削的现状，在工作台控制范围内到达任意位置铣削；采用多铣削头同时从铝工件两侧进刀铣削的方式，具有加工效率高的优点。

2、铣削动力头的定位限位均采用光电开关实现，定位精度高；铣削装置中各个部件的动作均由PLC控制，自动化程度高，过程无需人工干预。

3、本发明采用下压梁压紧铣削作业，无需另外在机架上设置压紧装置，简化了设备结构，提高了设备运行效率，设备震动小，铣削平面光滑平整，铣削质量高。

4、本发明设备结构简洁，专项性强，操作便捷，易拆卸安装，维护便利，占地面积小，设备占地面积仅略大于铝工件自身面积。

5、本发明装置可取代大型数控铣床、加工中心（包括龙门加工中心）等大型设备，投资小见效快，加工成本大幅降低。

附图说明：

图1为本发明方法逻辑步骤框图；

图2为本发明立面外观结构图；

图3为图1中Ⅰ处的放大结构图；

图4为图1中Ⅱ处的放大结构图；

图5为本发明另一角度立面外观结构图；

图6为图4中Ⅲ处的放大结构图；

图7为图4中Ⅳ处的放大结构图；

图8为设备外观主视结构图；

图9为设备外观侧视结构图；

图10为设备外观俯视结构图；

图11为下压梁部件结构图；

图中的序号和部件名称为：11-上机架；12-下机架；13-挡块；21-铣削行走电机；22-丝杆；23-底板座；24-水平滑轨；31-底板；32-气缸架；33-铣削头升降气缸；34-竖向滑轨；35-铣削头基板；36-铣削头；41-下压梁；42-下压梁滑轨；43-U形压板；44-下压梁升降气缸；45-下压梁辅助气缸；46-辅助压头；5-铝屑收集筐；51-铝屑收集漏斗。

具体实施方式

实施例1

多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机两侧设置各五个对称的铣削头36，铣削头36的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对铝工件上表面多个焊缝余高同时进行铣削加工。

所述铣刀向内进刀铣削之前，用下压梁41上与焊缝余高匹配的U形压板43压紧铝工件焊缝余高周围平面，U形压板43的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。

所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，包括如下步骤：

A、操作工将铝工件推入下机架内，夹头夹紧铝工件；

B、下压梁升降气缸驱动下压梁下压，U形压板压在即将铣削的铝工件表面，下压梁辅助气缸继续下压到位；

C、铣削头电机启动，铣削头升降气缸驱动铣削头下降，然后铣削行走电机通过丝杆和底板座驱动铣削头向内移动进刀；

D、完成铣削后，铣削头升降气缸驱动铣削头升起，然后铣削行走电机反向转动，通过丝杆带动两侧铣削头向外退出；

E、下压梁辅助气缸上升，下压梁升降气缸驱动下压梁上升；

F、夹头放松铝工件，操作工将铝工件抽出机架。

所述铣削机上部为上机架11，下部为下机架12，下机架12的两侧设置水平滑轨24，底板31通过滑块在水平滑轨24平移；底板31上安装若干气缸架32，气缸架32顶部安装铣削头升降气缸33，铣削头升降气缸33的活塞杆向下连接铣削头基板35，铣削头基板35通过滑块与安装在气缸架32侧面的竖向滑轨34滑动连接，铣削头基板35上固定安装铣削头36。

所述上机架11两侧安装下压梁升降气缸44，下压梁升降气缸44的活塞杆向下连接下压梁41的中部，下压梁41的竖梁侧面与上机架11通过滑块与下压梁滑轨42滑动连接，下压梁41下端面设置若干U形压板43，U形压板43的凹槽形状和位置与铣削头36的铣刀外形匹配。

所述上机架11两侧两端分别安装下压梁辅助气缸45，下压梁辅助气缸45活塞杆向下端部安装辅助压头46。

所述下机架12侧边安装铣削行走电机21，铣削行走电机21通过减速箱驱动丝杆22转动，丝杆22与底板座23的丝孔配合相对转动，底板座23与底板31下端面固定连接。

所述下机架12的末端台面上安装若干挡块13。

所述下机架12两侧下方设置铝屑收集漏斗51，铝屑收集漏斗51下方出口连接铝屑收集筐5。

应用实施例：

本发明采用的铣削方法和铣削设备，在进行电池托盘焊缝余高铣削作业过程中，铣削一个含有10个焊缝余高的电池托盘，整个铣削过程，连带装料卸料时间，只需要1.5min/件的节拍，相比原来使用加工中心具有极大的效率优势，且铣削成本较原来大幅降低；铣削得到铝工件平面度百分之百符合±0.1mm标准。

Claims (9)

1.多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：铣削机两侧设置若干个对称的铣削头（36），铣削头（36）的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对铝工件上表面多个焊缝余高同时进行铣削加工。

2.根据权利要求1所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述铣刀向内进刀铣削之前，用下压梁（41）上与焊缝余高匹配的U形压板（43）压紧铝工件焊缝余高周围平面，U形压板（43）的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。

3.根据权利要求1所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、操作工将铝工件推入下机架内，夹头夹紧铝工件；

B、下压梁升降气缸驱动下压梁下压，U形压板压在即将铣削的铝工件表面，下压梁辅助气缸继续下压到位；

C、铣削头电机启动，铣削头升降气缸驱动铣削头下降，然后铣削行走电机通过丝杆和底板座驱动铣削头向内移动进刀；

D、完成铣削后，铣削头升降气缸驱动铣削头升起，然后铣削行走电机反向转动，通过丝杆带动两侧铣削头向外退出；

E、下压梁辅助气缸上升，下压梁升降气缸驱动下压梁上升；

F、夹头放松铝工件，操作工将铝工件抽出机架。

4.根据权利要求1所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述铣削机上部为上机架（11），下部为下机架（12），下机架（12）的两侧设置水平滑轨（24），底板（31）通过滑块在水平滑轨（24）平移；底板（31）上安装若干气缸架（32），气缸架（32）顶部安装铣削头升降气缸（33），铣削头升降气缸（33）的活塞杆向下连接铣削头基板（35），铣削头基板（35）通过滑块与安装在气缸架（32）侧面的竖向滑轨（34）滑动连接，铣削头基板（35）上固定安装铣削头（36）。

5.根据权利要求4所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述上机架（11）两侧安装下压梁升降气缸（44），下压梁升降气缸（44）的活塞杆向下连接下压梁（41）的中部，下压梁（41）的竖梁侧面与上机架（11）通过滑块与下压梁滑轨（42）滑动连接，下压梁（41）下端面设置若干U形压板（43），U形压板（43）的凹槽形状和位置与铣削头（36）的铣刀外形匹配。

6.根据权利要求4所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述上机架（11）两侧两端分别安装下压梁辅助气缸（45），下压梁辅助气缸（45）活塞杆向下端部安装辅助压头（46）。

7.根据权利要求4所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述下机架（12）侧边安装铣削行走电机（21），铣削行走电机（21）通过减速箱驱动丝杆（22）转动，丝杆（22）与底板座（23）的丝孔配合相对转动，底板座（23）与底板（31）下端面固定连接。

8.根据权利要求4所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述下机架（12）的末端台面上安装若干挡块（13）。

9.根据权利要求4所述多头精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述下机架（12）两侧下方设置铝屑收集漏斗（51），铝屑收集漏斗（51）下方出口连接铝屑收集筐（5）。