CN117300221A - 一种双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机上设置两个对称的铣削头，铣削头的铣刀从电池托盘的两侧对称向内进刀对电池托盘上表面焊缝余高进行铣削加工，铣刀向前逐次走位，依次完成多组对称焊缝余高的铣削。本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，具体为双头侧进式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铝工件特别是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双头侧进式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：
双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机上设置两个对称的铣削头，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焊缝余高进行铣削加工，铣刀向前逐次走位，依次完成多组对称焊缝余高的铣削。
所述铣刀向内进刀铣削之前，用下压梁两侧的压紧U型压头压紧铝工件焊缝余高周围平面，U型压头的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。
双头侧进式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机架中，夹头夹紧铝工件；
B、行走电机驱动行走梁前进，到达第一个铣削点；
C、下压气缸驱动下压梁下压，两端U型压头压在即将铣削的铝工件表面进行压紧固定；
D、铣削头电机启动，铣削行走电机启动，通过丝杆带动两侧铣削头向内缓慢行进铣削；
E、完成铣削后，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；
F、下压气缸将下压梁抬升，行走电机驱动行走梁继续前进，到达第二个铣削点，重复步骤C-D的操作；
G、直至完成所有铣削点的加工作业，行走梁回归原位，夹头放松电池托盘，操作工将铝工件抽出机架。
所述铣削机的机架上两侧设置行走轨，行走梁通过两侧的滑动支板在行走轨前后平移；行走梁中部设置铣削行走电机，铣削行走电机的输出轴与减速机连接，减速机的两侧的输出端分别连接水平的丝杆，丝杆匹配穿过铣削头侧向底座的丝孔，行走梁上还设置水平轨，铣削头侧向底座的滑座在水平轨上滑动。
铣削行走电机为伺服电机，通过减速机的减速和转向传动作用，带动两侧的丝杆转动，两侧丝杆为反向转动，从而带动两侧的铣削头同时向外或者同时向内移动，当进行铣削作业时，铣削头同时向内靠近铝工件边缘进行铣削操作，完成铣削后，铣削行走电机反向转动，铣削头同时向外离开铝工件；待行走梁走到下一个铣削位置，重复上述动作进行铣削。
所述行走梁上还设置竖向轨，竖向轨与下压梁的竖梁滑动连接，行走梁上设置下压气缸，下压气缸的活塞杆端部与下压梁上端面固定连接，下压梁横梁的两端设置U型压头，U型压头的凹槽形状和位置与铣削头的铣刀外形匹配。
当行走梁停止铣削头准备进行铣削前，下压气缸驱动下压梁下压，两端U型压头压在即将铣削的铝工件表面进行压紧固定，当铣削进刀时不至于发生过大的震动，导致铣削效果受到影响。
所述机架后部设置上行走电机，行走电机驱动链轮机构的链轮，带动链条行走，行走梁固定在链条节段上实现前后平移。
行走电机为伺服电机，链轮机构隐藏在两侧的保护罩中，保护罩上方设置拖链，拖链一端连接在行走梁端部，用于固定行走梁上连接的电缆、气管等线管。
所述机架下方设置倒锥形收屑口。上方铣削所产生的铝屑掉落到下方的倒锥形收屑口进行回收。
所述机架中央铣削区域的四个角部分别设置夹头。夹头由气缸驱动，对应电池托盘的四个角部，电池托盘推入机架后，夹头下降夹紧，即可进行自动铣削作业，当铣削完成后，夹头上升，操作工将电池托盘抽出。
本发明的优点
1、本发明可专用于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；采用双铣削头同时从电池托盘两侧进刀铣削的方式，由于走刀距离短，具有双头铣刀同时铣削加工的优势，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过多压紧装置，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，仅略大于铝工件本身面积。
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为本发明外观结构图；
图3为图2中Ⅰ处的放大结构图；
图4为本发明俯视结构图；
图5为加装了护板后的设备外观结构图；
图中的序号和部件名称为：1-行走轨；11-滑动支板；12-行走电机；13-链轮机构；2-行走梁；21-铣削行走电机；22-减速机；23-丝杆；24-铣削头；25-水平轨；3-下压梁；31-U型压头；32-下压气缸；33-竖向轨；4-收屑口；5-夹头。
实施方式
实施例1
双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，铣削机上设置两个对称的铣削头24，铣削头24的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对铝工件上表面焊缝余高进行铣削加工，铣刀向前逐次走位，依次完成多组对称焊缝余高的铣削。
所述铣刀向内进刀铣削之前，用下压梁3两侧的压紧U型压头31压紧铝工件焊缝余高周围平面，U型压头31的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。
所述双头侧进式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机架中，夹头夹紧铝工件；
B、行走电机驱动行走梁前进，到达第一个铣削点；
C、下压气缸驱动下压梁下压，两端U型压头压在即将铣削的铝工件表面进行压紧固定；
D、铣削头电机启动，铣削行走电机启动，通过丝杆带动两侧铣削头向内缓慢行进铣削；
E、完成铣削后，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；
F、下压气缸将下压梁抬升，行走电机驱动行走梁继续前进，到达第二个铣削点，重复步骤C-D的操作；
G、直至完成所有铣削点的加工作业，行走梁回归原位，夹头放松电池托盘，操作工将铝工件抽出机架。
所述铣削机的机架上两侧设置行走轨1，行走梁2通过两侧的滑动支板11在行走轨1前后平移；行走梁2中部设置铣削行走电机21，铣削行走电机21的输出轴与减速机22连接，减速机22的两侧的输出端分别连接水平的丝杆23，丝杆23匹配穿过铣削头24侧向底座的丝孔，行走梁2上还设置水平轨25，铣削头24侧向底座的滑座在水平轨25上滑动。
所述行走梁2上还设置竖向轨33，竖向轨33与下压梁3的竖梁滑动连接，行走梁2上设置下压气缸32，下压气缸32的活塞杆端部与下压梁3上端面固定连接，下压梁3横梁的两端设置U型压头31，U型压头31的凹槽形状和位置与铣削头24的铣刀外形匹配。
所述机架后部设置上行走电机12，行走电机12驱动链轮机构13的链轮，带动链条行走，行走梁2固定在链条节段上实现前后平移。
所述机架下方设置倒锥形收屑口4。
所述机架中央铣削区域的四个角部，分别设置夹头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3.5min/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 (8)
1.双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：铣削机上设置两个对称的铣削头（24），铣削头（24）的铣刀从铝工件的两侧对称向内进刀对电池托盘上表面焊缝余高进行铣削加工，铣刀向前逐次走位，依次完成多组对称焊缝余高的铣削。
2.根据权利要求1所述双头侧进式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（3）两侧的压紧U型压头（31）压紧铝工件焊缝余高周围平面，U型压头（31）的凹槽形状和位置与铣刀外形匹配。
3.根据权利要求1所述双头侧进式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机架中，夹头夹紧电池托盘；
B、行走电机驱动行走梁前进，到达第一个铣削点；
C、下压气缸驱动下压梁下压，两端U型压头压在即将铣削的铝工件表面进行压紧固定；
D、铣削头电机启动，铣削行走电机启动，通过丝杆带动两侧铣削头向内缓慢行进铣削；
E、完成铣削后，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；
F、下压气缸将下压梁抬升，行走电机驱动行走梁继续前进，到达第二个铣削点，重复步骤C-D的操作；
G、直至完成所有铣削点的加工作业，行走梁回归原位，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所述双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述铣削机的机架上两侧设置行走轨（1），行走梁（2）通过两侧的滑动支板（11）在行走轨（1）前后平移；行走梁（2）中部设置铣削行走电机（21），铣削行走电机（21）的输出轴与减速机（22）连接，减速机（22）的两侧的输出端分别连接水平的丝杆（23），丝杆（23）匹配穿过铣削头（24）侧向底座的丝孔，行走梁（2）上还设置水平轨（25），铣削头（24）侧向底座的滑座在水平轨（25）上滑动。
5.根据权利要求1所述双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述行走梁（2）上还设置竖向轨（33），竖向轨（33）与下压梁（3）的竖梁滑动连接，行走梁（2）上设置下压气缸（32），下压气缸（32）的活塞杆端部与下压梁（3）上端面固定连接，下压梁（3）横梁的两端设置U型压头（31），U型压头（31）的凹槽形状和位置与铣削头（24）的铣刀外形匹配。
6.根据权利要求1所述双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述机架后部设置上行走电机（12），行走电机（12）驱动链轮机构（13）的链轮，带动链条行走，行走梁（2）固定在链条节段上实现前后平移。
7.根据权利要求1所述双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述机架下方设置倒锥形收屑口（4）。
8.根据权利要求1所述双头侧进式精准去除铝工件焊缝余高的高效加工方法，其特征在于：所述机架中央铣削区域的四个角部，分别设置夹头（5）。
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