TWI498186B - 銑磨設備及其加工方法 - Google Patents

Description

銑磨設備及其加工方法

本發明涉及一種銑磨設備及其加工方法。

對產品進行機械加工，例如對產品進行圓孔加工，通常採用專用設備，如採用內圓磨床對產品進行研磨加工、或採用傳統鎢鋼刀具對產品進行銑削加工。然，使用內圓磨床加工負載較大，磨削效率低，而使用鎢鋼刀具銑削加工雖然效率較高，但無法滿足加工精度要求。

有鑒於此，有必要提供一種效率高且精度高之銑磨設備及其加工方法。

一種銑磨設備，用於加工工件，其包括機架、裝設在機架中之定位治具、主軸、刀庫、修刀儀、控制器、銑刀及砂輪，該機架形成有容納空間，該容納空間之底面形成工作台，該定位治具裝設在工作台上，用於定位工件，該修刀儀裝設在該工作台上，該控制器裝設在機架中，該銑刀及該砂輪裝設在刀庫上，該銑刀用於對該工件進行初步銑削，該砂輪用於對該工件上之銑削處進行磨削，該修刀儀用於對該砂輪修整，以實現不同精度之磨削，該控制器用於控制該主軸在該刀庫上換取銑刀或砂輪對該工件進行相應之銑削加工或磨削加工。

一種加工方法，其採用上述銑磨設備，包括以下步驟：將工件安裝在該定位治具上；該控制器控制該主軸在該刀庫中換取銑刀，並控制該銑刀對該工件初步銑削加工；該控制器控制該主軸在刀庫中換取砂輪，並控制該砂輪對該工件之銑削處進行磨削加工；該控制器控制該主軸帶動該砂輪移動至修刀儀上修整，且修整後控制該主軸對該工件之磨削處進行不同精度地磨削加工。

上述銑磨設備，由於將銑刀及砂輪整合在一台設備上，使得加工工件時，能夠先使用銑刀進行初步加工，繼而藉由砂輪與修刀儀相配合，對初步加工後之工件複數次進行磨削，以達成工件所需加工要求。整加工過程花費之時間較少，效率較高，且加工精度高。

100‧‧‧銑磨設備

10‧‧‧機架

20‧‧‧定位治具

30‧‧‧主軸

40‧‧‧對刀儀

50‧‧‧修刀儀

60‧‧‧銑刀

70‧‧‧砂輪

80‧‧‧測量探頭

200‧‧‧工件

11‧‧‧容納空間

12‧‧‧開合門

15‧‧‧工作台

21‧‧‧固定部

23‧‧‧夾持部

211‧‧‧固定孔

213‧‧‧容納槽

31‧‧‧裝設部

61，71，81‧‧‧裝配部

圖1係本發明實施例之銑磨設備之立體示意圖。

圖2係圖1所示銑磨設備另一狀態立體示意圖。

圖3係圖1所示銑磨設備再一狀態立體示意圖。

圖4係圖1所示銑磨設備之定位治具之放大立體示意圖。

圖5係圖1所示銑磨設備之方法流程圖。

請同時參閱圖1至圖3，本發明實施方式之銑磨設備100包括機架10、定位治具20、主軸30、對刀儀40、修刀儀50、刀庫(圖未示)、控制器(圖未示)、銑刀60(如圖1)、砂輪70(如圖3)以及測量探頭80(如圖2)。定位治具20、主軸30、對刀儀40、修刀儀50、刀庫、控制器、銑刀60、砂輪70以及測量探頭80均裝設 在機架10中。定位治具20用於裝設及定位工件200，主軸30位於定位治具20之上方，用於裝設銑刀60或砂輪70或測量探頭80，並帶動銑刀60或砂輪70或測量探頭80對工件200進行加工或探測。對刀儀40對砂輪70進行對刀，修刀儀50用於修砂輪70，刀庫用於存儲銑刀60、砂輪70以及測量探頭80，以供主軸30換取。控制器根據加工資訊或測量資訊控制主軸30換取銑刀60、砂輪70、測量探頭80及控制主軸30對工件200進行銑削、磨削或者探測。在本實施方式中，銑磨設備100對工件200進行內圓孔加工。

機架10大致為立方體狀，其內部形成有容納空間11，且容納空間11藉由可開合之開合門12及外界連通。容納空間11之底面形成工作台15。

請同時參閱圖4，定位治具20裝設在工作台15上，其包括固定部21、夾持部23及驅動部(圖未示)。固定部21大致為圓柱狀，其固定在工作台15上。固定部21沿軸向開設有固定孔211，以及於固定孔211週圍開設三容納槽213，容納槽213與固定孔211相連通。固定孔211用於裝設工件200，容納槽213用於裝設夾持部23。在本實施方式中，容納槽213之數量為三，且相鄰容納槽213之間之夾角為120°。在本實施方式中，夾持部23之數量為三，其分別對應裝設在三容納槽213中，並分別沿固定孔211之徑向分佈。驅動部裝設在固定部21內部，用於驅動三夾持部23沿固定孔211之徑向運動，以夾持裝設在固定孔211中之工件200。在本實施方式中，定位治具20為三爪卡盤。

主軸30大致為圓柱狀，其豎直裝設在容納空間11之頂部，並位於定位治具20之上方。主軸30靠近定位治具20之一端形成有裝設部 31，其內裝設有夾緊部(圖未示)，以在不同加工時段分別夾持銑刀60或砂輪70或測量探頭80。對刀儀40裝設在工作台15上，並位於定位治具20之一側，用於對裝設在主軸30上之銑刀60或砂輪70進行對刀。修刀儀50裝設在工作台15上，並位於定位治具20遠離對刀儀40之一側，用於修砂輪70，以實現砂輪70對工件200不同精度地磨削。刀庫設置在機架10內，用於存儲銑刀60、砂輪70以及測量探頭80，以供主軸30換取。控制器裝設在機架10中，用於控制主軸30於刀庫中換取銑刀60或砂輪70或測量探頭80，並控制主軸30對工件200進行加工。銑刀60、砂輪70以及測量探頭80分別裝設在刀庫上。銑刀60、砂輪70及測量探頭80均包括裝配部61、71、81，且銑刀60之裝配部61、砂輪70之裝配部71以及測量探頭80之裝配部81均與主軸30之裝設部31相適配，以使得銑刀60、砂輪70以及測量探頭80均能裝設在同一主軸30上。裝配部61、71、81分別沿各自之軸向開設有裝配孔(圖未示)，以供主軸30之夾緊部夾持。在本實施方式中，夾緊部為氣動夾持。銑刀60用於對工件200進行銑削，以快速初步加工出內圓孔。砂輪70用於對銑刀60銑削後之內圓孔進行磨削，以達到精度要求。測量探頭80用於銑刀60銑削後或砂輪70磨削後，對內圓孔內徑測量，並將測量資訊回饋至控制器。控制器根據測量資訊控制主軸30上之砂輪70對內圓孔之磨削量。

請參閱圖5，一種加工方法，其採用上述銑磨設備100，該加工方法包括以下步驟：

S101，安裝工件200。將需加工內圓孔之工件200裝設在固定孔211中，驅動部驅動三夾持部23沿固定孔211之徑向運動，並將工 件200定位在固定孔211中。

S102，銑削工件200。控制器控制主軸30在刀庫中換取銑刀60，並控制銑刀60在對刀儀40上對刀後，對工件200快速初步銑削加工出內圓孔，初步加工之內圓孔預留有一定加工餘量，以供後續砂輪70進行磨削，此時，銑磨設備100如圖1所示狀態。

S103，測量銑削加工後之工件200。控制器控制主軸30在刀庫中換取測量探頭80，並帶動測量探頭80伸入初步加工之內圓孔中進行探測，測量探頭80探測初步加工之內圓孔之尺寸並將測量資訊回饋至控制器中，此時，銑磨設備100如圖2所示狀態。

S104，磨削銑削加工後之工件200。在本實施方式中，控制器控制主軸30在刀庫中換取砂輪70，並控制砂輪70在對刀儀40上對刀後，對工件200銑削後之內圓孔進行粗磨，控制器根據S103中測量探頭80回饋之測量資訊控制砂輪70對工件200之磨削量。

S105，以與S104中不同之磨削精度磨削工件200。在本實施方式中，粗磨後，控制器控制主軸30帶動砂輪70移動至修刀儀50上修整，且修整後控制主軸30繼續對粗磨後之內圓孔進行中磨，重複上述修整動作後，繼續對中磨後之內圓孔進行精磨，此時，銑磨設備100如圖3所示狀態。可理解，根據工件200不同之加工要求S105步驟中進行一次或二次以上磨削加工。

S106，測量磨削後之工件200，並判斷是否符合工件200之加工精度。控制器控制主軸30在刀庫中換取測量探頭80，並帶動測量探頭80伸入精磨後之內圓孔中進行探測，測量探頭80探測精磨後之內圓孔之尺寸並將測量資訊回饋至控制器中，控制器根據回饋之 測量資訊判斷工件200是否滿足加工要求。若尺寸不能滿足要求，重複步驟S105~S106，直至內圓孔尺寸達到精度要求，完成加工工件200。可理解，磨削之次數根據加工精度之不同而改變。

可理解，當工件200之加工精度不需太高時，對刀儀40及測量探頭80可省略，從而S102步驟中對刀動作可省略，以及S103及S106步驟可省略，銑磨設備100加工時，在S105步驟後結束加工工件200。銑磨設備100可對工件200進行其他加工，例如加工凸台或凹槽等。

本實施方式中之銑磨設備100，由於將銑刀60、砂輪70及測量探頭80整合在一台設備上，並與主軸30相適配，使得加工工件200時，能夠先使用銑刀60進行快速初步加工，繼而藉由砂輪70與修刀儀50相配合，對初步加工後之工件200複數次進行磨削，以達成工件200所需加工要求。整加工過程花費之時間較少，效率較高，且加工精度高。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧銑磨設備

10‧‧‧機架

20‧‧‧定位治具

30‧‧‧主軸

40‧‧‧對刀儀

50‧‧‧修刀儀

60‧‧‧銑刀

200‧‧‧工件

11‧‧‧容納空間

12‧‧‧開合門

15‧‧‧工作台

31‧‧‧裝設部

61‧‧‧裝配部

Claims (8)

1. 一種銑磨設備，用於加工工件，其包括機架、裝設在機架中之定位治具、主軸及刀庫，該機架形成有容納空間，該容納空間之底面形成工作台，該定位治具裝設在工作台上，用於定位工件，其改良在於：該銑磨設備還包括修刀儀、控制器、銑刀、砂輪及測量探頭，該修刀儀裝設在該工作台上，該控制器裝設在機架中，該銑刀、該砂輪及該測量探頭裝設在刀庫上，該銑刀用於對該工件進行初步銑削，該砂輪用於對該工件上之銑削處進行磨削，該修刀儀用於對該砂輪修整，以實現不同精度之磨削，該控制器用於控制該主軸在該刀庫上換取銑刀或砂輪對該工件進行相應之銑削加工或磨削加工，該測量探頭用於對該銑刀銑削後之工件進行測量並將測量資訊回饋至該控制器，及用於對該砂輪磨削後之工件進行測量並將測量資訊回饋至該控制器，該控制器根據該測量探頭回饋之測量資訊控制該砂輪對該工件之磨削量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之銑磨設備，其中該主軸靠近該定位治具之一端形成裝設部，該銑刀與該砂輪均包括裝配部，該銑刀之裝配部及該砂輪之裝配部均與該主軸之裝設部相適配以將該銑刀及該砂輪裝設於該主軸上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之銑磨設備，其中該銑磨設備還包括裝設在該工作台上之對刀儀，該對刀儀用於該銑刀銑削工件前對該銑刀對刀，及用於該砂輪磨削工件前對該砂輪對刀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之銑磨設備，其中該主軸靠近該定位治具之一端形成裝設部，該測量探頭包括裝配部，該測量探頭之裝配部與該主軸之裝設部相適配以將該測量探頭裝設於該主軸上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之銑磨設備，其中該定位治具包括裝設在該工作台上之固定部、裝設在該固定部之複數夾持部及驅動部，該固定部沿軸向開設有固定孔及沿固定孔之徑向開設複數容納槽，該固定孔用於裝設工件，該複數夾持部對應裝設在該複數容納槽中，該驅動部驅動該複數夾持部沿該固定孔之徑向移動，以夾持裝設在固定孔中之工件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之銑磨設備，其中該定位治具為三爪卡盤。
7. 一種加工方法，其採用如申請專利範圍第1中項所述之銑磨設備，包括以下步驟：將工件安裝在該定位治具上；該控制器控制該主軸在該刀庫中換取銑刀，並控制該銑刀對該工件初步銑削加工；該控制器控制該主軸在刀庫中換取砂輪，並控制該砂輪對該工件之銑削處進行磨削加工；該控制器控制該主軸帶動該砂輪移動至修刀儀上修整，且修整後控制該主軸對該工件之磨削處進行不同精度地磨削加工；該銑刀對該工件銑削後，該控制器控制主軸在刀庫中換取測量探頭，並帶動測量探頭測量初步銑削加工之工件，並將測量資訊回饋至控制器中，該控制器控制根據回饋之控制資訊控制該砂輪對該工件之磨削量；該砂輪對該工件磨削後，該控制器控制主軸在刀庫中換取測量探頭，並帶動測量探頭測量磨削後之工件，並將測量資訊回饋至控制器中，控制器根據回饋之測量資訊判斷該工件是否滿足加工要求，若尺寸不能滿足要求，該控制器控制該砂輪重複修整及磨削工件，直至該工件之加工尺寸達到精度要求，以完成加工。
8. 如申請專利範圍第7項所述之加工方法，其中該銑磨設備還包括裝設在該工作台上之對刀儀，該銑刀對該工件銑削前及該砂輪對該工件磨削前， 該控制器控制該銑刀或該砂輪至該對刀儀上對刀。