立方体工件六个表面全自动切削加工中心的设计


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对于像无机保温绝热材料等多孔、较脆的立方体工件六个表面(上下、左右和前后的切削加工,现有的加工工序一般将工件放在手推小车上,向前推动小车,高速转动的锯片铣刀就会切去工件两侧多余的材料,手动转动工件90。后,切削其余两侧面,加工完四个侧面后,将工件平放,推动小车前进,分别加工上下两个表面。为了确保所需面足够平整,最后还要用滚刀铣削加工表面,每道工序只能加工一个或者两个表面,各工序间都需要人工手动参与操作,危险系数大、劳动强度高、效率低下,工件精度很难保证,并且防尘效果差、环境污染严重、噪声危害很大14

为此,设计采用专业流水线工序,工件的夹持、运送和翻转均实现了全自动控制,使用工作范围增大,生产效率显著提高,整个加工过程更加安全、可

1设计方案

1.1整体方案设计

立方体工件六个表面全自动切削加工中心的整体结构主要由传送机构、切削机构、翻转机构和夹持机构等构成(如图1所示)

按照流水线前后顺序,依次装备上游切削装置、翻转装置和下游切削装置。上游切削装置及下游切削装置分别包括用于夹紧立方体工件的切削夹持机构、用于切削立方体工件上表面及两个侧面的切削机构;工件经过上游切削装置切削上表面及两个侧面后,经翻转装置翻转以0°,输送至下游切削装置,切削下表面及两剩余侧面。

上游切削装置与下游切削装置呈垂直分布,其切削机构包括用于铣削工件上表面的铣削装置以及锯削工件两侧面的锯削装置。上游切削装置及下游切削装置的机架底部两侧设有排料装置,可以及时方便地运送切削废料,避免堆积形成二次污染。

翻转夹持机构包括用于夹持工件的左夹持板及右夹持板,分别固定连接于移动轴和主动转轴之一上,其板面平行设置[74 .移动轴与主动转轴采用同轴设置,移动轴相对主动转轴可轴向移动而不相互转动的导向键槽连接;工件夹紧机构,包括主动丝杠、主动丝杠与移动轴和主动转轴平行设置;连接板与主动丝杠配合的螺母固定连接,与移动轴轴承连接;主动丝杠转动带动固定连接于螺母上的连接板移动,带动移动轴轴向移动,固定连接于移动轴上的左夹持板、右夹持板随之移动,两夹持板之间的距离变化实现工件的放松或夹紧。

翻转机构包括主动转轴和移动轴,主动转轴连接电机带动移动轴转动,带动连接于主动转轴以及移动轴上的左夹持板与右夹持板随之转动,实现翻转。

1.2工作流程设计

工件随传送机构前进,通过检测装置检测到工件,电动机通过链传动带动小车前行,进入夹持装置,沿轨道方向自动夹紧,这样不影响两侧面的加工。通过带传动带动盘铣刀粗铣工件的上表面,小车继续前进,机架两侧的锯片加工两个侧面,之后,再用滚刀精铣上表面,在此过程中小车保持匀速直线运动,此时,立方体工件3个表面已经加工完成■■运动到_定位置时,通过检测,小车停止,在接下来的位置安装了翻转机构,将工件夹紧并翻转IWT,此时小车沿与原路线成9(T的方向继续运动,加工下底面及左右两侧面,加工方法与前面加工过程相似。为了确保安全,整个加工中心用龙门架罩住,安装钢化玻璃便于观察加工进程,同时在机架的底部两侧设计了排料装置,将废料自动收集并排出,省去了工人用铁锨将废料铲到推车上再运走的麻烦,减少了人力和物力,提高了生产效率,同时避免了环境二次污染1.3翻转装置设计

 

自动翻转装置包括基座、夹持机构及翻转机构(如图3所示),,基座支撑和固定翻转体、夹持体、夹持机构包括左夹持板和右夹持板,左夹持板与移动轴连接,右夹持板与主动转轴连接,两轴同轴设置。主动转轴和移动轴的连接端的侧面上加工有导向键槽,实现移动轴相对主动转轴可轴向移动但不相对转动,保证在翻转过程中准确、可靠、稳定的技术要求5。翻转机构通过控制系统检测工件是否按照预期被放入到小车固定位置。达到指定位置时,翻转动力停止;夹持动力触发启动,松开夹持板到固定位置,再次由翻转动力带动翻转体回到初始位置,等待执行下_次重复运动,实现工件的精确翻转,如此往复。

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结束语:

研究结果表明,该立方体工件六个表面全自动切削加工中心设计显著缩短保温材料的切削加工时间,提高切削效率,降低保温隔热材料的加工制作成本,减少粉尘污染。2社会可持续发展,倡导低碳生活和提升我国在相关产业的核心竞争力具有积极的促进作用。该切削加工中心的核心机构一自动翻转机构的工作原理,可推广用于类似加工中心的设计,

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