一种分层铣削钛合金零件的加工设备

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体是一种分层铣削钛合金零件的加工设备。

背景技术

铣削是以铣刀作为刀具加工物体表面的一种机械加工方法，使用旋转的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法；分层铣削指将指定的铣削厚度分成多次铣削掉，一般用于厚度较大的铣削作业，或者是一些硬度大的金属工件，比如钛合金材料，该金属自身的优越性能，不仅轻，还具有高强度高硬度，可以用于各种精细化工，因自身的高强度高硬度性能，在对其铣削时，需要考虑到分层加工处理。

现有数控机床，有全自动化的，依靠其高灵活性和智能灵活性，可精准且分多次铣削，但是目前一些加工厂，考虑的成本和收益，还保留一些半自动化设备；半自动化生产依靠人工干预调整，铣刀在对工件加工一次后，调整工件上移指定高度，或者是铣刀本体下降指定高度，之后再对工件进行二次加工，铣削掉一部分厚度，以此类推，重复上述动作，且上述操作方式，效率慢，在每次铣削时，还需调整铣刀与工件之间的间距，直至距离调整到位方可进行铣削。

因此，针对上述问题提出一种分层铣削钛合金零件的加工设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种分层铣削钛合金零件的加工设备，包括基板，基板的一侧固接有竖板，竖板上设有铣削单元；所述铣削单元包括转轴和多个面铣刀盘；所述转轴通过支架固定在竖板上，转轴的套设带有面铣刀盘；每个所述面铣刀盘的直径均不同，且按照大小顺序从转轴一端固接在转轴上；所述基板上一侧设有进给单元；所述进给单元包括底板，底板上开设多个放置槽，放置槽内放置有待铣削的钛合金零件；本发明实施例中，通过设计一种高效的分层铣削加工设备；转轴的转动由电机驱动转动；将钛合金零件安装在放置槽内，之后推动零件沿着放置槽移动，使得零件逐渐靠近于直径最小的面铣刀盘，面铣刀盘在零件表面铣掉一部分厚度，之后撤出工件，再向直径较大的面铣刀盘方向推进，以此类推，多个面铣刀盘，对零件进行多次加工；多个面铣刀盘按照大小顺序固定在转轴上，相邻两个面铣刀盘之间的半径差值即为依次分层铣削的厚度，在零件加工后，向直径较大的面铣刀盘水平移动便可，且水平移动，相比上下调节铣刀与零件之间稳定距离要更加工容易，提高加工效率，以及一次性可进行多个零部件的同时加工，设置相邻两个放置槽的距离，使得该距离与相邻两个面铣刀盘之间的中心距离相同，移动底板时，同时实现对多零件进行同步移动，以及进给零件时，也可同步对工件加工，效率有所提高。

优选的，所述基板上一侧开设有导向槽，导向槽内设有导向块，导向块传动连接有一号丝杆，导向块的上端固接底板；通过设置导向槽与导向块的配合，实现底板的移动；一号丝杆的轴线与转轴的轴线同面平行设置，底板移动方向设为Y方向，底板沿Y方向移动，且每次移动距离为相邻两个面铣刀盘之间中心距离，一号丝杆的端部连接伺服电机，通过伺服电机的转动，控制底板的Y方向移动，保证每个零件移动后均可以有效被面铣刀盘切削。

优选的，所述放置槽内底面开设带有滑槽，滑槽内设有推块，推块传动连接有二号丝杆；所述推块的上端内侧开设带有凹部，凹部内设有止动块，止动块通过扭簧转动连接在凹部内，止动块的转动连接部位一侧顶在凹口内底面上，止动块的上端贯穿至放置槽内；将零件的一端顶在止动块上，止动块绕其转动连接点转动，零件延伸至放置槽内，当零件的另一端越过止动块时，止动块在扭簧的作用下，自动复位；二号丝杆的端部也连接有伺服电机，且二号丝杆的轴线与一号丝杆的轴线异面且垂直，二号丝杆转动推动推块移动，同时推块通过止动块沿着放置槽内移动，并推动零件向面铣刀盘方向移动，对零件的铣削；推块的移动方向设为X方向，零件沿X方向在放置槽内移动，且二号丝杆所连接的伺服电机独立控制，使得每个零件在X方向的进给移动速度可单独控制，因每次铣削厚度有所不同，对于铣削厚度较大的，零件进给速度较小，对于铣削厚度较小的，可以提高零件的进给速度，有助于延长面铣刀盘的使用寿命。

优选的，所述放置槽内侧壁上设有复位单元；所述复位单元包括拉簧和拉块；所述放置槽的两侧壁上开设有T形状的牵引槽，牵引槽内开设带有凹孔，拉簧的一端固接在凹孔内，拉簧的另一端固接拉块的侧壁，拉块滑动连接在牵引槽内，且钛合金零件位于拉块和止动块之间；零件的一端挤压止动块，当零件的一端越过止动块时，零件的一端挤压拉板，推动拉板在牵引槽内移动，并牵引拉簧，当零件的另一端越过止动块时，松开零件，零件在拉簧的拉力下，使得零件被挤压在拉块和止动块之间，将零件固定在放置槽内；当推块和止动块推动零件进给时，铣削一次后，推块和止动块后撤复位，同时拉板推动零件-X方向移动，之后控制一号丝杆转动，底板沿Y方移动，然后控制零件X方向移动，以此类推，当零件铣削结束后，推动零件，并下压止动块，将止动块转动至滑槽内，拉板将零件向-X方向推出零件，实现零件的下料处理。

优选的，所述底板的上表面设有多个管体，管体均分在放置槽的槽口两侧，且管体的出液端倾斜指向放置槽中间位置；铣削时，面铣刀盘与零件之间产生热量，通过在竖板设置冷却管，冷却液注入到面铣刀盘上，并流淌在零件上，进行降温处理，同时在放置槽的槽口位置设置管体，冷却液也从管体内里流出，此时从管体喷出的冷却液冲击在面铣刀盘上，一分部冷却液流入到切斜位置，另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉，防止碎屑掉入到铣削的沟槽内，降低对面铣刀盘的影响。

优选的，所述底板上开设有倾斜状态的导流槽，导流槽的由钛合金工件进给方向至退料方向倾斜向下设置；另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉落至导流槽内，碎屑沿导流槽流动，使得碎屑排离该加工设备，进一步降低切斜碎屑对该加工设备的影响。

优选的，所述放置槽的槽口两侧管体相互交错设置，同一侧的相邻两个管体之间间隔一个管体；管体在放置槽槽口的排布设置，在面铣刀盘原料零件后，零件表面残留碎屑，管体在放置槽槽口的排布设置，使得在管体内喷出冷却液液流互不影响，冷却液喷出后，能够直接将碎屑冲击入导流槽内，进一步提高零件表面碎屑的清洁效果。

优选的，所述导流槽内底面开设出液孔，出液孔连通外界软管；碎屑被另一部分冷却液冲击到导流槽内，且该另一部分冷却液由于冲击力的作用下，冷却液冲击到该加工设备其他地方，并没有完全流入到导流槽，使得碎屑在导流槽内的流动性难以保证，为此设置出液孔，出液孔通过软管喷出冷却液，作为导流槽内碎屑流动的动力源，将碎屑推离该加工设备。

优选的，所述滑槽的前端部位贯穿底板设置，基板与竖板固接位置内侧开设矩形口；零件表面铣削出矩形状的凹槽，若管体的出液孔垂直与零件设置，能够更有效将零件表面的碎屑冲击到导流槽内，但是凹槽内拐角位置的碎屑并不能有效冲击处理，为此将管体的出液孔倾斜设置，而凹槽内拐角位置碎屑沿着凹槽内边缘移动，并不能被冷却液冲击到导流槽内，为此滑槽的前端部位贯穿底板设置，碎屑沿着凹槽内拐角流动，并下落至滑槽的前端，之后贯穿矩形口排离该加工设备。

优选的，所述放置槽的槽口位置设有限位板，限位板的一侧设置有入口倒角；设置限位板，可将零件进一步约束在放置槽内，进一步提高零件牢固性，同时设置入口倒角，方便零件的进入。

本发明的有益之处在于：

1.本发明通过将多个面铣刀盘按照大小顺序固定在转轴上，相邻两个面铣刀盘之间的半径差值即为依次分层铣削的厚度，在零件加工后，向直径较大的面铣刀盘水平移动便可，且水平移动，相比上下调节铣刀与零件之间稳定距离要更加工容易，提高加工效率，以及一次性可进行多个零部件的同时加工，设置相邻两个放置槽的距离，使得该距离与相邻两个面铣刀盘之间的中心距离相同，移动底板时，同时实现对多零件进行同步移动，以及进给零件时，也可同步对工件加工，效率有所提高。

2.本发明在放置槽的槽口位置设置管体，冷却液也从管体内里流出，此时从管体喷出的冷却液冲击在面铣刀盘上，一分部冷却液流入到切斜位置，另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉，防止碎屑掉入到铣削的沟槽内，降低对面铣刀盘的影响；另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉落至导流槽内，碎屑沿导流槽流动，使得碎屑排离该加工设备，进一步降低切斜碎屑对该加工设备的影响。

附图说明

图1为实施例一中加工设备的立体图；

图2为实施例一中面铣刀盘与转轴的配合立体图；

图3为实施例一中底板的立体图；

图4为实施例一中底板的剖视图；

图5为实施例一中推块的立体图；

图6为实施例一中底板的俯视图；

图7为实施例一中限位板与放置槽的配合立体图。

图中：基板1、转轴2、面铣刀盘3、底板4、放置槽5、导向槽6、导向块7、一号丝杆8、滑槽9、推块10，推块10、二号丝杆11、止动块12、拉簧13、拉块14、牵引槽15、管体16、导流槽17、出液孔18、矩形口19、限位板20、入口倒角21。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：

参照图1和图2，一种分层铣削钛合金零件的加工设备，包括基板1，基板1的一侧固接有竖板，竖板上设有铣削单元；所述铣削单元包括转轴2和多个面铣刀盘3；所述转轴2通过支架固定在竖板上，转轴2的套设带有面铣刀盘3；每个所述面铣刀盘3的直径均不同，且按照大小顺序从转轴2一端固接在转轴2上；所述基板1上一侧设有进给单元；所述进给单元包括底板4，底板4上开设多个放置槽5，放置槽5内放置有待铣削的钛合金零件；本发明实施例中，通过设计一种高效的分层铣削加工设备；转轴2的转动由电机驱动转动；将钛合金零件安装在放置槽5内，之后推动零件沿着放置槽5移动，使得零件逐渐靠近于直径最小的面铣刀盘3，面铣刀盘3在零件表面铣掉一部分厚度，之后撤出工件，再向直径较大的面铣刀盘3方向推进，以此类推，多个面铣刀盘3，对零件进行多次加工；多个面铣刀盘3按照大小顺序固定在转轴2上，相邻两个面铣刀盘3之间的半径差值即为依次分层铣削的厚度，在零件加工后，向直径较大的面铣刀盘3水平移动便可，且水平移动，相比上下调节铣刀与零件之间稳定距离要更加工容易，提高加工效率，以及一次性可进行多个零部件的同时加工，设置相邻两个放置槽5的距离，使得该距离与相邻两个面铣刀盘3之间的中心距离相同，移动底板4时，同时实现对多零件进行同步移动，以及进给零件时，也可同步对工件加工，效率有所提高。

参照图1、图2、图3和图4，所述基板1上一侧开设有导向槽6，导向槽6内设有导向块7，导向块7传动连接有一号丝杆8，导向块7的上端固接底板4；通过设置导向槽6与导向块7的配合，实现底板4的移动；一号丝杆8的轴线与转轴2的轴线同面平行设置，底板4移动方向设为Y方向，底板4沿Y方向移动，且每次移动距离为相邻两个面铣刀盘3之间中心距离，一号丝杆8的端部连接伺服电机，通过伺服电机的转动，控制底板4的Y方向移动，保证每个零件移动后均可以有效被面铣刀盘3切削。

参照图3、图4和图5，所述放置槽5内底面开设带有滑槽9，滑槽9内设有推块10，推块10传动连接有二号丝杆11；所述推块10的上端内侧开设带有凹部，凹部内设有止动块12，止动块12通过扭簧转动连接在凹部内，止动块12的转动连接部位一侧顶在凹口内底面上，止动块12的上端贯穿至放置槽5内；将零件的一端顶在止动块12上，止动块12绕其转动连接点转动，零件延伸至放置槽5内，当零件的另一端越过止动块12时，止动块12在扭簧的作用下，自动复位；二号丝杆11的端部也连接有伺服电机，且二号丝杆11的轴线与一号丝杆8的轴线异面且垂直，二号丝杆11转动推动推块10移动，同时推块10通过止动块12沿着放置槽5内移动，并推动零件向面铣刀盘3方向移动，对零件的铣削；推块10的移动方向设为X方向，零件沿X方向在放置槽5内移动，且二号丝杆11所连接的伺服电机独立控制，使得每个零件在X方向的进给移动速度可单独控制，因每次铣削厚度有所不同，对于铣削厚度较大的，零件进给速度较小，对于铣削厚度较小的，可以提高零件的进给速度，有助于延长面铣刀盘3的使用寿命。

参照图3、图4和图5，所述放置槽5内侧壁上设有复位单元；所述复位单元包括拉簧13和拉块14；所述放置槽5的两侧壁上开设有T形状的牵引槽15，牵引槽15内开设带有凹孔，拉簧13的一端固接在凹孔内，拉簧13的另一端固接拉块14的侧壁，拉块14滑动连接在牵引槽15内，且钛合金零件位于拉块14和止动块12之间；零件的一端挤压止动块12，当零件的一端越过止动块12时，零件的一端挤压拉板，推动拉板在牵引槽15内移动，并牵引拉簧13，当零件的另一端越过止动块12时，松开零件，零件在拉簧13的拉力下，使得零件被挤压在拉块14和止动块12之间，将零件固定在放置槽5内；当推块10和止动块12推动零件进给时，铣削一次后，推块10和止动块12后撤复位，同时拉板推动零件-X方向移动，之后控制一号丝杆8转动，底板4沿Y方移动，然后控制零件X方向移动，以此类推，当零件铣削结束后，推动零件，并下压止动块12，将止动块12转动至滑槽9内，拉板将零件向-X方向推出零件，实现零件的下料处理。

参照图3和图4所述底板4的上表面设有多个管体16，管体16均分在放置槽5的槽口两侧，且管体16的出液端倾斜指向放置槽5中间位置；铣削时，面铣刀盘3与零件之间产生热量，通过在竖板设置冷却管，冷却液注入到面铣刀盘3上，并流淌在零件上，进行降温处理，同时在放置槽5的槽口位置设置管体16，冷却液也从管体16内里流出，此时从管体16喷出的冷却液冲击在面铣刀盘3上，一分部冷却液流入到切斜位置，另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉，防止碎屑掉入到铣削的沟槽内，降低对面铣刀盘3的影响。

参照图3和图4，所述底板4上开设有倾斜状态的导流槽17，导流槽17的由钛合金工件进给方向至退料方向倾斜向下设置；另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉落至导流槽17内，碎屑沿导流槽17流动，使得碎屑排离该加工设备，进一步降低切斜碎屑对该加工设备的影响。

参照图6，所述放置槽5的槽口两侧管体16相互交错设置，同一侧的相邻两个管体16之间间隔一个管体16；管体16在放置槽5槽口的排布设置，在面铣刀盘3原料零件后，零件表面残留碎屑，管体16在放置槽5槽口的排布设置，使得在管体16内喷出冷却液液流互不影响，冷却液喷出后，能够直接将碎屑冲击入导流槽17内，进一步提高零件表面碎屑的清洁效果。

参照图3，所述导流槽17内底面开设出液孔18，出液孔18连通外界软管；碎屑被另一部分冷却液冲击到导流槽17内，且该另一部分冷却液由于冲击力的作用下，冷却液冲击到该加工设备其他地方，并没有完全流入到导流槽17，使得碎屑在导流槽17内的流动性难以保证，为此设置出液孔18，出液孔18通过软管喷出冷却液，作为导流槽17内碎屑流动的动力源，将碎屑推离该加工设备。

参照图3和图4，所述滑槽9的前端部位贯穿底板4设置，基板1与竖板固接位置内侧开设矩形口19；零件表面铣削出矩形状的凹槽，若管体16的出液孔18垂直与零件设置，能够更有效将零件表面的碎屑冲击到导流槽17内，但是凹槽内拐角位置的碎屑并不能有效冲击处理，为此将管体16的出液孔18倾斜设置，而凹槽内拐角位置碎屑沿着凹槽内边缘移动，并不能被冷却液冲击到导流槽17内，为此滑槽9的前端部位贯穿底板4设置，碎屑沿着凹槽内拐角流动，并下落至滑槽9的前端，之后贯穿矩形口19排离该加工设备。

实施例二：

参照图7，对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，其中所述放置槽5的槽口位置设有限位板20，限位板20的一侧设置有入口倒角21；设置限位板20，可将零件进一步约束在放置槽5内，进一步提高零件牢固性，同时设置入口倒角21，方便零件的进入。

工作原理：转轴2的转动由电机驱动转动；将钛合金零件安装在放置槽5内，之后推动零件沿着放置槽5移动，使得零件逐渐靠近于直径最小的面铣刀盘3，面铣刀盘3在零件表面铣掉一部分厚度，之后撤出工件，再向直径较大的面铣刀盘3方向推进，以此类推，多个面铣刀盘3，对零件进行多次加工；多个面铣刀盘3按照大小顺序固定在转轴2上，相邻两个面铣刀盘3之间的半径差值即为依次分层铣削的厚度，在零件加工后，向直径较大的面铣刀盘3水平移动便可，且水平移动，相比上下调节铣刀与零件之间稳定距离要更加工容易，提高加工效率，以及一次性可进行多个零部件的同时加工，设置相邻两个放置槽5的距离，使得该距离与相邻两个面铣刀盘3之间的中心距离相同，移动底板4时，同时实现对多零件进行同步移动，以及进给零件时，也可同步对工件加工，效率有所提高；

通过设置导向槽6与导向块7的配合，实现底板4的移动；一号丝杆8的轴线与转轴2的轴线同面平行设置，底板4移动方向设为Y方向，底板4沿Y方向移动，且每次移动距离为相邻两个面铣刀盘3之间中心距离，一号丝杆8的端部连接伺服电机，通过伺服电机的转动，控制底板4的Y方向移动，保证每个零件移动后均可以有效被面铣刀盘3切削；

将零件的一端顶在止动块12上，止动块12绕其转动连接点转动，零件延伸至放置槽5内，当零件的另一端越过止动块12时，止动块12在扭簧的作用下，自动复位；二号丝杆11的端部也连接有伺服电机，且二号丝杆11的轴线与一号丝杆8的轴线异面且垂直，二号丝杆11转动推动推块10移动，同时推块10通过止动块12沿着放置槽5内移动，并推动零件向面铣刀盘3方向移动，对零件的铣削；推块10的移动方向设为X方向，零件沿X方向在放置槽5内移动，且二号丝杆11所连接的伺服电机独立控制，使得每个零件在X方向的进给移动速度可单独控制，因每次铣削厚度有所不同，对于铣削厚度较大的，零件进给速度较小，对于铣削厚度较小的，可以提高零件的进给速度，有助于延长面铣刀盘3的使用寿命；

零件的一端挤压止动块12，当零件的一端越过止动块12时，零件的一端挤压拉板，推动拉板在牵引槽15内移动，并牵引拉簧13，当零件的另一端越过止动块12时，松开零件，零件在拉簧13的拉力下，使得零件被挤压在拉块14和止动块12之间，将零件固定在放置槽5内；当推块10和止动块12推动零件进给时，铣削一次后，推块10和止动块12后撤复位，同时拉板推动零件-X方向移动，之后控制一号丝杆8转动，底板4沿Y方移动，然后控制零件X方向移动，以此类推，当零件铣削结束后，推动零件，并下压止动块12，将止动块12转动至滑槽9内，拉板将零件向-X方向推出零件，实现零件的下料处理；

铣削时，面铣刀盘3与零件之间产生热量，通过在竖板设置冷却管，冷却液注入到面铣刀盘3上，并流淌在零件上，进行降温处理，同时在放置槽5的槽口位置设置管体16，冷却液也从管体16内里流出，此时从管体16喷出的冷却液冲击在面铣刀盘3上，一分部冷却液流入到切斜位置，另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉，防止碎屑掉入到铣削的沟槽内，降低对面铣刀盘3的影响；另一部分冷却液沿面铣刀片发射冲击到铣削产生的碎屑上，将碎屑冲击掉落至导流槽17内，碎屑沿导流槽17流动，使得碎屑排离该加工设备，进一步降低切斜碎屑对该加工设备的影响；

管体16在放置槽5槽口的排布设置，在面铣刀盘3原料零件后，零件表面残留碎屑，管体16在放置槽5槽口的排布设置，使得在管体16内喷出冷却液液流互不影响，冷却液喷出后，能够直接将碎屑冲击入导流槽17内，进一步提高零件表面碎屑的清洁效果；

碎屑被另一部分冷却液冲击到导流槽17内，且该另一部分冷却液由于冲击力的作用下，冷却液冲击到该加工设备其他地方，并没有完全流入到导流槽17，使得碎屑在导流槽17内的流动性难以保证，为此设置出液孔18，出液孔18通过软管喷出冷却液，作为导流槽17内碎屑流动的动力源，将碎屑推离该加工设备；

零件表面铣削出矩形状的凹槽，若管体16的出液孔18垂直与零件设置，能够更有效将零件表面的碎屑冲击到导流槽17内，但是凹槽内拐角位置的碎屑并不能有效冲击处理，为此将管体16的出液孔18倾斜设置，而凹槽内拐角位置碎屑沿着凹槽内边缘移动，并不能被冷却液冲击到导流槽17内，为此滑槽9的前端部位贯穿底板4设置，碎屑沿着凹槽内拐角流动，并下落至滑槽9的前端，之后贯穿矩形口19排离该加工设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。