石墨開槽用雙刀軸機床及其加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在石墨等脆性材料表面進行開槽加工的機械及其加工工藝。
【背景技術】
[0002]金屬材料的表面開槽通常可以采用銑床或者專用開槽機械，如有多條溝槽則需要一條接一條按先后順序去開具。尤其是開具不同深度、不同剖面形狀的多條平行溝槽，往往效率更低，溝槽之間的平行度也難以控制。
[0003]專利申請號為2013102767564的發明涉及一種雙軸數控銑床，包括床身、第一床鞍、第二床鞍、卡盤及滑座，所述卡盤安裝在所述床身上，所述床身上設有X軸絲杠，所述第一床鞍通過所述X軸絲杠活動安裝在所述床身上，所述第一床鞍上設有Y軸絲杠，所述第二床鞍通過所述Y軸絲杠活動安裝在所述第一床鞍上，所述第二床鞍上設有Z軸絲杠，所述滑座通過所述Z軸絲杠與所述第二床鞍滑動連接，所述滑座的下端沿垂直方向設有第一主軸，其特征在于，在所述滑座上還設有沿水平方向的第二主軸。所述床身上在靠近卡盤一側還設有刀具架，所述刀具架上設有多個刀具并設有用于夾持刀具的卡槽。該發明具有相互垂直的雙軸，不能加工平行溝槽。
[0004]專利申請號為002563517的實用新型涉及一種雙軸銑床，其包括有機座、工作平臺、電機、刀具主軸，兩根刀具主軸上安裝有銑刀體，由電機帶動工作，刀具主軸等分別通過套筒旋轉體上安裝在轉軸上，轉軸通過轉軸固定座固定在工作平臺下面，工作平臺上開有刀具主軸擺動槽孔。該實用新型雙刀具主軸之間的距離可調，可滿足不同寬度和式樣工件的加工需要。該銑床不能同時銑削多根平行溝槽，尤其不適用于在脆性材質上的加工。
【發明內容】
[0005]發明目的:
克服傳統機床傳統刀具在同一道工序內不能在石墨等脆性材質表面開具多條平行溝槽的缺點，提供一種可以同時開具多條平行溝槽，且溝槽的截面形狀和規格尺寸可以變化的開槽用雙刀軸機床。
[0006]技術方案:
本發明公開了一種石墨開槽用雙刀軸機床，用于在石墨板材等脆性較大的材料表面開具多條平行溝槽。具有電機A、水平導軌、工作平臺(工作平臺兩端與同側的水平導軌端面之間分別連接有具有伸縮性的防塵罩)，電機A能夠通過絲桿傳動方式驅動工作平臺在Y軸方向設置的水平導軌上移動；具有2臺電機B、一根水平設置的橫梁、兩根立柱、兩套刀軸組件、立柱潤滑系統，2臺電機B在橫梁的上方，兩只立柱分置在橫梁的下方并支撐住橫梁，每臺電機B分別穿越橫梁連接并能驅動一套刀軸組件在一根立柱上做Z軸方向的上下移動。
[0007]每套刀軸組件，含有懸臂梁、刀軸(由一根主軸，以及依次套穿在該主軸上的兩把或者多把三面刃銑刀組成，銑刀的刀頭形狀、規格可以彼此相同或者部分不同，銑刀的直徑可以彼此相同或者部分不同)、刀軸支承座、托架、電機C。懸臂梁與刀軸支承座分別用于安裝固定刀軸的一端，三者可以作為一個整體在托架上做X軸方向的移動，以調整刀軸在X軸方向的位置。該移動可以由電機c驅動或者由手動杠操控。
[0008]刀軸支承座可以相對于懸臂梁做左右移動，以便于安裝或者拆裝刀軸。
[0009]兩根刀軸的主軸長度基本相同，兩套刀軸組件安裝連接時，保證兩根主軸均成水平設置，兩根主軸在平行于X軸的兩個不同平面內，兩個不同平面間的距離大于兩個刀軸的直徑之和，小于被加工工件在Y軸方向的長度(工件沿Y軸方向放置在工作平臺上)，保證兩套刀軸組件在沿著各自的立柱上下移動時相互錯位、不發生觸碰，又能夠滿足加工工件時沿Y軸方向移動的距離較小。
[0010]本發明中，發明該機床配套一個控制器，以控制電機A、兩臺電機B、兩臺電機C各自的運動過程，以便自動正確地按內置的程序運行，并且控制器可以連帶觸摸屏和按鍵以調整機床中各個部件運動的工藝參數，提高機床的自動化程度和適應多種規格的被加工工件。
[0011]每套刀軸組件在兩根刀軸位置的外側(背離另一套刀軸組件方向)上方，可以各自連接有一個吸塵部件，以便吸附每個刀軸銑削工件各自所產生的碎肩。兩個吸塵部件可以共用后道的吸塵風道。
[0012]本發明在使用中加工工件時，具有下述工藝步驟:
1)待加工工件放置在工作平臺上，被電機A沿著Y軸方向驅動工件到合適的開始位置；
2)通過兩只電機B驅動各自的刀軸組件沿著立柱上下移動到相應位置；
3)通過兩只電機C在X軸方向驅動兩根刀軸分別到位于工件上方各自相應的位置，使得兩根刀軸的中心在同一個平行于Y軸方向的平面內。而且事先控制一根主軸上的多個三面刃銑刀與另一根主軸上的兩個或者多個三面刃銑刀的位置相互錯開，保證在工件的不同部位銑削各自對應位置的溝槽；
4)一只電機B驅動一套刀軸組件沿著一根立柱下移一定距離讓一個刀軸接觸工件的待加工面，同時，電機A驅動工件沿Y軸方向移動，實現第一組溝槽的開具；
5)該電機B驅動該刀軸組件上移離開工件，電機A驅動工件沿Y軸方向的反方向移動到開始位置附近；另一只電機B驅動另一套刀軸組件沿著另一根立柱下移一定距離讓另一刀軸接觸工件的待加工面的其它待加工位置，同時，電機A再驅動工件沿Y軸方向移動，實現第二組溝槽的開具。
[0013]4)和5)或者為6)和7):
6)一只電機B先驅動一套刀軸組件沿著一根立柱下移一定距離讓一個刀軸接觸工件的待加工面，同時，電機A驅動工件沿Y軸方向移動，進行第一組溝槽的開具；工件在Y軸方向移動1-2倍的刀軸直徑的瞬間，另一只電機B驅動另一套刀軸組件沿著另一根立柱下移一定距離讓另一刀軸接觸工件的待加工面的其它待加工位置，實現第二組溝槽的開具；
7)然后，一只電機B驅動該刀軸組件上先移離開工件，完成第一組溝槽的開具；稍后，另一只電機B驅動另一套刀軸組件上移離開工件，完成另一組溝槽的開具。
[0014]本發明中，優選4)和5)中或者6)中的兩根刀軸下刀的開始位置(接觸工件的開始位置)相同(位于相同的Y軸坐標)，優選下刀的深度不同(Z軸方向的坐標不同或者銑刀的直徑不同)。
[0015]本發明中，兩根立柱與刀軸組件之間具有潤滑系統，加工時，每隔20-30秒鐘滴一滴潤滑油，適應該重量的刀軸組件與立柱的潤滑需求。每套刀軸組件的托架與其上的可移動零件之間具有潤滑系統(配有加油口和觀察口)，每隔6-12秒鐘滴一滴潤滑油，以適應該重量、加工力度和加工速度的刀軸組件的潤滑需求。
[0016]本發明的加工工藝中，優選刀軸轉速為600-800轉/分鐘，工作平臺在Y軸方向的移動速度為0.3-1米/分鐘，適合使用4-8齒的三面刃銑刀刀具材質在石墨等脆性材質表面的銑削開槽使用，否則容易出現開裂、爆瓷、槽口毛刺的不良現象或者加工效率低下的問題。
[0017]有益效果:
本發明用于在石墨表面開多條平行溝槽，生產效率高，自動化程度高；所用的銑刀保證溝槽質量好，溝槽的形狀和尺寸精度高，可以開具多種設計方案的溝槽；銑削時工件不會過度升溫，所受到的加工應力很小，工件質量基本不會下降；零部件之間的潤換性能好，設備運行穩定性高；生產環境干凈，碎肩可以回收利用。原料利用率高，節約資源，減少人工，加工成本很低。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明在加工使用中的一個剖面結構示意圖；
圖2是采用本發明加工的一個工件的局部形狀示意圖；
圖中，1-橫梁、2-潤滑系統、3-電機B、4-加油口、5-觀察口、6-工作平臺、7-水平導軌、8-托架、9-手動杠、10-電機C、11-懸臂梁、12-刀軸支承座、13-立柱、14- 一組銑刀、15-主軸、17-另一組銑刀、18-另一主軸、19-工件、22-—組溝槽、23-另一組溝槽、24-工件上表面(待加工面)、25-工件下表面。
【具體實施方式】
[0019]如圖1