一种五轴六面精密加工设备的制作方法

1.本实用新型属于精密加工领域，尤其涉及一种五轴六面精密加工设备。


背景技术：

2.随着工业科学技术的不断进步与发展，机械加工行业已向高精度、高效率、高自动化的方向发展，这无疑对数控机床的加工性能和稳定性提出了更高的要求。目前，对于一些复杂，要求尺寸精度高且外形尺寸较大的零部件，用现有的三轴、四轴及五面体加工中心加工往往需要对零部件设计专用夹具对其进行二次或多次装夹方能完成加工，但零部件经过多次变换装夹容易产生累积误差，加工中心无法对齐，尺寸精度不易保证，这大大的限制了企业的生产效率和规模。
3.并且对于一些高要求的产品，不仅需要进行五面加工，对装夹面也具有很高的加工要求。因此往往在加工完五面后，还需要对工件进行翻面，然后重新装夹以完成对装夹面的加工，而再次装夹会导致精度损失，难于实现高精度加工，尤其是对于正反两面有极高同轴度要求的工件，重新装夹会使得同轴度难以保证。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种五轴六面精密加工设备，以克服现有技术中的上述至少一种缺陷。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种五轴六面精密加工设备，包括机台、调节底座、z轴移动模组、机头、第一旋转组件、第二旋转组件、安装板、以及夹具，机台内固定有调节底座和z轴移动模组，z轴移动模组的移动端固定有机头，调节底座的调节端固定有第一旋转组件，安装板固定于第一旋转组件的旋转端，以使安装板在第一旋转组件的驱动下绕x轴旋转，第二旋转组件固定于安装板，第二旋转组件的旋转端固定有夹具，机头位于夹具的上方，第二旋转组件的旋转中心位于安装板长度方向的中心线的一侧，以使安装板在夹具上的投影偏离夹具的中心位置，安装板在夹具上的投影面积小于夹具的面积。
7.优选地，夹具的横截面呈圆形，夹具的正中心与第二旋转组件的旋转中心共线。
8.优选地，安装板为矩形板，安装板的宽度小于夹具的直径。
9.优选地，第一旋转组件和第二旋转组件的旋转轴线相互垂直。
10.优选地，第一旋转组件为数控回转工作台，数控回转工作台包括第一旋转台和第二旋转台，第一旋转台和第二旋转台的旋转轴线共线，第一旋转台和第二旋转台的旋转端均固定有连接板，安装板的两端分别与两个连接板连接。
11.优选地，调节底座的顶部固定有两个垫高块，两个垫高块的顶部分别固定有第一旋转台和第二旋转台。
12.优选地，第二旋转组件为伺服电机。
13.优选地，调节底座包括x轴移动模组和y轴移动模组，y轴移动模组的移动端固定有
x轴移动模组，x轴移动模组的移动端固定有第一旋转组件。
14.优选地，机头上设置有刀库。
15.本实用新型的有益效果为：
16.1、第二旋转组件的旋转中心位于安装板长度方向的中心线的一侧，以使安装板在夹具上的投影偏离夹具的中心位置，安装板在夹具上的投影面积小于夹具的面积，通过如此设置，使得在保证待加工工件能够正常旋转的同时，安装板和第二旋转组件不会对装夹面的加工位置进行遮挡，以使机头对装夹面进行加工作业。如此实现五轴六面加工作业，且只需要一次装夹，不存在累计误差和同轴度难以保证的问题，加工精度极高。
17.2、通过第一旋转组件实现绕x轴旋转作业，通过第二旋转组件在不同状态下实现绕z轴、y轴旋转作业，与机头配合实现五轴六面一次装夹加工作业。
18.3、通过数控回转工作台能够实现360
°
旋转，并且具有高精度、高效率、安全性高、操作简便的特点。
附图说明
19.图1是本实用新型的主视结构示意图。
20.图2是本实用新型加工正面的状态结构示意图。
21.图3是本实用新型加工侧面的状态结构示意图。
22.图4是本实用新型加工装夹面的状态结构示意图。
23.图5是图4的部分俯视结构示意图。
24.附图中的标记为：1-机台，2-调节底座，3-z轴移动模组，4-机头，5-第一旋转组件，6-第二旋转组件，7-安装板，8-夹具，51-第一旋转台，52-第二旋转台，9-垫高块，21-x轴移动模组，22-y轴移动模组，10-刀库，11-待加工工件，12-连接板。
具体实施方式
25.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
26.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.如图1至图5所示，本实施例中提供的一种五轴六面精密加工设备，本实施例以加工载带成型模具为例，包括机台1、调节底座2、z轴移动模组3、机头4、第一旋转组件5、第二旋转组件、安装板7、以及夹具8，机台1内固定有调节底座2和z轴移动模组3，z轴移动模组3的移动端固定有机头4，调节底座2的调节端固定有第一旋转组件5，安装板7固定于第一旋转组件5的旋转端，以使安装板7在第一旋转组件5的驱动下绕x轴旋转，第二旋转组件6固定于安装板7，第二旋转组件6的旋转端固定有夹具8，机头4位于夹具8的上方，第二旋转组件6的旋转中心a位于安装板7长度方向的中心线b的一侧，以使安装板7在夹具8上的投影偏离
夹具8的中心位置，安装板7在夹具8上的投影面积小于夹具8的面积，通过如此设置，使得装夹在夹具8上的待加工工件11的一部分延伸出安装板7，便于机头4对装夹面进行加工作业。在加工装夹面时，传统的五轴加工中心由于结构本身存在的问题，例如受到电机、安装结构等的遮挡，使得机头4无法对装夹面进行加工。如图5所示，本实用新型通过第二旋转组件6、夹具8与安装板7之间的设置位置配合结合第一旋转组件5的设置，使得在对装夹面加工时，待加工工件的一侧相对另一侧凸出安装板7的部分更多，本实施例为待加工工件的后侧相对于前侧更凸出于安装板7，使得在保证待加工工件能够正常旋转(通过第二旋转组件6带动夹具8旋转，使得待加工工件旋转)的同时，安装板7和第二旋转组件6不会对装夹面的加工位置进行遮挡，以使机头4对装夹面进行加工作业。如此实现五轴六面加工作业，且只需要一次装夹，不存在累计误差和同轴度难以保证的问题，加工精度极高。
28.加工步骤如下：
29.s1：将待加工工件装夹在夹具上，如图2所示，箭头所指处为加工位。此时待加工工件的正面水平朝上，调整调节底座2至待加工工件移动至所需位置，然后z轴移动模组3带动机头4向下运动进行待加工工件正面的加工作业，通过第二旋转组件6带动夹具8旋转，使得待加工工件旋转，与机头4配合，对待加工工件正面的周向位置逐步进行加工。对待加工工件正面每加工完一处后，z轴移动模组3带动机头4向上运动远离待加工工件，然后第二旋转组件6带动夹具8旋转预设角度，使得待加工工件旋转预设角度，然后z轴移动模组3带动机头4向下运动对待加工工件进行加工作业，加工过程可配合调节底座2实现待加工工件的前后左右运动，以加工成不同形状。
30.s2：待加工工件正面加工完毕后，z轴移动模组3带动机头4向上运动远离待加工工件，第一旋转组件5旋转90
°
，使得待加工工件呈竖直状态，如图3所示，箭头所指处为加工位。然后z轴移动模组3带动机头4向下运动进行待加工工件侧面的加工作业，通过第二旋转组件6带动夹具8旋转，使得待加工工件旋转，与机头4配合，对待加工工件侧面的周向位置逐步进行加工。对待加工工件侧面每加工完一处后，z轴移动模组3带动机头4向上运动远离待加工工件，然后第二旋转组件6带动夹具8旋转预设角度，使得待加工工件旋转预设角度，然后z轴移动模组3带动机头4向下运动对待加工工件进行加工作业，加工过程可配合调节底座2实现待加工工件的前后左右运动，以加工成不同形状。
31.s3：待加工工件侧面加工完毕后，z轴移动模组3带动机头4向上运动远离待加工工件，第一旋转组件5旋转90
°
，使得待加工工件的装夹面水平朝上，如图4所示，箭头所指处为加工位。然后z轴移动模组3带动机头4向下运动进行待加工工件侧面的加工作业，通过第二旋转组件6带动夹具8旋转，使得待加工工件旋转，与机头4配合，对待加工工件装夹面的周向位置逐步进行加工。对待加工工件装夹面每加工完一处后，z轴移动模组3带动机头4向上运动远离待加工工件，然后第二旋转组件6带动夹具8旋转预设角度，使得待加工工件旋转预设角度，然后z轴移动模组3带动机头4向下运动对待加工工件进行加工作业，加工过程可配合调节底座2实现待加工工件的前后左右运动，以加工成不同形状。
32.其中，夹具8的横截面呈圆形，夹具8的正中心与第二旋转组件6的旋转中心共线，保证加工精度。
33.其中，安装板7为矩形板，安装板7的宽度小于夹具8的直径，以确保待加工工件能够延伸凸出安装板7。
34.其中，第一旋转组件5和第二旋转组件6的旋转轴线相互垂直。通过第一旋转组件5实现绕x轴旋转作业，通过第二旋转组件6在不同状态下实现绕z轴、y轴旋转作业，与机头4配合实现五轴六面一次装夹加工作业，加工精度极高。
35.其中，第一旋转组件5为数控回转工作台，数控回转工作台包括第一旋转台51和第二旋转台52，第一旋转台51位于第二旋转台52的右侧，第一旋转台51和第二旋转台52的旋转轴线共线，第一旋转台51和第二旋转台52的旋转端均固定有连接板12，安装板7的两端分别与两个连接板12连接。通过数控回转工作台能够实现360
°
旋转，并且具有高精度、高效率、安全性高、操作简便的特点。
36.其中，调节底座2的顶部固定有两个垫高块9，两个垫高块9的顶部分别固定有第一旋转台51和第二旋转台52。通过垫高块9的设置，一方面确保第一旋转台51和第二旋转台52的旋转轴共线；另一方面提高待加工工件与x轴运动模组的移动端之间的间距，避免在翻转时造成磕碰。
37.其中，第二旋转组件6为伺服电机，伺服电机可以精确地控制位置、速度和加速度，并且灵活性高。
38.其中，调节底座2包括x轴移动模组21和y轴移动模组22，z轴移动模组和y轴移动模组22均固定于机台内底部，z轴移动模组位于y轴移动模组22的后侧，y轴移动模组22的移动端固定有x轴移动模组21，x轴移动模组21的移动端固定有第一旋转组件5。
39.其中，机头4上设置有刀库10，便于更换不同刀具，以适应不同加工需求。
40.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种五轴六面精密加工设备，其特征在于：包括机台、调节底座、z轴移动模组、机头、第一旋转组件、第二旋转组件、安装板、以及夹具；所述机台内固定有调节底座和z轴移动模组，所述z轴移动模组的移动端固定有机头，所述调节底座的调节端固定有第一旋转组件；所述安装板固定于所述第一旋转组件的旋转端，以使所述安装板在所述第一旋转组件的驱动下绕x轴旋转；所述第二旋转组件固定于所述安装板，所述第二旋转组件的旋转端固定有夹具，所述机头位于所述夹具的上方；所述第二旋转组件的旋转中心位于所述安装板长度方向的中心线的一侧，以使所述安装板在所述夹具上的投影偏离所述夹具的中心位置，所述安装板在所述夹具上的投影面积小于所述夹具的面积。2.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述夹具的横截面呈圆形，所述夹具的正中心与所述第二旋转组件的旋转中心共线。3.根据权利要求2所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述安装板为矩形板，所述安装板的宽度小于所述夹具的直径。4.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述第一旋转组件和第二旋转组件的旋转轴线相互垂直。5.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述第一旋转组件为数控回转工作台；所述数控回转工作台包括第一旋转台和第二旋转台；所述第一旋转台和第二旋转台的旋转轴线共线；所述第一旋转台和第二旋转台的旋转端均固定有连接板，所述安装板的两端分别与两个所述连接板连接。6.根据权利要求5所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述调节底座的顶部固定有两个垫高块，两个所述垫高块的顶部分别固定有第一旋转台和第二旋转台。7.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述第二旋转组件为伺服电机。8.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述调节底座包括x轴移动模组和y轴移动模组；所述y轴移动模组的移动端固定有x轴移动模组，所述x轴移动模组的移动端固定有所述第一旋转组件。9.根据权利要求1所述的五轴六面精密加工设备，其特征在于：所述机头上设置有刀库。

技术总结
本实用新型公开了一种五轴六面精密加工设备，属于精密加工领域，一种五轴六面精密加工设备，包括机台、调节底座、Z轴移动模组、机头、第一旋转组件、第二旋转组件、安装板、以及夹具，调节底座的调节端固定有第一旋转组件，安装板固定于第一旋转组件的旋转端，以使安装板在第一旋转组件的驱动下绕X轴旋转，第二旋转组件固定于安装板，第二旋转组件的旋转端固定有夹具，第二旋转组件的旋转中心位于安装板长度方向的中心线的一侧，以使安装板在夹具上的投影偏离夹具的中心位置，安装板在夹具上的投影面积小于夹具的面积。本实用新型实现五轴六面加工作业，且只需要一次装夹，不存在累计误差和同轴度难以保证的问题，加工精度极高。加工精度极高。加工精度极高。


技术研发人员：周海明
受保护的技术使用者：厦门市海德龙电子股份有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/9/13