一种用于音管的多工位复合CNC加工设备的制作方法

本发明涉及将不同金属加工进行特定组合的机床，尤其涉及一种用于音管的多工位复合cnc加工设备。

背景技术：

1、管乐器（如长笛、单簧管、萨克斯等）的音管是决定乐器音准与音色的核心部件。一根成品音管的制造通常需要经历管体定长切断、管口端面去毛刺与打磨、管壁音孔钻孔、铣削等多道截然不同的加工工序。

2、在现有的传统加工工艺中，上述各工序通常需要在不同类型的机床上分别完成；切断与开槽通常在锯床或简易切割机上完成；管口打磨往往由操作者手持工件在砂轮机或专用磨床上进行；音孔钻孔及铣削则转移至钻床或普通铣床上加工。这种分散的加工模式导致音管在切割机、磨床、钻床、铣床之间反复转移和重新装夹，每次转移和重新装夹工件在多台设备间的搬运、重新找正和装夹占用了大量辅助时间，难以实现连续自动化生产，批量产品的一致性也无法保证，影响生产效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于音管的多工位复合cnc加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于音管的多工位复合cnc加工设备，包括机床，所述机床上设有连接块，所述连接块上设有四爪卡盘；所述机床上设有步进电机和轴承座一，所述轴承座一上设有滚珠丝杆一，所述步进电机的输出端连接有滚珠丝杆一，所述滚珠丝杆一上设有丝杆螺母一，所述丝杆螺母一上设有切割机构和磨砂机构；所述机床上设有挡板，所述挡板上设有钻铣驱动机构，所述钻铣驱动机构上设有伺服电机，所述伺服电机上设有铣刀。

4、进一步，将待加工的管乐器音管毛坯装夹固定在四爪卡盘上的具体原理为：四爪卡盘通过四个独立可调的卡爪分别从径向四个方向夹持管乐器音管毛坯的端部外壁，通过同步或单独调节各卡爪的伸出长度，实现工件的定心与夹紧，保证音管毛坯的轴线与四爪卡盘的旋转轴线重合，为后续旋转加工提供稳定的定位基准。切割机构与磨砂机构可在工件旋转时进行横向进给，完成切断及外壁的磨削加工。整个切割机构和磨砂机构安装在一个由步进电机驱动的直线运动模组上。步进电机驱动滚珠丝杆一旋转，通过丝杆螺母一带动整个连接座及上方的切割机构和磨砂机构沿管乐器音管毛坯移动，对准音管上需要加工的位置。

5、作为一种优选的实施方式，所述切割机构包括连接座，所述连接座上连接有支撑块，所述支撑块的底部设有滑块一，所述支撑块的一端设有壳体，所述支撑块的另一端设有磨砂机构；所述壳体上开设有滑槽，所述壳体和滑槽之间设有限位板；所述壳体的一端设有电动缸一，所述电动缸一的输出端通过活塞杆驱动有限位板；所述限位板上设有凹槽和旋转电机二，所述旋转电机二的输出端连接有切割片，所述切割片位于凹槽内；所述机床上设有滑轨一，所述滑轨一上滑动有滑块一。

6、进一步，需要切割时，电动缸一推动限位板伸出，使切割片接触旋转中的管乐器音管毛坯。旋转电机二驱动切割片高速旋转，对管乐器音管毛坯的管体进行切断或割出浅槽。切割片位于凹槽内，结构紧凑。

7、作为一种优选的实施方式，所述支撑块上设有预留口。

8、作为一种优选的实施方式，所述磨砂机构包括侧板，所述侧板上设有电动缸二和轴承座二，所述轴承座二上设有转杆一，所述转杆一上连接有上磨砂块；所述转杆一上连接有连接板二，所述连接板二上连接有上磨砂块；所述电动缸二的输出端通过活塞杆连接有连接板一，所述连接板一上连接有转杆一。

9、作为一种优选的实施方式，所述侧板上还设有电动缸三和轴承座三，所述轴承座三上设有转杆二，所述转杆二上连接有下磨砂块；所述转杆二上连接有连接板四，所述连接板四上连接有下磨砂块；所述电动缸三的输出端通过活塞杆连接有连接板三，所述连接板三上连接有转杆二。

10、作为一种优选的实施方式，所述上磨砂块和下磨砂块上均设有磨齿。

11、进一步，切割完成后，如需打磨管口或外壁，电动缸二和电动缸三分别推动上磨砂块和下磨砂块合拢，夹持住旋转的管乐器音管毛坯的管体外壁，通过磨齿对切割部位进行打磨，消除毛刺。打磨工序包括电动缸二和电动缸三同步启动：电动缸二通过活塞杆带动连接板一运动，进而驱动转杆一绕轴承座二转动，使上磨砂块向下摆动；电动缸三通过活塞杆带动连接板三运动，驱动转杆二绕轴承座三转动，使下磨砂块向上摆动。上下磨砂块同步合拢，夹持住旋转中的音管外壁，利用磨砂块表面的磨齿对切割部位进行打磨，快速去除管口毛刺、飞边，保证管口光滑平整。打磨完成后，两个电动缸分别带动上下磨砂块复位，松开工件。

12、具体的，切割完成后，上、下磨砂块可在电动缸驱动下自动合拢，夹持住仍在旋转状态的音管外壁进行同步打磨，快速去除管口毛刺和飞边，省去了后续人工去毛刺工序，实现了“切-磨”一体化的连续加工。

13、作为一种优选的实施方式，所述连接块的一端设有旋转电机一，所述旋转电机一的输出端连接有联轴器，联轴器的一端连接有四爪卡盘。

14、作为一种优选的实施方式，所述钻铣驱动机构包括滑轨二和齿条，所述滑轨二滑动有滑块二，所述滑块二上设有固定板一，所述固定板一上连接有固定板二，所述固定板二上连接有旋转电机三，所述旋转电机三的输出端连接有齿轮，所述齿轮与齿条为啮合传动；所述固定板一上连接有固定板三，所述固定板三上设有旋转电机四和轴承座四；所述旋转电机四的输出端连接有滚珠丝杆二，所述滚珠丝杆二上设有丝杆螺母二，所述丝杆螺母二上设有固定板四；所述滚珠丝杆二的一端连接有轴承座四；所述固定板四上设有伺服电机。

15、进一步，需要水平移动时，旋转电机三驱动齿轮在齿条上转动，带动固定板一通过滑块二在滑轨二上左右移动，使得铣刀对准管乐器音管毛坯的径向方位。需要垂直进给时，旋转电机四驱动滚珠丝杆二旋转，通过丝杆螺母二带动固定板四上下移动。执行钻铣时，固定在固定板四上的伺服电机启动，驱动铣刀旋转。此时工件主轴四爪卡盘处于锁死分度状态，管乐器音管毛坯不转，铣刀在水平移动和垂直进给的配合下，完成对管乐器音管毛坯侧壁的音孔钻孔、铣削。

16、作为一种优选的实施方式，所述挡板上设有拖链，所述拖链上连接有固定板一。在挡板上的整个钻铣驱动机构和铣刀移动时，上述电机的电线及管路全部被封装在拖链中，防止线路因反复运动而磨损或缠绕。

17、作为一种优选的实施方式，所述机床上设有配电柜，整机的电气控制由配电柜统一完成。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、1、本发明设备集成了切割、磨砂、钻孔、铣削的加工功能，管乐器音管毛坯只需一次装夹在四爪卡盘上，无需在不同机床间转移和重新定位，即可连续完成切断、管口打磨、侧壁钻孔、铣削等全部工序，大幅缩短加工周期，减少了工件搬运与装夹辅助时间；此外，由于所有加工均在同一次装夹、同一工件主轴上完成，避免了传统加工中多次装夹导致生产效率下降的问题，从而提升了生产效率。

20、2、本发明切割机构与磨砂机构共用同一轴向移动模组，集成在连接座上，通过步进电机驱动滚珠丝杆实现精准轴向定位；钻铣驱动机构则布局在机床一侧的挡板上，形成独立的径向加工单元。两组机构围绕工件主轴分层布置，互不干涉，充分利用了机床空间。

21、3、本发明切割片内嵌于限位板的凹槽内，结构紧凑且能抑制切屑飞溅；切割完成后，上、下磨砂块可在电动缸驱动下自动合拢，夹持住仍在旋转状态的音管外壁进行同步打磨，快速去除管口毛刺和飞边，省去了后续人工去毛刺工序，实现了“切-磨”一体化的连续加工。