一种可修复铸件缺陷的数控车床的制作方法

1.本发明涉及合金铸造装备领域，具体地说是一种带铸件缺陷修复功能的数控车床。


背景技术：

2.近年来，随着轻合金及其成型技术的研究和应用获得重大进展，镁合金和铝合金在汽车、航空航天的轻量化进程中发挥了越来越明显的作用。对于某些大型复杂的轻合金铸件，由于铸件质量控制难度大，铸造过程中容易出现缩孔、缩松、裂纹、浇不足等缺陷，成品率普遍较低，结果导致铸件成本高，同时交货周期很难保证。
3.现有的铸件缺陷修复主要采用手工电弧焊、氩弧焊等熔化焊接技术。但由于焊接时的温度较高，容易出现气孔、夹渣、裂纹以及残余应力高等问题，而且缺陷附近的晶粒有可能由于高温而粗化，从而降低缺陷附近材料的机械性能。因此迫切需要一种对铸造缺陷进行自动化修复的手段，能够在保证不影响产品整体质量的前提下，对铸件缺陷进行修复。


技术实现要素：

4.本发明针对以上问题，提供一种可修复铸件缺陷的数控车床，实现数控自动化修复，在保证产品整体质量的前提下，可有效消除铸件表面含有的“针孔”“缩松”等缺陷，提高产品合格率。
5.本发明的技术方案：一种可修复铸件缺陷的数控车床，包括数控机床机构，数控机床机构上设有用于修复铸件缺陷的修复机构和用于检测修复结果的检测机构，以及数控车床总成的控制中心，
6.所述数控机床机构，包括数控机床、车轴、床板、数控拖板、卡盘；车轴水平设置在数控机床的左端，床板紧邻车轴竖直固定在数控机床上部，所述床板的底端设有一横向轴，数控拖板通过滑动装置可滑动连接在横轴上，卡盘可旋转套设在车轴上；
7.所述修复机构，包括第一旋压抛光装置、用于控制第一旋压抛光装置运行轨迹的数控运动装置和第二旋压抛光装置；其中，第二旋压抛光装置固定在所述数控拖板上；
8.所述检测机构，包括移动设置在数控拖板上的带磁窥镜座，和通过活动连接件与带磁窥镜座活动连接的自动成像鉴定仪。
9.进一步地，控制中心的主体是数控机床(1)右端设置的控制柜(17)，用于设置程序、处理输入输出信号。
10.进一步地，所述数控机床机构还包括两块可调平衡块，所述可调平衡块通过连接部分对称设置在所述卡盘的背部。
11.进一步地，所述连接部分包括螺杆和与之配套的螺孔。
12.进一步地，所述滑动装置包括滑块、固定在滑块上的第二导轨。
13.进一步地，所述数控拖板的中心位置设有一自锁旋转轴。
14.进一步地，所述数控运动装置包括数控刀架，可沿数控刀架水平移动的第一导轨，
可滑动连接在第一导轨上的数控滑台。
15.进一步地，所述第一旋压抛光装置包括刀盘、刀盘朝向所述卡盘的一侧由上到下设置有至少三排槽孔，所述三排槽孔分别插接数个横旋头，数个抛光刷和数个车刀。
16.进一步地，所述第二旋压抛光装置包括设置在数控拖板上的立旋头和抛光头。
17.进一步地，所述活动连接件是可自由旋转和/或可弯折的支架。
18.本发明与现有技术相比的有益效果是：
19.1、采用可调平衡块可以对夹持铸件后的卡盘进行动平衡配平，使铝铸件的旋转速度满足加工工艺要求，确保卡盘高速运转的安全。
20.2、采用刀盘上设置的车刀能对铝铸件进行车制，加工到上公差。
21.3、采用刀盘上设置的横旋头对加工到上公差的铸件内腔壁进行旋压，使原先表观含有“针孔”“缩松”等缺陷的铸件经压实重塑后密度增加；采用刀盘上设置的抛光刷对重塑后的内腔壁进行抛光，使其表观质量达到检测指标。
22.4、采用设置于数控拖板上的立旋头对加工到上公差的铸件外壁缺陷部位进行旋压重塑，然后抛光头对端面抛光后整理，使含有“针孔”“缩松”等表观缺陷的铸件经压实重塑后密度增加达到检测指标。
23.5、在修复过程中，采用自动成像鉴定仪检测、储存数据，做到产品质量可追溯；满足智能化修复铸件表观缺陷所需，不但降低了废品率，又提高铸件的品质，不需要对铸件高温加热处理，降低了能耗，产生更多经济和环境效益。
附图说明
24.图1是一种带铸件缺陷修复功能的数控车床的结构示意图。
25.附图标记：数控车床1、床板2、车轴3、卡盘4、可调平衡块5、铸件6、表观缺陷端7、立旋头8、数控拖板9、车刀10、抛光刷11、横旋头12、刀盘13、抛光头14、数控刀架15、数控滑台16、控制柜17、自动成像鉴定仪18、带磁窥镜座19、横向轴20、滑动装置21、第二导轨22、第一导轨23、自锁旋转轴24、可活动连接件25，螺杆26。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明中的具体实施方式作进一步说明。本发明所涉及的铸件6可以是由铝合金、镁合金或其他轻合金材料制成的，本实施例以铝铸件为例，来说明本发明提供的数控机床的工作原理。
27.如图1所示，本发明提供的一种可修复铸件缺陷的数控车床，包括数控机床机构、修复机构和检测机构；
28.所述数控机床机构，包括数控机床1、车轴3、床板2、数控拖板9、控制柜17、卡盘4、可调平衡块5；车轴3水平设置在数控机床1的左端，床板2紧邻车轴3竖直固定在数控机床上部，形成一竖直面，对其它部件主要起到支撑和衔接作用；卡盘4可旋转套设在车轴3上，进而可以带动其所夹持的铸件可360
°
旋转；
29.本实施例提供的卡盘背部一体成型设置有凸块，正面对称固设两个夹爪，用于夹持固定铸件；可调平衡块5有两块，两块设计便于调平衡，通过连接部分对称设置在卡盘背部的凸块上，其中，连接部分包括螺杆26和与之配套的螺孔。
30.修复机构包括数控运动装置、第一旋压抛光装置和第二旋压抛光装置；其中，数控运动装置包括数控刀架15，可沿数控刀架水平移动的第一导轨，可滑动连接在第一导轨23上的数控滑台16；
31.第一旋压抛光装置，用于对铸件的内腔缺陷进行修复，包括刀盘13、刀盘13左侧面由上到下设置有多排槽孔，可供插接不同功能的刀头，本实施例提供的刀盘由上到下设置有三排槽孔，依次插接横旋头12、抛光刷11和车刀10；刀盘通过一旋转轴固定连接数控滑台，可绕旋转轴旋转，进而带动其上各种不同功能的刀头旋转改变位置，因此可根据需求切换使用不同功能的刀头。
32.第二旋压抛光装置，用于对铸件的外表面缺陷进行修复，包括呈90
°
夹角设置在数控拖板9上的立旋头8和抛光头14，这种设计方便数控拖板9旋转时有足够的空间调节立旋头8和抛光头14的相对位置，进而可精确对准铸件缺陷部位。
33.本实施例提供的装备中，床板2的底端是一横向轴20，数控拖板9通过滑动装置可左右滑动连接在横向轴20上，这里的滑动装置包括滑块(21)、固定在滑块(21)上的第二导轨22。数控拖板9背面设置有与所述第二导轨22配合滑动的滑槽，并通过一自锁旋转轴24可定位在第二导轨上，自锁旋转轴24穿过数控拖板9的中心位置，这种结构设计既可以使数控拖板9沿第二导轨上下滑动又可以使其锁住固定在某个位置；另外，数控拖板9可绕自锁旋转轴在竖直面内360
°
旋转，这样的设计在数控拖板左右，上下滑动时，可以实现数控拖板9的上下左右自由调节位置，旋转时，可以使设置其上的立旋头8和抛光头14可交替接触铸件的外表面缺陷部位，实现缺陷修复。
34.本实施例中的控制柜17设置于数控机床1的最右端，是本发明提供的车床总成的控制中心，所有数控的输入、输出信号都在控制柜内的中央处理系统完成，预设程序与参数可在控制柜的控制面板上根据加工需求自由设置，例如，相关位置参数、铸件旋转速度等。
35.本实施例提供的检测机构，包括可移动设置在数控拖板9上的带磁窥镜座19，通过活动连接件25与带磁窥镜座19连接的自动成像鉴定仪18，活动连接件可以是可自由旋转和/或可弯折的支架，只要能使自动成像鉴定仪18位置可自由调节，进一步使其处于一个合适位置，便于全方位检测铸件表面修复情况。
36.加工时，用卡盘4夹持铝铸件6，表观缺陷端7露出卡盘；在控制柜17中设置好加工程序与参数；
37.通过旋拧螺杆26调节可调平衡块5，对夹持铝铸件6后的卡盘进行动平衡配平，使铝铸件的旋转速度满足加工工艺要求，确保卡盘高速运转的安全。
38.在控制柜中按下启动键，启动数控车床。车刀10对铝铸件进行车制，加工到上公差。
39.检测机构检测到铸件内腔壁表面存在缺陷时，第一旋压抛光装置上的刀盘13根据已设置好的控制程序，自动旋转切换横旋头12，数控运动装置上下左右自动调节其位置，使横旋头12与加工到上公差的铸件内腔壁缺陷部位接触，并进行旋压，使内腔壁表面原先含有“针孔”“缩松”等缺陷的铝铸件经旋压重塑后密度增加；然后，刀盘13再自动旋转切换抛光刷11，使其对重塑后的内腔壁缺陷部位进行抛光。抛光完成后，检测机构中的自动成像鉴定仪18检测铝铸件内壁的修复情况并记录存储数据，若铸件质量没有达到预设指标，第一旋压抛光装置继续执行如上所述修复指令；经过多次修复检测后，一般为2次，若铸件质量
达到预设指标，第一旋压抛光装置停止上述修复任务，数控运动装置向右运动退回第一旋压抛光装置。
40.检测机构检测到铸件外表面存在“针孔”“缩松”等表观缺陷时，第二旋压抛光装置通过前述方式自动调节至合适位置，立旋头8对加工到上公差的铝铸件外壁缺陷端面进行旋压重塑，使原本含有“针孔”“缩松”的外壁表面经旋压重塑后密度增加，然后数控拖板9自动旋转使抛光头14接触缺陷端面并对端面抛光后整理。抛光指令执行完成后，检测机构中的自动成像鉴定仪18自动检测铝铸件的外表面修复情况并记录存储数据，若铸件质量没有达到预设指标，第二旋压抛光装置继续执行如上所述修复指令；经过多次修复检测后，一般为2次，若铸件质量达到预设指标，第二旋压抛光装置停止上述修复任务，数控托盘退回停在床板底端的横向轴20上，完成修复。
41.当然，本发明提供的可修复铸件缺陷的数控车床不受铝铸件形状的限制，在自动化修复过程中，铸件内腔壁表面缺陷和外表面缺陷不同时进行修复，即横旋头和立旋头不需要同时接触缺陷部位，可以分别进行，换言之，在修复完成铸件内腔壁表面缺陷后，再启动修复铸件外表面缺陷，或者在修复完成铸件外表面缺陷后，再启动修复铸件内腔壁表面缺陷。
42.本发明提供的可修复铸件缺陷的数控车床，满足了智能化修复铸件表观缺陷所需，实现了数控自动化修复，在保证产品整体质量的前提下，可有效消除铸件表面含有的“针孔”“缩松”等小缺陷，不需要高温处理，避免铸件缺陷附近材料因高温而受损，不仅能提高产品合格率，还节约能源，环保绿色。
43.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；连接可以是机械连接，也可以是电连接；相连可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。