一种基于动态优化的高速钻铣加工中心及其工作方法与流程

1.本发明涉及钻铣加工中心技术领域，尤其涉及一种基于动态优化的高速钻铣加工中心及其工作方法。


背景技术：

2.加工中心是一种自动化程度更高的数控机床，能够将铣削、钻孔等多种工序相结合，结合工作台的位置调整、刀具的转位换刀实现切削加工，自动化程度极高。
3.钻铣加工中心在使用过程中，其钻铣部位会产生废屑，影响钻铣加工的精确度，现有的处理方式将废屑吹开，需要配备专门的吹风电机，同时无法根据钻铣的深度以及平移的位置变化，自动实现吹风部位与钻铣的精准匹配；同时在加工后，台面上的废屑通过多个电机相互配合实现基座清洁和废屑的转移，结构复杂，且清洁部位自动化程度低。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题在于提供一种基于动态优化的高速钻铣加工中心及其工作方法，解决了钻铣加工中心在使用过程中，其钻铣部位会产生废屑，影响钻铣加工的精确度，现有的处理方式将废屑吹开，需要配备专门的吹风电机，同时无法根据钻铣的深度以及平移的位置变化，自动实现吹风部位与钻铣的精准匹配；同时在加工后，台面上的废屑通过多个电机相互配合实现基座清洁和废屑的转移，结构复杂，且清洁部位自动化程度低的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于动态优化的高速钻铣加工中心，包括基座和机架，所述基座上滑动安装有机架，所述机架上滑动安装有平移架，所述平移架上滑动安装有升降座，所述升降座通过夹座安装有电主轴，且电主轴底部输出端安装有钻铣刀具，所述夹座外侧安装有保护机构；所述基座顶侧对称平行开设有集料槽，所述基座顶侧端部安装有固定框架 ，且固定框架上滑动安装有活动推板，且活动推板底部设置有与基座顶侧接触的清理刷，每个所述集料槽两端均单向转动安装有转辊，所述集料槽的两个转辊通过传送带传动连接。
6.优选的，所述基座底侧平行安装有第一螺纹丝杆和两个第一滑杆，且两个第一滑杆位于第一螺纹丝杆两侧，所述第一螺纹丝杆与位于基座外侧的第一电机输出端连接，所述第一螺纹丝杆和机架螺纹连接，且机架和第一滑杆滑动连接。
7.优选的，所述机架内平行安装有第二螺纹丝杆和两个第二滑杆，且两个第二滑杆分别位于第二螺纹丝杆顶部和底部，所述机架侧壁安装有第二电机，且第二电机输出端与第二螺纹丝杆连接，所述第二螺纹丝杆与平移架螺纹连接，且平移架与第二滑杆滑动连接。
8.优选的，u型所述平移架内部平行安装有第三螺纹丝杆和两个第三滑杆，且两个第三滑杆分别位于第三螺纹丝杆两侧，所述平移架顶侧安装有第三电机，且第三电机输出端与第三螺纹丝杆连接，所述第三螺纹丝杆与升降座螺纹连接，且升降座与第三滑杆滑动连接。
9.优选的，所述固定框架内部安装有第四螺纹杆，且第四螺纹杆与活动推板螺纹连接，所述基座外侧安装有安装架，且安装架外侧安装有第四电机，所述第四电机输出端与第四螺纹杆连接，且第四电机输出端上安装有第一链齿。
10.优选的，同端两个所述转辊通过传动轴连接，且靠近固定框架端的传动轴外端位于基座外侧轴承套装有传动筒，所述传动筒外侧中心处和第二链齿同轴连接，且传动筒内部设置有内棘齿，所述第二链齿与第一链齿通过链条连接，所述传动轴内端安装有转盘，所述转盘上插轴安装有棘爪，且转盘上固定安装有限位臂，且棘爪与内棘齿适配，所述棘爪上开设有限位槽，所述限位槽内安装有第一弹簧，且第一弹簧与限位臂连接。
11.优选的，所述保护机构包括支撑座和出气筒，所述支撑座安装在电主轴顶侧，所述支撑座顶部安装有出气筒，所述电主轴顶部输出端位于出气筒内部安装有风叶，所述出气筒底侧开设有进气口，且出气筒顶侧设置有出气嘴。
12.优选的，所述夹座侧壁安装有固定内管，且固定内管底部外侧弹性安装有活动外管，所述固定内管顶端与出气嘴通过气管连接，所述活动外管底侧导通设置有出风嘴，且出风嘴底侧安装有套环，所述套环套装在钻铣刀具外侧，且套环底侧安装有滚珠。
13.优选的，所述固定内管底端位于活动外管内部设置有滑环，所述活动外管内部安装有若干个贯穿滑环的支撑杆，所述支撑杆外侧且位于滑环底侧套装有第二弹簧。
14.一种基于动态优化的高速钻铣加工中心的工作方法，该工作方法的具体操作如下：步骤一：将加工件固定在基座上，此时通过第一电机工作带动第一螺纹丝杆旋转，进而带动螺纹连接的机架沿着第一滑杆移动，通过第二电机工作带动第二螺纹丝杆旋转，进而带动螺纹连接的平移架沿着第二滑杆移动，通过第三电机工作带动第三螺纹丝杆旋转，进而带动螺纹连接的升降座沿着第二滑杆升降，调整电主轴和钻铣刀具的位置，实现对加工件的钻铣操作；步骤二：当升降座带动夹座以及电主轴下降，此时保护机构同步下移，随着钻铣深度的增加，加工件作用于套环，此时通过出风嘴带动活动外管沿着固定内管上升，支撑杆沿着滑环上移，对第二弹簧进行压缩，保证出风嘴位置始终正对着钻铣部位，且进行铣削时，此时套环通过底部的滚珠沿着加工件表面进行移动，此时电主轴工作的同时带动出气筒内的风叶旋转，产生风力经过出气筒、固定内管和活动外管，从出风嘴吹出，将钻铣产生的废屑吹开；步骤三：当加工完成后，安装架上的第四电机工作带动第一链齿旋转，进而带动第四螺纹杆旋转，实现固定框架内活动推板的平移，进而将基座上加工产生的废屑推送至集料槽内，此时第一链齿和第二链齿通过链条同步转动，实现传动筒的旋转，当传动筒顺时针旋转时，此时棘爪在限位臂和第一弹簧的作用下与内棘齿啮合，带动转盘旋转，通过传动轴实现转辊的旋转，此时传送带在转辊上对废屑传送至固定框架端排出，当传动筒逆时针旋转时，内棘齿在转动过程中不断通过棘爪压缩第一弹簧，且内棘齿沿着棘爪外侧转动，无法与棘爪形成啮合传动，进而实现了传送带的单向移动。
15.本发明的有益效果是：当电主轴的钻铣刀具对加工件进行不同深度的钻铣操作时，此时加工件作用于套环，通过出风嘴带动活动外管沿着固定内管上升，支撑杆沿着滑环上移，对第二弹簧进行压缩，且在进行铣削时，此时套环通过底部的滚珠沿着加工件表面进
行移动，保证出风嘴位置始终正对着钻铣加工时出废屑部位，避免保护机构对加工件造成干涉，电主轴工作的同时带动出气筒内的风叶旋转，产生风力经过出气筒、固定内管和活动外管，从出风嘴吹出，将钻铣产生的废屑吹开，避免废屑对钻铣部位造成遮挡和影响；加工完成后，此时基座上存在大量废屑，安装架上的第四电机工作带动第一链齿旋转，进而带动第四螺纹杆旋转，实现固定框架内活动推板的平移，进而将基座上加工产生的废屑推送至集料槽内，此时第一链齿和第二链齿通过链条同步转动，实现传动筒的旋转，当传动筒顺时针旋转时，此时棘爪在限位臂和第一弹簧的作用下与内棘齿啮合，带动转盘旋转，通过传动轴实现转辊的旋转，此时传送带在转辊上对废屑传送至固定框架端排出，当传动筒逆时针旋转时，内棘齿在转动过程中不断通过棘爪压缩第一弹簧，且内棘齿沿着棘爪外侧转动，无法与棘爪形成啮合传动，进而实现了传送带的单向移动，通过第四电机工作实现活动推板的往复平移和传送带的单向传动，实现废屑的清扫和转运，自动化程度高。
附图说明
16.图1为本发明整体第一结构示意图；图2为本发明整体第二结构示意图；图3为本发明图1中a区域局部放大图；图4为本发明图2中b区域局部放大图；图5为本发明基座剖面图图6为本发明传动筒剖面图；图7为本发明图6中c区域局部放大图；图8为本发明整体侧视图；图9为本发明出气筒剖视图；图10为本发明保护机构局部剖视图；图11为本发明图10中d区域局部放大图。
17.图例说明：1、基座；2、机架；3、平移架；4、升降座；5、夹座；6、电主轴；7、保护机构；8、第一电机；9、第一螺纹丝杆；10、第一滑杆；11、第二电机；12、第二螺纹丝杆；13、第二滑杆；14、第三电机；15、第三螺纹丝杆；16、第三滑杆；101、集料槽；102、活动推板；103、固定框架；104、第四螺纹杆；105、转辊；106、传送带；107、安装架；108、第四电机；109、第一链齿；110、传动筒；111、第二链齿；112、传动轴；113、内棘齿；114、转盘；115、棘爪；116、限位臂；117、限位槽；118、第一弹簧；701、支撑座；702、出气筒；703、固定内管；704、活动外管；705、出风嘴；706、套环；707、风叶；708、滑环；709、支撑杆；710、第二弹簧。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.下面给出具体实施例。
20.参见图1~图11，一种基于动态优化的高速钻铣加工中心，包括基座1和机架2，基座1上滑动安装有机架2，机架2上滑动安装有平移架3，平移架3上滑动安装有升降座4，升降座4通过夹座5安装有电主轴6，且电主轴6底部输出端安装有钻铣刀具，夹座5外侧安装有保护机构7，基座1底侧平行安装有第一螺纹丝杆9和两个第一滑杆10，且两个第一滑杆10位于第一螺纹丝杆9两侧，第一螺纹丝杆9与位于基座1外侧的第一电机8输出端连接，第一螺纹丝杆9和机架2螺纹连接，且机架2和第一滑杆10滑动连接，通过第一电机8工作带动第一螺纹丝杆9旋转，进而带动螺纹连接的机架2沿着第一滑杆10移动，机架2内平行安装有第二螺纹丝杆12和两个第二滑杆13，且两个第二滑杆13分别位于第二螺纹丝杆12顶部和底部，机架2侧壁安装有第二电机11，且第二电机11输出端与第二螺纹丝杆12连接，第二螺纹丝杆12与平移架3螺纹连接，且平移架3与第二滑杆13滑动连接，通过第二电机11工作带动第二螺纹丝杆12旋转，进而带动螺纹连接的平移架3沿着第二滑杆13移动，u型平移架3内部平行安装有第三螺纹丝杆15和两个第三滑杆16，且两个第三滑杆16分别位于第三螺纹丝杆15两侧，平移架3顶侧安装有第三电机14，且第三电机14输出端与第三螺纹丝杆15连接，第三螺纹丝杆15与升降座4螺纹连接，且升降座4与第三滑杆16滑动连接，通过第三电机14工作带动第三螺纹丝杆15旋转，进而带动螺纹连接的升降座4沿着第二滑杆13升降，对调整电主轴6和钻铣刀具的位置进行多角度调整，完成加工件的钻铣加工；基座1顶侧对称平行开设有集料槽101，基座1顶侧端部安装有固定框架103 ，且固定框架103上滑动安装有活动推板102，且活动推板102底部设置有与基座1顶侧接触的清理刷，每个集料槽101两端均单向转动安装有转辊105，集料槽101的两个转辊105通过传送带106传动连接，固定框架103内部安装有第四螺纹杆104，且第四螺纹杆104与活动推板102螺纹连接，基座1外侧安装有安装架107，且安装架107外侧安装有第四电机108，第四电机108输出端与第四螺纹杆104连接，且第四电机108输出端上安装有第一链齿109，同端两个转辊105通过传动轴112连接，且靠近固定框架103端的传动轴112外端位于基座1外侧轴承套装有传动筒110，传动筒110外侧中心处和第二链齿111同轴连接，且传动筒110内部设置有内棘齿113，第二链齿111与第一链齿109通过链条连接，传动轴112内端安装有转盘114，转盘114上插轴安装有棘爪115，且转盘114上固定安装有限位臂116，且棘爪115与内棘齿113适配，棘爪115上开设有限位槽117，限位槽117内安装有第一弹簧118，且第一弹簧118与限位臂116连接，安装架107上的第四电机108工作带动第一链齿109旋转，进而带动第四螺纹杆104旋转，实现固定框架103内活动推板102的平移，进而将基座1上加工产生的废屑推送至集料槽101内，此时第一链齿109和第二链齿111通过链条同步转动，实现传动筒110的旋转，当传动筒110顺时针旋转时，此时棘爪115在限位臂116和第一弹簧118的作用下与内棘齿113啮合，带动转盘114旋转，通过传动轴112实现转辊105的旋转，此时传送带106在转辊105上对废屑传送至固定框架103端排出，当传动筒110逆时针旋转时，内棘齿113在转动过程中不断通过棘爪115压缩第一弹簧118，且内棘齿113沿着棘爪115外侧转动，无法与棘爪115形成啮合传动，进而实现了传送带106的单向移动；保护机构7包括支撑座701和出气筒702，支撑座701安装在电主轴6顶侧，支撑座701顶部安装有出气筒702，电主轴6顶部输出端位于出气筒702内部安装有风叶707，出气筒702底侧开设有进气口，且出气筒702顶侧设置有出气嘴，夹座5侧壁安装有固定内管703，且固定内管703底部外侧弹性安装有活动外管704，固定内管703顶端与出气嘴通过气管连接，
活动外管704底侧导通设置有出风嘴705，且出风嘴705底侧安装有套环706，套环706套装在钻铣刀具外侧，且套环706底侧安装有滚珠，固定内管703底端位于活动外管704内部设置有滑环708，活动外管704内部安装有若干个贯穿滑环708的支撑杆709，支撑杆709外侧且位于滑环708底侧套装有第二弹簧710，加工件作用于套环706，通过出风嘴705带动活动外管704沿着固定内管703上升，支撑杆709沿着滑环708上移，对第二弹簧710进行压缩，且在与加工件分离时，此时第二弹簧710带动活动外管704下移，恢复原状，当活动外管704在固定内管703上移动时，二者始终保持导通，电主轴6工作的同时带动出气筒702内的风叶707旋转，产生风力经过出气筒702、固定内管703和活动外管704，从出风嘴705吹出，将钻铣产生的废屑吹开。
21.一种基于动态优化的高速钻铣加工中心的工作方法，该工作方法的具体操作如下：步骤一：将加工件固定在基座1上，此时通过第一电机8工作带动第一螺纹丝杆9旋转，进而带动螺纹连接的机架2沿着第一滑杆10移动，通过第二电机11工作带动第二螺纹丝杆12旋转，进而带动螺纹连接的平移架3沿着第二滑杆13移动，通过第三电机14工作带动第三螺纹丝杆15旋转，进而带动螺纹连接的升降座4沿着第二滑杆13升降，调整电主轴6和钻铣刀具的位置，实现对加工件的钻铣操作；步骤二：当升降座4带动夹座5以及电主轴6下降，此时保护机构7同步下移，随着钻铣深度的增加，加工件作用于套环706，此时通过出风嘴705带动活动外管704沿着固定内管703上升，支撑杆709沿着滑环708上移，对第二弹簧710进行压缩，保证出风嘴705位置始终正对着钻铣部位，且进行铣削时，此时套环706通过底部的滚珠沿着加工件表面进行移动，此时电主轴6工作的同时带动出气筒702内的风叶707旋转，产生风力经过出气筒702、固定内管703和活动外管704，从出风嘴705吹出，将钻铣产生的废屑吹开；步骤三：当加工完成后，安装架107上的第四电机108工作带动第一链齿109旋转，进而带动第四螺纹杆104旋转，实现固定框架103内活动推板102的平移，进而将基座1上加工产生的废屑推送至集料槽101内，此时第一链齿109和第二链齿111通过链条同步转动，实现传动筒110的旋转，当传动筒110顺时针旋转时，此时棘爪115在限位臂116和第一弹簧118的作用下与内棘齿113啮合，带动转盘114旋转，通过传动轴112实现转辊105的旋转，此时传送带106在转辊105上对废屑传送至固定框架103端排出，当传动筒110逆时针旋转时，内棘齿113在转动过程中不断通过棘爪115压缩第一弹簧118，且内棘齿113沿着棘爪115外侧转动，无法与棘爪115形成啮合传动，进而实现了传送带106的单向移动。
22.当电主轴6的钻铣刀具对加工件进行不同深度的钻铣操作时，此时加工件作用于套环706，通过出风嘴705带动活动外管704沿着固定内管703上升，支撑杆709沿着滑环708上移，对第二弹簧710进行压缩，且在进行铣削时，此时套环706通过底部的滚珠沿着加工件表面进行移动，保证出风嘴705位置始终正对着钻铣加工时出废屑部位，避免保护机构7对加工件造成干涉，电主轴6工作的同时带动出气筒702内的风叶707旋转，产生风力经过出气筒702、固定内管703和活动外管704，从出风嘴705吹出，将钻铣产生的废屑吹开，避免废屑对钻铣部位造成遮挡和影响；加工完成后，此时基座1上存在大量废屑，安装架107上的第四电机108工作带动第一链齿109旋转，进而带动第四螺纹杆104旋转，实现固定框架103内活动推板102的平移，进
而将基座1上加工产生的废屑推送至集料槽101内，此时第一链齿109和第二链齿111通过链条同步转动，实现传动筒110的旋转，当传动筒110顺时针旋转时，此时棘爪115在限位臂116和第一弹簧118的作用下与内棘齿113啮合，带动转盘114旋转，通过传动轴112实现转辊105的旋转，此时传送带106在转辊105上对废屑传送至固定框架103端排出，当传动筒110逆时针旋转时，内棘齿113在转动过程中不断通过棘爪115压缩第一弹簧118，且内棘齿113沿着棘爪115外侧转动，无法与棘爪115形成啮合传动，进而实现了传送带106的单向移动，通过第四电机108工作实现活动推板102的往复平移和传送带106的单向传动，实现废屑的清扫和转运，自动化程度高。
23.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。