一种模具数控加工系统的制作方法

1.本发明涉及模具数控加工技术领域，尤其涉及一种模具数控加工系统。


背景技术：

2.模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。
3.模具在设计加工过程中，需要通过抛光打磨设备对模具进行打磨，从而使模具表面光滑，提高模具及加工工件的质量。模具打磨时，首先通过夹具将模具夹装在打磨轮的下方，之后再通过x轴驱动机构驱动夹具沿x轴方向缓慢移动，同时通过y轴驱动机构驱动夹具和模具在y轴方向往复移动，从而通过打磨轮对移动中的模具表面逐渐进行打磨。其中，x轴驱动机构一般为手轮驱动的丝杆传动机构，y轴驱动机构为手轮驱动的齿轮齿条传动机构。因而在模具打磨过程中，工作人员需要双手分别握住两组手轮，一边带动x轴手轮旋转驱动模具沿x轴方向移动，一边左右摇摆y轴手轮，驱动模具沿y轴左右往复运动，其会大大增加工作人员的劳动强度，且为了模具表面完全打磨不产生遗漏，需要工作人员控制好模具沿x、y的移动速度，不然很容易产生过度打磨和遗漏打磨的现象，影响模具质量，因而不仅需要工作人员具有丰富的打磨经验，同时打磨过程中需要工作人员时刻紧盯模具，根据观察模具移动轨迹，调节手轮转速，保证对模具的打磨效果，而模具打磨时会产生大量刺眼的火花，长期紧盯火花很容易工作人员的视力，影响健康。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明目的在于克服上述现有技术之不足而提供了一种模具数控加工系统，解决了目前模具打磨加工时操作繁琐、人工劳动强度大的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模具数控加工系统，包括机架、x轴平移机构、y轴平移机构、打磨机构和夹具；所述x轴平移机构包括活动安装于所述机架顶面的丝杆、固定安装于所述机架顶面的伺服电机以及滑动安装于所述机架顶面的x轴平移滑板，且所述伺服电机与所述丝杆的一端传动连接，所述x轴平移滑板通过螺纹孔螺纹安装于所述丝杆上；所述y轴平移机构包括滑动安装于所述x轴平移滑板顶面的y轴平移滑板和活动安装于所述机架顶面的往复驱动单元，且所述往复驱动单元与所述丝杆传动连接，所述往复驱动单元与所述y轴平移滑板之间通过连杆限位连接；所述夹具固定安装于所述y轴平移滑板上，用于将待打磨加工的模具夹装固定；所述打磨机构包括固定安装于所述机架顶面的立柱，所述立柱上安装有位于所述机架上方的电机箱，所述电机箱内固定安装有打磨电机，所述打磨电机的底端传动安装有打磨轮。
6.进一步的，所述x轴平移机构还包括x轴光轴导轨，所述x轴光轴导轨与所述丝杆平行设置并固定安装于所述机架的顶面，所述x轴平移滑板通过插孔滑动插接于所述x轴光轴
导轨上。
7.进一步的，所述y轴平移机构还包括主动轮、传动带和从动轮，所述主动轮固定安装于所述丝杆的一端，所述从动轮固定安装于所述往复驱动单元上，所述主动轮与所述从动轮之间通过所述传动带传动连接。
8.进一步的，所述往复驱动单元包括滑板和摆臂，所述滑板滑动安装于所述立柱上，所述滑板的底面固定安装有直齿条；所述摆臂的底端安装挺有转轴，并通过所述转轴活动安装于所述机架上，所述摆臂的顶端固定安装有与所述直齿条啮合传动连接的弧形齿条；所述摆臂的中部设置有滑道，所述滑道内滑动安装有滑动座，所述滑动座上活动安装有曲柄，所述曲柄的一端活动安装于所述立柱上，并固定安装有所述从动轮。
9.进一步的，所述滑板的内侧端固定安装有y轴限位滑块，所述立柱上设置有与所述y轴限位滑块滑动卡接的y轴限位滑槽。
10.进一步的，所述y轴限位滑块和所述y轴限位滑槽的截面为t形结构或梯形结构。
11.进一步的，所述连杆设置有多个，且多个所述连杆的一端均匀分布固定安装于所述滑板的外侧端，所述连杆的另一端通过插孔活动插装于所述y轴平移滑板上，且所述连杆的插装深度不小于所述夹具的宽度。
12.进一步的，所述立柱的顶端固定安装有顶板，所述顶板上固定安装有液压柱，所述电机箱固定安装于所述液压柱的底端。
13.进一步的，所述电机箱的内侧端固定安装有z轴限位滑块，所述立柱上设置有与所述z轴限位滑块滑动卡接的z轴限位滑槽。
14.进一步的，所述z轴限位滑块和所述z轴限位滑槽截面为t形结构或梯形结构。
15.本发明的有益效果：
16.(1)本发明所述的一种模具数控加工系统，在模具加工打磨过程中x轴平移机构可通过丝杆传动驱动模具沿x轴方向缓慢移动，y轴平移机构可通过往复驱动单元驱动模具沿y轴方向往复移动，从而带动模具在打磨头的下方前移并左右往复运动，使得打磨头对模具表面进行全面打磨，无需人工通过手轮手动驱动模具沿x、y轴方向移动，可大大降低工作人员的劳动强度，且在模具打磨过程中无需工作人员始终观察模具位移及打磨情况，从而不会危害工作人员的视力健康，提高模具加工的安全性。
17.(2)本发明所述的一种模具数控加工系统，丝杆与往复驱动单元之间通过主动轮、从动轮以及传动带传动连接，当伺服电机驱动丝杆旋转，使模具沿x轴移动时，可同步驱动往复驱动单元工作，带动模具沿y轴左右往复移动，进而使模具的驱动控制更加方便，且在丝杆与往复驱动单元传动比不变的情况下，可根据模具加工打磨时其沿x、y轴方向移动速度的最佳比例，预先安装好相应传动比的主动轮和从动轮，从而使模具打磨时其在x、y轴方向移动速度保持较佳的比例，进而提高对模具的打磨效果，提高生产加工的模具的质量。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
19.图1为本发明提供的一种模具数控加工系统的一种较佳实施例整体结构示意图；
20.图2为图1的a处放大结构示意图；
21.图3为图1的b处放大结构示意图；
22.图4为图2所示的往复驱动单元的结构示意图；
23.图5为图3所示的电机箱的结构示意图；
24.附图标记：
25.1、机架；
26.2、x轴平移机构；21、丝杆；22、伺服电机；23、x轴光轴导轨；24、x轴平移滑板；
27.3、y轴平移机构；31、y轴光轴导轨；32、y轴平移滑板；33、往复驱动单元；34、主动轮；35、传动带；36、连杆；37、从动轮；
28.331、滑板；332、直齿条；333、弧形齿条；334、y轴限位滑槽；335、y轴限位滑块；336、摆臂；337、滑道；338、滑动座；339、曲柄；3310、转轴；
29.4、打磨机构；41、立柱；42、顶板；43、液压柱；44、电机箱；45、打磨轮；46、z轴限位滑槽；47、打磨电机；48、z轴限位滑块；
30.5、夹具。
具体实施方式
31.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
32.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.如图1、图2、图3所示，本发明所述的一种模具数控加工系统，包括机架1、x轴平移机构2、y轴平移机构3、打磨机构4和夹具5；所述x轴平移机构2包括活动安装于所述机架1顶面的丝杆21、固定安装于所述机架1顶面的伺服电机22以及滑动安装于所述机架1顶面的x轴平移滑板24，且所述伺服电机22与所述丝杆21的一端传动连接，所述x轴平移滑板24通过螺纹孔螺纹安装于所述丝杆21上；所述y轴平移机构3包括滑动安装于所述x轴平移滑板24顶面的y轴平移滑板32和活动安装于所述机架1顶面的往复驱动单元33，且所述往复驱动单元33与所述丝杆21传动连接，所述往复驱动单元33与所述y轴平移滑板32之间通过连杆36限位连接；所述夹具5固定安装于所述y轴平移滑板32上，用于将待打磨加工的模具夹装固定；所述打磨机构4包括固定安装于所述机架1顶面的立柱41，所述立柱41上安装有位于所述机架1上方的电机箱44，所述电机箱44内固定安装有打磨电机47，所述打磨电机47的底端传动安装有打磨轮45；当需要对模具进行打磨加工时，将模具夹装固定于夹具5上，在开启打磨电机47，驱动打磨轮45旋转，之后开启伺服电机22驱动丝杆21旋转，使丝杆21通过螺旋传动驱动x轴平移滑板24沿丝杆21移动，进而带动其上的y轴平移滑板32、夹具5以及模具沿
x轴方向移动，再通过往复驱动单元33驱动连杆36在y轴方向左右往复移动，进而带动y轴平移滑板32、夹具5以及模具沿y轴左右往复移动，使得模具表面逐渐经过旋转的打磨轮45，通过打磨轮45对模具表面进行抛光打磨，直至模具完全经过打磨轮45，完成打磨即可。
35.如图1所示，一些实施例中，所述x轴平移机构2还包括x轴光轴导轨23，所述x轴光轴导轨23与所述丝杆21平行设置并固定安装于所述机架1的顶面，所述x轴平移滑板24通过插孔滑动插接于所述x轴光轴导轨23上，可通过x轴光轴导轨23对x轴平移滑板24进行限位，使得x轴平移滑板24移动运动过程更加稳定，从而使模具打磨过程中保持平稳，保证模具打磨效果。
36.如图1和图2所示，一些实施例中，所述y轴平移滑板32上活动插装有y轴光轴导轨31，所述y轴光轴导轨31固定安装于所述x轴平移滑板24的顶面；y轴光轴导轨31可在y轴平移滑板32移动时对其进行导向限位，使其移动运行更加稳定，从而使模具打磨过程中保持平稳，保证模具打磨效果。
37.如图2和图4所示，一些实施例中，所述y轴平移机构3还包括主动轮34、传动带35和从动轮37，所述主动轮34固定安装于所述丝杆21的一端，所述从动轮37固定安装于所述往复驱动单元33上，所述主动轮34与所述从动轮37之间通过所述传动带35传动连接，当伺服电机22驱动丝杆21旋转，使模具沿x轴方向移动时，可带动主动轮34同步旋转，并通过传动带35驱动从动轮37旋转，使从动轮37同步驱动往复驱动单元33工作，带动模具沿y轴左右往复移动，进而使模具的驱动控制更加方便，且在丝杆21与往复驱动单元33传动比不变的情况下，可根据模具加工打磨时其沿x、y轴方向移动速度的最佳比例，预先安装好相应传动比的主动轮34和从动轮37，从而使模具打磨时其在x、y轴方向移动速度保持较佳的比例，进而提高对模具的打磨效果，提高生产加工的模具的质量。
38.如图2和图4所示，一些实施例中，所述往复驱动单元33包括滑板331和摆臂336，所述滑板331滑动安装于所述立柱41上，所述滑板331的底面固定安装有直齿条332；所述摆臂336的底端安装挺有转轴3310，并通过所述转轴3310活动安装于所述机架1上，所述摆臂336的顶端固定安装有与所述直齿条332啮合传动连接的弧形齿条333；所述摆臂336的中部设置有滑道337，所述滑道337内滑动安装有滑动座338，所述滑动座338上活动安装有曲柄339，所述曲柄339的一端活动安装于所述立柱41上，并固定安装有所述从动轮37；当从动轮37旋转时，其带动曲柄339旋转，曲柄339在旋转时带动滑动座338做圆周运动，同时滑动座338在圆周运动过程中在滑道337内往复移动，并带动摆臂336以转轴3310为支点往复旋转摆动，摆臂336在摆动过程中带动弧形齿条333往复旋转，而弧形齿条333在往复旋转过程中同步驱动直齿条332左右往复滑动，并通过连杆36带动y轴平移滑板32、夹具5以及模具沿y轴左右往复移动，从而方便打磨轮45对模具进行打磨。
39.如图1、图2和图4所示，一些实施例中，所述滑板331的内侧端固定安装有y轴限位滑块335，所述立柱41上设置有与所述y轴限位滑块335滑动卡接的y轴限位滑槽334，通过滑块滑槽配合对滑板331进行限位，可使滑板331移动运行时更加稳定。
40.如图1、图2和图4所示，一些实施例中，所述y轴限位滑块335和所述y轴限位滑槽334的截面为t形结构或梯形结构，通过将滑槽设置为开口逐渐减小的异形结构，可防止滑块卡接时从滑槽内脱落，从而使y轴限位滑块335和所述y轴限位滑槽334之间卡接连接更稳固，不易脱离。
41.如图2和图4所示，一些实施例中，所述连杆36设置有多个，且多个所述连杆36的一端均匀分布固定安装于所述滑板331的外侧端，所述连杆36的另一端通过插孔活动插装于所述y轴平移滑板32上，且所述连杆36的插装深度不小于所述夹具5的宽度；通过设置多个连杆36可提高滑板331与y轴平移滑板32连接的稳固性，使得滑板331移动时可精确同步带动y轴平移滑板32移动，而连杆36与y轴平移滑板32之间滑动插接，使得y轴平移滑板32沿x轴移动时，连杆36与y轴平移滑板32可相对滑动，同时将连杆36设置插接深度较深，可防止y轴平移滑板32移动时连杆36与其脱离。
42.如图1所示，一些实施例中，所述立柱41的顶端固定安装有顶板42，所述顶板42上固定安装有液压柱43，所述电机箱44固定安装于所述液压柱43的底端；模具打磨时，可通过液压柱43调节电机箱44及打磨轮45的高度，从而对不同高度的模具进行打磨，可提高该装置的适用范围。
43.如图3和图5所示，一些实施例中，所述电机箱44的内侧端固定安装有z轴限位滑块48，所述立柱41上设置有与所述z轴限位滑块48滑动卡接的z轴限位滑槽46，通过滑块滑槽配合对电机箱44进行限位，使电机箱44升降移动时更加稳定。
44.如图3和图4所示，一些实施例中，所述z轴限位滑块48和所述z轴限位滑槽46截面为t形结构或梯形结构，通过将滑槽设置为开口逐渐减小的异形结构，可防止滑块卡接时从滑槽内脱落，从而使z轴限位滑块48和z轴限位滑槽46之间卡接连接更稳固，不易脱离。
45.本发明的工作原理是：
46.当需要对模具进行打磨加工时，将模具夹装固定于夹具5上，之后通过液压柱43的伸缩来调节电机箱44及打磨轮45的高度，使得打磨轮45的底面与模具顶面平齐，且此时打磨轮45位于模具的一侧边沿，再开启打磨电机47，驱动打磨轮45旋转；
47.之后开启伺服电机22驱动丝杆21旋转，使丝杆21通过螺旋传动驱动x轴平移滑板24沿丝杆21移动，进而带动其上的y轴平移滑板32、夹具5以及模具沿x轴方向移动，使得模具向打磨轮45的一侧逐渐移动，进而使模具顶面与打磨轮45开始逐渐接触；
48.当丝杆21旋转时可带动主动轮34同步旋转，并通过传动带35驱动从动轮37旋转，从动轮37旋转时带动曲柄339旋转，曲柄339在旋转时带动滑动座338做圆周运动，同时滑动座338在圆周运动过程中在滑道337内往复移动，并带动摆臂336以转轴3310为支点往复旋转摆动，摆臂336在摆动过程中带动弧形齿条333往复旋转，而弧形齿条333在往复旋转过程中同步驱动直齿条332左右往复滑动，并通过连杆36带动y轴平移滑板32、夹具5以及模具沿y轴左右往复移动，使得模具在经过打磨轮45时左右往复移动，从而使打磨轮45对模具表面进行全面打磨，直至模具完全经过打磨轮45完成打磨。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和
改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。