自动钥匙铣槽机的制作方法

1.本发明涉及机械加工设备，具体涉及一种自动钥匙铣槽机。


背景技术：

2.钥匙作为锁具中的重要部分，其正反两面一般都开有槽，现有钥匙上开槽都是采用自动化的铣槽机进行开槽工作，自动铣槽机上设有上铣刀和下铣刀，待铣槽的钥匙放置在固定模具上，然后伸入到上铣刀和下铣刀之间，随后上铣刀向下运动，对钥匙的正面进行铣槽操作，在钥匙正面铣槽操作完成后，上铣刀向上运动退出，随后在固定模具上放入顶块顶住钥匙的正面，然后下铣刀向上运动，对钥匙的反面进行铣槽操作。
3.目前的自动钥匙铣槽机，上铣刀和下铣刀都固定在刀座上，刀座通过滑块滑动连接在竖直的导轨上，然后通过步进电机驱动刀座在竖直方向上滑动，但是由于在刀座上除了安装铣刀外，还有驱动铣刀转动的电机等部件，造成整个刀座上的重量较重，只依靠滑块和滑轨配合，容易造成滑轨变形，从而影响到加工精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供自动钥匙铣槽机，能够有效解决现有自动钥匙铣槽机导轨易变形造成精度下降的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：自动钥匙铣槽机，包括机架、刀具机构和沿x轴方向移动的钥匙夹具，所述刀具机构设置在所述机架上，所述刀具机构包括刀具支架和安装在刀具支架上的铣刀机构，所述铣刀机构包括上铣刀和下铣刀，所述刀具机构还包括转轴和竖直升降机构，所述刀具支架通过所述转轴与所述机架转动连接，所述竖直升降机构驱动所述刀具支架绕所述转轴摆动，用以实现所述上铣刀和所述下铣刀分别对钥匙的正反面进行加工，所述上铣刀和所述下铣刀分别配有刀具驱动电机，所有刀具驱动电机均固定在所述刀具支架上。
6.优选的，所述竖直升降机构包括竖直驱动电机和竖直驱动板，所述竖直驱动电机带动竖直驱动板沿z轴方向移动，所述竖直驱动板与所述刀具支架连接。通过竖直驱动电机可以精确的控制竖直驱动板沿z轴方向移动，再通过竖直驱动板与刀具支架连接，驱动刀具支架沿转轴摆动，实现了精确控制刀具支架在z轴方向移动距离的目的。
7.优选的，所述竖直驱动板与所述刀具支架之间设有铰链，所述铰链包括第一铰接轴、第二铰接轴和连接块，所述连接块通过所述第一铰接轴与所述刀具支架转动连接，所述连接块还通过所述第二铰接轴与所述竖直驱动板转动连接，所述第一铰接轴的轴线和所述第二铰接轴的轴线均与所述转轴的轴线平行。通过设置铰链用以弥补竖直驱动板沿竖直移动和刀具支架沿转轴转动两者之间的运动间隙，保持竖直驱动板的驱动力通过铰链稳定的传递给刀具支架。
8.优选的，所述第一铰接轴的一端与所述刀具支架固定连接，所述第一铰接轴的另一端与所述连接块转动连接；所述第二铰接轴的一端与所述竖直驱动板固定连接，所述第
二铰接轴与所述连接块转动连接。两根铰接轴都与对应的部件固定连接，防止铰接轴与对应的部件脱离，并且两根铰接轴都与连接块转动连接，有利于降低铰接轴与连接块之间的摩擦力，同时也利于将铰接轴和连接块制成模块化，减低安装难度。
9.优选的，所述刀具支架上开有第一安装槽，所述第一铰接轴的一端固定在第一安装槽内；所述竖直驱动板上开有第二安装槽，所述第二铰接轴的一端固定在第二安装槽内。通过第一安装槽在安装时对第一铰接轴的位置进行限位，防止第一铰接轴装偏影响到正常运行，通过第二安装槽也可以在安装时对第二铰接轴的位置进行限位。
10.优选的，所述转轴和所述竖直升降机构分别位于所述刀具支架相对的两边，所述铣刀机构位于所述转轴和所述竖直升降机构之间的所述刀具支架上。转轴和竖直升降机构的设置方式可以尽量维持刀具支架的平衡，并且在z轴方向可以让铣刀机构获得足够的移位距离。
11.优选的，所述机架上设有滑板和沿y轴方向设置的滑轨，所述滑板和所述滑轨滑动配合，所述转轴转动设置在所述滑板上，所述竖直升降机构固定在所述滑板上，所述机架上还设有驱动所述滑板沿滑轨滑动的y轴驱动电机。通过y轴驱动电机，驱动刀具支架沿y轴方向移动，根据不同钥匙槽的位置可以调整刀具在y轴方向上的具体位置。
12.优选的，所述上铣刀上设有至少两把刀具，所述下铣刀上也设有至少两把刀具。上铣刀和下铣刀设置两把以上的刀具，可以根据槽形不同选择不同的刀具进行加工，不需要临时更换刀具，提高加工效率。
13.优选的，所述上铣刀和所述下铣刀在x轴方向错位设置。错位的设置留出一定的空间，在下铣刀加工时，可以放置顶块在钥匙上起到定位作用。
14.与现有技术相比，本发明的优点是：通过转轴和竖直升降机构改变目前刀座在竖直方向上的运动方式，从而解决目前刀具支架依靠滑块和导轨配合，容易导致导轨变形，从而影响到加工精度的问题。通过转轴和竖直升降机构的配合，使刀具支架的由原来的直线运动改为摆动运动，刀具支架上的量由转轴和竖直升降机构共同分担，从而降低了对单一部件的压力，在长时间运动后，依然可以保持刀具支架运动轨迹不改变，从而确保加工精度。并且刀具支架以转轴为轴线转动，运行平稳，通过竖直升降机构能较为容易的控制铣刀的切削深度。并且为上铣刀和下铣刀分别配置刀具驱动电机，针对钥匙正面和反面不同的加工需求，可以方便调节刀具转速，在上铣刀或者下铣刀工作时，非工作状态的铣刀空转误伤到其他部件，也可以避免能源浪费。
附图说明
15.图1为本发明自动铣槽机的立体图；
16.图2为本发明自动铣槽机的主视图；
17.图3为本发明自动铣槽机中刀具机构的立体图；
18.图4为本发明自动铣槽机中刀具机构的主视图；
19.图5为本发明自动铣槽机中铰链的结构示意图。
20.附图标记为：
21.机架100、滑板110、滑轨120、y轴驱动电机130；
22.刀具机构200、刀具支架210、第一安装槽211、铣刀机构220、上铣刀221、下铣刀
222、转轴230、竖直升降机构240、竖直驱动电机241、竖直驱动板242、第二安装槽243、铰链250、第一铰接轴251、第二铰接轴252、连接块253；
23.钥匙夹具300、夹具本体310、x轴驱动电机320。
具体实施方式
24.自动钥匙铣槽机，包括机架、刀具机构和沿x轴方向移动的钥匙夹具，所述刀具机构设置在所述机架上，所述刀具机构包括刀具支架和安装在刀具支架上的铣刀机构，所述铣刀机构包括上铣刀和下铣刀，所述刀具机构还包括转轴和竖直升降机构，所述刀具支架通过所述转轴与所述机架转动连接，所述竖直升降机构驱动所述刀具支架绕所述转轴摆动，用以实现所述上铣刀和所述下铣刀分别对钥匙的正反面进行加工，所述上铣刀和所述下铣刀分别配有刀具驱动电机，所有刀具驱动电机均固定在所述刀具支架上。通过转轴和竖直升降机构改变目前刀座在竖直方向上的运动方式，从而解决目前刀具支架依靠滑块和导轨配合，容易导致导轨变形，从而影响到加工精度的问题。通过转轴和竖直升降机构的配合，使刀具支架的由原来的直线运动改为摆动运动，刀具支架上的量由转轴和竖直升降机构共同分担，从而降低了对单一部件的压力，在长时间运动后，依然可以保持刀具支架运动轨迹不改变，从而确保加工精度。
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，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”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。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
29.参阅图1、图2为本发明自动钥匙铣槽机的实施例，自动铣槽机包括机架100、刀具机构200和沿x轴方向移动的钥匙夹具300，刀具机构200和钥匙夹具300均设置在机架100上，钥匙夹具300包括夹具本体310和x轴驱动电机320，通过x轴驱动电机320驱动夹具本体310沿x轴移动，夹具本体310上开有放置钥匙的放置槽，放置槽底部贯通，并且在放置槽内设有向放置槽中心方向突出的台阶，用以拖住钥匙不会从放置槽内掉出，而贯通的放置槽设计也是为了方便放置槽下方的刀具对钥匙进行加工，从而实现双面加工。刀具机构200包括刀具支架210和安装在刀具支架210上的铣刀机构220，铣刀机构220包括上铣刀221和下
铣刀222，上铣刀221和下铣刀222可以设置独立的刀具驱动电机，分别驱动其转动，由于不能同时对钥匙的正面和反面进行加工，这样的设置方式可以节约能源，并且可以避免非工作状态下的刀具空转而造成安全隐患。
30.如图3、图4所示，刀具机构200还包括转轴230和竖直升降机构240，刀具支架210通过转轴230与机架100转动连接，竖直升降机构240固定在机架100上，并且驱动刀具支架210绕转轴230进行摆动，从而将原有刀具支架210在z轴方向的竖直运动，变成摆动运动，而整个刀具支架210的重量分摊到转轴230和竖直升降机构240上，当然，主要还是有转轴230受力，但是转轴230的承力能力，相对于原有的滑盖和滑块要强很多，因此，在经过长时间的运行后，也可以保证刀具支架210的摆动轨迹不变，从而可以稳定住铣刀机构220的加工精度。具体可以在机架100上安装下固定块，转轴230通过轴承转动设置在下固定块上，同时在刀具支架210上设置上固定块，转轴230和上固定块固定连接；当然，让转轴230和上固定块转动连接，转轴230和下固定块固定连接也可以实现刀具支架210相对于机架100摆动的目的，而竖直升降机构240则固定在机架100上，用以为刀具支架210的摆动提供动力。
31.作为本实施例的一种优选方式，竖直升降机构240包括竖直驱动电机241和竖直驱动板242，竖直驱动电机241可以采用步进电机，从而提高竖直驱动电机241的精确度，而竖直驱动电机241可以通过步进带机构带动竖直驱动板242在z轴方向上下运动，而竖直驱动板242则与刀具支架210连接，从而控制刀具支架210的摆动幅度，也就控制了铣刀机构220在z轴方向的加工深度。
32.需要说明的是，本发明对于竖直驱动板242与刀具支架210的连接方式不做具体限定，其包含但不限于以下实施方式所列举的情况：
33.实施方式一：竖直驱动板242位于刀具支架210的下方，也就是竖直驱动板242拖住刀具支架210，但是由于竖直驱动板242是沿z轴方向移动，而刀具支架210是在x轴和z轴组成的平面内摆动，因此，竖直驱动板242在x轴方向可以相对于刀具支架210滑动，这样在需要刀具支架210向上摆动时，就由竖直驱动板242向上运动，带动刀具支架210向上摆动，而竖直驱动板242向下运动时，刀具支架210则由自身重力驱动向下摆动。
34.实施方式二：竖直驱动板242与刀具支架210之间通过铰链250连接，该铰链250包括第一铰接轴251、第二铰接轴252和连接块253，第一铰接轴251和第二铰接轴252平行设置，且均与转轴230平行，而连接块253通过第一铰接轴251与刀具支架210转动连接，连接块253也通过第二铰接轴252与竖直驱动板242转动连接，从而通过连接块253相对两根铰接轴的位置变化，弥补竖直驱动板242驱动刀具支架210摆动时，两者之间在x轴方向上的位移。
35.如图5所示，进一步，第一铰接轴251的一端与刀具支架210固定连接，该固定方式一般采用螺栓连接，便于安装和维护，第一铰接轴251的另一端与连接块253转动连接，该转动连接方式可以在转动块上开孔，并在孔内设置轴承，而第一铰接轴251的另一端插入轴承内，这种方式可以通过转动块对轴承进行保护，延长轴承使用寿命；第二铰接轴252的设置方式与第一铰接轴251类似，第二铰接轴252的一端与竖直驱动板242固定连接，第二铰接轴252的另一端与连接块253转动连接。当然，也可以将上述第一铰接轴251和第二铰接轴252的连接方式反过来，也就是第一铰接轴251的一端与刀具支架210转动连接，而第一铰接轴251的另一端与连接块253固定连接，这就需要将轴承设置在刀具支架210上，第二铰接轴252的一端与竖直驱动板242转动连接，第二铰接轴252的另一端与连接块253固定连接。
36.如图3、图4所示，为了方便安装将铰链250与竖直驱动板242和刀具支架210安装在一起，在刀具支架210上开有第一安装槽211，第一安装槽211的横截面可以为半圆弧形或者v字形等形状，用于对第一铰接轴251进行限位，防止在安装时出现第一铰接轴251的轴线与转轴230的轴线不平行的情况。同样，在竖直驱动板242上也开有第二安装槽243，第二安装槽243的横截面也为半圆弧形或者v字形等形状，用于确定第二铰接轴252的轴线与竖直驱动板242的运动轨迹垂直。
37.在上述实施方式的基础上，转轴230和竖直升降机构240分别位于刀具支架210相对的两边，而铣刀机构220位于转轴230和竖直升降机构240之间的刀具支架210上，可以在竖直升降机构240沿z轴方向移动时，铣刀机构220也在z轴方向获得足够的移动距离，从而便于控制上铣刀221和下铣刀222之一与钥匙接触进行铣削工作。
38.另外，还可以在机架100上个设置滑板110和沿y轴方向设置的滑轨120，滑板110与滑轨120滑动配合，转轴230转动连接在滑板110上，竖直升降机构240的底端固定在滑板110上，在机架100上还设有驱动滑板110沿滑轨120滑动的y轴驱动电机130，从而实现刀具沿y轴方向移动，针对不同钥匙上槽的位置都能进行调整铣刀机构220的位置。由于铣刀机构220可以在y轴反向进行移动，因此，在上铣刀221和下铣刀222上都可以设置两把或者两把以上的刀具，从而针对不同槽形，可以调整不同的铣刀进行加工。
39.在上述实施例的基础上，由于对钥匙的正面铣完槽后，需要在钥匙正面压上顶块在对钥匙的反面进行铣削，因此，为了方式在对钥匙背面进行铣削时上铣刀221碰到顶块，上铣刀221和下铣刀222在x轴方向上错位设置，让出一定距离。
40.加工时，将钥匙放入到夹具本体310的放置槽内，然后通过x轴驱动电机320，让夹具本体310在z轴方向运动到上铣刀221和下铣刀222之间，y轴驱动电机130启动，调整合适的上铣刀221上的刀具位于钥匙的正上方准备铣槽的位置，随后竖直驱动电机241带动竖直驱动板242向下移动，带动刀具支架210沿转轴230向下摆动，使上铣刀221开始进行铣削，同时x轴驱动电机320带动夹具本体310在x轴方向移动配合上铣刀221进行加工。在钥匙正面铣削完毕后，x轴驱动电机320带动推动夹具本体310移动到顶块下方，利用顶块对钥匙本体在沿z轴向上的方向进行限位，竖直驱动电机241驱动竖直驱动板242向上移动，带动刀具支架210向上摆动，使下铣刀222开始进行铣削，同时x轴驱动电机320带动夹具本体310沿x轴方向移动配合下铣刀222进行加工。
41.以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。