專利名稱：一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于亞克力加工的技術領域，具體的說，是一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機。
背景技術：
亞克力也叫PMMA或者亞加力。都是英文acrylic的中文叫法，翻譯過來其實就是有機玻璃。化學名稱為聚甲基丙烯酸甲酯。亞克力是一種開發(fā)較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學穩(wěn)定性和耐候性，易染色，易加工，外觀優(yōu)美，在廣告、IT、家具、化妝品展示架、道具、酒店、液晶顯示屏、偏光片、儀器儀表、建筑等產業(yè)中有著廣泛的應用。有機玻璃產品通?？梢苑譃闈沧?、擠出板和模塑料。目前，亞克力二維或三維曲面以及組合平面拋光工藝是在簡單的木工鏤銑機上仿形切削加工。硬質合金鏤銑刀安裝在鏤銑機的主軸上用彈簧夾頭夾緊，鏤銑刀前端有一個小軸承，軸承外圈緊靠在亞克力工件下面的模具(靠模)上，手工推動工件進給，刀具高速旋轉切削，沿靠模推動工件的全部行程從而形成加工曲面。然后用砂皮打磨去掉走刀痕跡， 最后再用布輪加拋光臘拋光或者火焰拋光。上述工藝的缺點1.由于手工仿形，生產效率低、加工質量差、工人勞動強度大，刀刃暴露在外十分危險，易出工傷。2.由于靠模精度差，刀具上小軸承與靠模接觸精度又較差，很難保證亞克力產品尺寸和形狀精度加工一致性的要求。3.手工推動工件進行切削，切削極不穩(wěn)定，表面粗糙度極差，達不到亞克力表面透、光、亮的高光滑表面的要求。4.鏤銑機上仿形切削無法加工三維聯(lián)動的曲面。5.布輪或火焰拋光，工人作業(yè)勞動強度大，對環(huán)境污染嚴重，拋光質量差，容易坍角。6.設備體積較大，質量較重，不方便搬運和移動。
實用新型內容本實用新型的目的在于，提供一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機，以克服現(xiàn)有技術所存在的上述缺點和不足。實用新型本實用新型主要用于廣告、 展臺、化妝品展示架、道具、酒店用具、家具、裝飾、汽車、飛機、工廠、地鐵、通訊、醫(yī)療機械、 光學儀器、液晶顯示屏等制造領域中的亞克力(PMMA)板材的二維或三維曲面、組合平面的切削拋光或其它特殊要求(例如磨砂效果)的切削加工。本實用新型的工作原理拋光機上用數(shù)字控制技術及精密金剛石刀具切削技術對亞克力板材進行二維或三維曲面以及組合平面的鏡面切削拋光加工。首先將亞克力板材放在專利設備工作臺面的真空吸盤或夾具上，啟動真空泵將亞克力板材固定在吸盤上(真空度由亞克力板材厚薄可調節(jié))，由Auto CAD,Solidworks,UG, Pro/E繪制的二維或三維圖樣，用MastercanuUG或Pro/E軟件編制加工程序和刀具走刀路徑；預先將加工用的刀具按使用順序全部插入刀庫，采用機械手或其它自動換刀裝置按加工程序自動交換刀具。開動專利設備前，用電感對刀裝置或紅寶石探頭測出第一把刀具與加工表面的距離尺寸，然后設備自動退出對刀裝置或紅寶石探頭，啟動主軸旋轉，用一把或數(shù)把硬質合金刀具，通過機械手或自動換刀裝置換刀具切削完成板材整個加工程序中的粗切任務。最后用若干把特殊設計制造的精密金剛石刀具按加工程序完成二維或三維曲面， 以及組合平面的切削拋光，使被加工表面達到透、光、亮的超光滑表面。本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機，包括床身、工作臺面、換刀裝置、刀庫和刀具，所述床身上設置工作臺面，所述工作臺面上方設置刀庫，所述刀庫與換刀裝置連接，所述換刀裝置將刀具送至主軸下方，其特征在于，所述主軸與伺服電機連接，所述伺服電機與電氣控制箱連接，所述伺服電機還與電源連接；所述電氣控制箱與人機界面控制板連接，所述電氣控制箱還與檢測裝置連接；所述工作臺面上方設置固定亞克力板材的固定裝置；所述床身下方設置導槽。所述導槽的數(shù)量為2個。其中，所述換刀裝置為機械手；所述機械手與伺服電機連接。其中，所述工作臺面包括縱向工作臺面、橫向工作臺面，所述床身上設置縱向工作臺面，所述縱向工作臺面上設置橫向工作臺面，所述橫向工作臺面上設置固定亞克力板材的裝置。進一步，所述床身上設置縱向X軸導軌和在縱向工作臺面上設置橫向Y軸導軌。進一步，所述主軸兩側設置上下Z軸導軌。其中，所述檢測裝置為電感對刀裝置或紅寶石探頭。其中，所述固定裝置包括真空吸盤或夾具。進一步，所述真空吸盤通過抽氣管與真空泵連接。其中，所述刀具為金剛石刀具。本實用新型的有益效果(1)本實用新型采用數(shù)控技術、伺服技術和精密金剛石刀具的切削技術，加工精度高，尺寸一致性好，尺寸誤差彡0. 02mm，表面粗糙度Ra彡0. 03 μ m(30nm)，透光度彡91 92%。(2)生產效率高，采用本專利技術可替代亞克力傳統(tǒng)的手工切削工藝，生產效率至少可提高30%左右，并能達到手工無法達到的二維或三維曲面的尺寸形狀精度和極小的表面粗糙度。(3)本實用新型采用噴霧冷卻裝置，刀具切削拋光過程中無塵無飛濺物，避免了傳統(tǒng)工藝特別是布輪拋光粉塵飛揚對周圍環(huán)境的污染，保護了工人的健康安全。(4)本實用新型的金剛石刀具切削技術，是針對亞克力材料切削的先進刀具，合理的幾何參數(shù)和仔細研磨后的刃口，具有較強的鋒利度和較小的鋸齒度，因而使用壽命長，力口工質量穩(wěn)定，并可修磨重復使用，節(jié)約了刀具資源。(5)本實用新型的切削拋光機的時間利用率高，采用機械手或自動換刀裝置，換刀時間< 1.5s;主軸工作臺面進給均采用伺服電機和直線導軌，加速度> 1.5g，縮短了換刀時間和空程時間。(6)本實用新型的人機界面加工程序可用計算機專用接口輸入或用CF卡插入設備輸入，也可在液晶顯示屏前人工輸入，中文顯示，操作十分便捷。(7)床身下方設置導槽，方便使用叉車搬運或移動。

圖1為一種實施例的結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。附圖標記床身100、導槽160、縱向工作臺面210、橫向工作臺面220、主軸300、BT40主軸 310、機械手410、縱向X軸導軌411、橫向Y軸導軌412、上下Z軸導軌413、刀庫500、刀具 600、人機界面控制板710、電氣控制箱720、伺服電機900、真空吸盤910、真空泵920、抽氣管 930、亞克力板材1000。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本實用新型而非用于限定本實用新型的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或廠商提供的條件進行。實施例1一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機，如圖1-圖2所示， 圖1為立式二維或三維曲面以及組合平面鉆石拋光機的結構示意圖，圖2為圖1的側視圖。 切削拋光機包括床身100、工作臺面200、固定裝置、換刀裝置、刀庫500和刀具600、人機界面控制板710、電氣控制箱720、伺服電機900、真空吸盤910、真空泵920和檢測裝置。床身100上設置工作臺面200，工作臺面200上方設置刀庫500，刀庫500與換刀裝置連接，換刀裝置將刀具600送至主軸300，主軸300下方為BT40主軸310。換刀裝置為機械手410 ；機械手410與伺服電機900連接。采用機械手或自動換刀裝置，換刀時間< 1. 5s ； 主軸工作臺面進給均采用伺服電機和直線導軌，加速度> 1. 5g，縮短了換刀時間和空程時間。主軸300與伺服電機900連接，伺服電機900與電氣控制箱720連接，伺服電機900 還與電源連接；電源為380V交流電。電氣控制箱720與人機界面控制板710連接，專用接口輸入或用CF卡插入設備輸入，也可在液晶顯示屏前人工輸入，中文顯示，操作十分便捷。電氣控制箱720還與檢測裝置連接。檢測裝置為電感對刀裝置或紅寶石探頭。開動拋光機前，用電感對刀裝置或紅寶石探頭測出第一把刀具與加工表面的距離尺寸。工作臺面200下方設置固定亞克力板材1000的固定裝置。固定裝置包括真空吸盤910或夾具。真空吸盤910通過抽氣管930與真空泵920連接，將亞克力板材1000吸附在工作臺面200上。工作臺面200包括縱向工作臺面210、橫向工作臺面220，床身100上設置縱向工作臺面210，縱向工作臺面210上設置橫向工作臺面220，橫向工作臺面220上設置亞克力板材1000。橫向工作臺面220上設置縱向X軸導軌411和橫向Y軸導軌412。主軸300兩側設置上下Z軸導軌413。床身100下方設置導槽160。在床身100下方設置導槽160或支腳，方便叉車搬運。導槽的數(shù)量為2個。刀具600為金剛石刀具。該刀具600的材質可選用單晶或聚晶金剛石刀具，其結構采用焊接式，焊接強度> 450Mp。刀具600的技術參數(shù)(1)切削刃跳動彡2 3 μ m。(2)前刀面粗糙度 ^ 0. 05 μ m。(3)后刀面粗糙度彡0. 1 μ m。(4)刀刃鋒利度P < 1 2μπι。(5)刀刃鋸齒度在300 500倍顯微鏡下檢測無鋸齒度缺陷。切削拋光機的主要技術參數(shù)1.最大加工工件尺寸1000 X 600 (mm)。2.工作臺面積1200 X 700 (mm)。3.工作臺X軸行程2200 (匪)。4.工作臺Y軸行程1200 (匪)。5.主軸 Z 軸行程700 Gum)。6.主軸端面到工作臺距離125 625mm。7.真空吸盤面積1000 X 600。8.真空吸盤真空度彡-0. 7Kg。9.主軸孔錐度BT40。10.主軸轉速；伺服電機100 160000r/min。11.主軸給進速度(χ, y, z) 1 3000mm/min。12.快速移動(x，y，z)伺服電機10000mm/min。13.主軸伺服電機5. 5/7. 5kw。14. x，y，z軸電機輸出扭矩12Nm。15.重復定位精度0. 01 0. 015mm。16. X，y, ζ 軸定位精度:0. 01mm。17.電源容量12kw。19.刀庫8 10把斗笠式刀庫。19.主配控制系統(tǒng)FANUC-16i_M0DELB?！N立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機的使用方法，如圖 1-圖2所示，包括以下步驟(1)預先將加工用的刀具600按使用順序全部插入刀庫，采用機械手或其它自動換刀裝置按加工程序自動交換刀具。(2)開動拋光機前，用電感對刀裝置或紅寶石探頭測出第一把刀具與加工表面的距離尺寸。(3)將亞克力板材放在拋光機的工作臺面200的真空吸盤910或夾具上，啟動真空泵將亞克力板材固定在真空吸盤上910 (真空度由亞克力板材厚薄可調節(jié))；(4)由 Auto CAD、Solidworks, UG、Pro/E 繪制的二維或三維圖樣。(5)用Mastercam、UG或Pro/E軟件編制加工程序和刀具走刀路徑。處理采用MastercanuUG或Pro/E軟件編制加工程序和刀路軌跡設計，另外進刀方法采用螺旋方式切削。(6)切削拋光機自動退出對刀裝置或紅寶石探頭，啟動主軸300旋轉，用一把或數(shù)把硬質合金刀具，通過機械手或自動換刀裝置換刀具切削完成亞克力板材1000整個加工程序中的粗切任務。(7)用若干把金剛石刀具按加工程序完成二維或三維曲面，以及組合平面的切削拋光，使被加工表面達到透、光、亮的超光滑表面。本實用新型在切削拋光機上用數(shù)字控制技術及精密金剛石刀具切削技術對亞克力板材1000進行二維或三維曲面以及組合平面的鏡面切削拋光加工。本實用新型采用數(shù)控技術、伺服技術和精密金剛石刀具的切削技術，加工精度高，尺寸一致性好，尺寸誤差 ^ 0. 02mm,表面粗糙度Ra ^ 0. 03 μ m (30nm)，透光度彡91 92 %。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機，包括床身(100)、工作臺面000)、換刀裝置、刀庫(500)和刀具(600)，所述床身(100)上設置工作臺面000)， 所述工作臺面(200)上方設置刀庫(500)，所述刀庫(500)與換刀裝置連接，所述換刀裝置將刀具(600)送至主軸(300)下方，其特征在于，所述主軸(300)與伺服電機(900)連接，所述伺服電機(900)與電氣控制箱(720)連接，所述伺服電機(900)還與電源連接；所述電氣控制箱(720)與人機界面控制板(710)連接，所述電氣控制箱(720)還與檢測裝置連接；所述工作臺面(200)上方設置固定亞克力板材(1000)的固定裝置； 所述床身(100)下方設置導槽。
2.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述換刀裝置為機械手G10)；所述機械手與伺服電機(900)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述工作臺面(200)包括縱向工作臺面010)、橫向工作臺面020)，所述床身(100)上設置縱向工作臺面010)，所述縱向工作臺面(210)上設置橫向工作臺面020)，所述橫向工作臺面(220)上設置固定亞克力板材 (1000)的裝置(910)。
4.根據(jù)權利要求3所述的切削拋光機，其特征在于，所述床身(100)上設置縱向X軸導軌G11)，在縱向工作臺面O10)上設置橫向Y軸導軌012)。
5.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述主軸(300)兩側設置上下Z軸導軌(413)。
6.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述檢測裝置為電感對刀裝置或紅寶石探頭。
7.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述固定裝置包括真空吸盤(910)或夾具。
8.根據(jù)權利要求7所述的切削拋光機，其特征在于，所述真空吸盤(910)通過抽氣管 (930)與真空泵(920)連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的切削拋光機，其特征在于，所述刀具為金剛石刀具(600)。
專利摘要一種立式亞克力二維或三維曲面以及組合平面的切削拋光機，包括床身(100)、工作臺面(200)、換刀裝置、刀庫(500)和刀具(600)，床身(100)上設置工作臺面(200)，工作臺面(200)上方設置刀庫(500)，刀庫(500)與換刀裝置連接，所述換刀裝置將刀具(600)送至主軸(300)下方，所述主軸(300)與伺服電機(900)連接，伺服電機(900)與電氣控制箱(720)連接，所述伺服電機(900)還與電源連接；所述電氣控制箱(720)與人機界面控制板(710)連接，電氣控制箱(720)還與檢測裝置連接；所述工作臺面(200)上方設置固定亞克力板材(1000)的固定裝置；床身(100)下方設置導槽。本實用新型加工精度高，尺寸一致性好，切削拋光機的時間利用率高，生產效率高。
文檔編號B24B27/00GK202225307SQ20112029981
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者陸海鈺 申請人:上海點派企業(yè)形象策劃有限公司