專利名稱：亞克力異形曲面的切削拋光方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于亞克力(PMMA)加工的技術(shù)領(lǐng)域,具體的說(shuō),是亞克力(PMMA)異形曲面的切削拋光方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
亞克力也叫PMMA或者亞加力。都是英文acrylic的中文叫法，翻譯過(guò)來(lái)其實(shí)就是有機(jī)玻璃。化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯。亞克力是一種開(kāi)發(fā)較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學(xué)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(chǎn)業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。有機(jī)玻璃產(chǎn)品通?？梢苑譃闈沧?、擠出板和模塑料。目前，亞克力異形曲面拋光工藝是在簡(jiǎn)單的木工鏤銑機(jī)上仿形切削加工。硬質(zhì)合金鏤銑刀安裝在鏤銑機(jī)的主軸上用彈簧夾頭夾緊，鏤銑刀前端有一個(gè)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(dòng)工件進(jìn)給，刀具高速旋轉(zhuǎn)切削，沿靠模推動(dòng)工件完成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(diǎn)
I.由于手工仿形，生產(chǎn)效率低、加工質(zhì)量差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，刀刃暴露在外十分危險(xiǎn)，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(chǎn)品尺寸和形狀精度加工一致性的要求。3.手工推動(dòng)工件進(jìn)行切削，切削極不穩(wěn)定，表面粗糙度極差，達(dá)不到亞克力表面透、光、亮的高光滑表面的要求。4.鏤銑機(jī)上仿形切削無(wú)法加工三維聯(lián)動(dòng)的曲面。5.布輪或火焰拋光，工人作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，拋光質(zhì)量差，容易使板材的邊緣坍角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種亞克力異形曲面的切削拋光方法及其設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)和不足。本發(fā)明由方法、切削拋光機(jī)、和刀具三部分組成。本發(fā)明主要用于廣告、展臺(tái)、化妝品展示架、道具、酒店用具、家具、裝飾、汽車、飛機(jī)、工廠、地鐵、通訊、醫(yī)療器械、光學(xué)儀器、液晶顯示屏等制造領(lǐng)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。本發(fā)明的工作原理拋光機(jī)上用數(shù)字控制技術(shù)及精密金剛石刀具切削技術(shù)對(duì)亞克力板材進(jìn)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(shè)備工作臺(tái)面的真空吸盤或夾具上，啟動(dòng)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(diào)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(yù)先將加工用的刀具按使用順序全部插入刀庫(kù)，采用機(jī)械手或其它自動(dòng)換刀裝置按加工程序自動(dòng)交換刀具。開(kāi)動(dòng)專利設(shè)備前，用電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭測(cè)出第一把刀具與加工表面的距離尺寸，然后設(shè)備自動(dòng)退出對(duì)刀裝置或紅寶石探頭，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，用一把或數(shù)把硬質(zhì)合金刀具，通過(guò)機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置換刀具切削完成板材整個(gè)加工程序中的粗切任務(wù)。最后用若干把特殊設(shè)計(jì)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(dá)到透、光、亮的超光滑表面。專利保護(hù)內(nèi)容(I)亞克力異形曲面鉆石拋光機(jī)的二種結(jié)構(gòu)構(gòu)思立式和龍門式(2)用精密金剛石刀具在專利CNC設(shè)備上對(duì)亞克力進(jìn)行三維或者二維曲面的切削
拋光加工技術(shù)。本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問(wèn)題，可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明的第一方面，一種亞克力異形曲面的切削拋光方法，其特征在于，包括以下步驟(I)預(yù)先將切削拋光機(jī)的刀具按使用順序全部插入刀庫(kù)，采用換刀裝置按加工程序自動(dòng)交換刀具；其中步驟(I)中，所述換刀裝置為機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置。其中步驟(I)中，所述固定裝置為真空吸盤或夾具。(2)開(kāi)動(dòng)拋光機(jī)前，采用檢測(cè)裝置第一把刀具與加工表面的距離尺寸；其中步驟(2)中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。(3)將亞克力板材放在拋光機(jī)的工作臺(tái)面的固定裝置上，啟動(dòng)真空泵將亞克力板材固定在固定裝置上；(4)由繪圖軟件繪制的二維或三維圖樣；其中步驟(4)中，所述繪圖軟件為Auto CAD、Solidworks、UG、Pro/E。(5)用編程軟件編制加工程序和刀具走刀路徑，并進(jìn)刀；其中步驟(5)中，所述編程軟件為Mastercam、UG或Pro/E。其中步驟(5)中，進(jìn)刀方法采用螺旋方式切削。(6)切削拋光機(jī)自動(dòng)退出檢測(cè)裝置，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，用刀具，通過(guò)換刀裝置換刀具切削完成亞克力板材整個(gè)加工程序中的粗切任務(wù)；其中，步驟￠)中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。其中，步驟￠)中，所述換刀裝置為機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置。其中，步驟￠)中，所述刀具為所述硬質(zhì)合金刀具；所述刀具的數(shù)量為一把或數(shù)把；該刀具用于粗切。(7)用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(dá)到透、光、亮的超光滑表面。其中，步驟(7)中，所述刀具為金剛石刀具；所述刀具的數(shù)量為一把或數(shù)把；該刀具用于精切。作為本發(fā)明的第二方面，一種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，包括床身、工作臺(tái)面、換刀裝置、刀庫(kù)和刀具，所述床身上設(shè)置工作臺(tái)面，所述工作臺(tái)面上方設(shè)置刀庫(kù)，所述刀庫(kù)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，所述主軸及主軸絲杠與主軸伺服電機(jī)連接，所述主軸伺服電機(jī)與電氣控制箱連接，所述主軸伺服電機(jī)還與電源連接；所述電氣控制箱與人機(jī)界面控制板連接，所述電氣控制箱還與檢測(cè)裝置連接；所述工作臺(tái)面上方設(shè)置固定亞克力板材的固定裝置。其中，所述換刀裝置為機(jī)械手；所述機(jī)械手與刀庫(kù)伺服電機(jī)連接。 其中，所述工作臺(tái)面包括縱向工作臺(tái)面、縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠、橫向工作臺(tái)面，橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠；所述床身上設(shè)置縱向工作臺(tái)面，縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與縱向伺服電機(jī)連接；所述縱向工作臺(tái)面上設(shè)置橫向工作臺(tái)面，橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與橫向伺服電機(jī)連接，所述橫向伺服電機(jī)、縱向伺服電機(jī)與電氣控制箱連接，所述橫向伺服電機(jī)、縱向伺服電機(jī)還與電源連接，所述橫向工作臺(tái)面上設(shè)置固定亞克力板材的固定裝置。進(jìn)一步，所述床身上設(shè)置縱向X軸導(dǎo)軌和在縱向工作臺(tái)面上設(shè)置橫向Y軸導(dǎo)軌。進(jìn)一步，所述主軸兩側(cè)設(shè)置上下Z軸導(dǎo)軌。其中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)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(jìn)一步，所述真空吸盤通過(guò)抽氣管與真空泵連接。其中，所述刀具為金剛石刀具。作為本發(fā)明的第三方面，一種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，包括床身、工作臺(tái)面、換刀裝置、刀庫(kù)和刀具，所述床身上設(shè)置工作臺(tái)面，所述工作臺(tái)面上方設(shè)置刀庫(kù)，所述刀庫(kù)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，所述主軸設(shè)置于橫梁上，所述主軸與伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)與控制盤連接，所述伺服電機(jī)還與電源連接；所述控制盤與手控操作器連接，所述控制盤還與檢測(cè)裝置連接；所述工作臺(tái)面上方設(shè)置固定亞克力板材的固定裝置。其中，所述換刀裝置自動(dòng)換刀裝置；所述自動(dòng)換刀裝置與刀庫(kù)伺服電機(jī)連接。其中，所述橫梁上下分別設(shè)置橫梁上線軌、橫梁下線軌；所述橫梁的左右兩側(cè)分別設(shè)置橫梁左支座和橫梁右支座；所述橫梁左支座和橫梁右支座上內(nèi)側(cè)分別設(shè)置左側(cè)線軌的滑塊付、右側(cè)線軌的滑塊付；所述橫梁絲杠與橫梁伺服電機(jī)連接；所述橫梁左支座和橫梁右支座分別與左側(cè)絲桿和右側(cè)絲桿連接；所述左側(cè)絲桿和右側(cè)絲桿與伺服電機(jī)連接。其中，主軸兩側(cè)設(shè)置主軸左線軌、主軸右線軌，主軸伺服電機(jī)控制主軸沿主軸左線軌、主軸右線軌上下移動(dòng)；所述主軸伺服電機(jī)通過(guò)主軸數(shù)據(jù)電纜與控制盤連接。其中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)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(jìn)一步，所述真空吸盤通過(guò)真空吸管與真空泵連接。其中，所述拋光機(jī)還包括噴霧系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)，所述噴霧系統(tǒng)設(shè)置于主軸伺服電機(jī)旁邊，所述潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)置于橫梁的背面上，所述閥門開(kāi)關(guān)設(shè)置于床身上，噴霧潤(rùn)滑的噴嘴設(shè)置于刀具旁。其中，所述床身上設(shè)置線纜接口，所述線纜接口上設(shè)置數(shù)據(jù)電氣線纜，數(shù)據(jù)電氣線纜與伺服電機(jī)連接。其中，所述床身還設(shè)置床身加強(qiáng)筋。其中，所述床身下設(shè)置床身可調(diào)支柱。其中，所述刀具為粗切的硬質(zhì)合金刀具。作為本發(fā)明的第四方面，一種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)的刀具，其特征在于，所述刀具為金剛石刀具。該刀具用于精切。進(jìn)一步，所述刀具的材質(zhì)為單晶或聚晶金剛石刀具。進(jìn)一步，所述刀具的結(jié)構(gòu)采用焊接式，焊接強(qiáng)度彡450Mp。本發(fā)明的有益效果·(I)本發(fā)明采用數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)和精密金剛石刀具的切削技術(shù)，加工精度高，尺寸一致性好，尺寸誤差彡O. 02mm,表面粗糙度Ra彡O. 02 μ m (20nm)，透光度彡91 92 %。(2)生產(chǎn)效率高，采用本專利技術(shù)可替代亞克力傳統(tǒng)的手工切削工藝，生產(chǎn)效率至少可提高30%左右，并能達(dá)到手工無(wú)法達(dá)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)本發(fā)明采用噴霧冷卻裝置，刀具切削拋光過(guò)程中無(wú)塵無(wú)飛濺物，避免了傳統(tǒng)工藝特別是布輪拋光粉塵飛揚(yáng)對(duì)周圍環(huán)境的污染，保護(hù)了工人的健康安全。(4)本發(fā)明的金剛石刀具切削技術(shù)，是針對(duì)亞克力材料切削的先進(jìn)刀具，合理的幾何參數(shù)和仔細(xì)研磨后的刃口，具有較強(qiáng)的鋒利度和較小的鋸齒度，因而使用壽命長(zhǎng)，加工質(zhì)量穩(wěn)定，并可修磨重復(fù)使用，節(jié)約了刀具資源。 (5)本發(fā)明的切削拋光機(jī)的時(shí)間利用率高，采用機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置，換刀時(shí)間(I. 5s;主軸工作臺(tái)面進(jìn)給均采用伺服電機(jī)和直線導(dǎo)軌，加速度> I. 5g，縮短了換刀時(shí)間和空程時(shí)間。(6)本發(fā)明的人機(jī)界面加工程序可用計(jì)算機(jī)專用接口輸入或用CF卡插入設(shè)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。


圖I為一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的側(cè)視圖。圖3為另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的側(cè)視圖。附圖標(biāo)記床身100、縱向工作臺(tái)面210、橫向工作臺(tái)面220、縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠230、橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠240、主軸300、主軸絲杠360、主軸伺服電機(jī)310、BT40主軸320、機(jī)械手410、縱向X軸導(dǎo)軌411、橫向Y軸導(dǎo)軌412、上下Z軸導(dǎo)軌413、刀庫(kù)500、刀庫(kù)伺服電機(jī)510、刀具600、人機(jī)界面控制板710、電氣控制箱720、橫向伺服電機(jī)811、縱向伺服電機(jī)812、伺服電機(jī)900、真空吸盤910、真空泵920、抽氣管930、亞克力板材1000。床身100、線纜接口 120、床身加強(qiáng)筋130、床身可調(diào)支柱140、數(shù)據(jù)電氣線纜150、工作臺(tái)面200、主軸300、主軸伺服電機(jī)310、主軸數(shù)據(jù)電纜350、主軸左線軌330、主軸右線軌340、橫梁420、橫梁下線軌430、橫梁上線軌440、橫梁左支座421、橫梁右支座422、橫梁絲杠423、左側(cè)線軌的滑塊付431、右側(cè)線軌的滑塊付432、左側(cè)絲桿441、右側(cè)絲桿442、橫梁伺服電機(jī)450、刀庫(kù)500、刀庫(kù)伺服電機(jī)510、刀具600、控制盤740、手控操作器730、噴霧系統(tǒng)810、潤(rùn)滑系統(tǒng)820、閥門開(kāi)關(guān)830、噴霧潤(rùn)滑840、真空吸盤910、真空泵920、真空吸管940、伺服電機(jī)900、亞克力板材1000。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或廠商提供的條件進(jìn)行。
實(shí)施例I一種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，如圖I-圖2所示，圖I為立式異形曲面鉆石拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖I的側(cè)視圖。切削拋光機(jī)包括床身100、工作臺(tái)面200 (縱向工作臺(tái)面210、橫向工作臺(tái)面220)、縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠230、橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠240、換刀裝置、刀庫(kù)500和刀具600、人機(jī)界面控制板710、電氣控制箱720、刀庫(kù)伺服電機(jī)510、主軸伺服電機(jī)310、橫向伺服電機(jī)811、縱向伺服電機(jī)812、固定裝置(真空吸盤910、真空泵920)和檢測(cè)裝置。床身100上設(shè)置工作臺(tái)面200，工作臺(tái)面200上方設(shè)置刀庫(kù)500，刀庫(kù)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320。換刀裝置為機(jī)械手410 ;機(jī)械手410與刀庫(kù)伺服電機(jī)510連接。采用機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置，換刀時(shí)間(I. 5s;主軸工作臺(tái)面進(jìn)給均采用伺服電機(jī)和直線導(dǎo)軌，加速度> I. 5g，縮短了換刀時(shí)間和空程時(shí)間。主軸300及主軸絲杠360與主軸伺服電機(jī)310連接，主軸伺服電機(jī)310與電氣控制箱720連接，主軸伺服電機(jī)310還與電源連接；電源為380V交流電。電氣控制箱720與人機(jī)界面控制板710連接，專用接口輸入或用CF卡插入設(shè)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(cè)裝置連接。檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。開(kāi)動(dòng)拋光機(jī)前，用電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭測(cè)出第一把刀具與加工表面的距離尺寸。工作臺(tái)面200的上方設(shè)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(guò)抽氣管930與真空泵920連接，將亞克力板材1000吸附在工作臺(tái)面200上。工作臺(tái)面200包括縱向工作臺(tái)面210、縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠230和橫向工作臺(tái)面220、橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠240，床身100上設(shè)置縱向工作臺(tái)面210，縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠230與縱向伺服電機(jī)812連接；縱向工作臺(tái)面210上設(shè)置橫向工作臺(tái)面220，橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠240與橫向伺服電機(jī)811連接，橫向伺服電機(jī)811、縱向伺服電機(jī)812與電氣控制箱720連接，橫向伺服電機(jī)811、縱向伺服電機(jī)812還與電源連接，橫向工作臺(tái)面220上設(shè)置固定亞克力板材1000的固定裝置。橫向工作臺(tái)面220上設(shè)置縱向X軸導(dǎo)軌411和橫向Y軸導(dǎo)軌412。主軸300兩側(cè)設(shè)置上下Z軸導(dǎo)軌413。
刀具600為金剛石刀具。該刀具600的材質(zhì)可選用單晶或聚晶金剛石刀具，其結(jié)構(gòu)采用焊接式，焊接強(qiáng)度> 450Mp。刀具600的技術(shù)參數(shù)(I)切削刃跳動(dòng)彡2 3 μ m。(2)前刀面粗糙度 Ra ^ O. 05 μ m。(3)后刀面粗糙度Ra彡O. I μ m。(4)刀刃鋒利度P < I 2 μ m。(5)刀刃鋸齒度在300 500倍顯微鏡下檢測(cè)無(wú)鋸齒度缺陷。切削拋光機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)I.最大加工工件尺寸1000 X 600 (mm)。2.工作臺(tái)面積1200 X 700 (mm)。3.工作臺(tái) X 軸行程2200 (mm)。4.工作臺(tái) Y 軸行程1200 (mm)。5.主軸 Z 軸行程700 (mm)。6.主軸端面到工作臺(tái)距離125 625mm。7.真空吸盤面積1000X600。8.真空吸盤真空度彡-O. 7Kg。9.主軸孔錐度BT40。10.主軸轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)100 16000r/min。11.主軸給進(jìn)速度(X, y, z) I 3000mm/min。12.快速移動(dòng)(X, y, z):伺服電機(jī)10000mm/min。13.主軸伺服電機(jī)5. 5/7. 5kw。14. X, y, z軸電機(jī)輸出扭矩12Nm。15.重復(fù)定位精度0. 01 O. 015mm。16. X, y, z 軸定位精度0. 01mm。17.電源容量12kw。18.刀庫(kù)8 10把斗笠式刀庫(kù)。19.主配控制系統(tǒng)FANUC-16i-M0DELB。實(shí)施例2一種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，圖3-圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為龍門式異形曲面鉆石拋光機(jī)，圖4為圖3的側(cè)視圖。該切削拋光機(jī)包括床身100、工作臺(tái)面200、換刀裝置、刀庫(kù)500和刀具600、控制盤740、手控操作器730、噴霧系統(tǒng)810、潤(rùn)滑系統(tǒng)820、閥門開(kāi)關(guān)830、噴霧潤(rùn)滑840、伺服電機(jī)900、真空吸盤910和真空泵920。床身100上設(shè)置線纜接口 120，線纜接口 120上設(shè)置數(shù)據(jù)電氣線纜150，數(shù)據(jù)電氣線纜150與伺服電機(jī)900連接。伺服電機(jī)900還與電源連接。床身100還設(shè)置床身加強(qiáng)筋130。床身100下設(shè)置床身可調(diào)支柱140。床身100上設(shè)置工作臺(tái)面200，工作臺(tái)面200上方設(shè)置刀庫(kù)500，刀庫(kù)500與換刀裝置連接，換刀裝置將刀具600送至主軸300下方。換刀裝置為自動(dòng)換刀裝置；自動(dòng)換刀裝置與刀庫(kù)伺服電機(jī)510連接。主軸300設(shè)置于橫梁420上，主軸300與主軸伺服電機(jī)310連接，主軸伺服電機(jī)310與控制盤740連接，伺服電機(jī)310還與電源連接。橫梁420上下分別設(shè)置橫梁上線軌440、橫梁下線軌430 ;橫梁420的左右兩側(cè)分別設(shè)置橫梁左支座421和橫梁右支座422 ;橫梁左支座421和橫梁右支座422上內(nèi)側(cè)分別設(shè)置左側(cè)線軌的滑塊付431、右側(cè)線軌的滑塊付432 ;橫梁左支座421和左側(cè)絲桿441連接，橫梁右支座422與右側(cè)絲桿442連接；支座的左側(cè)絲桿441和右側(cè)絲桿442與伺服電機(jī)900連接。伺服電機(jī)900與電源連接。橫梁420上設(shè)置橫梁絲杠423與伺服電機(jī)900連接。主軸300兩側(cè)設(shè)置主軸左線軌330、主軸右線軌340，主軸伺服電機(jī)310控制主軸300沿主軸左線軌330、主軸右線軌340上下移動(dòng)；主軸伺服電機(jī)310通過(guò)主軸數(shù)據(jù)電纜350與控制盤740連接。工作臺(tái)面200上方設(shè)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(guò)真空吸管940與真空泵920連接。床身100上設(shè)置控制盤740，控制盤740與手控操作器730連接，控制盤740還與檢測(cè)裝置連接。檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。該切削拋光機(jī)還包括噴霧系統(tǒng)810和潤(rùn)滑系統(tǒng)820、閥門開(kāi)關(guān)830和噴霧潤(rùn)滑840。噴霧系統(tǒng)810設(shè)置于主軸伺服電機(jī)310旁邊，潤(rùn)滑系統(tǒng)820設(shè)置于橫梁420的背面上，閥門開(kāi)關(guān)830設(shè)置于床身100上,噴霧潤(rùn)滑840的噴嘴設(shè)置與刀具600芳。米用上述噴霧冷卻裝置，刀具600切削拋光過(guò)程中無(wú)塵無(wú)飛濺物，避免了傳統(tǒng)工藝中產(chǎn)生的布輪拋光粉塵飛揚(yáng)對(duì)周圍環(huán)境的污染，保護(hù)了工人的健康安全。刀具600為金剛石刀具。該刀具600的材質(zhì)可選用單晶或聚晶金剛石刀具，其結(jié)構(gòu)采用焊接式，焊接強(qiáng)度> 450Mp。刀具600的技術(shù)參數(shù)(5)切削刃跳動(dòng)彡2 3μπι。(6)前刀面粗糙度 Ra ^ O. 05 μ m。(7)后刀面粗糙度Ra彡O. I μ m。(8)刀刃鋒利度P彡I 2μηι。(5)刀刃鋸齒度在300 500倍顯微鏡下檢測(cè)無(wú)鋸齒度缺陷。其余同實(shí)施例I。實(shí)施例3一種亞克力異形曲面的切削拋光方法，如圖I-圖4所示，包括以下步驟(I)預(yù)先將加工用的刀具600按使用順序全部插入刀庫(kù)，采用機(jī)械手或其它自動(dòng)換刀裝置按加工程序自動(dòng)交換刀具。(2)開(kāi)動(dòng)拋光機(jī)前，用電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭測(cè)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(jī)的工作臺(tái)面200的真空吸盤910或夾具上，啟動(dòng)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(diào)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。處理采用用MastercanuUG或Pro/E軟件編制加工程序和刀路軌跡，另外進(jìn)刀方法采用螺旋方式切削。(6)切削拋光機(jī)自動(dòng)退出對(duì)刀裝置或紅寶石探頭，啟動(dòng)主軸300旋轉(zhuǎn)，用一把或數(shù)把硬質(zhì)合金刀具，通過(guò)機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置換刀具切削完成亞克力板材1000整個(gè)加工程序中的粗切任務(wù)。(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(dá)到透、光、亮的超光滑表面。本發(fā)明的工作原理是在切削拋光機(jī)上用數(shù)字控制技術(shù)及精密金剛石刀具切削技術(shù)對(duì)亞克力板材1000進(jìn)行二維或三維曲面以及組合平面的鏡面切削拋光加工。本發(fā)明采用數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)和精密金剛石刀具的切削技術(shù)，加工精度高，尺寸一致性好，尺寸誤差彡O. 02mm，表面粗糙度Ra ( O. 02 μ m(20nm)，透光度彡91 92%?！ひ陨巷@示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種亞克力異形曲面的切削拋光方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)預(yù)先將切削拋光機(jī)的刀具按使用順序全部插入刀庫(kù)，采用換刀裝置按加工程序自動(dòng)交換刀具； (2)開(kāi)動(dòng)拋光機(jī)前，采用檢測(cè)裝置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(jī)的工作臺(tái)面的固定裝置上，啟動(dòng)真空泵將亞克力板材固定在固定裝置上； (4)由繪圖軟件繪制的二維或三維圖樣； (5)用編程軟件編制加工程序和刀具走刀路徑，并進(jìn)刀； (6)切削拋光機(jī)自動(dòng)退出檢測(cè)裝置，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，用刀具，通過(guò)換刀裝置換刀具切削完成亞克力板材整個(gè)加工程序中的粗切任務(wù)； (7)用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(dá)到透、光、亮的超光滑表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(I)中，所述換刀裝置為機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(I)中，所述固定裝置為真空吸盤或夾具。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(2)中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(4)中，所述繪圖軟件為AutoCAD、Solidworks、UG、Pro/E。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(5)中，所述編程軟件為Mastercam、UG 或 Pro/E。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中步驟(5)中，進(jìn)刀方法采用螺旋方式切削。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中，步驟(6)中，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中，步驟(6)中，所述換刀裝置為機(jī)械手或自動(dòng)換刀裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中，步驟(6)所述刀具為硬質(zhì)合金刀具，所述的刀具為一把或數(shù)把；步驟(7)中，所述刀具為金剛石刀具；所述刀具的數(shù)量為一把或數(shù)把。
11.一種如權(quán)利要求I所述的亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，包括床身(100)、工作臺(tái)面(200)、換刀裝置、刀庫(kù)(500)和刀具￠00)，所述床身(100)上設(shè)置工作臺(tái)面(200)，所述工作臺(tái)面(200)上方設(shè)置刀庫(kù)(500)，所述刀庫(kù)(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)及主軸絲杠(360)與主軸伺服電機(jī)(310)連接，所述主軸伺服電機(jī)(310)與電氣控制箱(720)連接，所述主軸伺服電機(jī)(310)還與電源連接； 所述電氣控制箱(720)與人機(jī)界面控制板(710)連接，所述電氣控制箱(720)還與檢測(cè)裝置連接；所述工作臺(tái)面(200)上方設(shè)置固定亞克力板材(1000)的固定裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述換刀裝置為機(jī)械手(410)；所述機(jī)械手(410)與刀庫(kù)伺服電機(jī)(510)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述工作臺(tái)面(200)包括縱向工作臺(tái)面(210)、縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠(230)、橫向工作臺(tái)面(220)，橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠(240);所述床身(100)上設(shè)置縱向工作臺(tái)面(210)，縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠(230)與縱向伺服電機(jī)(812)連接；所述縱向工作臺(tái)面(210)上設(shè)置橫向工作臺(tái)面(220)，橫向工作臺(tái)進(jìn)給絲杠(240)與橫向伺服電機(jī)(811)連接，所 述橫向伺服電機(jī)(811)、縱向伺服電機(jī)(812)與電氣控制箱(720)連接，所述橫向伺服電機(jī)(811)、縱向伺服電機(jī)(812)還與電源連接，所述橫向工作臺(tái)面(220)上設(shè)置固定亞克力板材(1000)的固定裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述床身(100)上設(shè)置縱向X軸導(dǎo)軌(411)，在縱向工作臺(tái)面(210)上設(shè)置橫向Y軸導(dǎo)軌(412)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述主軸(300)兩側(cè)設(shè)置上下Z軸導(dǎo)軌(413) ο
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述固定裝置包括真空吸盤(910)或夾具。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述真空吸盤910通過(guò)抽氣管(930)與真空泵(920)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述刀具為金剛石刀具(600)。
20.一種如權(quán)利要求I所述的亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)，包括床身(100)、工作臺(tái)面(200)、換刀裝置、刀庫(kù)(500)和刀具￠00)，所述床身(100)上設(shè)置工作臺(tái)面(200)，所述工作臺(tái)面(200)上方設(shè)置刀庫(kù)(500)，所述刀庫(kù)(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)設(shè)置于橫梁(420)上，所述主軸(300)與伺服電機(jī)(900)連接，所述伺服電機(jī)(900)與控制盤(740)連接，所述伺服電機(jī)(900)還與電源連接； 所述控制盤(740)與手控操作器(730)連接，所述控制盤(740)還與檢測(cè)裝置連接； 所述工作臺(tái)面(200)上方設(shè)置固定亞克力板材(1000)的固定裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述換刀裝置為自動(dòng)換刀裝置；所述自動(dòng)換刀裝置與刀庫(kù)伺服電機(jī)(510)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述橫梁(420)上下分別設(shè)置橫梁上線軌(440)、橫梁下線軌(430);所述橫梁(420)的左右兩側(cè)分別設(shè)置橫梁左支座(421)和橫梁右支座(422);所述橫梁左支座(421)和橫梁右支座(422)上內(nèi)側(cè)分別設(shè)置左側(cè)線軌的滑塊付(431)、右側(cè)線軌的滑塊付(432);所述橫梁(420)上有橫梁絲杠(423)與橫梁伺服電機(jī)(450)連接；所述橫梁左支座(421)和橫梁右支座(422)分別與左側(cè)絲桿(441)和右側(cè)絲桿(442)連接；所述左側(cè)絲桿(441)和右側(cè)絲桿(442)與伺服電機(jī)(900)連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，主軸(300兩側(cè)設(shè)置主軸左線軌(330)、主軸右線軌(340)，主軸伺服電機(jī)(310)控制主軸(300)沿主軸左線軌(330)、主軸右線軌(340)上下移動(dòng)；所述主軸伺服電機(jī)(310)通過(guò)主軸數(shù)據(jù)電纜(350)與控制盤(740)連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)裝置為電感對(duì)刀裝置或紅寶石探頭。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述固定裝置包括真空吸盤(910)或夾具。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述真空吸盤(910)通過(guò)真空吸管(940)與真空泵(920)連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述拋光機(jī)還包括噴霧系統(tǒng)(810)和潤(rùn)滑系統(tǒng)(820)，所述噴霧系統(tǒng)(810)設(shè)置于主軸伺服電機(jī)(310)旁邊，所述潤(rùn)滑系統(tǒng)(820)設(shè)置于橫梁(420)的背面上，所述閥門開(kāi)關(guān)(830)設(shè)置于床身(100)上，噴霧潤(rùn)滑(840)的噴嘴設(shè)置于刀具(600)旁。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述床身(100)上設(shè)置線纜接口(120)，所述線纜接口(120)上設(shè)置數(shù)據(jù)電氣線纜(150)，數(shù)據(jù)電氣線纜(150)與伺服電機(jī)(900)連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述床身(100)還設(shè)置床身加強(qiáng)筋(130)。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述床身(100)下設(shè)置床身可調(diào)支柱(140)。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的切削拋光機(jī)，其特征在于，所述刀具為粗切的硬質(zhì)合金刀具。
32.—種亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)的刀具，其特征在于，所述刀具為金剛石刀具。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的刀具，其特征在于，所述刀具的材質(zhì)為單晶或聚晶金剛石刀具。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的刀具，其特征在于，所述刀具的結(jié)構(gòu)采用焊接式，焊接強(qiáng)度彡 450Mp。
全文摘要
一種亞克力異形曲面的切削拋光方法該方法，包括(1)預(yù)先將切削拋光機(jī)的刀具按使用順序全部插入刀庫(kù)；(2)開(kāi)動(dòng)拋光機(jī)前，檢測(cè)刀具與加工表面的距離；(3)將亞克力板材固定；(4)由繪圖軟件繪制的二維或三維圖樣；(5)用編程軟件編制加工程序和刀具走刀路徑，并進(jìn)刀；(6)拋光機(jī)自動(dòng)退出檢測(cè)裝置，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，用刀具，通過(guò)換刀裝置換刀具切削完成粗切任務(wù)；(7)用若干把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(dá)到透、光、亮的超光滑表面。并公開(kāi)了其設(shè)備，包括亞克力異形曲面的切削拋光機(jī)和切削拋光機(jī)的刀具。本發(fā)明加工精度高，尺寸一致性好，切削拋光機(jī)的時(shí)間利用率高，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)B24B29/02GK102950529SQ20111023647
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者陸海鈺 申請(qǐng)人:上海點(diǎn)派企業(yè)形象策劃有限公司