一种端面铣床的制作方法

本实用新型涉及一种端面铣床，属于铝门窗幕墙型材加工设备技术领域。

背景技术：

在铝门窗幕墙加工领域，用于榫接结构的型材需要加工端面。原来的加工方式为多个锯片或者铣刀，手动调整，设备成本虽低，但操作复杂，适合大批量生产。因国内生产结构调整，大批量生产门窗的高峰期已过，家装市场兴起。家装门窗型材加工的特点是型材种类多，而批量少，需经常调整刀具位置；因此原来的手动端铣类设备已不再适合家装型材的加工。采用数控设备加工型材，能根据不同的型材调用不同的程序，自动调整刀具位置，使用方便。但数控设备控制一个机头至少需要两个轴，若要保证加工效率，至少不低于手动调整刀具的设备的加工效率，则需设置多个机头，使得结构复杂、成本高，市场难以推广。目前行业内的数控加工设备一般只设置两个机头，每个机头带动一个锯片，需要五个轴，但加工效率较低，尚不及人工调整的加工设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种端面铣床，能够实现大幅度提高设备加工效率，在成本增加很少的情况下，通过刀具组合使用，达到高效加工型材的目的。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：

一种端面铣床，包括床身，床身上设置有工作台、左机头和右机头，工作台上设置有型材夹紧装置，其特征在于：所述的左机头上设置主轴箱，主轴箱的上侧安装一个上锯片、下侧安装一个下锯片；所述的右机头安装有一个可调整角度的可调整锯片；三个锯片可以分别单独使用，也可以组合使用。

上述的一种端面铣床中，所述的左机头和右机头均设置于滑板上，床身与滑板之间设有第一动力装置和第一导轨副，第一动力装置驱动滑板可沿第一导轨副左右移动；第一导轨副的直线导轨安装在床身上、滑块安装在滑板上。

上述的一种端面铣床中，所述的左机头包括滑动连接于滑板左端的Y1轴滑座、滑动连接于Y1轴滑座上的Z1轴滑板、固定在Z1轴滑板上的左主轴电机和所述的主轴箱，主轴箱通过联轴器与左主轴电机相连；

所述的右机头包括固定在滑板右端的Y2轴座、滑动连接于Y2轴座上的Z2轴滑板、滑动连接于Z2轴滑板上的Y2轴滑板、固定在Y2轴滑板上的旋转气缸、固定在旋转气缸输出端上的右主轴电机，右主轴电机上连接所述的可调整锯片。

上述的一种端面铣床中，所述的滑板与Y1轴滑座之间设有第二导轨副和第二动力装置，第二动力装置驱动Y1轴滑座沿第二导轨副前后移动；第二导轨副的直线导轨安装在滑板上、滑块安装在Y1轴滑座上；第二动力装置包括第二伺服电机、第二滚珠丝杠副，第二伺服电机固定于滑板上，第二伺服电机与第二滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于滑板上，第二滚珠丝杠副的螺母连接于Y1轴滑座上；

所述的Y1轴滑座与Z1轴滑板之间设有第三导轨副和第三动力装置，第三动力装置驱动Z1轴滑板沿第三导轨副上下移动；第三导轨副的直线导轨安装在Y1轴滑座上、滑块安装在Z1轴滑板上；

第三动力装置包括第三伺服电机、第三滚珠丝杠副，第三伺服电机固定于Y1轴滑座上，第三伺服电机与第三滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Y1轴滑座上，第三滚珠丝杠副的螺母连接于Z1轴滑板上。

上述的一种端面铣床中，所述的Y2轴座与Z2轴滑板之间设有第四导轨副和第四动力装置，第四动力装置驱动Z2轴滑板沿第四导轨副上下移动；第四导轨副的直线导轨安装在Y2轴座上、滑块安装在Z2轴滑板上；第四动力装置包括第四伺服电机、第四滚珠丝杠副，第四伺服电机固定于Y2轴座上，第四伺服电机与第四滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Y2轴座上，第四滚珠丝杠副的螺母连接于Z2轴滑板上；

所述的Z2轴滑板与Y2轴滑板之间设有第五导轨副和第五动力装置，第五动力装置驱动Y2轴滑板沿第五导轨副前后移动；第五导轨副的直线导轨安装在Z2轴滑板上、滑块安装在Y2轴滑板上；

第五动力装置包括第五伺服电机、第五滚珠丝杠副，第五伺服电机固定于Z2轴滑板上，第五伺服电机与第五滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Z2轴滑板上，第五滚珠丝杠副的螺母连接于Y2轴滑板上。

上述的一种端面铣床中，所述的第一动力装置包括第一伺服电机、第一滚珠丝杠副，第一伺服电机固定于床身上，第一伺服电机与第一滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于床身上，第一滚珠丝杠副的螺母连接于滑板上。

上述的一种端面铣床中，所述的第一动力装置为气缸，气缸尾端安装在床身上、气缸的杆端与滑板相连。

上述的一种端面铣床中，所述的Z1轴滑板上固定连接电机安装板和主轴箱支架，左主轴电机安装在电机安装板上，主轴箱安装在主轴箱支架上。

进一步地，所述的Y2轴座上设置与工作台相对应的定位板。

利用上述端面铣床加工型材榫口的方法，包括以下步骤：

a)根据型材端面榫口型式，选择上锯片、下锯片、可调整锯片组合或者单独使用；

b)根据型材端面榫口型式和选择的锯片编辑程序；

c)按型材的编号保存程序；

d)将程序调入设备控制系统；

e)程序无负载运行，验证程序；

f)将一根或多根型材放到工作台上，靠紧定位板；

g)压紧型材；

h)启动程序，此时若型材不压紧，则程序不执行；

i)定位板退回；

j)左主轴电机启动（右主轴电机根据程序编程有选择地启动）；

k)Y1轴滑座、Y2轴座、Y2轴滑板、Z1轴滑板、Z2轴滑板移动到程序指定的坐标位置；

l)第一传动装置带动滑板作进给移动，对工件进行铣削加工；

m) 上锯片212、下锯片213、可调整锯片310随着滑板移动完成对工件第一个工步的加工；

n) Y1轴滑座、Y2轴座、Y2轴滑板、Z1轴滑板、Z2轴滑板移动到下一程序段指定的坐标位置；

o) 第一传动装置带动滑板作进给移动，对工件进行第二个工步的铣削加工；

p) Y1轴滑座、Y2轴座、Y2轴滑板、Z1轴滑板、Z2轴滑板移动到再下一程序段指定的坐标位置；

q)第一传动装置带动滑板作进给移动，对工件进行铣削加工，完成下一个工步的铣削加工；

r)重复完成几个工步，榫口加工完成；

s)Y1轴滑座、Y2轴座、Y2轴滑板、Z1轴滑板、Z2轴滑板移动到远离工件的位置；

t)第一传动装置带动滑板移动至初始位置，同时定位板也移动至初始位置；

u)加工完成，压紧块402自动升起；

v)取出型材；

w)重复以上f～v步骤操作，加工下一根型材；

x)完成本类别型材加工；

y)更换型材，调入相应程序进行加工。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的端面铣床在其左机头的主轴箱上设置上下两个锯片，上下两个锯片根据需要可以采用不同的厚度，如上锯片为普通的薄锯片，下锯片为厚锯片（盘铣刀），而且右机头的锯片可旋转调整；型材需要进行端面矩形口加工的时候，左机头选用薄锯片，右机头的锯片为垂直方式；根据榫口宽度的不同，可选择左右机头的组合铣削或单独铣削，能大大提高榫口铣削效率；当铣薄的榫口时，左机头选薄锯片，右机头根据榫口宽度的不同，可选择参与左机头的组合铣削；当榫口尺寸大于两个薄锯片的厚度时，左机头选择厚锯片，右机头根据榫口宽度的不同，可选择参与左机头的组合铣削。与目前的仅有两个锯片的设备相比，加工效率至少提高30%。

附图说明

图1是本实用新型的轴测示意图。

图2是本实用新型的轴测示意图（去掉工作台后）。

图3是本实用新型的主视示意图。

图4是本实用新型的左视示意图。

图5是本实用新型的后侧轴测示意图。

图6是型材端面加工前的示意图。

图7是型材端面加工后的榫口示意图。

图8是两根型材采用榫口连接的示意图。

图中：101-床身，102-第一导轨副，103-滑板，104第一动力装置，105 型材，

2-左机头，201-第二导轨副，202-第二动力装置，203-Y1轴滑座，204-第三导轨副，205-第三动力装置，206-Z1轴滑板，207-电机安装板，208-左主轴电机，209-主轴箱支架，210-主轴箱，211-联轴器，212-上锯片，213-下锯片，

3-右机头，301-Y2轴座，302-第四导轨副，303-第四动力装置，304-Z2轴滑板，305-第五导轨副，306-第五动力装置，307-Y2轴滑板，308-旋转气缸，309-右主轴电机，310-可调整锯片，311-定位板，

401-工作台，402-压紧块，403-压紧气缸。

具体实施方式

为能清楚说明本实用新型的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图，对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。

请参阅图1至图4，一种端面铣床，床身101上设置有工作台401、工作台401上设置有型材夹紧装置，包括设置于工作台401上部的气缸安装板、压紧气缸403、压紧块402，压紧气缸403竖直安装在气缸安装板上，压紧气缸403的杆端连接压紧块402，为了对压紧块402进行导向，本实施例中，压紧块402的四角分别设置一个导柱，气缸安装板上对应设置4个导套，导柱可在导套内滑动。

左机头2和右机头3均设置于滑板103上，床身101与滑板103之间设有第一动力装置104和第一导轨副102，第一动力装置104驱动滑板103可沿第一导轨副102左右移动，实现刀具的进给。第一导轨副102的直线导轨安装在床身101上、滑块安装在滑板103上。

具体地，上述第一动力装置104包括第一伺服电机、第一伺服电机通过联轴器连接的第一滚珠丝杠副，第一伺服电机固定于床身101上，第一伺服电机通过联轴器与第一滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于床身101上，第一滚珠丝杠副的螺母连接于滑板103上。

第一动力装置104还可以采用气缸，气缸尾端安装在床身101上、气缸的杆端与滑板103相连。

所述的左机头2包括滑动连接于滑板103左端的Y1轴滑座203、滑动连接于Y1轴滑座203上的Z1轴滑板206、固定在Z1轴滑板206上的左主轴电机208和所述的主轴箱210；

具体地，Z1轴滑板206上固定连接电机安装板207和主轴箱支架209，左主轴电机208安装在电机安装板207上，主轴箱210安装在主轴箱支架209上，主轴箱210通过联轴器211与左主轴电机208相连；主轴箱210的上侧安装一个上锯片212、下侧安装一个下锯片213或者盘铣刀；

所述的滑板103与Y1轴滑座203之间设有第二导轨副201和第二动力装置202，第二动力装置202驱动Y1轴滑座203沿第二导轨副201前后移动；第二导轨副201的直线导轨安装在滑板103上、滑块安装在Y1轴滑座203上；第二动力装置202包括第二伺服电机、第二伺服电机通过联轴器连接的第二滚珠丝杠副，第二伺服电机固定于滑板103上，第二伺服电机通过联轴器与第二滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于滑板103上，第二滚珠丝杠副的螺母连接于Y1轴滑座203上；

所述的Y1轴滑座203与Z1轴滑板206之间设有第三导轨副204和第三动力装置205，第三动力装置205驱动Z1轴滑板206沿第三导轨副204上下移动；第三导轨副204的直线导轨安装在Y1轴滑座203上、滑块安装在Z1轴滑板206上；

第三动力装置205包括第三伺服电机、第三伺服电机通过联轴器连接的第三滚珠丝杠副，第三伺服电机固定于Y1轴滑座203上，第三伺服电机通过联轴器与第三滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Y1轴滑座203上，第三滚珠丝杠副的螺母连接于Z1轴滑板206上。

所述的右机头3包括固定在滑板103右端的Y2轴座301、滑动连接于Y2轴座301上的Z2轴滑板304、滑动连接于Z2轴滑板304上的Y2轴滑板307、固定在Y2轴滑板307上的旋转气缸308、固定在旋转气缸308输出端上的右主轴电机309，右主轴电机309上连接可调整锯片310。可调整锯片310与左机头2上的2个锯片可以分别单独使用，也可以组合使用。

所述的Y2轴座301与Z2轴滑板304之间设有第四导轨副302和第四动力装置303，第四动力装置303驱动Z2轴滑板304沿第四导轨副302上下移动；第四导轨副302的直线导轨安装在Y2轴座301上、滑块安装在Z2轴滑板304上；第四动力装置303包括第四伺服电机、第四伺服电机通过联轴器连接的第四滚珠丝杠副，第四伺服电机固定于Y2轴座301上，第四伺服电机通过联轴器与第四滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Y2轴座301上，第四滚珠丝杠副的螺母连接于Z2轴滑板304上；

所述的Z2轴滑板304与Y2轴滑板307之间设有第五导轨副305和第五动力装置306，第五动力装置306驱动Y2轴滑板307沿第五导轨副305前后移动；第五导轨副305的直线导轨安装在Z2轴滑板304上、滑块安装在Y2轴滑板307上；

第五动力装置306包括第五伺服电机、第五伺服电机通过联轴器连接的第五滚珠丝杠副，第五伺服电机固定于Z2轴滑板304上，第五伺服电机通过联轴器与第五滚珠丝杠副的丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过轴承座、轴承转动连接于Z2轴滑板304上，第五滚珠丝杠副的螺母连接于Y2轴滑板307上。

为了方便对待加工型材定位，Y2轴座301上设置与工作台401相对应的定位板311；定位板311连接于定位气缸的杆端，定位气缸安装于气缸座上，气缸座连接于Y2轴座301上，定位气缸两侧还设置有2个导柱、导套，导套连接于气缸座上，导柱连接于定位板311上，导柱在导套内滑动对定位板311进行导向。

本实施例中，滑板103通过第一导轨副102滑动连接在床身101上，作为整个加工部装的底座，通过第一动力装置104的伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和螺母副的传动，滑板103可左右水平横向移动，实现了刀具进给。Y1轴滑座203通过第二导轨副201滑动连接在滑板103上，通过第二动力装置的伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和螺母副传动，Y1轴滑座203可以实现前后运动。Z1轴滑板206通过第三导轨副滑动连接在Y1轴滑座203上，通过第三驱动装置的伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和螺母副传动，Z1轴滑板206可实现上下运动。Z1轴滑板206的上部安装有左主轴电机208，下部安装有主轴箱210，主轴箱210内安装有主轴；左主轴电机208通过联轴器211和主轴箱210的主轴相连，传递动力。主轴箱210的上下两侧分别安装上锯片212和下锯片213，两个锯片的厚度不等（厚的锯片也称为盘铣刀），两个锯片均在水平位置。Y2轴座301直接安装在滑板103上，Z2轴滑板304通过第四导轨副滑动连接在Y2轴座301上，通过第四动力装置的伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和螺母副传动，Z2轴滑板304可以上下移动。Y2轴滑板307通过第五导轨副滑动连接在Z2轴滑板304上，通过第五动力装置的伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和螺母副传动，Y2轴滑板307可以前后移动。旋转气缸308安装在Y2轴滑板307上，右主轴电机309通过第二电机安装板安装在旋转气缸308上，可调整锯片310直接安装在右主轴电机309上。旋转气缸308通过电磁阀控制可以实现角度旋转，从而带动右主轴电机309和可调整锯片310转动，使可调整锯片310位于水平和竖直方向。

下锯片213和上锯片212设置在同一个主轴箱210上，厚度不同；本实施例下锯片213为厚锯片，上锯片212为薄锯片；可调整锯片310可以调整到水平位置，与下锯片213或上锯片212组合使用。其中，厚锯片的厚度大于薄锯片与可调整锯片310的厚度之和。

Y2轴座301上设有定位板311，型材的端面紧靠到定位板311上，实现了型材的端面定位。床身101上还安装有工作台401，工作台401上端设有压紧气缸403，压紧气缸403的杆端连接压紧块402，压紧块402可以牢固地压紧型材。

本实施例中，左主轴电机208、右主轴电机309采用伺服电机，第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、旋转气缸308、左主轴电机208、右主轴电机309均与控制系统相连接。

在本实用新型中，左机头2的主轴箱210上设置上下两个锯片，下锯片213和上锯片212只能选择其中的一个参与加工。控制系统内有它们的相对坐标，选择某一个锯片后，控制系统会调用这个锯片的坐标，进行编程。

型材需要进行端面矩形口加工的时候，左机头2选用薄锯片，右机头3的锯片为垂直方式；根据榫口宽度的不同，可选择左右机头的组合铣削或单独铣削；当铣薄的榫口时，左机头2选择薄锯片，右机头3的锯片为水平方式，右机头3根据榫口宽度的不同，可选择参与或不参与左机头2的组合铣削；当榫口尺寸大于两个薄锯片的厚度时，左机头2选择厚锯片，右机头3的锯片为水平方式，右机头3根据榫口宽度的不同，可选择参与或不参与左机头2的组合铣削。

右机头3的锯片选择垂直方式或水平方式、左机头2选择薄锯片或厚锯片、以及右机头3是否与左机头2的组合铣削，均由控制系统控制；具体的控制编程过程根据实际操作的需要设计，不属于本实用新型的结构范围，且为实现控制的电路布置以及连接均能够根据本实用新型的硬件结构设计，结合动作目的、借助电控领域的常识加以克服，所以不作详述。

利用本实施例的端面铣床加工型材榫口的方法，包括以下步骤：

a)根据型材端面榫口型式，选择上锯片、下锯片、可调整锯片组合或者单独使用；

b)根据型材端面榫口型式和选择的锯片编辑程序；

c)按型材的编号保存程序；

d)将程序调入设备控制系统；

e)程序无负载运行，验证程序；

f)将一根或多根型材放到工作台401上，靠紧定位板311；

g)压紧型材；

h)启动程序，此时若型材不压紧，则程序不执行；

i)定位板311退回；

j)左主轴电机208启动（右主轴电机309根据程序编程有选择地启动）；

k)Y1轴滑座203、Y2轴座301、Y2轴滑板307、Z1轴滑板206、Z2轴滑板304移动到程序指定的坐标位置；

l)第一传动装置带动滑板103作进给移动，对工件进行铣削加工；

m) 上锯片212、下锯片213、可调整锯片310随着滑板103移动完成对工件第一个工步的加工；

n) Y1轴滑座203、Y2轴座301、Y2轴滑板307、Z1轴滑板206、Z2轴滑板304移动到下一程序段指定的坐标位置；

o) 第一传动装置带动滑板103作进给移动，对工件进行第二个工步的铣削加工；

p) Y1轴滑座203、Y2轴座301、Y2轴滑板307、Z1轴滑板206、Z2轴滑板304移动到再下一程序段指定的坐标位置；

q)第一传动装置带动滑板103作进给移动，对工件进行铣削加工，完成下一个工步的铣削加工；

r)重复完成几个工步，榫口加工完成；

s) Y1轴滑座203、Y2轴座301、Y2轴滑板307、Z1轴滑板206、Z2轴滑板304移动到远离工件的位置；

t)第一传动装置带动滑板103移动至初始位置，同时定位板311也移动至初始位置；

u)加工完成，压紧气缸403驱动压紧块402升起；

v)取出型材；

w)重复以上f～v步骤操作，加工下一根型材；

x)完成本类别型材加工；

y)更换型材，调入相应程序进行加工。

在对本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。