本发明属于精密机械加工技术领域，具体涉及一种金属镜面精密加工装置，包括斜式自清洁机身，机身上设有主轴组件、顶针组件和下刀架组件，机身后侧还设有上刀架组件，机身外罩设有壳体，壳体左侧设有刀具库，右侧设有功能仓；下刀架组件包括超声波加工刀，上刀架组件包括豪克能执行器；刀具库内设有刀具暂存架，功能仓底部设有循环冷却机构，上部设有豪克能发生器及超声波发生器，各导轨上均设有冷却液进出口。本发明各导轨增设内冷却设置，提高导轨稳定性和常规使用的寿命；采用超声波刀高频振动切削加工，提高镜面加工的精密度和抗疲劳强度；豪

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113695615 A (43)申请公布日 2021.11.26 (21)申请号 0.7 B23Q 3/155 (2006.01) B23Q 11/00 (2006.01) (22)申请日 2021.09.27 B23Q 11/10 (2006.01) (71)申请人 焦作市万方集团精密制造有限公司 地址 454350 河南省焦作市修武县周庄镇 人民路与万方路交叉口东北角 (72)发明人 姚琪李聚兵梁红锋 (74)专利代理机构 焦作市科彤知识产权代理事 务所(普通合伙) 41133 代理人 杨东 (51)Int.Cl. B23B 29/32 (2006.01) B23P 9/00 (2006.01) B23P 17/02 (2006.01) B23Q 1/00 (2006.01) B23Q 3/12 (2006.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (54)发明名称 一种金属镜面精密加工装置 (57)摘要 本发明属于精密机械加工技术领域，具体涉 及一种金属镜面精密加工装置，包括斜式自清洁 机身，机身上设有主轴组件、顶针组件和下刀架 组件，机身后侧还设有上刀架组件，机身外罩设 有壳体，壳体左侧设有刀具库，右侧设有功能仓； 下刀架组件包括超声波加工刀，上刀架组件包括 豪克能执行器；刀具库内设有刀具暂存架，功能 仓底部设有循环冷却机构，上部设有豪克能发生 器及超声波发生器，各导轨上均设有冷却液进出 口。本发明各导轨增设内冷却设置，提高导轨稳 定性和常规使用的寿命；采用超声波刀高频振动切削加 工，提高镜面加工的精密度和抗疲劳强度；豪克 A 能加工可提高镜面光洁度、表面显微硬度、耐磨 5 性和抵抗腐蚀能力，提升金属镜面机械加工品质。 1 6 5 9 6 3 1 1 N C CN 113695615 A 权利要求书 1/2页 1.一种金属镜面精密加工装置，包括机身，所述机身上方设置有横向夹持加工件一端 的主轴组件、抵紧所述加工件另一端的顶针组件和用于安装加工刀具的下刀架组件，其特 征在于：所述机身为上表面呈45°倾斜设置的斜式自清洁机身，机身后侧还设置有上刀架组 件，机身外侧罩设有壳体，所述壳体左侧设置有刀具库，右侧设置有功能仓；所述下刀架组 件包括超声波加工刀，所述上刀架组件包括豪克能执行器；所述顶针组件和下刀架组件通 过X轴导轨可滑动地设置在所述机身上，且机身前部固设有竖直凸起的挡板，所述挡板后侧 设置有直线导轨一，所述顶针组件和下刀架组件上均设置有与所述直线导轨一配合的滑 块，所述上刀架组件通过直线导轨二可滑动设置在机身上，所述顶针组件、上刀架组件和下 刀架组件右侧分别连接有驱动螺杆一、驱动螺杆二和驱动螺杆三，驱动螺杆一、驱动螺杆二 和驱动螺杆三的右端对应设置有电机一、电机二和电机三，所述刀具库内设置有刀具暂存 架，所述功能仓底部设置有循环冷却机构，上部设置有与所述豪克能执行器配套的豪克能 发生器以及与所述超声波加工刀配套的超声波发生器，所述壳体前侧设置有电控箱，所述 电控箱上设置有操作面板。 2.根据权利要求1所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征是：所述下刀架组件包 括轨道座、移动架、旋转刀盘，所述X轴导轨为动静压导轨，所述轨道座底端设置有与所述X 轴导轨相配合的动静压滑动轴承，顶部设置有Y轴导轨和Y轴齿条，所述移动架下部设置有 与所述Y轴导轨相配合的滑块一，所述旋转刀架可转动地设置在移动架一侧，所述旋转刀盘 上周向布设有多个超声波加工刀，所述移动架内设置有行走电机和舵机一，所述行走电机 的电机轴上设置有与所述Y轴齿条相配合的齿轮，所述舵机一的输出轴与所述旋转刀盘同 轴连接。 3.依据权利要求2所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征是：所述上刀架组件包 括轨道小车、连接转盘和上刀头，所述轨道小车底端设置有与所述直线导轨二配合的直线 滑块，轨道小车朝向加工件的一侧设置有Z轴导轨，所述连接转盘通过滑块二与所述Z轴导 轨滑动连接，所述连接转盘内设置有舵机二，所述舵机二的输出轴与所述上刀头连接，所述 上刀头上安装有豪克能执行器，所述轨道小车内部设置有用于驱动连接转盘上下移动的驱 动螺杆四，所述驱动螺杆四上端设置有电机四。 4.依据权利要求3所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征是：所述循环冷却机构 包括冷却液箱，冷却液箱外侧设置有用于泵送冷却液的循环泵，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴 导轨、直线导轨一和直线导轨二的一端均设置有冷却液进口，另一端均设置有冷却液出口， 轨道小车一侧设置有冷却液喷淋管，各所述冷却液进口及冷却液喷淋管均通过软管与所述 循环泵的出液口相连接，所述机身下部设置有用于回收冷却液的回流管，所述冷却液箱上 部设置有用于滤除加工碎屑的过滤网，所述回流管的出液口伸至所述过滤网上方。 5.根据权利要求1所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征在于：所述刀具暂存架为 垂直式链条输送机，输送机的主动轮上配合设置有电机五，输送机链条上可拆卸布设有多 个备用刀具。 6.根据权利要求1所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征在于：所述超声波加工刀 包括外壳、设于所述外壳内的超声波换能器、设于所述超声波换能器端部的调幅器以及与 所述调幅器可更换连接的刀具一，所述外壳上设有电刷接电装置，所述电刷接电装置与所 述超声波换能器电连接。 2 2 CN 113695615 A 权利要求书 2/2页 7.根据权利要求1所述的一种金属镜面精密加工装置，其特征在于：所述豪克能执行器 包括依次连接的锥柄、刀身和刀具二，所述刀身上设置有气管接头和电缆接头，所述刀具二 可更换安装在所述刀身上，所述气管接头外接至压缩空气管路，所述电缆接头与所述豪克 能发生器电连接。 3 3 CN 113695615 A 说明书 1/4页 一种金属镜面精密加工装置 技术领域 [0001] 本发明属于精密机械加工技术领域，具体涉及一种金属镜面精密加工装置。 背景技术 [0002] 机械加工是通过机械设备对工件的外形尺寸或性能进行加工的过程，一般按照加 工方式可分为切削加工和压力加工。切削加工通常在机床上进行，随着现在机械加工件的 加工精度要求越来越高，特别是金属镜面这类要求精度极高的精密加工，传统机床已经很 难满足加工要求，这也催生了精密机械加工设备的快速发展，但是目前现有的精密机械加 工设备进行金属镜面加工的技术还不成熟，普遍存在以下问题：1、车削加工刀架运动不够 稳定，影响加工精度，且滑轨发热降温满，影响滑轨寿命；2、加工过程中刀具直接与工件接 触切削，走刀阻力大，刀具磨损大，冷却不好，易产生积屑瘤，难以达到镜面加工要求；3、对 于镜面加工要求较高的工件，还是需采用粗加工、精加工、抛光、磨削等方法，工序多，效率 低；4、镜面加工现在常用的滚压加工对加工件表面损伤大，脆硬层易起皮剥落，废品率高。 发明内容 [0003] 针对上述情况，本发明提供了一种金属镜面精密加工装置。 [0004] 为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案： [0005] 一种金属镜面精密加工装置，包括机身，所述机身上方设置有横向夹持加工件一 端的主轴组件、抵紧所述加工件另一端的顶针组件和用于安装加工刀具的下刀架组件，所 述机身为上表面呈45°倾斜设置的斜式自清洁机身，机身后侧还设置有上刀架组件，机身外 侧罩设有壳体，所述壳体左侧设置有刀具库，右侧设置有功能仓；所述下刀架组件包括超声 波加工刀，所述上刀架组件包括豪克能执行器；所述顶针组件和下刀架组件通过X轴导轨可 滑动地设置在所述机身上，且机身前部固设有竖直凸起的挡板，所述挡板后侧设置有直线 导轨一，所述顶针组件和下刀架组件上均设置有与所述直线导轨一配合的滑块，所述上刀 架组件通过直线导轨二可滑动设置在机身上，所述顶针组件、上刀架组件和下刀架组件右 侧分别连接有驱动螺杆一、驱动螺杆二和驱动螺杆三，驱动螺杆一、驱动螺杆二和驱动螺杆 三的右端对应设置有电机一、电机二和电机三，所述刀具库内设置有刀具暂存架，所述功能 仓底端设置有循环冷却机构，上部设置有与所述豪克能执行器配套的豪克能发生器以及与 所述超声波加工刀配套的超声波发生器，所述壳体前侧设置有电控箱，所述电控箱上设置 有操作面板。 [0006] 进一步地，所述下刀架组件包括轨道座、移动架、旋转刀盘，所述X轴导轨为动静压 导轨，所述轨道座底端设置有与所述X轴导轨相配合的动静压滑动轴承，顶部设置有Y轴导 轨和Y轴齿条，所述移动架下部设置有与所述Y轴导轨相配合的滑块一，所述旋转刀架可转 动地设置在移动架一侧，所述旋转刀盘上周向布设有多个超声波加工刀，所述移动架内设 置有行走电机和舵机一，所述行走电机的电机轴上设置有与所述Y轴齿条相配合的齿轮，所 述舵机一的输出轴与所述旋转刀盘同轴连接。 4 4 CN 113695615 A 说明书 2/4页 [0007] 进一步地，所述上刀架组件包括轨道小车、连接转盘和上刀头，所述轨道小车底部 设置有与所述直线导轨二配合的直线滑块，轨道小车朝向加工件的一侧设置有Z轴导轨，所 述连接转盘通过滑块二与所述Z轴导轨滑动连接，所述连接转盘内设置有舵机二，所述舵机 二的输出轴与所述上刀头连接，所述上刀头上安装有豪克能执行器，所述轨道小车内部设 置有用于驱动连接转盘上下移动的驱动螺杆四，所述驱动螺杆四上端设置有电机四。 [0008] 进一步地，所述循环冷却机构包括冷却液箱，冷却液箱外侧设置有用于泵送冷却 液的循环泵，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨、直线导轨一和直线导轨二的一端均设置有冷 却液进口，另一端均设置有冷却液出口，轨道小车一侧设置有冷却液喷淋管，各所述冷却液 进口及冷却液喷淋管均通过软管与所述循环泵的出液口相连接，所述机身下部设置有用于 回收冷却液的回流管，所述冷却液箱上部设置有用于滤除加工碎屑的过滤网，所述回流管 的出液口伸至所述过滤网上方。 [0009] 进一步地，所述刀具暂存架为垂直式链条输送机，输送机的主动轮上配合设置有 电机五，输送机链条上可拆卸布设有多个备用刀具。 [0010] 进一步地，所述超声波加工刀包括外壳、设于所述外壳内的超声波换能器、设于所 述超声波换能器端部的调幅器以及与所述调幅器可更换连接的刀具一，所述外壳上设有电 刷接电装置，所述电刷接电装置与所述超声波换能器电连接，超声波换能器通电后产生超 声波，并由所述调幅器将超声波能量放大后驱动刀具一高频振动。 [0011] 进一步地，所述豪克能执行器包括依次连接的锥柄、刀身和刀具二，所述刀身上设 置有气管接头和电缆接头，所述刀具二可更换安装在所述刀身上，所述气管接头外接至压 缩空气管路，所述电缆接头与所述豪克能发生器电连接，所述刀具二可根据实际需要进行 更换。 [0012] 本发明还包括能够使其正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本发 明中未加限定的装置或组件，如：主轴组件、顶针组件、豪克能发生器、豪克能执行器、超声 波发生器、超声波换能器、调幅器和电控箱及其控制电路设置等，均采用本领域的现有技 术。 [0013] 本发明的有益效果如下： [0014] 本发明提供的一种金属镜面精密加工装置，采用斜式自清洁机身，更节省空间，加 工碎屑能够被自行冲洗清理下来，保持机身的清洁卫生，避免卡入滑动导轨中，同时各导轨 增设内冷却设置，提高导轨的运行稳定性和使用寿命；采用超声波刀进行高频振动切削加 工，可减小切削刀的阻力，降低切削刀磨损，避免切削面超高温产生积屑瘤，保证镜面加工 的精密度，提高加工件的抗疲劳强度；另外还可对加工件进行豪克能加工，能够使金属镜面 光洁度大幅提升，且工件的表面显微硬度提高20％以上，提高加工件镜面的耐磨性和耐腐 蚀性，避免出现脆硬层起皮剥落的情况，提升金属镜面的机械加工品质。 附图说明 [0015] 图1为实施例中金属镜面精密加工装置的结构示意图。 [0016] 图2为图1中X轴导轨的冷却结构示意图。 [0017] 图3为图1中豪克能执行器的结构示意图。 [0018] 图4为图1中超声波加工刀的结构示意图。 5 5 CN 113695615 A 说明书 3/4页 具体实施方式 [0019] 下面将结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清晰完整地描述，显然，所描 述实施例仅仅是本发明的部分实施例，而非全部实施例。 [0020] 需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等所指示的方位或位置关 系均为基于附图所示，仅为便于描述。 [0021] 实施例 [0022] 如图1‑4所示，一种金属镜面精密加工装置，包括机身1，所述机身上方设置有横向 夹持加工件一端的主轴组件2、抵紧所述加工件另一端的顶针组件3和用于安装加工刀具的 下刀架组件4，所述机身为上表面呈45°倾斜设置的斜式自清洁机身，机身后侧还设置有上 刀架组件5，机身外侧罩设有壳体6，所述壳体左侧设置有刀具库7，右侧设置有功能仓8；所 述下刀架组件包括超声波加工刀9，所述上刀架组件包括豪克能执行器10；所述顶针组件和 下刀架组件通过X轴导轨11可滑动地设置在所述机身上，且机身前部固设有竖直凸起的挡 板12，所述挡板后侧设置有直线，所述顶针组件和下刀架组件上均设置有与所述 直线导轨一配合的滑块，所述上刀架组件通过直线可滑动设置在机身上，所述顶 针组件、上刀架组件和下刀架组件右侧分别连接有驱动螺杆一、驱动螺杆二和驱动螺杆三， 驱动螺杆一、驱动螺杆二和驱动螺杆三的右端对应设置有电机一15、电机二16和电机三17， 所述刀具库内设置有刀具暂存架18，所述功能仓底端设置有循环冷却机构，上部设置有与 所述豪克能执行器配套的豪克能发生器19以及与所述超声波加工刀配套的超声波发生器 20，所述壳体前侧设置有电控箱21，所述电控箱上设置有操作面板22。 [0023] 所述下刀架组件包括轨道座23、移动架24、旋转刀盘25，所述X轴导轨为动静压导 轨，所述轨道座底端设置有与所述X轴导轨相配合的动静压滑动轴承26，顶部设置有Y轴导 轨27和Y轴齿条28，所述移动架下部设置有与所述Y轴导轨相配合的滑块一，所述旋转刀架 可转动地设置在移动架一侧，所述旋转刀盘上周向布设有多个超声波加工刀，所述移动架 内设置有行走电机和舵机一，所述行走电机的电机轴上设置有与所述Y轴齿条相配合的齿 轮，所述舵机一的输出轴与所述旋转刀盘同轴连接。 [0024] 所述上刀架组件包括轨道小车29、连接转盘30和上刀头31，所述轨道小车底部设 置有与所述直线导轨二配合的直线滑块，轨道小车朝向加工件的一侧设置有Z轴导轨32，所 述连接转盘通过滑块二与所述Z轴导轨滑动连接，所述连接转盘内设置有舵机二，所述舵机 二的输出轴与所述上刀头连接，所述上刀头上安装有豪克能执行器，所述轨道小车内部设 置有用于驱动连接转盘上下移动的驱动螺杆四，所述驱动螺杆四上端设置有电机四33。 [0025] 所述循环冷却机构包括冷却液箱34，冷却液箱外侧设置有用于泵送冷却液的循环 泵35，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨、直线导轨一和直线导轨二的一端均设置有冷却液进 口36，另一端均设置有冷却液出口，轨道小车一侧设置有冷却液喷淋管37，各所述冷却液进 口及冷却液喷淋管均通过软管与所述循环泵的出液口相连接，所述机身下部设置有用于回 收冷却液的回流管38，所述冷却液箱上部设置有用于滤除加工碎屑的过滤网39，所述回流 管的出液口伸至所述过滤网上方。 [0026] 所述刀具暂存架为垂直式链条输送机，输送机的主动轮上配合设置有电机五40， 输送机链条上可拆卸布设有多个备用刀具。 [0027] 所述超声波加工刀包括外壳41、设于所述外壳内的超声波换能器42、设于所述超 6 6 CN 113695615 A 说明书 4/4页 声波换能器端部的调幅器43以及与所述调幅器可更换连接的刀具一44，所述外壳上设有电 刷接电装置45，所述电刷接电装置与所述超声波换能器电连接，超声波换能器通电后产生 超声波，并由所述调幅器将超声波能量放大后驱动刀具一高频振动。 [0028] 所述豪克能执行器包括依次连接的锥柄46、刀身47和刀具二48，所述刀身上设置 有气管接头49和电缆接头50，所述刀具二可更换安装在所述刀身上，所述气管接头外接至 压缩空气管路，所述电缆接头与所述豪克能发生器电连接，所述刀具二可结合实际需要进 行更换。 [0029] 本发明的技术方案并不限于上述具体实施例的限制，在不偏离所说明实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见 的，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何技术变形，均落入本发明的保护范围以内。 7 7 CN 113695615 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 8 8 CN 113695615 A 说明书附图 2/2页 图3 图4 9 9

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