用于机加工工件的设备和方法技术

一种用于机加工铸造工件的主轴组件，其包括固定装置，所述固定装置围绕固定装置轴线将旋转运动提供至所述工件。第一主轴围绕第一主轴轴线将旋转运动提供至切削工具并且第二主轴围绕第二主轴轴线将旋转运动提供至第二切削工具。所述第一主轴轴线和第二主轴轴线垂直于所述固定装置轴线。所述固定装置设置于所述第一主轴与第二主轴之间。所述固定装置的枢转运动为所述第一主轴和第二主轴提供接近所述工件的相对的侧的机会，使所述切削工具能够同时地切削所述工件的相对的侧。所述第一切削工具和第二切削工具能替换为第三切削工具和第四切削工具以将替代的或不同的孔切削至所述工件中。

Apparatus and method for machining workpieces

A spindle assembly for machining a casting workpiece includes a fixing device that provides rotational movement to the workpiece around the axis of the fixing device. The first spindle provides rotational motion around the first spindle axis to the cutting tool, and the second spindle supplies the rotational motion around the second spindle axis to the second cutting tool. The first spindle axis and the second main axis are perpendicular to the axis of the fixing device. The fixing device is arranged between the first main shaft and the second main shaft. The pivoting motion of the fixing device provides the first spindle and the second spindle with an opportunity to approach the opposite side of the workpiece so that the cutting tool can simultaneously cut the opposite side of the workpiece. The first cutting tool and the second cutting tool can be replaced with a third cutting tool and a fourth cutting tool to cut alternative or different holes into the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机加工工件的设备和方法现有技术专利申请本申请要求于2014年8月22日提交的美国临时专利申请第62/040,596号以及于2014年10月28日提交的美国非临时专利申请第14/525,300号的优先权。
本专利技术总体涉及用于机加工工件的设备和方法。更特别地，本专利技术涉及一种用于在工件中加工出特征部的主轴机床。
技术介绍
众所周知，在铸造工件中机加工出特征部为批量生产设施中的瓶颈。铸造工件的批量生产方面的瓶颈的一个这样的示例为机加工比如图1中所示的铸造车轮46。铸造车轮46通常包括切削的螺栓孔60以及切削的气门杆孔75，对所述孔的切削形成制造瓶颈。用于在公路车辆上使用的铸造车轮正变得越来越合乎要求，特别是在使用轻质合金来减小质量时。尽管具有潜在的质量减轻，在与由金属片冲压而成的车轮相比时，对增加铸造车轮的市场占有率不利的是较慢的制造过程。虽然铸造过程相对于形成金属片而言为较慢的，但是制造过程中的瓶颈一直是机床操作，特别是在形成孔以容置螺帽以及气门杆时。例如，参考图2，现有技术的主轴机床总体表示为10。当前的主轴机床10包括其上安装有车轮14的固定装置12。切削工具16固定至主轴18。主轴18和切削工具16沿笛卡尔坐标系统的Z轴沿竖直方向定向。如将在下文中进一步解释说明的，主轴18围绕固定装置12沿圆周方向运动。如同样将在下文中进一步解释说明的，固定装置12围绕Y轴旋转。按这种方式，使切削工具16围绕车轮14运动至多个位置以切削所期望的孔。在图2至4中示出在车轮14中形成螺栓孔20的步骤。如图2中所示，沿竖直取向将车轮14安装于固定装置12上并且使切削工具16运动至第一螺栓孔20的位置。主轴18使切削工具16围绕Z轴沿圆周方向运动，将多个螺栓孔20切削至车轮14的面24中。当车轮旋转至图3中所示的取向时，如通过图3的、用于标明更换工具的操作的TC所标明的，将第二切削工具26固定至主轴18。在那时，使车轮围绕Y轴旋转，以使得车轮的后表面28面向切削工具26。在图4中，第二切削工具26围绕Z轴沿圆周方向运动，用于将第二构造切削至车轮14的后表面28中——在此示例中为孔20中的互补的特征部。当完成在图4中所示的、机加工车轮14的步骤时，使车轮14再一次围绕Y轴旋转并且执行另外的更换工具的操作TC以将第三切削工具30固定至主轴18。固定装置12再一次使车轮14在Y轴上旋转，以将第三切削工具30定位于气门杆孔22的位置处。一旦第三切削工具30形成气门杆孔22的一部分，固定装置12就再一次使车轮14在Y轴上旋转至图5中所示的取向，并且执行至第四切削工具32的另外的更换工具的操作TC，以切削气门杆孔22的后部分。一旦完成，就执行另一更换工具的操作TC并且固定装置12使车轮旋转至初始位置，此时将车轮14移除。本专利技术所属领域的技术人员应当理解的是，通过图2至5所示的步骤，需要四次更换工具的操作TC并且执行固定装置的、围绕Y轴的四次旋转。以上所描述的切削过程已经变成铸造车轮的制造过程的瓶颈。简化该过程以提高效率以及减小周期时间以减小制造成本将是可取的。
技术实现思路
用于机加工铸造工件的主轴组件包括用于固定工件的固定装置。所述固定装置围绕由所述固定装置所限定的固定装置轴线将旋转运动提供至所述工件。主轴轴线为大致水平的，以改善切屑在重力辅助下离开作业区域的效率。第一主轴与第二主轴沿相反方向延伸。所述第一主轴围绕第一主轴轴线将旋转运动提供至切削工具并且所述第二主轴围绕第二主轴轴线将旋转运动提供至第二切削工具。所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线均横向于所述固定装置轴线。所述固定装置设置于所述第一主轴与所述第二主轴之间并且将围绕固定装置轴线的枢转运动转移至所述工件。所述枢转运动为所述第一主轴和所述第二主轴提供接近所述工件的相对的侧的机会，使所述第一切削工具和所述第二切削工具能够同时地切削所述工件的相对的侧。所述第一切削工具和第二切削工具能同时地替换为第三切削工具和第四切削工具，以将替代的或不同的孔切削至所述工件中。本专利技术的组件使在工件(比如车轮)中机加工出孔所需的时间的量减小多达50％。工件的、相对于能够同时地机加工具有不同构造的轮廓或孔的相对的主轴的取向是提供更快速的周期时间的很多独特的和独创的方面中的一个。此外，在包括两种不同的机加工轮廓或孔的工件上仅仅需要单次更换工具的操作。这与需要至少四次更换工具的操作来达到相同的工件构造的现有技术的装置显著地不同。附图说明本专利技术的其它优点将被容易地理解，因为当结合附图考虑时，通过参考以下具体描述本专利技术将被更好地理解，其中：图1示出工件的剖视图；图2示出现有技术的主轴机床在第一加工阶段中的示意图；图3示出现有技术的主轴机床的第二加工阶段；图4示出现有技术的主轴机床的第三加工阶段；图5示出现有技术的主轴机床的第四加工阶段；图6示出本专利技术的主轴机床的示意图；图7示出本专利技术的主轴机床的第一加工阶段；以及图8和9示出本专利技术的主轴机床的第二加工阶段。具体实施方式用于机加工铸造工件(比如，车轮)的主轴组件总体表示为图6的40。固定装置42用来固定工件，比如，例如用于在组件40中加工的车轮46。本专利技术所属领域的技术人员应当理解的是，在本申请中对车轮的描述仅仅是示例性的并且还可在题述组件40中加工其它铸造构件。固定装置42限定固定装置轴线44，车轮46围绕固定装置轴线44枢转。第一主轴48与第二主轴50沿着相反的方向朝向固定装置42延伸。因此，第一主轴48和第二主轴50在固定装置42的相对侧上沿相反方向延伸。如在图6中最好地示出的，由具有x、y以及z轴的3轴笛卡尔坐标系统限定组件40。第一主轴48围绕第一主轴轴线54将旋转运动提供至第一切削工具52。第二主轴50围绕第二主轴轴线58将旋转运动提供至第二切削工具56。第一切削工具52和第二切削工具56沿笛卡尔坐标系统的y轴、沿相反方向延伸。固定装置轴线44沿图6中所示的笛卡尔坐标系统的x轴延伸。这种布置使第一切削工具52和第二切削工具56能够同时地切削车轮46的相对侧，提供先前未实现的加工效率。第一主轴48能沿笛卡尔坐标系统的y轴和x轴运动。同样地，第二主轴50也能沿笛卡尔坐标系统的x轴和y轴运动。因此，第一主轴轴线54和第二主轴轴线58为同轴的并且能移动至平行关系中。这样，使第一切削工具52和第二切削工具56能够同时地切削车轮46的不同的位置。例如，组件40被构造成在车轮46中切削出多个螺栓孔60(图7)。典型的螺栓孔60包括第一螺栓特征部62和第二螺栓特征部64(在图1中最好地观察到)。第一螺栓特征部62被构造成容置螺帽(未示出)并且第二螺栓特征部64被构造成容置螺柱(未示出)。这些特征部中的每一个需要不同的切削工具来实现适当的构造。组件40通过使第一主轴轴线54和第二主轴轴线58从同轴关系移动至平行关系而提供同时地切削所述多个螺栓孔60的不同的特征部的能力。本专利技术所属领域的技术人员应当理解的是，本专利技术的组件40提供三个旋转轴线：固定装置轴线44、第一主轴轴线54、以及第二主轴轴线58。参考图7至9最好地解释说明具有三个旋转轴线的好处。图6至9示出通过本专利技术的组件40加工的车轮46的两个位置。如图6中所示，将车轮46放置于固定装置42上面，其中车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机加工铸造工件的主轴组件，所述主轴组件包括：用于固定工件的固定装置，所述固定装置围绕由所述固定装置所限定的固定装置轴线将旋转运动提供至所述工件；沿相反方向延伸的第一主轴和第二主轴，所述第一主轴围绕第一主轴轴线将旋转运动提供至切削工具并且所述第二主轴围绕第二主轴轴线将旋转运动提供至另一切削工具，所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线均垂直于所述固定装置轴线；以及所述固定装置设置于所述第一主轴与所述第二主轴之间，并且能使所述工件围绕所述固定装置轴线进行枢转运动，从而使得所述第一主轴和所述第二主轴能够接近所述工件的相对侧，由此使所述切削工具和所述另一切削工具能够同时地切削所述工件的相对侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.22 US 62/040,596;2014.10.28 US 14/525,3001.一种用于机加工铸造工件的主轴组件，所述主轴组件包括：用于固定工件的固定装置，所述固定装置围绕由所述固定装置所限定的固定装置轴线将旋转运动提供至所述工件；沿相反方向延伸的第一主轴和第二主轴，所述第一主轴围绕第一主轴轴线将旋转运动提供至切削工具并且所述第二主轴围绕第二主轴轴线将旋转运动提供至另一切削工具，所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线均垂直于所述固定装置轴线；以及所述固定装置设置于所述第一主轴与所述第二主轴之间，并且能使所述工件围绕所述固定装置轴线进行枢转运动，从而使得所述第一主轴和所述第二主轴能够接近所述工件的相对侧，由此使所述切削工具和所述另一切削工具能够同时地切削所述工件的相对侧。2.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线能移动成平行关系。3.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线为同轴的。4.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一切削工具包括与所述第二切削工具不同的构造，其中所述第一切削工具在所述工件中切削出孔的第一部分并且所述第二切削工具在所述工件中切削出所述孔的第二部分。5.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一主轴轴线和所述第二主轴轴线为能移动的，从而使所述第一切削工具和所述第二切削工具处理所述工件的不同的位置。6.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一切削工具和所述第二切削工具能替换为第三切削工具和第四切削工具以在所述工件中切削出另外的孔。7.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述固定装置允许所述第一切削工具和所述第二切削工具同时接近，以同时在所述工件的相对侧中切削出特征部。8.根据权利要求6所述的主轴组件，其特征在于，所述固定装置允许所述第三切削工具和所述第四切削工具同时接近，以同时在所述工件的相对侧中切削出特征部。9.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一主轴和所述第二主轴均能沿笛卡尔坐标系统的三个轴运动，并且所述固定装置能沿所述笛卡尔坐标系统的两个轴运动。10.根据权利要求1所述的主轴组件，其特征在于，所述第一主轴和所述第二主轴能...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·斯特里克林，
申请(专利权)人：高级工业国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US