一种加装高速主轴的普通金属CNC机及其使用方法技术

本发明专利技术涉及CNC机械加工技术领域，公开一种加装高速主轴的普通金属CNC机及其使用方法，该加装高速主轴的普通金属CNC机包括设置在机座上的四轴工作台、夹具、原配主轴和刀具库，四轴工作台位于原配主轴的下方，夹具安装在四轴工作台上，刀具库位于原配主轴的上方，刀具库夹持放置有多个不同规格的刀具，原配主轴上设置高速主轴固定架，高速主轴固定架设置有高速主轴，夹具夹紧并固定有待加工的工件，高速主轴从刀具库抓取并夹持刀具加工工件，四轴工作台驱动夹紧工件的夹具做相对于高速主轴的四轴运动，解决利用现有的普通金属CNC机来加工塑胶外观件或塑胶金属复合件并提高加工良率的难题，具有高加工效率和投入成本低的优势。

A Common Metal CNC Machine with High Speed Spindle and Its Application Method

The invention relates to the technical field of CNC machining, and discloses a common metal CNC machine with high-speed spindle and its use method. The common metal CNC machine with high-speed spindle includes four-axis worktable, fixture, original spindle and tool library installed on the machine base. The four-axis worktable is located below the original spindle, the fixture is installed on the four-axis worktable, and the tool library is located on the original spindle. Above the tool library, there are several cutters with different specifications. The original spindle is equipped with a high-speed spindle fixture. The high-speed spindle fixture is equipped with a high-speed spindle. The fixture clamps and fixes the workpiece to be processed. The high-speed spindle grasps and holds the workpiece processed by the tool library. The four-axis worktable drives the fixture that clamps the workpiece to move four axes relative to the high-speed spindle. The existing common metal CNC machine is used to process plastic exterior parts or plastic metal composite parts and improve the processing yield. It has the advantages of high processing efficiency and low input cost.

【技术实现步骤摘要】
一种加装高速主轴的普通金属CNC机及其使用方法
本专利技术涉及CNC机械加工
，具体涉及为一种加装高速主轴的普通金属CNC机及其使用方法。
技术介绍
目前，智能手机等消费电子产品外观结构件通常有三种类型：金属外观件、塑胶外观件和塑胶金属复合件。金属外观件通常是由普通金属CNC机加工成型的，塑胶外观件是由注塑机注塑成型的，塑胶金属复合件是将铝合金或镁合金压铸中板通过模内嵌件注塑成型的。塑胶外观件和塑胶金属复合件上的按键孔、USB孔、耳机孔、喇叭孔等孔位通常是采用CNC机加工成型的。对于用于加工智能手机等消费电子产品金属外观件的主流CNC机型称为普通金属CNC机，普通金属CNC机的主轴最高转速通常低于24000转/分钟，且一般机型都配备刀具库、四轴工作台。因此，采用普通金属CNC机加工塑胶外观件或塑胶金属复合件四个侧面的所有孔位，在一台普通金属CNC机上只需一次装夹就能够完成四个侧面所有孔位的自动加工。但是，由于普通金属CNC机的主轴最高转速相对较低，而实际加工塑胶外观件或塑胶金属复合件时，考虑到震动及动平衡因素，主轴转速通常控制在16000-18000转/分，因此加工时产品所受的切削力较大，会产生应力痕，会造成塑胶与金属接合处开裂，会在孔位边沿产生较大尺寸的崩漆，从而造成加工良率低。对于用于加工智能手机等消费电子产品塑胶外观件的主流CNC机型称为塑胶CNC机，塑胶CNC机的主轴最高转速可高达60000转/分钟。采用塑胶CNC机加工塑胶外观件或塑胶金属复合件的四个侧面孔位，产生的应力痕较轻，造成塑胶与金属接合处开裂的概率低，在孔位边沿产生较大尺寸崩漆的概率低。但是，常用的塑胶CNC机没有配备刀具库，其夹具工作台通常只能提供X轴、Y轴的平移运动，不能提供X轴的旋转运动。因此，采用塑胶CNC机加工塑胶外观件或塑胶金属复合件四个侧面的所有孔位，需要将加工过程拆分为四个工序，在一台塑胶CNC机上只加工一个侧面的孔位，再转移工件到下一台塑胶CNC机上加工下一个侧面的孔位，如此，需要四台塑胶CNC机通过四个工序才能完成一个工件在四个侧面的所有孔位的加工。由于加工一个工件需要的工序多、装夹次数多、机台数量多，造成物流和检验消耗的人力和时间成本高，从而造成加工效率低，同时工件多次转移及多次装夹造成损伤的概率增大，从而降低加工良率。而采用超高速金属CNC机加工塑胶外观件或塑胶金属复合件的四个侧面孔位，虽然能够提高加工良率，又能提高加工效率。但是，超高速金属CNC机相对普通金属CNC机价格昂贵，其高额的投入成本并不是大多数企业所能承担的起的。因此，如何利用现有的普通金属CNC机来加工塑胶外观件或塑胶金属复合件，并提高加工良率成为困扰CNC工程师的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加装高速主轴的普通金属CNC机及其使用方法，其主要目的在于利用普通金属CNC机加装高速主轴，在保证较高的加工效率下进一步提高加工良率，又不会涉及较大的成本投入，从而解决对于加工塑胶外观件或塑胶金属复合件的四个侧面孔位，采用普通金属CNC机加工存在加工良率低，采用塑胶CNC机加工存在加工效率低，采用超高速金属CNC机加工存在投入成本高的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种加装高速主轴的普通金属CNC机，包括设置在机座上的四轴工作台、夹具、原配主轴和刀具库，所述四轴工作台位于所述原配主轴的下方，所述夹具安装在所述四轴工作台上，所述刀具库位于所述原配主轴的上方，所述刀具库夹持放置有多个不同规格的刀具，所述原配主轴上设置有高速主轴固定架，所述高速主轴固定架设置有高速主轴，所述夹具通过定位孔夹紧并固定有待加工的工件，所述高速主轴从所述刀具库抓取并夹持所述刀具加工所述工件，所述四轴工作台驱动夹紧所述工件的夹具做相对于所述高速主轴的四轴运动。普通金属CNC机自带配备刀具库和四轴工作台，其中，刀具库用于夹持待用的刀具，四轴工作台为夹具提供相对于高速主轴的四轴运动，以便在一台普通金属CNC机上只需一次装夹工件就能够完成工件的四个侧面所有孔位的自动加工，提高加工效率。在原配主轴上利用高速主轴固定架加装高速主轴，利用高速主轴夹持刀具对工件进行加工，由于经加装高速主轴后可以进行更高转速的加工，其产生的应力痕较轻，提高了加工良率；相对购买超高速金属CNC机高昂的采购费用，采用价格较低的高速主轴也大幅度地降低企业机床采购成本。高速主轴又称为高速电主轴，高速主轴内置三相变频异步高效电机，由变频器根据编码器指令进行无级变速控制。高速主轴与编码器、变频器、冷却装置、润滑装置、自动换刀装置和刀具配合完成对工件的加工，这些装置都可直接在市场上购买得到，如高速主轴可选用广州市昊志机电股份有限公司的型号为DGZ-06260/1.8B1-IPWJM的产品，另外，该公司还出售高速主轴相关的配套产品。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述高速主轴固定架通过第一螺栓垂直紧固在所述原配主轴上。如此设置，便于组装和拆卸高速主轴固定架。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述高速主轴通过第二螺栓垂直紧固在所述高速主轴固定架上。如此设置，便于组装和拆卸高速主轴。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述高速主轴的最高转速为24000～100000转/分钟。高速主轴选用最高转速可达100000转/分钟的高速电主轴，由于转速较高，产生的应力痕较轻，造成塑胶与金属结合处开裂的概率低，在孔位边沿产生较大尺寸崩漆的概率低。优选地，所述高速主轴选用最高转速为60000转/分钟的高速主轴。考虑到震动及动平衡因素，加工塑胶外观件或塑胶金属复合件时，高速主轴的转速控制在30000～40000转/分钟之间效果最佳。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述四轴工作台驱动夹紧所述工件的所述夹具沿X轴方向和Y轴方向平移以及绕X轴旋转，所述高速主轴夹持所述刀具沿Z轴方向移动加工所述工件。如此设置，相对于需要四台塑胶CNC机通过四个工序才能完成一个工件四个侧面所有孔位的加工而言，采用四轴工作台，只需一个工序即可完成，装夹次数少，加工效率高。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述工件为塑胶外观件或塑胶金属复合件。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述工件的侧面经所述高速主轴加工后形成有至少一个孔位。通过高速主轴对工件的侧面加工形成不同的孔位。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述孔位包括按键孔、USB孔、耳机孔和喇叭孔。此外，还提供一种加装高速主轴的普通金属CNC机的使用方法，具体包括以下步骤：步骤一、将待加工的工件放置于夹具上的定位孔中并合拢夹具夹紧工件；步骤二、启动加装高速主轴的普通金属CNC机，按照预先设定的CNC加工程序运行；步骤三、高速主轴从刀具库抓取相应的刀具，并夹持固定刀具；步骤四、高速主轴高速旋转驱动刀具在工件的一个侧面上加工所有孔位；步骤五、在加工完成工件上一个侧面的所有孔位后，四轴工作台驱动夹具使工件转到另一个侧面，并在该侧面上加工孔位；步骤六、待所有侧面上的所有孔位都自动加工完成后，高速主轴停止转动，打开夹具，取出已完成加工后的工件；步骤七、如此重复步骤一至步骤六的操作，在加装高速主轴的普通金属CNC机上依次批量加工工件。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：1、对于加工塑胶外观件或塑胶金属复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加装高速主轴的普通金属CNC机，包括设置在机座上的四轴工作台、夹具、原配主轴和刀具库，所述四轴工作台位于所述原配主轴的下方，所述夹具安装在所述四轴工作台上，所述刀具库位于所述原配主轴的上方，所述刀具库夹持放置有多个不同规格的刀具，其特征在于，所述原配主轴上设置有高速主轴固定架，所述高速主轴固定架设置有高速主轴，所述夹具通过定位孔夹紧并固定有待加工的工件，所述高速主轴从所述刀具库抓取并夹持所述刀具加工所述工件，所述四轴工作台驱动夹紧所述工件的夹具做相对于所述高速主轴的四轴运动。

【技术特征摘要】
1.一种加装高速主轴的普通金属CNC机，包括设置在机座上的四轴工作台、夹具、原配主轴和刀具库，所述四轴工作台位于所述原配主轴的下方，所述夹具安装在所述四轴工作台上，所述刀具库位于所述原配主轴的上方，所述刀具库夹持放置有多个不同规格的刀具，其特征在于，所述原配主轴上设置有高速主轴固定架，所述高速主轴固定架设置有高速主轴，所述夹具通过定位孔夹紧并固定有待加工的工件，所述高速主轴从所述刀具库抓取并夹持所述刀具加工所述工件，所述四轴工作台驱动夹紧所述工件的夹具做相对于所述高速主轴的四轴运动。2.根据权利要求1所述的一种加装高速主轴的普通金属CNC机，其特征在于：所述高速主轴固定架通过第一螺栓垂直紧固在所述原配主轴上。3.根据权利要求1所述的一种加装高速主轴的普通金属CNC机，其特征在于：所述高速主轴通过第二螺栓垂直紧固在所述高速主轴固定架上。4.根据权利要求1所述的一种加装高速主轴的普通金属CNC机，其特征在于：所述高速主轴的最高转速为24000～100000转/分钟。5.根据权利要求4所述的一种加装高速主轴的普通金属CNC机，其特征在于：所述高速主轴选用最高转速为60000转/分钟的高速主轴。6.根据权利要求1所述的一种加装高速主轴的普通金属CNC机，其特征在于：所述四轴工作台驱动夹紧所述工件的所述夹具沿X...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜永权，漆建东，杜永达，谭炳元，
申请(专利权)人：广东格林精密部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44