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對于像無機(jī)保溫絕熱材料等多孔、較脆的立方體工件六個表面（上下、左右和前后）的切削加工，現(xiàn)有的加工工序一般將工件放在手推小車上，向前推動小車，高速轉(zhuǎn)動的鋸片銑刀就會切去工件兩側(cè)多余的材料，手動轉(zhuǎn)動工件90。后，切削其余兩側(cè)面，加工完四個側(cè)面后，將工件平放，推動小車前進(jìn)，分別加工上下兩個表面。為了確保所需面足夠平整，最后還要用滾刀銑削加工表面，每道工序只能加工一個或者兩個表面，各工序間都需要人工手動參與操作，危險系數(shù)大、勞動強(qiáng)度高、效率低下，工件精度很難保證，并且防塵效果差、環(huán)境污染嚴(yán)重、噪聲危害很大¹⁴。

為此，設(shè)計采用專業(yè)流水線工序，工件的夾持、運(yùn)送和翻轉(zhuǎn)均實現(xiàn)了全自動控制，使用工作范圍增大，生產(chǎn)效率顯著提高，整個加工過程更加安全、可靠

1設(shè)計方案

1.1整體方案設(shè)計

立方體工件六個表面全自動切削加工中心的整體結(jié)構(gòu)主要由傳送機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)等構(gòu)成（如圖1所示）

按照流水線前后順序，依次裝備上游切削裝置、翻轉(zhuǎn)裝置和下游切削裝置。上游切削裝置及下游切削裝置分別包括用于夾緊立方體工件的切削夾持機(jī)構(gòu)、用于切削立方體工件上表面及兩個側(cè)面的切削機(jī)構(gòu)；工件經(jīng)過上游切削裝置切削上表面及兩個側(cè)面后，經(jīng)翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)以0°,輸送至下游切削裝置，切削下表面及兩剩余側(cè)面。

上游切削裝置與下游切削裝置呈垂直分布，其切削機(jī)構(gòu)包括用于銑削工件上表面的銑削裝置以及鋸削工件兩側(cè)面的鋸削裝置。上游切削裝置及下游切削裝置的機(jī)架底部兩側(cè)設(shè)有排料裝置，可以及時方便地運(yùn)送切削廢料，避免堆積形成二次污染。

翻轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)包括用于夾持工件的左夾持板及右夾持板,分別固定連接于移動軸和主動轉(zhuǎn)軸之一上，其板面平行設(shè)置^[74 .移動軸與主動轉(zhuǎn)軸采用同軸設(shè)置，移動軸相對主動轉(zhuǎn)軸可軸向移動而不相互轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向鍵槽連接;工件夾緊機(jī)構(gòu)，包括主動絲杠、主動絲杠與移動軸和主動轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置;連接板與主動絲杠配合的螺母固定連接,與移動軸軸承連接；主動絲杠轉(zhuǎn)動帶動固定連接于螺母上的連接板移動，帶動移動軸軸向移動，固定連接于移動軸上的左夾持板、右夾持板隨之移動，兩夾持板之間的距離變化實現(xiàn)工件的放松或夾緊。

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動轉(zhuǎn)軸和移動軸，主動轉(zhuǎn)軸連接電機(jī)帶動移動軸轉(zhuǎn)動，帶動連接于主動轉(zhuǎn)軸以及移動軸上的左夾持板與右夾持板隨之轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。

1.2工作流程設(shè)計

工件隨傳送機(jī)構(gòu)前進(jìn)，通過檢測裝置檢測到工件，電動機(jī)通過鏈傳動帶動小車前行,進(jìn)入夾持裝置，沿軌道方向自動夾緊，這樣不影響兩側(cè)面的加工。通過帶傳動帶動盤銑刀粗銑工件的上表面，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，機(jī)架兩側(cè)的鋸片加工兩個側(cè)面，之后，再用滾刀精銑上表面，在此過程中小車保持勻速直線運(yùn)動，此時，立方體工件3個表面已經(jīng)加工完成■■運(yùn)動到_定位置時，通過檢測，小車停止，在接下來的位置安裝了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將工件夾緊并翻轉(zhuǎn)IWT,此時小車沿與原路線成9(T的方向繼續(xù)運(yùn)動，加工下底面及左右兩側(cè)面，加工方法與前面加工過程相似。為了確保安全，整個加工中心用龍門架罩住，安裝鋼化玻璃便于觀察加工進(jìn)程，同時在機(jī)架的底部兩側(cè)設(shè)計了排料裝置，將廢料自動收集并排出，省去了工人用鐵锨將廢料鏟到推車上再運(yùn)走的麻煩，減少了人力和物力，提高了生產(chǎn)效率，同時避免了環(huán)境二次污染1.3翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計

自動翻轉(zhuǎn)裝置包括基座、夾持機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(如圖3所示），，基座支撐和固定翻轉(zhuǎn)體、夾持體、夾持機(jī)構(gòu)包括左夾持板和右夾持板，左夾持板與移動軸連接，右夾持板與主動轉(zhuǎn)軸連接,兩軸同軸設(shè)置。主動轉(zhuǎn)軸和移動軸的連接端的側(cè)面上加工有導(dǎo)向鍵槽，實現(xiàn)移動軸相對主動轉(zhuǎn)軸可軸向移動但不相對轉(zhuǎn)動，保證在翻轉(zhuǎn)過程中準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定的技術(shù)要求⁵。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過控制系統(tǒng)檢測工件是否按照預(yù)期被放入到小車固定位置。達(dá)到指定位置時，翻轉(zhuǎn)動力停止；夾持動力觸發(fā)啟動，松開夾持板到固定位置，再次由翻轉(zhuǎn)動力帶動翻轉(zhuǎn)體回到初始位置，等待執(zhí)行下_次重復(fù)運(yùn)動，實現(xiàn)工件的精確翻轉(zhuǎn)，如此往復(fù)。

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結(jié)束語：

研究結(jié)果表明，該立方體工件六個表面全自動切削加工中心設(shè)計顯著縮短保溫材料的切削加工時間，提高切削效率，降低保溫隔熱材料的加工制作成本,減少粉塵污染。2社會可持續(xù)發(fā)展，倡導(dǎo)低碳生活和提升我國在相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力具有積極的促進(jìn)作用。該切削加工中心的核心機(jī)構(gòu)一自動翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理，可推廣用于類似加工中心的設(shè)計,

立方體工件六個表面全自動切削加工中心的設(shè)計

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