[發明專利]三維曲面加工裝置及方法和應用

有效

• 申請號: 202010244811.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111421637B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 錢德貴
• 申請（專利權）人: 錢德貴;錢瑋瑋
• 主分類號: B27M3/24
• 分類號: B27M3/24;B27J1/00;B27C5/00;B27G13/12
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 周麗娟

1.一種三維曲面加工裝置，其特征在于，包括：

切削工具，包括切削部分，所述切削部分的切削刃的形狀與目標加工曲面上特征曲線的形狀相同，所述目標加工曲面為由所述特征曲線沿著平掃方向進行平移掃描所獲得的三維曲面，所述特征曲線由以下方式確定：以所述平掃方向為X軸方向，在X軸方向上取不同位置用一組平行于YOZ面的平面截切所述目標加工曲面得到一組截交線，比較各條截交線在XOY面上投影聚集所得的直線段，取最長直線段所對應的截交線為特征曲線，所述特征曲線為弧線；

夾具，用于夾持待加工零件坯料，使得所述待加工零件坯料固定在所述夾具上且所述待加工零件坯料的待加工區域置于所述切削工具的切削刃下；

進給機構，與所述夾具連接，用于實現所述夾具在X軸方向上的傳動，從而實現所述待加工零件坯料沿X軸方向的進給運動；

凸輪機構，包括從動件和固定的凸輪；其中，所述凸輪的特征輪廓曲線的形狀與所述目標加工曲面投影在XOZ面上所呈現的外輪廓線的形狀互為上下對稱的鏡像，所述特征輪廓曲線自起始端至終止端的指向與所述待加工零件坯料向著所述切削工具的前進方向一致；所述從動件安裝在所述夾具的底板的底部，且所述從動件與所述凸輪相配合，使得在所述夾具沿X軸方向的進給過程中，所述從動件沿著所述凸輪的特征輪廓曲線自起始端運動到終止端；

其中，YOZ面為所述目標加工曲面的正視圖的投影面，XOY面為所述目標加工曲面的俯視圖的投影面；XOZ面為所述目標加工曲面的側視圖的投影面。

2.如權利要求1所述的三維曲面加工裝置，其特征在于，所述切削工具為固定式成型刀具或回轉刀盤。

3.如權利要求1所述的三維曲面加工裝置，其特征在于，所述凸輪為移動式凸輪或回轉式凸輪。

4.如權利要求1所述的三維曲面加工裝置，其特征在于，所述凸輪為板狀凸輪或盤式凸輪。

5.如權利要求1所述的三維曲面加工裝置，其特征在于，所述從動件為滾子從動件或尖頂從動件。

6.一種三維曲面加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：確定目標加工曲面后，將所述目標加工曲面視為由特征曲線沿著平掃方向進行平移掃描所獲得的三維曲面，所述特征曲線通過以下方式確定：以所述平掃方向為X軸方向，在X軸方向上取不同位置用一組平行于YOZ面的平面截切所述目標加工曲面得到一組截交線，比較各條所述截交線在XOY面上投影聚集所得的直線段，取最長直線段所對應的截交線為特征曲線，所述特征曲線為弧線；

步驟二：以所述特征曲線的形狀作為切削工具的切削部分的切削刃的形狀，制得切削工具；

步驟三：確定所述目標加工曲面投影在XOZ面上所呈現的外輪廓線的形狀，將其旋轉180°所得的曲線作為凸輪的特征輪廓曲線的形狀，制得凸輪；

步驟四：將待加工零件坯料夾持在夾具上；將所述切削工具安裝在適當位置，使得所述待加工零件坯料的待加工區域置于所述切削工具的切削刃下并與所述切削刃接觸；將所述凸輪安置在適當位置，使得所述凸輪與安裝在所述夾具的底板的底部的從動件相配合：所述從動件與所述凸輪的特征輪廓曲線的起始端接觸，所述凸輪的特征輪廓曲線自起始端至終止端的指向與所述待加工零件坯料向著所述切削工具的前進方向一致，所述從動件的運動軌跡與所述凸輪的特征輪廓曲線一致；

步驟五：啟動與所述夾具連接的進給機構，使得所述夾具連同所述待加工零件坯料沿著X軸方向向前運動，相應地，所述從動件沿著所述凸輪的特征輪廓曲線自起始端向終止端運動，當所述從動件與所述凸輪的特征輪廓曲線的終止端接觸時，完成一次加工循環，得到具有目標加工曲面的目標零件；

其中，YOZ面為所述目標加工曲面的正視圖的投影面，XOY面為所述目標加工曲面的俯視圖的投影面；XOZ面為所述目標加工曲面的側視圖的投影面。

7.如權利要求6所述的三維曲面加工方法，其特征在于，所述從動件為滾子從動件或尖頂從動件。

8.如權利要求1～5中任一項所述的三維曲面加工裝置在竹木制品的三維曲面加工上的應用。

9.如權利要求6或7所述的三維曲面加工方法在竹木制品的三維曲面加工中的應用。