阅读说明：本技术 一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备及工艺 (Battery shell machining equipment and technology with horizontal spindle double-acting gantry ) 是由 董威 杜洪亮 边嵩 韩兴 王旭 邵继红 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备,其中：机械手与行走单元相连,机械手带动电池壳体在行走单元上移动,配合自动防护门实现工件自动上下料；床身与排屑器和横梁相连,横梁在床身上横向移动,通过X轴进给丝杠、线轨一实现传动,滑鞍在横梁上横向移动,主轴箱在滑鞍上纵向移动,转台在床身相连,转台在床身上移动,转台上两侧分别安装有气动卡盘。一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备的加工工艺,对电池壳体进行加工,并通过直角铣头,具有间隔90°四方向分度功能,及伺服刀库实现自动换刀。本发明的优点：加工质量和效率更高,切屑更方便排出,提高了工件装夹位置的准确性和可靠性,同时提高装夹效率、加工效率。(A battery shell processing equipment configured with a horizontal spindle double-acting gantry is disclosed, wherein: the manipulator is connected with the walking unit and drives the battery shell to move on the walking unit, and automatic loading and unloading of workpieces are realized by matching with the automatic protective door; the lathe body is connected with the chip cleaner and the cross beam, the cross beam moves transversely on the lathe body, transmission is achieved through the X-axis feed screw and the linear rail, the sliding saddle moves transversely on the cross beam, the spindle box moves longitudinally on the sliding saddle, the rotary table is connected with the lathe body and moves on the lathe body, and the pneumatic chucks are respectively arranged on two sides of the rotary table. A processing technology of battery shell processing equipment with a horizontal spindle double-acting gantry is used for processing a battery shell, has a 90-degree-spaced four-direction indexing function through a right-angle milling head, and realizes automatic tool changing through a servo tool magazine. The invention has the advantages that: the processing quality and efficiency are higher, the cuttings are more conveniently discharged, the accuracy and the reliability of the workpiece clamping position are improved, and meanwhile, the clamping efficiency and the processing efficiency are improved.)

一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备及工艺

技术领域

本发明涉及用于新能源汽车大型电池壳体的加工领域，特别涉及了一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备及工艺。

背景技术

目前，现有的立式加工中心，在正常情况下为工作台结构，无法实现电池壳体翻转，如要实现翻转，龙门高度会明显提升，同时Z轴行程也会明显加大，整体刚性不足，加工存在干涉区域。立式主轴龙门加工机一般为单主轴龙门结构，占地面积大，加工效率低。

发明内容

本发明的目的是针对现有立式主轴龙门加工机的不足，特提供了一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备及工艺。

本发明提供了一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，其特征在于：所述的配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，包括机械手1、行走单元2、整机全封闭防护4、脚踏板5、床身6、排屑器7、横梁8、滑鞍9、主轴箱10、直角铣头11、转台12、防护罩13、线轨一14、自动防护门15、线轨二16、线轨三17、线轨四18、伺服刀库19、气动卡盘20；

其中：机械手1与行走单元2相连，机械手1带动电池壳体3在行走单元2上移动，配合自动防护门15实现工件自动上下料；整机全封闭防护4为壳体结构，对切削、切屑液进行封闭保护，脚踏板5布置在整机全封闭防护4侧面，满足人体工程学，便于观察工件加工状态及刀具更换；床身6与排屑器7连接，床身6与横梁8相连，横梁8在床身6上横向移动，X轴X1/X2，通过X轴进给丝杠、线轨一14实现传动，滑鞍9与横梁8相连，滑鞍9在横梁8上横向移动，Y轴Y1/Y2，通过Y轴进给丝杠、线轨二16实现传动，滑鞍9与主轴箱10相连，主轴箱10在滑鞍9上纵向移动，Z轴Z1/Z2，通过Z轴进给丝杠、线轨三17实现传动；直角铣头11与主轴箱10连接，两侧直角铣头11与主轴箱10实现电池壳体3一次装夹，四面大部分加工，同时直角铣头11具有间隔90°四方向分度功能，并通过伺服刀库19实现自动换刀；转台12在床身6相连，转台12在床身6上移动U1/U2，通过U轴进给丝杠、线轨四18实现传动，转台12上两侧分别安装有气动卡盘20，实现自动装夹，气动卡盘20夹紧电池壳体3并带动电池壳体3进行180°旋转A轴，实现不同面的加工；防护罩13与床身6、横梁8、滑鞍9、转台12端侧连接，保护进给丝杠、线轨一14、线轨二16、线轨三17、线轨四18。

所述的床身6，采用中空排屑结构，床身6中空结构与排屑器7连接，保证了切屑的排出和切削液的有效循环，切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，龙门高度降低，整机结构刚性更好；床身6中空结构提供转台12更大的旋转空间，降低整机高度。

一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备的加工工艺，其特征在于：

加工过程：

电池壳体3通过机械手1在行走单元2进行移动，系统匹配自动防护门15，将电池壳体3安装在气动卡盘20上，按照电池壳体3加工工艺要求，对电池壳体3进行加工，并通过直角铣头11，具有间隔90°四方向分度功能，及伺服刀库19实现自动换刀；

首先加工对称面加工面一21、加工面二24相同加工特征，保证两直角铣头11同时加工，使电池壳体3因切削而产生的刚性变形更小；通过脚踏板5、整机全封闭防护4观察工件加工情况；

其次加工对称面加工面一21、加工面二24不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高电池壳体的加工精度，保证其加工要求；

再次通过转台12旋转90°，加工对称面加工面三23、加工面四22相同加工特征，保证加工精度；最后加工对称面加工面三23、加工面四22不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，保证加工精度。

双动龙门结构占地面积紧凑，有效工作空间更大，两组可移动的工件抓取机构适应不同工件加工范围，同时实现工件的翻转和预拉伸，能够实现工件一次装夹完成四面大部分加工任务，解决原有占地面积大，加工效率低的问题。

床身中空排屑方式，切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，与传统工作台式龙门加工机相比龙门高度降低，解决原有整机无法实现工件自动翻转、龙门整体过高、结构刚性差的问题。

加工方式：改变传统的龙门加工机用立式主轴加工电池壳体的加工方式，新结构双龙门滑枕下部配置卧式铣削主轴，工件主对称面垂直布置，水平对置双主轴同时加工，与传统立式主轴龙门加工机相比，解决原有加工存在干涉区域的问题。另一方面，精加工时对置双主轴抵消了部分切削力，使工件在刚性薄弱方向的切削变形更小，如果另一方面没有完全对称的加工特征，还可以通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高了电池壳体类板型工件的切削抗震性。解决了由于电池壳体自身刚性不足而带来的加工问题。

本发明的优点：

本发明所述的一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备及工艺，能够实现工件一次装夹完成四面大部分加工任务，加工质量和效率更高。切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，龙门高度降低，整机结构刚性更好。加工方式创新，工件主对称面垂直布置，水平对置双主轴同时加工，提升加工效率，提高了电池壳体类板型工件的切削抗震性。通过机械手上下料，减少人工成本，同时提高了工件装夹位置的准确性和可靠性，同时提高装夹效率、加工效率。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备示意图；

图2为配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备示意图；

图3为加工工艺辅助说明示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，其特征在于：所述的配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，包括机械手1、行走单元2、整机全封闭防护4、脚踏板5、床身6、排屑器7、横梁8、滑鞍9、主轴箱10、直角铣头11、转台12、防护罩13、线轨一14、自动防护门15、线轨二16、线轨三17、线轨四18、伺服刀库19、气动卡盘20；

其中：机械手1与行走单元2相连，机械手1带动电池壳体3在行走单元2上移动，配合自动防护门15实现工件自动上下料；整机全封闭防护4为壳体结构，对切削、切屑液进行封闭保护，脚踏板5布置在整机全封闭防护4侧面，满足人体工程学，便于观察工件加工状态及刀具更换；床身6与排屑器7连接，床身6与横梁8相连，横梁8在床身6上横向移动，X轴X1/X2，通过X轴进给丝杠、线轨一14实现传动，滑鞍9与横梁8相连，滑鞍9在横梁8上横向移动，Y轴Y1/Y2，通过Y轴进给丝杠、线轨二16实现传动，滑鞍9与主轴箱10相连，主轴箱10在滑鞍9上纵向移动，Z轴Z1/Z2，通过Z轴进给丝杠、线轨三17实现传动；直角铣头11与主轴箱10连接，两侧直角铣头11与主轴箱10实现电池壳体3一次装夹，四面大部分加工，同时直角铣头11具有间隔90°四方向分度功能，并通过伺服刀库19实现自动换刀；转台12在床身6相连，转台12在床身6上移动U1/U2，通过U轴进给丝杠、线轨四18实现传动，转台12上两侧分别安装有气动卡盘20，实现自动装夹，气动卡盘20夹紧电池壳体3并带动电池壳体3进行180°旋转A轴，实现不同面的加工；防护罩13与床身6、横梁8、滑鞍9、转台12端侧连接，保护进给丝杠、线轨一14、线轨二16、线轨三17、线轨四18。

所述的床身6，采用中空排屑结构，床身6中空结构与排屑器7连接，保证了切屑的排出和切削液的有效循环，切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，龙门高度降低，整机结构刚性更好；床身6中空结构提供转台12更大的旋转空间，降低整机高度。

一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备的加工工艺，其特征在于：

加工过程：

电池壳体3通过机械手1在行走单元2进行移动，系统匹配自动防护门15，将电池壳体3安装在气动卡盘20上，按照电池壳体3加工工艺要求，对电池壳体3进行加工，并通过直角铣头11，具有间隔90°四方向分度功能，及伺服刀库19实现自动换刀；

首先加工对称面加工面一21、加工面二24相同加工特征，保证两直角铣头11同时加工，使电池壳体3因切削而产生的刚性变形更小；通过脚踏板5、整机全封闭防护4观察工件加工情况；

其次加工对称面加工面一21、加工面二24不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高电池壳体的加工精度，保证其加工要求；

再次通过转台12旋转90°，加工对称面加工面三23、加工面四22相同加工特征，保证加工精度；最后加工对称面加工面三23、加工面四22不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，保证加工精度。

双动龙门结构占地面积紧凑，有效工作空间更大，两组可移动的工件抓取机构适应不同工件加工范围，同时实现工件的翻转和预拉伸，能够实现工件一次装夹完成四面大部分加工任务，解决原有占地面积大，加工效率低的问题。

床身中空排屑方式，切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，与传统工作台式龙门加工机相比龙门高度降低，解决原有整机无法实现工件自动翻转、龙门整体过高、结构刚性差的问题。

加工方式：改变传统的龙门加工机用立式主轴加工电池壳体的加工方式，新结构双龙门滑枕下部配置卧式铣削主轴，工件主对称面垂直布置，水平对置双主轴同时加工，与传统立式主轴龙门加工机相比，解决原有加工存在干涉区域的问题。另一方面，精加工时对置双主轴抵消了部分切削力，使工件在刚性薄弱方向的切削变形更小，如果另一方面没有完全对称的加工特征，还可以通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高了电池壳体类板型工件的切削抗震性。解决了由于电池壳体自身刚性不足而带来的加工问题。

实施例2

本发明提供了一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，其特征在于：所述的配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备，包括机械手1、行走单元2、整机全封闭防护4、脚踏板5、床身6、排屑器7、横梁8、滑鞍9、主轴箱10、直角铣头11、转台12、防护罩13、线轨一14、自动防护门15、线轨二16、线轨三17、线轨四18、伺服刀库19、气动卡盘20；

其中：机械手1与行走单元2相连，机械手1带动电池壳体3在行走单元2上移动，配合自动防护门15实现工件自动上下料；整机全封闭防护4为壳体结构，对切削、切屑液进行封闭保护，脚踏板5布置在整机全封闭防护4侧面，满足人体工程学，便于观察工件加工状态及刀具更换；床身6与排屑器7连接，床身6与横梁8相连，横梁8在床身6上横向移动，X轴X1/X2，通过X轴进给丝杠、线轨一14实现传动，滑鞍9与横梁8相连，滑鞍9在横梁8上横向移动，Y轴Y1/Y2，通过Y轴进给丝杠、线轨二16实现传动，滑鞍9与主轴箱10相连，主轴箱10在滑鞍9上纵向移动，Z轴Z1/Z2，通过Z轴进给丝杠、线轨三17实现传动；直角铣头11与主轴箱10连接，两侧直角铣头11与主轴箱10实现电池壳体3一次装夹，四面大部分加工，同时直角铣头11具有间隔90°四方向分度功能，并通过伺服刀库19实现自动换刀；转台12在床身6相连，转台12在床身6上移动U1/U2，通过U轴进给丝杠、线轨四18实现传动，转台12上两侧分别安装有气动卡盘20，实现自动装夹，气动卡盘20夹紧电池壳体3并带动电池壳体3进行180°旋转A轴，实现不同面的加工；防护罩13与床身6、横梁8、滑鞍9、转台12端侧连接，保护进给丝杠、线轨一14、线轨二16、线轨三17、线轨四18。

一种配置卧式主轴双动龙门的电池壳体加工设备的加工工艺，其特征在于：

加工过程：

电池壳体3通过机械手1在行走单元2进行移动，系统匹配自动防护门15，将电池壳体3安装在气动卡盘20上，按照电池壳体3加工工艺要求，对电池壳体3进行加工，并通过直角铣头11，具有间隔90°四方向分度功能，及伺服刀库19实现自动换刀；

首先加工对称面加工面一21、加工面二24相同加工特征，保证两直角铣头11同时加工，使电池壳体3因切削而产生的刚性变形更小；通过脚踏板5、整机全封闭防护4观察工件加工情况；

其次加工对称面加工面一21、加工面二24不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高电池壳体的加工精度，保证其加工要求；

再次通过转台12旋转90°，加工对称面加工面三23、加工面四22相同加工特征，保证加工精度；最后加工对称面加工面三23、加工面四22不同加工特征，通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，保证加工精度。

双动龙门结构占地面积紧凑，有效工作空间更大，两组可移动的工件抓取机构适应不同工件加工范围，同时实现工件的翻转和预拉伸，能够实现工件一次装夹完成四面大部分加工任务，解决原有占地面积大，加工效率低的问题。

床身中空排屑方式，切屑更方便排出，并使工件翻转空间更大，与传统工作台式龙门加工机相比龙门高度降低，解决原有整机无法实现工件自动翻转、龙门整体过高、结构刚性差的问题。

加工方式：改变传统的龙门加工机用立式主轴加工电池壳体的加工方式，新结构双龙门滑枕下部配置卧式铣削主轴，工件主对称面垂直布置，水平对置双主轴同时加工，与传统立式主轴龙门加工机相比，解决原有加工存在干涉区域的问题。另一方面，精加工时对置双主轴抵消了部分切削力，使工件在刚性薄弱方向的切削变形更小，如果另一方面没有完全对称的加工特征，还可以通过工艺刀具配合力矩控制抵消切削分力，提高了电池壳体类板型工件的切削抗震性。解决了由于电池壳体自身刚性不足而带来的加工问题。