[发明专利]一种用于红木家具加工的五轴联动雕刻机

说明书

本发明公开了一种用于红木家具加工的五轴联动雕刻机，包括有龙门底架，在所述龙门底架的两端分别设置有一个支座，在所述支座的顶部支承有龙门立柱，所述龙门立柱底面与所述支座的顶面焊接在一起，在所述线性滚动导轨上滑动连接着滑枕，在所述滑枕上固定着Z轴箱体，在所述Z轴箱体的底部设置有双摆动电主轴，在所述Z轴箱体的侧部设置了螺杆，在所述Z轴箱体的顶部固定着气缸，在所述气缸底部连接着气缸杆，所述气缸杆穿设在所述滑枕中，由所述气缸驱动气缸杆做竖直升降，在所述气缸杆的底部固定着所述双摆动电主轴，所述双摆动电主轴能跟随所述气缸杆一起升降。

技术领域

本发明主要涉及红木木雕的生产设备技术领域，特别是涉及一种用于红木家具加工的五轴联动雕刻机及其切削力的计算方法。

背景技术

传统的红木家具在进行表面雕刻加工时一般是由木工进行手工雕刻，由于红木材料价格高昂，一旦木工出现失误将造成较大的损失，随着科学技术和制造技术的不断发展进步，木材手工雕刻逐步被数控雕刻所代替，数字控制雕刻机渐渐成为木工雕刻行业的专用工具。

而目前国内市场上销售的雕刻机都是基于传统的三轴数控技术，存在着精度差、功能单一、人机接口不友好等缺点。虽然目前已掌握五轴联动数控技术，但主要应用于金属切割、航空航天制造等方面，由于金属材质与红木材质的表面韧性、硬度相差极大，故直接将机加工领域的五轴数控设备应用到红木加工技术领域时，存在着如下几个问题：

1）、需要重新对切削力进行计算（金属切削力一般为 10000N 左右，木质材料切削力较小，低于 1000N），木工雕刻机的加工对象是木质材料， 木材的物理属性与金属的物理属性有很大的不同。 木材具有不均匀性和各向异性等特点， 在不同方向具有不同的物理性质和机械强度。在雕刻过程中必须提高木工雕刻机切削主轴的转速，避免切削过程中产生的切屑沿纤维方向劈裂。

2）、木工切削过程中会产生大量木屑、粉尘，且木材制品容易受液体污染，因此金属雕刻机的油或水循环系统冷却方式无法直接应用于木工雕刻机。

3）、目前市场上主流的五轴联动金属雕刻机机架结构庞大、工作台笨重。木工雕刻机属于轻载类加工，常规金属雕刻机的加工要求与木工雕刻机的设计需求不符，容易造成资源浪费，增加不必要的制造成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种用于红木家具加工的五轴联动雕刻机及其切削力的计算方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种用于红木家具加工的五轴联动雕刻机，包括有龙门底架，在所述龙门底架的两端分别设置有一个支座，在所述支座的顶部支承有龙门立柱，所述龙门立柱底面与所述支座的顶面焊接在一起，所述两个支座上的龙门立柱相互正对且顶部的高度一致，在所述的两根龙门立柱之间架设有龙门横梁，在所述龙门横梁的侧部铺设有线性滚动导轨，在所述线性滚动导轨上滑动连接着滑枕，在所述滑枕上固定着Z轴箱体，在所述Z轴箱体的底部设置有双摆动电主轴，在所述Z轴箱体的侧部设置了螺杆，在所述Z轴箱体的顶部固定着气缸，在所述气缸底部连接着气缸杆，所述气缸杆穿设在所述滑枕中，由所述气缸驱动气缸杆做竖直升降，在所述气缸杆的底部固定着所述双摆动电主轴，所述双摆动电主轴能跟随所述气缸杆一起升降；所述双摆动电主轴包括有电机壳体，由所述电机壳体围成了安装腔，在所述电机壳体的前端面与后端面之间插接有主轴，所述主轴位于所述安装腔中，在所述主轴上套设有永磁体，在所述电机壳体的内壁上固定着一圈环形的定子铁芯，所述定子铁芯围绕着所述永磁体并且在所述定子铁芯与所述永磁体之间形成有间隙，在所述定子铁芯外部绕设着定子绕组。

作为本发明的优选，在所述电机壳体中嵌设有冷却管路，所述冷却管路在所述电机壳体的外壁上分别形成有冷却液进口和冷却液出口。

作为本发明的改进，所述主轴的前部延伸在所述电机壳体的前端面外部，在所述主轴的前部套设有反馈装置，当所述主轴转动时，能带动反馈装置转动，在所述主轴的前端固定着松刀气缸，所述松刀气缸用于夹持刀具。