專利名稱：三坐標圓筒相貫線切割機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械加工領域，具體涉及一種圓筒相貫線切割機。
背景技術：
石油、化工、船舶、礦山及其他諸多領域的生產制造都需要切割各種管道相互貫通的相貫線。目前相貫線的切割一般通過兩種方法實現一是先在板材上按照空間相貫線的平面展開線切割出一定的形狀，再通過卷板加工將板材卷制成管道以得到相應的空間相貫線；二是采用四坐標或五坐標切割機直接在圓管上切割。但上述方法在實際使用中均存在諸多不足之處，如卷板過程中的拉伸變形會使得切割后成形的工件往往存在尺寸誤差。另外卷板拉伸導致的材料性能變化(如冷作硬化等)也是難以控制的質量因素。除此之外，卷板制作只適合塑性金屬制品，不適合其他制品。現有人采用四坐標、五坐標切割機(又稱“多坐標切割機”)，其生產制造難度大且昂貴(如進口的五坐標切割設備價格都在數百萬元人民幣以上)，對于終端用戶來說是一個不可忽視的成本。而且目前的多坐標切割機對工件的大小都有限制，對于大直徑的管道需要專門定制，相應增加了生產成本。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷，提供一種易于制造、成本低廉之三坐標圓筒相貫線切割機。
本實用新型的技術問題是通過下面的技術方案實現的。它包括相互垂直之X方向導軌和Y方向導軌，所述X方向導軌上設有可沿其導軌軸線移動之可調高支撐裝置和可調高轉動夾緊裝置，Y方向導軌上設有可沿其導軌軸線移動之調高平動噴槍控制裝置，該裝置上裝有組合噴槍。所述調高平動噴槍控制裝置包括組合噴槍支座和調高部件，組合噴槍支座上裝有可用來切割圓管相貫線和坡口之組合噴槍，該支座底端通過支承板與調高部件相連，調高部件底端開設有可與X方向導軌相嚙合的V型支承；所述可調高轉動夾緊裝置包括卡盤和調高部件，卡盤由卡盤支架固定，通過減速器與卡盤旋轉電機相聯，卡盤支架通過支承板與調高部件相聯，調高部件底端開設有可與Y方向導軌相嚙合之V型支承；所述調高支撐裝置包括支承心軸，導桿和調高部件，導桿置于支承板上，支承板與調高部件相接，調高部件底端開設有可與Y方向導軌相嚙合之V型支承。本實用新型調高部件包括裝于機箱內之帶齒條的滑桿和齒輪，所述滑桿上端為螺桿，與支承板相接，中間外表面套有上滑動軸承，該軸承置于機架上，機架固定在機箱上端；滑桿下端開設有可與齒輪相嚙合的齒條，齒輪裝于可控制轉動的小軸上；在機箱內下面位置，還設有可與X方向導軌相配合的V型支承、滾輪軸承和電動機，所述滾輪軸承通過滾輪心軸裝于滾輪支座上，滾輪支座固定在機箱上。所述組合噴槍包括主噴槍，該主噴槍旁設有可繞其轉動且可調節與其相對角度之副噴槍，該副噴槍通過設于主噴槍外表面之外筒與其連接，外筒一端之外表面加工有可與步進電機輸出齒輪相嚙合之齒槽。所述外筒內腔兩端分別設有前軸承和后軸承，通過前端蓋和后端蓋固定在外筒上，兩軸承同時套于內筒兩端外表面，主噴槍裝于內筒內，外筒外表面設有前滑動套和后滑動套，副噴槍外表面分別設有副噴槍前固定套和副噴槍后固定套，兩固定套分別通過連接銷與抱箍連接，兩抱箍又與前滑動桿和后滑動桿固定連接。
本實用新型既可直接在圓筒上切割曲線，同時還可開坡口，不需要計算相貫線的平面展開曲線，其數控編程特別簡單，與多坐標切割系統相比，對工件直徑大小無特殊限制，易于生產制造，成本低廉。
圖1為本實用新型立體圖；圖2為本實用新型可調高噴槍控制裝置結構示意圖；圖3為本實用新型可調高轉動卡盤夾緊裝置結構示意圖；圖4為本實用新型可調高支撐裝置結構主視圖；圖5為本實用新型可調高支撐裝置結構左視圖；圖6為本實用新型可調高噴槍控制裝置之組合噴槍結構示意圖；圖7為本實用新型圖6之A-A剖面圖；圖8為本實用新型圖7之I處放大圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括相互垂直之X方向導軌1和Y方向導軌2，X方向導軌1由兩組平行的導軌組成，Y方向導軌2由兩組導軌組成，其中一組固定安裝，另外一組兩端分別安裝在X方向導軌1上，可沿X方向水平往返移動。所述X方向導軌1上分別裝有可調高支撐裝置4和可調高轉動夾緊裝置5，可調高支撐裝置4用來支撐工件3，可調高轉動夾緊裝置5既可用來支撐工件3，同時可將工件3夾緊。兩裝置均可沿其X方向導軌1軸線作移動；所述Y方向導軌2上設有可沿其導軌軸線移動之調高平動噴槍控制裝置7，該裝置上裝有組合噴槍6。可調高轉動夾緊裝置5和可調高平動噴槍控制裝置7皆與中央控制系統8相連，由該系統控制上述裝置動作，這樣，由可調高支撐裝置4、可調高轉動夾緊裝置5和可調高平動噴槍控制裝置7構成一個三坐標圓筒切割機系統，通過采用三坐標連動的方式，可切割各種直徑及各種形式的圓管相貫線。
如圖2所示，本實用新型調高平動噴槍控制裝置7包括組合噴槍支座12和調高部件11，所述組合噴槍支座12上裝有可用來切割圓管相貫線和坡口之組合噴槍6，通過緊固螺釘28固定，該支座底端連接支承板13，調高部件11與其相連，通過調高部件11可調節組合噴槍6之高度。如圖所示，本實用新型調高部件11包括裝于機箱27內之帶齒條的滑桿16和齒輪18，所述滑桿16上端為螺桿，與支承板13相接，中間外表面套有上滑動軸承15，該軸承置于機架14上，機架14固定在機箱27上端。滑桿16下端開設有齒條，通過下滑動軸承19支撐，該齒條與裝于小軸17上之齒輪18相嚙合，小軸17可由操作人員手轉動或通過中央控制系統8控制轉動，以帶動齒輪18轉動，同時帶動齒條運動，使滑桿16作上下位移，以調節高度。在機箱27內下面位置，設有V型支承24、滾輪軸承21和電動機26，所述V型支承24上開設的V型槽可與X方向導軌1相配合，沿其X方向作往返運動；滾輪軸承21通過滾輪心軸22裝于滾輪支座20上，滾輪支座20固定在機箱27上；所述電動機26與減速器25相連，該減速器25輸出軸上裝有齒輪23。在中央控制系統10的控制下，通過齒輪23與傳動機構嚙合，可帶動整個裝置沿X方向導軌1方向作滑移。
如圖3所示，本實用新型可調高轉動夾緊裝置5包括卡盤32和調高部件11，工件3裝于卡盤32內，該卡盤32通過卡盤支架31固定，與減速器30輸出軸相聯接，減速器30與卡盤旋轉電機29相聯，卡盤32可通過卡盤旋轉電機29帶動轉動。所述卡盤支架31與支承板39連接，通過該支承板39與調高部件11相聯，以實現該裝置高度方向的調節。同樣，在其調高部件11下端，亦設有設有V型支承24、滾輪軸承21和電動機26(圖中未畫出)，可在中央控制系統10的控制下，通過齒輪23與傳動機構嚙合，可帶動整個裝置沿Y方向導軌2方向作滑移。
如圖4、圖5所示，本實用新型調高支撐裝置4包括支承心軸34，導桿37和調高部件11，所述導桿37可設四根，排列v型，置于支承板38上，支承板38與調高部件11相接。在導桿37上端，套有彈簧36，其頂端裝有支承座35，該支承座35上設有支承心軸34，支承軸承33裝于其心軸上，工件3可擱置于支承軸承33上。通過支承板38與調高部件11相連，可實現該裝置高度方向的調節。同樣，在其調高部件11下端，亦設有設有V型支承24、滾輪軸承21和電動機26(圖中未畫出)，可在中央控制系統10的控制下，通過齒輪23與傳動機構嚙合，可帶動整個裝置沿Y方向導軌2方向作滑移。
如圖6所示，本實用新型組合噴槍6包括可切割曲線輪廓之主噴槍47，在該主噴槍47旁設有一可切割坡口之副噴槍53，該副噴槍53通過設于主噴槍47外表面之外筒43與其相連接，可繞主噴槍47轉動且可調節與其相對角度，外筒43一端之外表面加工有齒槽44，該齒槽44可與數控切割機上步進電機輸出齒輪相嚙合，由步進電機提供動力。通過調節主噴槍47與副噴槍53之間的角度，副噴槍53經中央控制系統8的指令控制其繞主噴槍47回轉，便可由主噴槍47切割出曲線輪廓，副噴槍53切割出輪廓線上的坡口。
如圖6、圖7、圖8所示，本實用新型外筒43在內腔兩端分別裝設有前軸承42和后軸承49，通過前端蓋41和后端蓋45固定在外筒43上，兩軸承同時套于內筒46兩端外表面，內筒46是用于安裝固定主噴槍47的部件，主噴槍47裝于該內筒46內，通過緊固螺釘48固定。外筒43是安裝副噴槍53的主體部件，通過兩端的前軸承42和后軸承49與內筒46結合，可繞內筒46轉動。如圖所示，本實用新型在外筒43外表面設有前滑動套54和后滑動套50，副噴槍53外表面分別設有副噴槍前固定套56和副噴槍后固定套52，通過緊定螺釘60固定，與上述兩滑動套位置對應，連接銷57一端旋入兩固定套內使其與之固定，另一端活動插入抱箍57內，兩抱箍57又分別與前滑動桿55和后滑動桿51固定連接，前滑動桿55和后滑動桿51分別對應置于前滑動套54和后滑動套50內，可與其滑動配合，其位置由緊定螺釘59固定。當需要調節主噴槍47與副噴槍53之間的相對角度時，可擰開緊定螺釘59，按需要進行調節，然后再將緊定螺釘59擰緊即可，從而實現坡口角度的調節，非常方便。
由于可調高轉動夾緊裝置5、可調高支撐裝置4可沿Y方向移動及整個系統均可調高，因此本實用新型可根據工件3直徑隨意調節，不受直徑大小限制。
本實用新型工作過程將工件3一端放置在可調高支撐裝置4上，另一端置于可調高轉動夾緊裝置5上，用卡盤32夾緊，然后調節可調高支撐裝置4、可調高轉動夾緊裝置5和可調高平動噴槍控制裝置7上之各個調高部件11使工件3軸線、組合噴槍6上之切割頭軸線、卡盤32中心線處于同一平面。中央控制系統8控制卡盤32的轉動、可調高平動噴槍控制裝置7沿X方向導軌1水平移動，其組合噴槍6上之副噴槍53繞主噴槍47轉動形成三坐標系統。當卡盤32轉動、可調高平動噴槍控制裝置7水平移動及副噴槍53繞主噴槍47轉動時，兩噴槍可根據需要在工件3上切割各種形狀的曲線及相應坡口。
權利要求1.一種三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于它包括相互垂直之X方向導軌(1)和Y方向導軌(2)，所述X方向導軌(1)上設有可沿其導軌軸線移動之可調高支撐裝置(4)和可調高轉動夾緊裝置(5)，Y方向導軌(2)上設有可沿其導軌軸線移動之調高平動噴槍控制裝置(7)，該裝置上裝有組合噴槍(6)。
2.根據權利要求1所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于調高平動噴槍控制裝置(7)包括組合噴槍支座(12)和調高部件(11)，所述組合噴槍支座(12)上裝有可用來切割圓管相貫線和坡口之組合噴槍(6)，該支座底端通過支承板(13)與調高部件(11)相連，調高部件(11)底端開設有可與X方向導軌(1)相嚙合的V型支承(24)。
3.根據權利要求1所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于可調高轉動夾緊裝置(5)包括卡盤(32)和調高部件(11)，所述卡盤(32)由卡盤支架(31)固定，通過減速器(30)與卡盤旋轉電機(29)相聯，卡盤支架(31)通過支承板(39)與調高部件(11)相聯，調高部件(11)底端開設有可與Y方向導軌(2)相嚙合之V型支承(24)。
4.根據權利要求1所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于調高支撐裝置(4)包括支承心軸(34)，導桿(37)和調高部件(11)，所述導桿(37)置于支承板(38)上，支承板(38)與調高部件(11)相接，調高部件(11)底端開設有可與Y方向導軌(2)相嚙合之V型支承(24)。
5.根據權利要求1或2所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于組合噴槍(6)包括主噴槍(47)，所述主噴槍(47)旁設有可繞其轉動且可調節與其相對角度之副噴槍(53)，該副噴槍(53)通過設于主噴槍(47)外表面之外筒(43)與其連接，外筒(43)一端之外表面加工有可與步進電機輸出齒輪相嚙合之齒槽(44)。
6.根據權利要求2或3或4所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于調高部件(11)包括裝于機箱(27)內之帶齒條的滑桿(16)和齒輪(18)，所述滑桿(16)上端為螺桿，與支承板(13)、(38)、(39)相接，中間外表面套有上滑動軸承(15)，該軸承置于機架(14)上，機架(14)固定在機箱(27)上端；滑桿(16)下端開設有可與齒輪(18)相嚙合的齒條，齒輪(18)裝于可控制轉動的小軸(17)上；在機箱(27)內下面位置，還設有可與X方向導軌(1)相配合的V型支承(24)、滾輪軸承(21)和電動機(26)，所述滾輪軸承(21)通過滾輪心軸(22)裝于滾輪支座(20)上，滾輪支座(20)固定在機箱(27)上。
7.根據權利要求5所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于外筒(43)內腔兩端分別設有前軸承(42)和后軸承(49)，通過前端蓋(41)和后端蓋(45)固定在外筒(43)上，兩軸承同時套于內筒(46)兩端外表面，主噴槍(47)裝于內筒(46)內，外筒(43)外表面設有前滑動套(54)和后滑動套(50)，副噴槍(53)上所設之前滑動桿(55)和后滑動桿(51)分別與其滑動連接。
8.根據權利要求7所述的三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于副噴槍(53)外表面分別設有副噴槍前固定套(56)和副噴槍后固定套(52)，兩固定套分別通過連接銷(58)與抱箍(57)連接，兩抱箍(57)又與前滑動桿(55)和后滑動桿(51)固定連接。
專利摘要一種三坐標圓筒相貫線切割機，其特征在于它包括相互垂直之X方向導軌(1)和Y方向導軌(2)，所述X方向導軌(1)上設有可沿其導軌軸線移動之可調高支撐裝置(4)和可調高轉動夾緊裝置(5)，Y方向導軌(2)上設有可沿其導軌軸線移動之調高平動噴槍控制裝置(7)，該裝置上裝有可用來切割圓管相貫線和坡口之組合噴槍(6)。本實用新型通過采用三坐標連動的方式，可切割各種直徑及各種形式的圓管相貫線，同時利用組合噴槍還可開坡口，不需要計算相貫線的平面展開曲線，其數控編程特別簡單，與多坐標切割系統相比，對工件直徑大小無特殊限制，易于生產制造，成本低廉。
文檔編號B23K10/00GK2688437SQ20042003508
公開日2005年3月30日 申請日期2004年2月17日 優先權日2004年2月17日
發明者王興波, 吳石林 申請人:王興波, 吳石林