專利名稱：多工位厚壁長筒管切縫機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于開縫加工的多工位厚壁長筒管切縫機，實際生產中，常常需要在厚壁長筒管子上開出去0.2mm以上寬度的細縫，或外窄內寬的梯形縫。一根10余米長的厚壁筒上要開出1000～2000條細縫，加工難度很大。
曾有人試用以下幾種方法1.用銑刀加工。由于受銑刀寬度的限制，銑刀寬度不能太小，以免刀片太薄失去足夠的強度和剛度。銑刀加工切削速度不能太高，加工效率比較低。
2.用線切割加工。線切割屬于熱加工，切削速度慢，效率低，加工精度也不能保證。
3.用激光加工。用激光加工成本高，也難以加工出外窄內寬的梯形縫。
4.用單工位切縫機。單工位是單刀加工，加工效率比較低，難于滿足大批量生產要求。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術的不足之處，而提供一種多工位厚壁長筒管切縫機。
本實用新型的解決方案是由下床身(21)，滾動導軌(22)，上床身(23)，橫向進刀拖板(24)，頂緊瓦座總成(25)，分度瓦座總成(26)，桁架總成(29)構成機床主體，由電機油泵組合件(1)，(9)，(12)，和(20)構成液壓控制機構和冷卻潤滑系統，由氣泵(63)構成氣壓鎖定機構。
1、將單工位變為多工位，可以同時用18把刀具進行切縫加工，刀具位置可以調整，可以加工不同長度的工件。
2、采用分度瓦座和頂緊瓦座，既可以加工直縫又可以加工外窄內寬的梯形縫。分度瓦座可以進行水平位置調整，以滿足加工不同直徑管的要求。
3、桁架總成包括托輪機構，調整絲杠，可調壓緊支架，氣缸，二位四通換向閥及氣泵等。可根據工件的不同直徑來變換不同的長度。
4、工作拖板的進刀，晃刀，工件的夾緊及微旋轉全部由液壓機構控制，工件的鎖定靠氣壓。
以下結合具體實施例對本實用新型的技術特征做進一步的詳細說明。
圖1為切縫機的總體布局和液壓控制機構。
圖2、3、4、5為切縫加工原理圖。
圖6、7、8為頂緊瓦座總成的結構圖和工作原理圖。
圖9、10、11、12為分度瓦座總成的結構圖。
圖13、14、15、16為桁架總成的結構圖。
參照
圖1、2、3、4、5可知切縫機的總體布局及切縫加工原理。
從機械方面看，下床身(21)用地腳螺栓和機床墊鐵與地基水平固定。上床身(23)與下床身(21)之間用滾動導軌(22)聯接，橫向進刀拖板(24)與下床身(21)也為滾動導軌式聯接。上床身(23)可沿床身長度方向(縱向)移動，有I～V個確定位置，用以根據加工不同長度管子來選擇不同位置。頂緊瓦座總成(25)，分度瓦座總成(26)，始終用螺栓聯接固定在上床身(23)上，微型高速電機(28)帶動特制刀具(27)，有三種切削狀態，圖3為第一種切削狀態是工件位置不動，刀具以橫向進刀方式切出直縫；圖4為第二種切削狀態是刀具進給運動不變，而工件繞著固定回轉中心O點順時針旋轉γ角，可以切出半個梯形縫；圖5為第三種切削狀態是刀具進給運動仍不變，工件繞著固定回轉中心O點逆時針旋轉θ＋γ角，最后切出整個外窄內寬的梯形縫。
從液壓控制回路看，液壓控制分進刀與退刀，晃刀與位移，工件頂緊與微旋轉三部分。油泵1輸出壓力油P經單向閥進入二位三通電磁換向閥2，再進入二位三通機械換向閥4，在偏心輪(64)的作用下，壓力油斷續進入油缸8的工作腔內，以推動橫向進刀拖板(24)，使(20)個工位的刀具同時斷續進刀。電磁換向閥1CT動作，壓力油從三位四通電磁換向閥進入油缸8中，以完成刀具的工作進刀。此時，溢流閥5起背壓作用，調速閥7起旁路節流作用。電磁換向閥1CT、2CT、4CT同時通電動作時，油泵的壓力油P進入油缸8環形腔內，驅動拖板(24)快速進刀。
油泵9輸出壓力油P1，經電液伺服閥(10)，驅動伺服油缸(11)，以控制上床身(23)的晃動行程和位移，(位移即是加工一周后，再加工相鄰的縫時所需要的動作)油泵(12)輸出壓力油P2經節流閥(13)，二位三通電磁換向閥(14)，此時電磁換向閥5CT通電動作)再經三位四通電磁換向閥(17)，驅動油缸(18)用以頂緊工件(57)。電磁換向閥5CT斷電后，壓力油P2經減壓閥(15)，三位四通閥(16)，驅動油缸(19)(共兩個)以帶動頂緊瓦座總成(25)及分度瓦座總成(26)的公轉軸(44)進行微旋轉運動，完成梯形縫加工。
油泵(20)輸出冷卻液經多個節流閥分配到各個刀具切削工作區。
參照圖6、7、8可知頂緊瓦座總成(25)的結構和工作原理。頂緊瓦座總成分為下瓦座(40)，中瓦座(41)，下瓦座(42)三部分。公轉軸(44)用環形滾動導軌(43)與上瓦座(42)聯接，環形滾動導軌形式結構簡單，可調至無間隙。前面板(39)用螺栓(45)與公轉軸(44)聯接，工作小拖板(32)在導軌(33)(為上下平行導軌)中由絲杠(31)驅動，參照標尺(47)，根據不同管子直徑調整偏心距。頂緊瓦座用螺栓(30)與上床身聯接，導向鍵(46)起導向與定位作用。桁架(37)用特制螺栓(38)固定在小拖板(32)上，在微旋轉時，桁架(37)與公轉軸(44)同時轉γ角及θ＋γ角。油缸(19)與公轉軸(44)，上瓦座(42)均為鉸鏈聯接，鉸接體為(36)，吊耳螺栓(34)用以起吊瓦座總成。油缸(18)用以頂緊工件(57)，旋轉絲杠(48)可使上瓦座(42)與中瓦座(41)有水平方向微調；旋轉絲杠(49)可使中瓦座(41)與下瓦座(40)有相對位移，用以使中瓦座(41)與下瓦座(40)有鉛垂方向微調。上述兩方向微調可以保證工件(57)與刀具間的位置精度。
當加工第一刀時，分度機構中的定位銷插入上瓦座(42)孔內，加工第二刀和第三刀時，提起定位銷，由油缸(19)驅動公轉軸(44)進行γ角及θ＋γ角度的微旋轉。定位機構(35)與公轉軸(44)聯接，卡緊套(50)為內錐孔夾緊工件(57)的外徑，可以根據不同工件直徑更換相應尺寸的卡緊套(50)。
參照圖9、10、11、12可知分度瓦座總成26的結構和工作原理。分度瓦座(26)上裝有分度盤(52)和定位手柄(51)。在分度盤(52)上有均分6～8等份的定位孔。定位手柄(51)與軸(56)緊固聯接；齒輪(53)與軸(56)緊固聯接。介輪(54)浮動空轉，齒輪(55)與卡緊套(50)相關聯的外套緊固聯接。當手柄(51)在分度盤(52)上每分一份，軸(56)即轉過角α，齒輪(53)轉過角β，角α等于角β，弧BB為齒輪(53)上的節園弧長，弧CC為齒輪(55)上的節園弧長，而且弧CC等于πD／20(D為齒輪(55)節園直徑)。主動齒輪(53)所旋轉的弧長通過齒輪(54)傳遞到齒輪(55)。這樣，手柄(51)每分一份，齒輪(55)在介輪(54)的驅動下旋轉πD／20，使卡緊套(50)旋轉1／20。微旋轉運動及偏心調節及各部位聯接，與圖2所示的頂緊瓦座總成相同。分度瓦座為整體瓦座始終固定在上床身(23)上。
參照
圖13、14、15、16可知桁架總成(29)的結構。桁架總成(29)可根據工件(57)的不同直徑來變換不同的長度。桁架總成由托輪機構(59)，調整絲杠(58)，可調壓緊支架(60)，氣缸(61)，二位四通換向閥(62)及氣泵(63)組成。通過調整絲杠(58)改變托輪(59)的位置，借助固定在桁架總成(29)上的氣壓系統，完成鎖定動作。桁架(37)通過特制螺栓(38)分別固定于兩端小拖板(32)上。根據工件(57)直徑大小來調整托輪機構(59)，調整絲杠(58)及可調壓緊支架(60)。
圖15為壓緊小直徑工件時的狀態，
圖16為壓緊大直徑工件時的狀態，當兩端瓦座總成的公轉軸作微旋轉時，桁架作同步轉動。桁架尺寸有五種，可根據加工不同長度工件更換不同長度的桁架。在桁架上有若干個均等的托架機構(59)及氣缸壓緊機構(60)和(61)。桁架一端為園孔而另一端為長園孔，長園孔是為了調節桁架自身下垂量。每加工完一條斜縫后，撥動氣閥(62)，即可松開工件。氣泵(63)為常開狀態。
本實用新型與現有技術比較有如下優點，(1)能完成不同管徑不同長度和縫寬的開縫加工，適用范圍廣。(2)具備加工直縫與梯形縫的功能，(3)多工位加工效率高，質量好，滿足實際生產要求。
權利要求1.一種用于開縫的多工位厚壁長筒管切縫機，由下床身(21)，上床身(23)，橫向進刀拖板(24)，頂緊瓦座總成(25)，分度瓦座總成(26)，桁架總成(29)構成機床主體，由電機油泵組合件(1)，(9)，(12)和(20)構成液壓控制機構及冷卻潤滑系統，由氣泵(63)構成氣壓鎖定機構，其特征是下床身(21)用地腳螺栓和機床墊鐵與地基水平固定，上床身(23)與下床身(21)之間用滾動導軌(22)聯接，橫向進刀拖板(24)與下床身(21)也為滾動導軌連接。
2.根據權利要求1所述的多工位厚壁長筒管切縫機，其特征是所述的頂緊瓦座總成(25)分為下瓦座(40)，中瓦座(41)，上瓦座(42)三部分，頂緊瓦座總成(25)的公轉軸(44)用環形滾動導軌(43)與上瓦座(42)聯接，小拖板(32)在平行導軌(33)中，用絲桿(31)驅動，可沿水平方向移動，調節絲桿(48)，(49)可分別使上瓦座(42)與中瓦座(41)，中瓦座(41)與下瓦座(40)產生相對位移。
3.根據權利要求1或2所述的多工位厚壁長筒管切縫機，其特征是所述的分度瓦座總成(26)上裝有分度盤(52)和定位手柄(51)，其中定位手柄(51)與軸(56)緊固聯接 ，而軸(56)上裝有固定齒輪(53)，搖動定位手柄(51)，可把齒輪(53)的運動和動力通過一系列齒輪嚙合傳到卡緊套(50)上去，使卡緊套(50)完成分度運動，并滿足不同直徑工件的分度要求。
4.根據權利要求1或2所述的多工位厚壁長筒管切縫機，其特征是所述的桁架總成(29)，其結構由桁架(37)，托輪機構(59)，調整絲杠(58)，可調壓緊支架(60)，氣缸(61)，二位四通換向閥(62)及氣泵(63)組成，可根據工件(57)的不同直徑來變換不同的長度，通過調整絲桿 (58)改變托輪(59)的位置，借助固定在桁架總成(29)上的氣壓系統，完成鎖定動作。
5.根據權利要求1或2所述的多工位厚壁長筒管切縫機，其特征是所述的液壓控制機構分為進刀與退刀，晃刀與位移，工件頂緊與微旋轉三部分。
專利摘要多工位厚壁長筒管切縫機是涉及一種用于厚壁長筒管開縫的設備，它由下床身，滾動導軌，上床身，分度瓦座，頂緊瓦座，工作拖板，桁架，液壓控制機構和氣壓鎖定機構組成。可以不受管子材料，直徑，長度，壁厚等條件限制，開出直縫或外窄內寬的梯形縫。由于采用多工位和高速切削，加工質量好，效率高，操作簡便，應用范圍廣。
文檔編號B23D79/00GK2180379SQ93205218
公開日1994年10月26日 申請日期1993年3月10日 優先權日1993年3月10日
發明者楊賀來, 李慶輝 申請人:天津城市建設學院