專利名稱：長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是機(jī)械加工設(shè)備，特別是一種長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床。
機(jī)械制造中離不開各種機(jī)械加工機(jī)床，它能完成零件的外園、內(nèi)孔、端面的加工，還可以完成錐度、螺紋、倒角的加工，長管類長軸類零件頭部往往也需要加工外園、內(nèi)孔、端面倒角、錐度、直螺紋、錐螺紋等。例如，油管、氣管、石油鉆桿錐度螺紋，采油樹的油管與采油設(shè)備的連接螺紋等，因?yàn)榱慵L一般機(jī)床很難完成。
現(xiàn)有技術(shù)中也有能完成長管類長軸類零件頭部機(jī)加工的特種設(shè)備，例如，套絲機(jī)、倒角機(jī)、端面切割機(jī)等。它們大多功能單一，能達(dá)到的加工要求低，管徑及軸徑均較小?，F(xiàn)有技術(shù)中還有針對長管類長軸類的特種加工機(jī)床，例如，加工石油管道，鉆桿的長管車床，大口徑管端倒棱機(jī)等，它們一般是管有多長，機(jī)床就有多大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，造價(jià)昂貴，不能適應(yīng)野外作業(yè)的需要。中國專利公布了一種管口車床(專利號為90201038)，它能夠完成管端的外園、內(nèi)孔、錐度、直螺紋、錐螺紋倒角等加工，但它的剛性差，傳動(dòng)不合理，只能是一種演示性結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是提出一種體積小、重量輕、造價(jià)低、能完成長管類長軸類零件頭部各種加工要求的綜合機(jī)加工機(jī)床。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。它包括機(jī)架、夾緊裝置、頂緊裝置、絲桿螺母軸向進(jìn)給系統(tǒng)、徑向刀架、徑向走刀系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)架、動(dòng)力箱。機(jī)架的一端安裝有夾緊裝置，另一端固連一根進(jìn)給絲桿，一進(jìn)給母絲裝在絲桿的頭部；在絲桿上套有一個(gè)只能滑動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)的空心軸，旋轉(zhuǎn)架的殼體通過兩處軸承套在空心軸上，旋轉(zhuǎn)架的殼體一端安裝有一個(gè)或多個(gè)可作徑向運(yùn)動(dòng)的徑向刀架，另一端上通過動(dòng)力齒輪、花鍵軸與動(dòng)力箱相連；空心軸上固裝一個(gè)中心齒輪，一組或多組進(jìn)給齒輪和掛輪安裝在中心齒輪與進(jìn)給母絲之間，一組或多組走刀齒輪和掛輪安裝在中心齒輪與徑向刀架的走刀絲桿之間，每組進(jìn)給掛輪設(shè)置有一個(gè)離合器，每組走刀掛輪也設(shè)置一個(gè)離合器。
夾緊裝置是用來夾緊待加工件管端(或軸端)的，為了定位準(zhǔn)確牢靠，可以設(shè)置兩套夾緊裝置。
本發(fā)明的工作過程是這樣的。用夾緊裝置夾緊工件，當(dāng)動(dòng)力箱的動(dòng)力通過動(dòng)力齒輪使旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)給齒輪組及掛輪組通過與空心軸上的中心齒輪的嚙合，即成為NW行星傳動(dòng)的形式帶動(dòng)母絲在絲桿上旋轉(zhuǎn)，從而完成旋轉(zhuǎn)架的軸向給進(jìn)的動(dòng)作。走刀齒輪組及掛輪組通過空心軸上的中心齒輪嚙合帶動(dòng)走刀架的走刀絲桿旋轉(zhuǎn)(此時(shí)無行星作用)從而完成徑向走刀。
1、加工外園、內(nèi)孔及直螺紋的工作。
斷開走刀掛輪組，連上軸向進(jìn)給掛輪組，旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)徑向刀架旋轉(zhuǎn)并作軸向進(jìn)給，在徑向刀架上裝上適當(dāng)?shù)牡毒?，則可完成外園加工和直螺紋加工。改變進(jìn)給掛輪組的速比即可改變軸向進(jìn)給速度。
2、加工端面。斷開軸向進(jìn)給掛輪組，連上走刀掛輪組，旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)徑向刀架旋轉(zhuǎn)，徑向刀架上的刀具作徑向進(jìn)給，在徑向刀架上裝上適當(dāng)?shù)牡毒?，則可以完成端面加工的工作。
3、加工錐度外園、錐度內(nèi)孔及錐螺紋。
連上進(jìn)給掛輪組，同時(shí)連上徑向走刀掛輪組，在徑向刀架上裝上適當(dāng)?shù)牡毒?，旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該刀具在完成軸向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也完成徑向運(yùn)動(dòng)，按照錐度的要求適當(dāng)改變軸向及徑向運(yùn)動(dòng)的比例，從而完成各種錐度外園，錐度內(nèi)孔及錐度螺紋的加工。
4、倒角、打坡口。
它是錐度加工的特例。同時(shí)連接軸向進(jìn)給掛輪組和徑向走刀掛輪組，按倒角打坡口的要求，調(diào)整好軸向進(jìn)給與徑向走刀的比例，即可加工。
5、本發(fā)明在加工小徑管件時(shí)，可采用現(xiàn)有技術(shù)中的板牙或絲錐加工各種螺紋。
為了增加加工剛性，本發(fā)明在進(jìn)給絲桿內(nèi)設(shè)置了一套螺紋頂緊裝置；在旋轉(zhuǎn)架上設(shè)置有一個(gè)跟刀園盤，在跟刀園盤外園上設(shè)置了三個(gè)能在機(jī)架上的導(dǎo)軌上移動(dòng)的跟刀架。
在徑向刀架上設(shè)置了一組用拉桿連接的讓刀機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明最佳方案是對稱設(shè)置兩套軸向進(jìn)給系統(tǒng)，對稱設(shè)置兩套徑向走刀系統(tǒng)。
本發(fā)明采用工件固定，刀具旋轉(zhuǎn)的形式、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、綜合加工能力強(qiáng)、加工精度高、能完成車床加工的所有工作。長管子在水平狀態(tài)或垂直狀態(tài)均能加工，無需任何基礎(chǔ)，能夠適應(yīng)石油鉆井，海洋采油平臺(tái)，油、氣、水管道野外施工，采油樹的維修加工。
一臺(tái)加工管徑小于150mm的綜合加工機(jī)重量約0-----100kg左右。
一臺(tái)加工管徑大于150---220mm的綜合加工機(jī)重量約150-----200kg左右。
一臺(tái)加工管徑大于220---500mm的綜合加工機(jī)重量不超過250-----350kg左右。
一臺(tái)加工管徑大于500---1000mm的綜合加工機(jī)重量不超過800-----1000kg左右。
下面以實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的整體裝配示意圖，圖2為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)架的俯視圖，圖3為圖2的側(cè)視圖，圖4為本發(fā)明的徑向走刀系統(tǒng)示意圖，圖5為本發(fā)明的絲桿母絲進(jìn)給系統(tǒng)示意圖，圖6為本發(fā)明的動(dòng)力傳送示意圖，圖7為本發(fā)明的讓刀機(jī)構(gòu)向右示意圖，圖8為本發(fā)明的讓刀機(jī)構(gòu)向左示意圖，圖9為本發(fā)明的掛輪組離合器示意圖。
其中1----夾緊裝置，2----機(jī)架，3----徑向刀架，4----讓刀機(jī)構(gòu)，5----跟刀架，6----走刀齒輪組，7----旋轉(zhuǎn)架殼體，8----絲桿母絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)，9----走刀掛輪組，10----空心軸，11----動(dòng)力傳送裝置，12----動(dòng)力箱，13----頂緊機(jī)構(gòu)，14----進(jìn)給絲桿，15----自動(dòng)給定裝置，16----進(jìn)給掛輪組，17----進(jìn)給齒輪組，18----跟刀園盤，19----工件，20----徑向刀架座，21----掛輪架， 2----刀具，23----走刀絲桿，4----走刀減速器，25----走刀小齒輪，26----中心大齒輪，27----進(jìn)給傘齒輪，28---母絲，29----頂緊盤，30----鎖緊螺母，31----進(jìn)給減速器，32----軸承，33----滾針軸承，4----讓刀彈簧，35----走刀齒輪，36----軸承，37----讓刀盤，38----凸輪軸，39----拉桿，40----讓刀連桿，41----讓刀架，42----后蓋，43----動(dòng)力齒輪，44----銷軸，45----花鍵軸，46----花鍵齒輪，47----銷軸，48----掛輪，49----彈簧，50-----齒輪軸。
從圖1、2、3、4、5、6中看出，它包括機(jī)架[2]、夾緊裝置[1]、頂緊裝置[13]、絲桿螺母軸向進(jìn)給系統(tǒng)、徑向刀架[3]、徑向走刀系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)架[7]、動(dòng)力箱[12]。機(jī)架[2]的一端安裝有夾緊裝置[1]，另一端固連一根進(jìn)給絲桿[14]，一進(jìn)給母絲[28]裝在絲桿[14]的頭部；在絲桿[14]上套有一個(gè)只能滑動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)的空心軸[10]，旋轉(zhuǎn)架[7]的殼體通過兩處軸承[32]、[33]套在空心軸[10]上，旋轉(zhuǎn)架[7]的殼體一端面安裝有一個(gè)或多個(gè)可作徑向運(yùn)動(dòng)的徑向刀架[3]，另一端面上通過動(dòng)力齒輪[43]、花鍵軸[45]與動(dòng)力箱[12]相連；空心軸[10]上固裝一個(gè)中心齒輪[26]，一組或多組進(jìn)給齒輪[17]和掛輪[16]安裝在中心齒輪[26]與進(jìn)給母絲[28]之間，一組或多組走刀齒輪[6]和掛輪[9]安裝在中心齒輪[26]與徑向刀架[3]的走刀絲桿[23]之間，每組進(jìn)給掛輪設(shè)置有一個(gè)離合器，每組走刀掛輪也設(shè)置一個(gè)離合器。
在機(jī)架[2]的前端設(shè)置了一套或兩套夾緊裝置[1]。
本發(fā)明在進(jìn)給絲桿內(nèi)設(shè)置了一套螺紋頂緊裝置，它是由頂緊絲桿[13]和頂緊盤[29]構(gòu)成。
跟刀機(jī)構(gòu)是由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)架上的跟刀園盤，在跟刀園盤外園上設(shè)置的三個(gè)能在機(jī)架上的導(dǎo)軌上移動(dòng)的跟刀架構(gòu)成。
從圖7、8中看出，在徑向刀架上設(shè)置了一組或兩組用拉桿連接的讓刀機(jī)構(gòu)。讓刀杠桿[40]向右時(shí)，拉桿[39]拉動(dòng)凸輪軸[38]向右，使凸輪軸[38]的最高點(diǎn)壓迫讓刀架[41]，帶動(dòng)走刀絲桿[23]及刀具[22]等前進(jìn)。讓刀杠桿[40]向左時(shí)，拉桿[39]拉動(dòng)凸輪軸[38]向左，使凸輪軸[38]的低點(diǎn)讓位給讓刀架[41]，帶動(dòng)走刀絲桿[23]及刀具[22]等后退，從而完成讓刀動(dòng)作。
從圖4、5中看出，為了便于調(diào)節(jié)掛輪組及齒輪組的速比，在走刀系統(tǒng)中插入一個(gè)定速比的走刀減速器；在進(jìn)給系統(tǒng)中也插入一個(gè)定速比的進(jìn)給減速器。
權(quán)利要求
1.一種長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，它包括機(jī)架[2]、夾緊裝置[1]、頂緊裝置[13]、絲桿螺母軸向進(jìn)給系統(tǒng)、徑向刀架[3]、徑向走刀系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)架[7]、動(dòng)力箱[12]，其特征在于機(jī)架[2]的一端安裝有夾緊裝置[1]，另一端固連一根進(jìn)給絲桿[14]，一進(jìn)給母絲[28]裝在絲桿[14]的頭部；在絲桿[14]上套有一個(gè)只能滑動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)的空心軸[10]，旋轉(zhuǎn)架[7]的殼體通過兩處軸承[32]、[33]套在空心軸[10]上，旋轉(zhuǎn)架[7]的殼體一端面安裝有一個(gè)或多個(gè)可作徑向運(yùn)動(dòng)的徑向刀架[3]，另一端面上通過動(dòng)力齒輪[43]、花鍵軸[45]與動(dòng)力箱[12]相連；空心軸[10]上固裝一個(gè)中心齒輪[26]，一組或多組進(jìn)給齒輪[17]和掛輪[16]安裝在中心齒輪[26]與進(jìn)給母絲[28]之間，一組或多組走刀齒輪[6]和掛輪[9]安裝在中心齒輪[26]與徑向刀架[3]的走刀絲桿[23]之間，每組進(jìn)給掛輪設(shè)置有一個(gè)離合器，每組走刀掛輪也設(shè)置一個(gè)離合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于對稱設(shè)置兩套軸向進(jìn)給系統(tǒng)，對稱設(shè)置兩套徑向走刀系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于在機(jī)架[2]的前端設(shè)置了一套或兩套夾緊裝置[1]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于在進(jìn)給絲桿內(nèi)設(shè)置了一套螺紋頂緊裝置，它是由頂緊絲桿[13]和頂緊盤[29]構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于跟刀機(jī)構(gòu)[5]是由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)架[7]上的跟刀園盤[29]和在跟刀園盤[29]外園上設(shè)置的三個(gè)能在機(jī)架[2]上的導(dǎo)軌上移動(dòng)的跟刀架構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于加工小直徑螺紋的可以絲板安裝在徑向刀架[3]上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于在走刀系統(tǒng)中插入一個(gè)定速比的走刀減速器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長管類長軸類零件頭部綜合機(jī)加工機(jī)床，其特征在于在進(jìn)給系統(tǒng)中插入一個(gè)定速比的進(jìn)給減速器。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種能完成長管類長軸類零件頭部各種加工要求的綜合機(jī)加工機(jī)床。它包括機(jī)架、夾緊裝置、頂緊裝置、絲桿螺母軸向進(jìn)給系統(tǒng)、徑向刀架、徑向走刀系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)架、動(dòng)力箱。刀具安裝在旋轉(zhuǎn)的刀架上，并能作徑向走刀和軸向進(jìn)給。改變徑向走刀和軸向進(jìn)給的比例，就可以完成管端、軸端的各種外園、端面、錐度、直螺紋、錐螺紋等的機(jī)加工。本發(fā)明采用工件固定，刀具旋轉(zhuǎn)的形式、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價(jià)低、綜合加工能力強(qiáng)、加工精度高、能完成車床加工的所有工作。長管子在水平狀態(tài)或垂直狀態(tài)均能加工，無需任何基礎(chǔ)，能夠適應(yīng)石油鉆井，海洋采油平臺(tái)，油、氣、水管道野外施工，采油樹的維修加工。
文檔編號B23B5/00GK1393319SQ0111430
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者張軍 申請人:張軍