專利名稱：將厚鋼板制成齒條的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提升的齒條加工工藝，更具體地說，涉及一種將厚鋼 板制成齒條的加工方法。
背景技術(shù)：
目前，用于大型構(gòu)件提升之用的齒條為傳動部件，均采用熱加工方式
進(jìn)行制作，如海上自升式鉆井平臺樁腿所用的齒條，請參閱圖l、圖2所 示，該類樁腿齒條的加工方法即為直接采用火焰切割的方式將鋼板切割成 齒條ll形狀后，再與兩個腹板12及兩個半圓管構(gòu)件13相焊接成型。然 而，由于采用了火焰直接切割制作齒條11的兩側(cè)齒形，使得整個齒形加工 為熱加工，齒條的齒面、齒頂以及齒根受熱易發(fā)生膨脹，容易導(dǎo)致變形且 不易控制，導(dǎo)致齒條周節(jié)尺寸不穩(wěn)定，易超差而報廢，并且其齒面、齒頂 以及齒根光潔度也達(dá)不到要求，特別是齒面硬度因高熱而產(chǎn)生退火現(xiàn)象， 嚴(yán)重影響了齒條質(zhì)量，大大降低了產(chǎn)品合格率。另外，由于該齒條ll采用 的是進(jìn)口產(chǎn)品，還存在價格高、交貨期長等缺點。
綜上所述，目前現(xiàn)有的提升齒條普遍存在上述缺點，已經(jīng)嚴(yán)重制約了 國內(nèi)鉆井平臺的建設(shè)及海洋油氣開發(fā)的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種將厚鋼 板制成齒條的加工方法，該加工方法能夠避免齒條發(fā)生變形，提高成品質(zhì) 量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
該將厚鋼板制成齒條的加工方法的具體步驟如下
A.以厚高強鋼板為原料，進(jìn)行切割并制成用于加工齒條的長條狀毛坯；
4B.將長條狀毛坯定位在鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上；
c分別通過鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上的銑銷動力頭及立式鋸床對長條狀 毛坯兩側(cè)進(jìn)行齒形的齒面冷加工；
D.對加工后的齒面進(jìn)行齒根銑^肖及齒頂?shù)菇堑睦浼庸ぁ?br> 在步驟C中，所述的齒面冷加工方式為環(huán)狀帶式鋸切加工方式，具體 步驟如下
Cl.采用銑銷動力頭在長條狀毛坯兩側(cè)加工齒根圓孔；
C2.采用立式鋸床在長條狀毛胚兩側(cè)進(jìn)行鋸切加工齒條齒面。
在步驟C2中，所述的立式鋸床沿鋸床與直條鋼呈30°的方向進(jìn)行鋸
切，并鋸切至與齒根圓孔相切，形成齒條的齒面。
在步驟A中，所述的長條狀毛坯可選用一塊厚鋼板直接切割制作而成。 在步驟A中，所述的長條狀毛坯可選用切割好的兩塊厚鋼板，并通過
上、下兩連接板相互焊接在一起而成。
在步驟B中，所述的定位方式具體為將長條狀毛坯吊裝至鋸鉆銑聯(lián)
合加工機床上，采用機械齒形進(jìn)行定位，并可通過油缸驅(qū)動沿直線導(dǎo)軌方
向前進(jìn)。
在步驟C中，可通過鋸鉆銑聯(lián)合加工機床的兩側(cè)多臺銑銷動力頭及立 式鋸床同時對長條狀毛坯進(jìn)行單邊或雙邊的齒面加工。
在步驟D中，對齒根銑銷及齒頂?shù)菇堑睦浼庸?，可通過所述的鋸鉆銑 聯(lián)合加工機床上的鏜銑動力頭組合直角銑頭進(jìn)行J加工，也可在立式加工銑 床或數(shù)控龍門加工中心上進(jìn)行加工。
該加工方法還包括加焊半圓管構(gòu)件的步驟
在所述的步驟A與步驟B之間，將兩半圓管構(gòu)件對稱焊接于長條狀毛 坯的兩側(cè)；
或在所述的步驟D之后，將兩半圓管構(gòu)件對稱焊接于加工后的齒條兩
在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的將厚鋼板制成齒條的加工方法為先以厚 高強鋼板為原料，進(jìn)行切割并制成用于加工齒條的長條狀毛坯；然后將長 條狀毛坯定位在.鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上；再分別通過銑銷動力頭及立式鋸床對長條狀毛坯兩側(cè)進(jìn)行齒形的齒面冷加工；最后對加工后的齒面進(jìn)行齒 根銑銷及齒頂?shù)菇堑睦浼庸ぁＳ捎谠摷庸し椒ㄡ娪铆h(huán)狀帶式鋸切的方式來 進(jìn)行齒形加工，使得整個齒形加工為冷加工，避免了齒形受熱而發(fā)生變形， 保證了齒條質(zhì)量及齒條周節(jié)誤差，不但提高了齒面、齒頂及齒根的光潔度， 而且提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。


圖l是傳統(tǒng)海上鉆井平臺樁腿齒條的徑向剖視圖2是傳統(tǒng)海上鉆井平臺樁腿齒條的俯視圖3是本發(fā)明的將厚鋼板制成齒條的加工方法的流程圖4是本發(fā)明中采用鋸鉆銑聯(lián)合加工機床進(jìn)行齒形加工的結(jié)構(gòu)俯視
圖5是圖4中的A部放大圖。
圖6a 圖6d是采用該加工方法的各實施例所制作的齒條結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 請參閱圖3 圖5所示，本發(fā)明的將厚鋼板制成齒條的加工方法，可用 于加工海上自升式鉆井平臺樁腿的齒條，以及其它大型構(gòu)件的提升用齒條。 該加工方法的具體步驟為第一步，以厚高強鋼板為原料，進(jìn)行切割并制 成用于加工齒條的長條狀毛坯(見圖4中的ll')。其中，釆用的切割方式 可以為普通鋸床鋸切或者是火焰切割，而上述的長條狀毛坯ll'可選用一塊 厚高強鋼板直接切割制作而成，當(dāng)然還可以選用切割好的兩塊厚高強鋼板 左右設(shè)置，并通過上、下兩塊連接板12焊接在一起而成，從而使該長條狀 毛坯ll'達(dá)到制作齒條所需的寬度。請結(jié)合圖3 圖5所示，第二步，將長 條狀毛坯ll'定位在鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1的加工平臺上。在該步驟中，定
位的具體方式為，先將長條狀毛坯ir吊裝至鋸鉆銑聯(lián)合加工機床i上，然 后采用機械齒形進(jìn)行定位，并可通過鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1上的油缸驅(qū)動，
可使長條狀毛坯.11'沿加工平臺上的直線導(dǎo)軌5方向前進(jìn)。上述的機械齒形定位方式具體為在加工平臺的下平臺上制作一齒形模板(共7個齒距)，
而上平臺連接進(jìn)給油缸(行程為一個齒距)和定位油缸(定位油缸為雙頭 頂出，頂頭類似齒形，起導(dǎo)向作用)，當(dāng)進(jìn)給油缸每走一個齒距時，定位 油缸就進(jìn)行定位一次，從而保證了精度。第三步，分別通過鋸鉆銑聯(lián)合加
工機床1上的銑銷動力頭2及立式鋸床3對長條狀毛坯11'兩側(cè)進(jìn)行齒形 的齒面冷加工。該齒面冷加工采用環(huán)狀帶式鋸切方式，具體步驟為先采 用鋸鉆銑聯(lián)合加工機床l上兩惻的銑銷動力頭2在長條狀毛坯11'兩側(cè)加 工齒根圓孔lll，該齒根圓孔111的作用是有利于加工齒根銑削、齒頂?shù)?角以及鋸切后的鋸條31退刀；然后在采用設(shè)于鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1兩側(cè)
的立式鋸床3在長條狀毛胚lr兩側(cè)進(jìn)行鋸切加工齒條齒面。上述的環(huán)狀帶
式鋸切是該立式鋸床3的鋸條31鋸切型式，可根據(jù)已鉆好的齒根圓孔111, 并沿該立式鋸床3與長條狀毛坯ll'呈30°的方向(即圖5中虛線箭頭方 向)進(jìn)行鋸切推進(jìn)，直到鋸切至與齒根圓孔lll相切后退刀，從而形成齒 條齒面112。當(dāng)然，可釆用多臺上述銑銷動力頭2及立式鋸床3分別對稱 設(shè)于鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1的兩側(cè)，從而能夠同時進(jìn)行長條狀毛坯ll'的單 邊或雙邊的齒面加工，以提高加工效率。在此需要說的是，上述的鋸鉆銑 聯(lián)合加工機床1主要包括用于定位長條狀毛坯的加工平臺、以及用于加工 的銑削動力頭2、立式鋸床3以及鏜銷動力頭組合直角銷頭4等機構(gòu)，由 于該鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1已另案申請，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)及原理在此不再贅述。 采用該鋸鉆銑聯(lián)合加工機床1的優(yōu)點是，加工精度高、加工齒形表面質(zhì)量 好、齒條周節(jié)誤差小、效率高。第四步，對步驟三中加工后的齒面進(jìn)行齒 根銑銷及齒頂?shù)菇堑睦浼庸?。該步驟可直接在鋸鉆銑聯(lián)合加工機床l上通 過鏜銷動力頭組合直角銷頭4進(jìn)行加工，當(dāng)然也可選用立式加工銑床或數(shù) 控龍門加工中心等加工設(shè)備進(jìn)行，并以前者為較佳，從而完成該齒條的加 工。
若是進(jìn)行的海上鉆井平臺樁腿齒條加工，根據(jù)樁腿齒條的結(jié)構(gòu)以及加 工工藝，該齒條還需要加焊半圓管構(gòu)件13,因此，在本發(fā)明的一實施例中， 與半圓管構(gòu)件13相焊接的步驟可在齒面加工之前(即在上述步驟一與步驟 二之間)，也可在齒形加工完成之后(即在步驟四之后)。前者是將兩半
7圓管構(gòu)件13對稱焊接于切割并制成的長條狀毛坯11'的兩側(cè)，從而與長
條狀毛坯ll' 一起吊置在鋸鉆銑聯(lián)合加工機床l上進(jìn)行齒形冷加工；而后 者是在齒根銑銷及齒頂?shù)菇峭瓿珊?，將兩半圓管構(gòu)件13直接對稱焊接于齒 條兩側(cè)即可。請參閱圖6a 圖6d所示，圖6a所示為采用一塊厚鋼板制作 的齒條，圖6b為采用兩塊厚鋼板通過連接板相焊接制作的齒條，圖6c為 采用一塊厚鋼板制作并焊接有半圓管構(gòu)件的齒條，圖6d為釆用兩塊厚鋼板 制作并焊接有半圓管構(gòu)件的齒條。
本發(fā)明的將厚鋼板制成齒條的加工方法，由于釆用了先進(jìn)行切割制作 長條狀毛坯，后進(jìn)行齒形的冷加工，避免了齒形受熱而發(fā)生變形，保證了 齒條質(zhì)量，并且通過環(huán)狀帶式鋸切的方式進(jìn)行齒形加工，不但提高了齒面 的光潔度，而且提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，不但可用于海上自升式鉆 井平臺的樁腿齒條加工，而還可作為今后海洋鉆井平臺樁腿采用斜齒、人 字齒的探索，為鉆井平臺的建造和技術(shù)發(fā)展提供了有利條件。另外，該加 工方法同樣還適用于其它大型構(gòu)件的提升齒條的加工。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說 明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍 內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于，該加工方法的具體步驟如下A.以厚高強鋼板為原料，進(jìn)行切割并制成用于加工齒條的長條狀毛坯；B.將長條狀毛坯定位在鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上；C.分別通過鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上的銑銷動力頭及立式鋸床對長條狀毛坯兩側(cè)進(jìn)行齒形的齒面冷加工；D.對加工后的齒面進(jìn)行齒根銑銷及齒頂?shù)菇堑睦浼庸ぁ?br> 2. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于， 在步驟C中，所述的齒面冷加工方式為環(huán)狀帶式鋸切加工方式，具體步驟如下Cl.釆用銑銷動力頭在長條狀毛坯兩側(cè)加工齒根圓孔；C2.采用立式鋸床在長條狀毛胚兩側(cè)進(jìn)行鋸切加工齒條齒面。
3. 如權(quán)利要求2所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于 在步驟C2中，所述的立式鋸床沿鋸床與直條鋼呈30°的方向進(jìn)行鋸切，并鋸切至與齒根圓孔相切，形成齒條的齒面。
4. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于 在步驟A中，所述的長條狀毛坯可選用一塊厚鋼板直接切割制作而成。
5. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于 在步驟A中，所述的長條狀毛坯可選用切割好的兩塊厚鋼板，并通過上、下兩連接板相互焊接在一起而成。
6.如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于， 在步驟B中，所述的定位方式具體為將長條狀毛坯吊裝至鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上，采用機械齒形進(jìn)行定位，并可通過油缸驅(qū)動沿直線導(dǎo)軌方 向前進(jìn)。
7. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于 在步驟C中，可通過鋸鉆銑聯(lián)合加工機床的兩側(cè)多臺銑銷動力頭及立式鋸床同時對長條狀毛坯進(jìn)行單邊或雙邊的齒面加工。
8. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于 在步驟D中，對齒根銑銷及齒頂?shù)菇堑睦浼庸ぃ赏ㄟ^所述的鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上的鏜銑動力頭組合直角銑頭進(jìn)行加工，也可在立式加工銑 床或數(shù)控龍門加工中心上進(jìn)行加工。
9. 如權(quán)利要求l所述的將厚鋼板制成齒條的加工方法，其特征在于， 該加工方法還包括加焊半圓管構(gòu)件的步驟在所述的步驟A與步驟B之間，將兩半圓管構(gòu)件對稱焊接于長條狀毛 坯的兩側(cè)；或在所述的步驟D之后，將兩半圓管構(gòu)件對稱焊接于加工后的齒條兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將厚鋼板制成齒條的加工方法，該加工方法的特點全部的加工都是在特制的鋸鉆銑聯(lián)合加工機床上完成，并采用環(huán)形帶式鋸切加工齒形，使得整個齒形加工為冷加工，消除了目前世界上用氧割熱加工齒形，而導(dǎo)致齒條受熱發(fā)生變形的影響，不但使齒面光潔度達(dá)到要求，還保證了齒條周節(jié)誤差，而且提高了生產(chǎn)效率。采用該方法加工的齒條可供海上自升式鉆井平臺以及其它大型構(gòu)件提升之用。
文檔編號B23F17/00GK101549421SQ20091004828
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者丁澤林, 張建勇, 平 江, 王善明, 管彤賢, 蔡軍權(quán), 鄔顯達(dá) 申請人:上海振華港口機械(集團)股份有限公司;浙江晨龍鋸床股份有限公司