利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置及加工方法
【專(zhuān)利摘要】利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，包括等離子氣刨裝置、氣刨夾具、車(chē)床裝置和防護(hù)裝置，氣刨夾具固定在刀架上，刨炬夾裝在氣刨夾具上，防護(hù)裝置安裝在刀架側(cè)面；待加工卷筒夾裝在主軸箱和尾架之間。加工方法是：將待加工卷筒固定在車(chē)床裝置的主軸箱和尾架之間，車(chē)床裝置帶動(dòng)待加工卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，將刀架縱向進(jìn)給，橫向移動(dòng)，使刨炬對(duì)卷筒繩槽進(jìn)行氣刨加工；刀架橫向移動(dòng)速度與車(chē)床轉(zhuǎn)速及等離子刨削速度相配合的軌跡符合卷筒兩繩槽之間的槽距要求，實(shí)現(xiàn)卷筒繩槽螺旋狀刨削。有益效果是：可提高卷筒的生產(chǎn)效率，縮短結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)周期，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并節(jié)能降耗；操作簡(jiǎn)單、可控性好，刨削表面質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化刨削卷筒繩槽。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置及加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣刨加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及等離子氣刨加工，具體涉及利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的加工裝置和加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，起重機(jī)卷筒的繩槽均采用機(jī)械加工的方法制造。其不足在于:對(duì)于大型卷筒，因繩槽寬且深，利用車(chē)床進(jìn)行加工時(shí)，受車(chē)床加工刀具、切削進(jìn)給量及自身能力的限制，需要對(duì)卷筒繩槽進(jìn)行多次切削加工，加工速度慢，效率低。
[0003]因此，研究一種高效去除卷筒繩槽金屬的方法是本領(lǐng)域需解決的技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用等離子氣刨代替機(jī)床刀具加工大型卷筒繩槽的裝置和方法，對(duì)大型卷筒繩槽進(jìn)行粗加工，從而提高加工效率。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，包括等離子氣刨裝置、氣刨夾具、車(chē)床裝置和防護(hù)裝置，其特征在于:所述氣刨夾具固定在車(chē)床裝置的刀架上，所述等離子氣刨裝置的刨炬裝夾在氣刨夾具上，刨炬的氣刨嘴是與卷筒繩槽深寬匹配的U型氣刨嘴，所述防護(hù)裝置是遮擋刨渣的擋板，防護(hù)裝置安裝在車(chē)床裝置的刀架側(cè)面；待加工卷筒裝夾在車(chē)床裝置的主軸箱和尾架之間。
[0006]本發(fā)明所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，其特征在于:所述車(chē)床裝置主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3.15?315r/min ；
[0007]本發(fā)明所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，其特征在于:所述等離子氣刨裝置的電流輸出調(diào)節(jié)范圍為20?150A，電壓范圍為20?400V，氣體流量為3?8m3/h0
[0008]本發(fā)明所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置的加工方法，其特征在于:所述加工方法包括以下步驟:
[0009](1)將待加工卷筒裝夾在車(chē)床裝置的主軸箱和尾架之間，刨炬裝夾在氣刨夾具上，刨炬與待加工卷筒繩槽之間的夾角范圍為35°?45° ;
[0010](2)啟動(dòng)車(chē)床裝置，帶動(dòng)待加工卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求；
[0011](3)啟動(dòng)等離子氣刨裝置，調(diào)整等離子氣刨裝置的刨炬電弧長(zhǎng)度，電弧長(zhǎng)度范圍為12.5?25mm,形成等離子壓縮電弧
[0012](4)將刀架縱向進(jìn)給，使等離子壓縮電弧對(duì)卷筒繩槽進(jìn)行加熱使金屬熔化、燃燒，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求；
[0013](5)等離子氣刨裝置的壓縮氣體將熔化的金屬以及金屬燃燒產(chǎn)生的氧化物等從熔化部位吹走；
[0014](6)熔化物吹走的同時(shí)，刀架橫向移動(dòng)，橫向移動(dòng)速度與車(chē)床轉(zhuǎn)速及等離子刨削速度相配合，使轉(zhuǎn)動(dòng)速度、刨削速度及刀架橫向移動(dòng)速度合成的軌跡符合卷筒兩繩槽之間的槽距要求，實(shí)現(xiàn)卷筒繩槽螺旋狀刨削。
[0015]本發(fā)明所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置的加工方法，其特征在于:所述一次氣刨后刨槽最大深度為50mm。
[0016]本發(fā)明的利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置中，等離子氣刨裝置用于氣刨卷筒繩槽金屬；車(chē)床用于裝夾待加工卷筒和刨炬；防護(hù)裝置主要用于遮擋氣刨刨渣，防止刨渣凝固于車(chē)床裝置，不易清理且影響車(chē)床裝置精度。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]1、等離子氣刨一次便可粗加工出卷筒繩槽，等離子氣刨替代機(jī)械粗加工可提高卷筒的生產(chǎn)效率，縮短結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)周期，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并節(jié)能降耗；
[0019]2、利用車(chē)床裝置進(jìn)行氣刨加工，操作簡(jiǎn)單、可控性好，刨削表面質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化刨削卷筒繩槽；

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置示意圖
[0021]圖2是等離子氣刨裝置加工示意圖；
[0022]圖3是車(chē)床裝置示意圖
[0023]圖中:1、等離子氣刨裝置，2、氣刨夾具，3、車(chē)床裝置，4、防護(hù)裝置，5待加工卷筒，
6、主軸箱，7、刀架，8、尾架。

【具體實(shí)施方式】
:
[0024]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明設(shè)計(jì)思想在于:利用等離子氣刨替代機(jī)械粗加工去除卷筒繩槽金屬，刨出與繩槽大小、深度均相似的U型槽，預(yù)留卷筒繩槽精加工余量，氣刨后再進(jìn)行精加工。這樣，等離子氣刨一次便可刨出卷筒繩槽。因此，等離子氣刨替代機(jī)械粗加工去除卷筒繩槽金屬可提高卷筒的生產(chǎn)效率，縮短結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)周期，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并節(jié)能降耗。
[0026]利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置包括等離子氣刨裝置1、氣刨夾具2、車(chē)床裝置3和防護(hù)裝置4，氣刨夾具2固定在車(chē)床裝置3的刀架7上，等離子氣刨裝置I的刨炬裝夾在氣刨夾具2上，刨炬的氣刨嘴是與卷筒繩槽深寬匹配的U型氣刨嘴，防護(hù)裝置4是遮擋刨渣的擋板，防護(hù)裝置4安裝在車(chē)床裝置3的刀架7側(cè)面；待加工卷筒5裝夾在車(chē)床裝置3的主軸箱6和尾架8之間。車(chē)床裝置主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3.15?315r/min。等離子氣刨裝置⑴的電流輸出調(diào)節(jié)范圍為20?150A，電壓范圍為20?400V，氣體流量為3?8m3/h0
[0027]加工方法包括以下步驟:
[0028](I)將待加工卷筒5裝夾在車(chē)床裝置3的主軸箱6和尾架8之間，刨炬裝夾在氣刨夾具2上，刨炬與待加工卷筒5繩槽之間的夾角范圍為35°?45° ;
[0029](2)啟動(dòng)車(chē)床裝置，帶動(dòng)待加工卷筒5轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求，一次氣刨后刨槽最大深度為50_ ；
[0030](3)啟動(dòng)等離子氣刨裝置1，調(diào)整等離子氣刨裝置I的刨炬電弧長(zhǎng)度，電弧長(zhǎng)度范圍為12.5?25mm，形成等離子壓縮電弧
[0031](4)將刀架7縱向進(jìn)給，使等離子壓縮電弧對(duì)卷筒繩槽進(jìn)行加熱使金屬熔化、燃燒，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求；
[0032](5)等離子氣刨裝置1的壓縮氣體將熔化的金屬以及金屬燃燒產(chǎn)生的氧化物等從熔化部位吹走；
[0033](6)熔化物吹走的同時(shí)，刀架7橫向移動(dòng)，橫向移動(dòng)速度與車(chē)床轉(zhuǎn)速及等離子刨削速度相配合，使轉(zhuǎn)動(dòng)速度、刨削速度及刀架橫向移動(dòng)速度合成的軌跡符合卷筒兩繩槽之間的槽距要求，實(shí)現(xiàn)卷筒繩槽螺旋狀刨削。
[0034]本發(fā)明中，等離子氣刨裝置采用陡降外特性的直流電源，并采用直流正接的電源極性，即將待加工的卷筒5與等離子電源陽(yáng)極連接，等離子氣刨刨炬與電源的陰極連接。等離子氣刨刨炬產(chǎn)生的電弧弧柱溫度可達(dá)10000?30000°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)所有金屬以及非金屬的熔點(diǎn)，等離子氣刨是依靠熔化金屬來(lái)實(shí)現(xiàn)刨削加工。
[0035]等離子氣刨裝置的壓縮氣體可選空氣、氮?dú)?、氧氣、氬?氫氣、氬氣/氮?dú)獾绕渌旌蠚怏w；考慮到節(jié)省成本選用壓縮空氣作為氣體。
[0036]車(chē)床的裝置裝夾卷筒，帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，可調(diào)轉(zhuǎn)速；可固定等離子刨炬并能通過(guò)橫向縱向移動(dòng)刀架7來(lái)移動(dòng)刨炬。將等離子氣刨刨炬利用氣刨夾具固定在車(chē)床裝置的刀架7處，組成一套操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、可控性好，刨削表面質(zhì)量高的裝置。
[0037]考慮到由于卷筒受電弧熱的作用，會(huì)產(chǎn)生刨削變形，預(yù)留精加工余量時(shí)同時(shí)預(yù)留出受熱變形的余量。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，包括等離子氣刨裝置(I)、氣刨夾具(2)、車(chē)床裝置(3)和防護(hù)裝置(4)，其特征在于:所述氣刨夾具(2)固定在車(chē)床裝置(3)的刀架(7)上，所述等離子氣刨裝置(I)的刨炬夾裝在氣刨夾具(2)上，刨炬的氣刨嘴是與卷筒繩槽深寬匹配的U型氣刨嘴，所述防護(hù)裝置(4)是遮擋刨渣的擋板，防護(hù)裝置(4)安裝在車(chē)床裝置(3)的刀架(7)側(cè)面；待加工卷筒(5)裝夾在車(chē)床裝置(3)的主軸箱(6)和尾架(8)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，其特征在于:所述車(chē)床裝置主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3.15?315r/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置，其特征在于:所述等離子氣刨裝置(I)的電流輸出調(diào)節(jié)范圍為20?150A，電壓范圍為20?400V，氣體流量為 3 ?8m3/h。
4.權(quán)利要求1所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置的加工方法，其特征在于:所述加工方法包括以下步驟: ①將待加工卷筒(5)裝夾在車(chē)床裝置(3)的主軸箱(6)和尾架(8)之間，刨炬裝夾在氣刨夾具(2)上，刨炬與待加工卷筒(5)繩槽之間的夾角范圍為35°?45° ; ②啟動(dòng)車(chē)床裝置，帶動(dòng)待加工卷筒(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求； ③啟動(dòng)等離子氣刨裝置(I)，調(diào)整等離子氣刨裝置(I)的刨炬電弧長(zhǎng)度，電弧長(zhǎng)度范圍為12.5?25mm,形成等離子壓縮電弧 ④將刀架(7)縱向進(jìn)給，使等離子壓縮電弧對(duì)卷筒繩槽進(jìn)行加熱使金屬熔化、燃燒，卷筒轉(zhuǎn)速為使一次氣刨后成型的深度及寬度符合繩槽粗加工要求； ⑤等離子氣刨裝置(I)的壓縮氣體將熔化的金屬以及金屬燃燒產(chǎn)生的氧化物等從熔化部位吹走； ⑥熔化物吹走的同時(shí)，刀架(7)橫向移動(dòng)，橫向移動(dòng)速度與車(chē)床轉(zhuǎn)速及等離子刨削速度相配合，使轉(zhuǎn)動(dòng)速度、刨削速度及刀架橫向移動(dòng)速度合成的軌跡符合卷筒兩繩槽之間的槽距要求，實(shí)現(xiàn)卷筒繩槽螺旋狀刨削。
5.權(quán)利要求4所述利用等離子氣刨加工大型卷筒繩槽的裝置的加工方法，其特征在于:所述一次氣刨后刨槽最大深度為50mm。
【文檔編號(hào)】B23K10/00GK104384691SQ201410649279
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】張南南, 何茂剛, 王勝會(huì), 金曉鵬, 王麗, 姜明全 申請(qǐng)人:大連華銳重工起重機(jī)有限公司, 大連華銳重工集團(tuán)股份有限公司