专利名称：长管类长轴类零件头部综合机加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是机械加工设备，特别是一种长管类长轴类零件头部综合机加工机床。
机械制造中离不开各种机械加工机床，它能完成零件的外园、内孔、端面的加工，还可以完成锥度、螺纹、倒角的加工，长管类长轴类零件头部往往也需要加工外园、内孔、端面倒角、锥度、直螺纹、锥螺纹等。例如，油管、气管、石油钻杆锥度螺纹，采油树的油管与采油设备的连接螺纹等，因为零件太长一般机床很难完成。
现有技术中也有能完成长管类长轴类零件头部机加工的特种设备，例如，套丝机、倒角机、端面切割机等。它们大多功能单一，能达到的加工要求低，管径及轴径均较小。现有技术中还有针对长管类长轴类的特种加工机床，例如，加工石油管道，钻杆的长管车床，大口径管端倒棱机等，它们一般是管有多长，机床就有多大，结构复杂，体积庞大，造价昂贵，不能适应野外作业的需要。中国专利公布了一种管口车床(专利号为90201038)，它能够完成管端的外园、内孔、锥度、直螺纹、锥螺纹倒角等加工，但它的刚性差，传动不合理，只能是一种演示性结构。
本发明的目的是提出一种体积小、重量轻、造价低、能完成长管类长轴类零件头部各种加工要求的综合机加工机床。
本发明是这样实现的。它包括机架、夹紧装置、顶紧装置、丝杆螺母轴向进给系统、径向刀架、径向走刀系统、旋转架、动力箱。机架的一端安装有夹紧装置，另一端固连一根进给丝杆，一进给母丝装在丝杆的头部；在丝杆上套有一个只能滑动不能旋转的空心轴，旋转架的壳体通过两处轴承套在空心轴上，旋转架的壳体一端安装有一个或多个可作径向运动的径向刀架，另一端上通过动力齿轮、花键轴与动力箱相连；空心轴上固装一个中心齿轮，一组或多组进给齿轮和挂轮安装在中心齿轮与进给母丝之间，一组或多组走刀齿轮和挂轮安装在中心齿轮与径向刀架的走刀丝杆之间，每组进给挂轮设置有一个离合器，每组走刀挂轮也设置一个离合器。
夹紧装置是用来夹紧待加工件管端(或轴端)的，为了定位准确牢靠，可以设置两套夹紧装置。
本发明的工作过程是这样的。用夹紧装置夹紧工件，当动力箱的动力通过动力齿轮使旋转架旋转时，进给齿轮组及挂轮组通过与空心轴上的中心齿轮的啮合，即成为NW行星传动的形式带动母丝在丝杆上旋转，从而完成旋转架的轴向给进的动作。走刀齿轮组及挂轮组通过空心轴上的中心齿轮啮合带动走刀架的走刀丝杆旋转(此时无行星作用)从而完成径向走刀。
1、加工外园、内孔及直螺纹的工作。
断开走刀挂轮组，连上轴向进给挂轮组，旋转架转动时，带动径向刀架旋转并作轴向进给，在径向刀架上装上适当的刀具，则可完成外园加工和直螺纹加工。改变进给挂轮组的速比即可改变轴向进给速度。
2、加工端面。断开轴向进给挂轮组，连上走刀挂轮组，旋转架转动时，带动径向刀架旋转，径向刀架上的刀具作径向进给，在径向刀架上装上适当的刀具，则可以完成端面加工的工作。
3、加工锥度外园、锥度内孔及锥螺纹。
连上进给挂轮组，同时连上径向走刀挂轮组，在径向刀架上装上适当的刀具，旋转架转动时，该刀具在完成轴向运动的同时，也完成径向运动，按照锥度的要求适当改变轴向及径向运动的比例，从而完成各种锥度外园，锥度内孔及锥度螺纹的加工。
4、倒角、打坡口。
它是锥度加工的特例。同时连接轴向进给挂轮组和径向走刀挂轮组，按倒角打坡口的要求，调整好轴向进给与径向走刀的比例，即可加工。
5、本发明在加工小径管件时，可采用现有技术中的板牙或丝锥加工各种螺纹。
为了增加加工刚性，本发明在进给丝杆内设置了一套螺纹顶紧装置；在旋转架上设置有一个跟刀园盘，在跟刀园盘外园上设置了三个能在机架上的导轨上移动的跟刀架。
在径向刀架上设置了一组用拉杆连接的让刀机构。
本发明最佳方案是对称设置两套轴向进给系统，对称设置两套径向走刀系统。
本发明采用工件固定，刀具旋转的形式、结构紧凑、体积小、重量轻、综合加工能力强、加工精度高、能完成车床加工的所有工作。长管子在水平状态或垂直状态均能加工，无需任何基础，能够适应石油钻井，海洋采油平台，油、气、水管道野外施工，采油树的维修加工。
一台加工管径小于150mm的综合加工机重量约0-----100kg左右。
一台加工管径大于150---220mm的综合加工机重量约150-----200kg左右。
一台加工管径大于220---500mm的综合加工机重量不超过250-----350kg左右。
一台加工管径大于500---1000mm的综合加工机重量不超过800-----1000kg左右。
下面以实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体装配示意图，图2为本发明的旋转架的俯视图，图3为图2的侧视图，图4为本发明的径向走刀系统示意图，图5为本发明的丝杆母丝进给系统示意图，图6为本发明的动力传送示意图，图7为本发明的让刀机构向右示意图，图8为本发明的让刀机构向左示意图，图9为本发明的挂轮组离合器示意图。
其中1----夹紧装置，2----机架，3----径向刀架，4----让刀机构，5----跟刀架，6----走刀齿轮组，7----旋转架壳体，8----丝杆母丝进给机构，9----走刀挂轮组，10----空心轴，11----动力传送装置，12----动力箱，13----顶紧机构，14----进给丝杆，15----自动给定装置，16----进给挂轮组，17----进给齿轮组，18----跟刀园盘，19----工件，20----径向刀架座，21----挂轮架， 2----刀具，23----走刀丝杆，4----走刀减速器，25----走刀小齿轮，26----中心大齿轮，27----进给伞齿轮，28---母丝，29----顶紧盘，30----锁紧螺母，31----进给减速器，32----轴承，33----滚针轴承，4----让刀弹簧，35----走刀齿轮，36----轴承，37----让刀盘，38----凸轮轴，39----拉杆，40----让刀连杆，41----让刀架，42----后盖，43----动力齿轮，44----销轴，45----花键轴，46----花键齿轮，47----销轴，48----挂轮，49----弹簧，50-----齿轮轴。
从图1、2、3、4、5、6中看出，它包括机架[2]、夹紧装置[1]、顶紧装置[13]、丝杆螺母轴向进给系统、径向刀架[3]、径向走刀系统、旋转架[7]、动力箱[12]。机架[2]的一端安装有夹紧装置[1]，另一端固连一根进给丝杆[14]，一进给母丝[28]装在丝杆[14]的头部；在丝杆[14]上套有一个只能滑动不能旋转的空心轴[10]，旋转架[7]的壳体通过两处轴承[32]、[33]套在空心轴[10]上，旋转架[7]的壳体一端面安装有一个或多个可作径向运动的径向刀架[3]，另一端面上通过动力齿轮[43]、花键轴[45]与动力箱[12]相连；空心轴[10]上固装一个中心齿轮[26]，一组或多组进给齿轮[17]和挂轮[16]安装在中心齿轮[26]与进给母丝[28]之间，一组或多组走刀齿轮[6]和挂轮[9]安装在中心齿轮[26]与径向刀架[3]的走刀丝杆[23]之间，每组进给挂轮设置有一个离合器，每组走刀挂轮也设置一个离合器。
在机架[2]的前端设置了一套或两套夹紧装置[1]。
本发明在进给丝杆内设置了一套螺纹顶紧装置，它是由顶紧丝杆[13]和顶紧盘[29]构成。
跟刀机构是由设置在旋转架上的跟刀园盘，在跟刀园盘外园上设置的三个能在机架上的导轨上移动的跟刀架构成。
从图7、8中看出，在径向刀架上设置了一组或两组用拉杆连接的让刀机构。让刀杠杆[40]向右时，拉杆[39]拉动凸轮轴[38]向右，使凸轮轴[38]的最高点压迫让刀架[41]，带动走刀丝杆[23]及刀具[22]等前进。让刀杠杆[40]向左时，拉杆[39]拉动凸轮轴[38]向左，使凸轮轴[38]的低点让位给让刀架[41]，带动走刀丝杆[23]及刀具[22]等后退，从而完成让刀动作。
从图4、5中看出，为了便于调节挂轮组及齿轮组的速比，在走刀系统中插入一个定速比的走刀减速器；在进给系统中也插入一个定速比的进给减速器。
权利要求
1.一种长管类长轴类零件头部综合机加工机床，它包括机架[2]、夹紧装置[1]、顶紧装置[13]、丝杆螺母轴向进给系统、径向刀架[3]、径向走刀系统、旋转架[7]、动力箱[12]，其特征在于机架[2]的一端安装有夹紧装置[1]，另一端固连一根进给丝杆[14]，一进给母丝[28]装在丝杆[14]的头部；在丝杆[14]上套有一个只能滑动不能旋转的空心轴[10]，旋转架[7]的壳体通过两处轴承[32]、[33]套在空心轴[10]上，旋转架[7]的壳体一端面安装有一个或多个可作径向运动的径向刀架[3]，另一端面上通过动力齿轮[43]、花键轴[45]与动力箱[12]相连；空心轴[10]上固装一个中心齿轮[26]，一组或多组进给齿轮[17]和挂轮[16]安装在中心齿轮[26]与进给母丝[28]之间，一组或多组走刀齿轮[6]和挂轮[9]安装在中心齿轮[26]与径向刀架[3]的走刀丝杆[23]之间，每组进给挂轮设置有一个离合器，每组走刀挂轮也设置一个离合器。
2.根据权利要求1所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于对称设置两套轴向进给系统，对称设置两套径向走刀系统。
3.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于在机架[2]的前端设置了一套或两套夹紧装置[1]。
4.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于在进给丝杆内设置了一套螺纹顶紧装置，它是由顶紧丝杆[13]和顶紧盘[29]构成。
5.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于跟刀机构[5]是由设置在旋转架[7]上的跟刀园盘[29]和在跟刀园盘[29]外园上设置的三个能在机架[2]上的导轨上移动的跟刀架构成。
6.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于加工小直径螺纹的可以丝板安装在径向刀架[3]上。
7.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于在走刀系统中插入一个定速比的走刀减速器。
8.根据权利要求1或2所述的长管类长轴类零件头部综合机加工机床，其特征在于在进给系统中插入一个定速比的进给减速器。
全文摘要
本发明提出了一种能完成长管类长轴类零件头部各种加工要求的综合机加工机床。它包括机架、夹紧装置、顶紧装置、丝杆螺母轴向进给系统、径向刀架、径向走刀系统、旋转架、动力箱。刀具安装在旋转的刀架上，并能作径向走刀和轴向进给。改变径向走刀和轴向进给的比例，就可以完成管端、轴端的各种外园、端面、锥度、直螺纹、锥螺纹等的机加工。本发明采用工件固定，刀具旋转的形式、结构紧凑、体积小、重量轻、造价低、综合加工能力强、加工精度高、能完成车床加工的所有工作。长管子在水平状态或垂直状态均能加工，无需任何基础，能够适应石油钻井，海洋采油平台，油、气、水管道野外施工，采油树的维修加工。
文档编号B23B5/00GK1393319SQ0111430
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月21日 优先权日2001年6月21日
发明者张军 申请人:张军