一种用于大型盘件的锥孔加工器械的制作方法

本实用新型涉及机械精加工领域，尤其涉及一种用于大型盘件的锥孔加工器械。

背景技术：

风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机可以利用风力发电，为人类提供更加清洁的可再生能源，因此，风力发电机越来越受到人们的青睐。

而风力发电机内包含有多个盘类零件如：风轮盘、刹车盘、锁紧盘、偏航盘等，这些盘类零件有几个共同的特点：1.零件体积大、重量大，移动转动不方便；2.沿着盘的圆周分布有多个孔或锥孔，加工时需要在钻床上不断转动实现孔的加工。

在加工盘件边缘部位的孔时，一般通过专门的加工中心或铣床，将孔加工出来，之后移动到钻床上，通过钻床进行扩孔，由于孔分布在盘件边缘，在加工时需要搬动使盘件转动，而盘件体积和重量较大，不易搬动。

其次，在加工锥孔或其他形状的异型孔时，若采用圆台形的磨头对孔进行打磨，首先耗费时间，其次对磨头的磨损较大，若加工异型孔，则普通的钻床难以实现。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决盘类零件的锥孔加工的问题，提供一种用于大型盘件的锥孔加工器械，通过扩孔平台可以轻易的对盘类零件进行转动，而立式钻床上的锥孔加工刀具装置，可以快速的将孔扩大，并加工出需要的锥孔或异型孔。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种用于大型盘件的锥孔加工器械，包括立式钻床、扩孔平台和用于锥孔加工的刀具装置，立式钻床包括可上下移动的下压头，所述下压头内设有旋转部；

所述扩孔平台，包括用于支撑盘类工件的架体，还包括用于带动盘类工件转动的定位转动机构，所述定位转动机构包括水平支架和位于盘类工件中心的转轴，所述水平支架固定于转轴上且沿着转轴的径向分布，所述水平支架上设有可与盘类工件中心孔内周面抵压配合的抵压块；

所述刀具装置，包括刀具、可带动刀具旋转的刀座、使刀具下移的下压装置和用于保持刀具放置方向垂直于下压装置移动方向的保持机构；

-所述下压装置可拆卸连接在所述保持机构上，下压装置固定于旋转部内；

-所述刀具包括刀体、第一滑块和第二滑块；

-所述保持机构包括安装在下压装置上的水平套，所述水平套的侧面上设有供所述刀体穿过的安装孔和供第一滑块穿过的水平滑槽，所述安装孔保持刀具伸缩方向垂直于下压装置移动方向，所述第一滑块滑动连接于水平滑槽内；

-所述刀座内设有导向滑槽和供刀具移动的容腔，所述容腔设于刀座的侧表面，所述容腔为柱状槽，导向滑槽位于容腔槽底所在的刀座内；所述第二滑块于导向滑槽内滑动并带动刀具刀体于安装孔内前后伸缩，所述导向滑槽可以是直线型、多段线型或者弯曲线型；

所述刀具、刀座和水平套沿着刀座的轴心同步旋转，所述下压装置使刀具向下沿着导向滑槽移动时，所述刀具刀头的移动方向跟随着第二滑块与导向滑槽内的移动方向同步。

优选的，所述扩孔平台还包括用于驱动转轴在竖直方向上作往复运动的驱动机构，所述驱动机构包括液压缸，液压缸在竖直方向上下作往复运动的活塞杆，所述转轴以可绕活塞杆轴线转动的方式套装在活塞杆一端，并随着活塞杆作同步运动。

优选的，所述扩孔平台的抵压块上开设有沿着转轴的径向方向布置的第一定位槽，所述水平支架与抵压块对应位置处设有第一螺纹孔，所述第一定位槽内穿设有第一锁紧螺栓，所述第一锁紧螺栓穿过第一定位槽，并穿入第一螺纹孔内与第一螺纹孔旋合。

优选的，所述扩孔平台的架体包括用于支撑盘类工件的多个支脚，多个支脚沿着盘类工件周向布置，所述支脚包括支座和螺杆，所述支座一端垂直固定于地面上，另一端开设有竖直布置的第三螺纹孔，螺杆一端与第三螺纹孔相旋合，另一端可与盘类工件下表面抵触配合。

优选的，所述下压装置包括下压套和下压杆，所述下压杆通过螺栓可拆卸连接在所述下压套上，下压杆顶部与旋转部相固定。

优选的，所述刀座呈柱状，所述水平套内部开口的截面与所述刀座同呈多边形，所述水平套套接在所述刀座上，所述水平套固定连接在下压套上。

优选的，所述刀座底部还设有模棒和模棒定位装置，所述模棒定位装置包括密封盖、轴承和轴承座，所述模棒一端固定连接在刀座底部，所述轴承套接在模棒外壁上，轴承安装在轴承座内。

优选的，所述模棒与刀座相对的另一端设有螺纹，所述模棒定位装置还包括调整套及调整螺母，所述调整套套设在模棒的外壁上，所述调整螺母安装在所述模棒的螺纹端以调整锁紧所述调整套。

优选的，所述导向滑槽呈直线型，导向滑槽于竖直方向倾斜设置，滑块沿导向滑槽由上至下移动时，刀具的刀头至刀座转动轴心的距离递减。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的用于大型盘件的锥孔加工器械，具有如下有益效果：

本实用新型的应用范围较广，可以适用于多种类型的盘类工件加工，当需要更换扩孔的位置时，使用者只需通过推动盘类工件或是驱动转轴转动即可，本实用新型中的扩孔平台既能减少人工摆好工件的时间，提高劳动效率，而且使的盘类工件可以更好的进入准确位置，保证和提高扩孔加工质量。

刀具装置包括刀具、水平套及刀座，刀具的第一滑块与水平套的水平滑槽配合，用于保证刀具于水平方向内的前后伸缩；刀座内的导向滑槽与刀具的第二滑块配合实现刀具沿导向滑槽的移动。刀具装置安装在钻床的旋转部，通过钻床的下压头将刀具装置下压并旋转，通过导向滑槽和水平滑槽的配合，在下压装置在竖直方向上移动水平套时，刀具可以跟随导向滑槽和水平滑槽向下移动的同时产生水平伸缩运动，切割产生跟导向滑槽相同形状的异形孔或锥形孔，并且刀具的使用寿命长，加工速度快，可以快速加工出需要的孔形状。

附图说明

图1为本实施例中用于大型盘件的锥孔加工器械的结构示意图；

图2为本实施例中扩孔平台的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本实施例中扩孔平台的俯视图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为实施例中驱动机构驱动盘类工件升降时的结构示意图；

图7为本实施例中转轴与活塞杆连接处的结构示意图；

图8为本实施例中刀具装置的结构示意图；

图9为本实施例中刀具装置的拆分结构示意图；

图10为本实施例中刀具装置在加工工件的锥孔时的示意图；

图11为本实施例中刀具装置中刀具走向示意图；

图12为本实施例中刀具装置中刀具安装的结构示意图；

图13为本实施例中刀具装置中刀座的结构示意图；

图14为本实施例中刀具装置中刀座中部的水平剖视图；

图15为本实施例中刀具装置中水平套的结构示意图；

图16为本实施例中异形孔加工刀具装置在加工异型孔时的示意图。

附图标记：1、钻床；2、风轮锁紧盘；21、中心孔；3、液压缸；31、活塞杆；4、架体；41、支座；42、螺杆；5、支撑架；51、转轴；52、水平支架；6、抵压块；61、第一定位槽；62、第一锁紧螺栓；7、夹紧机构；71、底板；72、夹持组件；721、第一夹板；7211、第二定位槽；722、连接杆；73、第二锁紧螺栓；74、第二夹板；81、刀具；82、水平套；821、安装孔；822、水平滑槽；83、下压套；84、下压杆；85、刀座；851、容腔；852、导向滑槽；86、模棒；87、密封盖；88、轴承；89轴承座；810、调整套；811、调整螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1至16所示的一种用于大型盘件的锥孔加工器械，包括扩孔平台、刀具装置和立式钻床。

如图1所示，本实施例中的扩孔平台可用于加工风轮锁紧盘2，风轮锁紧盘2为圆盘状，中部开设中心孔21。

同样如图1所示，本实施例中的扩孔平台包括用于支撑风轮锁紧盘2的架体4，本扩孔平台的中架体4的结构形式可以有多种，该实施例中架体4包括3个沿周向布置的支脚，每个支脚包括支座41和螺杆42，支座41一端垂直固定于地面上，另一端端面开设竖直的螺纹孔，螺杆42一端与螺纹孔相旋合，螺杆42另一端与风轮锁紧盘2下表面相接触以支撑风轮锁紧盘2。三个支脚不在一条直线上，并且支撑点靠近风轮锁紧盘2的外侧，也可以沿着风轮锁紧盘2的周向均匀布置，使风轮锁紧盘更稳固。

如图1和图4所示，扩孔平台还包括驱动机构，驱动机构包括液压泵和液压缸3。液压泵固定在地面上，在图中未显示。液压缸3和液压泵相连并且由液压泵驱动。液压缸3包括缸筒、活塞和活塞杆31。缸筒垂直固定于地面上，活塞在缸筒内壁往复直线移动，活塞杆31一端与活塞固定连接，活塞杆31随着活塞作往复直线运动。

如图2、图5和图7所示，扩孔平台还包括支撑架5，支撑架5具有圆筒状的转轴51，转轴51固定套装在活塞杆31的上端，并且随着活塞杆31同步运动。活塞杆31端部的外周和转轴51内壁之间安装有轴承，使得转轴51可绕活塞杆31的轴线转动。转轴51的外壁沿径向向外凸出的四个水平支架52，四个水平支架52均布在转轴5的外壁，并且水平支架52端部到转轴51轴线的距离大于风轮锁紧盘中心孔21的半径。为了减轻重量，水平支架52为空心结构。

如图5和图6所示，当支撑架5撑起风轮锁紧盘2时，为了防止风轮锁紧盘2晃动，每个支撑部5上表面靠近通孔周壁的一端安装有用于夹紧风轮锁紧盘2的抵压块6。抵压块6可移动地安装在水平支架52上表面，抵压块6具有锁紧位置和松开位置，位于锁紧位置时，抵压块6与中心孔21的周壁抵压配合。

抵压块6中部开设长条形的第一定位槽61，水平支架52上表面与第一定位槽61相对应的位置开设第一螺纹孔，图中未显示，第一锁紧螺栓62的螺纹端穿过第一定位槽61和第一螺纹孔旋合。

需要更换扩孔的位置时，先使4个抵压块6向中心孔周壁移动，当抵压块6的一端紧紧抵住中心孔21周壁，拧紧第一锁紧螺栓62，使抵压块6固定在锁紧位置，然后启动液压泵，使活塞杆31上移，带动支撑架5上移，托起风轮锁紧盘2，然后绕转轴51旋转风轮锁紧盘2，使钻床1的主轴对准待加工孔的位置后，活塞杆31下移，放下风轮锁紧盘2。当需要更换另一个风轮锁紧盘时，需要先松开第一锁紧螺栓62，使抵压块6脱离中心孔21周壁。

如图2和图3所示，扩孔平台还包括夹紧机构7。夹紧机构7包括固定在钻床1上的底板71，以及安装在底板71上的第一夹紧机构和第二夹紧机构。第一夹紧机构用于防止风轮锁紧盘2加工时发生轴向跳动；第二夹紧机构用于防止风轮锁紧盘在加工发生水平移动。

如图5所示，第一夹紧机构包括安装在底板71上的夹持组件72。夹持组件72包括与底板71相对布置且可与盘类工件上表面接触配合的第一夹板721，位于底板71和第一夹板721之间且竖直布置的连接杆722，所述连接杆的两端分别与第一夹板721以及底板71固定连接。第一夹板71上开设有第二定位槽7211，所述底板71与第二定位槽7211位置对应处设有第二螺纹孔，图中未显示，所述第二定位槽7211内穿设有第二锁紧螺栓73，所述第二锁紧螺栓73穿过第二定位槽7211，并与穿入第二螺纹孔内与第二螺纹孔旋合。

如图5所示，为了夹持地更牢固，本实施例中夹持组件72有2个。第二夹紧机构包括可从盘类工件的中心孔21内周面一侧朝向盘类工件外周面一侧径向抵压的第二夹板74，第二夹板74通过摩擦力防止风轮锁紧盘2加工时发生水平方向的位移。

如图8至10所示，本实施例中的刀具装置，由上至下依次包括下压装置、水平套82、刀座85、模棒定位装置和用于调节刀座高度的锁紧调节机构。

下压装置包括下压杆84和下压套83，下压套83套接在刀座85侧面的外壁，下压套的内部形状与刀座相同(下压套内部为方形槽，刀座为正四棱柱形)。下压套83通过螺栓可拆卸连接在下压杆84上，下压杆84的顶部安装于钻床的驱动部位，通过钻床带动下压装置转动，进而带动刀座、刀具和水平套转动。下压装置中的下压套83又是可拆卸连接在保持机构上的，部件与部件之间都是通过可拆卸的连接方式，结构简单，在刀具断裂或者出现需要维修等情况时，方便检修与更换。

如图13可见，在正常加工过程中，为了驱动机构作用在下压套83上的力能够均衡施加在水平套82上，水平套82固定连接在下压套83的一端。水平套82内部开口的截面与刀座的形状是一致的，同呈多边形，因其在正方形时结构强度高，且易于制造，本实施例中优选正方形，水平套82套接在刀座85上，在刀座85侧面上上下滑动。

如图15可见，水平套82上的安装孔821侧面和水平滑槽822侧面是相连通的，形成一个整体的通槽。

如图15所示，水平套82的侧面上设有安装孔821和水平滑槽822，安装孔821用于刀具刀体的穿过并实现刀体于安装孔821处的伸缩；水平滑槽822是用于第一滑块的滑动连接，并保持刀具81伸缩方向垂直于下压装置移动方向。在正常使用时，水平套82上安装孔821和水平滑槽822的设置，方便了刀具的安装与拆卸。

如图13及图14所示，刀座85内设有导向滑槽852和供刀具移动的容腔851，为了减少第二滑块在导向滑槽852内及刀体在容腔851内滑动的阻力，容腔851可以设在刀座85的侧表面上，导向滑槽852位于容腔851槽底所在的刀座内，这样便于刀座上导向滑槽和容腔的加工，极大的降低加工难度和时间，提高它们的表面精度。

刀具81包括刀体、第一滑块和第二滑块，在正常使用时，因为第一滑块和第二滑块同步运动，所以第一滑块和第二滑块可以是一体成型，也可以是独立的两个部件，当第一、第二滑块与刀体为独立部件时，即刀体末端开孔，孔内设置限位销，限位销的两端凸出刀体形成上述的第一滑块和第二滑块。

在正常加工过程中，刀具81、刀座85和水平套82沿着刀座85的轴心同步旋转，下压装置使刀具81向下沿着导向滑槽852移动时，刀具81刀头的移动方向跟随着第二滑块在导向滑槽内的移动方向同步。

在正常加工过程中，为了减少刀座转动的摩擦阻力，刀座85底部还安装有模棒86，模棒上设置了模棒定位装置，模棒定位装置是由密封盖87、轴承88及轴承座89构成的。在加工孔的时，为了防止切削出来的材料渣掉进轴承座内，对轴承座89内的轴承88产生损害降低轴承使用寿命，密封盖87安装在轴承座89和刀座85之间，有效阻隔切削材料的进入。

为了调节刀座的高度，模棒上还设置了调整套810及调整螺母811，模棒86的一端即与刀座85连接端的相对端外表面呈螺纹状，在刀座调节到所需位置时，调整套810套在模棒外壁上后，调整螺母811通过安装在模棒的螺纹端调整模棒及模棒定位装置，实现锁紧定位的功能。

如图12可见，在刀具81出现损坏需要更换时，可以通过外力向上提上述下压装置，由于水平套82固定连接在下压装置中的下压套83上，在下压装置向上提升的同时，水平套82跟着下压装置向上升。参见图4可见，在水平套82带着刀具81退出刀座85上的导向滑槽852时，参见图7可见，刀具81可以直接从安装孔821和水平滑槽822中抽出，进而取出刀具进行更换，结构简单、更换方便。

在安装时，先将刀具装入水平套，刀具的第一滑块滑动连接进水平套的水平滑槽内，刀体安装在水平套上的安装孔内，然后再将安装好的水平套和刀具从刀座的上方或者下方即刀座导向滑槽的行程外，将刀具的第一滑块移入刀座上的导向滑槽，将水平套套接在刀座的外表面上，接着将下压装置连接在水平套上，将模棒及模棒定位装置安装在刀座的下方，完成刀具的安装。

在本实施例中，如图11所示，当刀座上导向滑槽是直线型，在下压装置使刀具81沿着直线型的导向滑槽852向下移动时，刀具81刀头的方向跟随着第二滑块在导向槽内的移动方向，刀具81上的第二滑块于导向滑槽852内滑动并带动刀具刀体于安装孔821内前后伸缩，可以加工出规则的锥形孔或倒角。

如图16所示，当刀座上导向滑槽为多段的曲线时，在下压装置使刀具1沿着曲线型的导向滑槽52向下弯曲移动时，刀具1刀头的方向跟随着第二滑块在导向槽内的移动，刀具1上的第二滑块于导向滑槽52内滑动并带动刀具刀体于安装孔21内前后反复伸缩，可以加工出不规则的异形孔，刀具加工的移动方向跟随导向滑槽52。

通过将上述刀具装置的下压杆84安装在立式钻床的旋转部上，通过旋转部带动下压杆84-下压套83-水平套82-刀座85最终带动刀具81转动，实现锥孔或异型孔的加工。

以上所述使本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。