一种中心对称孔仿形火焰切割设备的制作方法

本实用新型涉及火焰切割技术领域，具体涉及一种中心对称孔仿形火焰切割设备，主要用于中心对称孔火焰切割开孔，以及等离子切割开孔(等离子切割是一种切割方法，成本比火焰切割高)、激光切割开孔及平面孔焊接。

背景技术：

目前的仿形火焰切割适用于水平平板的切割，一般采用竖直切割方式，对于椭圆形封头或弧形面结构的板面，这种仿形火焰切割方式将受到很大的限制，切割精度低，效率低下，需要进行人工辅助才能完成。而对于卧式的压力容器封头上的开孔，垂直火焰切割方式在仿形和切割过程中带有很大的局限性，如何提高这类设备或板料的切割效率，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中所存在的对平面板材或非平面板材的切割技术问题，降低切割成本，本实用新型提供一种中心对称孔仿形火焰切割设备。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种中心对称孔仿形火焰切割设备，包括支撑立柱和支撑横梁，所述支撑横梁通过升降机构与所述支撑立柱形成上下滑动连接，所述支撑横梁上设有第一驱动电机和轴承座，所述轴承座上贯穿一转轴，在所述转轴的端部设有切割装置和仿形装置，所述转轴通过一传动装置与所述第一驱动电机形成旋转驱动连接，用于驱动所述切割装置和仿形装置在切割体表面预形成的圆孔轨迹上保持对称旋转，所述转轴通过一轴向驱动装置与其形成直线驱动连接，用于驱动所述转轴使其沿轴线方向贴合切割体表面前后移动。

所述转轴的端部设有与所述转轴垂直设置的旋转横梁，所述切割装置的一端和所述仿形装置的一端分别通过一夹具可拆卸固定于所述旋转横梁上，所述切割装置的切割头与所述仿形装置的仿形头对称于所述转轴的轴线设置。

优选地，所述旋转横梁为方形钢管，设置于其上的所述夹具可沿所述方形钢管的长度方向移动。

进一步优选地，所述转轴为滚珠花键轴，所述轴承座的轴承孔中设有花键轴套，所述滚珠花键轴贯穿所述花键轴套，并与所述花键轴套在周向上相对固定连接，所述转轴在所述轴向驱动装置的驱动下沿其轴线方向在所述花键轴套中滑动。

所述轴承座包括第一轴承座和第二轴承座，所述花键轴套依次贯穿并固定于所述第一轴承座和第二轴承座的轴承孔中，所述传动装置包括主动齿轮和被动齿轮，所述被动齿轮固定于所述第一轴承座和第二轴承座之间的所述花键轴套上，所述主动齿轮固定于所述第一驱动电机的驱动轴上，所述主动齿轮与所述被动齿轮相啮合。

所述轴向驱动装置包括推杆、推力架、直线轴承和拉伸机构，所述直线轴承和拉伸机构分别固定于所述支撑横梁上，所述推力架与所述转轴在其轴向上固定连接，与所述转轴在其圆周方向上相对滑动连接；所述推杆与所述转轴平行设置，且其一端贯穿所述直线轴承后与所述推力架固定连接；所述拉伸机构的一端与所述推杆的另一端固定连接。

所述拉伸机构为发条弹簧。

所述推杆包括间隔设置的第一推杆和第二推杆，所述第一推杆和第二推杆分别通过贯穿所述直线轴承与所述推力架相对固定连接，所述第一推杆和第二推杆中的其一推杆上设有直齿条，所述直齿条与固定于所述支撑横梁上的带有齿轮的手轮形成啮合，可以转动所述手轮实现手动进给。

所述直齿条直接成型于所述第一推杆上。

所述支撑横梁上设有沿其长度方向设置的导轨，所述升降机构为一升降板，所述升降板与所述支撑立柱滑动连接，所述升降板上设有导槽，所述支撑横梁通过相配合的所述导轨、导槽沿其长度方向移动。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型在支撑横梁上设有第一驱动电机、轴承座和转轴，转轴的端部固定有切割装置和仿形装置，通过第一驱动电机和传动装置实现对转轴的旋转驱动；本实用新型在转轴上所设置的切割装置和仿形装置，当驱动二者同步旋转时，切割装置和仿形装置在切割体表面预形成的圆孔轨迹上呈对称设置，同时在转轴轴向上通过轴向驱动装置实现对转轴进给量的控制，整机结构简单，组装方便，成本低，可准确实现仿形与切割的同步中心孔切割。

B.本实用新型中的转轴采用滚珠花键轴，而在轴承座的轴承孔中固定有花键轴套，花键轴套限制了转轴的周向运动，花键轴套与被动齿轮、轴承、转轴同步旋转，仅使转轴在轴向驱动装置的作用下使其沿着花键轴套的轴线方向移动，滚珠花键轴与花键轴套实现仿形火焰切割设备的边旋转边进给，非常适合在火焰切割、等离子切割开孔、激光切割开孔及平面孔焊接等方面的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所提供的仿形火焰切割设备结构示意图；

图2是图1所示局部放大示意图；

图3是图2所示另一方向的结构示意图；

图4是图3所示结构中局部结构示意图；

图5是本实用新型所提供的仿形火焰切割设备切割筒体状态示意图。

图中标识如下：

1-支撑立柱

2-支撑横梁

21-导轨

3-升降机构

31-导槽

4-第一驱动电机

5-轴承座

51-第一轴承座，52-第二轴承座

6-转轴

7-切割装置

71-切割头

8-仿形装置

81-仿形头

9-传动装置

91-主动齿轮，92-被动齿轮

10-轴向驱动装置

101-推杆

101a-第一推杆，101b-第二推杆

102-推力架，103-直线轴承，104-拉伸机构

20-旋转横梁；30-夹具；40-花键轴套；50-直齿条

60-手轮

601-齿轮

70-切割体；80-底座；90-第二驱动电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种中心对称孔仿形火焰切割设备，包括支撑立柱1和支撑横梁2，支撑横梁2通过升降机构3与支撑立柱1形成上下滑动连接，在支撑立柱1的上方设置了第二驱动电机90，支撑立柱1的两侧固定了轨道，升降机构3与两侧轨道形成了滑动连接，第二驱动电机90通过丝杆传动机构驱动升降机构3沿着两侧轨道上下滑动。在支撑横梁2上设有第一驱动电机4和轴承座5，轴承座5上贯穿一转轴6，在转轴6的端部设有切割装置7和仿形装置8，转轴6通过一传动装置9与第一驱动电机4形成旋转驱动连接，用于驱动切割装置7和仿形装置8在切割体70表面预形成的圆孔轨迹上保持对称旋转，转轴6通过一轴向驱动装置10与其形成直线驱动连接，用于驱动转轴6使其沿轴线方向贴合切割体表面前后移动。

本实用新型在转轴6的端部设有与转轴6垂直设置的旋转横梁20，切割装置7的一端和仿形装置8的一端分别通过一夹具30可拆卸固定于旋转横梁20上，切割装置7的切割头71与仿形装置8的仿形头81对称于转轴6的轴线设置，从而实现了中心对称孔的切割。这里的旋转横梁20优选为方形钢管，设置于其上的夹具30可沿方形钢管的长度方向移动，采用方形钢管结构可以避免切割装置7和仿形装置8发生旋转。

这里的转轴6为滚珠花键轴，轴承座5的轴承孔中设有花键轴套40，滚珠花键轴贯穿花键轴套40，并与花键轴套40在周向上相对固定连接，转轴6在轴向驱动装置10的驱动下沿其轴线方向在花键轴套40中滑动，可以很好地根据切割体表面的情况实现切割头和仿形头的进给量控制。

本实用新型中优选地将轴承座5设定为两个，如图2和图4所示，具体包括第一轴承座51和第二轴承座52，花键轴套40依次贯穿并固定于第一轴承座51和第二轴承座52的轴承孔中。如图3所示，传动装置9包括主动齿轮91和被动齿轮92，被动齿轮92固定于第一轴承座51和第二轴承座52之间的花键轴套40上，主动齿轮91固定于第一驱动电机4的驱动轴上，主动齿轮91与被动齿轮92相啮合。这里的第一轴承座和第二轴承座对被动齿轮起到很好地支撑作用，通过第一驱动电机4驱动主动齿轮旋转，将力矩传输到转轴，完成对旋转横梁的旋转。

结合图3和图4，这里的轴向驱动装置10包括推杆101、推力架102、直线轴承103和拉伸机构104，这里的拉伸机构优选为发条弹簧，直线轴承 103和发条弹簧分别通过支架固定于支撑横梁2上，推力架102与转轴6固定连接；推杆101与转轴6平行设置，且其一端贯穿直线轴承103后与推力架102固定连接；发条弹簧的一端与推杆101的另一端固定连接。发条弹簧始终对推杆101产生拉力作用，使切割装置7的切割头71始终与切割体70接触，如图5所示。同时，为了使整个设备在工作过程中更加稳定，本实用新型所采用的推杆101设置了两根，分别为平行且间隔设置的第一推杆101a和第二推杆101b；在支撑横梁的下端设置了两个对应的直线轴承 103，第一推杆和第二推杆分别贯穿对应的直线轴承103，并与三角形状的推力架102的下端两个角固定连接，推力架102的顶角与转轴在圆周方向上可以相对滑动连接，避免转轴6带动推力架102发生旋转，在其轴向上可以通过推力架102带动转轴6前后移动，这里的第一推杆和第二推杆通过连接杆连接在一起，而发条弹簧则是固定在连接杆的中部，通过发条弹簧的拉力驱动两推杆同步前后移动。

本实用新型中还优选的在第一推杆101a设有直齿条50，直齿条50可以通过直接加工制成，直齿条50与固定于支撑横梁2上的带有齿轮601的手轮60形成啮合。通过手动旋转手轮60，可以很好地调节仿形和切割位置。

当然，本实用新型还可以在支撑横梁2上设有沿其长度方向设置的导轨21，升降机构3为一升降板，升降板与支撑立柱1呈上下滑动连接，在升降板上设有导槽31，支撑横梁2通过相配合的导轨21、导槽31沿其长度方向移动，通过调节支撑横梁与支撑立柱的相对位置，可以实现对切割体上的切割位置的调整。

结合图5所示，本实用新型还在支撑立柱1的下方设置了底座80，底座上设置可以使支撑立柱前后移动的轨道，当底座位置固定后，也可以通过调节支撑立柱在底座上的前后位置，实现设备与切割体表面距离的调节，操作更加方便。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。