一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置。

背景技术：

目前，现有用于加工石油测井用射孔枪管内壁螺纹的键槽机，其动力传送是通过齿皮带轮和齿皮带来实现的。现有键槽机的优点是结构简单、生产成本低。其存在的不足是：需要定期更换磨损的齿皮带；另外由于齿皮带在高负载工作时候，齿皮带会产生形变，使得旋转刀具的转速不稳定，影响加工光洁度，容易损坏转铣刀片。

技术实现要素：

为了解决现有键槽机存在的齿皮带易磨损、齿皮带易形变影响加工光洁度和易损坏刀片的问题，本发明提供一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置，包括：

双钻铣头装置底座；

固定在双钻铣头装置底座前端的钻铣头部件底板；

固定在钻铣头部件底板上的钻铣头部件；

固定在双钻铣头装置底座上的三相异步电机底座；

固定在三相异步电机底座上的三相异步电机，所述三相异步电机的电机轴与钻铣头部件通过联轴器相连；

对称固定在钻铣头部件两端的两个对刀仪支架；

一一对应固定在两个对刀仪支架上的两个对刀仪。

进一步的，所述钻铣头部件包括：

前端盖；

与前端盖扣合固定在一起的后端盖；

一一对应安装在前端盖左右两端加工螺纹孔中的两个角接触轴承压盖；

安装在后端盖中心的主动齿轮，一端伸入后端盖内部，另一端伸出后端盖与三相异步电机的电机轴通过联轴器相连；

两个第三轴承，两个第三轴承内圈分别套装固定在主动齿轮前后两端的轴杆上，前端轴杆上的第三轴承外圈固定在前端盖中，后端轴杆上的第三轴承外圈固定在后端盖中；

在主动齿轮左右两侧各设置有四个旋转齿轮；

在主动齿轮左右最外侧各设置有一个刀套齿轮；

每个旋转齿轮上均安装有两个第一轴承，两个第一轴承内圈分别套装固定在旋转齿轮前后两端的轴杆上，前端轴杆上的第一轴承外圈固定在前端盖中，后端轴杆上的第一轴承外圈固定在后端盖中；

每个刀套齿轮上均安装有一个第二轴承和一个第四轴承，第二轴承内圈套装固定在刀套齿轮前端轴杆上，外圈固定在后端盖中；第四轴承内圈套装固定在刀套齿轮后端轴杆上，外圈固定在前端盖中；

每个刀套齿轮轴孔里均装配有一个刀具涨紧套，刀具涨紧套插入刀套齿轮内，刀具涨紧套尾部螺杆露出前端盖外部，刀涨紧套锁紧螺母旋拧在刀具涨紧套尾部螺杆上；

每个刀具涨紧套上安装一个钻铣刀。

进一步的，所述主动齿轮旋转向左啮合左面第一个旋转齿轮，左面第一个旋转齿轮向左啮合左面第二个旋转齿轮，左面第二个旋转齿轮向左啮合左面第三个旋转齿轮，左面第三个旋转齿轮向左啮合左面第四个旋转齿轮，左面第四个旋转齿轮向左啮合最左侧的刀套齿轮，最左侧的刀套齿轮旋转带动轴孔里装配的刀具涨紧套旋转，刀具涨紧套旋转带动左面钻铣刀逆时针旋转进行切削；

所述主动齿轮旋转向右啮合右面第一个旋转齿轮，右面第一个旋转齿轮向右啮合右面第二个旋转齿轮，右面第二个旋转齿轮向右啮合右面第三个旋转齿轮，右面第三个旋转齿轮向右啮合右面第四个旋转齿轮，右面第四个旋转齿轮向右啮合最左侧的刀套齿轮，最右侧的刀套齿轮旋转带动轴孔里装配的刀具涨紧套旋转，刀具涨紧套旋转带动右面钻铣刀逆时针旋转进行切削。

进一步的，所述主动齿轮另一端伸出后端盖的轴杆与后端盖之间无接触，不产生摩擦。

进一步的，所述前端盖包括一个矩形块和两个半圆柱形支架，两个半圆柱形支架分别在矩形块左右两端上侧，在前端盖两个半圆柱形支架前表面均设置有一矩形平面，矩形平面中心设置有加工孔，在前端盖矩形块和两个半圆柱形支架内部设置有多个轴承安装孔，多个轴承安装孔横向依次排列。

进一步的，所述两个角接触轴承压盖一一对应安装在前端盖左右两个半圆柱形支架的矩形平面上，角接触轴承压盖旋拧进矩形平面的加工螺纹孔中。

进一步的，所述后端盖包括一个矩形块和两个半圆柱形支架，两个半圆柱形支架分别固在矩形块左右两端上侧，在后端盖矩形块上端中心设置有一安装孔，在后端盖矩形块和两个半圆柱形支架内部设置有多个轴承安装孔，多个轴承安装孔横向依次排列。

进一步的，所述主动齿轮一端通过后端盖的矩形块上端安装孔伸入后端盖内部，主动齿轮另一端的轴杆伸出后端盖并与三相异步电机的电机轴通过联轴器相连。

进一步的，所述主动齿轮、旋转齿轮、刀套齿轮的模数均为2。

进一步的，还包括控制系统，所述控制系统分别与对刀仪、三相异步电机电连接，通过控制系统控制对刀仪、三相异步电机的运行动作。

本发明的有益效果是：管材内壁加工键槽，由于受到管材内径和加工键槽长度等条件的限制，一般要求键槽机动力头的体积越小越好，这样能伸进管里加工小直径管，同时要求键槽机动力头的钢性越大越好，防止键槽机动力头在加工时颤动影响加工光洁度、降低刀具使用寿命。本发明的一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置同时兼顾了上述两个特点，即在保证刚性满足要求的情况下体积尽可能小。本发明体积较小，能够加工小直径管，同时刚性大，能够防止动力头在加工时的颤动而影响加工光洁度、提高刀具使用寿命。

本发明中，动力传送采用齿轮传动，加工时转速平稳，加工表面光洁度高，延长了刀具的使用寿命。同时，本发明采用两个加工头，可以加工两个不同方向的管材，解决了目前长、粗、重管材掉头加工困难的问题。

附图说明

图1为本发明的一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置的结构示意图。

图2为钻铣头部件的结构示意图。

图3为钻铣头部件的结构示意图。

图4为钻铣头部件的结构示意图(省略后端盖)。

图5为钻铣头部件的结构示意图(省略前端盖)。

图6为前端盖的结构示意图。

图7为后端盖的结构示意图。

图中，1、钻铣头部件，101、后端盖，102、前端盖，103、角接触轴承压盖，104、刀涨紧套锁紧螺母，105、主动齿轮，106、刀具涨紧套，107、刀套齿轮，108、轴承6000zz，109、轴承7902ac，110、旋转齿轮，111、轴承6902zz，112、轴承7901ac，2、钻铣头部件底板，3、对刀仪支架，4、对刀仪，5、三相异步电机底座，6、双钻铣头装置底座，7、三相异步电机，8、联轴器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图7所示，本发明的一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置，主要包括：钻铣头部件1、钻铣头部件底板2、对刀仪支架3、对刀仪4、三相异步电机底座5、双钻铣头装置底座6、三相异步电机7、联轴器8和控制系统。

钻铣头部件底板2安装在双钻铣头装置底座6上表面的最前端。

钻铣头部件1安装在钻铣头部件底板2上表面的中心位置。

三相异步电机底座5安装在双钻铣头装置底座6上表面中心偏左的位置。

三相异步电机7安装在三相异步电机底座5上，三相异步电机7的电机轴与钻铣头部件1相对设置。三相异步电机7的电机轴与钻铣头部件1通过联轴器8相连。

两个对刀仪支架3分别安装在钻铣头部件1两端，并且两个对刀仪支架3对称安装。两个对刀仪4一一对应安装在两个对刀仪支架3上，并且两个对刀仪4对称安装。

如图2至图5所示，钻铣头部件1主要包括：钻铣刀、后端盖101、前端盖102、角接触轴承压盖103、刀涨紧套锁紧螺母104、主动齿轮105、刀具涨紧套106、刀套齿轮107、第一轴承108、第二轴承109、旋转齿轮110、第三轴承111、第四轴承112。

前端盖102和后端盖101扣合安装在一起，前端盖102位于装置前端，后端盖101位于装置后端。

如图2、图4和图6所示，前端盖102包括一个矩形块和两个半圆柱形支架，两个半圆柱形支架分别在矩形块左右两端上侧。在前端盖102两个半圆柱形支架前表面均设置有一矩形平面，矩形平面中心设置有加工孔。在前端盖102矩形块和两个半圆柱形支架内部设置有多个轴承安装孔。多个轴承安装孔横向依次排列。

如图3、图5和图7所示，后端盖101包括一个矩形块和两个半圆柱形支架，两个半圆柱形支架分别在矩形块左右两端上侧。在后端盖101矩形块上端中心设置有一安装孔。在后端盖102矩形块和两个半圆柱形支架内部设置有多个轴承安装孔。多个轴承安装孔横向依次排列。

如图2所示，两个角接触轴承压盖103一一对应安装在前端盖102左右两个半圆柱形支架的矩形平面上，矩形平面中心设置有加工螺纹孔，角接触轴承压盖103可以旋拧进矩形平面的加工螺纹孔中。

主动齿轮105一端通过后端盖101的矩形块上端安装孔伸入后端盖101内部，主动齿轮105另一端的轴杆伸出后端盖101并与三相异步电机7的电机轴之间通过联轴器8相连。主动齿轮105另一端的轴杆与后端盖101之间没有接触，不产生摩擦。

钻铣头部件1共设有11个齿轮，其中，主动齿轮105的数量为1个，旋转齿轮110的数量为8个，刀套齿轮107的数量为2个。主动齿轮105、旋转齿轮110、刀套齿轮107的模数均为2。

钻铣头部件1共设有22个轴承，其中，第三轴承111的数量为2个，第一轴承108的数量为16个，第二轴承109的数量为2个，第四轴承112的数量为2个。

8个旋转齿轮110以主动齿轮105为中心对称分布，即其中4个旋转齿轮110位于主动齿轮105左侧，另外4个旋转齿轮110位于主动齿轮105右侧。

2个刀套齿轮107以主动齿轮105为中心对称分布，即2个刀套齿轮107分别位于主动齿轮105左右最外侧。

每个齿轮前后两端的轴杆上均套装有一个轴承，使得每个齿轮能够自由旋转。具体的是：

如图4和图5所示，2个第三轴承111内圈分别套装固定在主动齿轮105前后两端的轴杆上，其中一个第三轴承111外圈固定在前端盖102的中间轴承安装孔中，另一个第三轴承111外圈固定在后端盖101的中间轴承安装孔中。

2个第一轴承108内圈分别套装固定在同一个旋转齿轮110前后两端的轴杆上，其中一个第一轴承108外圈固定在前端盖102的轴承安装孔中，另一个第一轴承108外圈固定在后端盖101的轴承安装孔中。

第二轴承109内圈套装固定在刀套齿轮107前端的轴杆上，第二轴承109外圈固定在后端盖101的轴承安装孔中；第四轴承112内圈套装固定在刀套齿轮107后端的轴杆上，第四轴承112外圈固定在前端盖102的轴承安装孔中。

每个刀套齿轮107的轴孔里均装配有一个刀具涨紧套106。刀具涨紧套106插入刀套齿轮107内，刀具涨紧套106尾部螺杆露出前端盖102的矩形平面上的加工螺纹孔，刀涨紧套锁紧螺母104旋拧在刀具涨紧套106尾部螺杆上。

钻铣刀安装在刀具涨紧套106上。每个刀具涨紧套106上安装一个钻铣刀。

控制系统分别与对刀仪4、三相异步电机7电连接，通过控制系统控制对刀仪4、三相异步电机7的运行动作。

本实施方式中，控制系统主要采用触摸屏和plc组合成的人机界面控制系统，触摸屏型号为：7寸smart700，品牌为：siemens/西门子。控制器型号为：s7-200cpu226cnplc，品牌为：siemens/西门子。

本实施方式中，对刀仪4采用csm8spb数控车床对刀仪。

本实施方式中，三相异步电机7采用370wb3系列三相异步电机。

本实施方式中，联轴器8采用sfc-050da2联轴器。

本实施方式中，第一轴承108采用6000zz。

本实施方式中，第二轴承109采用7902ac。

本实施方式中，第三轴承111采用6902zz。

本实施方式中，第四轴承112采用7901ac。

本发明的一种双钻铣头管材内壁键槽加工装置，工作原理如下：

首先三相异步电机7接通电源后开始顺时针旋转，三相异步电机7的电机轴通过联轴器8将动力传递给与主动齿轮105。由于主动齿轮105两端装配有第三轴承111，主动齿轮105可自由旋转，并且主动齿轮105、旋转齿轮110以及刀套齿轮107这11个齿轮的模数都是2，所以相邻两个齿轮间可以相互啮合，用以传送三相异步电机7旋转的动力。主动齿轮105旋转向左啮合左面第一个旋转齿轮110，左面第一个旋转齿轮110向左啮合左面第二个旋转齿轮110，左面第二个旋转齿轮110向左啮合左面第三个旋转齿轮110，左面第三个旋转齿轮110向左啮合左面第四个旋转齿轮110，左面第四个旋转齿轮110向左啮合最左侧的刀套齿轮107，最左侧的刀套齿轮107旋转带动轴孔里装配的刀具涨紧套106旋转，刀具涨紧套106旋转带动左面钻铣刀逆时针旋转进行切削。

同理，主动齿轮105旋转向右啮合右面第一个旋转齿轮110，右面第一个旋转齿轮110向右啮合右面第二个旋转齿轮110，右面第二个旋转齿轮110向右啮合右面第三个旋转齿轮110，右面第三个旋转齿轮110向右啮合右面第四个旋转齿轮110，右面第四个旋转齿轮110向右啮合最左侧的刀套齿轮107，最右侧的刀套齿轮107旋转带动轴孔里装配的刀具涨紧套106旋转，刀具涨紧套106旋转带动右面钻铣刀逆时针旋转进行切削。

切削深度通过对刀仪4上的触点开关碰触加工管材的内壁来确定加工零点。控制系统通过确定的加工零点能够计算出需要加工的切削深度，进一步控制三相异步电机7旋转从而带动两个钻铣刀实现切削。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。