专利名称：多工位厚壁长筒管切缝机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于开缝加工的多工位厚壁长筒管切缝机，实际生产中，常常需要在厚壁长筒管子上开出去0.2mm以上宽度的细缝，或外窄内宽的梯形缝。一根10余米长的厚壁筒上要开出1000～2000条细缝，加工难度很大。
曾有人试用以下几种方法1.用铣刀加工。由于受铣刀宽度的限制，铣刀宽度不能太小，以免刀片太薄失去足够的强度和刚度。铣刀加工切削速度不能太高，加工效率比较低。
2.用线切割加工。线切割属于热加工，切削速度慢，效率低，加工精度也不能保证。
3.用激光加工。用激光加工成本高，也难以加工出外窄内宽的梯形缝。
4.用单工位切缝机。单工位是单刀加工，加工效率比较低，难于满足大批量生产要求。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种多工位厚壁长筒管切缝机。
本实用新型的解决方案是由下床身(21)，滚动导轨(22)，上床身(23)，横向进刀拖板(24)，顶紧瓦座总成(25)，分度瓦座总成(26)，桁架总成(29)构成机床主体，由电机油泵组合件(1)，(9)，(12)，和(20)构成液压控制机构和冷却润滑系统，由气泵(63)构成气压锁定机构。
1、将单工位变为多工位，可以同时用18把刀具进行切缝加工，刀具位置可以调整，可以加工不同长度的工件。
2、采用分度瓦座和顶紧瓦座，既可以加工直缝又可以加工外窄内宽的梯形缝。分度瓦座可以进行水平位置调整，以满足加工不同直径管的要求。
3、桁架总成包括托轮机构，调整丝杠，可调压紧支架，气缸，二位四通换向阀及气泵等。可根据工件的不同直径来变换不同的长度。
4、工作拖板的进刀，晃刀，工件的夹紧及微旋转全部由液压机构控制，工件的锁定靠气压。
以下结合具体实施例对本实用新型的技术特征做进一步的详细说明。
图1为切缝机的总体布局和液压控制机构。
图2、3、4、5为切缝加工原理图。
图6、7、8为顶紧瓦座总成的结构图和工作原理图。
图9、10、11、12为分度瓦座总成的结构图。
图13、14、15、16为桁架总成的结构图。
参照
图1、2、3、4、5可知切缝机的总体布局及切缝加工原理。
从机械方面看，下床身(21)用地脚螺栓和机床垫铁与地基水平固定。上床身(23)与下床身(21)之间用滚动导轨(22)联接，横向进刀拖板(24)与下床身(21)也为滚动导轨式联接。上床身(23)可沿床身长度方向(纵向)移动，有I～V个确定位置，用以根据加工不同长度管子来选择不同位置。顶紧瓦座总成(25)，分度瓦座总成(26)，始终用螺栓联接固定在上床身(23)上，微型高速电机(28)带动特制刀具(27)，有三种切削状态，图3为第一种切削状态是工件位置不动，刀具以横向进刀方式切出直缝；图4为第二种切削状态是刀具进给运动不变，而工件绕着固定回转中心O点顺时针旋转γ角，可以切出半个梯形缝；图5为第三种切削状态是刀具进给运动仍不变，工件绕着固定回转中心O点逆时针旋转θ＋γ角，最后切出整个外窄内宽的梯形缝。
从液压控制回路看，液压控制分进刀与退刀，晃刀与位移，工件顶紧与微旋转三部分。油泵1输出压力油P经单向阀进入二位三通电磁换向阀2，再进入二位三通机械换向阀4，在偏心轮(64)的作用下，压力油断续进入油缸8的工作腔内，以推动横向进刀拖板(24)，使(20)个工位的刀具同时断续进刀。电磁换向阀1CT动作，压力油从三位四通电磁换向阀进入油缸8中，以完成刀具的工作进刀。此时，溢流阀5起背压作用，调速阀7起旁路节流作用。电磁换向阀1CT、2CT、4CT同时通电动作时，油泵的压力油P进入油缸8环形腔内，驱动拖板(24)快速进刀。
油泵9输出压力油P1，经电液伺服阀(10)，驱动伺服油缸(11)，以控制上床身(23)的晃动行程和位移，(位移即是加工一周后，再加工相邻的缝时所需要的动作)油泵(12)输出压力油P2经节流阀(13)，二位三通电磁换向阀(14)，此时电磁换向阀5CT通电动作)再经三位四通电磁换向阀(17)，驱动油缸(18)用以顶紧工件(57)。电磁换向阀5CT断电后，压力油P2经减压阀(15)，三位四通阀(16)，驱动油缸(19)(共两个)以带动顶紧瓦座总成(25)及分度瓦座总成(26)的公转轴(44)进行微旋转运动，完成梯形缝加工。
油泵(20)输出冷却液经多个节流阀分配到各个刀具切削工作区。
参照图6、7、8可知顶紧瓦座总成(25)的结构和工作原理。顶紧瓦座总成分为下瓦座(40)，中瓦座(41)，下瓦座(42)三部分。公转轴(44)用环形滚动导轨(43)与上瓦座(42)联接，环形滚动导轨形式结构简单，可调至无间隙。前面板(39)用螺栓(45)与公转轴(44)联接，工作小拖板(32)在导轨(33)(为上下平行导轨)中由丝杠(31)驱动，参照标尺(47)，根据不同管子直径调整偏心距。顶紧瓦座用螺栓(30)与上床身联接，导向键(46)起导向与定位作用。桁架(37)用特制螺栓(38)固定在小拖板(32)上，在微旋转时，桁架(37)与公转轴(44)同时转γ角及θ＋γ角。油缸(19)与公转轴(44)，上瓦座(42)均为铰链联接，铰接体为(36)，吊耳螺栓(34)用以起吊瓦座总成。油缸(18)用以顶紧工件(57)，旋转丝杠(48)可使上瓦座(42)与中瓦座(41)有水平方向微调；旋转丝杠(49)可使中瓦座(41)与下瓦座(40)有相对位移，用以使中瓦座(41)与下瓦座(40)有铅垂方向微调。上述两方向微调可以保证工件(57)与刀具间的位置精度。
当加工第一刀时，分度机构中的定位销插入上瓦座(42)孔内，加工第二刀和第三刀时，提起定位销，由油缸(19)驱动公转轴(44)进行γ角及θ＋γ角度的微旋转。定位机构(35)与公转轴(44)联接，卡紧套(50)为内锥孔夹紧工件(57)的外径，可以根据不同工件直径更换相应尺寸的卡紧套(50)。
参照图9、10、11、12可知分度瓦座总成26的结构和工作原理。分度瓦座(26)上装有分度盘(52)和定位手柄(51)。在分度盘(52)上有均分6～8等份的定位孔。定位手柄(51)与轴(56)紧固联接；齿轮(53)与轴(56)紧固联接。介轮(54)浮动空转，齿轮(55)与卡紧套(50)相关联的外套紧固联接。当手柄(51)在分度盘(52)上每分一份，轴(56)即转过角α，齿轮(53)转过角β，角α等于角β，弧BB为齿轮(53)上的节园弧长，弧CC为齿轮(55)上的节园弧长，而且弧CC等于πD／20(D为齿轮(55)节园直径)。主动齿轮(53)所旋转的弧长通过齿轮(54)传递到齿轮(55)。这样，手柄(51)每分一份，齿轮(55)在介轮(54)的驱动下旋转πD／20，使卡紧套(50)旋转1／20。微旋转运动及偏心调节及各部位联接，与图2所示的顶紧瓦座总成相同。分度瓦座为整体瓦座始终固定在上床身(23)上。
参照
图13、14、15、16可知桁架总成(29)的结构。桁架总成(29)可根据工件(57)的不同直径来变换不同的长度。桁架总成由托轮机构(59)，调整丝杠(58)，可调压紧支架(60)，气缸(61)，二位四通换向阀(62)及气泵(63)组成。通过调整丝杠(58)改变托轮(59)的位置，借助固定在桁架总成(29)上的气压系统，完成锁定动作。桁架(37)通过特制螺栓(38)分别固定于两端小拖板(32)上。根据工件(57)直径大小来调整托轮机构(59)，调整丝杠(58)及可调压紧支架(60)。
图15为压紧小直径工件时的状态，
图16为压紧大直径工件时的状态，当两端瓦座总成的公转轴作微旋转时，桁架作同步转动。桁架尺寸有五种，可根据加工不同长度工件更换不同长度的桁架。在桁架上有若干个均等的托架机构(59)及气缸压紧机构(60)和(61)。桁架一端为园孔而另一端为长园孔，长园孔是为了调节桁架自身下垂量。每加工完一条斜缝后，拨动气阀(62)，即可松开工件。气泵(63)为常开状态。
本实用新型与现有技术比较有如下优点，(1)能完成不同管径不同长度和缝宽的开缝加工，适用范围广。(2)具备加工直缝与梯形缝的功能，(3)多工位加工效率高，质量好，满足实际生产要求。
权利要求1.一种用于开缝的多工位厚壁长筒管切缝机，由下床身(21)，上床身(23)，横向进刀拖板(24)，顶紧瓦座总成(25)，分度瓦座总成(26)，桁架总成(29)构成机床主体，由电机油泵组合件(1)，(9)，(12)和(20)构成液压控制机构及冷却润滑系统，由气泵(63)构成气压锁定机构，其特征是下床身(21)用地脚螺栓和机床垫铁与地基水平固定，上床身(23)与下床身(21)之间用滚动导轨(22)联接，横向进刀拖板(24)与下床身(21)也为滚动导轨连接。
2.根据权利要求1所述的多工位厚壁长筒管切缝机，其特征是所述的顶紧瓦座总成(25)分为下瓦座(40)，中瓦座(41)，上瓦座(42)三部分，顶紧瓦座总成(25)的公转轴(44)用环形滚动导轨(43)与上瓦座(42)联接，小拖板(32)在平行导轨(33)中，用丝杆(31)驱动，可沿水平方向移动，调节丝杆(48)，(49)可分别使上瓦座(42)与中瓦座(41)，中瓦座(41)与下瓦座(40)产生相对位移。
3.根据权利要求1或2所述的多工位厚壁长筒管切缝机，其特征是所述的分度瓦座总成(26)上装有分度盘(52)和定位手柄(51)，其中定位手柄(51)与轴(56)紧固联接 ，而轴(56)上装有固定齿轮(53)，摇动定位手柄(51)，可把齿轮(53)的运动和动力通过一系列齿轮啮合传到卡紧套(50)上去，使卡紧套(50)完成分度运动，并满足不同直径工件的分度要求。
4.根据权利要求1或2所述的多工位厚壁长筒管切缝机，其特征是所述的桁架总成(29)，其结构由桁架(37)，托轮机构(59)，调整丝杠(58)，可调压紧支架(60)，气缸(61)，二位四通换向阀(62)及气泵(63)组成，可根据工件(57)的不同直径来变换不同的长度，通过调整丝杆 (58)改变托轮(59)的位置，借助固定在桁架总成(29)上的气压系统，完成锁定动作。
5.根据权利要求1或2所述的多工位厚壁长筒管切缝机，其特征是所述的液压控制机构分为进刀与退刀，晃刀与位移，工件顶紧与微旋转三部分。
专利摘要多工位厚壁长筒管切缝机是涉及一种用于厚壁长筒管开缝的设备，它由下床身，滚动导轨，上床身，分度瓦座，顶紧瓦座，工作拖板，桁架，液压控制机构和气压锁定机构组成。可以不受管子材料，直径，长度，壁厚等条件限制，开出直缝或外窄内宽的梯形缝。由于采用多工位和高速切削，加工质量好，效率高，操作简便，应用范围广。
文档编号B23D79/00GK2180379SQ93205218
公开日1994年10月26日 申请日期1993年3月10日 优先权日1993年3月10日
发明者杨贺来, 李庆辉 申请人:天津城市建设学院