一种大型工件平面圆弧槽加工装置及利用该装置铣圆弧槽的方法
【专利说明】
的方法
技术领域
[0001]本发明涉及铣削加工技术领域，涉及一种大型工件平面圆弧槽加工装置及利用该装置铣圆弧槽的方法。
【背景技术】
[0002]目前，金属工件平面圆弧槽部位加工，常规加工方法采用数控铣床加工，但是对于外形尺寸大、重量重的大型工件加工，数控铣床加工存在较大困难，首先是工件的装夹难题，数控铣床加工工件装夹平台限制了所加工工件的外形尺寸，其次在数控铣床满足大型工件加工要求时，加工费用需很大的投入。
[0003]中国专利文献(公告日:2011年2月9日，公告号:CN201735844U)公开了一种弧槽加工工具，其包括:一直角定位框架，其包括一水平边和一垂直边；一定位孔，垂直贯穿所述水平边，所述定位孔靠近所述水平边的外端部设置；一加工孔，靠近所述水平边的内端部设置，所述加工孔垂直贯穿所述水平边，并在所述垂直边上形成一弧形槽。该弧槽加工工具使得弧槽的加工简便易行，通过钻削的方式便能达到铣加工或数控加工的效果，从而简化了生产工艺，降低了生产成本。
[0004]中国专利文献(公告日:2013年7月31日，公告号:CN203091823U)公开了一种圆弧槽铣加工装置。该装置，包括底座、旋转机构、固定机构和限位机构，所述旋转机构包括旋转轴、旋转平台、固定螺母板、螺杆和手柄；固定机构包括压板、压板螺栓和垫块，垫块设置在旋转平台边缘，压板螺栓穿过压板中部的通孔与旋转平台连接；限位机构包括限位螺钉I和限位螺钉II，限位螺钉I设置在旋转平台前侧的底座上，限位螺钉II设置在旋转平台左侧的底座上。本实用新型的有益效果是有效地降低了工人的劳动强度，而且操作过程中的人为控制因素大大降低，提高了加工效率，提高了产品合格率。
[0005]中国专利文献(公告日:2014年3月12日，公告号:CN103624304A)公开了轴向变化的空间圆弧槽的加工方法涉及轨道客车转向架的空间圆弧槽加工领域，该加工方法在圆弧插补时，将圆弧分为若干线段，采用直线插补方式，在加工平面内沿着与刀具平行的轴向方向进给，实现空间圆弧的加工，插补时系统自动计算刀具半径参数，解决了轴向变化而导致系统无法计算刀具半径以及轴向方向插补空间圆弧的难题，既提高了效率，又保证了加工质量。尤其适用于在空间或刀具受限制的特殊情况下，无法在垂直于加工平面的方向进行圆弧插补的圆弧加工方式。
【发明内容】
[0006]本发明的第一个发明目的是为了克服现有大型工件平面圆弧槽铣削在数控铣床加工中存在的上述不足，而提供一种结构简单、使用方便、减少费用投入，并且能满足圆弧槽加工的大型工件平面圆弧槽加工装置。
[0007]本发明的第二个发明目的是提供一种利用大型工件平面圆弧槽加工装置铣圆弧槽的方法。
[0008]本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是:一种大型工件平面圆弧槽加工装置，该平面圆弧加工装置与摇臂钻床配合使用，包括底板、圆弧轨迹进给装置、铣削深度调整装置和铣刀导向装置，所述的铣削深度调整装置与圆弧轨迹进给装置连接，所述的铣削深度调整装置实现铣削刀具在铣削深度上的进刀调整，所述的圆弧轨迹进给装置固定在底板上实现铣削刀具圆周方向的进刀，所述的铣刀导向装置与圆弧轨迹进给装置平行设置且在水平方向上连接，所述的铣刀导向装置的中心线与圆弧轨迹进给装置的中心线之间的水平距离等于待加工圆弧的加工半径，所述的底板上设置有校验弧槽。该大型工件平面圆弧槽加工装置，通过摇臂钻床作为动力装置，实现铣削刀具旋转切削力，通过圆弧轨迹进给装置实现铣削刀具沿固定半径作圆周路径行走，通过铣削深度调整装置实现铣削深度调整，通过底板上的校验弧槽实现对待加工工件圆弧槽位置的校正，保证铣削加工的加工精度，该大型工件平面圆弧槽加工装置，能够在大型工件所在地的现场进行弧槽加工，并且能够实现圆弧槽深度< 0.5mm的加工要求，该加工装置、结构简单紧凑、占空小、操作运输方便、减少了大型设备的投入，成本低实用性强。
[0009]作为优选，所述的圆弧轨迹进给装置包括心轴和旋转支架，所述的心轴垂直设置在底板上且设置在校验弧槽的圆弧中心位置，所述的旋转支架与心轴转动连接，所述的旋转支架实现铣削刀具沿心轴中心作圆周路径进给。心轴既实现了与底板的连接又能够实现弧槽圆心的定位校正，保证弧槽加工的精确性，而旋转支架既方便实现铣削刀具在圆周方向的进刀，又方便铣刀导向装置的设置实现铣削刀具与摇臂钻床的动力连接。
[0010]作为优选，所述的铣削深度调整装置包括上调整垫圈和下调整垫圈，所述的下调整垫圈套设在旋转支架下方的心轴上，所述的上调整垫圈套设在旋转支架上方的心轴上，所述的上调整垫圈的上端通过压紧垫圈和压紧螺母定位。通过调整上调整垫圈和下调整垫圈可以实现铣削刀具的进刀深度，可以完成不同深度的铣削加工。
[0011]作为优选，所述的旋转支架包括一体设置的旋转柄、旋转座和导向座，所述的旋转座的轴线和导向座的轴线平行设置，所述的旋转座与心轴旋转连接。旋转支架的上述结构保证了圆弧槽加工半径的要求，操作方便快捷。
[0012]作为优选，所述的铣刀导向装置包括钻套和滚珠轴承，所述的滚珠轴承设置在导向座内，所述的钻套与滚珠轴承连接并延伸到导向座下端面，所述的钻套与滚珠轴承通过卡簧轴向定位，所述的钻套的上端设置有钻床主轴箱连杆连接柄，所述的钻套的下端内部设置有铣削刀具安装孔，所述的滚珠轴承的中心至心轴的距离为圆弧加工半径。钻套上端与摇臂钻床主轴箱连杆连接下端安装铣削刀具，实现动力的传递，
作为优选，铣刀导向装置与摇臂钻床主轴箱连杆连接并通过摇臂钻床带动实现铣削加工。
[0013]本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是:一种利用权利要求1所述的大型工件平面圆弧槽加工装置铣圆弧槽的方法，该方法包括如下步骤:
步骤1:调整大型工件，使大型工件呈水平放置，并将摇臂钻床吊运至弧槽加工范围的上方，调整摇臂钻床使其与大型工件处于垂直状态；
步骤2:在大型工件表面标划出待加工圆弧槽的边线及圆弧中心；
步骤3:将铣削刀具与大型平面圆弧槽加工装置中的铣刀导向装置连接，大型平面圆弧槽加工装置摆放大型工件上，并使底板上的圆弧轨迹进给装置的中心线对准步骤2中划出的待加工工件的圆弧中心，使底板上的校验弧槽对准步骤2中划出的圆弧槽的边线，对圆弧槽加工轨迹进行校验，校验准确后，利用定位挡块将平面圆弧槽加工装置中的底板固定在大型工件上；
步骤4:调整铣削深度调整装置，使铣削刀具切削深度控制在0.5mm?2_左右，同时调整圆弧轨迹进给装置使其能够灵活转动；
步骤5:松开摇臂钻床摇臂和主轴箱锁紧装置，移动摇臂钻床臂柱与主轴箱，将钻杆插入铣削刀具导向装置，并将进刀主轴箱手柄扳到手动位置；
步骤6:启动摇臂钻床进行圆弧槽切削加工，人工扳动圆弧轨迹进给装置，使铣削刀具沿弧形轨迹进刀加工工件；
步骤7:重复步骤4、步骤5、步骤6，每次铣削加工一层深度的弧形槽后，采用深度游标卡尺进行测检，以确保最终铣削加工至设计加工深度，完成大型工件平面圆弧槽的加工。该方法，可以实现在大型工件所在现场进行实地加工，无需要对大型工件进行夹紧定位操作，而是将加工装置直接设置在工件上面，操作方便快捷，加工精度高，经济实用。
[0014]作为优选，步骤3中的铣刀导向装置包括钻套和滚珠轴承，所述的滚珠轴承设置在导向座内，所述的钻套与滚珠轴承连接并延伸到导向座下端面，所述的钻套与滚珠轴承通过卡簧轴向定位，所述的钻套的上端设置有钻床主轴箱连杆连接柄，所述的钻套的下端内部设置有铣削刀具安装孔，所述的滚珠轴承的中心至心轴的距离为圆弧加工半径，铣削刀具与铣削刀具安装孔连接。
[0015]作为优选，步骤4中的圆弧轨迹进给装置包括心轴和旋转支架，所述的心轴垂直设置在底板上且设置在校验弧槽的圆弧中心位置，所述的旋转支架与心轴转动连接，所述的旋转支架实现铣削刀具沿心轴中心作圆周路径进给；所述的旋转支架包括一体设置的旋转柄、旋转座和导向座，所述的旋转座的轴线和导向座的轴线平行设置，所述的旋转座与心轴旋转连接；铣削深度调整