专利名称：长筒类壳体加工设备的制作方法
技术领域：
本实用新型适用于机械、化工行业，具体涉及一种长筒类壳体加工设备。
背景技术：
本实用新型未研制前，壳体只能在落地镗床上加工，加工周期较长，由于壳体都在2M左右，较长，加工时，镗杆行程无法满足，只能采用分段 调头加工，壳体校正、装夹十分不便且加工质量难以保证。发明内容本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，根据壳体类 零件加工特点及要求，提供一种长筒类壳体加工设备，专门用于长筒类壳 体零件的加工，使其具有加工范围广；结构紧凑、操作方便、先进实用； 一次装夹，内孔、端面及止口均可加工，自动化程度高的特点。本实用新型主要是通过以下技术方案来实现的， 一种长筒类壳体加工 设备，由主轴传动机构、刀架进给机构、底座、壳体夹紧机构、主轴装配 系统、支撑座、活动支撑座及电控系统组成，主轴传动^L构、刀架进给机 构、壳体夹紧机构、支撑座、活动支撑座都依次分别安装在底座上，主轴 装配系统通过主轴/镗杆上的刚性圆柱销与主轴传动机构相连，刀架进给机 构、支撑座、活动支撑座单独布置，通过刀架进给机构、支撑座、活动支 撑座上的滑动轴承将主轴装配系统支撑及轴向定位，电控系统由电控拒及 手动控制盒组成，电控拒及手动控制盒分别与主轴传动机构和刀架进给机 构的驱动电机相连，手动控制盒用以方便灵活操纵设备的各种控制，壳体 夹紧机构由四副单独托架组成，托架安装底座上，并沿加工壳体的中心线 两两对称分布，主要用于工件的定心找正及工件的夹紧。所述主轴传动机构主要用来实现主轴/镗杆的旋转，它由驱动电机、 齿轮减速箱、减速器组成。驱动电机、齿轮减速箱安装在底座上，驱动电 机与齿轮减速箱的输入轴之间通过弹性联轴器相连，减速器安装在齿轮减 速箱之上，齿轮减速箱的输出轴与减速器的输入轴装有皮带轮，两皮带轮 之间由皮带相连，减速器的输出轴装有半联轴器，半联轴器与主轴装配系 统用刚性圓柱销相连。通过齿轮减速箱，可实现主轴四档变速，根据所加 工壳体直径不同，满足加工进给参数以实现不同的加工要求。所述主轴装配系统由主轴/镗杆、刀架体、刀座、丝杆及光杆组成，主
轴装配系统中的主轴/镗杆采用四方轴，主轴/镗杆各面分别安装丝杆、光 杆及刀架体，丝杆、光杆分别由一对轴承座支承，刀架体由四块铸铁板经 配磨安装在主轴/镗杆的四个面上，刀架体上安装刀座、刀具、丝杆螺母座 及光杆支座，通过丝杆、光杆传递力矩，随丝杆的传动而使刀架体沿主轴/ 镗杆轴向运动，随光杆上的小齿轮换向，使径向端面刀架径向运动，从而 实现壳体端面及止口加工。所述刀架进给机构，它是本实用新型的核心部分，由进给支承座、传 动机构、齿嵌离合器、传动轴、齿嵌齿轮、传动齿轮、活套齿轮、固定齿 轮、半齿嵌离合器、拨杆组成，进给支承座、传动机构安装在底座上，半 齿嵌离合器直接装在传动机构上，传动轴由两对向心轴承支撑，安装在半 齿嵌离合器和支架上，传动轴上分别依次安装传动齿轮、齿嵌齿轮、齿嵌 离合器，齿嵌齿轮内置两对向心轴承装配在传动轴上，轴承外團用弹性挡 圏定位，活套齿轮、固定齿轮安装在主轴/镗杆上，拨杆安装在进给支承座 上，拨杆上拨叉块置于齿嵌离合器的拨槽中。通过拨杆及齿嵌离合器实现 三挡控制，分別实现空挡对刀、刀杆快进快退、与主轴/镗杆的合成运动实 现壳体内孔、端面及止口加工。所述活动支撑座安装在底座上，由固定底架、活动垫板、轴承底座、 摇臂、轴承、转轴、升降摇杆座、手轮、支架、螺母组成，支架、螺母与 固定底板相连，转轴下部与螺母相连，转轴上部与支架通过轴套相连，摇 臂下部由一副推力轴承支撑套装在转轴上，轴承底座与摇臂相连，活动垫板安装在固定底架和轴承底座之间，轴承与轴承底座相连，升降摇杆座装 在支架上方与转轴相连，通过升降摇杆座、轴承底座和摇臂可绕转轴转动， 用于加工零件的装入与拆卸。径向端面刀架是一个独立部套，径向端面刀架由支架、丝杆、刀座板、 丝杆螺母组成，丝杆固定安装在支架上，丝杆螺母安装在刀座板上，丝杆 与丝杆螺母相连。径向端面刀架在使用时，直接安装在刀架体上，主要用 来实现零件的端面及止口加工。本实用新型具有操作方便，切削力大，加工精度高的特点，所加工的壳体内孔圆柱度、端面垂直度均可保证在0. 02mm/m范围内，机械性能稳定、 生产效率高，该设备应用广泛，市场前景十分广阔，经济效益显著。本实 用新型能极大到解决了长筒类壳体零件加工的问题，技术含量较高，在国 内是不多见的，具有一定的独特性。本实用新型适用于机械、化工行业，是为加工长筒类壳体零件的专用 设备，尤其适用于汽轮机行业换热器类，加工直径在(j) 800咖、长2200mm
以内的所有壳体。附困说明
图1为本实用新型的总体结构示意图。图2为本实用新型的刀架进给机构图。图3为本实用新型的主轴/镗杆、刀架体截面图。图4为本实用新型的活动支撑座图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。如
图1所示，本实用新型由主轴传动机构1、支撑座2、刀架进给机 构3、底座4、壳体夹紧机构5、主轴装配系统6、径向端面刀架7、活 动支撑座8及电控系统组成，主轴传动机构l、刀架进给机构3、壳体夹紧 机构5、支撑座2、活动支撑座8都依次分别安装在底座4上，主轴装配系 统6通过主轴/镗杆上的刚性圓柱销与主轴传动机构1相连，刀架进给机构 3、支撑座2、活动支撑座8单独布置，通过刀架进给^L构、支撑座、活动 支撑座上的滑动轴承将主轴装配系统6支撑及轴向定位，电控系统由电控 拒及手动控制盒組成，电控拒及手动控制盒分别与主轴传动机构1和刀架 进给机构3的驱动电机相连，手动控制盒用以方便灵活操纵设备的各种控 制，壳体夹紧机构5由四副单独托架组成，托架安装底座4上，并沿加工 壳体的中心线两两对称分布，主要用于工件的定心找正及工件的夹紧。主轴传动机构主要用来实现主轴/镗杆的旋转，它由驱动电机、齿轮减 速箱、减速器組成。驱动电机、齿轮减速箱安装在底座上，驱动电机与齿 轮减速箱的输入轴之间通过弹性联轴器相连，减速器安装在齿轮减速箱之 上，齿轮减速箱的输出轴与减速器的输入轴装有皮带轮，两皮带轮之间由 皮带相连，减速器的输出轴装有半联轴器，半联轴器与主轴装配系统用刚 性圓柱销相连。主轴传动机构1由7.5Kw电机驱动，通过弹性联轴器一一 齿轮减速箱一一皮带传动一一减速器一一刚性联轴器从而带动主轴/镗杆 运动，齿轮减速箱通过拨叉可实现四档变速，根据所加工壳体直径不同， 满足加工进给参数以实现不同的加工要求。如图2所示，刀架进给机构由进给支承座31、传动机构32、齿嵌离 合器33、传动轴34、齿嵌齿轮35、传动齿轮36、活套齿轮37、半齿嵌离 合器44、拨杆組成，进给支承座、传动机构安装在底座上，半齿嵌离合器 直接装在传动机构上，传动轴由两对向心轴承支撑，安装在半齿嵌离合器 和支架上，传动轴上分别依次安装传动齿轮、齿嵌齿轮、齿嵌离合器，齿 嵌齿轮内置两对向心轴承装配在传动轴上，轴承外圏用弹性挡圈定位，活 套齿轮、固定齿轮安装在主轴/镗杆上，拨杆安装在进给支承座上，拨杆上拨叉块置于齿嵌离合器的拨槽中。通过拨杆及齿嵌离合器33实现三挡控 制，(1)当齿嵌离合器33与齿嵌齿轮35啮合时，为镗削加工工位，通过主轴/镗杆43--固定齿轮42——齿嵌齿轮35—一传动轴34——传动齿轮36——活套齿轮37，通过齿轮的差动传递到丝杆齿轮38，最终与主轴/镗 杆43的运动合成，从而使刀架前后运动实现内孔镗削。通过拆卸丝杆齿轮 38，齿轮的差动传递到光杆齿轮41，经光杆40上小齿轮的换向，带动径 向端面刀架丝杆使径向刀架上下运动，从而实现壳体两端面及止口加工。 (2)当齿嵌离合器33与齿嵌齿轮35、半齿嵌离合器44都不啮合，处于 空位时，为空挡对刀工位，通过主轴/镗杆43—一固定齿轮42—一齿嵌齿 轮35，实现齿嵌齿轮35空转，而传动轴34、传动齿轮36静止不动，实现 主轴/镗杆43旋转，进行对刀。(3)当齿嵌离合器33与半齿嵌离合器44 啮合时，为刀杆快进快退工位，当工件加工完成或加工过程中需停止加工 换刀时，实现刀杆快速移动。通过主轴/镗杆43停止旋转一一传动机构32 ——传动轴34——传动齿轮36—一活套齿轮37，再直接传递给丝杆39, 经丝杆39带动刀架体沿主轴/镗杆43轴向作快速移动，从而实现刀杆快进快退。径向端面刀架是一个独立部套，径向端面刀架由支架、丝杆、刀座板、 丝杆螺母组成，丝杆固定安装在支架上，丝杆螺母安装在刀座板上，丝杆 与丝杆螺母相连。径向端面刀架是一个独立部件，加工壳体内孔时，不安 装；当加工壳体端面或止口时，直接安装在刀体座上，加工壳体两端面及 止口时，安装使用，使用时拆卸丝杆齿轮。通过主轴/镗杆与动力进给机构 的合成运动经主轴上光杆传递，带动其上丝杆使径向端面刀架径向运动， 从而实现壳体端面及止口加工。如图3所示，主轴装配系统中的主轴/镗杆采用四方轴，主轴/镗杆各 面分别安装丝軒63、光杆66及刀架体62，刀架体62由四块铸铁板经配磨 安装在主轴/^t杆61的四个面上，刀架体上安装刀座67、刀具、丝杆螺母 座64及光杆支座65，随丝杆63的传动而使刀架体62沿主轴/镗杆61轴 向运动，随光杆66上的小齿轮换向，使径向端面刀架径向运动，从而实现 壳体端面及止口加工，螺栓68用于安装径向端面刀架。如图4所示，活动支撑座安装在底座上，由固定底架81、活动垫板82、 轴承底座83、摇臂84、轴承85、转轴86、升降摇杆座87、手轮88、支架 89、螺母80组成，支架89、螺母80与固定底板相连，转轴86下部与螺 母80相连，转轴86上部与支架89通过轴套相连，摇臂84下部由一副推
力轴承支撑套装在转轴上，轴承底座与摇臂相连，活动垫板82安装在固定 底架81和轴承底座83之间，轴承85与轴承底座83相连，升降摇杆座87 装在支架89上方与转轴86相连，活动支撑座主要用于加工零件的落位和 拆卸。使用时，首先卸下轴承85、轴承底座83和固定底架81之间的所有 连接螺栓，通过摇动升降摇杆座87上手轮88，带动转轴86，经螺母80， 使转轴86连同轴承底座83和摇臂84向上抬起，待活动垫板82松动时， 抽出活动垫板82，再摇动升降摇杆座87上手轮88，使转轴86连同轴承底 座83和摇臂84落下，使轴承底座83和摇臂84绕转轴86转动，即可进行 加工零件的吊装及卸下。
权利要求1、 一种长筒类壳体加工设备，由主轴传动机构、刀架进给机构、底 座、壳体夹紧机构、主轴装配系统、支撑座、活动支撑座及电控系统组成，其特征在于主轴传动机构、刀架进给机构、壳体夹紧机构、支撑座、活 动支撑座都依次分别安装在底座上，主轴装配系统通过主轴/镗杆上的刚性 圓柱销与主轴传动机构相连，刀架进给机构、支撑座、活动支撑座单独布 置，通过刀架进给机构、支撑座、活动支撑座上的滑动轴承将主轴装配系 统支撑及轴向定位，电控系统由电控拒及手动控制盒组成，电控拒及手动 控制盒分别与主轴传动机构和刀架进给机构的驱动电机相连，壳体夹紧机 构由四副单独托架组成，托架安装底座上，并沿加工壳体的中心线两两对 称分布。
2、 根据权利要求1所述的长筒类壳体加工设备，其特征在于所述 的主轴传动机构它由驱动电机、齿轮减速箱、减速器组成，驱动电机、齿 轮减速箱安装在底座上，驱动电机与齿轮减速箱的输入轴之间通过弹性联 轴器相连，减速器安装在齿轮减速箱之上，齿轮减速箱的输出轴与减速器 的输入轴装有皮带轮，两皮带轮之间由皮带相连，减速器的输出轴装有半 联轴器，半联轴器与主轴装配系统用刚性圆柱销相连。
3、 根据权利要求1所述的长筒类壳体加工设备，其特征在于所述 的刀架进给机构由进给支承座、传动机构、齿嵌离合器、传动轴、齿嵌齿 轮、传动齿轮、活套齿轮、固定齿轮、半齿嵌离合器、拨杆组成，进给支 承座、传动机构安装在底座上，半齿嵌离合器直接装在传动机构上，传动 轴由两对向心轴承支撑，安装在半齿嵌离合器和支架上，传动轴上分别依 次安装传动齿轮、齿嵌齿轮、齿嵌离合器，齿嵌齿轮内置两对向心轴承装 配在传动轴上，轴承外圏用弹性挡圏定位，活套齿轮、固定齿轮安装在主 轴/镗杆上，拨杆安装在进给支承座上，拨杆上拨叉块置于齿嵌离合器的拨 槽中。
4、 根据权利要求1所述的长筒类壳体加工设备，其特征在于所述 的活动支撑座由固定底架、活动垫板、轴承底座、摇臂、轴承、转轴、升 降摇杆座、手轮、支架、螺母组成，支架、螺母与固定底板相连，转轴下 部与螺母相连，转轴上部与支架通过轴套相连，摇臂下部由一副推力轴承 支撑套装在转轴上，轴承底座与摇臂相连，活动垫板安装在固定底架和轴 承底座之间，轴承与轴承底座相连，升降摇杆座装在支架上方与转轴相连。
5、 根据杈利要求l所述的长筒类壳体加工设备，其特征在于所述主 轴装配系统由主轴/镗杆、刀架体、刀座、丝杆及光杆组成，主轴装配系统 的主轴/镗杆各面分别安装丝杆、光杆及刀架体，丝杆、光杆分别由一对轴 承座支承，刀架体由四块铸铁板经配磨安装在主轴/镗杆的四个面上，刀架 体上安装刀座、刀具、丝杆螺母座及光杆支座。
专利摘要本实用新型涉及一种长筒类壳体加工设备，由主轴传动机构、刀架进给机构、底座、壳体夹紧机构、主轴装配系统、支撑座、活动支撑座及电控系统组成，主轴传动机构、刀架进给机构、壳体夹紧机构、支撑座、活动支撑座都依次分别安装在底座上，主轴装配系统通过主轴/镗杆上的刚性圆柱销与主轴传动机构相连，刀架进给机构、支撑座、活动支撑座单独布置，通过刀架进给机构、支撑座、活动支撑座上的滑动轴承将主轴装配系统支撑及轴向定位，壳体夹紧机构由四副单独托架组成，托架安装底座上，并沿加工壳体的中心线两两对称分布。本实用新型具有加工范围广；结构紧凑、操作方便、先进实用；一次装夹，内孔、端面及止口均可加工，自动化程度高的特点。
文档编号B23B47/18GK201020556SQ20072008399
公开日2008年2月13日 申请日期2007年4月3日 优先权日2007年4月3日
发明者维 孙, 陈国伟 申请人:中国长江动力公司(集团)