专利名称：卡箍齿的夹紧定位方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卡箍齿的夹紧定位方法及其装置，属于快开门齿啮式卡箍的内齿加工技术领域。
背景技术：
快开门式压力容器的快开门齿啮式卡箍是制造硫化罐、蒸压釜、玻璃釜等设备的主要受压元件，其质量直接影响到快开门式压力容器的质量和安全使用性能。齿啮式卡箍包括法兰齿、封头齿和卡箍齿。通常卡箍齿是
用气割加工出内齿形，由于卡箍的尺寸通常在1. 6m至3. 5m之间，采用人工划线分度后，再进行气割内齿，操作烦琐，劳动强度大。另外，由于气割时需预热和缓冷处理费时能耗大，且气割后需要大量的人工进行修磨，卡箍齿的切割精度低，生产成本很高，质量不稳定。再则，采用气割后的卡箍齿会在齿根转角处产生延迟裂纹，因此縮短了快开门齿啮式卡箍的使用寿命。虽然能通过机械加来消除卡箍齿齿根转角产生的延迟裂纹，但卡箍齿为圆环内齿，由于卡箍尺寸较大不能安装在转台上，需要配套专用的空心转台等辅助工具，但空心转台也不能适用全系列卡箍齿加工。而大直径的卡箍不能采用机械分度装置来为卡箍齿分度，生产中还是依靠人工划线分度、人工安装，而采用通用机械切削加工时，每加工一个内齿都需要夹紧、铣削和松开三个过程，而卡箍上的内齿具有几十个，卡箍装拆烦琐、夹紧定位精度较低，因此机加工效率非常低。
发明内容
本发明的目的是提供一种卡箍齿定位准确，装卸卡箍方便，并能实现机械分度的卡箍齿的夹紧定位方法及其装置。
本发明为达到上述目的的技术方案是 一种卡箍齿的定位夹紧方法，其特征在于将卡箍放置在升降机构的升降架上，升降机构带动升降架沿机架立柱移动,卡箍放置在下部距离可调的两个滚轮上，卡箍依靠自重在滚轮上调心对中，升降架脱离卡箍；滚轮驱动卡箍旋转一周，对卡箍圆周长度进行测量并作为分度基准，将测得卡箍圆周长度输入可编程控制器，可编程控制
4器根据卡箍所设定的总齿数计算出每个齿长数据对卡箍圆周进行分度，可编程控制器根据分度后的齿长数据控制滚轮驱动卡箍转动一个齿位后，滚轮停止转动，可编程控制器控制卡箍夹紧机构动作夹紧卡箍底部的两端面，进入内齿切削工序，在切削完一个内齿后，可编程控制器控制卡箍夹紧机构松开卡箍，并控制滚轮再驱动卡箍旋转至下一个齿位，进入下一内齿切削工序，以此重复，直到卡箍上的所有内齿加工完毕。
本发明的一种卡箍齿的夹紧定位装置，其特征在于包括机架、升降机构、滚轮机构和卡箍夹紧机构，所述机架的一侧固定有两立柱；所述的升降机构包括具有外挡边的升降架和由两组升降油缸、链条及链轮构成的提升机构，两升降油缸的底部分别固定在两立柱上，两升降油缸的活塞杆端部均安装有链轮，支承在链轮上的链条一端与立柱连接，链条的另一端固定在升降架上；所述的滚轮机构包括两滚轮座和安装在两滚轮座上并沿滚轮座移动的两滚轮构成，滚轮与滚轮电机连接；所述的卡箍夹紧机构包括固定钳台和活动钳台，固定钳台具有卡箍定位基准面，活动钳台包括钳台座、夹紧油缸、滑块和夹块，滑块安装在钳台座的导槽内，夹块与滑块连接，铰接在夹紧油缸活塞杆上的前连杆和后连杆分别与钳台座和滑块连接，夹紧油缸底部铰接在钳台座上。
本发明通过升降机构的升降架安放卡箍，并使卡箍竖置，而升降架由升降油缸、链条及链轮构成的提升机构控制，提升工作行程大，通过升降机构方便安放不同规格的卡箍。本发明采用由开度可调节的两滚轮对卡箍进行限位，并通过卡箍的自重在滚轮上自行调心对中，卡箍定位准确。本发明通过测量卡箍的圆周长度作为分度基准，并通过可编程控制器根据卡箍所设定的总齿数计算出每个齿长数据，使可编程控制器根据分度后的齿长数据控制滚轮驱动卡箍每次转动的角度，实现无中心轴浮动旋转分度，大幅度提高了卡箍分度精度及定位精度，提高加工质量，并能适用于不同尺寸卡箍的加工。本发明的卡箍夹紧机构釆用固定钳台和活动钳台，活动钳台上的夹紧油缸通过前、后连杆分别与钳台架和活动钳架上的滑块连接，为双臂单作用铰链夹机机构，通过夹紧油缸驱动夹块动作夹紧卡箍，每加
工一个内齿的夹紧和松开方便、可靠，也提高的夹卡精度和效率。本发明将卡箍竖置并采用机械分度卡箍齿，因此能通过切削的方式加工卡箍的内齿，不仅解决了卡箍齿齿根转角处易产生延迟裂纹造成的质量问题，而且
提高了机械加工效率和精度，提高了卡箍齿的加工质量。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。图l是本发明的结构示意图。
图2是图1的侧视结构示意图。
图3是本发明卡箍夹紧机构的结构示意图。
图4是图3的俯视结构示意图。
其中l一机架，1-1—立柱，l-2—横梁，l-3—扶手，1-4—爬梯，2—升降机构，2-l—链轮，2-2—升降油缸，2-3—升降架，2-4—升降油缸固定座，2-5—链条，2-6—链条活动支座，2-7—链条固定支座，3—铣削头，4一卡箍，5—卡箍夹紧机构，5-1—固定钳台，5-2—调节块，5-3—夹±央，5-4—压块，5-5—丝杆座，5-6_调节丝杆，5-7—滑块，5-8—前连杆，5-9—后连杆，5-10—夹紧油缸，5-ll—钳台座，6—滚轮机构，6-l—滚轮，6-2—滚轮座。
具体实施例方式
本发明卡箍齿的定位夹紧方法，将卡箍放置在升降机构的升降架上,升降机构带动升降架沿机架立柱移动，卡箍放置在下部距离可调的两个滚轮上，卡箍依靠自重在滚轮上调心对中，升降架脱离卡箍。滚轮在滚轮电机带动下驱动卡箍旋转一周，对卡箍圆周长度进行测量并作为分度基准，可对卡箍的内圆周长或外圆周长进行测量，将测得卡箍圆周长度输入可编程控制器，可编程控制器根据卡箍所设定的总齿数计算出每个齿长数据对卡箍圆周进行分度，可编程控制器根据分度后的齿长数据控制滚轮电机使滚轮驱动卡箍转动一个齿位后，滚轮电机停止工作，滚轮停止转动，可编程控制器控制卡箍夹紧机构动作夹紧卡箍底部的两端面，将卡箍固定在卡箍夹紧机构上，进入内齿切削工序，可通过可编程控制器控制铣削头对卡箍的内圈进行切削，当切削完一个内齿后，可编程控制器控制铣削头退出，此时可编程控制器控制卡箍夹紧机构松开卡箍，并控制滚轮电机工作使滚轮再驱动卡箍旋转至下一个齿位，进入下一内齿切削工序，以此重复，直到卡箍上的所有内齿加工完毕。
6本发明为方便对卡箍的圆周长进行测量，可在卡箍的外周上安装有脉冲位移传感器，而脉冲位移传感器与柔性绳连接，在卡箍旋转一周时，柔性绳绕卡箍外圆一周，光电开关测量柔性绳在卡箍上的开始位置及绕在卡箍一周后的未端位置，通过光电开关测量柔性绳绕在卡箍外圆周一周的长度，脉冲位移传感器测量随卡箍转动一周的柔性绳的长度所产生脉冲作为分度基准，脉冲位移传感器将测得的柔性绳长度通过脉冲量输入可编程控制器内，可编程控制器根据计算出的每个齿长数据控制滚轮电机使滚轮驱动卡箍转动一个齿位，对卡箍圆周进行分度。
本发明方便定位不同尺寸的卡箍，在升降机构带动升降架沿机架立柱移动，使卡箍上下移动调整至卡箍的铣削位置，再调整下部的两个滚轮之间的距离，使两个滚轮支承卡箍。
见图1 4所示，本发明的卡箍齿的夹紧定位方法及其装置包括机架1、升降机构2、卡箍夹紧机构5以及滚轮机构6。
本发明机架1的一侧固定有两立柱1-1，立柱1-1之间固定有横梁1-2，机架1上固定有爬梯1-4,爬梯1-4两侧具有扶手1-3。本发明的升降机构2包括具有外挡边的升降架2-3和由两组升降油缸2-2、链条2-5及链轮2-1构成的提升机构，两升降油缸2-2的底部分别固定在两立柱l-l上，升降油缸2-2可通过升降油缸固定座2-4与立柱1-1连接，两升降油缸2-2的活塞杆端部均安装有链轮2-l，链条2-5安装链轮2-l上，两链条2-5的一端分别与两立柱1-1固定连接，该链条2-5可通过链条固定支座2-7与两立柱1-1固定连接，两链条2-5的另一端分别固定在升降架2-3上，升降架2-3底部固定有链条活动支座2-6，将链条2-5的另一端固定在链条活动支座2-6，当升降油缸2-2的活塞杆伸縮运动时，由于链条2-5—端固定在立柱l-l上，因此能通过活塞杆顶部的链轮2-1使链条2-5带动升降架2-3上、下移动，而将卡箍4调整到铣削位置，并将滚轮机构上的两个滚轮6-1移动，使滚轮6-1紧托卡箍4的底部。
见图1、 2所示，本发明的滚轮机构6由两滚轮座6-2和安装在两滚轮座6-2上并沿滚轮座6-2移动的两滚轮6-1构成，滚轮6-1与滚轮电机连接，滚轮6-l下部固定有螺母,'而调节丝杆旋接在螺母内，通过调节丝杆使滚轮6-1移动，而调节两滚轮6-1之间的距离，以适应不同直径卡箍，当卡箍4通过升降架2-3放置在两滚轮6-1上时，使卡箍4能依靠自重进行定心，并通过滚轮电机驱动滚轮6-1转动测量卡箍周长作为分度基准，可编程控制器根据计算出每个齿长数据后，再控制滚轮电机每次驱动滚轮6-1回转一个齿长，因此使卡箍4在分度时定位准确、可靠。
见图1 4所示，本发明的卡箍夹紧机构5包括固定钳台5-1和活动钳台，该活动钳台包括钳台座5-11、夹紧油缸5-10、滑块5-7、压块5-4和夹块5-3，固定钳台5-1具有卡箍定位基准面，滑块5-7安装在钳台座5-11导槽内，滑块5-7能沿导槽内移动，夹块5-4与滑块5-7连接，铰接在夹紧油缸5-10的活塞杆上的前连杆5-8和后连杆5-9分别与钳台座5-11和滑块5-7连接，通过夹紧油缸5-10使夹块5-4随滑块5-7 —起移动而夹紧卡箍4底部的两端面，而夹紧油缸5-10通过液压站与可编程控制器连接，通过可编程控制器控制夹紧油缸5-IO的动作。本发明为便于安装不同结构的夹块5-3，滑块5-7上安装有压块5-4，压块5-4相对于固定钳台5-1 —侧具有垂直插槽，夹块5-3的导块安装在该插槽内，压块5-4顶部具有调节块5-2，安装在调节块5-2上的螺栓连接在夹块5-3上，通过螺栓调节夹块5-3的高度位置，能适应不同结构快开门齿啮式卡箍的夹紧。本发明的滑块5-7还安装有可调的丝杆座5-5，调节丝杆5-6安装在滑块5-7上，且调节丝杆5-6与压块5-4连接，通过调节丝杆5-6来调节压块5-4的位置，通过夹紧油缸5-10的活塞杆伸縮运动推动前连杆5-8和后连杆5-9运动，当推动滑块5-7带动夹块5-3移动，夹紧卡箍4，可编程控制器随即控制铣削头3对卡箍4的内圈进行铣削，在切削完一个内齿后，可编程控制器控制铣削头3自动退出，夹紧油缸5-10使夹块5-4松开卡箍4，滚轮电机驱动滚轮6-1再带动卡箍4转到下一个齿位，卡箍夹紧机构5夹紧卡箍4，直到卡箍4上的内齿加工完毕。
本发明可通过可编程控制器控制滚轮电机使滚轮6-1驱动卡箍4转动，并卡箍夹紧机构5夹紧和放松卡箍4，并通过切削头3对卡箍4内圈进行铣削，实现自动化控制。
权利要求
1、一种卡箍齿的定位夹紧方法，其特征在于将卡箍放置在升降机构的升降架上，升降机构带动升降架沿机架立柱移动，卡箍放置在下部距离可调的两个滚轮上，卡箍依靠自重在滚轮上调心对中，升降架脱离卡箍；滚轮驱动卡箍旋转一周，对卡箍圆周长度进行测量并作为分度基准，将测得卡箍圆周长度输入可编程控制器，可编程控制器根据卡箍所设定的总齿数计算出每个齿长数据对卡箍圆周进行分度，可编程控制器根据分度后的齿长数据控制滚轮驱动卡箍转动一个齿位后，滚轮停止转动，可编程控制器控制卡箍夹紧机构动作夹紧卡箍底部的两端面，进入内齿切削工序，在切削完一个内齿后，可编程控制器控制卡箍夹紧机构松开卡箍，并控制滚轮再驱动卡箍旋转至下一个齿位，进入下一内齿切削工序，以此重复，直到卡箍上的所有内齿加工完毕。
2、 根据权利要求l所述的卡箍齿的定位夹紧方法，其特征在于所述卡箍的外周上安装有脉冲位移传感器，脉冲位移传感器与柔性绳连接，光电开关测量柔性绳绕在卡箍外圆一周的长度，脉冲位移传感器测量随卡箍转动一周的柔性绳长度所产生脉冲信号作为分度基准。
3、 根据权利要求1所述的卡箍齿的定位夹紧方法，其特征在于所述升降架带动卡箍上、下移动并调整至卡箍的铣削位置，再调整下部的两个滚轮支承卡箍。
4、 一种卡箍齿的夹紧定位装置，其特征在于包括机架(1)、升降机构(2)、滚轮机构(6)和卡箍夹紧机构(5)，所述机架(1)的一侧固定有两立柱(1-1);所述的升降机构(2)包括具有外挡边的升降架(2-3)和由两组升降油缸(2-2)、链条(2-5)及链轮(2-1)构成的提升机构，两升降油缸(2-2)的底部分别固定在两立柱(1-1)上，两升降油缸(2-2)的活塞杆端部均安装有链轮(2-1),支承在链轮(2-1)上的链条(2-5) —端与立柱(1-1)连接，链条(2-5)的另一端固定在升降架(2-3)上；所述的滚轮机构(6)包括两滚轮座(6-2)和安装在两滚轮座(6-2)上并沿滚轮座(6-2)移动的两滚轮(6-l)构成，滚轮(6-1)与滚轮电机连接；所述的卡箍夹紧机构(5)包括固定钳台(5-1)和活动钳台，固定钳台(5-1)具有卡箍定位基准面，活动钳台包括钳台座(5-11)、夹紧油缸(5-10)、滑块(5-7)和夹块(5-3)，滑块(5-7)安装在钳台座(5-11)的导槽内，夹块(5_4)与滑块(5-7)连接，铰接在夹紧油缸(5-10)活塞杆上的前连杆(5-8)和后连杆(5-9)分别与钳台座(5-11)和滑块(5-7)连接，夹紧油缸(5-10)底部铰接在钳台座(5-il)上。
5、 根据权利要求4所述的卡箍齿的夹紧定位装置，其特征在于所述的滑块(5-7)上还安装有压块(5-4)，压块(5-4)相对于固定钳台(5-1)一侧具有垂直插槽，夹块(5-3)的导块安装在该插槽内，压块(5-4)顶部具有调节块(5-2)，安装在调节块(5-2)上的螺栓连接在夹块(5-3)上。
6、 根据权利要求4所述的卡箍齿的夹紧定位装置，其特征在于所述滑块(5-7)还安装有可调的丝杆座(5-5)，调节丝杆(5-6)安装在滑块(5-7)上，且调节丝杆(5-6)与压块(5-4)连接。
全文摘要
本发明涉及一种卡箍齿的定位夹紧方法，将卡箍放置在升降机构的升降架沿机架立柱移动，卡箍放置滚轮上，卡箍依靠自重在滚轮上调心对中；滚轮驱动卡箍旋转一周，对卡箍圆周长度进行测量，将测得卡箍圆周长度输入可编程控制器，可编程控制器根据卡箍的总齿数计算出每个齿长数据并控制滚轮驱动卡箍转动一个齿位，滚轮停止转动，可编程控制器控制卡箍夹紧机构动作夹紧卡箍底部的两端面，进入内齿切削工序，在切削完一个内齿后，可编程控制器控制卡箍夹紧机构松开卡箍，并控制滚轮再驱动卡箍旋转至下一个齿位，进入下一内齿切削工序，以此重复，直到卡箍上的所有内齿加工完毕。本发明卡箍齿定位准确，装卸卡箍方便，能实现机械分度。
文档编号B23F23/06GK101564780SQ20091003080
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者吴邵鹏, 新 是, 李乃清, 顾明花 申请人:常州锅炉有限公司