一种中大型铸钢桥壳浇冒口切割线的制作方法

本发明属于桥壳生产技术领域，具体涉及一种中大型铸钢桥壳浇冒口切割线。

背景技术：

在工程机械铸钢桥壳的生产工艺中，一般采用铸造的方式进行桥壳的制造，如说明书附图8-9所示，在桥壳的两端一般设有圆台28，在圆台28处设有冒口26，在桥壳的中部桥包处设置专门的浇口27,在浇口27与冒口26之间设有气针26a。桥壳铸造完成后的气针26a、浇口27和冒口26都需要利用火焰切割或其他方式去除，圆台28处冒口在切割完成后应尽可能保留圆台特征，这就使得在利用火焰切割时，要不断的改变火焰喷嘴与冒口之间的相对位置。

发明人了解到的现有铸钢桥壳冒口切割工艺中，一般采用工人手持火焰切割割具依次进行气针、冒口、浇口的切割，工作环境恶劣，无法统一收集桥壳浇冒口切割产生的粉尘及污染气体；分散式切割无法形成流水线式操作，效率低下。同时，现有的浇冒口切割方式一般为：工人逐个切除铸钢桥壳上的浇冒口，不能同步进行两个冒口、一个浇口的切割。

发明人了解到的另一种切割方式为采用机械手夹持火焰切割机进行浇冒口的切割，但是机械手的价格昂贵，性价比低，无法进行市场的大面积推广。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种中大型铸钢桥壳浇冒口切割线，能够实现挖掘机桥壳铸造后浇口、冒口的自动化切割，提高浇口、冒口的切割效率，材料利用率，降低能耗，改善生产环境。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种中大型铸钢桥壳浇冒口切割线，包括输送线，所述输送线用于实现待切割桥壳的自动进料；

输送线的一侧布置有第一火焰切割装置，所述第一火焰切割装置的火焰喷嘴竖直设置，所述第一火焰切割装置用于实现待切割桥壳中冒口的初步切割；输送线另一侧布置有浇口火焰切割装置和第二火焰切割装置，所述浇口火焰切割装置用于实现待切割桥壳中浇口的切割，所述浇口火焰切割装置的火焰喷嘴竖直设置；所述第二火焰切割装置用于实现待切割桥壳中冒口的二次切割；所述初步切割用于将待切割桥壳的冒口沿类梯形轨迹切开以形成断面，所述二次切割用于将初步切割后的断面倒角，所述第二火焰切割装置的火焰喷嘴与断面夹角为40-50度。

采用第一火焰切割装置与第二火焰切割装置，第一火焰切割装置中火焰喷嘴在水平面内的运动轨迹为类梯形，使得初步切割后的断面更贴合于圆台的圆弧形，避免切割冒口对桥壳结构造成较大的影响；第二火焰切割装置能够对初步切割装置形成的断面进行倒角，避免冒口切割处过于尖锐造成的使用障碍。

进一步，所述第一火焰切割装置和第二火焰切割装置分别包括支撑框架，所述支撑框架固定设置于基底上方；支撑框架上方设有可沿支撑框架横向移动的两个第一滑架；第一滑架上方设有可沿第一滑架纵向移动的第二滑架；第二滑架一侧设有可沿第二滑架上下滑动的第三滑架；

采用第一滑架、第二滑架及第三滑架的滑动使得火焰喷嘴可以到达设定空间中的任意一点，使得火焰喷嘴在喷射火焰时可以按照设定轨迹运动，第三滑架的上下运动可以使得火焰喷嘴与桥壳冒口之间的距离可以保持恒定，第二滑架的前后运动可以使得火焰喷嘴切割后的冒口切面形成类梯形结构并沿类梯形结构进行倒角，使得切割后的圆台贴合原形状；第一滑架的横向运动可以使得火焰喷嘴逐步靠近待切割冒口。

所述第三滑架的上端固定设有火焰切割机，所述火焰切割机包括相互连通的喷管和火焰喷嘴，所述火焰喷嘴用于喷射火焰以实现冒口的切割。

进一步，所述支撑框架的上方沿水平方向设有第一导轨，所述第一滑架的下端固定设有第一滑块，第一导轨与第一滑块配合使用，支撑框架的上端面设有两个驱动装置，所述驱动装置分别驱动两个第一滑架沿第一导轨滑动。

进一步，所述第一滑架的上端沿水平方向设有第二导轨，所述第二导轨与第一导轨垂直，所述第二滑架的下端固定设有第二滑块，所述第二滑块与第二导轨配合使用。

进一步，所述第二滑架包括竖向定位架，所述竖向定位架的一侧沿竖直方向设有第三导轨，所述第三导轨与第二导轨垂直，所述第三滑架上固定设有第三滑块，所述第三滑块与第三导轨配合使用。

进一步，所述第三滑架的一侧固定设有气缸，所述气缸的活塞杆竖直向下伸出，所述气缸的活塞杆紧顶在支撑框架上端以实现第三滑架的升降。

采用气缸可以实现第三滑架及火焰喷嘴的升降，在待切割桥壳送料过程中可以利用气缸抬起火焰喷嘴，避免火焰喷嘴阻碍待切割桥壳的送料。

所述支撑框架的上端面设有仿形轨道，所述仿形轨道中设有限位槽，所述限位槽包括两个平直段和一个弯曲段，所述第二滑架的下端固定设有限位柱，所述限位柱设置于所述限位槽中；所述限位柱可在第二滑架随第一滑架横向运动时沿限位槽运动以实现第二滑架的纵向移动。

第二滑架在随着第一滑架横向移动时，限位柱沿限位槽运动，限位槽使得第二滑架实现前后的纵向滑动，通过第二滑架的纵向滑动可以使得留有冒口的圆台在切割后形成类梯形状结构，切割面尽可能的拟合圆台的形状。

进一步，所述支撑框架的上端面固定设有导向圆弧板，所述第三滑架的下端通过连接架安装有滚轮，所述滚轮可在第三滑架随第一滑架横向运动时与导向圆弧板接触以实现第三滑架的升降。采用第三滑架在随第一滑架、第二滑架运动时会发生上下运动，能够使得火焰喷嘴与冒口的距离保持恒定。

进一步，所述浇口火焰切割装置为仿形火焰切割机。

进一步，所述输送线包括第一输送线和第二输送线，所述第一输送线和第二输送线的两端分分别设有第一转运输送装置和第二转运输送装置。

本发明的有益效果：

本发明中采用第一火焰切割装置与第二火焰切割装置，第一火焰切割装置中火焰喷嘴在水平面内的运动轨迹为类梯形，使得初步切割后的断面更贴合于圆台的圆弧形，避免切割冒口对桥壳结构造成较大的影响；第二火焰切割装置能够对初步切割装置形成的断面进行倒角，避免冒口切割处过于尖锐造成的使用障碍。

第一火焰切割装置及第二火焰切割装置中第一滑架、第二滑架及第三滑架均可沿设定方向运动，在第一滑架横向移动的过程中实现了第二滑架及第三滑架的定向运动，使火焰切割装置的火焰喷嘴末端沿确定轨迹运动，能够保证火焰喷嘴与待切割桥壳中冒口的距离不变，能够使得切割后的冒口切面与圆台面拟合，减少冒口切割对桥壳形状的影响。

本装置采用控制系统控制驱动装置的运动，实现了桥壳浇冒口切割的自动化，有利于提高冒口切割的工作效率，实现冒口切割过程中污染气体、粉尘的收集。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例中整体结构主视图逆时针旋转90度后的示意图；

图2为本发明实施例中整体结构俯视图逆时针旋转90度后的示意图；

图3为本发明实施例中第一火焰切割装置的俯视图；

图4为本发明实施例中第一火焰切割装置的主视图；

图5为图4中b部分的结构放大图；

图6为图3中a部分的结构放大图；

图7为图4中c部分的结构放大图；

图8为现有技术中铸钢桥壳铸造后的主视图；

图9为现有技术中铸钢桥壳铸造后的俯视图；

图10为本发明实施例中仿形轨道及限位槽的结构示意图。

图11是本发明实施例中桥壳气针切割装置的俯视图

图12是本发明是实例中桥壳气针切割装置的主视图

图中：1a、第一转运输送装置；2a、第二火焰切割装置；3a、浇口切割装置；4a、桥壳气针切割装置；5a、第二转运输送装置；6a、第一输送线；7a、第一火焰切割装置；8a、第二输送线；

1、支撑框架；2、第一滑架；3、加固板；4、第一步进电机；5、第二步进电机；6、基底；7、支撑架；8、气缸；9、火焰喷嘴；10、喷管安装柱；11、第一调节把手；12、第二调节把手；13、滚轮；14、第二滑架；15、连接架；16、竖向定位架；18、喷管调节把手；18a、第三滑架；19、第三导轨；20、第三滑块；21、竖向微调导向件；22、自动点火装置；23、平直段；23a、仿形轨道；23b、弯曲段；24、第二滑块；25、第二导轨；26、冒口；26a、气针；27、浇口；28、圆台；29、斜杆；30、连接板；31、横柱；32、第二抱箍；33、第一抱箍；35、角度调节板；36、弹簧；37、角磨机；38、第二连杆；39、钢丝绳；40、第一连杆；41、定位板；42、横向板；43、软套；44、转动套。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要指出的是：第一火焰切割装置与第二火焰切割装置相比，区别点仅在于：第一火焰切割装置的火焰喷嘴竖直设置，第二火焰切割装置的火焰喷嘴倾斜设置。因此，说明书附图中仅给出了第一火焰切割装置的结构示意图，本领域技术人员可以自行将第一火焰切割装置的结构应用于第二火焰切割装置，不应认为是不清楚的。

本发明的一种典型实施方式中，如图1-7、10所示，一种中大型铸钢桥壳浇冒口切割线，包括输送线，所述输送线用于实现待切割桥壳的自动进料；

输送线的一侧布置有第一火焰切割装置7a，所述第一火焰切割装置7a的火焰喷嘴9竖直设置，所述第一火焰切割装置7a用于实现待切割桥壳中冒口26的初步切割；

输送线另一侧布置有浇口火焰切割装置3a和第二火焰切割装置2a，所述浇口火焰切割装置3a用于实现待切割桥壳中浇口27的切割，所述浇口火焰切割装置3a的火焰喷嘴9竖直设置；

所述第二火焰切割装置2a用于实现待切割桥壳中冒口26的二次切割；

所述初步切割用于将待切割桥壳的冒口26沿类等腰梯形轨迹切开以形成断面，所述二次切割用于将初步切割后的断面倒角。

优选的，所述第一火焰切割装置7a和第二火焰切割装置2a分别包括支撑框架1，所述支撑框架1固定设置于基底6上方；支撑框架1上方设有可沿支撑框架1横向移动的两个第一滑架2；第一滑架2上方设有可沿第一滑架2纵向移动的第二滑架14；第二滑架14一侧设有可沿第二滑架14上下滑动的第三滑架18a；

所述第三滑架的上端固定设有火焰切割机，所述火焰切割机包括相互连通的喷管和火焰喷嘴9，所述火焰喷嘴9用于喷射火焰以实现冒口26的切割。

优选的，所述支撑框架1的上方沿水平方向设有第一导轨，所述第一滑架2的下端固定设有第一滑块，第一导轨与第一滑块配合使用，支撑框架1的上端面设有两个驱动装置，所述驱动装置分别驱动两个第一滑架2沿第一导轨滑动。

具体的，所述驱动装置包括第一步进电机4和第二步进电机5，所述第一滑架2上设有传动齿条，所述第一步进电机4和第二步进电机5的电机轴分别连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与传动齿条配合使用并将第一步进电机4和第二步进电机5的转动转化为第一滑架2沿第一导轨滑动。

优选的，所述第一滑架2的上端沿水平方向设有第二导轨25，所述第二导轨25与第一导轨垂直，所述第二滑架14的下端固定设有第二滑块24，所述第二滑块24与第二导轨25配合使用。

优选的，所述第二滑架14包括竖向定位架16，所述竖向定位架16的一侧沿竖直方向设有第三导轨19，所述第三导轨19与第二导轨25垂直，所述第三滑架上固定设有第三滑块20，所述第三滑块20与第三导轨19配合使用。

优选的，所述第三滑架18a的一侧固定设有气缸8，所述气缸8的活塞杆竖直向下伸出，所述气缸8的活塞杆紧顶在支撑框架1上端以实现第三滑架的升降。

优选的，所述支撑框架1的上端面设有仿形轨道23a，所述仿形轨道23a中设有限位槽，所述限位槽包括两个平直段23和一个弯曲段23b，所述第二滑架的下端固定设有限位柱，所述限位柱设置于所述限位槽中；所述限位柱可在第二滑架14随第一滑架2横向运动时沿限位槽运动以实现第二滑架14的纵向移动。

具体的，所述第三滑架上设有安装台，所述安装台包括与第三滑架18a固定连接的底座，所述底座的上端设有可沿底座左右滑动的第一连接座，所述第一连接座的上端设有可沿第一连接座上下滑动的第二连接座，所述第二连接座的上端通过安装套安装有所述火焰切割装置的喷管，所述喷管的外表面设有齿条，安装套外侧安装有喷管调节把手18，所述喷管调节把手18的末端设有齿轮，所述齿轮伸入安装套中并与齿条配合使用。

具体的，第一连接座与第三滑架之间设有左右微调导向件，第一连接座与第二连接座之间设有竖向微调导向件21，通过转动第一调节把手11可以使得与第二连接座沿第一连接座升降；通过转动第二调节把手12可以使得第一连接座沿着第三滑架左右滑动。

其中一种结构设置为：左右微调导向件和竖向微调导向件21都采用导轨、滑块结构，第一调节把手11与第一螺杆固定，第一螺杆穿过第二连接座上的螺孔后与第一连接座上的第一轴承座转动连接；第二调节把手12与第二螺杆固定，第二螺杆穿过第一连接座上的螺孔后与第三滑架上的第二轴承座连接。但是不仅限于这一种结构方式。

同时，说明书附图中未给出第一螺杆、第二螺杆、第一轴承座、第二轴承座及左右微调导向件的示意图，本领域技术人员可以自行设置，不能认为是不清楚的。

具体的，第二安装座上安装有自动点火装置22，所述自动点火装置用于点燃从喷嘴中喷出的气体。

优选的，所述支撑框架1的上端面固定设有导向圆弧板，所述第三滑架的下端通过连接架15安装有滚轮13，所述滚轮13可在第三滑架随第一滑架2横向运动时与导向圆弧板接触以实现第三滑架的升降。

优选的，所述浇口火焰切割装置3a为仿形火焰切割机。

具体的，仿形火焰火焰切割机属于现有技术，此处不再赘述。

优选的，所述输送线包括第一输送线6a和第二输送线8a，所述第一输送线6a和第二输送线8a的两端分别设有第一转运输送装置1a和第二转运输送装置5a。

输送线的一侧布置有桥壳气针切割装置4。铸钢桥壳桥包两侧分别设有气针26a。

具体的，所述桥壳气针切割装置包括与第一输送线中底支架固定连接的两个连接板30，所述连接板30的上端分别设置有竖直方向的立柱34，所述立柱34通过第一抱箍33与横向板42连接，所述横向板42通过第二抱箍32与横柱31固定连接，所述横柱31的轴线水平且横柱31轴线与立柱34轴线垂直，所述横柱31的末端分别环套设有一个转动套44，所述转动套44与第一连杆40的一端固定连接，两根第一连杆40的另一端通过第二连杆38连接，所述第二连杆38的两端分别与两个第一连杆40转动连接。所述转动套44分别与角磨机37连接板30的一端固定连接，所述角磨机37连接板30的另一端与角磨机37固定连接，所述角磨机37中具有锯切片，所述锯切片的转动轴线与气针的轴线平行，两个转动套44中的一个与角度调节板35的一端固定连接，靠近角度调节板35的立柱34上固定设置有定位板41，所述角度调节板35与定位板41平行设置，所述角度调节板35的另一端设置有安装槽，所述安装槽中固定连接有钢丝绳39的一端，所述钢丝绳39外部环套设置有软套43，所述软套43与定位板41固定连接，所述钢丝绳39的另一端与手把连接，所述手把可以收紧以使得角度调节板35带动与其连接的转动套44转动，转动套44的转动通过第一连杆40、第二连杆38传递给远离角度调节板35的一个转动套44，两个转动套44的转动带动与其连接的角磨机37向下运动至气针处，启动角磨机37，角磨机37的锯切片转动以实现气针的切割。

两根第一连杆40、第二连杆38还有两个立柱34之间形成平行四边形结构，通过平行四边形结构的变形以实现两个转动套44的同步转动。

在角磨机37连接板30上固定连接有斜杆29，所述斜杆29与弹簧36的一端固定连接，弹簧36的另一端与横柱31固定连接，所述弹簧36用于实现手把放松时转动套44的复位。

工作原理：当使用本装置时在第二输送线8a上预先放置待切割铸钢桥壳，然后按照顺时针方向进行供料，第二输送线8a上的铸钢桥壳会通过第二转运输送装置5a输送到第一输送线6a上，第一输送线6a将待切割的铸钢桥壳输送到第一火焰切割装置7a处，然后启动第一火焰切割装置7a进行冒口26的初步切割，采用浇口火焰切割装置3a进行浇口27的切割，采用第一火焰切割装置7a切割的具体步骤为：

步骤1)首先利用气缸8将第三滑架顶升，使得第三滑架及火焰喷嘴上升，火焰喷嘴不影响待切割桥壳的运动，启动第一步进电机44和第二步进电机555，使得两个第一滑架2向着远离支撑框架1中心的方向运动；

将待切割桥壳沿输送线输送到本装置的正前方，气缸8活塞杆回缩，第三滑架及火焰喷嘴下落，然后启动火焰切割机，火焰切割机喷出切割用火焰；

步骤2)然后第一步进电机44和第二步进电机55驱动分别驱动两个第一滑架2向着支撑框架1中心的方向运动，火焰喷嘴逐渐靠近冒口26，当火焰喷嘴在竖直方向的投影位于冒口26上方时，限位柱进入限位槽23中，滚轮13与导向圆弧板接触，第一滑架2为火焰喷嘴提供横向的运动，第二滑架14为火焰喷嘴提供纵向的运动，第三滑架为火焰喷嘴提供竖直方向的升降运动，火焰喷嘴末端轨迹为三个运动方向的合成，火焰喷嘴与冒口26的距离时刻保持一致，并且冒口26切割后的面为梯形结构，梯形相对于平面更拟合于圆台28的弧面；

步骤3)当冒口26切割完毕后，气缸8的活塞杆伸出，活塞杆末端紧顶在支撑框架1上并将第三滑架和火焰喷嘴提升，利用输送线转移已经切割完毕的桥壳，然后利用第一步进电机4和第二步进电机5将第一滑架2、第二滑架14和第三滑架复位。

然后，第一输送线6a继续运动，经过初步切割的铸钢桥壳到达第二火焰切割装置2a处进行断面的倒角。

具体的，在第一输送线6a将待切割的铸钢桥壳输送到第一火焰切割装置7a处之前，铸钢桥壳在桥壳气针切割装置位置停留，操作人员利用手把拉紧钢丝绳，钢丝绳的拉动使得角度调节板逆时针转动，角度调节板的转动使得靠近角度调节板的转动套转动，角磨机连接板、角磨机随转动套转动并实现下降，角磨机的锯切片与气针接触后启动角磨机锯切，锯切完毕后，操作人员放松手把，角磨机在弹簧的作用下顺时针转动复位。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。