CN101337287A - 缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法，缸筒镗削装置，包括导轨和设在导轨上的镗头，镗头上设有镗刀，所述镗头通过动力传送装置与导轨轴向滑动配合连接，导轨为圆柱状的镗杆。使用缸筒镗削装置加工缸筒的方法将该装置安装在车床上，直接以缸筒外圆定位，省去了传统的缸筒镗削加工的倒缸筒两端外角的工艺步骤，使缸筒外圆与镗杆回转中心一致，镗削加工后的缸筒内孔轴线与缸筒外圆同心，从加工工艺方面实现加工后缸筒的壁厚均匀一致，从而保证了缸筒应有的强度。

Description

缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机械加工的辅助设备及使用该设备进行机械加工的方法，具体涉及一种缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法。

背景技术

近些年来，液压支架已成为煤矿综采工作面的支护设备，随着煤矿对煤炭回采率要求的不断提高及安全高效开采的不断进步，液压支架向大支承力，高架型发展；液压支架的立柱是支架的支承组件，承受着液压支架的全部支承力，所以立柱油缸向大口径、长缸筒发展，最大油缸缸筒内径已发展到直径Φ400毫米以上，长度已达到2米左右。

目前，液压支架立柱的油缸缸筒内孔的加工方法主要采用推镗、镗滚或推镗、珩磨；缸筒内孔加工的第一道工序采用推镗，其加工设备是常见的推镗机床或用大型加长车床改造的推镗机床，其加工原理如图1所示：机床主轴1上安装主轴接盘2，先将缸筒3两端倒外角；授(输)油器5向前运动，通过缸筒3上两外角35将缸筒3顶紧，机床主轴1旋转，尾架7沿机床导轨8运动，通过镗杆6推动镗头4完成纵向进给运动。镗头4上装有镗刀，实现缸筒内孔加工的第一道推镗工序。尾架7上也可安装回转动力头，通过镗杆6带动镗头4旋转，缸筒不旋转，尾架7纵向运动，实现推镗加工；也可主轴1旋转，带动缸筒3转动，镗杆6带动镗头4旋转，尾架7纵向运动，实现推镗加工。这种加工工艺是镗头4在缸筒3内单悬壁推进，由于管材毛料壁厚存在误差，其不圆度主要集中在内孔上，所以造成内孔加工余量不均匀，导致缸筒加工后壁厚不均匀，致使废品大量增加。倒缸筒3上两外角大部分采用顶内孔倒外角的方法，其实质是以缸筒内孔定位加工内孔余量；如果缸筒管材壁厚不均匀，管材内孔与外圆不同心，必然造成加工后的缸筒内孔与缸筒外圆不同心，导致缸筒加工后壁厚不均匀，极大地削弱了缸筒本来的强度，使缸筒在强度上存在着不可避免的致命缺陷。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种与车床配套使用、加工精度高、质量好的缸筒镗削装置以及使用该装置加工缸筒的方法。

为解决上述技术问题，本发明的缸筒镗削装置，包括导轨和设在导轨上的镗头，镗头上设有镗刀，所述镗头通过动力传送装置与导轨轴向滑动配合连接。

所述导轨为圆柱状的镗杆，动力传送装置包括丝杠和与丝杠螺接的丝母，镗杆表面轴向开设有长槽，丝杠设置在长槽内并通过丝母与长槽滑动配合连接，丝母与镗头固定连接，丝杠后端与镗杆转动配合连接，丝杠前端连接有动力传动机构，镗杆前端固定连接一定位盘，定位盘端面与镗杆中轴线垂直且定位盘中轴线与镗杆中轴线重合，镗杆后端面轴线中心处设有定位基准面。

所述动力传动机构包括与丝杠同轴固定连接的齿轮轴I，齿轮轴I两端分别通过一轴承与镗杆和定位盘连接，齿轮轴I上的齿轮I啮合传动一齿轮II，齿轮轴II的两端分别通过一轴承与镗杆和定位盘连接，齿轮轴II的中心线与镗杆中心线重合，齿轮轴II的外端同轴连接一传动杆。

所述镗头两端均设有一个导向环，导向环内孔与镗杆滑动配合连接。

所述齿轮轴II与传动杆的连接方式为六方孔浮动连接。

所述齿轮轴I两端设置的轴承为圆锥滚子轴承。

所述齿轮轴II两端设置的轴承为向心球轴承。

一种加工缸筒的方法，该加工方法使用如上面所述的缸筒镗削装置，包括以下步骤：

①、将该缸筒镗削装置安装在车床上，前端定位盘与机床主轴固定连接，传动杆安装在车床主轴的内孔里，将待镗削的缸筒吊起并顺镗杆后端向前移入，放置于车床床体前后的两个定位块并固定好，使缸筒外径回转中心与车床主轴回转中心一致，然后将尾座移入并顶紧镗杆后端，完成缸筒的定位夹紧及镗削装置的定位夹紧。

②、开启车床的主轴电机开关，车床主轴带动镗杆和镗头旋转，使镗头实现回转运动，使镗头实现纵向进给运动；同时开动设置在车床前端的电机，通过动力传动机构和动力传送装置带动带动丝杠转动，这样就使得镗头上的镗刀同时进行径向旋转运动和纵向进给运动，从而实现缸筒的内孔镗削加工。

③、加工完成后，将镗刀旋转至最上端，将缸筒抬起2毫米左右，车床主轴不旋转，操作正反转开关，使其反转，将镗头拉回至镗杆前端，撤去尾座，将缸筒吊起并顺镗杆向后移出。

④、对下一个待镗削的缸筒重复依次进行步骤①、②、③的加工方法。

下一步精细镗削缸筒，需更换镗刀，并调整车床主轴转速，依次采用上述步骤①、②、③的镗削加工方法。

将缸筒的内孔镗削加工至要求尺寸，留珩磨余量，通过珩磨加工，达到内孔要求；或留滚压余量，通过滚压加工，达到内孔要求；也可将镗刀与滚压装置都放置于镗头上，实现缸筒镗滚加工，达到内孔要求。

采用上述的缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法镗削缸筒内孔，不需要倒缸筒两端的外角，直接以缸筒外圆定位，使缸筒外圆与镗削装置的镗杆回转中心一致，镗杆两端固定，镗头体沿镗杆运动，将内孔余量加工至要求尺寸，实现以缸筒外圆定位加工内孔，使加工后的缸筒内孔与外圆同心，缸筒的壁厚均匀一致，保证了缸筒应有的强度，使缸筒质量和寿命大大提高。同时，由于本发明的镗削装置镗杆两端固定，提高了镗杆的刚性，加工效率高，并提高了加工的成品率；由于使用本镗削装置，机床动力小、效率高，使加工缸筒的装备投入小，加工成本低，很好地解决了大口径油缸缸筒的加工难题。

附图说明

图1是现有推镗机床加工缸筒内孔的示意图；

图2是缸筒镗削装置的结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视图；

图4是使用缸筒镗削装置加工缸筒的结构示意图；

图5是图4的B-B向剖视图。

具体实施方式

如图2和图3所示，本发明的缸筒镗削装置在镗杆16表面上加工出一道长槽21，将丝杠20设置在长槽21中，丝母19与丝杠20螺纹配合连接，丝母19通过螺钉与镗头18固定连接，镗头18上安装有镗刀24，导向环17固定在镗头18上，其内孔与镗杆16外径滑动配合。镗杆16前端通过螺栓固定连接一定位盘15，定位盘15端面与镗杆16中轴线垂直，定位盘端面开有定位孔，定位孔壁为定位面25，定位面25与镗杆16同轴。丝杠20后端通过耐磨定位环22与镗杆16后端铰接，前端通过销钉与小齿轮轴13固定连接，小齿轮轴40两端分别通过一圆锥滚子轴承12与镗杆16和定位盘15连接，为丝杠20提供纵向推力。小齿轮轴40上的小齿轮13与大齿轮41啮合传动，大齿轮41的大齿轮轴9的前端与传动杆10通过六方孔浮动配合连接，可方便拆装，大齿轮轴9两端分别通过一向心球轴承11与镗杆16和定位盘15连接。镗杆16后端面轴线中心处设有定位基准面，本实施例的定位基准面为定位孔23。

如图4和图5所示，将本发明的缸筒镗削装置安装在车床上，前端的传动杆10和定位盘15的定位面25与车床主轴28定位连接，后端通过定位孔23与车床尾座33定位连接。步进电动机26通过连接盘27固定在车床34前端，步进电机26的输出轴与车床主轴28同轴，通过键连接与传动杆10前端安装在一起，为传动杆10提供旋转动力，传动杆10安装在车床主轴28的内孔里。缸筒3通过设置在车床床体前后两定位块29定位，使缸筒3外径回转中心与车床主轴28回转中心一致，螺杆32下端与定位块29连接，上端通过旋紧螺帽将压板31压下，从而将缸筒3夹紧。

作业时，开启车床正反转开关，前端电动机26旋转带动车床主轴28正向旋转，定位盘15带动镗杆16实现回转动作，开启步进电机26开关，传动杆10旋转，通过大齿轮41、小齿轮13传动至丝杠20上，丝杠20旋转，带动丝母19在长槽21内的纵向运动，从而带动镗头18纵向运动；同时镗杆16旋转通过丝母19径向定位，带动镗头18实现旋转运动，镗刀24安装在镗头体18上，实现了镗刀24绕轴线的圆周旋转运动和纵向进给运动。加工完成后，关闭正反转开关和步进电机26的开关，松开压板31，将镗刀24旋转至最上端，将缸筒3抬起2毫米左右，车床主轴28不旋转，操作正反转开使前端电动机26反转，带动车床主轴28将镗头体18拉回至镗杆16前端，撤去尾座33，将缸筒3吊起并顺镗杆16向后移出。然后进行下一个工作循环。

通过采用本发明的缸筒镗削装置及使用该装置加工缸筒的方法可直接以缸筒外圆定位，省去了传统的缸筒镗削加工的倒缸筒两端外角的工艺步骤，使缸筒外圆与镗杆回转中心一致，镗削加工后的缸筒内孔轴线与缸筒外圆同心，从加工工艺方面实现加工后缸筒的壁厚均匀一致，从而保证了缸筒应有的强度。

当然，本发明的保护范围包括但不限于本实施例，如车床尾部对镗杆的定位也可采用镶轴与尾座压合定位；镗杆转动可不用机床进行驱动，可用于带机架的动力装置对该缸筒镗削装置进行驱动。以上变换也落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、缸筒镗削装置，包括导轨和设在导轨上的镗头，镗头上设有镗刀，其特征在于：所述镗头通过动力传送装置与导轨轴向滑动配合连接。

2、根据权利要求1所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述导轨为圆柱状的镗杆，动力传送装置包括丝杠和与丝杠螺接的丝母，镗杆表面轴向开设有长槽，丝杠设置在长槽内并通过丝母与长槽滑动配合连接，丝母与镗头固定连接，丝杠后端与镗杆转动配合连接，丝杠前端连接有动力传动机构，镗杆前端固定连接一定位盘，定位盘端面与镗杆中轴线垂直且定位盘中轴线与镗杆中轴线重合，镗杆后端面轴线中心处设有定位基准面。

3、根据权利要求2所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述动力传动机构包括与丝杠同轴固定连接的齿轮轴I，齿轮轴I两端分别通过一轴承与镗杆和定位盘连接，齿轮轴I上的齿轮I啮合传动一齿轮II，齿轮轴II的两端分别通过一轴承与镗杆和定位盘连接，齿轮轴II的中心线与镗杆中心线重合，齿轮轴II的外端同轴连接一传动杆。

4、根据权利要求3所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述镗头两端均设有一个导向环，导向环内孔与镗杆滑动配合连接。

5、根据权利要求4所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述齿轮轴II与传动杆的连接方式为六方孔浮动连接。

6、根据权利要求5所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述齿轮轴I两端设置的轴承为圆锥滚子轴承。

7、根据权利要求6所述的缸筒镗削装置，其特征在于：所述齿轮轴II两端设置的轴承为向心球轴承。

8、一种加工缸筒的方法，该加工方法使用如权利要求7所述的缸筒镗削装置，其特征在于：包括以下步骤：

①、将该缸筒镗削装置安装在车床上，前端定位盘与机床主轴固定连接，传动杆安装在车床主轴的内孔里，将待镗削的缸筒吊起并顺镗杆后端向前移入，放置于车床床体前后的两个定位块并固定好，使缸筒外径回转中心与车床主轴回转中心一致，然后将尾座移入并顶紧镗杆后端，完成缸筒的定位夹紧及镗削装置的定位夹紧。

②、开启车床的主轴电机开关，车床主轴带动镗杆和镗头旋转，使镗头实现回转运动，使镗头实现纵向进给运动；同时开动设置在车床前端的电机，通过动力传动机构和动力传送装置带动带动丝杠转动，这样就使得镗头上的镗刀同时进行径向旋转运动和纵向进给运动，从而实现缸筒的内孔镗削加工。

③、加工完成后，将镗刀旋转至最上端，将缸筒抬起2毫米左右，车床主轴不旋转，操作正反转开关，使其反转，将镗头拉回至镗杆前端，撤去尾座，将缸筒吊起并顺镗杆向后移出。

④、对下一个待镗削的缸筒重复依次进行步骤①、②、③的加工方法。

9、根据权利要求8所述加工缸筒的方法，其特征在于：下一步精细镗削缸筒，需更换镗刀，并调整车床主轴转速，依次采用上述步骤①、②、③的镗削加工方法。

10、根据权利要求9所述加工缸筒的方法，其特征在于：将缸筒的内孔镗削加工至要求尺寸，留珩磨余量，通过珩磨加工，达到内孔要求；或留滚压余量，通过滚压加工，达到内孔要求；也可将镗刀与滚压装置都放置于镗头上，实现缸筒镗滚加工，达到内孔要求。

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