CN101518844A - 将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法，该加工方法的特点全部的加工都是在特制的锯钻铣联合机床上完成，主要是采用环形带式锯切加工齿形，保证整个齿形加工为冷加工，消除了现在世界上普遍采用的氧割齿形因高热致使齿条节距不稳定，经常超差报废的影响，不但使齿面光洁度进一步得到改善，还保证了齿条周节误差，而且提高了生产效率。采用该方法加工的齿条可供海上自升式钻井平台以及其它大型构件提升之用。

Description

将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法

技术领域

本发明涉及一种将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法。

背景技术

目前，世界上制作的海上自升式钻井平台，其桩腿所用的带有齿条的构件均为热加工产品，请参阅图1所示，该类桩腿齿条的加工方法是直接采用火焰切割方式将钢板切割成齿条11形状后，再与两个腹板12及两个半圆管构件13相焊接成型。然而，由于采用了火焰直接切割制作该类齿条11的两侧齿形，使得整个齿形加工处于热加工，齿条周节尺寸不稳定，易超差而报废，其齿面、齿顶以及齿根光洁度也达不到要求，特别是齿面硬度因高热而产生退火现象，严重影响了齿条质量，大大降低了产品合格率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述的缺点，本发明的目的是提供一种将带状厚钢板工件制成齿条高效、高质量且高可靠的加工方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法的具体步骤如下：

A.以厚高强钢板为原料，进行切割并制成用于加工齿条的长条状毛坯；

B.将长条状毛坯定位在锯钻铣联合加工机床上；

C.通过锯钻铣联合加工机床上的加工装置，采用环状带式锯切方式，对长条状毛坯进行单边或双边冷切加工齿形，齿根和齿顶用钻或铣的方式进行加工。

如果产品结构需要，可以在将带状厚钢板工件制成齿条的加工过程中加焊半圆形构件，以提高其刚度和强度，步骤可以是在所述的步骤A与步骤B之间，在长条状毛坯两侧焊接两半圆管构件，或在步骤C加工好之后再施焊半圆管构件。

在上述技术方案中，由于本发明的加工方法全部的加工都是在特制的锯钻铣联合机床上完成，主要是采用环形带式锯切加工齿形，保证整个齿形加工为冷加工，消除了现在世界上普遍采用的氧割齿形因高热致使齿条节距不稳定，经常超差报废的影响，不但使齿面光洁度进一步得到改善，还保证了齿条周节误差，而且提高了生产效率。

附图说明

图1是传统海上钻井平台桩腿齿条的径向剖视图；

图2是传统海上钻井平台桩腿齿条的俯视图；

图3是本发明的将厚钢板制成齿条的加工方法的流程图；

图4是本发明中采用锯钻铣联合加工机床进行齿形加工的结构俯视图；

图5是图4中的A部放大图。

图6a～图6d是采用该加工方法的各实施例所制作的齿条结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图3所示，采用本发明的将带状厚钢板工件制成齿条加工方法所制成的齿条，不但可用于海上自升式钻井平台，还可用于其它大型构件的提升用齿条如图6a～图6d。

该加工方法的具体步骤为：第一步，以厚高强钢板为原料，进行切割并制成用于加工齿条的长条状毛坯(见图4中的11′)。其中，采用的切割方式可以为锯床锯切或者是火焰切割，而上述的长条状毛坯可选用一块宽的厚高强钢板直接切割制作而成，当然还可以选用切割好的两块厚钢板，通过增加上下两块连接板将它焊接在一起而成，从而使长条状毛坯达到制作齿条所需的宽度。第二步，将长条状毛坯定位在锯钻铣联合加工机床上。请结合图4～图5所示，在该步骤中，定位的具体方式为，先将长条状毛坯11′吊装至特制的锯钻铣联合加工机床1上，然后采用机械齿形方式定位，并可通过锯钻铣联合加工机床1上的油缸驱动，可使长条状毛坯11′沿直线导轨5方向前进。上述的机械齿形定位方式具体为：在加工平台的下平台上制作一齿形模板(共7个齿距)，而上平台连接进给油缸(行程为一个齿距)和定位油缸(定位油缸为双头顶出，顶头类似齿形，起导向作用)，当进给油缸每走一个齿距时，定位油缸就进行定位一次，从而保证了精度。第三步，分别通过锯钻铣联合加工机床1上的加工装置中的铣销动力头2及立式锯床3，采用环状带式锯切方式，对长条状毛坯11’的单边或是双边进行齿形的冷加工。以双边加工为例，该冷加工的具体步骤为，先采用锯钻铣联合加工机床1上两侧的铣销动力头2在长条状毛坯11’两侧加工齿根圆孔111，该齿根圆孔111的作用是有利于加工齿根铣削、齿顶倒角以及锯切后的锯条31退刀；然后在采用设于锯钻铣联合加工机床1两侧的立式锯床3在长条状毛胚两侧进行环状带式锯切加工齿条齿面。上述的环状带式锯切是该立式锯床3的锯条31锯切型式，可根据钻好的齿根圆孔111，并沿该立式锯床3与长条状毛坯11′呈一定角度比如30°的方向(即图5中虚线箭头方向)进行锯切推进，直到锯切至与齿根圆孔111相切后退刀，从而形成齿条齿面112。当然，可采用多台上述铣销动力头2及立式锯床3分别对称设于锯钻铣联合加工机床1的两侧，从而能够同时进行齿形加工，以提高加工效率。而齿形的齿顶以及齿根冷加工可采用加工装置中的镗铣动力头组合直角铣头4的方式进行加工，即进行齿根的精铣销及齿顶的倒角，从而完成该齿条的加工。在此需要说的是，上述的锯钻铣联合加工机床1已另案申请，其详细结构及原理在此不再赘述。采用锯钻铣联合加工机床1的优点是，加工精度高、加工齿形表面质量好、齿条周节误差小、效率高。当然，齿根铣销及齿顶倒角也可选用立式加工铣床或数控龙门加工中心等加工设备进行。如若加工的是海上钻井平台桩腿齿条，根据桩腿齿条的结构以及加工工艺，该齿条还与两个半圆管构件13相焊接，因此，在本发明的一实施例中，与半圆管构件13相焊接的步骤可在齿形加工之前(即步骤一与步骤二之间)，也可在齿形加工之后(即步骤四之后)。前者是将两半圆管构件13对称焊接于切割并制成的长条状毛坯11’的两侧，从而与长条状毛坯11’一起吊置在锯钻铣联合加工机床1上进行齿形冷加工；而后者是在齿根铣销及齿顶倒角完成后，将两半圆管构件13直接对称焊接于齿条两侧即可。图6a～图6d中所示的分别为采用一块厚钢板、采用两块厚钢板、采用一块厚钢板并焊接有半圆管构件以及采用两块厚钢板并焊接有半圆管构件所制作的齿条。

本发明的将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法，由于采用了先进行切割制作长条状毛坯，后进行齿形的冷加工，避免了齿形受热而发生变形，保证了齿条质量，并且通过环状带式锯切的方式进行齿形加工，不但提高了齿面的光洁度，而且提高了生产效率，降低了成本，并且还可作为今后海洋钻井平台桩腿采用人字齿的探索，为钻井平台的建造和技术发展提供了有利条件。另外，该加工方法不但可用于海上自升式钻井平台的桩腿齿条加工，而且同样还可以用于其它大型构件的提升用齿条的加工。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (2)

1.一种将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法，其特征在于：

A.以厚高强钢板为原料，进行切割并制成用于加工齿条的长条状毛坯；

B.将长条状毛坯定位在锯钻铣联合加工机床上；

C.通过锯钻铣联合加工机床上的加工装置，采用环状带式锯切方式，

对长条状毛坯进行单边或双边冷切加工齿形，然后对齿根和齿顶用钻或铣的方式进行精加工。

2.如权利要求1所述的将带状厚钢板工件制成齿条的加工方法，其特征在于，

如需要，可以加焊半圆形构件：

在所述的步骤A与步骤B之间，可在长条状毛坯两侧焊接两半圆管构件，或可在步骤C加工好之后再施焊半圆管构件。

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