CN101870001B - 双排六角铣削头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双排六角铣削头，输出端共有六对主轴，并排两列，圆周六等分布置，可同时安装六组不同规格的刀具，每组由两把相同规格的刀具组成，可同时完成对两根同规格线圈端部通风槽、孔及腰孔加工。主切削运动由一台电机控制，通过六组主轴之间工作切换，可实现一对主轴同步同向主切削回转运动。本发明使前次所选刀具组对应齿轮VI、齿轮V啮合脱开，然后伺服减速机开始转动，带动传动轴及安装在其上的齿轮V绕六角头轴线同步回转，实现所选取刀具组齿轮V精确定位、六组主轴之间工作切换，完成刀具组选择。

Description

双排六角铣削头

技术领域

本发明涉及一种双排六角铣削头，用于汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工。

背景技术

汽轮发电机转子线圈是汽轮发电机组中最重要的部件之一。不同发电量的机组转子线圈数、线圈的长度、宽度、厚度，两端通风槽的结构尺寸、孔及腰孔的大小、数量是不同的。每台机组线圈数量大约为300～700根，线圈的长度范围为5～10米，宽度为28～50毫米，厚度为5～15毫米，端部通风槽宽度为4～35毫米，孔及腰孔径为φ4～φ35毫米。可见线圈品种繁多，线圈端部通风槽、孔及腰孔的加工量巨大。此外线圈通风槽、孔和腰孔的加工质量也非常重要，会直接影响机组的通风散热效果。目前国内对线圈通风槽的加工多采用在普通立式或卧式铣床上用立式棒铣刀或卧式盘铣刀铣削，对孔及腰孔的加工采用立式棒铣刀铣削。通风槽、孔和腰孔的加工需在不同的设备上分别完成，加工工艺复杂，加工质量难以提高，加工效率低，工人劳动强度大。目前国外发达国家对线圈通风槽、孔和腰孔的加工采用数控加工中心完成，除人工上下料外整个加工过程由程序控制，线圈仅需一次装夹就可同时完成对线圈通风槽、孔和腰孔的加工，生产效率和自动化程度高，工人劳动强度低，设备先进。与其相比已明显看出了我们的落后。针对目前国内火电汽轮发电机组生产形势和生产厂转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工实际状况，急需改进生产工艺和加工方法，提高产品质量和生产效率，缩短与国外发达国家的差距，提高产品的竞争力，实现转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工自动化。据了解购买国外设备需几千万人民币，而其关键技术是铣削头，这恰恰是人家的专利技术，我们无法获得，因此迫切希望通过自身努力设计出能满足自动化控制、通用化程度高、含盖产品范围广、加工质量高、寿命长、生产效率高的双排六角铣削头，用于火电汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高、通用化程度高、加工质量好、生产效率高的双排六角铣削头。本发明的目的是通过以下技术方案实现：本发明为一种双排六角铣削头，用于火电汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工，其特征是：六角头输出端分别装有主轴I和主轴II，主轴I和主轴II圆周六等分布置，并排两列六对，共计十二个，主轴I和主轴II柄部插刀孔可同时安装六组不同的立铣刀，主轴I外圆与轴承II、轴承V、齿轮III、锥齿轮I内孔配合联结，轴承II、轴承V外圈与六角头相应主轴孔配合联结，主轴II外圆与轴承IV、轴承VI和齿轮IV内孔配合联结，轴承IV、轴承VI外圈与六角头相应主轴孔配合联结，过渡轴位于主轴I和主轴II之间，过渡轴与主轴I和主轴II对应圆周六等分布置，过渡轴外径与轴承III、惰轮内孔配合联结，轴承III外圈与六角头对应孔配合联结，六角头输入端安装有传动轴，传动轴与主轴I对应圆周六等分布置，单一传动轴轴线与相对应主轴I、主轴II轴线位于同一剖面内，传动轴的外圆与轴承VII、轴承VIII、锥齿轮II、齿轮V内孔配合联结，轴承VII、轴承VIII外圈与六角头输入端对应孔配合联结，齿轮VI安装在主电机的输出轴上，齿轮VI与齿轮V啮合，锥齿轮II与锥齿轮I啮合，齿轮III与惰轮啮合，惰轮与齿轮IV啮合，主电机的转速经齿轮VI和齿轮V啮合传动带动传动轴回转，经锥齿轮II和锥齿轮I啮合传动带动主轴I回转，经齿轮III、惰轮啮合传动和惰轮、齿轮IV啮合传动带动主轴II回转，实现主轴I、主轴II同步同向主切削回转运动，六角头输入端外圆与轴承I、齿轮I内孔配合联结，齿轮I与齿轮II啮合，齿轮II安装在伺服减速机输出轴上，伺服减速机安装固定在偏心法兰上，偏心法兰安装固定在箱体上，主电机安装固定在燕尾导轨上，燕尾导轨沿导轨座导面上下滑动，位置由定位块限定，定位块固定在座上，座固定在导轨座上，导轨座固定在箱体上，液压缸与缸座联结固定，缸座安装固定在导轨座上，液压缸活塞杆端部与压块联结固定，压块与燕尾导轨联结固定，弹簧安装在螺杆上，螺杆与支座螺纹联结，并由螺母锁紧，支座固定在导轨座上。

工作原理

本发明共有六对主轴，每对主轴由主轴I和主轴II构成，并排两列，圆周六等分布置，共计十二个，可同时安装六组不同规格的刀具，每组由两把相同规格的刀具组成，可同时完成对两根同规格线圈端部通风槽、孔及腰孔加工。主轴I上装有齿轮III和锥齿轮I，主轴II上装有齿轮IV，主轴I和主轴II之间布置有过渡轴，过渡轴上装有惰轮。传动轴共有六个，与主轴I、主轴II对应圆周六等分布置，传动轴上装有锥齿轮II、齿轮V，主电机的输出轴上装有齿轮VI。当主电机工作时，主电机的转速经齿轮VI和齿轮V啮合传动带动传动轴回转，经锥齿轮II和锥齿轮I啮合传动带动主轴I回转，经齿轮III、惰轮啮合传动和惰轮、齿轮IV啮合传动带动主轴II回转，实现主轴I、主轴II同步同向主切削回转运动。

此双排六角铣削头六组刀具组的选择由伺服减速机控制转角及附助功能实现。伺服减速机的输出轴上装有齿轮II，六角头输入端外圆装有齿轮I。当控制系统发出选取刀组指令后，首先液压缸活塞杆缩回，同时通过安装在液压缸活塞杆前端的压块拉动燕尾导轨沿导轨座导轨面上移，使前次所选刀具组对应齿轮VI、齿轮V啮合脱开，行程由液压缸行程确定，然后伺服减速机开始转动，经齿轮II和齿轮I啮合传动，带动六角头绕其轴线同步回转，带动传动轴及安装在其上的齿轮V绕六角头轴线同步回转，直至所选定的刀具组齿轮V转至工作位置，刀具组选择完毕，液压缸活塞杆伸出，压块推动燕尾导轨沿导轨座导轨面下移至定位块确定位置并压紧，此时弹簧对燕尾导轨下移时起缓冲作用，所选定的刀具组齿轮V和齿轮VI进入啮合位置，完成了六组主轴I、主轴II之间工作切换及压紧定位，刀具组选择结束就位。

本发明的效果主要有：

1.双排六角铣削头结构上采用六对主轴，并排两列，圆周六等分布置，共计十二个，可同时安装六组不同规格的刀具，每组刀具由两把相同规格的刀具组成，可用于加工中心，能满足现有线圈加工需要，可同时完成对两根同规格线圈端部通风槽、孔及腰孔加工，实现了高效自动化生产。

2.双排六角铣削头六组刀具组的主切削运动由一台主电机控制实现。通过伺服减速机控制六角头转角选择安装在不同传动轴上的齿轮与安装在主电机输出轴上的齿轮啮合，实现了主切削运动分离传动和刀具组的选取，使刀具组的选择简单、易实现，且定位精度高，提高了加工精度。

3.两并排主轴I和主轴II之间采用惰轮啮合传动，实现了一组刀具主轴I和主轴II同步同向回转。结构紧凑合理，满足了工艺及生产要求。

4.将主电机安装固定在燕尾导轨上，由液压缸拉动燕尾导轨沿导轨座导面上下滑动，实现安装在主电机输出轴上的齿轮与安装在传动轴上的齿轮分离和啮合。此运动与伺服减速机控制六角头转角选取刀具组回转运动配合，可使齿轮间由分离导入啮合更加安全自如，开辟了齿轮间转换新途径。

本发明经实际验证，可取代现有国内线圈通风槽、孔及腰孔加工工艺的传统加工方法。实现了高质量、高效率生产，实现了线圈通风槽、孔及腰孔加工自动化生产。

附图说明

图1双排六角铣削头结构剖示简图。

图2双排六角铣削头结构剖示简图A向视图。

图3双排六角铣削头结构剖示简图A向视图中B-B剖示图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种双排六角铣削头，用于汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工，是由主电机1、压块2、液压缸3、缸座3、伺服减速机5、轴承I 6、六角头7、齿轮I 8、偏心法兰9、齿轮II 10、箱体11、主轴I 12、轴承II 13、齿轮III14、过渡轴15、轴承III16、惰轮17、主轴II 18、轴承IV19、齿轮IV20、轴承V21、轴承VI22、锥齿轮I 23、锥齿轮II 24、轴承VII25、传动轴26、立铣刀27、轴承VIII28、支座29、螺杆30、螺母31、弹簧32、座33、定位块34、齿轮V35、齿轮VI36、燕尾导轨37、导轨座38等组成。如图1所示，六角头7输出端安装有主轴I 12和主轴II 18，主轴I 12和主轴II 18圆周六等分布置，并排两列六对，共计十二个，主轴I 12和主轴II 18柄部插刀孔可同时安装六组不同的立铣刀27，主轴I外圆与轴承II 13、轴承V21、齿轮III14、锥齿轮I 23内孔配合联结，轴承II 13、轴承V21外圈与六角头7相应主轴孔配合联结，主轴II 18外圆与轴承IV19、轴承VI22和齿轮IV20内孔配合联结，轴承IV19、轴承VI22外圈与六角头7相应主轴孔配合联结，过渡轴15位于主轴I 12和主轴II 18之间，过渡轴15与主轴I 12和主轴II 18对应圆周六等分布置，过渡轴15外径与轴承III16、惰轮17内孔配合联结，轴承III16外圈与六角头7对应孔配合联结，六角头7输入端安装有传动轴26，传动轴26与主轴I 12对应圆周六等分布置，单一传动轴26轴线与相对应主轴I 12、主轴II 18轴线位于同一剖面内，传动轴26的外圆与轴承VII25、轴承VIII28、锥齿轮II 24、齿轮V35内孔配合联结，轴承VII25、轴承VIII28外圈与六角头7输入端对应孔配合联结，如图3所示，齿轮VI36安装在主电机1的输出轴上，齿轮VI36与齿轮V 35啮合，锥齿轮II 24与锥齿轮I 23啮合，齿轮III14与惰轮17啮合，惰轮17与齿轮IV20啮合，主电机1的转速经齿轮VI36和齿轮V35啮合传动带动传动轴26回转，经锥齿轮II24和锥齿轮I 23啮合传动带动主轴I 12回转，经齿轮III14、惰轮17啮合传动和惰轮17、齿轮IV20啮合传动带动主轴II 18回转，实现主轴I 12、主轴II 18同步同向主切削回转运动，六角头7输入端外圆与轴承I 6、齿轮I 8内孔配合联结，齿轮I 8与齿轮II 10啮合，齿轮II 10安装在伺服减速机5输出轴上，伺服减速机5安装固定在偏心法兰9上，偏心法兰9安装固定在箱体11上，如图3所示，主电机1安装固定在燕尾导轨37上，燕尾导轨37沿导轨座38导面上下滑动，如图2所示，位置由定位块34限定，定位块34固定在座33上，座33固定在导轨座38上，导轨座38固定在箱体11上，液压缸3与缸座4联结固定，缸座4安装固定在导轨座38上，液压缸3活塞杆端部与压块2联结固定，压块2与燕尾导轨37联结固定，液压缸3活塞杆可拉动燕尾导轨37向上移动或施加向下的定位压紧力，弹簧32安装在螺杆30上，螺杆30与支座29螺纹联结，并由螺母31锁紧，支座29固定在导轨座38上，旋转螺杆30可调整弹簧32对燕尾导轨37的举力。当控制系统发出选取刀组指令后，首先液压缸3活塞杆缩回，同时通过安装在液压缸3活塞杆前端的压块2拉动燕尾导轨37沿导轨座38导轨面上移，使前次所选刀具组对应齿轮VI36、齿轮V35啮合脱开，行程由液压缸3行程确定，然后伺服减速机5开始转动，经齿轮II 10和齿轮I 8啮合传动，带动六角头7绕其轴线同步回转，同时带动传动轴26及安装在其上的齿轮V35绕六角头7轴线同步回转，直至所选定的刀具组齿轮V35转至工作位置，刀具组选择完毕，液压缸3活塞杆伸出，压块2推动燕尾导轨37沿导轨座38导轨面下移至定位块34确定位置并压紧，此时弹簧32对燕尾导轨37下移时起缓冲作用，所选定的刀具组齿轮V35和齿轮VI36进入啮合位置，完成了六组主轴I 12、主轴II 18之间工作切换及压紧定位，刀具组选择结束就位。

本发明的实际应用结果证明：

1、开辟了一条汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工的新途径。

2、可取代目前汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工工艺复杂，加工质量难以提高，加工效率低，工人劳动强度大的传统加工方法。实现了高质量、高效率生产，实现了线圈通风槽、孔及腰孔加工自动化生产。

3、该发明经受了长期实际生产的考验，运行稳定、可靠、加工精度高、刀具寿命长。

Claims (1)

1.一种双排六角铣削头，用于火电汽轮发电机转子线圈端部通风槽、孔及腰孔加工，其特征是：六角头(7)输出端分别装有主轴I(12)和主轴II(18)，主轴I(12)和主轴II(18)圆周六等分布置，并排两列六对，共计十二个，主轴I(12)和主轴II(18)柄部插刀孔可同时安装六组不同的立铣刀(27)，主轴I(12)外圆与轴承II(13)、轴承V(21)、齿轮III(14)、锥齿轮I(23)内孔配合联结，轴承II(13)、轴承V(21)外圈与六角头(7)相应主轴孔配合联结，主轴II(18)外圆与轴承IV(19)、轴承VI(22)和齿轮IV(20)内孔配合联结，轴承IV(19)、轴承VI(22)外圈与六角头(7)相应主轴孔配合联结，过渡轴(15)位于主轴I(12)和主轴II(18)之间，过渡轴(15)与主轴I(12)和主轴II(18)对应圆周六等分布置，过渡轴(15)外径与轴承III(16)、惰轮(17)内孔配合联结，轴承III(16)外圈与六角头(7)对应孔配合联结，六角头(7)输入端安装有传动轴(26)，传动轴(26)与主轴I(12)对应圆周六等分布置，单一传动轴(26)轴线与相对应主轴I(12)、主轴II(18)轴线位于同一剖面内，传动轴(26)的外圆与轴承VII(25)、轴承VIII(28)、锥齿轮II(24)、齿轮V(35)内孔配合联结，轴承VII(25)、轴承VIII(28)外圈与六角头(7)输入端对应孔配合联结，齿轮VI(36)安装在主电机(1)的输出轴上，齿轮VI(36)与齿轮V(35)啮合，锥齿轮II(24)与锥齿轮I(23)啮合，齿轮III(14)与惰轮(17)啮合，惰轮(17)与齿轮IV(20)啮合，主电机(1)的转速经齿轮VI(36)和齿轮V(35)啮合传动带动传动轴(26)回转，经锥齿轮II(24)和锥齿轮I(23)啮合传动带动主轴I(12)回转，经齿轮III(14)、惰轮(17)啮合传动和惰轮(17)、齿轮IV(20)啮合传动带动主轴II(18)回转，实现主轴I(12)、主轴II(18)同步同向主切削回转运动，六角头(7)输入端外圆与轴承I(6)、齿轮I(8)内孔配合联结，齿轮I(8)与齿轮II(10)啮合，齿轮II(10)安装在伺服减速机(5)输出轴上，伺服减速机(5)安装固定在偏心法兰(9)上，偏心法兰(9)安装固定在箱体(11)上，主电机(1)安装固定在燕尾导轨(37)上，燕尾导轨(37)沿导轨座(38)导面上下滑动，位置由定位块(34)限定，定位块(34)固定在座(33)上，座(33)固定在导轨座(38)上，导轨座(38)固定在箱体(11)上，液压缸(3)与缸座(4)联结固定，缸座(4)安装固定在导轨座(38)上，液压缸(3)活塞杆端部与压块(2)联结固定，压块(2)与燕尾导轨(37)联结固定，弹簧(32)安装在螺杆(30)上，螺杆(30)与支座(29)螺纹联结，并由螺母(31)锁紧，支座(29)固定在导轨座(38)上。

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