CN103056432B - 一种船用大尺寸平面铣削加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用大尺寸平面铣削加工装置及其加工方法，涉及船舶制造领域。船用大尺寸平面铣削加工装置包括支撑外框、与支撑外框内顶连接的主轴和设于主轴侧壁的刀架，支撑外框内开有与环形工件匹配的圆形开口；所述主轴外侧壁套有旋转套，旋转套位于主轴与刀架之间，旋转套与刀架固定连接；旋转套受力时绕主轴转动，刀架在旋转套的带动下绕主轴转动。本发明对对船舶的工件加工时不仅加工精度加高，工件的加工质量较好，而且加工效率较高。

Description

一种船用大尺寸平面铣削加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，尤其涉及一种船用大尺寸平面铣削加工装置及其加工方法。

背景技术

船用环形平面加工装置（以下简称加工装置）主要用于对船舶上环形工件的平面进行加工。现有的加工装置包括主轴和设于其侧壁的刀架；对工件进行加工时，主轴旋转后带动刀架绕主轴转动对工件进行加工。

但是，现有的加工装置对工件加工时存在以下缺陷：

现有的加工装置的主轴转动时会产生震动，进而使得加工装置产生震动；刀架对工件加工时会产生切削力，刀架加工时产生的切削力也会使得加工装置产生震动。由于船舶上的加工环境比较复杂，船舶上存在T型板材等形状不同的结构，因此现有加工装置在船舶上的固定不是很牢固，加工装置的刚性较差，加工装置与工件之间容易因加工装置的震动发生震动位移。一旦加工装置与工件之间发生震动位移，工件的加工精度就会下降，进而降低工件的加工质量。

现有的加工装置为了尽可能保证工件的加工质量，需要对工件反复进行加工，降低了加工效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种船用大尺寸平面铣削加工装置及其加工方法，它对船舶的工件加工时不仅加工精度加高，工件的加工质量较好，而且加工效率较高。

本发明提供的船用大尺寸平面铣削加工装置，包括支撑外框、与支撑外框内顶固定连接的主轴和设于主轴外侧壁的刀架，支撑外框内开有与环形工件匹配的圆形开口；所述主轴外侧壁套有旋转套，所述旋转套位于主轴与刀架之间，所述旋转套与刀架固定连接；所述旋转套受力时绕主轴转动，所述刀架在旋转套的带动下绕主轴转动。

在上述技术方案的基础上，所述支撑外框为正方体，所述支撑外框外侧壁等距设有至少八个用于加固支撑外框的支撑脚。

在上述技术方案的基础上，还包括沿支撑外框顶部中心设置的“井”字型支撑装置，所述主轴固定连接于支撑装置中心；所述支撑装置包括两对平行的支撑杆，其中一对支撑杆的两端均设有第一调节螺杆，所述一对支撑杆靠近两端之处均相对设有第二调节螺杆，所述一对支撑杆靠近两端之处的底部均设有第三调节螺杆；

所述支撑装置分别通过第一调节螺杆、第二调节螺杆和第三调节螺杆与支撑外框连接，所述支撑装置分别在第一调节螺杆、第二调节螺杆和第三调节螺杆的带动下移动。

在上述技术方案的基础上，还包括设于支撑装置中心的支撑板，所述主轴连接于支撑板的底部中心；所述主轴通过支撑板与支撑杆连接。

在上述技术方案的基础上，所述每个支撑脚靠近底部之处均设有加强筋。

在上述技术方案的基础上，还包括套于旋转套外侧壁的刀架环，所述刀架通过刀架环与主轴连接。

在上述技术方案的基础上，所述刀架包括至少两个等距设于旋转套外侧壁的铣削装置，每个铣削装置包括与旋转套连接的铣削动头、设于铣削动头底部的铣刀盘和与铣削动头连接的电机；所述铣削动头在电机的牵引下带动铣刀盘转动。

在上述技术方案的基础上，还包括套于主轴外侧壁的齿轮和与齿轮连接的驱动装置，所述旋转套固定连接于齿轮底部，所述齿轮在驱动装置的牵引下带动旋转套转动。

在上述技术方案的基础上，还包括至少两个等距设于主轴底部的连接杆，所述连接杆远离主轴的一端与船舶固定连接。

本发明提供的船用大尺寸平面铣削加工装置的加工方法，包括以下步骤：A、将环形工件放置于支撑外框的圆心开口内；B、使旋转套绕主轴转动，刀架在旋转套的带动下绕主轴转动，对所述工件进行加工。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明的船用大尺寸平面铣削加工装置（以下简称切削装置）的主轴与支撑外框固定连接，主轴与刀架之间设有旋转套；本发明对船舶的环形工件进行加工时，主轴自身没有转动，旋转套受力时绕主轴转动，刀架在旋转套的带动下绕主轴转动。由于主轴自身没有转动，而且旋转套会缓冲刀架加工时产生的切削力，因此，主轴和刀架使得切削装置难以产生震动，切削装置难以与工件之间发生震动位移，切削装置加工工件时的加工精度得到了保证，工件的加工质量较高。

（2）本发明的支撑外框的外侧壁设有至少八个支撑脚，每个支撑脚靠近底部之处均设有加强筋；支撑脚能够加固支撑外框与船舶之间的连接，在船舶表面高低不同的时候，可以通过调节加强筋的长度来使得支撑外框始终保持水平。因此，本发明的切削装置能够通过支撑脚和加强筋与船舶牢牢固定，切削装置与船舶之间难以发生位移，保证了切削装置加工工件的加工精度，工件的加工质量较高。

（3）本发明的支撑外框为框架式结构，支撑外框为正方体，其内部开有圆形开口，与现有技术中没有支撑外框的加工装置相比，本发明的支撑外框减少了加工工件时产生的震动，提高了切削装置静态时和动态时的刚性。支撑外框顶部设有“井”字型的支撑装置，支撑装置的位置可通过第一调节螺杆、第二调节螺杆和第三调节螺杆调节，切削装置在船体结构上安装后，调节支撑装置的位置能够使得主轴保持平稳，保证了主轴静态时和动态时的刚性。支撑外框和支撑装置均采用钢制材料制成，其刚性较好，保证了切削装置加工时的稳定性。

（4）本发明由于能够保证工件的加工精度，因此不需要对工件多次进行加工，而且本发明的刀架包括至少两个铣削装置，两个铣削装置能够绕主轴转动，其中一个铣削装置能够对工件进行粗加工，另一个铣削装置能够对工件进行精加工。因此，本发明的加工效率较高。

附图说明

图1为本发明实施例与船舶配合的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例中主轴的结构示意图；

图4为本发明实施例中刀架与刀架环配合的结构示意图。

图中：1-支撑外框，2-主轴，3-刀架，4-旋转套，5-刀架环，6-铣削装置，7-铣削动头，8-铣刀盘，9-电机，10-齿轮，11-驱动装置，12-连接杆，13-支撑装置，14-支撑杆，15-第一调节螺杆，16-第二调节螺杆，17-第三调节螺杆，18-支撑板，19-加强筋，20-支撑脚，21-工件底部，22-船体结构。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例中的船用大尺寸平面铣削加工装置，包括支撑外框1、主轴2、刀架3和旋转套4。支撑外框1内部开有与需加工的环形工件相匹配的圆形开口，主轴2设于支撑外框1内部、并且固定连接于支撑外框1内顶，旋转套4套于主轴2外侧壁，旋转套4与主轴2通过轴承连接，旋转套4与刀架3固定连接。旋转套4受力时能够绕主轴2转动，刀架3在旋转套4的带动下能够绕主轴2转动。

参见图1、图2所示，支撑外框1为正方体，其结构为内圆外方；支撑外框1外侧壁等距设有至少24个支撑脚20，支撑脚20能够加固支撑外框1与船体结构22之间的连接；每个支撑脚20靠近底部之处均设有加强筋19，加强筋19能够将支撑脚20和支撑外框1受到的力传递至船体结构22，保证了支撑外框1的安全。在实际应用中，支撑脚20的数量可根据用户不同的需求选择，但是，为了保证支撑外框1与船体结构22连接的稳固，支撑脚20的数量至少为八个。支撑外框1顶部设有“井”字型支撑装置13，为了使得主轴2上的刀架3能够加工圆形开口内的工件的每个位置，支撑装置13沿支撑外框1顶部中心设置，主轴2固定连接于支撑装置13中心。

参见图2所示，支撑装置13包括两对平行的支撑杆14，其中纵向的一对支撑杆14的两端均设有第一调节螺杆15；纵向的一对支撑杆14靠近两端之处均相对设有第二调节螺杆16；参见图1所示，纵向的一对支撑杆14靠近两端之处的底部均设有第三调节螺杆17。支撑装置13分别通过第一调节螺杆15、第二调节螺杆16和第三调节螺杆17与支撑外框1连接。当需要调整支撑装置13的位置时，支撑装置13能够分别在第一调节螺杆15、第二调节螺杆16和第三调节螺杆17的带动下移动。在实际应用中，根据用户不同的需求，第一调节螺杆15、第二调节螺杆16和第三调节螺杆17还可设于支撑装置13横向的支撑杆14上。

参见图2所示，支撑装置13的中心开口处设有十字形的支撑板18；支撑板18包括两个相互垂直、且相等的第一支撑杆，两个第一支撑杆的中心重合，两个第一支撑杆的两端分别连接一个支撑杆14。主轴2焊接于支撑板位于支撑板19底部的第一支撑杆的底部中心。

参见图3所示，主轴2外侧壁套有齿轮10，旋转套4焊接于齿轮10底部；齿轮10底部靠近边缘之处设有驱动装置11，齿轮10在驱动装置11的牵引下能够带动旋转套4绕主轴2转动。参见图1、图3所示，主轴2靠近底部之处设有两个连接杆12，两个连接杆12沿主轴2中心对称设置，两个连接杆12远离主轴2的一端与工件底部21固定连接；两个连接杆12和支撑装置13能够将主轴2牢牢的固定，主轴2难以发生震动，增强了主轴2的刚性。在实际应用中，连接杆12的数量可根据用户不同的需求选择，为了保证主轴2与工件连接的稳固，连接杆12的数量至少为两个、并且等距设置。

参见图4所示，刀架3包括两个沿刀架3中心对称设置的铣削装置6，每个铣削装置6包括铣削动头7、铣刀盘8和电机9；每个铣削装置6通过铣削动头7与刀架环5连接。电机9设于铣削动头7顶部，铣刀盘8固定连接于铣削动头7底部，铣削动头7在电机9的牵引下能够带动铣削动头7转动。在实际应用中，铣削装置6的数量可根据用户不同的需求选择，为了保证工件的加工效率，铣削装置6的数量至少为两个、并且等距设置。旋转套4外侧壁套设有刀架环5，刀架环5与旋转套4焊接，刀架3通过刀架环5与旋转套4连接。旋转套4不仅能够带到刀架3绕主轴2转动，而且缓冲了刀架3加工时产生的切削力；刀架环5能够缓冲刀架3加工时产生的切削力，进一步减小了旋转套4和主轴2受到的切削力，旋转套4和刀架环5使得本发明与工件之间难以产生位移，保证了工件的加工精度。

本发明实施例中的船用大尺寸平面铣削加工装置的加工方法包括如下步骤：

（1）将工件放置于支撑外框1的圆形开口内；

（2）打开电机9，铣削动头7在电机9的牵引下带动铣刀盘8转动；

（3）打开驱动装置11，齿轮10在驱动装置11的牵引下带动旋转套4绕主轴2转动；

（4）旋转套4带动刀架环5和铣削装置6绕主轴2转动，铣削装置6上的铣削动头7对工件进行加工。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：包括支撑外框(1)、与支撑外框(1)内顶固定连接的主轴(2)和设于主轴(2)外侧壁的刀架(3)，所述支撑外框(1)为正方体，其结构为内圆外方，所述支撑外框(1)内开有与环形工件匹配的圆形开口；所述主轴(2)外侧壁套有旋转套(4)，所述旋转套(4)位于主轴(2)与刀架(3)之间，所述旋转套(4)与刀架(3)固定连接；所述旋转套(4)受力时绕主轴(2)转动，所述刀架(3)在旋转套(4)的带动下绕主轴(2)转动；

旋转套(4)外侧壁套设有刀架环(5)，刀架(3)通过刀架环(5)与旋转套(4)连接；刀架(3)包括至少两个等距设置的铣削装置(6)，每个铣削装置(6)包括铣削动头(7)、铣刀盘(8)和电机(9)；每个铣削装置(6)通过铣削动头(7)与刀架环(5)连接，电机(9)设于铣削动头(7)顶部，铣刀盘(8)固定连接于铣削动头(7)底部，铣削动头(7)在电机(9)的牵引下带动铣刀盘(8)转动。

2.如权利要求1所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：所述支撑外框(1)外侧壁等距设有至少八个用于加固支撑外框(1)的支撑脚(20)。

3.如权利要求2所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：还包括沿支撑外框(1)顶部中心设置的“井”字型支撑装置(13)，所述主轴(2)固定连接于支撑装置(13)中心；所述支撑装置(13)包括两对平行的支撑杆(14)，其中一对支撑杆(14)的两端均设有第一调节螺杆(15)，所述一对支撑杆(14)靠近两端之处均相对设有第二调节螺杆(16)，所述一对支撑杆(14)靠近两端之处的底部均设有第三调节螺杆(17)；

所述支撑装置(13)分别通过第一调节螺杆(15)、第二调节螺杆(16)和第三调节螺杆(17)与支撑外框(1)连接，所述支撑装置(13)分别在第一调节螺杆(15)、第二调节螺杆(16)和第三调节螺杆(17)的带动下移动。

4.如权利要求3所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：还包括设于支撑装置(13)中心的支撑板(18)，所述主轴(2)连接于支撑板(18)的底部中心；所述主轴(2)通过支撑板(18)与支撑杆(14)连接。

5.如权利要求2所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：所述每个支撑脚(20)靠近底部之处均设有加强筋(19)。

6.如权利要求1所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：还包括套于主轴(2)外侧壁的齿轮(10)和与齿轮(10)连接的驱动装置(11)，所述旋转套(4)固定连接于齿轮(10)底部，所述齿轮(10)在驱动装置(11)的牵引下带动旋转套(4)转动。

7.如权利要求1所述的船用大尺寸平面铣削加工装置，其特征在于：还包括至少两个等距设于主轴(2)底部的连接杆(12)，所述连接杆(12)远离主轴(2)的一端与工件底部(21)固定连接。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的船用大尺寸平面铣削加工装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将环形工件放置于支撑外框(1)的圆形开口内；

B、使旋转套(4)绕主轴(2)转动，刀架(3)在旋转套(4)的带动下绕主轴(2)转动，对所述工件进行加工。