CN103212768B - 一种曲面切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种曲面切割装置，包括第一-第三电机、第一-第三滑轨，第一-第三电机分别安装在第一-第三电机固定板上，第一-第三电机上分别安装第一电机法兰盘-第三电机法兰盘，第一滑轨和第三滑轨上分别安装第一滑块和第二滑块，第一滑轨法兰盘和第二滑轨法兰盘分别安装在第一滑块和第二滑块上，第一连杆的两端分别连接第一电机法兰盘和第一滑轨法兰盘，第三滑轨法兰盘上安装割炬，第三滑轨固定在第三电机固定板上，第二连杆的两端分别连接第三电机法兰盘和割炬，第一滑轨连接第二滑轨且两者可相对转动，第二滑轨连接第二电机固定板，第二电机法兰盘连接第三电机固定板。本发明结构简单紧凑，效率高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种切割装置，具体地说是可以适用于曲面的切割装置。
背景技术
随着工业设计和加工技术的发展，越来越多带有复杂表面的产品涌现出来，小到电子器件，大到飞行器、船舶工程，都大量用到不规则表面切割技术。在船类、飞机类产品的制造加工过程中存在着大量的切割加工问题，其表面结构由各种复杂曲面拼接而成，在制造过程中往往会遇到各种复杂曲面上多种孔型的加工，以及变角度上、下坡口的切割问题，这些大孔径及变角度坡口结构的加工表面就形成了大型的空间复杂曲面。作为现代船舶、飞机等建造中的关键工艺难题，这些大直径孔的加工质量直接影响后续的焊接等工序能否高质量的完成。传统的曲面开孔都是采用人工放样来制作加工样板，然后进行手动切割，最后利用人工来进行打磨修饰。
通过查询专利文献资料可知，现今已经有很多关于曲面切割装置的专利，其中割炬角度控制装置(申请号：200720068595.X)由机座、平行连杆组和皮带传动机构构成。割炬的喷嘴位于摆动轴的轴线与割炬中心线的交点处，通过驱动带轮完成割炬喷嘴角度的变化，以完成曲线坡口的无限回转切割。但其结构为悬臂梁，刚度要求较大，同时皮带回转时容易出现无效行程，对加工精度无法很好的保证。另外一种非回转单割炬坡口切割装置(专利号：200520092852.4)由回转部分、角度调整部分及割炬组成，通过电机驱动齿轮旋转完成割炬的回转，将割炬安装在滑座上，可通过V型轮在弧形导轨上实现割炬角度变化，结构简单，操作方便。但是其受到大齿轮的尺寸限制，切割的孔径则不能随意改变。
发明内容
本发明的目的在于提供可实现角度变化的、适用于大型曲面的一种曲面切割装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种曲面切割装置，其特征是：包括第一-第三电机、第一-第三滑轨，第一-第三电机分别安装在第一-第三电机固定板上，第一-第三电机上分别安装第一电机法兰盘-第三电机法兰盘，第一滑轨和第三滑轨上分别安装第一滑块和第二滑块，第一滑轨法兰盘和第二滑轨法兰盘分别安装在第一滑块和第二滑块上，第一连杆的两端分别连接第一电机法兰盘和第一滑轨法兰盘，第三滑轨法兰盘上安装割炬，第三滑轨固定在第三电机固定板上，第二连杆的两端分别连接第三电机法兰盘和割炬，第一滑轨连接第二滑轨且两者可相对转动，第二滑轨连接第二电机固定板，第二电机法兰盘连接第三电机固定板。
本发明还可以包括：
1、第三电机的轴的中心到第二连杆连接割炬一端的端部的长度等于割炬长度的一半，且第二连杆固定在割炬的中点上。
2、第一连杆和第二连杆长度相同，且在安装时两杆的倾斜角度相同。
3、第一-第三电机分别通过第一-第三免键轴衬与第一-第三电机法兰盘连接。
4、还包括水平滑槽，第二滑轨安装在水平滑槽里，水平滑槽和第二电机固定板存在空间错位，两者可以发生错位移动。
本发明的优势在于：本发明结构简单紧凑，效率高，成本低，可实现角度变化的曲面切割加工，结构中的部件大都是已有的成型产品，只有少数是根据设计需要另外加工的，在换件维护等方面具有优势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A-A视图；
图3为本发明的B-B视图；
图4为本发明的C-C剖图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～4，将第一电机M120安装在第一电机固定板1上，在第一电机M120的伸出轴上安装第一免键轴衬21和第一电机法兰盘2，第一电机法兰盘2上固定第一连杆3的一端，第一连杆3另一端连接到安装在第一滑轨法兰盘5的固定爪上，固定爪与第一滑轨法兰盘5之间用轴承连接，保证第一连杆3能够转动，第一滑轨法兰盘5可在第一滑轨17上滑动，第二滑轨6安装在水平滑槽7中以保证第二滑轨6水平运动，在水平滑槽7的末端固定安装有第二电机M29的第二电机固定板8，第二电机M2上同样安装免键轴衬和第二电机法兰盘11，并将第三电机M318第三电机固定板13用螺栓固定在第二电机法兰盘11上，将第三滑轨和第三电机M318用螺栓固定在第三电机固定板13上，并保证第三滑轨竖直且第三电机M318轴心在第三滑轨中心线的延长线上，第三电机法兰盘12固定有第二连杆15，并在另一端上安装轴承和固定爪，将割炬16固定在爪上，第三滑轨上安装有第二滑轨法兰盘10，且第二滑轨法兰盘10上安装有轴承和固定爪，将割炬16末端固定，组成曲柄滑块结构。第一连杆3和第二连杆15长度相同，割炬16末端、第三电机M318及第一电机M120的伸出轴水平平行安装，并与第二电机M29伸出轴垂直安装，最终通过三个电机的配合使用可实现割炬16的曲面切割，在大型旋转机构上安装此装置可以完成大直径圆孔坡口等变角度的曲面切割；第一滑轨法兰盘5与固定法兰盘4和第一滑块连接，第二滑轨法兰盘10与固定法兰盘14和第二滑块连接，
第三电机M318轴中心到第二连杆15固定爪中心的长度等于割炬16长度的一半，且在安装时第二连杆15上的固定爪要固定在割炬16的中点上，以保证在切割时割炬16只发生角度变化而没有位移变化；
第一连杆3和第二连杆15长度相同，且在安装时保证两杆的倾斜角度相同，这样可以方便电机的控制；
第一电机M120电机轴通过第一免键轴衬21与第一电机法兰盘2连接，第二电机M29电机轴通过第二免键轴衬与第二电机法兰盘11连接，第三电机M318电机轴通过第三免键轴衬19与第三电机法兰盘12连接；
第一滑轨17和第二滑轨6由两条直线导轨连接而成，两条直线导轨之间由于结构尺寸的限制，只能用一个螺栓连接，这里采用将两个导轨的末端各铣下去一半厚度，利用几何结构对两条导轨进行限位，保证其之间不能错位和偏移；
水平滑槽7和第二电机固定板8在安装时存在空间错位，两者可以发生错位移动，以加大第二滑轨6的滑动距离，同时也可使结构更加紧凑；
实施过程：在最初安装时，第三电机M318、第二连杆15、第一滑轨17、第二滑轨法兰盘10、割炬16之间组成曲柄连杆机构，并由于其几何结构和安装方式的特点，使割炬16末端的运动轨迹为水平直线，由于第一连杆3和第二连杆15的安装角度相同，所以第一电机M120和第三电机M318的驱动速度相同时，割炬16末端的运动即可综合成绕定点转动，完成变角度曲面的切割加工；但这个变角度的切割轨迹在一个平面内，当驱动第二电机M29转动时，可使割炬16的角度变化为空间角度变化，由此分别驱动三个电机可实现多种角度变化的曲面切割加工。
本发明可看作一个模块结构，当把这个模块结构安装到大型转动和升降的结构中时，就可以实现船体、飞机上平面大直径孔的坡口切割，也可以完成大型曲面上孔的坡口加工；当把这个模块结构安装到小型数控机床上，就可以实现如手机、耳机等小型曲面的加工；根据需要即可满足多种加工要求。
Claims (9)
1.一种曲面切割装置，其特征是：包括第一电机、第二电机、第三电机、第一滑轨、第二滑轨、第三滑轨，第一电机安装在第一电机固定板上，第二电机安装在第二电机固定板上，第三电机安装在第三电机固定板上，第一电机上安装第一电机法兰盘，第二电机上安装第二电机法兰盘，第三电机上安装第三电机法兰盘，第一滑轨上安装第一滑块，第三滑轨安装第二滑块，第一滑轨法兰盘安装在第一滑块上，第二滑轨法兰盘安装在第二滑块上，第一连杆的两端分别连接第一电机法兰盘和第一滑轨法兰盘，第二滑轨法兰盘上安装割炬，第三滑轨固定在第三电机固定板上，第二连杆的两端分别连接第三电机法兰盘和割炬，第一滑轨连接第二滑轨且两者可相对转动，第二滑轨连接第二电机固定板，第二电机法兰盘连接第三电机固定板。
2.根据权利要求1所述的一种曲面切割装置，其特征是：第三电机的轴的中心到第二连杆连接割炬一端的端部的长度等于割炬长度的一半，且第二连杆固定在割炬的中点上。
3.根据权利要求1或2所述的一种曲面切割装置，其特征是：第一连杆和第二连杆长度相同，且在安装时两杆的倾斜角度相同。
4.根据权利要求1或2所述的一种曲面切割装置，其特征是：第一电机通过第一免键轴衬与第一电机法兰盘连接，第二电机通过第二免键轴衬与第二电机法兰盘连接，第三电机通过第三免键轴衬与第三电机法兰盘连接。
5.根据权利要求3所述的一种曲面切割装置，其特征是：第一电机通过第一免键轴衬与第一电机法兰盘连接，第二电机通过第二免键轴衬与第二电机法兰盘连接，第三电机通过第三免键轴衬与第三电机法兰盘连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种曲面切割装置，其特征是：还包括水平滑槽，第二滑轨安装在水平滑槽里，水平滑槽和第二电机固定板存在空间错位，两者可以发生错位移动。
7.根据权利要求3所述的一种曲面切割装置，其特征是：还包括水平滑槽，第二滑轨安装在水平滑槽里，水平滑槽和第二电机固定板存在空间错位，两者可以发生错位移动。
8.根据权利要求4所述的一种曲面切割装置，其特征是：还包括水平滑槽，第二滑轨安装在水平滑槽里，水平滑槽和第二电机固定板存在空间错位，两者可以发生错位移动。
9.根据权利要求5所述的一种曲面切割装置，其特征是：还包括水平滑槽，第二滑轨安装在水平滑槽里，水平滑槽和第二电机固定板存在空间错位，两者可以发生错位移动。
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