CN104785886B - 一种斜孔切割组件及其加工斜孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜孔切割组件，包括切割头、水平移动系统和竖直移动系统，水平移动系统包括第一壳体，第一壳体内设置有第一涡轮蜗杆机构，第一涡轮蜗杆机构的涡轮与水平丝杆相配置，水平丝杆的一端与数控机床连接；竖直移动系统包括与第一壳体连接的第二壳体，第二壳体内设置有第二涡轮蜗杆机构，第二涡轮蜗杆机构的涡轮与竖直丝杆相配置，竖直丝杆的下端连接有圆筒，圆筒内穿过转动轴，转动轴的一端伸出圆筒，转动轴的伸出端设置有夹持器，夹持器上夹持有切割头。本发明还提供了一种利用上述组件加工斜孔的方法。本发明可直接利用以数控机床原有切割头为基准设定的程序，调整组件位置和角度可实现切割，定位准确，工序少，加工效率高。

Description

一种斜孔切割组件及其加工斜孔的方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种斜孔切割组件及其加工斜孔的方法。
背景技术
在高炉炉壳锥带等锥形的壳体或管体上加工斜孔时，由于锥形的壳体或管体的外壁面是曲面，斜孔的孔壁有一定的倾斜角度，在钢板上用数控机床加工出的孔与板面垂直，达不到到设计要求的斜孔。为了解决以上问题，通常有两种做法：一是在锥形的壳体或管体辊制后加工斜孔，即预装锥带时用仿形切割机水平加工，这种方法每加工一个孔都需要定位和搭设固定切割机的胎架，然后一个一个的人工切割斜孔，因此斜孔加工的效率非常低；另一种方法则是与设计院联系扩大孔径，这种方法存在不确定性。
现有技术中，部件加工斜孔时，一般先制作夹具和切割胎架，用夹具夹取部件定位，并调整角度，再用手将相互孔机床自带切割头(如图1所示)在部件上仿形加工斜孔，这种斜孔加工方法针对性强，但在同一部件上加工不同的斜孔时，需要重新调整角度和定位，由于自带切割头直接固定在数控机床上，其切割角度和位置难以调整；而且在不同的部件上加工斜孔时，需要重新制作夹具，成本高，效率低，不适合批量加工斜孔，也不适用于对锥形管体或壳体斜孔的加工。
发明内容
本发明所要的技术问题是，提供了一种效率高，加工精度高，操作简单，且适用于锥形管体或壳体的斜孔切割组件及其加工斜孔的方法。
本发明所采用的技术方案是：一种斜孔切割组件，包括切割头、水平移动系统和竖直移动系统，所述水平移动系统包括第一壳体，第一壳体内设置有第一涡轮蜗杆机构，第一涡轮蜗杆机构的蜗杆一端伸出第一壳体，蜗杆伸出第一壳体的一端连接有水平控制手轮；第一涡轮蜗杆机构的涡轮与水平丝杆相配置，水平丝杆的一端与数控机床连接；所述竖直移动系统包括与第一壳体连接的第二壳体，第二壳体内设置有第二涡轮蜗杆机构，第二壳体上设置有与第二涡轮蜗杆机构相连的竖直控制手轮；第二涡轮蜗杆机构的涡轮与竖直丝杆相配置，竖直丝杆的下端连接有圆筒；所述圆筒内穿过转动轴，转动轴的一端伸出圆筒，转动轴的伸出端设置有夹持器，夹持器上夹持有切割头。
按上述方案，所述圆筒上设置有角度刻度盘。
按上述方案，所述第一壳体上设置有与数控机床连接的固定螺栓。
一种利用上述斜孔切割组件加工斜孔的方法，包括以下几个步骤：
步骤一、画线，根据待加工斜孔在板材上的位置，对板材喷粉画素线，并计算待加工斜 孔与板材加工表面的倾斜角度α；
步骤二、编程，采用FastCAM编程软件针对板材进行编程，根据倾斜角度α及板材的厚度计算偏移量d(如图3)；
步骤三、安装，将所述组件安装在数控机床上，并根据待加工斜孔的位置和倾斜角度α调整切割头的位置和角度，使切割头的火焰切割线与待加工斜孔的中心线重合，火焰切割线与板材表面的交点O点即为切割基准点，调整完毕后，用固定螺栓将所述组件和数控机床连接固定；
步骤四、切割，输入程序，启动切割头，从切割基准点O点开始对板材进行火焰切割。
按上述方案，在步骤一所述的画线方式中，板材在喷粉画素线前，先利用软件对拟加工的锥形的壳体或管体进行模拟展开，并在模拟展开图上计算待加工斜孔所在位置以及待加工斜孔与壳体或管体表面的角度α，板材再根据模拟展开图喷粉画素线。
按上述方案，在步骤四所述的切割方式中，板材切割完毕后，沿素线辊制成锥形的壳体或管体。
本发明的有益效果是：1、本斜孔切割组件不需要重新设定基准编定切割程序，可直接利用以数控机床原有切割头为基准设定的程序，调整组件的位置和切割角度即可实现切割，本切割组件中切割头的走刀路线与数控机床上原有切割头的走刀路线相同；2、采用本发明对锥形的壳体或管体进行斜孔加工时，在锥形的管体或壳体辊制成型前，即对下料的板材加工斜孔后再辊制，解决了锥形的壳体或管体外壁面是曲面数控车床原有切割头难以定位的问题；3、本发明定位准确，加工的斜孔的斜孔精度高，而且加工工序少，加工效率高，操作简单，速度快，成本低，尤其适用于大尺寸板材斜孔的批量加工。
附图说明
图1为数控机床自带切割头加工示意图。
图2为本发明一个具体实施例的示意图。
图3为本实施例的加工状态示意图。
图4为锥形的壳体或管体辊制成型后的示意图。
其中：1、切割头；2、角度刻度盘；3、圆筒；4、固定螺栓；5、水平丝杆；6、水平控制手轮；7、第一壳体；8、竖直控制手轮；9、第二壳体；10、竖直丝杆；11、夹持器；12、蜗杆；13、板材；14、中心线；15、火焰切割线；16、待加工斜孔；17、转动轴。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图2所示的一种斜孔切割组件，包括切割头1、水平移动系统和竖直移动系统，水平 移动系统包括第一壳体7，第一壳体7内设置有第一涡轮蜗杆机构，第一涡轮蜗杆机构的蜗杆12一端伸出第一壳体7，蜗杆12伸出第一壳体7的一端连接有水平控制手轮6；第一涡轮蜗杆机构的涡轮与水平丝杆5相配置(水平丝杆5穿过第一涡轮蜗杆机构的涡轮，第一涡轮蜗杆机构的涡轮充当了水平丝杆5的螺母，第一涡轮蜗杆机构的涡轮蜗杆传动转换为螺纹传动)，水平丝杆5的一端与数控机床连接；竖直移动系统包括与第一壳体7连接的第二壳体9，第二壳体9内设置有第二涡轮蜗杆机构，第二壳体9上设置有与第二涡轮蜗杆机构相连的竖直控制手轮8；第二涡轮蜗杆机构的涡轮与竖直丝杆10相配置(竖直丝杆10穿过第二涡轮蜗杆机构的涡轮，第二涡轮蜗杆机构的涡轮充当了竖直丝杆10的螺母，第二涡轮蜗杆机构的涡轮蜗杆传动转换为螺纹传动)，竖直丝杆10的下端固定连接有圆筒3，圆筒3内穿过转动轴17，转动轴17的一端伸出圆筒3，转动轴17的伸出端设置有夹持器11，夹持器11夹持切割头1，通过转动轴17转动时带动夹持器11旋转来调整切割头1的角度。
优选地，圆筒3上设置有角度刻度盘2，夹持器11上设置有角度指示线，以确定转动轴17带动夹持器11转过的角度。
优选地，第一壳体7上设置有与数控机床连接的固定螺栓4，当切割头1的位置和角度调整到位后，拧紧固定螺栓4，将所述切割组件与数控机床连接固定。
本斜孔切割组件的具体工作过程为：首先，根据待加工斜孔16的位置，通过水平移动系统调整水平位移，即旋转水平控制手轮6，水平丝杆5固定，第一壳体7带动竖直移动系统水平移动；然后，通过竖直移动系统调整竖直位移，即旋转竖直控制手轮8，第二壳体9固定，竖直丝杆10带动圆筒3上下移动；待竖直位移调整完成后，根据待加工斜孔16的中心线14调整切割头1的切割角度，即旋转转动轴17，夹持器11随之转动并带动切割头1转动，使切割头1的火焰切割线15与板材13上的待加工斜孔16的中心线重合；最后，拧紧固定螺栓4，连接本组件和数控机床。
在上述操作中，也可以根据待加工斜孔16的角度，适当调整板材13的位置和角度，使切割头1的火焰切割线15更好地与待加工斜孔16的中心线重合。
如图3所示的一种利用上述斜孔切割组件加工斜孔的方法，包括以下几个步骤：
步骤一、画线，根据待加工斜孔16在板材13上的位置，对板材13喷粉画素线，并计算待加工斜孔16与板材13加工表面的倾斜角度α；
步骤二、编程，采用FastCAM编程软件针对板材13进行编程，根据倾斜角度α及板材13的厚度计算偏移量d(如图3)；
步骤三、安装，将所述组件安装在数控机床上，并根据待加工斜孔16的位置和倾斜角度α调整切割头1的位置和角度，使切割头的火焰切割线15与待加工斜孔16的中心线14重合， 火焰切割线15与板材13表面的交点O点即为切割基准点，调整完成后，用固定螺栓14将所述组件和数控机床连接固定；
步骤四、切割，输入程序，启动切割头1，从切割基准点O点开始对板材13进行火焰切割。
对锥形的壳体或管体加工斜孔时，在壳体或管体辊制前，对下料的板材13进行切割加工斜孔，即在板材13在喷粉画素线前，首先利用软件对待加工的锥形的壳体或管体进行模拟展开，并在模拟展开图上绘制斜孔所在位置以及斜孔与壳体或管体表面的角度α，板材13再根据模拟展开图喷粉画素线，再进行编程、切割；最后在板材切割完毕后，沿板材13的素线辊制成锥形的壳体或管体，如图4所示。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用斜孔切割组件加工斜孔的方法，其特征在于，所述斜孔切割组件，包括切割头、水平移动系统和竖直移动系统，所述水平移动系统包括第一壳体，第一壳体内设置有第一涡轮蜗杆机构，第一涡轮蜗杆机构的蜗杆一端伸出第一壳体，蜗杆伸出第一壳体的一端连接有水平控制手轮；第一涡轮蜗杆机构的涡轮与水平丝杆相配置，水平丝杆的一端与数控机床连接；所述竖直移动系统包括与第一壳体连接的第二壳体，第二壳体内设置有第二涡轮蜗杆机构，第二壳体上设置有与第二涡轮蜗杆机构相连的竖直控制手轮；第二涡轮蜗杆机构的涡轮与竖直丝杆相配置，竖直丝杆的下端连接有圆筒；所述圆筒内穿过转动轴，转动轴的一端伸出圆筒，转动轴的伸出端设置有夹持器，夹持器上夹持有切割头；所述方法包括以下几个步骤：
步骤一、画线，根据待加工斜孔在板材上的位置，在板材上喷粉画素线，并计算待加工斜孔与板材加工表面的倾斜角度α；板材在喷粉画素线前，先利用软件对拟加工的锥形的壳体或管体进行模拟展开，并在模拟展开图上计算待加工斜孔所在位置以及待加工斜孔与壳体或管体表面的倾斜角度α，再根据模拟展开图对板材喷粉画素线；
步骤二、编程，采用FastCAM编程软件针对板材进行编程，根据倾斜角度α及板材的厚度计算偏移量d；
步骤三、安装，将所述组件安装在数控机床上，并根据待加工斜孔的位置和倾斜角度α调整切割头的位置和角度，使切割头的火焰切割线与待加工斜孔的中心线重合，火焰切割线与板材表面的交点O点即为切割基准点，调整完毕后，用固定螺栓将所述组件与数控机床固定连接；
步骤四、切割，输入程序，启动切割头，从切割基准点O点开始对板材进行火焰切割。
2.如权利要求1所述利用斜孔切割组件加工斜孔的方法，其特征在于，在步骤四的切割方式中，板材切割完毕后，沿素线辊制成锥形的壳体或管体。
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