CN105642918B - 一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法 - Google Patents

Abstract

一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，是利用数控车床的圆柱螺纹及锥螺纹切削功能相结合，准确控制绳槽各段的切削轨迹，使用机加圆弧车刀，运用层层切削加工方法进行螺旋绳的车削加工。该方法加工光洁度高、生产效率高、易操作、易保证加工精度。

Description

一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法

技术领域

发明属于卷筒绳槽加工制造技术领域，特别涉及到大型升船机卷筒螺旋绳槽的加工方法。

背景技术

大型升船机通常采用卷筒旋转缠绕钢绳来提升闸门等。卷筒上车制绳槽，主要是为了排绳方便，减少钢绳之间的摩擦和挤压，防止卡绳，而这些对提高钢绳的使用寿命和可靠性具有重要意义。

一般加工卷筒螺旋绳槽使用普通车床、成型车刀进行车削加工，加工光洁度差，生产效率低，加工精度差，操作劳动强度大。

随着数控机床的普及，近年来使用数控机床加工螺旋绳槽的工艺方法逐渐被开发应用。可以采用数控铣削的方法使用球头铣刀进行加工，也可以采用数控车削的方法进行加工。铣削时刀路轨迹容易编制，其螺旋绳槽加工进、退刀段可以很短或者没有，但车削加工时刀路轨迹的设计就要考虑绳槽加工进、退刀段的距离。一般的加工方法是在螺旋绳槽加工进、退刀段先车出一整圈绳槽，然后再车削加工中间工作区域的螺旋绳槽部分；或者采用铣削的方法，先铣出一段螺旋绳槽，再车削加工中间工作区域的螺旋绳槽部分，这样螺旋绳槽车削加工时都可以在半径方向直接进退刀，无论采用哪一种预处理绳槽进、退刀段，其加工都相对复杂，加工效率低，易出现问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，该方法是利用数控车床的圆柱螺纹与锥螺纹切削功能相结合进行螺旋绳槽的加工的，该方法加工光洁度高、生产效率高、易操作、易保证加工精度。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，包括以下步骤：

步骤一、待加工卷筒在机床上安装找正完成后，首先精车外圆到图纸尺寸，然后通过两端面上孔位与绳槽位置关系要求在卷筒外圆面上刻基准线，确定绳槽切入、切出位置点，刻基准点，作为绳槽加工的基准，保证批量卷筒绳槽起点、终点、相位一致。

步骤二、卷筒螺旋绳槽由多条切削轨迹组成，每条切削轨迹的起点到终点依次加工进刀段、中间段和退刀段；

所述的进刀段的加工运用车削锥螺纹的切削功能进行切削加工；

所述的中间段的加工运用车削圆柱形螺纹的切削功能进行切削加工；

所述的退刀段的加工运用车削锥螺纹的切削功能进行切削加工。

本发明所述的步骤一和步骤二中的切削方法是：

A、粗车时一层一层进行加工，每层为同心圆且由绳槽截面的中间向两侧扩展，对称车削，粗车时以效率为先，不考虑光洁度，切削量尽量大；

B、半精车绳槽时由绳槽截面的一侧向另一侧加工，首件加工时至少进行两次半精车，通过半精车的加工确定精车时合理的切削参数，各切削参数既要保证绳槽光洁度也要考虑加工效率，半精车后使用绳槽样板检查，确定精车切削量保证绳槽深度公差要求；

C、精车绳槽时由绳槽截面的一侧向另一侧加工，根据半精车时样板检查确定的绳槽深度确定精车切削量，保证绳槽尺寸公差要求，精车后使用绳槽样板检查。

本发明所述的半精车和精车使用的加工程序相同，切削参数除深度切削量外其它参数都相同。

本发明的有益效果是：

1、无论左旋绳槽还是右旋绳槽，不管绳槽直径大小，螺距有多大，都可以采用该加工方法。

2、大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，不需要成型刀，使用标准机加圆弧车刀即可，一次对刀进行粗车、半精车、精车，刀具磨损时，只需更换刀片。如果粗车与精车使用刀具不同需要重新对刀，按卷筒外圆上已刻的基准线、基准点为基准，仍能保证绳槽位置精度，加工工艺性好，质量稳定。

3、大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法采用参数化循环程序，分别利用数控车床的锥螺纹及圆柱螺纹的加工功能进行绳槽切削进退刀段及中间段的车削走刀轨迹设计，切削连续性好，实现了自动进退刀功能。

4、大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法易保证绳槽的尺寸和光洁度，其加工精度完全达到设计要求，制造水平已达到世界先进水平，具有广泛的应用推广价值。

附图说明

图1为卷筒螺旋绳槽的展开示意图；

图2为图1中间部位放大图；

图3为图1、图2中C-C剖视图，绳槽加工进、退刀段剖视示意图；

图4为粗车绳槽时，对称走刀截面示意图；

图5为半精车、精车绳槽时走刀截面示意图，由绳槽的一端加工到另一端。

具体实施方式

一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，是利用数控车床的圆柱螺纹及锥螺纹切削功能相结合，准确控制绳槽各段的切削轨迹，使用机加圆弧车刀，运用层层切削加工方法进行螺旋绳槽的车削加工。

所述的大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法中利用数控车床的圆柱形螺纹及锥螺纹切削功能相结合，准确控制绳槽各段的切削轨迹包含：

1、无论是粗车绳槽还是半精车、精车绳槽，加工的每一刀都是一个完整螺旋加工，包括进刀段、中间段、退刀段组成。

进刀段，是指车刀由卷筒外圆（起点）逐渐切到每一刀要加工到的绳槽深度的区域。该段车削时在卷筒轴向及半径方向都有切削进给运动。进刀段距离由卷筒直径大小及绳槽深度确定，进刀段距离过短，进而切入速度过快，机床运行不稳，易出事故，一般为300mm至500mm的弧长距离。在设定了进刀段距离后根据绳槽螺距计算出该段距离轴向尺寸变化，半径方向尺寸变化为绳槽深度值。该段的加工运用车削锥螺纹的切削功能进行控制加工。

中间段是指每一刀切到要加工到的绳槽深度及到开始退出绳槽的位置之间的区域，该段车削时只在卷筒轴向方向有切削运动，该段的加工运用车削圆柱形螺纹的切削功能进行控制加工。

退刀段是指由加工到的绳槽深度位置逐渐退出到卷筒外圆（终点）的区域，一般和进刀段长度相同，同样在卷筒轴向及半径方向都有切削运动，该段的加工也是运用车削锥螺纹的切削功能进行控制加工。

2、卷筒在机床上安装找正完成后，首先精车外圆到图纸尺寸，然后通过两端面上孔位与绳槽位置关系要求在卷筒外圆面上刻基准线，确定绳槽切入、切出位置点，刻基准点，作为绳槽加工的基准，保证批量卷筒绳槽起点、终点、相位一致。

所述的大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法中使用机加圆弧车刀是指使用圆弧刀片的机加车刀进行粗车、半精车、精车绳槽，圆弧刀片的直径选择要合适，首先要小于绳槽的直径尺寸，圆弧刀片的直径大了容易振刀、打刀，精加工时不宜保证光洁度，圆弧刀片的直径小了加工效率低，因此还需要根据机床及刀具装卡系统的刚性进行选择。

所述的大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法中层层切削加工方法包含：

1、粗车时一层一层进行加工，每层为同心圆且由绳槽截面的中间向两侧扩展，对称车削，粗车时以效率为先，不考虑光洁度，每一刀加工的切削量是由机床及刀具装卡系统的刚性决定的，原则是切削量尽量大。

2、半精车、精车绳槽时由绳槽截面的一侧向另一侧加工，设计每刀车削量时首要考虑效率同时要考虑绳槽光洁度要求；半精车和精车使用的切削参数和程序相同，首件加工时至少进行两次半精车，通过半精车的加工确定每刀之间的距离。半精车后使用绳槽样板检查，确定精车切削量保证绳槽深度公差要求。

实施例1

大型升船机卷筒尺寸为φ4220X3600，共16件，材料为Q345B，卷筒单件重量为60吨，卷筒外圆面有左、右等长两段螺旋绳槽，每段绳槽长73x22=1606,螺距73mm， 槽深23mm，绳槽表面光洁度Ra6.3，绳槽底径的制造公差为0∼-0.3mm，绳槽底对卷筒轴线的径向跳动不大于0.2mm。

一、工艺方案的确定

确定绳槽加工机床：采用数控化改造的大型卧车，主轴装有编码器，可进行主轴位置测量。

确定绳槽加工刀具：采用装卡Φ25直径的圆弧刀片机加车刀，进行粗车、半精车、精车，精车之前更换新刀片。

卷筒毛坯的制造：

对钢板进行卷制，焊接、退火、校正、喷砂、喷锌，得到加工前的卷筒毛坯。

绳槽的加工工艺：

1、划线，划端面垂直中心线，划两端面加工线。

2、立车车削，多次调装，在立车上加工成内孔及各端面，外圆留量2-3mm， 其中Φ540H7、Φ550H7内孔尺寸加工至Φ540、Φ550，公差为0-0.05mm，并通过提高端面平面度加工精度、在外圆车找正带及超长接杆找正等方式，保证两内孔同轴度要求。

2、钻两端端面上工艺螺孔。

3、钳工配装两端堵头工装，并配钻铰工艺销孔。

4、卧车车削，卡顶两端堵头，以外圆及端面找正。

车外圆到图纸尺寸，保证±0.1mm公差。

刻轴向、径向基准线，刻全部绳槽中心线，保证绳槽螺距及起始、终止位置。

粗车左段绳槽，粗车绳槽时一层一层加工，绳槽截面中层层为同心圆，并且加工每层时由截面的中间向两侧扩展的方式，对称车削，粗车留量0.5-∼1mm。

半精车、精车左段绳槽，半精车、精车使用同一个加工程序，由绳槽截面的一侧向另一侧加工，走刀数满足绳槽光洁度要求，用绳槽样板检查深度，控制16件卷筒绳槽深度误差在0.3mm以内。

倒圆角。

车削右段绳槽，内容同-。

5、完成全部绳槽加工，钳工拆卸工装堵头。

Claims (3)

1.一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，其特征在于：

步骤一、待加工卷筒在机床上安装找正完成后，首先精车外圆到图纸尺寸，然后通过两端面上孔位与绳槽位置关系要求在卷筒外圆面上刻基准线，确定绳槽切入、切出位置点，刻基准点，作为绳槽加工的基准，保证批量卷筒绳槽起点、终点、相位一致；

步骤二、卷筒螺旋绳槽由多条切削轨迹组成，每条切削轨迹的起点到终点依次加工进刀段、中间段和退刀段；

所述的进刀段的加工运用车削锥螺纹的切削功能进行切削加工；

所述的中间段的加工运用车削圆柱形螺纹的切削功能进行切削加工；

所述的退刀段的加工运用车削锥螺纹的切削功能进行切削加工。

2.如权利要求1所述的一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，其特征在于：所述的步骤一和步骤二中的切削方法是：

A、粗车时一层一层进行加工，每层为同心圆且由绳槽截面的中间向两侧扩展，对称车削，粗车时以效率为先，不考虑光洁度，切削量尽量大；

B、半精车绳槽时由绳槽截面的一侧向另一侧加工，首件加工时至少进行两次半精车，通过半精车的加工确定精车时合理的切削参数，各切削参数既要保证绳槽光洁度也要考虑加工效率，半精车后使用绳槽样板检查，确定精车切削量保证绳槽深度公差要求；

C、精车绳槽时由绳槽截面的一侧向另一侧加工，根据半精车时样板检查确定的绳槽深度确定精车切削量，保证绳槽尺寸公差要求，精车后使用绳槽样板检查。

3.如权利要求2所述的一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法，其特征在于：所述的半精车和精车使用的加工程序相同，切削参数除深度切削量外其它参数都相同。