CN107558275A - 大型双捻机机架及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型双捻机机架及其加工方法，该加工方法将将大型双捻机机架分为第一主轴架、第二主轴架、以及中间轴三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架、第二主轴架、中间轴各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，再进行应力退火处理，然后将中间轴放置在第一主轴架与第二主轴架之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接。本发明的加工方法通过控制焊接参数、退火去应力控制变形量、整体机加的加工工艺，从而保证了大型双捻机的产品加工质量和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及双捻机及其加工制造技术领域，具体地指一种大型双捻机机架及其加工方法。
背景技术
随着钢帘线绳生产技术的迅速发展，采用双捻机进行生产的需求日益增加。双捻机用于将多股钢丝捻制成钢帘线绳，是钢帘线行业的关键设备。
然而，由于大型双捻机机架的重量大，加工时会因为其自身重力过大产生弯曲变形，同时整体去除余量不均匀，加工后容易产生变形，影响了两侧主轴安装面的平行度精度，在设备长时间高速运转过程中造成轴承寿命低、设备振动大，严重影响大型双捻机的整体性能。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种大型双捻机机架及其加工方法，该加工方法通过控制焊接参数、退火去应力控制变形量、整体机加的加工工艺，从而保证了大型双捻机的产品加工质量和使用寿命。
为实现上述目的，本发明所提供的大型双捻机机架，包括第一主轴架、与第一主轴架平行布置的第二主轴架、以及垂直设置在第一主轴架与第二主轴架之间的中间轴，所述第一主轴架与第二主轴架的结构相同；
所述第一主轴架和第二主轴架均为由第一顶板、第一底板、第一侧板、第二侧板、第一前板、以及第一背板焊接而成的长方体结构；所述第一侧板与第二侧板上对称设置有用于安装传动轴轴套的安装孔；
所述中间轴包括垂直设置在第一主轴架与第二主轴架之间的楔形连接轴，所述楔形连接轴由与第一顶板垂直焊接的第二顶板、与第一底板垂直焊接的第二底板、与第一背板平行焊接的第二背板、倾斜设置在第二顶板下方的斜楔板、以及位于斜楔板底端与第二底板垂直布置的第二前板焊接而成；
所述斜楔板的长度方向两端设置有异形支撑轴，所述异形支撑轴由位于第一顶板与第二顶板的直角夹角处且呈直角梯形状的第三顶板、位于第一底板与第二底板的直角夹角处且呈直角三角形的第三底板、垂直设置在第三顶板与斜楔板之间且呈直角三角形的第三侧板、以及垂直设置在第三顶板与第三底板之间的斜侧板焊接而成。
进一步地，所述第一顶板的上端面设置有用于安装主轴的安装板，所述第一底板和第二底板的下端面均间隔设置有若干块定位板。
进一步地，所述第一顶板与第一底板之间设置有若干块加强筋板，所述加强筋板的一侧与第一侧板垂直焊接，所述加强筋板的另一侧与第二侧板垂直焊接，所述第一侧板和第二侧板上设置有若干个用于安装螺栓组件的螺纹孔。
进一步地，所述第二顶板与第二底板之间设置有与两者平行布置的第一加强板，所述第一加强板与第二底板之间设置有与两者平行布置的第二加强板。这样，有利于提高第二顶板与第二底板之间连接牢固性。
进一步地，所述第二顶板与第一加强板之间垂直设置有第一加强筋，所述斜楔板与第二加强板之间设置有垂直于第二加强板的第二加强筋。这样，有利于提供楔形连接轴的连接牢固性。
进一步地，所述第二背板上设置有若干个用于与起吊装置配合使用的起吊板。
本发明还提供一种大型双捻机机架的加工方法，包括如下步骤：
1)将大型双捻机机架分为第一主轴架、第二主轴架、以及中间轴三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架、第二主轴架、中间轴各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，焊接完成后清理打磨焊缝；
2)对步骤1)焊接好的第一主轴架、第二主轴架、中间轴进行去应力退火处理，然后再随炉冷却，出炉空冷；
3)将步骤2)处理后的第一主轴架、第二主轴架安装在专用工装上，用铣刀在安装板和定位板上机加出一对相互垂直的工艺定位面，对结构尺寸和形位公差进行检测，直至满足工艺要求为止；
4)将步骤3)处理后的第一主轴架、第二主轴架固定在焊接平台上，将步骤2)处理后的中间轴放置在第一主轴架与第二主轴架之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接；
5)将步骤4)焊接好的整体机架进行去应力退火处理，然后随炉冷却，出炉空冷；
6)将步骤5)处理后的整体机架夹装到专用工装上，在第一主轴架、第二主轴架上加工安装孔，最后以安装孔为基准，加工第一主轴架和第二主轴架上的螺纹孔、以及安装板上的主轴安装面，即可。
进一步地，所述步骤1)中，CO2保护焊的焊接电流为200～250A，焊接电压为40～45V，保护气体CO2流量为30～35L/min，焊接速度为70～80mm/min，焊缝高度为4～6mm。
优选地，所述步骤1)中，CO2保护焊的焊接电流为210～220A，焊接电压为42V～43V，保护气体CO2流量为32～34L/min，焊接速度为75～78mm/min，焊缝高度为5mm。
进一步地，所述步骤2)中，应力退火处理具体为在退火温度为450～500℃的条件下保温2～3小时，然后随炉冷却至300～320℃，冷却速度为40～50℃/小时。
优选地，所述步骤2)中，应力退火处理具体为在退火温度为450～480℃的条件下保温2小时，然后随炉冷却至320℃，冷却速度为45℃/小时。
再进一步地，所述步骤5)中，应力退火处理具体为在退火温度为550～580℃的条件下保温6～8小时，然后随炉冷却至300～320℃，冷却速度为40～50℃/小时。
优选地，所述步骤5)中，应力退火处理具体为在退火温度为560～570℃的条件下保温7小时，然后随炉冷却至300℃，冷却速度为45℃/小时。
更进一步地，所述步骤6)中，安装孔的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为1.5～2mm，粗镗机床主轴转速为600～1000r/min，粗镗进刀量为0.06～0.08mm/r；精镗机床主轴转速为420～450r/min，精镗进刀量为0.03～0.05mm/r；安装板上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.4～1.6。
优选地，所述步骤6)中，安装孔的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为2mm，粗镗机床主轴转速为800r/min，粗镗进刀量为0.08mm/r；精镗机床主轴转速为450r/min，精镗进刀量为0.05mm/r；安装板上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.6。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明的大型双捻机机架设计有第一主轴架、第二主轴架、和中间轴三个部分，在加工时，可以先对第一主轴架、第二主轴架、和中间轴三个部分进行加工，将中间轴放置在第一主轴架与第二主轴架之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接，这样可以避免加工时因为其自身重力过大产生弯曲变形，提高大型双捻机机架的生产速度和质量。
其二，本发明的机架加工方法通过控制焊接参数、退火去应力控制变形量、以及整体机加的加工工艺，有效地保证了加工精度，有利于提高大型双捻机的产品加工质量和使用寿命。
其三，本发明的机架加工方法中安装孔的加工分为粗镗和精镗，通过控制粗镗和精镗的加工余量、机床主轴转速、以及进刀量，有效地保证了安装孔的加工精度，同时以安装孔为基准加工主轴安装面，保证主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，提高了机架平整度和位置精度高。
附图说明
图1为一种大型双捻机机架的立体结构示意图；
图2为图1中第一主轴架的侧视剖视结构示意图；
图3为图1中楔形连接轴的侧视剖视结构示意图；
图4为图1的俯视结构示意图；
图中：第一主轴架1(第一顶板1.1、第一底板1.2、第一侧板1.3、第二侧板1.4、第一前板1.5、第一背板1.6、安装孔1.7、安装板1.8、定位板1.9、加强筋板1.10、螺纹孔1.11)、第二主轴架2、中间轴3、楔形连接轴3.1(第二顶板3.11、第二底板3.12、第二背板3.13、斜楔板3.14、第二前板3.15、第一加强板3.16、第二加强板3.17、第一加强筋3.18、第二加强筋3.19、起吊板3.20)、异形支撑轴3.2(第三顶板3.21、第三底板3.22、第三侧板3.23、斜侧板3.24)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图所示的一种大型双捻机机架，包括第一主轴架1、与第一主轴架1平行布置的第二主轴架2、以及垂直设置在第一主轴架1与第二主轴架2之间的中间轴3，第一主轴架1与第二主轴架2的结构相同；第一主轴架1和第二主轴架2均为由第一顶板1.1、第一底板1.2、第一侧板1.3、第二侧板1.4、第一前板1.5、以及第一背板1.6焊接而成的长方体结构。第一侧板1.3与第二侧板1.4上对称设置有用于安装传动轴轴套的安装孔1.7，第一顶板1.1的上端面设置有用于安装主轴的安装板1.8，第一底板1.2下端面均间隔设置有若干块定位板1.9。第一顶板1.1与第一底板1.2之间设置有若干块加强筋板1.10，加强筋板1.10的一侧与第一侧板1.3垂直焊接，加强筋板1.10的另一侧与第二侧板1.4垂直焊接，第一侧板1.3和第二侧板1.4上设置有若干个用于安装螺栓组件的螺纹孔1.11。
中间轴3包括垂直设置在第一主轴架1与第二主轴架2之间的楔形连接轴3.1，楔形连接轴3.1由与第一顶板1.1垂直焊接的第二顶板3.11、与第一底板1.2垂直焊接的第二底板3.12、与第一背板1.6平行焊接的第二背板3.13、倾斜设置在第二顶板3.11下方的斜楔板3.14、以及位于斜楔板3.14底端与第二底板3.12垂直布置的第二前板3.15焊接而成；斜楔板3.14的长度方向两端设置有异形支撑轴3.2，异形支撑轴3.2由位于第一顶板1.1与第二顶板3.11的直角夹角处且呈直角梯形状的第三顶板3.21、位于第一底板1.2与第二底板3.12的直角夹角处且呈直角三角形的第三底板3.22、垂直设置在第三顶板3.21与斜楔板3.14之间且呈直角三角形的第三侧板3.23、以及垂直设置在第三顶板3.21与第三底板3.22之间的斜侧板3.24焊接而成，第二底板3.12的下端面均间隔设置有若干块定位板1.9。第二顶板3.11与第二底板3.12之间设置有与两者平行布置的第一加强板3.16，第一加强板3.16与第二底板3.12之间设置有与两者平行布置的第二加强板3.17。第二顶板3.11与第一加强板3.16之间垂直设置有第一加强筋3.18，斜楔板3.14与第二加强板3.17之间设置有垂直于第二加强板3.17的第二加强筋3.19；第二背板3.13上设置有若干个用于与起吊装置配合使用的起吊板3.20。
实施例1：一种上述大型双捻机机架的加工方法，包括如下步骤：
1)将大型双捻机机架分为第一主轴架1、第二主轴架2、以及中间轴3三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，CO2保护焊的焊接电流为250A，焊接电压为45V，保护气体CO2流量为35L/min，焊接速度为80mm/min，焊缝高度为6mm，焊接完成后清理打磨焊缝；
2)对步骤1)焊接好的第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3在退火温度为500℃的条件下保温3小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至320℃，冷却速度为50℃/小时，出炉空冷；
3)将步骤2)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2安装在专用工装上，用铣刀在安装板1.8和定位板1.9上机加出一对相互垂直的工艺定位面，对结构尺寸和形位公差进行检测，直至满足工艺要求为止；
4)将步骤3)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2固定在焊接平台上，将步骤2)处理后的中间轴3放置在第一主轴架1与第二主轴架2之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接；
5)将步骤4)焊接好的整体机架在退火温度为580℃的条件下保温8小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至320℃，冷却速度为50℃/小时，出炉空冷；
6)将步骤5)处理后的整体机架夹装到专用工装上，在第一主轴架1、第二主轴架2上加工安装孔1.7，安装孔1.7的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为2mm，粗镗机床主轴转速为1000r/min，粗镗进刀量为0.08mm/r；精镗机床主轴转速为450r/min，精镗进刀量为0.05mm/r；最后以安装孔1.7为基准，加工第一主轴架1和第二主轴架2上的螺纹孔1.11、以及安装板1.8上的主轴安装面，保证安装板1.8上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.6，即可。
实施例2：一种上述大型双捻机机架的加工方法，包括如下步骤：
1)将大型双捻机机架分为第一主轴架1、第二主轴架2、以及中间轴3三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，CO2保护焊的焊接电流为200A，焊接电压为40V，保护气体CO2流量为30L/min，焊接速度为70mm/min，焊缝高度为4mm，焊接完成后清理打磨焊缝；
2)对步骤1)焊接好的第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3在退火温度为450℃的条件下保温2小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至300℃，冷却速度为40℃/小时，出炉空冷；
3)将步骤2)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2安装在专用工装上，用铣刀在安装板1.8和定位板1.9上机加出一对相互垂直的工艺定位面，对结构尺寸和形位公差进行检测，直至满足工艺要求为止；
4)将步骤3)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2固定在焊接平台上，将步骤2)处理后的中间轴3放置在第一主轴架1与第二主轴架2之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接；
5)将步骤4)焊接好的整体机架在退火温度为550℃的条件下保温6小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至300℃，冷却速度为40℃/小时，出炉空冷；
6)将步骤5)处理后的整体机架夹装到专用工装上，在第一主轴架1、第二主轴架2上加工安装孔1.7，安装孔1.7的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为1.5mm，粗镗机床主轴转速为600r/min，粗镗进刀量为0.06mm/r；精镗机床主轴转速为420r/min，精镗进刀量为0.03mm/r；最后以安装孔1.7为基准，加工第一主轴架1和第二主轴架2上的螺纹孔1.11、以及安装板1.8上的主轴安装面，保证安装板1.8上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.4，即可。
实施例3：一种上述大型双捻机机架的加工方法，包括如下步骤：
1)将大型双捻机机架分为第一主轴架1、第二主轴架2、以及中间轴3三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，CO2保护焊的焊接电流为220A，焊接电压为42V，保护气体CO2流量为32L/min，焊接速度为75mm/min，焊缝高度为5mm，焊接完成后清理打磨焊缝；
2)对步骤1)焊接好的第一主轴架1、第二主轴架2、中间轴3在退火温度为480℃的条件下保温2～3小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至320℃，冷却速度为45℃/小时，出炉空冷；
3)将步骤2)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2安装在专用工装上，用铣刀在安装板1.8和定位板1.9上机加出一对相互垂直的工艺定位面，对结构尺寸和形位公差进行检测，直至满足工艺要求为止；
4)将步骤3)处理后的第一主轴架1、第二主轴架2固定在焊接平台上，将步骤2)处理后的中间轴3放置在第一主轴架1与第二主轴架2之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接；
5)将步骤4)焊接好的整体机架在退火温度为560℃的条件下保温7小时进行去应力退火处理，然后随炉冷却至300℃，冷却速度为45℃/小时，出炉空冷；
6)将步骤5)处理后的整体机架夹装到专用工装上，在第一主轴架1、第二主轴架2上加工安装孔1.7，安装孔1.7的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为2mm，粗镗机床主轴转速为800r/min，粗镗进刀量为0.08mm/r；精镗机床主轴转速为450r/min，精镗进刀量为0.05mm/r；最后以安装孔1.7为基准，加工第一主轴架1和第二主轴架2上的螺纹孔1.11、以及安装板1.8上的主轴安装面，保证安装板1.8上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.5，即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大型双捻机机架，包括第一主轴架(1)、与第一主轴架(1)平行布置的第二主轴架(2)、以及垂直设置在第一主轴架(1)与第二主轴架(2)之间的中间轴(3)，所述第一主轴架(1)与第二主轴架(2)的结构相同，其特征在于：
所述第一主轴架(1)和第二主轴架(2)均为由第一顶板(1.1)、第一底板(1.2)、第一侧板(1.3)、第二侧板(1.4)、第一前板(1.5)、以及第一背板(1.6)焊接而成的长方体结构；所述第一侧板(1.3)与第二侧板(1.4)上对称设置有用于安装传动轴轴套的安装孔(1.7)；
所述中间轴(3)包括垂直设置在第一主轴架(1)与第二主轴架(2)之间的楔形连接轴(3.1)，所述楔形连接轴(3.1)由与第一顶板(1.1)垂直焊接的第二顶板(3.11)、与第一底板(1.2)垂直焊接的第二底板(3.12)、与第一背板(1.6)平行焊接的第二背板(3.13)、倾斜设置在第二顶板(3.11)下方的斜楔板(3.14)、以及位于斜楔板(3.14)底端与第二底板(3.12)垂直布置的第二前板(3.15)焊接而成；
所述斜楔板(3.14)的长度方向两端设置有异形支撑轴(3.2)，所述异形支撑轴(3.2)由位于第一顶板(1.1)与第二顶板(3.11)的直角夹角处且呈直角梯形状的第三顶板(3.21)、位于第一底板(1.2)与第二底板(3.12)的直角夹角处且呈直角三角形的第三底板(3.22)、垂直设置在第三顶板(3.21)与斜楔板(3.14)之间且呈直角三角形的第三侧板(3.23)、以及垂直设置在第三顶板(3.21)与第三底板(3.22)之间的斜侧板(3.24)焊接而成。
2.根据权利要求1所述的大型双捻机机架，其特征在于：所述第一顶板(1.1)的上端面设置有用于安装主轴的安装板(1.8)，所述第一底板(1.2)和第二底板(3.12)的下端面均间隔设置有若干块定位板(1.9)。
3.根据权利要求2所述的大型双捻机机架，其特征在于：所述第一顶板(1.1)与第一底板(1.2)之间设置有若干块加强筋板(1.10)，所述加强筋板(1.10)的一侧与第一侧板(1.3)垂直焊接，所述加强筋板(1.10)的另一侧与第二侧板(1.4)垂直焊接，所述第一侧板(1.3)和第二侧板(1.4)上设置有若干个用于安装螺栓组件的螺纹孔(1.11)。
4.根据权利要求3所述的大型双捻机机架，其特征在于：所述第二顶板(3.11)与第二底板(3.12)之间设置有与两者平行布置的第一加强板(3.16)，所述第一加强板(3.16)与第二底板(3.12)之间设置有与两者平行布置的第二加强板(3.17)。
5.根据权利要求4所述的大型双捻机机架，其特征在于：所述第二顶板(3.11)与第一加强板(3.16)之间垂直设置有第一加强筋(3.18)，所述斜楔板(3.14)与第二加强板(3.17)之间设置有垂直于第二加强板(3.17)的第二加强筋(3.19)；所述第二背板(3.13)上设置有若干个用于与起吊装置配合使用的起吊板(3.20)。
6.一种权利要求5所述大型双捻机机架的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将大型双捻机机架分为第一主轴架(1)、第二主轴架(2)、以及中间轴(3)三部分进行加工，根据各个部分所需板材尺寸加工对应的板材，分别对第一主轴架(1)、第二主轴架(2)、中间轴(3)各个部分的板材采用CO2保护焊对应进行焊接，焊接完成后清理打磨焊缝；
2)对步骤1)焊接好的第一主轴架(1)、第二主轴架(2)、中间轴(3)进行去应力退火处理，然后再随炉冷却，出炉空冷；
3)将步骤2)处理后的第一主轴架(1)、第二主轴架(2)安装在专用工装上，用铣刀在安装板(1.8)和定位板(1.9)上机加出一对相互垂直的工艺定位面，对结构尺寸和形位公差进行检测，直至满足工艺要求为止；
4)将步骤3)处理后的第一主轴架(1)、第二主轴架(2)固定在焊接平台上，将步骤2)处理后的中间轴(3)放置在第一主轴架(1)与第二主轴架(2)之间对连接部位进行焊接，完成整体机架的焊接；
5)将步骤4)焊接好的整体机架进行去应力退火处理，然后随炉冷却，出炉空冷；
6)将步骤5)处理后的整体机架夹装到专用工装上，在第一主轴架(1)、第二主轴架(2)上加工安装孔(1.7)，最后以安装孔(1.7)为基准，加工第一主轴架(1)和第二主轴架(2)上的螺纹孔(1.11)、以及安装板(1.8)上的主轴安装面，即可。
7.根据权利要求6所述的大型双捻机机架的加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，CO2保护焊的焊接电流为200～250A，焊接电压为40～45V，保护气体CO2流量为30～35L/min，焊接速度为70～80mm/min，焊缝高度为4～6mm。
8.根据权利要求6所述的大型双捻机机架的加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，应力退火处理具体为在退火温度为450～500℃的条件下保温2～3小时，然后随炉冷却至300～320℃，冷却速度为40～50℃/小时。
9.根据权利要求6所述的大型双捻机机架的加工方法，其特征在于：所述步骤5)中，应力退火处理具体为在退火温度为550～580℃的条件下保温6～8小时，然后随炉冷却至300～320℃，冷却速度为40～50℃/小时。
10.根据权利要求6所述的大型双捻机机架的加工方法，其特征在于：所述步骤6)中，安装孔(1.7)的加工分为粗镗和精镗，粗镗的加工余量为1.5～2mm，粗镗机床主轴转速为600～1000r/min，粗镗进刀量为0.06～0.08mm/r；精镗机床主轴转速为420～450r/min，精镗进刀量为0.03～0.05mm/r；安装板(1.8)上加工的主轴安装面的平面度偏差≤0.03mm，粗糙度为1.4～1.6。
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