CN108580968B - 一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，所述固定平台左右两侧分别设置有机座，左侧所述机座顶部通过紧固螺栓与镗杆的一端固定连接，且镗杆的该端顶部固定连接有镗杆悬臂固定装置，所述镗杆悬臂固定装置通过杠杆螺母与左侧机座一侧的固定架拉杆螺纹连接，所述镗杆沿左右轴方向上设置有导轨，导轨上滑动连接有刀盘组件，所述刀盘组件与快慢刀进给系统相连，所述镗杆外部套装有筒体，所述筒体通过定位托轮组装夹，所述筒体右侧端部设置有用于筒体转动的传动装置，所述传动装置位于右侧机座顶部。本发明能够适应直径大、长度长、重量重的筒体加工要求，具有加工过程中稳定性高、筒体装卸方便的特点。

Description

一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床。

背景技术

在机械设备加工行业中，圆筒体需要镗内孔时，传统的加工工艺是在将筒体装夹在工作平台上，筒体不动，在镗床镗刀杆上装上镗刀，镗刀旋转并轴向进给进行加工。还有一种工艺是在专用的深孔镗床上加工，筒体一端用卡盘装夹，另一端用托轮定位，筒体旋转，镗杆前后移动，刀头(不旋转)装在镗杆的前端，进行镗加工内孔。以上两种生产工艺生产效率低，生产成本比较高，当筒体直径大于Φ800mm，长度大于7米时，上述工艺已无法满足加工要求。

专利CN203972912U公开了一种加工高速辊筒内孔的机床，本实用新型提供的一种加工高速辊筒内孔的机床，设置了一根固定的镗刀杆，具体是将镗刀杆的一端固定在机床一端的卡盘上，另一端固定在机床另一端的镗刀杆滑座上；镗刀杆上设有可沿镗刀杆做直线移动的刀盘，并且，镗刀杆上设有丝杆，刀盘上固定有丝母，通过电机带动丝杆，就可以让刀盘做匀速的进刀运动，由于镗刀杆是固定不动的，所以刀盘进刀的轨迹是一条直线，保证了镗孔的精度。该实用新型的一种加工高速辊筒内孔的机床，首先保证了内孔的位置和形状精度，其次尺寸精度和表面粗糙度也得到了保证。该专利是适用于长度可达8米的细长型高速辊筒，特点是转速高，采用原常规卧式车床的卡盘来夹紧筒体，转动过程中容易出现窜动和震动，并且筒体装卸时需要把镗杆先放到筒体里，再整体吊装到机床上进行装夹，同理，加工完后需要把筒体和镗杆整体掉下来，每一次都需要重新装夹和找正调平。

因此，上述专利无法胜任直径大、长度长、重量重的筒体加工工作，为了解决以上问题，申请人提出一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，能够适应直径大、长度长、重量重的筒体加工要求，具有加工过程中稳定性高、筒体装卸方便的特点。

本发明所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：包括固定平台、机座、镗杆、镗杆悬臂固定装置、固定架拉杆、刀盘组件、快慢刀进给系统、筒体、定位托轮组和传动装置；其中，所述固定平台左右两侧分别设置有机座，左侧所述机座顶部通过紧固螺栓与镗杆的一端固定连接，且镗杆的该端顶部固定连接有镗杆悬臂固定装置，所述镗杆悬臂固定装置通过杠杆螺母与左侧机座一侧的固定架拉杆螺纹连接，所述镗杆沿左右轴方向上设置有导轨，导轨上滑动连接有刀盘组件，所述刀盘组件与快慢刀进给系统相连，所述镗杆外部套装有筒体，所述筒体通过定位托轮组装夹，所述筒体右侧端部设置有用于筒体转动的传动装置，所述传动装置位于右侧机座顶部。

其中，优选方案如下：

所述定位托轮组包括主定位底部托轮和端部防窜动压轮；

所述主定位底部托轮具有2组且分别位于筒体底部左右两端，每组包括位于筒体前后两侧对称布置的底部托轮组件，所述底部托轮组件包括托轮装置、托轮支架、丝杆、螺母、丝杆固定板、手轮，其中，所述托轮支架放置于固定平台顶部，所述托轮支架顶部设置有托轮装置，所述托轮装置与筒体相抵触，所述托轮支架上固定设置有螺母且螺母上连接有水平方向的丝杆，所述丝杆的另一端端部穿出丝杆固定板设置有手轮，所述丝杆固定板固定连接于固定平台顶部。主定位底部托轮通过丝杆调节每组托轮装置之间开档距离，使筒体与镗杆轴心平衡，保证加工筒体内孔符合要求，并满足不同直径筒体的装夹。

所述端部防窜动压轮具有2组且分别位于筒体两侧端部，每组包括端部底座和防窜动托轮，其中，所述端部底座固定设置于相邻筒体一侧的机座侧面上，所述端部底座上设置有防窜动托轮，且所述防窜动托轮与相邻筒体端部相抵触。所述端部防窜动压轮保证防窜动托轮与筒体端部贴紧，防窜动托轮随筒体转动而自行压紧滚动，防止筒体在加工过程中左右窜动。

所述定位托轮组还包括若干组辅助压轮组件，所述辅助压轮组件具有若干组，所述辅助压轮组件包括顶部辅助压轮、上横梁、龙门架，所述龙门架位于固定平台顶部，所述龙门架顶部横跨设置有上横梁，所述上横梁底部设置有顶部辅助压轮，所述顶部辅助压轮与筒体顶部的最高点相抵触。筒体在加工时由于切削力的大小会产生上下震动，引起刀具“震刀”，通过辅助压轮组件来消除筒体加工过程中的震动，可消除筒体左右和上下的震动。

所述传动装置包括开式大齿轮、胀紧套、开式小齿轮、减速机和电动机，其中，所述胀紧套为6～8等分未切断的外圆锥度钢套且位于筒体右端的外圆周表面，所述胀紧套通过螺栓与开式大齿轮内圆周面固定连接，所述开式大齿轮与开式小齿轮相啮合，所述开式小齿轮与减速机及电动机传动连接，所述减速机和电动机位于右侧机座顶部。所述电动机为变频调速电机。开式小齿轮在减速机及电动机的驱动下，啮合开式大齿轮转动，由于开式大齿轮、胀紧套和筒体三者固定连接，从而带动筒体转动。

镗杆为整套装置的核心部件，其结构截面可为矩形、正方形、圆形或多边形的结构方式，镗杆的刚度和导轨的直线度直接影响筒体加工的精度，导轨位置可在镗杆圆周方向上0～360°范围内任意位置安装。考虑导轨加工和安装的精度要求，可使用成品的直线导轨组件或平行钢制滑轨组件。

所述快慢刀进给系统包括驱动装置、传动丝杆、左轴承座、右轴承座、快退刀机构、拨挡、慢走刀机构、UCP轴承座和联轴器，其中，所述传动丝杆通过联轴器与驱动装置传动连接，所述传动丝杆上从左向右依次套接有左轴承座、右轴承座、快退刀机构、拨挡、慢走刀机构和UCP轴承座，所述左轴承座和右轴承座分别与镗杆的左右两端端部相抵触，轴承采用圆锥滚子轴承，且左轴承座和右轴承座的外侧分别设置有锁紧螺母，消除其窜动。所述传动丝杆为梯形丝杆。传动丝杠水平布置，因长度较长，传动丝杠自身会因重力下垂弯曲，影响筒体加工精度和传动丝杠使用寿命，在传动丝杠左右距离刀盘组件1/3整体长度的位置可以安装防坠落装置，左右各1个，随刀盘组件移动，减小传动丝杠下垂幅度。所述快慢刀进给系统分慢走刀和快退刀两种方式，驱动装置分为两种结构：(1)慢走刀机构和快退刀机构分别配置1套传动电机和减速机，利用离合器和拨叉装置灵活转换。(2)慢走刀机构和快退刀机构共用1套传动电机，但减速机为双速型，减速机一般选用机床双速行星减速机，自带离合变速功能，根据两种走刀方式可自行切换。

所述刀盘组件包括活灵座、刀盘座、刀架、压紧螺栓和刀，所述活灵座与快慢刀进给系统传动相连，所述活灵座的外侧面设置有刀盘座，所述刀盘座的内侧面与导轨相配合，外侧面设置有刀架，所述刀架上通过压紧螺栓设置有刀。刀盘组件通过活灵座与快慢刀进给系统的传动丝杠连接，传动丝杠转动带动刀盘组件直线移动。

本发明所具有的优点在于：(1)筒体的装夹技术区别于传统的卡盘夹紧筒体，采用定位托轮组来实现。主定位底部托轮通过丝杆调节每组托轮装置之间开档距离，使筒体与镗杆轴心平衡，保证加工筒体内孔符合要求，并满足不同直径筒体的装夹；所述端部防窜动压轮保证防窜动托轮与筒体端部贴紧，防窜动托轮随筒体转动而自行压紧滚动，防止筒体在加工过程中左右窜动；所述辅助压轮组件来消除筒体加工过程中的震动，可消除筒体左右和上下的震动。(2)驱动方式采用低速驱动，每分钟约10转，适用于直径大、长度长、重量重的筒体加工要求，采用开式大齿轮和和胀紧套来装夹驱动筒体转动。(3)筒体装卸方便，镗杆一端设计有镗杆悬臂固定装置和固定架拉杆，通过调节杠杆螺母，利用杠杆原理使镗杆的右端翘起，移除右侧机座后，即可利用厂房行车吊装筒体从一端平移而出，同理，装夹筒体时将筒体从一端平移而入，大大缩短筒体装夹和调平的时间，提高工效。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1中的主定位底部托轮的结构示意图；

图3为实施例1中的端部防窜动压轮的结构示意图；

图4为实施例1中的传动装置的结构示意图；

图5为图4中的局部放大图A；

图6为实施例1中的快慢刀进给系统的结构示意图；

图7为实施例1中的刀盘组件的结构示意图；

图8为实施例2中的辅助压轮组件的结构示意图；

图9为实施例3中的直线导轨组件的结构示意图；

图10为实施例4中的平行钢制滑轨组件的结构示意图。

图中：1、主定位底部托轮 2、传动装置 3、镗杆 4、刀盘组件 5、快慢刀进给系统6、镗杆悬臂固定装置 7、固定架拉杆 8、机座 9、固定平台 10、端部防窜动压轮 11、筒体12、托轮装置 13、托轮支架 14、丝杆 15、螺母 16、丝杆固定板 17、手轮 18、端部底座 19、防窜动托轮 20、开式大齿轮 21、胀紧套 22、开式小齿轮 23、减速机 24、电动机 25、螺栓26、驱动装置 27、传动丝杆 28、左轴承座 29、右轴承座 30、快退刀机构 31、拨挡 32、慢走刀机构 33、UCP轴承座 34、联轴器 35、锁紧螺母 36、活灵座 37、刀盘座 38、刀架 39、压紧螺栓 40、刀 41、顶部辅助压轮 42、上横梁 43、龙门架 44、直线导轨 45、导轨滑块 46、平行钢制滑轨 47、滑道。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

如图1～图7所示，一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，包括固定平台9、机座8、镗杆3、镗杆悬臂固定装置6、固定架拉杆7、刀盘组件4、快慢刀进给系统5、筒体11、定位托轮组和传动装置2；其中，所述固定平台9左右两侧分别设置有机座8，左侧所述机座8顶部通过紧固螺栓与镗杆3的一端固定连接，且镗杆3的该端顶部固定连接有镗杆悬臂固定装置6，所述镗杆悬臂固定装置6通过杠杆螺母与左侧机座8一侧的固定架拉杆7螺纹连接，所述镗杆3沿左右轴方向上设置有导轨，导轨上滑动连接有刀盘组件4，所述刀盘组件4与快慢刀进给系统5相连，所述镗杆3外部套装有筒体11，所述筒体11通过定位托轮组装夹，所述筒体11右侧端部设置有用于筒体11转动的传动装置2，所述传动装置2位于右侧机座8顶部。

所述定位托轮组包括主定位底部托轮1和端部防窜动压轮10；

所述主定位底部托轮1具有2组且分别位于筒体11底部左右两端，每组包括位于筒体11前后两侧对称布置的底部托轮组件，所述底部托轮组件包括托轮装置12、托轮支架13、丝杆14、螺母15、丝杆固定板16、手轮17，其中，所述托轮支架13放置于固定平台9顶部，所述托轮支架13顶部设置有托轮装置12，所述托轮装置12与筒体11相抵触，所述托轮支架13上固定设置有螺母15且螺母15上连接有水平方向的丝杆14，所述丝杆14的另一端端部穿出丝杆固定板16设置有手轮17，所述丝杆固定板16固定连接于固定平台9顶部。主定位底部托轮1通过丝杆14调节每组托轮装置12之间开档距离，使筒体11与镗杆3轴心平衡，保证加工筒体11内孔符合要求，并满足不同直径筒体11的装夹。

所述端部防窜动压轮10具有2组且分别位于筒体11两侧端部，每组包括端部底座18和防窜动托轮19，其中，所述端部底座18固定设置于相邻筒体11一侧的机座8侧面上，所述端部底座18上设置有防窜动托轮19，且所述防窜动托轮19与相邻筒体11端部相抵触。所述端部防窜动压轮10保证防窜动托轮19与筒体11端部贴紧，防窜动托轮19随筒体11转动而自行压紧滚动，防止筒体11在加工过程中左右窜动。

所述传动装置2包括开式大齿轮20、胀紧套21、开式小齿轮22、减速机23和电动机24，其中，所述胀紧套21为6等分未切断的外圆锥度钢套且位于筒体11右端的外圆周表面，所述胀紧套21通过螺栓25与开式大齿轮20内圆周面固定连接，所述开式大齿轮20与开式小齿轮22相啮合，所述开式小齿轮22与减速机23及电动机24传动连接，所述减速机23和电动机24位于右侧机座8顶部。所述电动机24为变频调速电机。开式小齿轮22在减速机23及电动机24的驱动下，啮合开式大齿轮20转动，由于开式大齿轮20、胀紧套21和筒体11三者固定连接，从而带动筒体11转动。

镗杆3为整套装置的核心部件，镗杆3的刚度和导轨的直线度直接影响筒体加工的精度，导轨位置可在镗杆3圆周方向上0～360°范围内任意位置安装。

所述快慢刀进给系统5包括驱动装置26、传动丝杆27、左轴承座28、右轴承座29、快退刀机构30、拨挡31、慢走刀机构32、UCP轴承座33和联轴器34，其中，所述传动丝杆27通过联轴器34与驱动装置26传动连接，所述传动丝杆27上从左向右依次套接有左轴承座28、右轴承座29、快退刀机构30、拨挡31、慢走刀机构32和UCP轴承座33，所述左轴承座28和右轴承座29分别与镗杆3的左右两端端部相抵触，轴承采用圆锥滚子轴承，且左轴承座28和右轴承座29的外侧分别设置有锁紧螺母35，消除其窜动。所述传动丝杆27为梯形丝杆。

所述刀盘组件4包括活灵座36、刀盘座37、刀架38、压紧螺栓39和刀40，所述活灵座36与快慢刀进给系统5传动相连，所述活灵座36的外侧面设置有刀盘座37，所述刀盘座37的内侧面与导轨相配合，外侧面设置有刀架38，所述刀架38上通过压紧螺栓39设置有刀40。刀盘组件4通过活灵座36与快慢刀进给系统5的传动丝杠27连接，传动丝杠27转动带动刀盘组件4直线移动。

实施例2：

如图8所示，实施例2所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床与实施例1结构相同，除此之外，所述定位托轮组还包括若干组辅助压轮组件，所述辅助压轮组件具有若干组，所述辅助压轮组件包括顶部辅助压轮41、上横梁42、龙门架43，所述龙门架43位于固定平台9顶部，所述龙门架43顶部横跨设置有上横梁42，所述上横梁42底部设置有顶部辅助压轮41，所述顶部辅助压轮41与筒体11顶部的最高点相抵触。筒体11在加工时由于切削力的大小会产生上下震动，引起刀具“震刀”，通过辅助压轮组件来消除筒体11加工过程中的震动，可消除筒体11左右和上下的震动。

实施例3：

如图9所示，实施例1中镗杆3上的导轨考虑加工和安装的精度要求，可使用成品的直线导轨组件，包括安装于镗杆3上的直线导轨44以及相配合的安装于刀盘座37内侧面的导轨滑块45。

实施例4：

如图10所示，实施例1中镗杆上的导轨考虑加工和安装的精度要求，可使用成品的平行钢制滑轨组件，包括安装于镗杆3上的平行钢制滑轨46以及相配合的安装于刀盘座37内侧面的铜板或胶木板的滑道47。

Claims (7)

1.一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：包括固定平台、机座、镗杆、镗杆悬臂固定装置、固定架拉杆、刀盘组件、快慢刀进给系统、筒体、定位托轮组和传动装置；其中，所述固定平台左右两侧分别设置有机座，左侧所述机座顶部通过紧固螺栓与镗杆的一端固定连接，且镗杆的该端顶部固定连接有镗杆悬臂固定装置，所述镗杆悬臂固定装置通过杠杆螺母与左侧机座一侧的固定架拉杆螺纹连接，所述镗杆沿左右轴方向上设置有导轨，导轨上滑动连接有刀盘组件，所述刀盘组件与快慢刀进给系统相连，所述镗杆外部套装有筒体，所述筒体通过定位托轮组装夹，所述筒体右侧端部设置有用于筒体转动的传动装置，所述传动装置位于右侧机座顶部；

所述快慢刀进给系统包括驱动装置、传动丝杆、左轴承座、右轴承座、快退刀机构、拨挡、慢走刀机构、UCP轴承座和联轴器，其中，所述传动丝杆通过联轴器与驱动装置传动连接，所述传动丝杆上从左向右依次套接有左轴承座、右轴承座、快退刀机构、拨挡、慢走刀机构和UCP轴承座，所述左轴承座和右轴承座分别与镗杆的左右两端端部相抵触，且左轴承座和右轴承座的外侧分别设置有锁紧螺母，所述传动丝杆为梯形丝杆；

所述传动丝杆水平布置，在所述传动丝杆左右距离刀盘组件1/3整体长度的位置安装防坠落装置，所述防坠落装置左右各1个，随刀盘组件移动。

2.根据权利要求1所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述定位托轮组包括主定位底部托轮和端部防窜动压轮；

所述主定位底部托轮具有2组且分别位于筒体底部左右两端，每组包括位于筒体前后两侧对称布置的底部托轮组件，所述底部托轮组件包括托轮装置、托轮支架、丝杆、螺母、丝杆固定板、手轮，其中，所述托轮支架放置于固定平台顶部，所述托轮支架顶部设置有托轮装置，所述托轮装置与筒体相抵触，所述托轮支架上固定设置有螺母且螺母上连接有水平方向的丝杆，所述丝杆的另一端端部穿出丝杆固定板设置有手轮，所述丝杆固定板固定连接于固定平台顶部；

所述端部防窜动压轮具有2组且分别位于筒体两侧端部，每组包括端部底座和防窜动托轮，其中，所述端部底座固定设置于相邻筒体一侧的机座侧面上，所述端部底座上设置有防窜动托轮，且所述防窜动托轮与相邻筒体端部相抵触。

3.根据权利要求2所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述定位托轮组还包括若干组辅助压轮组件，所述辅助压轮组件具有若干组，所述辅助压轮组件包括顶部辅助压轮、上横梁、龙门架，所述龙门架位于固定平台顶部，所述龙门架顶部横跨设置有上横梁，所述上横梁底部设置有顶部辅助压轮，所述顶部辅助压轮与筒体顶部的最高点相抵触。

4.根据权利要求1所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述传动装置包括开式大齿轮、胀紧套、开式小齿轮、减速机和电动机，其中，所述胀紧套为6～8等分未切断的外圆锥度钢套且位于筒体右端的外圆周表面，所述胀紧套通过螺栓与开式大齿轮内圆周面固定连接，所述开式大齿轮与开式小齿轮相啮合，所述开式小齿轮与减速机及电动机传动连接，所述减速机和电动机位于右侧机座顶部。

5.根据权利要求4所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述电动机为变频调速电机。

6.根据权利要求1所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述镗杆上的导轨为直线导轨组件或平行钢制滑轨组件。

7.根据权利要求1所述的一种超长大直径筒体镗内孔的专用机床，其特征在于：所述刀盘组件包括活灵座、刀盘座、刀架、压紧螺栓和刀，所述活灵座与快慢刀进给系统传动相连，所述活灵座的外侧面设置有刀盘座，所述刀盘座的内侧面与导轨相配合，外侧面设置有刀架，所述刀架上通过压紧螺栓设置有刀。