CN111069859B - 一种环形基座的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形基座的加工方法，涉及金属切割加工技术领域。该方法包括：S1.将机床固定于环形基座的内壁上，并使机床处于水平状态且中心轴与环形基座的中心轴重合，S2.通过外圆加工刀具沿环形基座的外壁进行外圆的加工，通过水平加工刀具对环形基座的顶部端面进行加工以调整端面的高度，通过内圆加工刀具沿环形基座的内壁进行内圆的加工；S3.内圆加工结束后，先通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行阶梯形加工，阶梯形加工结束后，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工。本发明提供的环形基座的加工方法，能实现对法兰的端面进行内外圆及倒角的加工，便捷高效，精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及金属切割加工技术领域，具体涉及一种环形基座的加工方法。
背景技术
法兰作为常用的机械连接件，被广泛应用于压力容器、罐体、管道等工作环境中，为了适应不同的使用环境，就往往需要对法兰进行不同程度的加工。
大型法兰端面的加工一般采用机床加工，以往采用的方法为：将专用机床的支撑脚固定于法兰的内表面处，随后利用机床的刀头绕法兰的中心线以旋转切削的方式，对法兰的端面及端面密封槽进行加工，但这种方法仅仅适用于加工法兰的端面及密封槽，无法实现对法兰的斜端面及内外圆的加工。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种环形基座的加工方法，能实现对法兰的端面进行内外圆及倒角的加工，便捷高效，精度较高。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
S1.将机床固定于环形基座的内壁上，并使机床处于水平状态且中心轴与环形基座的中心轴重合；
S2.通过外圆加工刀具沿环形基座的外壁进行外圆的加工，随后通过水平加工刀具对环形基座的顶部端面进行加工以调整端面的高度，最后通过内圆加工刀具沿环形基座的内壁进行内圆的加工；
S3.内圆加工结束后，先通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行朝下倾斜的阶梯形加工，阶梯形加工结束后，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工。
在上述技术方案的基础上，将机床固定在环形基座的内壁之前，先在环形基座的顶部端面上分别设置具有不同直径尺寸的第一看线圆和第二看线圆，将第一看线圆和第二看线圆配置为同心，并使第一看线圆和第二看线圆的中心与环形基座的中心轴重合。
在上述技术方案的基础上，在第一看线圆和第二看线圆上沿圆周均间隔标注多个冲样点，将机床固定于环形基座的内壁上并在机床上安装划线针，通过旋转机床的刀臂分别检查划线针与第一看线圆及第二看线圆之间的间距，以调整机床使机床的中心轴与环形基座的中心轴以及第一看线圆和第二看线圆的中心重合，并通过水平尺检查机床的刀臂是否水平，调整机床使机床的刀臂处于水平状态。
在上述技术方案的基础上，利用激光经纬仪确定环形基座的中心轴，将第一看线圆和第二看线圆的中心与环形基座的中心轴重合。
在上述技术方案的基础上，在进行外圆加工时，先在刀臂的一端安装外圆加工刀具，沿环形基座的外壁进行外圆的初次加工，当加工至第一预设位置后，调整加工精度，再沿环形基座的外壁进行外圆的二次加工，并以第一看线圆和其上的冲样点作为参考线完成对外圆的加工。
在上述技术方案的基础上，在进行内圆加工时，先在刀臂一端安装内圆加工刀具，沿环形基座的内壁进行内圆的初次加工，当加工至第二预设位置后，调整加工精度，再沿环形基座的内壁进行内圆的二次加工，并以加工好的外圆作为参考完成对内圆的加工。
在上述技术方案的基础上，加工后形成的外圆、内圆以及端面的高度的尺寸公差为0～1mm。
在上述技术方案的基础上，在进行外圆的初次加工时的第一预设位置是指环形基座的外壁的加工面与第一看线圆之间的距离不小于3mm时的位置，在进行内圆的初次加工时的第二预设位置是指环形基座的内壁的加工面与外圆之间的距离为不小于D+3mm时的位置，D为环形基座加工完成后的理论厚度。
在上述技术方案的基础上，第一看线圆和第二看线圆上的冲样点的数量均为8个，且8个冲样点等间距分布。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供的一种环形基座的加工方法，通过外圆加工刀具、内圆加工刀具和水平加工刀具对环形基座进行内外圆和端面高度的加工，结束后再分别通过阶梯加工刀具和成型斜刀具对环形基座的顶部端面进行倾斜大坡口的加工，其中，先通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行朝下倾斜的阶梯形加工，每一级阶梯的尺寸根据实际情况而调整，阶梯形加工结束后，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工。本方法能实现对法兰的端面进行内外圆及倒角的加工，便捷高效，精度较高，为施工现场非平面环形基座的加工提供了明确便捷的方法。
附图说明
图1为本发明实施例中的环形基座的加工方法的未加工前的示意图；
图2为本发明实施例中的环形基座的加工方法的加工时的示意图；
图3为本发明实施例中的环形基座的加工方法的加工时的示意图；
图4为本发明实施例中的环形基座的加工方法的加工时的示意图；
图5为本发明实施例中的环形基座的加工方法的加工时的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种环形基座的加工方法，其主要用于机床对环形基座的加工，本方法包括：S1.将机床固定于环形基座的内壁上，并使机床处于水平状态且中心轴与环形基座的中心轴重合；S2.通过外圆加工刀具沿环形基座的外壁进行外圆的加工，随后通过水平加工刀具对环形基座的顶部端面进行加工以调整端面的高度，最后通过内圆加工刀具沿环形基座的内壁进行内圆的加工；S3.内圆加工结束后，先通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行朝下倾斜的阶梯形加工，阶梯形加工结束后，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工。
具体的，在开始加工前先利用激光经纬仪确定环形基座的中心轴，计算并确定一下环形基座需要加工的加工量，然后在环形基座的顶部端面上分别设置具有不同直径尺寸的第一看线圆和第二看线圆其中，第一看线圆的直径尺寸与外壁理论加工直径相同，第二看线圆的直径尺寸与内壁理论加工直径相同，将第一看线圆和第二看线圆配置为同心，并使第一看线圆和第二看线圆的中心与环形基座的中心轴重合。这里第二看线圆的直径小于第一看线圆，第一看线圆和第二看线圆共同用于机床的定位，第一看线圆还为外圆的加工提供参考。
进一步的，在第一看线圆和第二看线圆上沿圆周均间隔标注多个冲样点，从结构设计的角度出发，第一看线圆和第二看线圆上的冲样点的数量均为8个，且8个冲样点等间距分布。调整安装机床的具体方法为：先将机床的8个支撑脚固定于环形基座的内壁上，然后在机床的刀臂上安装划线针，通过旋转机床的刀臂分别检查划线针与第一看线圆及第二看线圆的间距，以调整环形基座的中心轴，再调整8个支撑脚使机床的中心轴与环形基座的中心轴以及第一看线圆和第二看线圆的中心重合，并通过水平尺检查机床的刀臂是否水平，调整机床使机床的刀臂处于水平状态。
通过设置第一看线圆和第二看线圆来调整环形基座的中心轴的原因为：由于环形基座后续要进行加工，所以在之前会预留有加工余量，在环形基座弯制过程中，以及环形基座安装焊接过程中会有误差，不会像图纸设计那样圆，这样的话有的地方加工余量会大一些，有的地方加工余量会小一些，甚至第一看线圆会超出没加工时环形基座的边缘，这样就需要通过设置第一看线圆和第二看线圆来微调环形基座的中心轴。
参见图2所示，加工准备工作完成后，开始对环形基座进行加工，首先进行对外圆的加工，在进行外圆加工时，先在刀臂的一端安装外圆加工刀具，转动刀臂使其沿环形基座的外壁进行外圆的初次加工，当加工至预设位置后，调整吃刀量至不大于1mm，再沿环形基座的外壁进行外圆的二次加工，并以第一看线圆和其上的冲样点作为参考线完成对外圆的加工。其中，在进行初次加工时，外圆加工刀具根据吃刀量依次进行加工，此时的吃刀量不大于4mm，加工到距第一看线圆不小于3mm的预设位置时，由于此时剩下的加工距离已经很小，因此需要将外圆加工刀具的吃刀量减少至不大于1mm，再沿环形基座的外壁进行对外圆的二次加工，以保证加工的质量和精度，这里的预设位置为环形基座的外壁的加工面与第一看线圆之间的距离为不小于3mm时的位置。当外圆加工完成后，此时环形基座顶部端面的外径缩小为A，加工的高度为B。
参见图3所示，在外圆加工结束后通过水平加工刀具对环形基座的顶部端面进行加工，以调整端面的高度，加工完成后，此时环形基座的高度减小为C。
参见图4所示，在对环形基座的顶部端面的加工结束后，开始进行对内圆的加工，在进行内圆加工时，先在刀臂一端安装内圆加工刀具，转动刀臂使其沿环形基座的内壁以不大于4mm的吃刀量进行内圆的初次加工，当加工至预设位置后，调整吃刀量至不大于1mm，再沿环形基座的内壁进行内圆的二次加工，并以外圆作为参考线完成对内圆的加工。其中，内圆加工与外圆加工时采用的方法一样，先根据不大于4mm的吃刀量依次进行加工，加工到预设位置时，将内圆加工刀具的吃刀量减少至不大于1mm，再沿环形基座的内壁进行对内圆的二次加工，这里的预设位置为环形基座的内壁的加工面与外圆之间的距离为不小于D+3mm时的位置，这里的D是环形基座加工后的理论厚度。当内圆加工完成后，此时环形基座顶部端面的内径扩大为D，加工的高度也为B。
参见图5所示，内圆加工结束后，安装阶梯加工刀具，通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行朝下倾斜的阶梯形加工，其中，每一级阶梯的尺寸根据实际情况而调整，阶梯形加工结束后，将阶梯加工刀具更换为成型斜刀具，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工，如图5所示，大坡口的加工倾斜角度为E。
进一步的，加工后形成的外圆、内圆以及端面的高度的尺寸公差为0～1mm。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环形基座的加工方法，其用于机床对环形基座的加工，其特征在于，其步骤包括：
S1.将机床固定于环形基座的内壁上，并使机床处于水平状态且中心轴与环形基座的中心轴重合；
S2.通过外圆加工刀具沿环形基座的外壁进行外圆的加工，随后通过水平加工刀具对环形基座的顶部端面进行加工以调整端面的高度，最后通过内圆加工刀具沿环形基座的内壁进行内圆的加工；
S3.内圆加工结束后，先通过阶梯加工刀具沿从内向外的方向对环形基座的顶部端面进行朝下倾斜的阶梯形加工，阶梯形加工结束后，再通过成型斜刀具对加工形成的阶梯进行斜向切割，完成环形基座顶部端面的大坡口加工。
2.如权利要求1所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：将机床固定在环形基座的内壁之前，先在环形基座的顶部端面上分别设置具有不同直径尺寸的第一看线圆和第二看线圆，将第一看线圆和第二看线圆配置为同心，并使第一看线圆和第二看线圆的中心与环形基座的中心轴重合。
3.如权利要求2所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：在第一看线圆和第二看线圆上沿圆周均间隔标注多个冲样点，将机床固定于环形基座的内壁上并在机床上安装划线针，通过旋转机床的刀臂分别检查划线针与第一看线圆及第二看线圆之间的间距，以调整机床使机床的中心轴与环形基座的中心轴以及第一看线圆和第二看线圆的中心重合，并通过水平尺检查机床的刀臂是否水平，调整机床使机床的刀臂处于水平状态。
4.如权利要求2所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：利用激光经纬仪确定环形基座的中心轴，将第一看线圆和第二看线圆的中心与环形基座的中心轴重合。
5.如权利要求3所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：在进行外圆加工时，先在刀臂的一端安装外圆加工刀具，沿环形基座的外壁进行外圆的初次加工，当加工至第一预设位置后，调整加工精度，再沿环形基座的外壁进行外圆的二次加工，并以第一看线圆和其上的冲样点作为参考线完成对外圆的加工。
6.如权利要求5所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：在进行内圆加工时，先在刀臂一端安装内圆加工刀具，沿环形基座的内壁进行内圆的初次加工，当加工至第二预设位置后，调整加工精度，再沿环形基座的内壁进行内圆的二次加工，并以加工好的外圆作为参考完成对内圆的加工。
7.如权利要求1所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：加工后形成的外圆、内圆以及端面的高度的尺寸公差为0～1mm。
8.如权利要求6所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：在进行外圆的初次加工时的第一预设位置是指环形基座的外壁的加工面与第一看线圆之间的距离不小于3mm时的位置，在进行内圆的初次加工时的第二预设位置是指环形基座的内壁的加工面与外圆之间的距离为不小于D+3mm时的位置，D为环形基座加工完成后的理论厚度。
9.如权利要求3所述的一种环形基座的加工方法，其特征在于：第一看线圆和第二看线圆上的冲样点的数量均为8个，且8个冲样点等间距分布。
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