CN111136335A - 一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、机架、上导轮、下导轮和线锯，X轴进给机构设置在底座上，Y轴进给机构设置在X轴进给机构上，X轴进给机构能够驱动Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，Y轴进给机构能够驱动机架进行Y轴方向上的移动，上导轮和下导轮均转动设置在机架的同一侧，上导轮和下导轮的轴线在同一个竖直平面内，上导轮或下导轮传动连接有转轴电机，同一个线锯绕设在上导轮和下导轮上。本发明使线锯切割一次走刀便可完成整个凹槽的切割，操作简单、加工效率高、后续的加工余量小，加工成本显著降低。

Description

一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置及其切割方法

技术领域

本发明涉及大型钢锻件异形加工技术领域，特别是涉及一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置及其切割方法。

背景技术

在国内人造金刚石合成领域用到的合成设备主要为六面顶压机。近年来生产厂家一直在致力于六面顶压机的大型化。现有六面顶压机的缸体直径多为400mm-650mm，随着生产要求的提高，设计人员已经设计出缸体直径为1000mm的六面顶压机，这就对六面顶压机的相应零件的性能提出了更高的要求，零件的制造工艺也要有相应的改进。

铰链梁是六面顶压机的主要部件，目前铰链梁基本采用铸造工艺生产。由于铸造技术本身原因，铸件内部会出现缺陷，导致铰链梁失效，造成重大损失。而锻造产品的质量一般高于铸造产品的质量，但铰链梁的质量大，形状复杂，根据现有锻造技术分析，铰链梁不适合整体锻造，主要表现为锻造工艺复杂，材料利用率低，容易出现锻造缺陷，从而导致铰链梁锻造成本增加。近年本领域研究人员提出了大型化的六面顶压机整体式锻造铰链梁结构，锻造后能够显著减少内部组织取向、孔洞等缺陷，以实现大腔体合成，并延长使用寿命。

锻造的铰链梁如图1所示，其中1为铰链梁毛坯，2为凸耳，凸耳2中间部分需要被加工去除，最终加工成如图2所示，上下两个凸耳2均切割出两个凹槽3，左右两个凸耳2均切割出一个凹槽3。因为铰链梁凸耳2中间部分尺寸较大，一般为750mm×500mm×160mm，有的甚至更大，去掉凸耳2中间部分较为困难。现有技术中没有专用的凸耳2切割装置，一般是采用铣床完成的，但是铣削工作量较大，成本较高；亦有采用带锯切割、钻头和铣床组合完成的，先用带锯切割至凸耳2根部，然后用长钻头在根部钻多个孔，直至凸耳2中间部分钢件可以被取下，再通过铣削方式把根部铣平待用，此方法会耗费大量的工时，切割效率极低。

发明内容

本发明的目的是提供一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置及其切割方法，以解决上述现有技术存在的问题，使线锯切割一次走刀便可完成整个凹槽的切割，操作简单、加工效率高、后续的加工余量小，加工成本显著降低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、机架、上导轮、下导轮和线锯，所述X轴进给机构设置在所述底座上，所述Y轴进给机构设置在所述X轴进给机构上，所述X轴进给机构能够驱动所述Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，所述机架设置在所述Y轴进给机构上，所述Y轴进给机构能够驱动所述机架进行Y轴方向上的移动，所述上导轮和所述下导轮均转动设置在所述机架的同一例，所述上导轮和所述下导轮的轴线相互平行且在同一个竖直平面内，所述上导轮或所述下导轮传动连接有转轴电机，同一个所述线锯绕设在所述上导轮和所述下导轮上，所述上导轮和所述下导轮的圆周轮面上均开设有V形槽，所述线锯绕设在所述上导轮以及所述下导轮的所述V形槽中。

优选的，所述机架为匚形结构，所述上导轮转动设置在所述机架的上翼上，所述下导轮转动设置在所述机架的下翼上。

优选的，所述上翼上固定有上转轴，所述上转轴与所述上导轮转动连接，所述下翼转动连接有下转轴，所述下导轮固定设置在所述下转轴上，所述下转轴的一端通过联轴器与所述转轴电机的输出轴固定连接。

优选的，还包括一对直切导轮，所述直切导轮的中心轴线与所述上导轮以及所述下导轮的中心轴线均平行，一所述直切导轮转动设置在所述上翼上并与所述线锯触接，另一所述直切导轮转动设置在所述下翼上并与所述线锯触接。

优选的，还包括一对横切导轮，所述横切导轮的中心轴线与所述上导轮以及所述下导轮的中心轴线均垂直，一所述横切导轮转动设置在所述上翼上并与所述线锯触接，另一所述横切导轮转动设置在所述下翼上并与所述线锯触接。

优选的，所述线锯外径为1-5mm，所述线锯为闭环或开环结构。

优选的，所述X轴进给机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠与所述底座转动连接，所述X轴丝杠的一端与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杠螺母至少有一个，所述X轴丝杠螺母套设在所述X轴丝杠上，所述Y轴进给机构固定在所述X轴丝杠螺母上。

优选的，所述Y轴进给机构包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，所述Y轴安装板固定在所述X轴丝杠螺母上，所述Y轴丝杠与所述Y轴安装板转动连接，所述Y轴丝杠的一端与所述Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杠螺母至少有一个，所述Y轴丝杠螺母套设在所述Y轴丝杠上，所述机架固定在所述Y轴丝杠螺母上。

本发明还提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，利用以上所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，包括以下步骤：

S1、将铰链梁毛坯夹持固定；

S2、开启所述X轴进给机构，驱动所述线锯沿X轴方向进给，所述线锯切割至铰链梁毛坯凸耳的根部；

S3、同时开启所述X轴进给机构和所述Y轴进给机构，使所述线锯在所述凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，切割至指定位置；

S4、停止所述Y轴进给机构的动作，所述X轴进给机构驱动所述线锯沿X轴的反向进给、切割，直到完成一个凹槽的切割，将包围部分的废料取出，完成一个切割周期；

S5、重复步骤S1-S4，最终完成所述铰链梁毛坯四个所述凸耳的切割。

优选的，利用1～4个所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置分别对不同的所述凸耳处进行多刀同时切割。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明在应用时，将铰链梁毛坯夹持固定，先开启X轴进给机构，驱动线锯沿X轴方向进给，线锯切割至铰链梁毛坯凸耳的根部，再同时开启X轴进给机构和Y轴进给机构，使线锯在凸耳根部沿一定弧度方向进给，切割至指定位置后，Y轴进给机构停止动作，X轴进给机构继续驱动线锯沿X轴的反向进给、切割，直到完成凸耳处一个凹槽的切割，即利用本发明只需一次走刀便可完成整个凹槽的切割，操作简单、加工效率高，在凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，能够显著减小后续的加工余量，从而显著降低加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为锻造六面顶压机铰链梁的结构示意图(毛坯件)；

图2为锻造六面顶压机铰链梁的结构示意图(成品)；

图3为本发明锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置的主视图；

图4为本发明锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置的左视图；

图5为本发明锻造六面顶压机铰链梁的切割方法的切割路线示意图(其中包括路线A、路线B和路线A′)；

图6为本发明中沿路线A的切割示意图；

图7为本发明中沿路线B的切割示意图；

图8为一个铰链梁毛坯多刀同时切割的示意图；

其中：1-铰链梁毛坯，2-凸耳，3-凹槽，4-线锯，5-横切导轮，6-直切导轮，7-上导轮，8-下导轮，9-Y轴进给机构，10-X轴进给机构，11-转轴电机，12-机架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图4所示：本实施例提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，包括底座、X轴进给机构10、Y轴进给机构9、机架12、上导轮7、下导轮8和线锯4，X轴进给机构10设置在底座上，Y轴进给机构9设置在X轴进给机构10上，X轴进给机构10能够驱动Y轴进给机构9进行X轴方向上的移动，机架12设置在Y轴进给机构9上，Y轴进给机构9能够驱动机架12进行Y轴方向上的移动，上导轮7和下导轮8均转动设置在机架12的同一侧，上导轮7和下导轮8的轴线在同一个竖直平面内，优选的，机架12为匚形结构，上导轮7转动设置在机架12的上翼上，优选的，上翼上固定有上转轴，上转轴与上导轮7转动连接，下翼转动连接有下转轴，下导轮8固定设置在下转轴上，下转轴的一端通过联轴器与转轴电机11的输出轴固定连接。下导轮8转动设置在机架12的下翼上，上导轮7或下导轮8传动连接有转轴电机11，同一个线锯4绕设在上导轮7和下导轮8上，上导轮7与下导轮8的圆周轮面上均开设有V形槽，线锯4绕设在上导轮7以及下导轮8的V形槽中，预防线锯4从上导轮7和下导轮8上脱落，保证切割过程的顺利进行。线锯4外径为1-5mm，线锯4的材质可以采用立方氮化硼或金刚石，具体的尺寸和材质可根据要切割铰链梁毛坯1的尺寸或硬度进行选择，线锯4为闭环或开环结构，为开环时，应用时，两个自由端需要固定连接在一起才可使用。

本实施例还可以包括一对直切导轮6，直切导轮6的中心轴线与上导轮7以及下导轮8的中心轴线均平行，一直切导轮6转动设置在上翼上并与线锯4触接，另一直切导轮6转动设置在下翼上并与线锯4触接，具体如图3所示，在线锯4进行X轴方向的进给、切割时，因切削力的作用，线锯4中间会向一侧凹陷，从而影响线切割的切割速度和切割质量，而直切导轮6能够给线锯4提供一定的支撑力，减小切削力对线锯4直线度的影响，提高切割后铰链梁毛坯1的质量。

本实施例还可以包括一对横切导轮5，横切导轮5的中心轴线与上导轮7以及下导轮8的中心轴线均垂直，一横切导轮5转动设置在上翼上并与线锯4触接，另一横切导轮5转动设置在下翼上并与线锯4触接。具体如图4所示，在线锯4进行Y轴方向的进给、切割时，同样因为切削力的作用，线锯4中间会向一侧凹陷，从而影响线切割的切割速度和切割质量，而横切导轮5能够给线锯4提供一定的支撑力，减小切削力对线锯4直线度的影响，提高切割后铰链梁毛坯1的质量。

本实施例优选的X轴进给机构10和Y轴进给机构9如下，X轴进给机构10包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，X轴丝杠与底座转动连接，X轴丝杠的一端与X轴电机的输出轴固定连接，X轴丝杠螺母至少有一个，X轴丝杠螺母套设在X轴丝杠上，Y轴进给机构9固定在X轴丝杠螺母上。Y轴进给机构9包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，Y轴安装板固定在X轴丝杠螺母上，Y轴丝杠与Y轴安装板转动连接，Y轴丝杠的一端与Y轴电机的输出轴固定连接，Y轴丝杠螺母至少有一个，Y轴丝杠螺母套设在Y轴丝杠上，机架12固定在Y轴丝杠螺母上。

实施例二

如图5-图8所示：本实施例提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，利用实施例一中锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，并包括以下步骤：

S1、将铰链梁毛坯1夹持固定；

S2、开启X轴进给机构10，X轴电机启动，驱动X轴丝杠旋转，进而带动X轴丝杠螺母移动，即驱动线锯4沿X轴方向(即图5中的路线A)进给，线锯4切割至铰链梁毛坯1凸耳2的根部；

S3、同时开启X轴进给机构10和Y轴进给机构9，X轴电机和Y轴电机同时启动，X轴丝杠和Y轴丝杠分别进行旋转，并分别带动X轴丝杠螺母和Y轴丝杠螺母移动，从而使线锯4在凸耳2根部沿一定弧度方向(即图5中所示的路线B)进给、切割，切割至指定位置，切割后的弧面与铰链梁毛坯1共轴线，从而最大限度的减小后续的加工余量，缩短后续加工的工时，降低加工成本；

S4、停止Y轴进给机构9的动作，X轴进给机构10驱动线锯4沿X轴的反向(即图5中的路线A′)进给、切割，直到完成一个凹槽3的切割，将包围部分的废料取出，完成一个切割周期，即完成一个凹槽3的切割，由此可看出，本实施例通过一次走刀便可完成路线A、路线B和路线A′的切割过程，从而完成整个凹槽3的切割，加工效率显著提高，而且因为凹槽的三面都被切割，废料极易取出和回收；

S5、重复步骤S1-S4，最终完成铰链梁毛坯1四个凸耳2的切割。

另外，本实施例还可以利用1～4个的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置分别对四个凸耳2进行多刀同时切割，具体如图8所示，对四个凸耳的凹槽进行同时加工，可以直接缩短加工工时，显著提高加工效率。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、机架、上导轮、下导轮和线锯，所述X轴进给机构设置在所述底座上，所述Y轴进给机构设置在所述X轴进给机构上，所述X轴进给机构能够驱动所述Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，所述机架设置在所述Y轴进给机构上，所述Y轴进给机构能够驱动所述机架进行Y轴方向上的移动，所述上导轮和所述下导轮均转动设置在所述机架的同一侧，所述上导轮和所述下导轮的轴线相互平行且在同一个竖直平面内，所述上导轮或所述下导轮传动连接有转轴电机，同一个所述线锯绕设在所述上导轮和所述下导轮上，所述上导轮和所述下导轮的圆周轮面上均开设有V形槽，所述线锯绕设在所述上导轮以及所述下导轮的所述V形槽中。

2.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：所述机架为匚形结构，所述上导轮转动设置在所述机架的上翼上，所述下导轮转动设置在所述机架的下翼上。

3.根据权利要求2所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：所述上翼上固定有上转轴，所述上转轴与所述上导轮转动连接，所述下翼转动连接有下转轴，所述下导轮固定设置在所述下转轴上，所述下转轴的一端通过联轴器与所述转轴电机的输出轴固定连接。

4.根据权利要求2所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：还包括一对直切导轮，所述直切导轮的中心轴线与所述上导轮以及所述下导轮的中心轴线均平行，一所述直切导轮转动设置在所述上翼上并与所述线锯触接，另一所述直切导轮转动设置在所述下翼上并与所述线锯触接。

5.根据权利要求2所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：还包括一对横切导轮，所述横切导轮的中心轴线与所述上导轮以及所述下导轮的中心轴线均垂直，一所述横切导轮转动设置在所述上翼上并与所述线锯触接，另一所述横切导轮转动设置在所述下翼上并与所述线锯触接。

6.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：所述线锯外径为1-5mm，所述线锯为闭环或开环结构。

7.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：所述X轴进给机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠与所述底座转动连接，所述X轴丝杠的一端与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杠螺母至少有一个，所述X轴丝杠螺母套设在所述X轴丝杠上，所述Y轴进给机构固定在所述X轴丝杠螺母上。

8.根据权利要求7所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，其特征在于：所述Y轴进给机构包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，所述Y轴安装板固定在所述X轴丝杠螺母上，所述Y轴丝杠与所述Y轴安装板转动连接，所述Y轴丝杠的一端与所述Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杠螺母至少有一个，所述Y轴丝杠螺母套设在所述Y轴丝杠上，所述机架固定在所述Y轴丝杠螺母上。

9.一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：利用权利要求1～8中任一项所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置，包括以下步骤：

S1、将铰链梁毛坯夹持固定；

S2、开启所述X轴进给机构，驱动所述线锯沿X轴方向进给，所述线锯切割至铰链梁毛坯凸耳的根部；

S3、同时开启所述X轴进给机构和所述Y轴进给机构，使所述线锯在所述凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，切割至指定位置；

S4、停止所述Y轴进给机构的动作，所述X轴进给机构驱动所述线锯沿X轴的反向进给、切割，直到完成一个凹槽的切割，将包围部分的废料取出，完成一个切割周期；

S5、重复步骤S1-S4，最终完成所述铰链梁毛坯四个所述凸耳的切割。

10.根据权利要求9所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：利用1～4个所述的锻造六面顶压机铰链梁的线锯切割装置分别对不同的所述凸耳处进行多刀同时切割。

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