CN111842951B - 一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置，包括固定装卡板(1)、内压件(2)和切断压环(3)，固定装卡板(1)为柱状，内压件(2)具有环形的压环(21)，在压环(21)的外侧设置有固定爪(22)，固定爪(22)上具有螺孔，通过螺栓将固定爪(22)固定在固定装卡板(1)上，本发明还提供一种卧车薄板厚度余量机加方法，将待加工钢板分为外层和内层，对钢板外层和内层分别固定，依次去除外层、内层的厚度余量。本发明所述的卧车薄板厚度余量机加装卡装置和机加方法，可在普通普通卧车机床上实现薄板的厚度余量加工去除，且加工后的成品薄板表面精度高，厚度尺寸、边缘尺寸优良。

Description

一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置及加工方法

技术领域

本发明涉及装卡装置，尤其是一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置，属于机械加工领域。

背景技术

在核电设备使用中，会对设备部分孔进行密封操作，在密封过程中会用到薄板贴合设备孔，由于不同工况对薄板的厚度要求、尺寸要求均不同，所以无法提前制作，需要现场加工。

通常做法为将较厚的钢板通过机床进行余量去除，形成较薄的薄板。但由于钢板厚度薄(薄板的厚度约为3mm)，在使用普通卧车进行加工时，钢板极易变形，导致无法完成加工，需要定制专业的机床进行加工。

此外，在核电设备中，对薄板的表面粗糙度有严格要求，薄板车加工过程中，由于工件很薄，装卡易发生变形，且随着薄钢板余量的去除，车加工过程会发生震动，使薄板厚度表面粗糙度变大，导致成品率低，同时带来安全隐患。

因此设计一种普通卧车薄板厚度余量机加装卡装置非常必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，一方面，设计了一种可在普通卧车上实现薄板厚度余量加工去除的装卡装置，包括固定装卡板1、内压件2和切断压环3，

所述固定装卡板1为柱状，在固定装卡板1上设置有多个螺纹孔11，以通过螺栓固定待加工薄板和内压件2，

所述内压件2具有环形的压环21，在压环21的外侧设置有固定爪22，固定爪22上具有螺孔，通过螺栓将固定爪22固定在固定装卡板1上，

所述切断压环3截面为圆形，其外径比成品薄板外径小20～30mm。

所述固定装卡板1的厚度不小于40mm。

在固定装卡板1的边缘，设置有与卧车卡爪匹配的凹槽。

多个螺纹孔11呈环形排布，环形与固定装卡板1同轴心。

所述固定装卡板1的外径大于待加工钢板外径20～60mm。

所述螺纹孔11到固定装卡板1轴心的距离大于成品薄板外径20～60mm。

所述压环21内径为300～320mm，外径为400～420mm。

所述切断压环3具有镂空设计。

另一方面，本发明还提供了一种卧车薄板厚度余量机加方法，将待加工钢板分为外层和内层，在机加工去厚度余量的过程中通过权利要求1～8之一所述的装卡装置对钢板外层和内层分别固定，依次去除外层、内层的厚度余量。

内层是指半径为薄板工件图纸外径的1/3～2/3的区域，外层是指内层外径到的螺纹孔11之间的区域。

具体地，包括以下步骤：

S1、将待加工钢板固定在固定装卡板1上，机加工去除待加工钢板外层区域厚度余量；

S2、安装内压件2，机加工去除待加工钢板内层区域厚度余量；

S3、拆下内压件2，安装切断压环3，使用切断车刀，将钢板切割下来，获得成品薄板。

根据本发明提供的卧车薄板厚度余量机加装卡装置和机加方法，具有以下有益效果：

(1)可在普通卧车机床上实现薄板的厚度余量加工去除；

(2)装置制造成本低，操作方便；

(3)加工后成品薄板表面精度高，厚度尺寸、边缘尺寸优良。

附图说明

图1示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加装卡装置固定装卡板结构示意图；

图2示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加装卡装置内压件结构示意图；

图3示出图2的侧视图；

图4示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加装卡装置切断压环结构示意图；

图5示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加方法中步骤S1中安装效果图；

图6示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加方法中步骤S2中安装效果图；

图7示出一种优选实施方式的卧车薄板厚度余量机加方法中步骤S3中安装效果图；

图8示出一种优选实施方式的卧车车刀结构示意图。

附图标号说明：

1-固定装卡板；

11-螺纹孔；

2-内压件；

21-压环；

22-固定爪；

3-切断压环；

41刀杆；

42刀片。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些示例性说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

一方面，本发明提供了一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置，包括固定装卡板1、内压件2和切断压环3，通过装卡装置将待加工钢板安装在卧车上机加工，得到成品薄板。

在本发明中，所述待加工钢板和成品薄板均为截面呈圆形的平板，其中待加工钢板截面直径和厚度均大于成品薄板，成品薄板的厚度为1～4mm。

所述固定装卡板1为柱状，如图1所示，厚度不小于40mm，采用钢板制成，为待加工钢板提供足够的支撑刚度。

在一个优选的实施方式中，所述固定装卡板1的厚度为40～60mm，既能提供足够的刚度支撑待加工钢板，又降低了对机床扭矩的要求，适应性更广。

在一个优选的实施方式中，在固定装卡板1的边缘，设置有与卧车卡爪匹配的凹槽，使得其能够更紧固的被固定在卧车卡爪上。

在所述固定装卡板1上设置有多个螺纹孔11，使得待加工薄板和内压件2能够通过螺栓固定在固定装卡板1上，优选地，多个螺纹孔11呈环形排布，环形与固定装卡板1同轴心，使得待加工钢板受力均匀。

进一步地，所述螺纹孔11具有9个，其中，6个用于固定待加工钢板，6个螺纹孔11均匀分散在环形上；3个用于固定内压件2，3个螺纹孔11同样均匀分散在环形上。

根据本发明，所述固定装卡板1的外径大于待加工钢板外径20～60mm，由于机加工过程中，待加工钢板会高速旋转，固定装卡板1的外径大于待加工钢板外径，能够有效减少高速旋转产生的风阻对待加工钢板撞击产生的待加工钢板震颤现象，从而提高薄板加工精度和表面平整度。

所述螺纹孔11到固定装卡板1轴心的距离大于成品薄板外径20～60mm，优选为20～30mm，发明人发现，20～30mm的固定距离，能够有效降低机加工过程中待加工钢板的振动。

发明人发现，对待加工钢板机加工余量去除的过程中，随着钢板厚度的降低，钢板的刚度下降，钢板会出现振动情况，即便增加螺纹孔11的数量和增加螺栓扭矩，仍然不能有效的减少振动，严重影响加工精度，加工出的钢板尺度尺寸超差。如何解决钢板变薄出现的振动问题，是本发明的难点所在。

在本发明中，发明人通过设置内压件2实现对振动的抑制，从而实现薄钢板的机加工。

所述内压件2具有环形的压环21，在压环21的外侧设置有固定爪22，固定爪22上具有螺孔，通过螺栓将固定爪22固定在固定装卡板1上，从而实现内压件2与固定装卡板1之间的固定，如图2、图3所示。

进一步地，所述压环21内径为300～320mm，外径为400～420mm，发明人发现，当车刀从待加工钢板外侧向内侧加工切削钢板时，当切削到距离螺纹孔11约250～300mm处时，固定装卡板1已不能很好的提供刚性支撑，继续加工会导致表面尺寸超差。此时，在待加工钢板上安装压环21，对待加工钢板进行二次固定，进而对待加工钢板提供更多的支撑力，消除待加工钢板的振动现象。

在一个优选的实施方式中，所述固定爪22截面为长方形，共3个，均匀分散在压环21的周围，使得压环21能够均匀压迫待加工钢板。

在安装完内压件2后，可以继续对待加工钢板进行机加工，切削内压件2内环以内的钢板，当钢板切削完毕后，拆下内压件2，将钢板切割成圆形，即可获得成品薄板。

由于切削后的钢板厚度较薄，若直接使用车刀切割成，切割时的振动会导致薄钢板边缘不平，有毛刺、缺口等现象

使用切断压环3将钢板从固定装卡板1上切割下，所述切断压环3截面为圆形，其外径比要得到的成品薄板外径小20～30mm，以更好的对钢板进行支撑，如图4所示。

根据本发明，所述切断压环3通过卧车顶针压紧固定，所述卧车顶针压紧切断压环3中央位置，在一个优选的实施方式中，所述切断压环3具有对称的镂空设计，以降低切断压环3的重量，便于装卡。

在本发明中，卧车车刀具有刀杆41和刀片42，所述刀杆41截面为梯形，刀片截面呈三角形，刀片42安装在刀杆41的顶端，如图8所示。

在一个更优选的实施方式中，所述刀片42为可旋转的安装在刀杆41上，使得刀片42的三个尖均可作为刀尖使用，提高了车刀的使用效率。

更优选地，刀片41为涂层刀片，以获得更好的机加效果。

另一方面，本发明还提供了一种卧车薄板厚度余量机加方法，将待加工钢板分为外层和内层，在机加工去厚度余量的过程中通过上述装卡装置分别对钢板外层和内层进行固定后依次去除外层、内层厚度余量，获得表面效果良好、厚度尺寸良好的成品薄板，具体地，包括以下步骤：

S1、将待加工钢板固定在固定装卡板1上，机加工去除待加工钢板外层区域厚度余量；

S2、安装内压件2，机加工去除待加工钢板内层区域厚度余量；

S3、拆下内压件2，安装切断压环3，使用切断车刀，将钢板切割下来，获得成品薄板。

将待加工钢板以成品薄板的尺寸要求将钢板切削过程划分，其中内层是指半径为薄板工件图纸外径的1/3～2/3的区域，优选为薄板工件图纸外径的1/2；外层是指内层外径到的螺纹孔11之间的区域。

在步骤S1中，还包括如下子步骤：

S11、将带加工钢板上加工出与固定装卡板1对应的通孔；

S12、使用螺栓将待加工钢板固定在固定装卡板1上，将固定装卡板1安装在卧车的卡爪上，并打表找正；

S13、机加工去除待加工钢板外层区域厚度余量，如图5所示。

优选地，在步骤S13中，由于待加工钢板厚度较厚，可采用低转速加工，卧床主轴转速为70～120r/min，更优选为90r/min；进给量为0.15mm～0.2mm，更优选为0.18mm。

在去除外层区域厚度余量的过程中，由于钢板中心区域厚度较厚、钢板外圈在螺纹孔11处紧密固定，所以钢板具有足够的刚性支撑，不会发生振动，保证了钢板外层表面精度和厚度尺寸。

在步骤S2中，通过压紧内压件2，使得钢板再次固定，极大减少了在去除内层区域厚度余量时钢板的振动，保证了钢板内层表面精度和厚度尺寸，如图6所示。

在步骤S2中，由于钢板已部分变薄，采用相对步骤S13中转速高的转速进行加工，可有效减少钢板振动情况，优选地，卧床主轴转速100～170r/min，更优选为140r/min；进给量为0.15mm～0.2mm，更优选为0.18mm。

在步骤S3中，通过卧车顶针将切断压环3压紧在切削后的钢板上，使得钢板在切割成成品薄板的过程中，钢板无振动，保证了钢板边缘加工精度，如图7所示。

按照本发明所述的卧车薄板厚度余量机加方法，加工后的薄板表面粗糙度能够低于32um(Ra值)，厚度公差小，边缘平滑，完全满足核电设备使用。

实施例

实施例1

采用CW6163C型卧车加工470mm直径、3mm厚度的薄板。

其中，装卡装置的固定装卡板的厚度为50mm、外径为570mm、内径为500mm，其上设置有9个螺纹孔，6个用于固定待加工钢板，3个用于固定内压件2，螺纹孔到固定装卡板轴心的距离为500mm；压环内径为300mm，外径为400mm；切断压环外径为450mm。

待加工钢板直径550mm、厚度5mm。

机床车刀为可转位机加车刀，如图8所示。

加工过程如下：

将待加工钢板通过固定装卡板安装在卧车上，打表找正后，对待加工钢板Ф250～Ф490mm区域的厚度余量进行去除，转速为90r/min；进给量取0.18mm。

安装压紧内压件，将切削过的钢板再次加固，对钢板Ф0～Ф250mm区域的厚度余量进行去除，转速为140r/min；进给量为0.18mm。

拆下内压件，安装切断压环，通过卧车顶针将切断压环压紧在切削后的钢板上，使用切断车刀将钢板切割下来，获得成品薄板。

对获得的成品薄板进行检测，检测结果如下：

使用π尺检测薄板不同点厚度，均匀测量，检测结果表一所示。

表一

2.994	2.994	3.003
			2.999	2.999	3.009
2.993	2.991	3.008
			2.997	3.005	3.008
2.991	3.009	3.010
			2.992	3.006	2.995
3.009	3.003	3.006
			3.003	2.993	2.994
2.995	3.008	3.002
			2.999	3.007	2.990
2.992	2.993	2.993
			3.002	3.008	3.009
2.995	2.999	2.991

从表中可知，加工后的成品薄板厚度差在0.02mm以内。

使用粗糙度仪测量薄板表面粗糙度，测量结果为Ra3.2μm。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种卧车薄板厚度余量机加装卡装置，其特征在于，包括固定装卡板（1）、内压件（2）和切断压环（3），

所述固定装卡板（1）为柱状，在固定装卡板（1）上设置有多个螺纹孔（11），以通过螺栓固定待加工薄板和内压件（2），

所述内压件（2）具有环形的压环（21），在压环（21）的外侧设置有固定爪（22），固定爪（22）上具有螺孔，通过螺栓将固定爪（22）固定在固定装卡板（1）上，

车刀从待加工钢板外侧向内侧加工切削钢板，当切削到距离螺纹孔（11）250~300mm处时，在待加工钢板上安装压环（21），对待加工钢板进行二次固定，

使用切断压环（3）将钢板从固定装卡板（1）上切割下，所述切断压环（3）通过卧车顶针压紧固定，所述卧车顶针压紧切断压环（3）中央位置，

所述切断压环（3）截面为圆形，其外径比成品薄板外径小20~30mm;

所述固定装卡板（1）的外径大于待加工钢板外径20~60mm;

所述螺纹孔（11）到固定装卡板（1）轴心的距离大于成品薄板外径20~30mm;

所述压环（21）内径为300~320mm，外径为400~420mm。

2.根据权利要求1所述的卧车薄板厚度余量机加装卡装置，其特征在于，

所述固定装卡板（1）的厚度不小于40mm。

3.根据权利要求1所述的卧车薄板厚度余量机加装卡装置，其特征在于，

在固定装卡板（1）的边缘，设置有与卧车卡爪匹配的凹槽。

4.根据权利要求1所述的卧车薄板厚度余量机加装卡装置，其特征在于，

多个螺纹孔（11）呈环形排布，环形与固定装卡板（1）同轴心。

5.根据权利要求1所述的卧车薄板厚度余量机加装卡装置，其特征在于，

所述切断压环（3）具有镂空设计。

6.一种卧车薄板厚度余量机加方法，将待加工钢板分为外层和内层，在机加工去厚度余量的过程中通过权利要求1~5之一所述的装卡装置对钢板外层和内层分别固定，依次去除外层、内层的厚度余量。

7.根据权利要求6所述的卧车薄板厚度余量机加方法，其特征在于，

内层是指半径为薄板工件图纸外径的1/3~2/3的区域，外层是指内层外径到的螺纹孔（11）之间的区域。

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