CN114654172B - 一种从薄壁筒形件上截取试样的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从薄壁筒形件上截取试样的装置及方法，由具有定位导向功能且包含有环焊缝的筒形件、轴向尺寸可调整的校平系统、辅助滚轮、激光切割系统、控制单元几个部分组成。其中校平系统包含一个下方的支承辊、以及与支承辊通过螺纹连接的两个螺纹环套、支承辊上方的两个校平辊，开口薄壁筒形件位于支撑辊与校平辊之间。使用时，含有环焊缝的开口薄壁筒形件经支承辊与校平辊校平、伸出、辅助滚轮支撑，激光切割系统标记、切取一系列动作，循环往复，实现性能试样从开口薄壁筒体上快速切取。本发明使用过程一次装卡完成所有工序，不损伤焊缝而影响最终检测性能，加工时间显著缩短，加工效率大幅提升，可应用不同规格试样的多批次、批量生产。

Description

一种从薄壁筒形件上截取试样的装置及方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种薄壁筒形件截取试样的装置及方法。

背景技术

薄壁旋压筒形件组成的容器壳体在制造过程中，设计通常对其承压、承载能力有明确的性能要求。主要通过从薄壁圆筒基体上截取一部分筒体并加工成标准基材、焊接试样后，与壳体进行同炉热处理后，通过对试样进行拉伸、弯曲等性能检测用以表征壳体的性能。行业中现有标准试样的加工方法通常采用铣加工或线切割的方法。主要加工过程为“筒形件沿母线抛开、钳(标记)、铣长方形试样料、钳(压力机校平整)、铣(两侧高)、铣(试样全型)、钻(吊挂孔)、钳(人工校平)”的工艺方法。该方法存在以下不足：

1、涉及了钳、铣、钻等多个工序，多次装卡、定位、校平，加工工序多，工序流程长。

2、加工过程需要钳工工具、压力机、铣床、钻床等，所需设备多，占用资源多。

3、需要钳工、铣工等工种人员，参与人员多，自动化程度低。

4、加工过程需要多次周转，试样的制备效率低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种从薄壁筒形件上截取试样的装置及方法，由具有定位导向功能且包含有环焊缝的筒形件、轴向尺寸可调整的校平系统、辅助滚轮、激光切割系统、控制单元几个部分组成。其中校平系统包含一个下方的支承辊、以及与支承辊通过螺纹连接的两个螺纹环套、支承辊上方的两个校平辊，开口薄壁筒形件位于支撑辊与校平辊之间。使用时，含有环焊缝的开口薄壁筒形件经支承辊与校平辊校平、伸出、辅助滚轮支撑，激光切割系统标记、切取一系列动作，循环往复，实现性能试样从开口薄壁筒体上快速切取。本发明使用过程一次装卡完成所有工序，不损伤焊缝而影响最终检测性能，加工时间显著缩短，加工效率大幅提升，可应用不同规格试样的多批次、批量生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

一种从薄壁筒形件上截取试样的装置包括校平系统、辅助滚轮、激光切割系统和控制单元；所述校平系统包括支承辊、螺纹环套和校平辊；

所述支承辊形状为阶梯轴，中间部分为最大外圆，最大外圆两端为直径小于最大外圆的M66细牙外螺纹；最大外圆中间位置设有沿周向的轴槽，与最大外圆以R1过渡；每个M66细牙外螺纹的外圆沿轴线方向各有两处平底凹槽，平底凹槽在轴线长度方向向外侧贯通，且两处平底凹槽沿周向均匀分布，两侧平底凹槽上底面上刻有均分的刻度值，两侧刻度值关于支承辊的最大外圆长度中心对称；两端M66细牙外螺纹的外侧为直径小于M66细牙外螺纹的外圆用以装配轴承并固定支承辊；所述支承辊能上下垂直方向移动；

所述螺纹环套有两个，分布在支承辊最大外圆的两端；所述螺纹环套为带有法兰的薄壁筒形件，所述螺纹环套的薄壁筒形件套接在支承辊最大外圆外表面；法兰外圆上均匀分布多个径向孔；法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，与支承辊的M66细牙外螺纹配合；

所述校平辊包括完全相同的两个，两个校平辊固定后水平高度一致，两个校平辊与支承辊的距离相同，待加工的开口薄壁筒形件从两个校平辊与支承辊之间通过进行校平；校平辊为主动轮，力矩由外设的伺服电机或步进电机通过减速器、联轴器、齿轮传递而来；校平辊形状为阶梯轴，校平辊阶梯轴最大外圆中间位置处有一沿周向的轴槽，与校平辊阶梯轴最大外圆以R1过渡，校平辊阶梯轴最大外圆中间的轴槽与支承辊最大外圆中间的轴槽对齐；校平辊阶梯轴最大外圆的轴向两侧均为圆柱用以装配轴承并固定校平辊；

所述辅助滚轮高度可调，能够对校平后的开口薄壁筒形件起支撑作用；

所述激光切割系统在水平垂直方向均可移动，能够对校平后的开口薄壁筒形件进行切割；

所述的控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光切割系统的伺服电机，实现对开口薄壁筒形件试样截取。

优选地，所述支承辊的材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述最大外圆中间位 置的轴槽在最大外圆轴向长度135mm处，槽宽15±0.05mm，槽深3mm；所述M66的细牙外螺纹， 每侧螺纹总长70mm；M66细牙外螺纹上的平底凹槽，槽宽14mm，槽深6mm，槽轴线长度60mm，平 底凹槽底面的刻度值，刻度间距1mm，最小160mm，最大240mm；M66细牙外螺纹的两外侧的外 圆直径为50mm。

优选地，所述螺纹环套材料为30Cr3，初始坯料调质硬度为HRC27-32，采用机加毛坯壁厚2.5mm——旋压薄壁段：内、外表面粗糙度0.8——时效：380℃×120min，空冷——机加其余部位，最终得到HRC37-42的部件；螺纹环套总长度77±0.03mm，薄壁段内径

粗糙度Ra0.8，外径/>

内外圆同轴度0.05，内外圆圆柱度0.05，薄壁段内孔轴向深度55mm，外圆轴向长度63mm，法兰部位外径Φ88mm，距法兰小端面7mm位置，法兰外圆上均布6个直径Φ8mm，深度6mm的径向孔，法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，轴向长度22±0.05mm，法兰与薄壁段过渡的端面直径Φ99mm处有两出对称的通孔Φ5mm，法兰小端面与薄壁段端面相对于轴线的垂直度0.03。

优选地，所述校平辊材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述校平辊的轴槽， 槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆以R1过度；最大外圆的轴向两侧均为Φ60mm的圆柱 用以装配轴承并固定校平辊，两个校平辊两轴的间距为90±0.05mm。

优选地，所述激光切割系统的激光器功率2000-3000瓦，水平垂直方向均可移动，平移精度0.03mm，复位精度0.03mm，最大平移速度3000mm/min。

优选地，所述辅助滚轮轴向长度270mm，直径Φ40mm，高度可调。

优选地，所述控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度为150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

一种从薄壁筒形件上截取试样的方法，包括如下步骤：

步骤1：将开口薄壁筒体放置于支承辊和两个校平辊之间，开口薄壁筒体的焊缝位于支承辊的轴槽之间，并调节支承辊的高度直至将开口薄壁筒体预压紧；

步骤2：使用钢棒插入螺纹环套法兰外圆上的径向孔中，调节螺纹环套轴向位置，约束开口薄壁筒体的轴向位置，观察支承辊上的两侧刻度值，确保焊缝位于支承辊凹槽中间；

步骤3：增大支承辊油缸压力，驱动电机带动校平辊旋转，使校平后的板料沿水平切向伸出；

步骤4：调节辅助滚轮的高度确保板料前端水平；通过控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

本发明的有益效果如下：

本发明能够实现对薄壁开口筒形件(包含具有环焊缝的筒形件)进行自动校平、并能够从校平后的板料上快速自动切取性能检测试样，仅需一次装卡，即可完成试样制备所有工序，不损伤焊缝而影响最终检测性能，仅需1人操作即可，单件试样制备时间平均不超过2分钟，提高效率20倍，具有效率高、精度高的显著优势，且装备占地面积小3m*4m即可，节约资源，切口无机械应力、无毛刺。明显改善了传统试样切取方式，替代了压力机、铣床、线切割、钻床等多种、多台设备的使用，取代了校平、铣方料、线切割、钻孔、铣全型等多个工序，还可以调整激光强度实现对试样料的标记，而传统试片切取方式一般至少需要钳工、铣工、线切割等3人，单件试样制备时间平均至少40分钟，所有设备累计占地面积达到3m*12m。

附图说明

图1为本发明装置示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为本发明螺纹环套示意图。

图4为本发明支承辊示意图。

图5为本发明校平辊示意图。

图6为本发明实施例截取试样后的薄壁筒体示意图。

图7为本发明实施例完整的薄壁圆筒激光切取系统示意图。

图8为本发明控制单元控制电路图。

图中：1-支承辊，2-螺纹环套，4-校平辊，6-开口薄壁筒形件，7-激光切割系统，8-辅助滚轮，9-控制单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

为解决现有加工方法参与人员多、占用设备资源多、工序多、效率低、自动化程度低等问题，本发明设计了一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，并明确了其使用方法，实现了薄壁筒形件一次装卡后即可实现切取。

一种从薄壁筒形件上截取试样的装置包括校平系统、辅助滚轮8、激光切割系统7和控制单元9；所述校平系统包括支承辊1、螺纹环套2、校平辊4；

所述支承辊1形状为阶梯轴，中间部分为最大外圆，最大外圆两端为直径小于最大外圆的M66细牙外螺纹；最大外圆中间位置设有沿周向的轴槽，与最大外圆以R1过渡；每个M66细牙外螺纹的外圆沿轴线方向各有两处平底凹槽，平底凹槽在轴线长度方向向外侧贯通，且两处平底凹槽沿周向均匀分布，两侧平底凹槽上底面上刻有均分的刻度值，两侧刻度值关于支承辊1的最大外圆长度中心对称；两端M66细牙外螺纹的外侧为直径小于M66细牙外螺纹的外圆用以装配轴承并固定支承辊1；所述支承辊1能上下垂直方向移动；

所述螺纹环套2有两个，分布在支承辊1最大外圆的两端；所述螺纹环套2为带有法兰的薄壁筒形件，所述螺纹环套2的薄壁筒形件套接在支承辊1最大外圆外表面；法兰外圆上均匀分布多个径向孔；法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，与支承辊1的M66细牙外螺纹配合；

所述校平辊4包括完全相同的两个，两个校平辊4固定后水平高度一致，两个校平辊4与支承辊1的距离相同，待加工的开口薄壁筒形件6从两个校平辊4与支承辊1之间通过进行校平；校平辊4为主动轮，力矩由外设的伺服电机或步进电机通过减速器、联轴器、齿轮传递而来；校平辊4形状为阶梯轴，校平辊4阶梯轴最大外圆中间位置处有一沿周向的轴槽，与校平辊4阶梯轴最大外圆以R1过渡，校平辊4阶梯轴最大外圆中间的轴槽与支承辊1最大外圆中间的轴槽对齐；校平辊4阶梯轴最大外圆的轴向两侧均为圆柱用以装配轴承并固定校平辊4；

所述辅助滚轮8高度可调，能够对校平后的开口薄壁筒形件6起支撑作用；

所述激光切割系统7在水平垂直方向均可移动，能够对校平后的开口薄壁筒形件6进行切割；

所述的控制单元9由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光切割系统的伺服电机，实现对开口薄壁筒形件6试样截取。

优选地，所述支承辊1的材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述最大外圆中间位 置的轴槽在最大外圆轴向长度135mm处，槽宽15±0.05mm，槽深3mm；所述M66的细牙外螺纹， 每侧螺纹总长70mm；M66细牙外螺纹上的平底凹槽，槽宽14mm，槽深6mm，槽轴线长度60mm，平 底凹槽底面的刻度值，刻度间距1mm，最小160mm，最大240mm；M66细牙外螺纹的两外侧的外 圆直径为50mm。

优选地，所述螺纹环套2材料为30Cr3，初始坯料调质硬度为HRC27-32，采用机加毛坯壁厚2.5mm——旋压薄壁段：内、外表面粗糙度0.8——时效：380℃×120min，空冷——机加其余部位，最终得到HRC37-42的部件；螺纹环套2总长度77±0.03mm，薄壁段内径

粗糙度Ra0.8，外径/>

内外圆同轴度0.05，内外圆圆柱度0.05，薄壁段内孔轴向深度55mm，外圆轴向长度63mm，法兰部位外径Φ88mm，距法兰小端面7mm位置，法兰外圆上均布6个直径Φ8mm，深度6mm的径向孔，法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，轴向长度22±0.05mm，法兰与薄壁段过渡的端面直径Φ99mm处有两出对称的通孔Φ5mm，法兰小端面与薄壁段端面相对于轴线的垂直度0.03。

优选地，所述校平辊4材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述校平辊4的轴槽， 槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆以R1过度；最大外圆的轴向两侧均为Φ60mm的圆柱 用以装配轴承并固定校平辊4，两个校平辊4两轴的间距为90±0.05mm。

优选地，所述激光系统7的激光器功率2000-3000瓦，水平垂直方向均可移动，平移精度0.03mm，复位精度0.03mm，最大平移速度3000mm/min。

优选地，所述辅助滚轮8轴向长度270mm，直径Φ40mm，高度可调。

优选地，所述控制单元9由PLC分别控制校平辊4的伺服电机和激光切割系统7的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度为150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

一种从薄壁筒形件上截取试样的方法，包括如下步骤：

步骤1：将开口薄壁筒体6放置于支承辊1和两个校平辊4之间，开口薄壁筒体6的焊缝位于支承辊1的轴槽之间，并调节支承辊1的高度直至将开口薄壁筒体6预压紧；

步骤2：使用钢棒插入螺纹环套法兰外圆上的径向孔中，调节螺纹环套2轴向位置，约束开口薄壁筒体6的轴向位置，观察支承辊1上的两侧刻度值，确保焊缝位于支承辊1凹槽中间；

步骤3：增大支承辊1油缸压力，驱动电机带动校平辊4旋转，使校平后的板料沿水平切向伸出；

步骤4：调节辅助滚轮8的高度确保板料前端水平；通过控制单元9由PLC分别控制校平辊4的伺服电机和激光切割系统7的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

具体实施例：

要求：从轴向长度240mm，壁厚

的带有环焊缝(宽度8mm，焊高0.5mm)的薄壁筒体上截取试样(含标记)，试样右上角吊挂孔Φ5mm，试样长度210mm，两端夹持区宽度25±0.05mm，中间测试区宽度10±0.05mm。

具体是由具有定位导向功能且筒形件(包含有环焊缝的筒形件)轴向尺寸可调整的校平系统、辅助滚轮、激光切割系统、控制单元四个部分组成，如图1和图2所示。其中校平系统包含一个下方的支承辊1、以及与支承辊通过螺纹连接的两个螺纹环套2，支承辊1上方的两个校平辊4，开口环焊缝薄壁筒形件为6，激光切割系统7的激光器功率2000-3000瓦；辅助滚轮8主要对校平后输出的板料起支撑作用，控制单元9为plc控制。

如图4所示，支承辊1可通过两侧的液压缸带动上下垂直方向移动，液压缸最大输 出压力200KN，支承辊形状为阶梯轴，材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm，在其轴向长度135mm处 有一沿周向的轴槽，槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆以R1过度；最大外圆的轴向两侧 均为M66的细牙外螺纹，每侧螺纹总长70mm，且每个M66的外圆沿轴线方向各有两处平底槽， 槽宽14mm，槽深6mm，槽轴线长度60mm，槽在轴线长度方向向外侧贯通，且两处平底凹槽沿周 向均布，两侧平底槽上底面上刻有均分的刻度值，刻度间距1mm，最小160mm，最大240mm，两 侧刻度值关于轴的最大外圆长度中心对称，M66的两外侧为直径50mm的外圆用以装配轴承 并固定支承辊。

如图3所示，螺纹环套2为带有法兰的薄壁筒形件，材料为30Cr3，初始坯料调质硬度为HRC27-32，采用机加毛坯——旋压薄壁段(内表面粗糙度0.8)——时效(380℃×120min，空冷)——机加其余部位，最终得到HRC37-42的部件。螺纹环套总长度77±0.03mm，薄壁段内径

粗糙度Ra0.8，外径/>

内外圆同轴度0.05，内外圆圆柱度0.05，薄壁段内孔轴向深度55mm，外圆轴向长度63mm，法兰部位外径Φ88mm，距法兰小端面7mm位置，法兰外圆上均布6个直径Φ8mm，深度6mm的径向孔，法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，轴向长度22±0.05mm，法兰与薄壁段过度的端面直径Φ99mm处有两出对称的通孔Φ5mm，法兰小端面与薄壁段端面相对于轴线的垂直度0.03。

如图5所示，校平辊4为主动轮，力矩由伺服电机或步进电机通过减速器、联轴器、 齿轮传递而来，校平辊形状为阶梯轴，材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm，在其轴向长度135mm处 有一沿周向的轴槽，槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆以R1过度；最大外圆的轴向两侧 均为Φ60mm的圆柱用以装配轴承并固定校平辊，两个校平辊4固定后水平高度一致，两轴的 间距为90±0.05mm。

开口薄壁筒形件壁厚为4.5mm，轴向长度240mm，位于支承辊和校平辊之间。

激光切割系统7的激光器功率2000-3000瓦，水平垂直方向均可移动，平移精度0.03mm，复位精度0.03mm，最大平移速度3000mm/min。

辅助滚轮8轴向长度270mm，直径Φ40mm，高度可调，能够对校平后的薄壁板料其支撑作用。

控制单元9由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出45mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度25mm，轴向长度h1＝210mm的性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

使用时，将开口薄壁筒体6放置于支承辊1和两个校平辊4之间，焊缝位于支承辊15mm的开槽之间，并调节支承辊油缸直至将开口薄壁筒体6预压紧；使用钢棒插入螺纹环套法兰外圆上Φ8mm的孔中，调节螺纹环套轴向位置，约束薄壁筒体6的轴向位置，观察支承辊上的两侧刻度值均为240mm处，确保焊缝位于支承辊凹槽中间；增大支承辊油缸压力，驱动电机带动校平辊旋转，使校平后的板料沿水平切向伸出；调节辅助滚轮8高度确保板料前端水平；通过控制单元9由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出45mm，激光器功率5％实现在板料上标记编号，激光器设定功率100％在右上角上开Φ5mm吊挂孔1个，并切夹持端宽度25±0.05mm，测试区宽度10±0.05mm，轴向长度h1＝210mm的性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

如图6所示，为截取试样后的薄壁筒体示意图；图7为完整的薄壁圆筒激光切取系统示意图。

如图8所示，为控制单元的控制电路图，下表1为控制单元所使用的PLC梯形图I/O地址分配表。

表1PLC梯形图I/O地址分配表

控制单元说明

校平后的板料每沿水平方向伸出45mm，校平辊直径120mm，根据计算校平辊移动角度43°，根据校平辊所使用的减速系统减速比，得到校平辊电机运行时间为2min。

根据对激光系统切割试样进行编程，得到其切割试样共用时t(min)，根据激光电动机减速系统的传动比得到其电机运行时间为T(min)。

一、校平辊电机M1的启动：

按下校平辊电机启动按钮SB1，控制定时器T37、T38常开触点闭合，控制PLC外接电动机接触器KM1线圈得电，校平辊电机M1启动。

二、校平辊电机M1停止和激光系统电机M2启动

控制定时器T37线圈得电开始计时，延时2min，控制PLC外接电动机接触器KM1线圈失电，切断M1电源，M1停止；控制PLC外接激光系统电动机M2的接触器KM2线圈得电，激光系统电动机M2启动。

三、激光系统电机M2的停止和校平辊电机M1的再启动

控制定时器T38线圈得电开始计时，延时T(min)，控制定时器T37的延时断开的常闭触点T38断开，定时器T37线圈失电，控制PLC外接电动机M2的接触器KM2线圈失电，带动主电路中的主触点断开，切断激光系统伺服电机M2电源，M2停止。控制PLC外接电动机M1的接触器KM1线圈再次得电，带动主电路中的主触点闭合，接通校平辊电动机M1电源，M1电动机再次运转。

定时器T38线圈失电，自身复位断开，进入下一次循环。

四、结束停机

当需要停止系统即2台电机同时停止运转时，按下SB2，则所有电机电源被切断，电机停止运转。

Claims (8)

1.一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，包括校平系统、辅助滚轮、激光切割系统和控制单元；所述校平系统包括支承辊、螺纹环套和校平辊；

所述支承辊形状为阶梯轴，中间部分为最大外圆，最大外圆两端为直径小于最大外圆的M66细牙外螺纹；最大外圆中间位置设有沿周向的轴槽，与最大外圆以R1过渡；每个M66细牙外螺纹的外圆沿轴线方向各有两处平底凹槽，平底凹槽在轴线长度方向向外侧贯通，且两处平底凹槽沿周向均匀分布，两侧平底凹槽上底面上刻有均分的刻度值，两侧刻度值关于支承辊的最大外圆长度中心对称；两端M66细牙外螺纹的外侧为直径小于M66细牙外螺纹的外圆用以装配轴承并固定支承辊；所述支承辊能上下垂直方向移动；

所述螺纹环套有两个，分布在支承辊最大外圆的两端；所述螺纹环套为带有法兰的薄壁筒形件，所述螺纹环套的薄壁筒形件套接在支承辊最大外圆外表面；法兰外圆上均匀分布多个径向孔；法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，与支承辊的M66细牙外螺纹配合；

所述校平辊包括完全相同的两个，两个校平辊固定后水平高度一致，两个校平辊与支承辊的距离相同，待加工的开口薄壁筒形件从两个校平辊与支承辊之间通过进行校平；校平辊为主动轮，力矩由外设的伺服电机或步进电机通过减速器、联轴器、齿轮传递而来；校平辊形状为阶梯轴，校平辊阶梯轴最大外圆中间位置处有一沿周向的轴槽，与校平辊阶梯轴最大外圆以R1过渡，校平辊阶梯轴最大外圆中间的轴槽与支承辊最大外圆中间的轴槽对齐；校平辊阶梯轴最大外圆的轴向两侧均为圆柱用以装配轴承并固定校平辊；

所述辅助滚轮高度可调，能够对校平后的开口薄壁筒形件起支撑作用；

所述激光切割系统在水平垂直方向均可移动，能够对校平后的开口薄壁筒形件进行切割；

所述的控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光切割系统的伺服电机，实现对开口薄壁筒形件试样截取。

2.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述支承 辊的材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8， 最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述最大外圆中间位置的轴槽在最大外圆轴向长度135mm 处，槽宽15±0.05mm，槽深3mm；所述M66的细牙外螺纹，每侧螺纹总长70mm；M66细牙外螺纹 上的平底凹槽，槽宽14mm，槽深6mm，槽轴线长度60mm，平底凹槽底面的刻度值，刻度间距 1mm，最小160mm，最大240mm；M66细牙外螺纹的两外侧的外圆直径为50mm。

3.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述螺纹环套材料为30Cr3，初始坯料调质硬度为HRC27-32，采用机加毛坯壁厚2.5mm——旋压薄壁段：内、外表面粗糙度0.8——时效：380℃×120min，空冷——机加其余部位，最终得到HRC37-42的部件；螺纹环套总长度77±0.03mm，薄壁段内径

粗糙度Ra0.8，外径/>

内外圆同轴度0.05，内外圆圆柱度0.05，薄壁段内孔轴向深度55mm，外圆轴向长度63mm，法兰部位外径Φ88mm，距法兰小端面7mm位置，法兰外圆上均布6个直径Φ8mm，深度6mm的径向孔，法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，轴向长度22±0.05mm，法兰与薄壁段过渡的端面直径Φ99mm处有两出对称的通孔Φ5mm，法兰小端面与薄壁段端面相对于轴线的垂直度0.03。/>

4.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述校平 辊材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径

mm表面粗糙度Ra0.8，最 大外圆轴向长度270±0.05mm；所述校平辊的轴槽，槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆 以R1过度；最大外圆的轴向两侧均为Φ60mm的圆柱用以装配轴承并固定校平辊，两个校平 辊两轴的间距为90±0.05mm。

5.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述激光切割系统的激光器功率2000-3000瓦，水平垂直方向均可移动，平移精度0.03mm，复位精度0.03mm，最大平移速度3000mm/min。

6.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述辅助滚轮轴向长度270mm，直径Φ40mm，高度可调。

7.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度为150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

8.一种从如权利要求1所述的装置上截取试样的方法，包括如下步骤：

步骤1：将开口薄壁筒体放置于支承辊和两个校平辊之间，开口薄壁筒体的焊缝位于支承辊的轴槽之间，并调节支承辊的高度直至将开口薄壁筒体预压紧；

步骤2：使用钢棒插入螺纹环套法兰外圆上的径向孔中，调节螺纹环套轴向位置，约束开口薄壁筒体的轴向位置，观察支承辊上的两侧刻度值，确保焊缝位于支承辊凹槽中间；

步骤3：增大支承辊油缸压力，驱动电机带动校平辊旋转，使校平后的板料沿水平切向伸出；

步骤4：调节辅助滚轮的高度确保板料前端水平；通过控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光系统的伺服电机，实现校平后的板料每沿水平方向伸出55mm，激光实现在板料上开Φ5mm吊挂孔1个，并切宽度30mm，轴向长度150-250mm的任意形状性能试片1件，循环往复直至薄壁筒形件材料用尽或试片数量足够。

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