CN203779098U - 一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，涉及筒阀类零件加工领域，包括外圆加工装置或内孔加工装置；外圆加工装置包括工作台和床身，工作台的顶部设置有旋转托架，旋转托架的外侧壁设置有夹具；床身的顶部设置有滑座，滑座的顶部设置有立柱，立柱的外侧壁设置有车铣刀架，车铣刀架的外侧壁设置有加工附件；内孔加工装置包括工作台和支架；工作台的顶部设置有平台，平台的一端设置有凸台，另一端设置有配重平台；凸台远离配重平台的一侧设置有立柱；立柱的外侧壁设置有车铣刀架，车铣刀架的外侧壁设置有车刀夹。本实用新型能够保证筒阀的实际使用精度，工作效率较高，不仅制作成本较低、安装周期较短，而且便于运输。

Description

一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床

技术领域

本实用新型涉及筒阀类零件加工领域，具体涉及一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床。

背景技术

随着社会的进步，水轮机已经广泛应用于水利发电行业，筒阀为水轮机的一个重要零件；随着水利发电行业的发展，水轮机筒阀（以下简称筒阀）的规格越来越大。根据筒阀改进后的加工工艺要求，筒阀的部分加工工序需要在使用单位现场进行加工。因此，加工筒阀的机床需要具备结构简单、制作周期短、成本低、方便安装与调试、便于运输等特点。

目前，常见的加工筒阀的机床一般为通用机床中加工直径为12.5米立式铣车床。参见图1所示，立式铣车床包括安装于地基的立车工作台5和立车立柱1，立车工作台5的顶部放置有筒阀4，筒阀4通过两端的立车夹具8与立式铣车床固定。筒阀4的上方设置有立车车铣刀架3，立车车铣刀架3通过横向设置有立车横梁2和立柱连接；立车车铣刀架3的外侧设置有立车滑枕6，立车滑枕6的底部设置有车刀夹7和镗刀头。

立式铣车床使用时，通过立车工作台5带动筒阀4和立车夹具8旋转；立车车铣刀架3沿立车横梁2的轨道水平移动，立车车铣刀架3移动的过程中，立车滑枕6竖直运动。立车滑枕6底部的车刀夹7后对筒阀4的内孔和外圆进行车削加工；立车滑枕6底部的镗刀头对筒阀4端面的轴向孔进行镗削加工。

但是，现有的立式铣车床对筒阀进行加工时，存在以下缺陷：

（1）立式铣车床安装在筒阀制作单位加工现场，筒阀加工完成后，运输至使用单位现场安装。由于筒阀的直径为10.5m左右，筒阀的壁厚相对于直径较薄（筒阀的壁厚与直径的比值约为1:50），因此为了保证筒阀能够安全的制作和运输，筒阀需要分成两半加工、并运输至使用单位现场。筒阀运输至加工现场后，需要组装筒阀后进行安装。筒阀需要进行多次起吊、运输和组装，筒阀在起吊、运输或组装的过程中容易变形，筒阀的实际使用精度难以保证。

（2）立式铣车床只能对筒阀的内孔、外圆和轴向孔进行加工；立式铣车床对筒阀进行加工后，需要将筒阀转移至其他机床，通过其他机床对筒阀进行外圆导向板槽或外圆槽孔的加工，不仅加工过程比较复杂，而且浪费了人力资源。

（3）由于立式铣车床的结构比较复杂，立车工作台、立车车横梁和立车立柱的尺寸均较大，因此立式铣车床不仅制作成本较高，制作周期较长，而且安装和加工筒阀比较困难，不便于运输。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其能够保证筒阀的实际使用精度，工作效率较高，不仅能够节省人力资源，而且制作成本较低、安装周期较短，便于运输。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，包括外圆加工装置或内孔加工装置；

所述外圆加工装置包括安装于地基上的工作台和床身，工作台中心与床身之间的间距为4500mm～6000mm，工作台的顶部设置有旋转托架，旋转托架的外侧壁设置有至少3个用于固定筒阀的夹具；

床身的顶部设置有滑座，床身与滑座之间水平设置有床身导轨，床身导轨的上平面与需加工筒阀的中轴线垂直；滑座通过床身导轨与床身连接；滑座的顶部设置有立柱，立柱的外侧壁设置有车铣刀架，立柱和车铣刀架之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架通过立柱导轨与立柱连接；

车铣刀架的外侧壁设置有滑枕，车铣刀架与滑枕之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀的中轴线平行，滑枕通过车铣刀架导轨与车铣刀架连接；滑枕邻近工作台的一端设置有过渡接口，滑枕通过过渡接口与需要使用的加工附件连接；

所述内孔加工装置包括安装于地基上的工作台、至少3个筒阀支架；每个筒阀支架与工作台中心之间的间距均为3500mm～5000mm，工作台的顶部设置有平台，平台的一端设置有凸台，另一端设置有配重平台；凸台远离配重平台的一侧设置有立柱；立柱的外侧壁设置有车铣刀架，立柱和车铣刀架之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架通过立柱导轨与立柱连接；

车铣刀架的外侧壁设置有滑枕，车铣刀架与滑枕之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀的中轴线平行，滑枕通过车铣刀架导轨与车铣刀架连接；滑枕邻近筒阀的一端设置有过渡接口，滑枕通过过渡接口与车刀夹连接；配重平台的顶部固定设置有床身，床身的顶部固定设置有滑座。

在上述技术方案的基础上，所述外圆加工装置中，所述旋转托架的外侧壁等距设置有至少3个用于固定筒阀的夹具。

在上述技术方案的基础上，所述夹具的数量为8个。

在上述技术方案的基础上，所述外圆加工装置中，所述加工附件为车刀夹、直角铣头或铣刀。

在上述技术方案的基础上，所述外圆加工装置中，工作台中心与床身之间的间距为5500mm。

在上述技术方案的基础上，所述内孔加工装置中，所述至少3个筒阀支架等距设置。

在上述技术方案的基础上，所述筒阀支架的数量为8个。

在上述技术方案的基础上，所述内孔加工装置中，所述立柱邻近凸台的一侧设置有连接部，连接部位于凸台的顶部，所述立柱通过连接部与凸台连接。

在上述技术方案的基础上，所述内孔加工装置中，所述滑座的顶部固定设置有用于增加平稳性的配重块。

在上述技术方案的基础上，所述内孔加工装置中，所述每个筒阀支架与工作台中心之间的间距均为4700mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型包括分别组装而成的外圆加工装置和内孔加工装置，外圆加工装置能够对筒阀的外圆、外圆导向板槽和端面轴向孔进行加工，内孔加工装置能够对筒阀的内孔进行车削加工。与现有技术中将加工为成品的筒阀运输至加工现成进行再次加工相比，本实用新型能够将筒阀运输至使用单位加工现场后，一次性加工完成。因此，本实用新型对筒阀进行加工的过程中，筒阀的起吊次数、运输次数和组装次数均较少，筒阀不易变形，筒阀的实际使用精度能够得到保证。

（2）本实用新型的外圆加工装置能够通过车刀夹对筒阀的外圆进行车削加工，通过铣刀对筒阀的外圆导向板槽进行铣削加工，通过直角铣头对筒阀的端面轴向孔进行镗削加工。与现有技术中将筒阀转移至其他机床进行加工相比，本实用新型能够一次性对筒阀的外圆、外圆导向板槽和端面轴向孔进行加工，不需要将筒阀转移至其他机床，不仅节省了人力资源，而且工作效率较高。

（3）本实用新型的外圆加工装置和内孔加工装置均通过工作台、床身、滑座、立柱、车铣刀架和滑枕采用不同的方式组装而成，与现有技术中的立式铣车床相比，本实用新型的结构比较简单，不仅制作成本较低（制作成本约为立式铣车床的四分之一）、安装周期较短（安装周期约为立式铣车床的三分之一），而且安装和加工筒阀时比较简单，便于运输。

附图说明

图1为本实用新型实施例中背景技术的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中外圆加工装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中内孔加工装置的结构示意图。

图中：1-立车立柱，2-立车横梁，3-立车车铣刀架，4-筒阀，5-立车工作台，6-立车滑枕，7-车刀夹，8-立车夹具，9-需加工筒阀，10-旋转托架，11-工作台，12-夹具，13-直角铣头，14-滑枕，15-车铣刀架，16-立柱，17-滑座，18-床身，19-筒阀支架，20-连接部，21-凸台，22-平台，23-配重块，24-配重平台。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

本实用新型实施例中的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，包括外圆加工装置和内孔加工装置，外圆加工装置和内孔加工装置均采用工作台11、床身18、滑座17、立柱16、车铣刀架15和滑枕14组装而成。

参见图2所示，外圆加工装置包括安装于地基上的工作台11和床身18，工作台11的中心与床身18之间的间距为4500mm～6000mm，本实施例中工作台11的中心与床身18之间的间距为5500mm。工作台11的顶部设置有旋转托架10，旋转托架10的外侧壁等距设置有至少3个用于固定筒阀的夹具12，本实施例中夹具12的数量为3个。

床身18的顶部设置有滑座17，床身18与滑座17之间水平设置有床身导轨，床身导轨的上平面与需加工筒阀9的中轴线垂直；滑座17通过床身导轨与床身18连接，滑座17能够沿床身导轨的方向前后移动。

滑座17的顶部设置有立柱16，立柱16的外侧壁设置有车铣刀架15，立柱16和车铣刀架15之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架15通过立柱导轨与立柱16连接；车铣刀架15能够沿立柱导轨的方向竖直移动。

车铣刀架15的外侧壁设置有滑枕14，车铣刀架15与滑枕14之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀9的中轴线平行，滑枕14通过车铣刀架导轨与车铣刀架15连接，滑枕14能够沿车铣刀架导轨的方向水平移动。滑枕14邻近工作台11的一端设置有过渡接口，滑枕14通过过渡接口能够与加工附件（车刀夹7、直角铣头13或铣刀等）连接。车刀夹7能够对筒阀的外圆进行车削加工，铣刀能够筒阀外圆的导向板槽进行铣削加工，直角铣头13能够对筒阀端面的轴向孔进行镗削加工。

参见图3所示，内孔加工装置包括安装于地基上的工作台11、至少3个等距设置的筒阀支架19；每个筒阀支架19与工作台11的中心之间的间距均为3500mm～5000mm，本实施例中筒阀支架19的数量为8个，每个筒阀支架19与工作台11的中心之间的间距为4700mm。工作台11的顶部设置有平台22，平台22的一端设置有凸台21，另一端设置有配重平台24。凸台21远离配重平台24的一侧设置有立柱16，立柱16邻近凸台21的一侧设置有连接部20，连接部20位于凸台21的顶部，立柱16通过连接部20与凸台21连接。

立柱16的外侧壁设置有车铣刀架15，立柱16和车铣刀架15之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架15通过立柱导轨与立柱16连接；车铣刀架15能够沿立柱导轨的方向上下移动。

车铣刀架15的外侧壁设置有滑枕14，车铣刀架15与滑枕14之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀9的中轴线平行，滑枕14通过车铣刀架导轨与车铣刀架15连接，滑枕14能够沿车铣刀架导轨的方向水平移动。滑枕14邻近筒阀的一端设置有过渡接口，滑枕14通过过渡接口与车刀夹7连接。

配重平台24的顶部固定设置有床身18，床身18的顶部设置有滑座17，床身18与滑座17在筒阀内孔加工时固定设置在一起，滑座17不允许在床身18上移动。滑座17的顶部固定设置有配重块23，配重块23能够平衡铣刀架和立柱16的重量，以保证在对筒阀内孔车削加工的平稳性。

本实用新型加工筒阀的过程如下：

（1）对筒阀的外圆进行车削加工，参见图2所示，安装外圆加工装置，在滑枕14的过渡接口处安装车刀夹7。将筒阀通过夹具12固定，通过工作台11带动筒阀旋转。滑座17通过床身18轨道前后运动，滑座17带动车刀夹7对筒阀外圆进行前后方向的车削位置的找正。车铣刀架15通过立柱导轨上下运动，车铣刀架15带动车刀夹7对筒阀外圆进行上下方向的车削加工。滑枕14通过车铣刀架导轨水平运动，滑枕14带动车刀夹7对筒阀外圆进行水平方向的车削加工。

（2）对筒阀的外圆导向板槽进行铣削加工，在滑枕14的过渡接口处卸下车刀夹7，安装铣刀。通过工作台11带动筒阀旋转，滑座17通过床身18轨道前后运动，滑座17带动铣刀对筒阀的外圆导向板槽进行前后方向的铣削加工。车铣刀架15通过立柱导轨上下运动，车铣刀架15带动铣刀对筒阀的外圆导向板槽进行上下方向的铣削加工。滑枕14通过车铣刀架导轨水平运动，滑枕14带动铣刀对筒阀的外圆导向板槽进行水平方向的铣削加工。

（3）对筒阀的端面轴向孔进行镗削加工，在滑枕14的过渡接口处卸下铣刀，安装直角铣头13。通过工作台11带动筒阀旋转，滑座17通过床身18轨道前后运动，滑座17带动直角铣头13对筒阀的端面轴向孔进行前后方向的镗削位置找正；滑枕14通过车铣刀架导轨水平运动，滑枕14带动直角铣头13对筒阀的端面轴向孔进行水平方向的镗削位置找正。车铣刀架15通过立柱导轨上下运动，车铣刀架15带动直角铣头13对筒阀的端面轴向孔进行上下方向的镗削加工。。

（4）对筒阀的内孔进行车削加工，将旋转托架10和夹具12从工作台11上拆下；将立柱16、车铣刀架15、滑枕14整体从滑座17上拆下，在滑枕14的过渡接口处卸下直角铣头13；将床身18与滑座17整体从地基上拆下。将工作台11、筒阀支架19、平台22、凸台21、配重平台24、立柱16、车铣刀架15、滑枕14、床身18和滑座17组装成内孔加工装置。在滑枕14的过渡接口处安装车刀夹7，参见图3所示，将筒阀通过筒阀支架19固定，车铣刀架15通过立柱导轨上下运动，车铣刀架15带动车刀夹7对筒阀的内孔进行上下方向的车削加工；滑枕14通过车铣刀架导轨水平运动，滑枕14带动车刀夹7对筒阀的内孔进行水平方向的车削加工。

经验证得出，本实用新型实施例中的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床对筒阀进行加工时，筒阀的内孔加工直径和外圆加工直径为7000mm～10500mm，加工高度能够达到2000mm。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型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，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：包括外圆加工装置或内孔加工装置；

所述外圆加工装置包括安装于地基上的工作台（11）和床身（18），工作台（11）的中心与床身（18）之间的间距为4500mm～6000mm，工作台（11）的顶部设置有旋转托架（10），旋转托架（10）的外侧壁设置有至少3个用于固定筒阀的夹具（12）；

床身（18）的顶部设置有滑座（17），床身（18）与滑座（17）之间水平设置有床身导轨，床身导轨的上平面与需加工筒阀的中轴线垂直；滑座（17）通过床身导轨与床身（18）连接；滑座（17）的顶部设置有立柱（16），立柱（16）的外侧壁设置有车铣刀架（15），立柱（16）和车铣刀架（15）之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架（15）通过立柱导轨与立柱（16）连接；

车铣刀架（15）的外侧壁设置有滑枕（14），车铣刀架（15）与滑枕（14）之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀的中轴线平行，滑枕（14）通过车铣刀架导轨与车铣刀架（15）连接；滑枕（14）邻近工作台（11）的一端设置有过渡接口，滑枕（14）通过过渡接口与需要使用的加工附件连接；

所述内孔加工装置包括安装于地基上的工作台（11）、至少3个筒阀支架（19）；每个筒阀支架（19）与工作台（11）的中心之间的间距均为3500mm～5000mm，工作台（11）的顶部设置有平台（22），平台（22）的一端设置有凸台（21），另一端设置有配重平台（24）；凸台（21）远离配重平台（24）的一侧设置有立柱（16）；立柱（16）的外侧壁设置有车铣刀架（15），立柱（16）和车铣刀架（15）之间纵向设置有立柱导轨，车铣刀架（15）通过立柱导轨与立柱（16）连接；

车铣刀架（15）的外侧壁设置有滑枕（14），车铣刀架（15）与滑枕（14）之间设置有车铣刀架导轨，车铣刀架导轨的外侧面与需加工筒阀的中轴线平行，滑枕（14）通过车铣刀架导轨与车铣刀架（15）连接；滑枕（14）邻近筒阀的一端设置有过渡接口，滑枕（14）通过过渡接口与车刀夹（7）连接；配重平台（24）的顶部固定设置有床身（18），床身（18）的顶部固定设置有滑座（17）。

2.如权利要求1所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述外圆加工装置中，所述旋转托架（10）的外侧壁等距设置有至少3个用于固定筒阀的夹具（12）。

3.如权利要求2所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述夹具（12）的数量为8个。

4.如权利要求1至3任一项所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述外圆加工装置中，所述加工附件为车刀夹（7）、直角铣头（13）或铣刀。

5.如权利要求1至3任一项所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述外圆加工装置中，工作台（11）的中心与床身（18）之间的间距为5500mm。

6.如权利要求1所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述内孔加工装置中，所述至少3个筒阀支架（19）等距设置。

7.如权利要求6所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述筒阀支架（19）的数量为8个。

8.如权利要求6或7所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述内孔加工装置中，所述立柱（16）邻近凸台（21）的一侧设置有连接部（20），连接部（20）位于凸台（21）的顶部，所述立柱（16）通过连接部（20）与凸台（21）连接。

9.如权利要求6或7所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述内孔加工装置中，所述滑座（17）的顶部固定设置有用于增加平稳性的配重块（23）。

10.如权利要求6或7所述的用于加工水轮机筒阀的立式加工机床，其特征在于：所述内孔加工装置中，所述每个筒阀支架（19）与工作台（11）的中心之间的间距均为4700mm。