CN209520453U - 一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工技术领域，其公开了一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，包括安装在线切割机床上用于对所述双头连轴法兰的颈部段外圆进行线切割加工的线切割导向架，所述线切割导向架包括按照上下位置水平设置的上导向杆、下导向杆，且至少在所述上导向杆、下导向杆的前端端部位置分别设置有用于定位安装线切割丝的导轮，所述工装在安装时其线切割导向架搭接在线切割机床的上固定线架和下固定线架上。本实用新型缩短了机械加工时间、降低了加工成本，并提高了原材料的利用率，使得资源得到充分利用，实现了绿色制造。

Description

一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装。

背景技术

如图3所示是某大型机械中使用的双头连轴法兰，材料为合金结构钢锻件或不锈钢锻件，其外形直接超过1米，属于多品种多品种、小批量生产模式。由于每种规格的双头连轴法兰每次生产的数量较少，因此通常采用自由锻以降低模具费用，并缩短生产周期。

但是，上述双头连轴法兰在生产时也存在以下问题：

一是由于采用自由锻，其毛坯加工余量较大，特别是由于双头连轴法兰的颈部段外圆无法通过自由锻锻出，只能通过车加工将颈部段外圆车出，由此大幅度增加了机械加工的时间，其一方面增加了机械加工的成本，另一方面延长了交货期，无法满足客户交货期的要求。

二是颈部段外圆通过车加工车出，其车去的余量部分变成大量的废铁屑，导致原材料的利用率较低，不符合当代绿色制造的发展方向。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，旨在缩短机械加工时间、降低加工成本，并提高原材料的利用率，使得资源得到充分利用，实现绿色制造。具体的技术方案如下：

一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，包括安装在线切割机床上用于对所述双头连轴法兰的颈部段外圆进行线切割加工的线切割导向架，所述线切割导向架包括按照上下位置水平设置的上导向杆、下导向杆，且至少在所述上导向杆、下导向杆的前端端部位置分别设置有用于定位安装线切割丝的导轮，所述工装在安装时其线切割导向架搭接在线切割机床的上固定线架和下固定线架上。

为了方便线切割，所述双头连轴法兰的颈部段外圆上在线切割加工之前加工有方便线切割加工的工艺槽，所述工艺槽包括位于双头连轴法兰的颈部段外圆上且靠近上法兰背面位置的一圈工艺槽、位于双头连轴法兰颈部段外圆上且靠近下法兰背面位置的一圈工艺槽。

其中，所述工艺槽距离上法兰背面及下法兰背面的距离分别根据上法兰背面及下法兰背面的粗加工余量而确定，所述工艺槽的槽底直径尺寸根据颈部段外圆处的粗加工余量而确定。

线切割前，将线切割导向架固定到线切割机床上，并使得线切割导向架的上导向杆、下导向杆的前端端部分别水平对准工艺槽；将线切割丝安装到线切割机床上，并将线切割丝同时挂接到线切割导向架的上导向杆、下导向杆的导轮上；然后开启线切割机床，对双头连轴法兰的颈部段外圆进行线切割；线切割时，先进行径向进给切割，使得位于上导向杆、下导向杆前端导轮之间的线切割丝切割至靠近工艺槽的槽底位置，径向切割到位后再进行周向进给切割，使得位于上导向杆、下导向杆前端导轮之间的线切割丝环绕周向进行切割，并通过周向切割使得颈部段外圆上被切除的粗加工余量部分形成与双头连轴法兰的本体相分离的余量环。

上述技术方案中，通过在双头连轴法兰上预先加工出工艺槽，并结合采用线切割导向架实现了双头连轴法兰的颈部段外圆的线切割加工，且通过线切割加工切去的颈部段外圆余量部分形成一个余量环，该余量环可以作为机械产品的其它零件的锻坯，由此提高了原材料的利用率，使得资源得到充分利用，实现了绿色制造。

另外，线切割时由于是沿圆周方向进行环形切割，其切割的时间主要是与线切割丝走过的环形周长有关，相比常规的车削加工工艺，本实用新型采用线切割导向架进行线切割，在颈部段外圆的余量较大时更能够发挥出高效加工的优势，由此缩短了加工时间，降低了加工成本。

上述通过线切割切下的余量环可以有以下两种不同的结构：

第一种结构：所述余量环为两半结构的哈夫余量环，线切割时每周向切割180°后即进行径向回退切割以形成所述的哈夫余量环。

第二种结构：所述余量环为周向等分切割的余量环，线切割时每周向切割一设定的等分角度后即进行径向回退切割以形成所述的等分切割的余量环。

实际生产时，可以根据产品的不同需求而将余量环切割成哈夫余量环或等分切割的余量环，从而增加原料利用的广度。

优选的，所述等分为三等分、四等分、六等分中的一种等分。

作为本实用新型的优选方案之一，所述线切割机床的上固定线架、下固定线架上和线切割导向架上分别设置有螺纹连接孔，所述线切割导向架与所述上固定线架和下固定线架的搭接处通过螺栓和所述螺纹连接孔进行固定。

上述线切割导向架及其安装连接结构本身较为简单，其制造成本低，且安装方便。

作为本实用新型的优选方案之二，所述上导向杆为具有中空结构的导向杆，且所述中空结构的导向杆的内孔与线切割机床的冷却液管路相连通，所述上导向杆的前端孔口为冷却液的出口。

利用上导向杆的中空结构能够形成对线切割加工的良好冷却效果，且其紧凑的结构有利于减小工艺槽的宽度，从而进一步提高法兰毛坯材料的利用率。

更优选的，所述上导向杆为采用空心矩形管制作的上导向杆。

作为本实用新型的优选方案之三，所述上导向杆、下导向杆的截面高度尺寸、所述导轮的外径尺寸均小于所述工艺槽的宽度尺寸。

通过优化设置上导向杆、下导向杆及导轮的尺寸，能够使得线切割导向架的前端顺利进入到工艺槽中，为双头连轴法兰上颈部段外圆的高效率余量切除加工提供了有利条件。

作为本实用新型的优选方案之四，所述线切割机床为带有移动工作台的线切割机床，所述移动工作台上设置有回转工作台。

优选的，所述回转工作台优选为数控回转工作台。

更优选的，线切割加工时所述双头连轴法兰安装在回转工作台的中心。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，实现了双头连轴法兰的颈部段外圆的线切割加工，且通过线切割加工切去的颈部段外圆余量部分形成一个余量环，该余量环可以作为机械产品的其它零件的锻坯，由此提高了原材料的利用率，使得资源得到充分利用，实现了绿色制造。

第二，本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，线切割时由于是沿圆周方向进行环形切割，其切割的时间主要是与线切割丝走过的环形周长有关，相比常规的车削加工工艺，本实用新型采用线切割导向架进行线切割，在颈部段外圆的余量较大时更能够发挥出高效加工的优势，由此缩短了加工时间，降低了加工成本。

第三，本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，可以根据产品的不同需求而将余量环切割成哈夫余量环或等分切割的余量环，从而增加原料利用的广度。

第四，本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，线切割导向架及其安装连接结构本身较为简单，其制造成本低，且安装方便。

第五，本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，利用上导向杆的中空结构能够形成对线切割加工的良好冷却效果，且其紧凑的结构有利于减小工艺槽的宽度，从而进一步提高法兰毛坯材料的利用率。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装的结构示意图；

图2是将图中1的工装安装到线切割机床上并对双头连轴法兰进行线切割的结构示意图；

图3是双头连轴法兰的结构示意图。

图中：1、双头连轴法兰，2、颈部段外圆，3、上法兰，4、下法兰，5、工艺槽，6、线切割导向架，7、上导向杆，8、下导向杆，9、线切割丝，10、导轮，11、移动工作台，12、线切割机床，13、回转工作台，14、余量环，15、机床的上固定线架，16、机床的下固定线架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至3所示为本实用新型的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装的实施例，包括安装在线切割机床12上用于对所述双头连轴法兰1的颈部段外圆2进行线切割加工的线切割导向架6，所述线切割导向架6包括按照上下位置水平设置的上导向杆7、下导向杆8，且至少在所述上导向杆7、下导向杆8的前端端部位置分别设置有用于定位安装线切割丝9的导轮10，所述工装在安装时其线切割导向架6搭接在线切割机床12的上固定线架15和下固定线架16上。

为了方便线切割，所述双头连轴法兰1的颈部段外圆2上在线切割加工之前加工有方便线切割加工的工艺槽5，所述工艺槽5包括位于双头连轴法兰1的颈部段外圆2上且靠近上法兰3背面位置的一圈工艺槽、位于双头连轴法兰1颈部段外圆2上且靠近下法兰4背面位置的一圈工艺槽。

其中，所述工艺槽5距离上法兰3背面及下法兰4背面的距离分别根据上法兰3背面及下法兰4背面的粗加工余量而确定，所述工艺槽5的槽底直径尺寸根据颈部段外圆2处的粗加工余量而确定。

线切割前，将线切割导向架6固定到线切割机床12上，并使得线切割导向架6的上导向杆7、下导向杆8的前端端部分别水平对准工艺槽5；将线切割丝9安装到线切割机床12上，并将线切割丝9同时挂接到线切割导向架6的上导向杆7、下导向杆8的导轮10上；然后开启线切割机床12，对双头连轴法兰1的颈部段外圆2进行线切割；线切割时，先进行径向进给切割，使得位于上导向杆7、下导向杆8前端导轮之间的线切割丝9切割至靠近工艺槽5的槽底位置，径向切割到位后再进行周向进给切割，使得位于上导向杆7、下导向杆8前端导轮10之间的线切割丝9环绕周向进行切割，并通过周向切割使得颈部段外圆2上被切除的粗加工余量部分形成与双头连轴法兰1的本体相分离的余量环14。

上述技术方案中，通过在双头连轴法兰1上预先加工出工艺槽5，并结合采用线切割导向架6实现了双头连轴法兰1的颈部段外圆2的线切割加工，且通过线切割加工切去的颈部段外圆2余量部分形成一个余量环14，该余量环14可以作为机械产品的其它零件的锻坯，由此提高了原材料的利用率，使得资源得到充分利用，实现了绿色制造。

另外，线切割时由于是沿圆周方向进行环形切割，其切割的时间主要是与线切割丝9走过的环形周长有关，相比常规的车削加工工艺，本实施例采用线切割导向架6进行线切割，在颈部段外圆2的余量较大时更能够发挥出高效加工的优势，由此缩短了加工时间，降低了加工成本。

上述通过线切割切下的余量环14可以有以下两种不同的结构：

第一种结构：所述余量环14为两半结构的哈夫余量环，线切割时每周向切割180°后即进行径向回退切割以形成所述的哈夫余量环。

第二种结构：所述余量环14为周向等分切割的余量环，线切割时每周向切割一设定的等分角度后即进行径向回退切割以形成所述的等分切割的余量环。

实际生产时，可以根据产品的不同需求而将余量环14切割成哈夫余量环或等分切割的余量环，从而增加原料利用的广度。

优选的，所述等分为三等分、四等分、六等分中的一种等分。

作为本实施例的优选方案之一，所述线切割机床12的上固定线架15、下固定线架16上和线切割导向架6上分别设置有螺纹连接孔，所述线切割导向架6与所述上固定线架15和下固定线架13的搭接处通过螺栓和所述螺纹连接孔进行固定。

上述线切割导向架6及其安装连接结构本身较为简单，其制造成本低，且安装方便。

作为本实施例的优选方案之二，所述上导向杆7为具有中空结构的导向杆，且所述中空结构的导向杆7的内孔与线切割机床12的冷却液管路相连通，所述上导向杆7的前端孔口为冷却液的出口。

利用上导向杆7的中空结构能够形成对线切割加工的良好冷却效果，且其紧凑的结构有利于减小工艺槽5的宽度，从而进一步提高法兰毛坯材料的利用率。

更优选的，所述上导向杆7为采用空心矩形管制作的上导向杆。

作为本实施例的优选方案之三，所述上导向杆7、下导向杆8的截面高度尺寸、所述导轮10的外径尺寸均小于所述工艺槽5的宽度尺寸。

通过优化设置上导向杆7、下导向杆8及导轮10的尺寸，能够使得线切割导向架6的前端顺利进入到工艺槽5中，为双头连轴法兰1上颈部段外圆2的高效率余量切除加工提供了有利条件。

作为本实施例的优选方案之四，所述线切割机床12为带有移动工作台11的线切割机床，所述移动工作台11上设置有回转工作台13。

优选的，所述回转工作台13优选为数控回转工作台。

更优选的，线切割加工时所述双头连轴法兰1安装在回转工作台13的中心。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，包括安装在线切割机床上用于对所述双头连轴法兰的颈部段外圆进行线切割加工的线切割导向架，所述线切割导向架包括按照上下位置水平设置的上导向杆、下导向杆，且至少在所述上导向杆、下导向杆的前端端部位置分别设置有用于定位安装线切割丝的导轮，所述工装在安装时其线切割导向架搭接在线切割机床的上固定线架和下固定线架上。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述双头连轴法兰的颈部段外圆上在线切割加工之前加工有方便线切割加工的工艺槽，所述工艺槽包括位于双头连轴法兰的颈部段外圆上且靠近上法兰背面位置的一圈工艺槽、位于双头连轴法兰颈部段外圆上且靠近下法兰背面位置的一圈工艺槽。

3.根据权利要求2所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述线切割机床的上固定线架、下固定线架上和线切割导向架上分别设置有螺纹连接孔，所述线切割导向架与所述上固定线架和下固定线架的搭接处通过螺栓和所述螺纹连接孔进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述上导向杆为具有中空结构的导向杆，且所述中空结构的导向杆的内孔与线切割机床的冷却液管路相连通，所述上导向杆的前端孔口为冷却液的出口。

5.根据权利要求4所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述上导向杆为采用空心矩形管制作的上导向杆。

6.根据权利要求3所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述上导向杆、下导向杆的截面高度尺寸、所述导轮的外径尺寸均小于所述工艺槽的宽度尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，所述线切割机床为带有移动工作台的线切割机床，所述移动工作台上设置有回转工作台。

8.根据权利要求7所述的一种用于大型双头连轴法兰毛坯制作的工装，其特征在于，线切割加工时所述双头连轴法兰安装在回转工作台的中心。