CN212329652U - 一种双曲面衬板加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁支座零部件加工技术领域，并具体公开了一种双曲面衬板加工系统。所述系统包括工装组件和车削机床，工装组件包括旋转底板和固定调节架，车削机床包括旋转台模块、控制模块以及车削模块。所述方法包括：通过将待加工的双曲面板安装于固定调节架上，控制模块用于控制旋转台模块转动以带动工装组件转动，并控制车削模块对固定于工装组件上的待加工的双曲面衬板进行R’方向和R方向的曲度加工。本实用新型结构简单，使得普通数控车床具备加工双曲面衬板的能力，且可以同时加工多件产品，加工效率高，成本低。

Description

一种双曲面衬板加工系统

技术领域

本实用新型属于桥梁支座零部件加工技术领域，更具体地，涉及一种双曲面衬板加工系统。

背景技术

双曲面钢支座是一种用于桥梁减隔震领域的装置，具有优良的转动特性和隔振性能，多用于铁路简支梁的施工建设。与常规球型支座最大的不同之处在于其衬板是以半径为R的弧线，围绕半径为R′的圆心为轴心旋转而成的双曲面。

双曲面衬板的曲面加工是一个难点，常规的车、铣加工设备难以满足双曲面加工精度的要求，若不使用特殊工装，只能采用高精度的数控加工中心进行加工，加工效率低，加工成本高。同时，现有技术中，通常是根据双曲面板的不同规格设计不同的模具或者进行新的程序编辑，无法实现双曲面板在加工过程中根据双曲面板弧度的不同而进行自适应调整，同时，也难以实现批量生产，从而导致加工效率低，精度难以保证，加工成本高。

因此，本领域亟待提出一种双曲面衬板加工系统，能够根据双曲面板弧度的不同而进行自适应调整，同时实现批量生产，以有效提高加工精度、降低加工成本。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种双曲面衬板加工系统，其根据双曲面衬板的球面特性以及双曲面衬板铣削加工中精度难以保证的特征，提出了一种双曲面衬板加工系统，并对其中的关键组件如旋转底板、调节架面板、调节架底板以及车削机床中的各个部件的具体结构、布置方式、调节方式以及加工工序等方面进行研究和设计，相应的可有效解决现有技术中双曲面衬板铣削加工时路径难以规划、加工精度低等问题，以实现能够根据双曲面板弧度的不同而进行自适应调整，同时实现批量生产，以有效提高加工精度、降低加工成本。因而尤其适用于桥梁支座中双曲面衬板的批量生产。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双曲面衬板加工系统，包括工装组件以及车削机床，其中，

所述工装组件包括旋转底板和固定调节架，所述旋转底板包括圆形的底板本体，所述底板本体固定设于所述车削机床上，并在所述车削机床的驱动作用下沿所述底板本体的中心线旋转；所述固定调节架包括调节架面板以及调节架底板，所述调节架面板用于固定待加工的双曲面衬板，所述调节架底板一端与所述调节架面板固定连接，使得固定于所述调节架面板上的待加工的双曲面衬板的中心线于所述底板本体的中心线垂直，所述调节架底板的另一端于所述底板本体固定连接，且所述调节架底板用于根据待加工的双曲面衬板R’方向的曲度沿所述底板本体的半径方向进行调节，使得所述底板本体在旋转时，所述车削机床能获取待加工的双曲面衬板在R’方向的曲度；

所述车削机床包括旋转台模块、控制模块以及车削模块，所述旋转台模块用于固定工装组件，所述控制模块用于控制旋转台模块转动以带动工装组件转动，并控制车削模块对固定于工装组件上的双曲面衬板进行R’方向和R方向的曲度加工。

作为本实用新型的优选方案，在本实用新型中，控制模块需要规划两个方向的运动路径即可实现车削模块对固定于工装组件上的待加工的双曲面衬板进行R’方向和R方向的曲度加工，在对待加工的双曲面衬板进行R’方向的曲度加工时，控制模块控制车削模块沿平行于所述底板本体中心线的方向运动，在所述旋转台模块转动时，车削模块完成待加工的双曲面衬板R’方向的曲度加工；在对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工时，旋转台模块停止转动，控制模块控制车削模块按预设的路径对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工，直至完成待加工的双曲面衬板的加工，获取所需的双曲面衬板。

作为进一步优选的，所述调节架面板上还设有基准定位线，所述基准定位线用于对待加工的双曲面衬板进行基准定位，所述基准定位线包括竖向基准定位线以及水平基准定位线。

作为进一步优选的，所述固定调节架还包括设于所述调节架底板上的多个调节架底板固定孔，相应的，所述旋转底板还包括设于所述底板本体上的多个调节孔，多个所述调节架底板固定孔与多个所述调节孔配合设置，通过调节所述调节架底板固定孔与所述调节孔的连接位置以实现待加工的双曲面衬板沿所述底板本体的半径方向的调节。

作为进一步优选的，所述固定调节架还包括设于所述调节架面板上的多个衬板固定孔，所述衬板固定孔用于固定待加工的双曲面衬板；所述固定调节架还包括设于所述调节架面板上的调节架支撑板。

作为进一步优选的，所述固定调节架还包括设于所述调节架底板上的调节架凸台，相应的，所述旋转底板还包括设于所述底板本体上的固定凹槽，所述调节架凸台与所述固定凹槽配合设置。

作为进一步优选的，所述旋转底板还包括设于所述底板本体上的第一底板固定孔以及多个第二底板固定孔，所述第一底板固定孔设于所述底板本体的中心，且与所述旋转台模块连接，多个所述第二底板固定孔沿所述第一底板固定孔的周向均匀布置。

作为进一步优选的，所述控制模块包括R’方向曲度加工子模块以及R方向曲度加工子模块，所述R’方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R’方向的曲度加工，所述R方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工。

作为进一步优选的，所述固定调节架设置有多个，多个所述固定调节架沿所述底板本体的中心轴均匀布置。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的双曲面衬板加工系统，根据双曲面衬板的球面特性以及双曲面衬板铣削加工中精度难以保证的特征，对其中的关键组件如旋转底板、调节架面板、调节架底板以及车削机床中的各个部件的具体结构、布置方式、调节方式以及加工工序等方面进行研究和设计，相应的可有效解决现有技术中双曲面衬板铣削加工时路径难以规划、加工精度低等问题，以实现能够根据双曲面板弧度的不同而进行自适应调整，同时实现批量生产，以有效提高加工精度、降低加工成本。

(2)本实用新型的双曲面衬板加工系统，通过将固定调节架、旋转底板以及车削机床的配合设计，相应的，控制模块只需要规划两个方向的运动路径即可实现车削模块对固定于工装组件上的待加工的双曲面衬板进行R’方向和R方向的曲度加工，在对待加工的双曲面衬板进行R’方向的曲度加工时，控制模块控制车削模块沿平行于所述底板本体中心线的方向运动，在所述旋转台模块转动时，车削模块完成待加工的双曲面衬板R’方向的曲度加工；在对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工时，旋转台模块停止转动，控制模块控制车削模块按预设的路径对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工。因而，本系统能够快速精确的控制双曲面衬板的加工路径，使得普通数控车床具备加工双曲面衬板的能力，降低加工设备的精度要求，减少加工难度。

(3)本实用新型的双曲面衬板加工系统，调节架面板上还设有基准定位线，从而能够实现待加工的双曲面衬板在竖直方向和水平方向的快速精确定位，结构简单，工装安装及更换便捷。

(4)本实用新型的双曲面衬板加工系统，多个调节架底板固定孔与多个所述调节孔配合设置，通过调节调节架底板固定孔与调节孔的连接位置以实现待加工的双曲面衬板沿底板本体的半径方向的调节，从而可根据待加工的双曲面衬板在R’方向的曲度进行自适应调节，同时在进行R’方向的曲度加工时，只需沿竖直方向规划车削模块的铣削路径即可完成加工，定位精准快捷，加工精度高。

(5)本实用新型的双曲面衬板加工系统，固定调节架设置有多个，多个固定调节架沿所述底板本体的中心轴均匀布置，可以满足不同规格的双曲面衬板加工需求，且可以同时完成多个衬板的加工，加工成本低，加工效率高

附图说明

图1是本实用新型实施例涉及的一种双曲面衬板加工系统的整体结构示意图；

图2是图1中涉及的旋转底板的结构示意图；

图3是图1中涉及的固定调节架的结构示意图；

图4是图1中涉及的双曲面衬板的结构示意图；

图5是本实用新型实施例涉及的一种双曲面衬板加工系统的工作流程图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-旋转底板，11-底板本体，12-固定凹槽，13-调节孔，14-第一底板固定孔，15-第二底板固定孔；2-固定调节架，21-调节架底板，22-调节架支撑板，23-调节架面板，24-衬板固定孔，25-调节架凸台，26-调节架底板固定孔，27-基准定位线；3-双曲面衬板；4-车削机床。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型系统加工的双曲面衬板是以半径为R的弧线，围绕半径为R′的圆心为轴心旋转而成的双曲面，包括两个方向的曲度，双曲面衬板在R’方向的曲度以及R方向的曲度。本实用新型提供了一种用于加工才双曲面衬板的系统及加工方法，通过对其中的关键组件如旋转底板、调节架面板、调节架底板以及车削机床中的各个部件的具体结构、布置方式、调节方式以及加工工序等方面进行研究和设计，相应的可有效解决现有技术中双曲面衬板铣削加工时路径难以规划、加工精度低等问题，以实现能够根据双曲面板弧度的不同而进行自适应调整，同时实现批量生产，以有效提高加工精度、降低加工成本。

具体而言，如图1所示，本实用新型一种双曲面衬板加工系统主要包括：工装组件以及车削机床。其中，其中，车削机床4主要包括控制模块、旋转台模块以及车削模块。旋转底板1固定在旋转台模块上方，且在控制模块发出工作指令后，旋转台模块带动旋转底板1转动。为了实现旋转台模块和旋转底板1的固定连接，在旋转底板1的底板本体11上设置有第一底板固定孔14和第二底板固定孔15。其中，第二底板固定孔14用于通过螺钉实现旋转台模块和旋转底板1的固定连接，旋转台模块还包括用于和第一底板固定孔14进行卡接固定的圆形凸台，从而进一步实现旋转台模块和旋转底板1的固定连接，同时，还能在双曲面衬板加工过程中，防止旋转底板1的偏移，降低双曲面衬板的加工误差，提高双曲面衬板的加工精度。

进一步的，在本实用新型中，底板本体11的和第一底板固定孔14为同心圆，第二底板固定孔15设置有多个，且多个第二底板固定孔15沿所述第一底板固定孔14的周向均匀布置。

如图1、图2图3以及图4所示，底板本体11上还设有固定凹槽12和调节孔13，用于固定和调节固定调节架2。固定调节架2设置有多个，且多个固定调节架2以所述旋转底板1的中心轴线为中心均匀布置，即多个固定调节架2沿所述旋转底板1的周向均匀布置，每个固定调节架2均对应着一个固定凹槽12。具体而言，在本实用新型的优选实施例中，固定调节架2包括调节架底板21、调节架支撑板22以及调节架面板23。其中，调节架底板21上设有调节架凸台25以及调节架底板固定孔26，旋转底板1上设置有多个呈阵列均匀排布的调节孔13，通过沿所述旋转底板1的径向调整调节架底板固定孔26与调节孔13配合连接位置，实现调整调节固定调节架2中轴线与旋转底板1中心线的距离，以控制双曲面衬板R’方向的尺寸调节。即本实用新型中，多个所述调节架底板固定孔26与多个所述调节孔13配合设置，通过调节所述调节架底板固定孔26与所述调节孔13的连接位置以实现待加工的双曲面衬板沿所述底板本体11的半径方向的调节。进而在对双曲面衬板R’方向的曲度进行加工时，只需要确定车削模块的深度，然后在设定的深度下，控制车削模块沿竖直方向运动，即可获取R’方向的曲度。

作为本实用新型的优选方案，调节架面板上还设有基准定位线，基准定位线用于对待加工的双曲面衬板进行基准定位，基准定位线包括竖向基准定位线以及水平基准定位线。在双曲面衬板加工之前，根据基准定位线的位置，对双曲面衬板进行安装定位，使得双曲面衬板的两条边分别与竖向基准定位线以及水平基准定位线对齐。以此方式，能够实现快速安装定位，同时，定位更加精准。更近一步的，通过对双曲面衬板的两条边进行精准线的定位，控制模块能够快速获取双曲面衬板的中心，并根据双曲面衬板的中心经准规划双曲面衬板R方向的曲度加工路径。

作为本实用新型的优选方案，所述固定调节架2还包括设于所述调节架底板21上的调节架凸台25，相应的，所述旋转底板1还包括设于所述底板本体11上的固定凹槽12，所述调节架凸台25与所述固定凹槽12配合设置。

作为本实用新型的优选方案，所述控制模块包括R’方向曲度加工子模块以及R方向曲度加工子模块，所述R’方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R’方向的曲度加工，所述R方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工。

在本实用新型中，底板本体11通过紧固螺栓与旋转台模块固定，调节架底板21通过紧固螺栓与底板本体11固定，即调节孔13与调节架底板固定孔26之间通过紧固螺栓连接。调节架底板21可通过设于其底部的调节架凸台25与底板本体11上的固定凹槽12的配合，实现调节架底板21的定位，然后使用紧固螺栓固定锁紧。双曲面衬板通过事先加工的螺纹孔，然后通过调节架面板24上的基准定位线27进行基准平面定位，然后使用紧固螺栓将其固定在调节架面板24上。作为本实用新型的优选方案，固定调节架12设置有6个，且6个固定调节架12沿底板本体11中心线均匀布置。

如图5所示，本系统的工作流程具体包括以下步骤：

首先，将双曲面衬板在铣床上粗加工外形尺寸，然后将双曲面衬板固定于调节架面板上，并保证双曲面衬板的两条边分别与基准定位线27的竖向基准定位线以及水平基准定位线对齐。然后根据待加工的双曲面衬板R’方向的曲度调节调节架底板的位置，使得底板本体在旋转时，车削机床能获取待加工的双曲面衬板在R’方向的曲度。更具体而言，通过调节调节架底板固定孔26与调节孔13的连接位置，使得车削模块沿竖直方向铣削加工时，待加工的双曲面衬板能获取R’方向的曲度。即在本实用新型中，控制模块只需要规划车削模块加工双曲面衬板R方向的曲度的路径，其R’方向的曲度加工可实现批量定位，定位精准，加工快捷，成本低。

然后，控制模块控制旋转台模块转动以带动待加工的双曲面衬板转动，同时控制模块控制车削模块沿竖直方向的加工路径运动，从而获取待加工的双曲面衬板在R’方向的曲度。

最后，完成待加工的双曲面衬板R’方向的曲度加工后，旋转台模块停止转动，车削模块按照预设路径对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工，直至完成待加工的双曲面衬板R方向的曲度加工。更具体的，先将车削模块调整为垂直旋转台模块旋转方向，然后通过控制模块编程，获得待加工的双曲面衬板R方向的曲度，并根据待加工的双曲面衬板R方向的曲度对车削模块的加工路径进行规划，然后根据该规划的加工路径进行切削加工，最终获得所需的双曲面衬板球面尺寸。

本实用新型在加工时，首先将双曲面衬板在铣床上粗加工外形尺寸，然后按上述方式将工装组件以及车削机床安装到位，旋转台模块旋转时，对车削模块对刀并调整固定调节架外圆尺寸，即可获得双曲面衬板一个方向的R′尺寸，同时将车削模块调整为垂直旋转台模块旋转方向，然后通过控制模块编程，获得双曲面衬板另一方向的R值，进行切削加工，最终获得所需的双曲面衬板球面尺寸。通过固定调节架的位置，并改变车削机床编程曲线，就可以满足不同双曲面衬板的加工需要，同时此工装组件可安装多个双曲面衬板，极大提高了加工效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，包括工装组件以及车削机床(4)，其中，

所述工装组件包括旋转底板(1)和固定调节架(2)，所述旋转底板(1)包括圆形的底板本体(11)，所述底板本体(11)固定设于所述车削机床(4)上，并在所述车削机床(4)的驱动作用下沿所述底板本体(11)的中心线旋转，所述固定调节架(2)包括调节架面板(23)以及调节架底板(21)，所述调节架面板(23)用于固定待加工的双曲面衬板，所述调节架底板(21)一端与所述调节架面板(23)固定连接，使得固定于所述调节架面板(23)上的待加工的双曲面衬板的中心线于所述底板本体(11)的中心线垂直，所述调节架底板(21)的另一端于所述底板本体(11)固定连接，且所述调节架底板(21)用于根据待加工的双曲面衬板R’方向的曲度沿所述底板本体(11)的半径方向进行调节，使得所述底板本体(11)在旋转时，所述车削机床(4)能获取待加工的双曲面衬板在R’方向的曲度；

所述车削机床(4)包括旋转台模块、控制模块以及车削模块，所述旋转台模块用于固定工装组件，所述控制模块用于控制旋转台模块转动以带动工装组件转动，并控制车削模块对固定于工装组件上的待加工的双曲面衬板进行R’方向和R方向的曲度加工。

2.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述调节架面板(23)上还设有基准定位线(27)，所述基准定位线(27)用于对待加工的双曲面衬板进行基准定位，所述基准定位线(27)包括竖向基准定位线以及水平基准定位线。

3.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述固定调节架(2)还包括设于所述调节架底板(21)上的多个调节架底板固定孔(26)，相应的，所述旋转底板(1)还包括设于所述底板本体(11)上的多个调节孔(13)，多个所述调节架底板固定孔(26)与多个所述调节孔(13)配合设置，通过调节所述调节架底板固定孔(26)与所述调节孔(13)的连接位置以实现待加工的双曲面衬板沿所述底板本体(11)的半径方向的调节。

4.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述固定调节架(2)还包括设于所述调节架面板(23)上的多个衬板固定孔(24)，所述衬板固定孔(24)用于固定待加工的双曲面衬板；所述固定调节架(2)还包括设于所述调节架面板(23)上的调节架支撑板(22)。

5.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述固定调节架(2)还包括设于所述调节架底板(21)上的调节架凸台(25)，相应的，所述旋转底板(1)还包括设于所述底板本体(11)上的固定凹槽(12)，所述调节架凸台(25)与所述固定凹槽(12)配合设置。

6.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述旋转底板(1)还包括设于所述底板本体(11)上的第一底板固定孔(14)以及多个第二底板固定孔(15)，所述第一底板固定孔(14)设于所述底板本体(11)的中心，且与所述旋转台模块连接，多个所述第二底板固定孔(15)沿所述第一底板固定孔(14)的周向均匀布置。

7.根据权利要求1所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述控制模块包括R’方向曲度加工子模块以及R方向曲度加工子模块，所述R’方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R’方向的曲度加工，所述R方向曲度加工子模块用于控制所述车削模块对待加工的双曲面衬板进行R方向的曲度加工。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种双曲面衬板加工系统，其特征在于，所述固定调节架(2)设置有多个，多个所述固定调节架(2)沿所述底板本体(11)的中心轴均匀布置。

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