CN217122407U - 一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，包括固定盘、环形自定心内撑装置、回转切削驱动装置和坡口切削刀，所述的固定盘的下方与环形自定心内撑装置固定连接，其上方固定连接有回转支撑外环，所述的回转支撑外环内转动连接有回转支撑内环，环形自定心内撑装置的圆周上安装有多个可同步径向伸缩的撑涨爪机构，回转切削驱动装置固定连接在固定盘上部的园平面上，并与回转支撑内环连接，进而驱动回转支撑内环转动，回转支撑内环的上方环平面上固定连接有旋转臂，旋转臂的安装有沿旋转臂水平和相对旋转臂竖直移动的刀架平台，坡口切削刀安装刀架平台上。本切削机能够实现大型筒体自定心圆心校准定位和坡口切削功能，提高加工效率。

Description

一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机。

背景技术

在航空航天、石油化工等领域，大型金属筒体的对接是必不可少的工艺流程，为了保证筒体对接焊接质量，需要对筒体进行坡口加工，目前采用立车设备进行坡口加工，在坡口加工之前则需要对筒体做圆度校正，无论采用人工校准还是专用设备校准，均存在着工序衔接不紧密，效率低下的问题，因此需要设计一种同时实现大型筒体圆心校准定位与坡口切削加工设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决大型筒体在焊接对接过程中的坡口加工问题，提供一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，能够实现大型筒体自定心圆心校准定位和坡口切削功能。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，包括固定盘、环形自定心内撑装置、回转切削驱动装置和坡口切削刀，所述的固定盘的下方与环形自定心内撑装置固定连接，所述的固定盘的上方固定连接有回转支撑外环，所述的回转支撑外环内转动连接有回转支撑内环，所述的固定盘、环形自定心内撑装置和回转支撑内、外环均同圆心，在所述的环形自定心内撑装置的圆周上安装有多个可同步径向伸缩的撑涨爪机构及其伸缩驱动机构，所述的回转切削驱动装置固定连接在固定盘上部的园平面上，并与回转支撑内环连接，进而驱动回转支撑内环转动，回转支撑内环的上方环平面上固定连接有旋转臂，旋转臂的一端位于回转支撑外环的圆周内，旋转臂的另外一端位于回转支撑外环的圆周外，旋转臂的另外一端安装有沿旋转臂水平和相对旋转臂竖直移动的刀架平台，坡口切削刀安装刀架平台上。

进一步的，所述的环形自定心内撑装置包括环状内撑框架、8组撑涨爪机构和撑涨爪伸缩驱动机构，所述的环状内撑框架由两组大小相同的上、下环状结构组成，在上环状结构的环平面上以同圆周、平均间隔开有16个定位铰点，每个定位铰点与一个连杆连接块的内侧铰接，每个连杆连接块的外侧的左端和右端分别与两根连杆的一端铰接，16根连杆依次通过16个连杆连接块铰接成环形，下环状的铰接结构与上环状的铰接结构相同并互相对称，8组撑涨爪机构位于上、下环状结构之间，8组撑涨爪机构分别与8个定位铰点铰接，每组撑涨爪机构间隔有一个定位铰点，每组撑涨爪机构包括撑涨爪、左/右导向套、撑涨爪连接杆，第一个连杆连接块的外侧的左端还与撑涨爪连接杆的一端铰接，撑涨爪连接杆的另外一端与撑涨爪铰接，该撑涨爪铰接点位于环状内撑框架的圆平面半径上，撑涨爪内壁按一定间隔平行连接有两根导向杆，左\右导向套位于上、下环状结构之间，左/右导向套与该撑涨爪铰接点与环状内撑框架的圆心的连接线互相平行，两根导向杆分别与左/右导向套滑动连接，所述的撑涨爪伸缩驱动机构为丝杠，丝杠的固定端与某一个撑涨爪铰接的连杆连接块的内端铰接，与该连杆连接块相邻的连杆连接块其内侧向内延长，延长端并与丝杠的驱动螺母铰接，所述的丝杠为4组，以环状内撑框架的圆心为对称安装。

进一步的，所述的回转切削驱动装置包括驱动电机、减速器和驱动齿轮，驱动电机通过减速器与驱动齿轮连接，驱动齿轮与回转支撑内环的内壁啮合。

进一步的，所述的固定盘轴心安装有空心走线管，空心走线管内穿有驱动线缆，空心走线管上安装有滑环，旋转臂的上表面安装有拖链，刀架平台的平台线缆位于拖链中，所述的平台线缆通过滑环与驱动线缆电信号连接。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型具有筒体圆度校准及筒体坡口加工功能，从而实现大型筒体的坡口加工，能够大大提升大型筒体端面坡口加工效率。

附图说明

图1是本实用新型的立体示意图，

图2为本实用新型坡口驱动装置的立体示意图，

图3为本实用新型环形自定心内撑装置的立体示意图，

图4为本实用新型的环形自定心内撑装置的传动结构示意图，

图5为本实用新型的实施原理图。

附图中标号：1、环形自定心内撑装置；2、回转切削驱动装置；3、刀架平台；4、待加工筒体；5、丝杠；1-1、丝杠螺母；1-2、环状内撑框架；1-3、撑涨爪；1-4、驱动活动铰点；1-5、驱动转动铰点；1-6、丝杠螺母连接块；1-7、右连杆右铰点；1-8、右导向套；1-9、丝杠螺杆；1-10、右连杆；1-11、驱动块固定铰点；1-12、右连杆左铰点；1-13、左连杆右铰点；1-14、撑涨爪铰点；1-15、撑涨爪驱动杆；1-16、驱动块；1-17、左导向套；1-18、左连杆；1-19、左连杆左铰点；1-20、连杆连接块；1-21、定位铰点；2-1、固定盘；2-2、减速器；2-3、驱动齿轮；2-4、驱动电机；2-5、回转支撑内环，2-6、回转支撑外环；3-1、旋转臂；3-2、滑环；3-3、空心走线管；3-4、拖链、3-5、水平伺服电机、3-6、水平伺服电机减速器、3-7、升降伺服电机、3-8、刀架升降底座、3-9、升降伺服电机减速器、3-10、竖向丝杠、3-11、竖向直线导轨、3-12、竖向滑块、3-13、横向滑块、3-14、横向丝杠、3-15、刀架水平底座、3-16、横向直线导轨、3-17、刀架升降滑板、3-18、刀架安装板。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做进一步的阐述。

实施例1：

如附图1-2所示，一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，包括固定盘、环形自定心内撑装置、回转切削驱动装置和坡口切削刀，所述的固定盘的下方与环形自定心内撑装置固定连接，所述的固定盘的上方固定连接有回转支撑外环，所述的回转支撑外环内转动连接有回转支撑内环，所述的固定盘、环形自定心内撑装置和回转支撑内、外环均同圆心，在所述的环形自定心内撑装置的圆周上安装有多个可同步径向伸缩的撑涨爪机构及其伸缩驱动机构，所述的回转切削驱动装置固定连接在固定盘上部的园平面上，并与回转支撑内环连接，进而驱动回转支撑内环转动，回转支撑内环的上方环平面上固定连接有旋转臂，旋转臂的一端位于回转支撑外环的圆周内，旋转臂的另外一端位于回转支撑外环的圆周外，旋转臂的另外一端安装有沿旋转臂水平和相对旋转臂竖直移动的刀架平台，坡口切削刀安装刀架平台上。

所述的回转切削驱动装置包括驱动电机、减速器和驱动齿轮，驱动电机通过减速器与驱动齿轮连接，驱动齿轮与回转支撑内环的内壁啮合。所述的固定盘轴心安装有空心走线管，空心走线管内穿有驱动线缆，空心走线管上安装有滑环，旋转臂的上表面安装有拖链，刀架平台的平台线缆位于拖链中，所述的平台线缆通过滑环与驱动线缆电信号连接。

如图3所示，环形自定心内撑装置1包括环状内撑框架、8组撑涨爪机构和4组丝杠，环状内撑框架由两组大小相同的上、下环状结构组成，在上环状结构的环平面上以同圆周，平均间隔开有16个定位铰点，每个定位铰点与一个连杆连接块的内侧铰接，每个连杆连接块的外侧的左端和右端分别与两根连杆的一端铰接，16根连杆依次通过16个连杆连接块铰接成环形，下环状的铰接结构与上环状的铰接结构相同并互相对称，8组撑涨爪机构位于上、下环状结构之间，8组撑涨爪机构分别与8个定位铰点铰接，每组撑涨爪机构间隔有一个定位铰点，

每组撑涨爪机构包括撑涨爪、左/右导向套、撑涨爪连接杆，第一个连杆连接块的外侧的左端还与撑涨爪连接杆的一端铰接，撑涨爪连接杆的另外一端与撑涨爪铰接，该撑涨爪铰接点位于环状内撑框架的圆平面半径上，撑涨爪内壁按一定间隔平行连接有两根导向杆，左/右导向套位于上、下环状结构之间，左/右导向套与该撑涨爪铰接点与环状内撑框架的圆心的连接线互相平行，两根导向杆分别与左/右导向套滑动连接，

撑涨爪机构的伸缩驱动机构为丝杠，丝杠的固定端与某一个撑涨爪铰接的连杆连接块的内端铰接，与该连杆连接块相邻的连杆连接块其内侧向内延长，延长端并与丝杠的驱动螺母铰接，所述的丝杠为4组，以环状内撑框架的圆心为对称安装，

如图4所示，对某一个带有丝杠为驱动的撑涨爪机构做进一步的说明：丝杠螺母连接块1-6靠近中部位置通过驱动转动铰点1-5与上环状框架铰接，丝杠螺母连接块1-6的尾端通过驱动活动铰点1-4与丝杠螺母1-1铰接，丝杠螺母连接块1-6的首端分别铰接有两根连杆，环状内撑框架1-2通过驱动块固定铰点1-11与驱动块1-16铰接，环状内撑框架1-2通过定位铰点1-21与连杆连接块1-20铰接；螺母连接块1-7通过右连杆左铰点1-12与右连杆1-10铰接，且螺母连接块1-7通过铰点与下一组撑涨爪机构连杆铰接形成旋转对称，

连杆连接块1-20通过左连杆左铰点1-19与左连杆1-18铰接，且连杆连接块1-20通过铰点与上一组撑涨爪机构连杆铰接形成旋转对称。

左连杆1-18与右连杆1-10分别通过左连杆右铰点1-13及右连杆左铰点1-12与驱动块1-16铰接；

驱动块1-16通过左连杆右铰点1-13与撑涨爪驱动杆1-15铰接，撑涨爪驱动杆1-15通过撑涨爪铰点1-14与撑涨爪1-3铰接，撑涨爪1-3的两根导向杆分别与右导向套1-8及左导向套1-17形成滑动连接。

当丝杠螺母1-1顺时针旋转时，丝杠螺杆1-9缩回，丝杠螺母连接块1-6以驱动转动铰点1-5为圆心顺时针旋转，丝杠螺母连接块1-6带动右连杆1-10顺时针旋转，右连杆1-10带动驱动块1-16顺时针旋转，驱动块1-16以驱动块固定铰点1-11为圆心顺时针旋转的同时带动左连杆1-18顺时针旋转，左连杆1-18带动左连杆右铰点1-13顺时针旋转，在左连杆右铰点1-13顺时针驱动下，由于右导向套1-8及左导向套1-17的约束，撑涨爪驱动杆1-15以左连杆右铰点1-13为圆心逆时针转动，撑涨爪1-3伸出，同理同时，8个撑涨爪同时伸出，以同心方式实现筒体的涨紧。

本实用新型安装方式见附图5所示，将本实施例1吊装于待焊接筒体4上方，将环形自定心内撑装置伸入到待焊接筒体4内部，首先完成圆度校准，环形自定心内撑装置1具备自定心功能，具有8个撑涨爪，为旋转对称结构，对称分布有4个驱动丝杠，通过旋转驱动丝杠上的螺母，8个撑涨爪均可以同时径向同步伸缩，从而实现筒体的圆度校准，在完成筒体圆度校准后，环形自定心内撑装置1、回转切削驱动装置2和固定盘2-1的圆心应与待加工筒体4的圆心重合；在完成圆度校准后，通过控制回转切削驱动装置2的驱动电机2-4，带动旋转臂3-1回转运动，通过控制刀架平台3的水平伺服电机3-5与升降伺服电机3-7，可实现刀具的轨迹控制，在旋转臂3-1回转驱动下，从而实现坡口切削。

本实用新型所设计的内涨式端面坡口加工机可实现筒体圆心校准与坡口切削的功能集成，适用于大型金属筒体的坡口切削作业。

Claims (4)

1.一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，包括固定盘、环形自定心内撑装置、回转切削驱动装置和坡口切削刀，其特征在于：所述的固定盘的下方与环形自定心内撑装置固定连接，所述的固定盘的上方固定连接有回转支撑外环，所述的回转支撑外环内转动连接有回转支撑内环，所述的固定盘、环形自定心内撑装置和回转支撑内、外环均同圆心，在所述的环形自定心内撑装置的圆周上安装有多个可同步径向伸缩的撑涨爪机构及其伸缩驱动机构，所述的回转切削驱动装置固定连接在固定盘上部的园平面上，并与回转支撑内环连接，进而驱动回转支撑内环转动，回转支撑内环的上方环平面上固定连接有旋转臂，旋转臂的一端位于回转支撑外环的圆周内，旋转臂的另外一端位于回转支撑外环的圆周外，旋转臂的另外一端安装有沿旋转臂水平和相对旋转臂竖直移动的刀架平台，坡口切削刀安装刀架平台上。

2.根据权利要求1所述的一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，其特征在于：所述的环形自定心内撑装置包括环状内撑框架、8组撑涨爪机构和撑涨爪伸缩驱动机构，所述的环状内撑框架由两组大小相同的上、下环状结构组成，在上环状结构的环平面上以同圆周、平均间隔开有16个定位铰点，每个定位铰点与一个连杆连接块的内侧铰接，每个连杆连接块的外侧的左端和右端分别与两根连杆的一端铰接，16根连杆依次通过16个连杆连接块铰接成环形，下环状的铰接结构与上环状的铰接结构相同并互相对称，8组撑涨爪机构位于上、下环状结构之间，8组撑涨爪机构分别与8个定位铰点铰接，每组撑涨爪机构间隔有一个定位铰点，每组撑涨爪机构包括撑涨爪、左\右导向套、撑涨爪连接杆，第一个连杆连接块的外侧的左端还与撑涨爪连接杆的一端铰接，撑涨爪连接杆的另外一端与撑涨爪铰接，该撑涨爪铰接点位于环状内撑框架的圆平面半径上，撑涨爪内壁按一定间隔平行连接有两根导向杆，左\右导向套位于上、下环状结构之间，左\右导向套与该撑涨爪铰接点与环状内撑框架的圆心的连接线互相平行，两根导向杆分别与左\右导向套滑动连接，所述的撑涨爪伸缩驱动机构为丝杠，丝杠的固定端与某一个撑涨爪铰接的连杆连接块的内端铰接，与该连杆连接块相邻的连杆连接块其内侧向内延长，延长端并与丝杠的驱动螺母铰接，所述的丝杠为4组，以环状内撑框架的圆心为对称安装。

3.根据权利要求1或2所述的一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，其特征在于：所述的回转切削驱动装置包括驱动电机、减速器和驱动齿轮，驱动电机通过减速器与驱动齿轮连接，驱动齿轮与回转支撑内环的内壁啮合。

4.根据权利要求3所述的一种大型筒体端面坡口内涨式定位切削机，其特征在于：所述的固定盘轴心安装有空心走线管，空心走线管内穿有驱动线缆，空心走线管上安装有滑环，旋转臂的上表面安装有拖链，刀架平台的平台线缆位于拖链中，所述的平台线缆通过滑环与驱动线缆电信号连接。

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