本发明专利技术公开了一种不规则中厚板大型结构的焊接坡口整体铣削加工设备，包括铣刀系统组件、定深靠模组件、铣刀调节组件、法向支撑组件、横向跟踪组件、铣刀箱浮动组件、90°换向组件、高度提升组件、坡口长度移位组件和铣刀箱箱体；本发明专利技术先将分离的焊件组装成整体焊件，之后再整体加工焊接坡口，最后施焊，焊接坡口机械加工生产率提高至少一倍；本发明专利技术的焊接坡口整体式加工是一把铣刀一次加工完成，整体式加工焊接坡口的焊缝尺寸的一致性和可靠性更高；本发明专利技术对保障焊件的组装质量和焊接产品尺寸准确性极为有利；焊接坡口加工成本更低；本发明专利技术技术的焊接坡口尺寸一致性很高，通常可以单面焊接双面成型，这将进一步提高焊接生产率，缩短生产周期。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种不规则中厚板大型结构的焊接坡口整体铣削加工设备，包括铣刀系统组件、定深靠模组件、铣刀调节组件、法向支撑组件、横向跟踪组件、铣刀箱浮动组件、90°换向组件、高度提升组件、坡口长度移位组件和铣刀箱箱体；本专利技术先将分离的焊件组装成整体焊件，之后再整体加工焊接坡口，最后施焊，焊接坡口机械加工生产率提高至少一倍；本专利技术的焊接坡口整体式加工是一把铣刀一次加工完成，整体式加工焊接坡口的焊缝尺寸的一致性和可靠性更高；本专利技术对保障焊件的组装质量和焊接产品尺寸准确性极为有利；焊接坡口加工成本更低；本专利技术技术的焊接坡口尺寸一致性很高，通常可以单面焊接双面成型，这将进一步提高焊接生产率，缩短生产周期。【专利说明】一种不规则中厚板大型结构的焊接坡口整体铣削加工设备
本专利技术属于焊接
，涉及一种板厚处于中厚板下限范围不规则大型结构的焊接坡口整体加工设备。
技术介绍
通常将4mm至28mm的板厚范围称谓中厚板,而4mm至8mm左右的板厚则位于中厚板的下限区域。该区域板厚的焊接结构，在诸如液体介质的储运工具(如槽罐车)、压力容器、化工反应装置等领域应用十分广泛。由于该类结构处于容器形态时的内装介质的特殊性(如易燃易爆、毒性、腐蚀性)工作环境的特殊性(如温度、压力)，通常其焊缝(如纵缝、环缝)质量的等级要求高，不允许有诸如未焊透、未熔合等危险性较大的任何工艺缺陷。为保证这类重要焊接结构的焊接质量，现有技术中常采用以下四种焊接技术: ①不开焊接坡口采用一次熔透能力可以覆盖上述板厚范围的大熔透能力的焊接方法，如等离子弧焊、埋弧焊、搅拌摩擦焊方法； ②先开反面单面坡口，该坡口侧用半自动气体保护封底焊后，再正面清根并开坡口，最后正面自动气体保护焊或埋弧焊盖面焊接； ③开单面坡口，手工钨极氩弧焊封底焊；再另一面清根后，半自动或者自动气体保护焊或者埋弧焊盖面焊接； ④正面开单面坡口或者不开坡口，反面贴强迫成型垫(陶瓷垫、金属垫、水冷铜垫、不锈钢垫或石墨垫等)，正面埋弧自动焊或者气体保护自动焊。技术①常用于结构尺寸较小，结构形状规则，组装后焊接坡口尺寸一致性较高的场合；对于尺寸较大、结构形状不规则，尤其是组装后根部间隙b、钝边高度P波动较大的场合很难应用；再加上等离子弧焊和搅拌摩擦焊的设备复杂、昂贵，在高端产品上可能是首选技术，但在通用大型结构上极难受到生产企业青睐； 技术②由于采用的是半自动气体保护焊封底方法，对组装后的焊接坡口尺寸精度要求较低，在正面清根质量较高和正面盖面焊接时焊缝轨迹跟踪精度可靠的前提下，焊接质量合格率尚可，但在人工清根和人工跟踪盖面焊道条件下，焊接质量合格率很难达到理想的指标，而现有技术中不规则形状大型焊接结构的自动清根技术和高可靠性自适应跟踪技术十分匮乏； 技术③与技术②的主要区别是采用的手工钨极氩弧焊封底焊，优点同技术②，且封底焊道的质量和可靠性更高，但缺点是焊接生产率低，焊接生产的成本高，在产品尺寸较小的情况下有应用，但在不规则的大型结构上少有应用； 技术④同技术①属于单面焊接双面成型技术，应用正确时其生产率远高于技术②和技术③，且对组装后的焊接坡口尺寸的一致性要求低，允许用较大的焊接热输入，未焊透未熔合缺陷的概率极低；缺点是反面狭小空间时不能使用，因为难以安装和拆除成型垫，永久性金属垫除外。综合上述，已有技术用于不规则中厚板大型结构条件下尚存在下述主要局限性: ①不开坡口可自由成型的焊接方法(如等离子弧焊、搅拌摩擦焊)对焊接坡口尺寸组装精度要求太高，不规则通用结构的传统生产技术很难达到上述要求； ②一面半自动方法封底焊接，另一面清根并自动盖面焊接的工艺技术虽可以大大降低对焊接坡口尺寸加工精度和组装精度要求，但焊接质量一次合格率较低，焊接生产率较低； ③已有坡口的焊接工艺技术中均为组装前对分离的两部分焊件分别开坡口，该两部分焊件组装后往往由于错边等因素导致坡口深度、钝边高度具有较大的不一致性，在不规则的方圆形槽罐车的罐体环缝和纵缝生产中该局限性极为突出；分离的焊件分别开坡口一是生产率低，二是对后续的盖面自动焊接质量的一致性和可靠性埋下了较大隐患，往往合格率不闻; ④缺乏不规则大型结构更高效率更高精度的焊接坡口加工技术和配套的高可靠性焊缝轨迹自适应跟踪技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的局限性，为使不规则中厚板大型结构生产中焊接工艺对组装后焊接坡口的根部间隙精度要求较低，需要开坡口时加工坡口的生产率更高，坡口尺寸精度更高，提供了一种不规则形状的焊接结构先组装定位焊后再整体机械化加工焊接坡口的设备。本专利技术所采用的技术方案是:一种不规则中厚板大型结构的焊接坡口整体铣削加工设备，既可加工环缝坡口，也可加工纵缝坡口 ；其特征在于:主要包括铣刀系统组件、定深靠模组件、铣刀调节组件、法向支撑组件、横向跟踪组件、铣刀箱浮动组件、90°换向组件、高度提升组件、坡口长度移位组件和铣刀箱箱体； 所述的铣刀系统组件包括铣刀箱、自由伸缩万向连杆和铣削动力组件，所述的铣刀箱包括铣刀和齿轮箱，所述的铣削动力组件由铣削电机、铣削减速箱和电磁离合器组成，所述的铣削减速箱和铣削电机固定在所述的90°换向组件的横向托板上，所述的齿轮箱的输出端与所述的铣刀连接，所述的齿轮箱的输入端与所述的自由伸缩万向连杆连接，所述的齿轮箱的主要功用是相对动力输入端而言进行输出变向；所述的铣削电机的输出接所述的铣削减速箱，所述的铣削减速箱输出接所述的电磁离合器，所述的电磁离合器的输出接所述的自由伸缩万向连杆，所述的自由伸缩万向连杆用于所述的铣削动力部件的输出与齿轮箱之间的扭矩传递，所述的电磁离合器用于所述的铣削动力组件与所述的铣刀间工作和停止工作的耦合控制； 所述的定深靠模组件用于控制铣刀铣削焊件的深度和刚性支撑整个铣刀箱箱体，包括第一辊轮组件、第二辊轮组件和两个辊轮支座，所述的第一辊轮组件、第二辊轮组件均由辊轮、辊轮轴、轴承、轴承座组成，所述的辊轮安装在所述的辊轮轴上，所述的辊轮轴安装在所述的轴承上，所述的轴承安装在所述的轴承座上，所述的轴承座可以与辊轮支座为一体结构，所述的辊轮支座安装在所述的铣刀箱箱体上、且位于所述的铣刀的两侧，两个辊轮的中心线与铣刀的中心线重合； 所述的铣刀调节组件用于实现焊接坡口铣削深度的给定调节和横向位置跟踪的手动调节，安装于所述的铣刀箱箱体内，主要包括横移滑块导轨副、横移螺杆螺母副、横移手轮、纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副和纵移手轮；所述的横移滑块导轨副、横移螺杆螺母副和横移手轮用于所述的铣刀箱相对于所述的铣刀箱箱体间的横向左右位置调节，所述的横移滑块导轨副、横移螺杆螺母副的螺母、纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副的螺母安装于所述的铣刀箱上，所述的横移螺杆螺母副的螺杆、横移手轮、纵移螺杆螺母副的螺杆、纵移手轮安装于所述的铣刀箱箱体上，所述的横移螺杆螺母副的螺杆座结构和纵移螺杆螺母副的螺杆座结构要保证螺杆在工作时没有轴向运动；所述的纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副和纵移手轮用于铣削深度的无级给定调节； 所述的法向支撑组件包括两套支撑辊轮组件，所述的两套支撑辊轮组件均由辊轮、辊轮轴、轴承、辊轮座、导轨、导槽、弹簧座和弹簧组成，所述的辊轮座的上端为限位辊轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不规则中厚板大型结构的焊接坡口整体铣削加工设备，既可加工环缝坡口，也可加工纵缝坡口；其特征在于：主要包括铣刀系统组件、定深靠模组件（11）、铣刀调节组件、法向支撑组件、横向跟踪组件、铣刀箱浮动组件（15）、90°换向组件、高度提升组件、坡口长度移位组件和铣刀箱箱体（4）；所述的铣刀系统组件包括铣刀箱、自由伸缩万向连杆（8）和铣削动力组件，所述的铣刀箱包括铣刀（10）和齿轮箱（9），所述的铣削动力组件由铣削电机（5）、铣削减速箱（6）和电磁离合器（7）组成，所述的铣削减速箱（6）和铣削电机（5）固定在所述的90°换向组件的横向托板（35）上，所述的齿轮箱（9）的输出端与所述的铣刀（10）连接，所述的齿轮箱（9）的输入端与所述的自由伸缩万向连杆（8）连接，所述的齿轮箱（9）的主要功用是相对动力输入端而言进行输出变向；所述的铣削电机（5）的输出接所述的铣削减速箱（6），所述的铣削减速箱（6）输出接所述的电磁离合器（7），所述的电磁离合器（7）的输出接所述的自由伸缩万向连杆（8），所述的自由伸缩万向连杆（8）用于所述的铣削动力部件的输出与齿轮箱（9）之间的扭矩传递，所述的电磁离合器（7）用于所述的铣削动力组件与所述的铣刀（10）间工作和停止工作的耦合控制；所述的定深靠模组件（11）用于控制铣刀（10）铣削焊件的深度和刚性支撑整个铣刀箱箱体（4），包括第一辊轮组件、第二辊轮组件和两个辊轮支座，所述的第一辊轮组件、第二辊轮组件均由辊轮、辊轮轴、轴承、轴承座组成，所述的辊轮安装在所述的辊轮轴上，所述的辊轮轴安装在所述的轴承上，所述的轴承安装在所述的轴承座上，所述的轴承座可以与辊轮支座为一体结构，所述的辊轮支座安装在所述的铣刀箱箱体（4）上、且位于所述的铣刀（10）的两侧，两个辊轮的中心线与铣刀（10）的中心线重合；所述的铣刀调节组件用于实现焊接坡口铣削深度的给定调节和横向位置跟踪的手动调节，安装于所述的铣刀箱箱体（4）内，主要包括横移滑块导轨副（14）、横移螺杆螺母副（13）、横移手轮、纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副（12）和纵移手轮；所述的横移滑块导轨副（14）、横移螺杆螺母副（13）和横移手轮用于所述的铣刀箱相对于所述的铣刀箱箱体（4）间的横向左右位置调节，所述的横移滑块导轨副（14）、横移螺杆螺母副（13）的螺母、纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副（12）的螺母安装于所述的铣刀箱上，所述的横移螺杆螺母副（13）的螺杆、横移手轮、纵移螺杆螺母副（12）的螺杆、纵移手轮安装于所述的铣刀箱箱体（4）上，所述的横移螺杆螺母副（13）的螺杆座结构和纵移螺杆螺母副（12）的螺杆座结构要保证螺杆在工作时没有轴向运动；所述的纵移滑块导轨副、纵移螺杆螺母副（12）和纵移手轮用于铣削深度的无级给定调节；所述的法向支撑组件包括两套支撑辊轮组件，所述的两套支撑辊轮组件均由辊轮、辊轮轴、轴承、辊轮座、导轨（31）、导槽（33）、弹簧座和弹簧（28）组成，所述的辊轮座的上端为限位辊轮座（29）、下端为浮动辊轮座（30），所述的弹簧（28）通过弹簧座安装于限位辊轮座（29）和浮动辊轮座（30）之间，所述的轴承安装在辊轮座上，所述的辊轮通过辊轮轴安装在轴承上，所述的辊轮座的下端装有导轨（31）、通过导槽（33）与铣刀箱箱体（4）连接；所述的法向支撑组件用于弹性辅助支撑铣刀箱，保证铣刀（10）位于焊件各种不同曲率的弧线段时，铣刀（10）的中心线始终处于铣削处弧线的法向位置，以确保全周长焊接坡口的深度一致性，辊轮可以横骑在焊接坡口的中心线上并位于铣刀（10）的一前一后等距位置；所述的横向跟踪组件用于铣刀（10）的厚度中心跟踪焊件实际焊接坡口的中心；所述的铣刀箱浮动组件（15）由浮动导轨和滑块组成，所述的浮动导轨安装在所述的90°换向组件的横向托板（35）上，所述的滑块安装在铣刀箱箱体（4）上；所述的90°换向组件用于不规则罐体结构的环缝坡口加工转换到纵缝坡口加工时的铣刀（10）90°换向，主要包括换向顶板(26)、竖向筋板(34)和横向托板(35)；所述的竖向筋板(34)上下两端分别与所述的换向顶板(26)和横向托板(35)固定连接，换向顶板(26)、竖向筋板(34)和横向托板(35)间的空间安装所述的铣刀动力组件、高度提升组件及所述的浮动导轨部件；所述的高度提升组件用于无焊件状态时铣刀箱箱体（4）升降和悬挂，包括提升电机(17)、提升减速箱(18)、提升机构（19）；所述的提升机构（19）由链轮、链条、可拆卸挂件组成；所述的提升电机(17)和提升减速箱(18)组装后安装在所述的90°换向组件的横向托板（35）上；所述的提升减速箱(18)的输出端安装链轮，所述的可拆卸挂件安装在所述的铣刀箱箱体（4）上，所述的可拆卸挂件和链轮之间由链条连接且传递提升力矩；所述的坡口长度移...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，何浩，王宇飞，张富巨，
申请(专利权)人：武汉纳瑞格智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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