结晶器铜管内腔加工机床制造技术

本发明专利技术提供一种结晶器铜管内腔加工机床，包括：床身，床身放置于水平工作面上，床身上端设有纵向滑道，且纵向滑道上设有下滑座，使下滑座能够在纵向进给机构的驱动下纵向移动；下滑座上设有横向滑道，且横向滑道上设有上滑座，使上滑座能够在横向进给机构的驱动下横向移动；上滑座上设有工作台，工作台上设有分度系统，分度系统包括分度机构、上口卡盘和下口卡盘，上口卡盘与下口卡盘相对设置，配合夹持铜管；床身侧边设有立柱，立柱上设有垂向滑道，且垂向滑道上设有刀杆箱，使刀杆箱能够在垂向进给机构的驱动下竖直方向移动，该机床具备装夹方便、刚性好和精度高等优点，解决了目前单件小批量铜管内腔加工周期长和精度低等问题。

Mould copper tube inner cavity processing machine

【技术实现步骤摘要】
结晶器铜管内腔加工机床
本专利技术涉及机械制造加工
，具体而言，尤其涉及一种结晶器铜管内腔加工专用机床，适用于方形、矩形和圆形管式结晶器铜管内腔的加工。
技术介绍
连铸结晶器被喻为连铸机的“心脏”，而铜管又是结晶器中最为重要的一个零件。连铸过程中，铜管不仅与高温钢水相接触，而且还与凝固的钢坯壳不断摩擦，极易被损坏，故铜管的修复极为重要。随着连铸行业对钢坯质量和过钢量要求得不断提高，单锥度或双锥度的铜管已无法满足需求，多锥度或连续锥度更能适应现状，而多锥度和连续锥度的加工更为复杂。针对单件小批量铜管的加工和修复，需选择正确的加工方法才能提高加工效率和经济效益。铜管的制造和修复主要有三种方法，即爆炸法、挤压法和机加工。爆炸法能够获得精度较高的铜管，但费用较为昂贵且国内技术尚未成熟；挤压法主要依靠芯棒模具，而芯棒模具的制造耗时较长且挤压法不易获得较高精度的铜管；机加工需设计专用的机床，其加工周期短且精度高，不需要为某一型号的铜管定制芯棒模具，通用性广。目前，结晶器铜管内腔的加工无法通过普通数控机床或加工中心来完成，需设计专用的机床，已有的专用机床中包括通过靠模和数控系统两种方法来保证铜管内腔精度。对于前者，不同内腔锥度的铜管需要不同的靠模，而定制靠模会增加铜管的加工周期，故难以实现对单件小批量铜管的高效加工。通过数控系统来控制内腔尺寸具有很好的通用性，推广价值更高，而现有的这类机床存在机床刚度低的问题。
技术实现思路
根据上述提出现有机床，加工周期过长，机床刚度低的技术问题，而提供一种结晶器铜管内腔加工机床。本专利技术主要利用纵向进给机构、横向进给机构、分度系统、垂向进给机构和刀具驱动机构，通过数控系统控制走刀，不需要定制靠模，而且装夹可靠且方便，机床整体刚性好，可以保证铜管内腔的尺寸精度。本专利技术采用的技术手段如下：一种结晶器铜管内腔加工机床，包括：床身，所述床身放置于水平工作面上，所述床身上端设有纵向滑道，且所述纵向滑道上设有下滑座，使所述下滑座能够在纵向进给机构的驱动下纵向移动；所述下滑座上设有横向滑道，且所述横向滑道上设有上滑座，使所述上滑座能够在横向进给机构的驱动下横向移动；所述上滑座上设有工作台，所述工作台上设有分度系统，所述分度系统包括分度机构、设于所述分度底座上的上口卡盘和下口卡盘，所述上口卡盘与下口卡盘相对设置，配合夹持铜管；所述床身侧边设有立柱，所述立柱上设有垂向滑道，且所述垂向滑道上设有刀杆箱，使所述刀杆箱能够在垂向进给机构的驱动下竖直方向移动；所述刀杆箱上设有刀具驱动机构，所述刀具驱动机构上设有用于加工所述铜管内腔的铣刀。进一步地，所述的刀具驱动机构包括刀杆、刀具主轴、后拉筒夹、同步带、主轴电机和后端同步带轮，所述刀杆的驱动端安装于所述刀杆箱内，所述刀杆箱内设有主轴电机和后端同步带轮，且所述后端同步带轮在所述主轴电机的驱动下旋转；所述刀杆的加工端伸入所述铜管内腔，所述刀具主轴设于所述刀杆的加工端，所述刀具主轴上设有皮带槽，且所述皮带槽与所述后端同步带轮采用传动皮带连接，在主轴电机的驱动下，使所述刀具主轴在所述刀杆的加工端转动，所述铣刀设于所述刀具主轴上。进一步地，所述铣刀为球头铣刀，所述球头铣刀采用限位螺丝、后拉螺丝及后拉筒夹安装于所述刀具主轴上；所述后拉筒夹设于所述刀具主轴的底部锥孔内，所述球头铣刀设于所述后拉筒夹底部，所述刀具主轴的内孔还设有限位螺丝及后拉螺丝，所述限位螺丝设于所述后拉螺丝上部，且所述后拉螺丝底部外螺纹同所述后拉筒夹上端的内孔螺纹连接，所述限位螺丝外壁的螺纹同所述刀具主轴上端内孔螺纹连接。进一步地，所述分度机构包括分度底座、分度主轴、力矩电机、制动盘和制定钳，所述分度底座上设有分度主轴，且所述分度主轴上设有驱动所述力矩电机旋转的力矩电机，以及控制所述分度主轴静止的制动盘和制定钳。进一步地，所述上口卡盘与下口卡盘通过弧形桁架连接固定，所述上口卡盘与下口卡盘上设有夹持所述铜管的卡爪。进一步地，所述分度底座装配于所述工作台上端的T形槽内，且通过T形槽螺栓固定于所述工作台上。进一步地，所述纵向进给机构包括纵向伺服电机、纵向滚珠丝杠和纵向丝杠螺母，所述纵向滚珠丝杠安装于所述床身上，端部设有纵向伺服电机，所述纵向丝杠螺母设于所述下滑座底部，且所述纵向丝杠螺母与所述纵向滚珠丝杠螺纹配合，在所述纵向伺服电机的驱动下，纵向滚珠丝杠转动，带动所述下滑座在所述纵向滑道上移动。进一步地，所述横向进给机构包括横向伺服电机、横向滚珠丝杠和横向丝杠螺母，所述横向滚珠丝杠安装于所述下滑座上，端部设有横向伺服电机，所述横向丝杠螺母设于所述上滑座底部，且所述横向丝杠螺母与所述横向滚珠丝杠螺纹配合，在所述横向伺服电机的驱动下，横向滚珠丝杠转动，带动所述上滑座在所述横向滑道上移动。进一步地，所述垂向进给机构包括垂向伺服电机、垂向滚珠丝杠和垂向丝杠螺母，所述垂向滚珠丝杠安装于所述立柱上，端部设有垂向伺服电机，所述垂向丝杠螺母设于所述刀杆箱上，且所述垂向丝杠螺母与所述横向滚珠丝杠螺纹配合，在所述垂向伺服电机的驱动下，所述垂向滚珠丝杠转动，带动所述刀杆箱在垂向滑道上移动。进一步地，结晶器铜管内腔加工机床上还设有数控系统。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术所设计的机床运动通过数控系统控制，通用性强，可加工方形、矩形和圆形管式结晶器铜管。2、本专利技术所设计的运动方式包括三个移动轴和一个旋转轴，分别构成专用机床的表面成形运动和分度运动，分度运动用于调整刀具姿态，使其可以加工整个内腔面，实现在一次装夹下可完成铜管内腔的加工，有助于提高加工后铜管内腔的尺寸精度。3、本专利技术所设计的刀具驱动机构采用间接驱动方式，其主轴电机安装在刀杆的后端，不仅能够保证刀具高速旋转的要求，也可以将刀杆的直径做得足够小，使专用机床能够加工更小截面的结晶器铜管。4、本专利技术所设计的分度机构的分度方式为直驱式分度，具有动刚性好和定位精度高等优点。5、本专利技术所设计的分度系统选择铜管做分度运动，这样可以避免刀杆因自重而产生的弯曲变形对铜管内腔加工精度产生影响。6、本专利技术所设计的夹紧方式为通过两个四爪卡盘的卡爪夹紧铜管，夹紧力大，可靠且方便。7、本专利技术所设计的进给系统为通过传统卧式镗床数控化改造得到，继承了原卧式镗床整体刚性好的特点，不仅缩短了设计周期，也降低了设计成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术刀具驱动机构示意图。图3为本专利技术分度系统示意图。图4为本专利技术垂向进给运动示意图。图5为本专利技术横向进给运动示意图。图6为本专利技术纵向进给运动示意图。图中：1、上口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结晶器铜管内腔加工机床，其特征在于，包括：床身，所述床身放置于水平工作面上，所述床身上端设有纵向滑道，且所述纵向滑道上设有下滑座，使所述下滑座能够在纵向进给机构的驱动下纵向移动；/n所述下滑座上设有横向滑道，且所述横向滑道上设有上滑座，使所述上滑座能够在横向进给机构的驱动下横向移动；/n所述上滑座上设有工作台，所述工作台上设有分度系统，所述分度系统包括分度机构、设于所述分度底座上的上口卡盘和下口卡盘，所述上口卡盘与下口卡盘相对设置，配合夹持铜管；/n所述床身侧边设有立柱，所述立柱上设有垂向滑道，且所述垂向滑道上设有刀杆箱，使所述刀杆箱能够在垂向进给机构的驱动下竖直方向移动；/n所述刀杆箱上设有刀具驱动机构，所述刀具驱动机构上设有用于加工所述铜管内腔的铣刀。/n

【技术特征摘要】
1.一种结晶器铜管内腔加工机床，其特征在于，包括：床身，所述床身放置于水平工作面上，所述床身上端设有纵向滑道，且所述纵向滑道上设有下滑座，使所述下滑座能够在纵向进给机构的驱动下纵向移动；
所述下滑座上设有横向滑道，且所述横向滑道上设有上滑座，使所述上滑座能够在横向进给机构的驱动下横向移动；
所述上滑座上设有工作台，所述工作台上设有分度系统，所述分度系统包括分度机构、设于所述分度底座上的上口卡盘和下口卡盘，所述上口卡盘与下口卡盘相对设置，配合夹持铜管；
所述床身侧边设有立柱，所述立柱上设有垂向滑道，且所述垂向滑道上设有刀杆箱，使所述刀杆箱能够在垂向进给机构的驱动下竖直方向移动；
所述刀杆箱上设有刀具驱动机构，所述刀具驱动机构上设有用于加工所述铜管内腔的铣刀。


2.根据权利要求1所述的结晶器铜管内腔加工机床，其特征在于，所述的刀具驱动机构包括刀杆、刀具主轴、后拉筒夹、同步带、主轴电机和后端同步带轮，所述刀杆的驱动端安装于所述刀杆箱内，所述刀杆箱内设有主轴电机和后端同步带轮，且所述后端同步带轮在所述主轴电机的驱动下旋转；所述刀杆的加工端伸入所述铜管内腔，所述刀具主轴设于所述刀杆的加工端，所述刀具主轴上设有皮带槽，且所述皮带槽与所述后端同步带轮采用传动皮带连接，在主轴电机的驱动下，使所述刀具主轴在所述刀杆的加工端转动，所述铣刀设于所述刀具主轴上。


3.根据权利要求2所述的结晶器铜管内腔加工机床，其特征在于，所述铣刀为球头铣刀，所述球头铣刀采用限位螺丝、后拉螺丝及后拉筒夹安装于所述刀具主轴上；所述后拉筒夹设于所述刀具主轴的底部锥孔内，所述球头铣刀设于所述后拉筒夹底部，所述刀具主轴的内孔还设有限位螺丝及后拉螺丝，所述限位螺丝设于所述后拉螺丝上部，且所述后拉螺丝底部外螺纹同所述后拉筒夹上端的内孔螺纹连接，所述限位螺丝外壁的螺纹同所述刀具主轴上端内孔螺纹连接。


4.根据权利要求1所述的结晶器铜管内腔加工机床，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏兆成，马日光，王敏杰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21