一种大口径薄壁零件柔性力切削装置制造方法及图纸

一种大口径薄壁零件柔性力切削装置属于机械加工技术领域，解决薄壁件切割力波动问题，同时以连续切割方式降低装夹工件等复制时间，适用于大批量加工，极大程度上提高了生产率，满足生产要求，该切割装置包括：左侧支撑单元、切割调整单元、右侧支撑单元和底板；左侧支撑单元、切割调整单元和右侧支撑单元依次设置在底板上；左侧支撑单元和右侧支撑单元支撑和限位大口径薄壁零件，通过切割调整单元对大口径薄壁零件进行切割。利用双弹簧预紧浮动支撑装置进行支撑架张角力控制，减小薄壁零件表面硬接触力，实现工件的柔性低变形量装夹，降低切削变形，提高加精度；可灵活控制切削速度，大幅提高切削端面一致性，提升断面质量，为装配提供极大便利。提供极大便利。提供极大便利。

【技术实现步骤摘要】
一种大口径薄壁零件柔性力切削装置


[0001]本专利技术属于机械加工
，具体涉及一种大口径薄壁零件柔性力切削装置。

技术介绍

[0002]大口径薄壁零件在各类重大工程中应用广泛，如高压排风排水、分段布线、走管等，但是由于此类零件具有壁薄、口径大、质量大等特点，导致其结构强度差、易变形，这也加大了此类零件的加工难度。现有的针对不同口径的薄壁零件的切割方式主要有激光切割、水切割、火焰切割等，虽然在不同场所应用广泛，但是也存在一些缺点，如激光切割受到激光器功率限制，对材料厚度有要求，而且激光切割设备价格昂贵，操作要求高，具有一定危险性；大型水切设备体积较大，实际施工过程中搬运、操作不便，加工大口径薄壁零件时自动化程度低；火焰切割容易受诸多因素的影响，对所切割的材料以及操作人员技术要求高，且切割后的管件变形大，质量较差，为后续使用带来不便。因此，机械切割依然是比较常用的薄壁管件切割方式。现有的机械切割方式主要问题是大波动切割力导致的薄壁局部受力不均，端口质量差，且加工装置适应性差，自动化程度低等，这大幅降低了薄壁切割件的使用效率，增加操作人员劳作负担。因此，亟需一种能提高薄壁件切割端面质量，降低操作人员劳作负担，满足复杂施工现场环境要求的大口径薄壁零件切割的自动化装置。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种大口径薄壁零件柔性力切割装置，解决薄壁件切割力波动问题，同时以连续切割方式降低装夹工件等复制时间，适用于大批量加工，极大程度上提高了生产率，满足生产要求。/>[0004]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0005]一种大口径薄壁零件柔性力切割装置，该切割装置包括：左侧支撑单元、切割调整单元、右侧支撑单元和底板；所述左侧支撑单元、切割调整单元和右侧支撑单元依次设置在所述底板上；所述左侧支撑单元和右侧支撑单元支撑和限位大口径薄壁零件，通过所述切割调整单元对所述大口径薄壁零件进行切割。
[0006]优选的，所述左侧支撑单元和右侧支撑单元的结构相同。
[0007]优选的，所述左侧支撑单元包括手轮、第一支撑组件、第二支撑组件、丝杠、丝杠支撑座、丝杠螺母座、滑轨和支撑座；所述丝杠的一端与手轮连接，穿过所述丝杠支撑座和丝杠螺母座，另一端装配在所述支撑座上；所述第一支撑组件通过所述丝杠支撑座设置在所述支撑座上；所述滑轨位于所述丝杠的下方，一端安装在所述丝杠支撑座上，穿过所述丝杠螺母座，另一端安装在所述支撑座上；摇动手轮，所述丝杠螺母座带动所述第二支撑组件调整与所述第一支撑组件之间的距离。
[0008]优选的，所述第一支撑组件包括：四个滚轮、两个滚轴和一个滚座；所述滚轴穿过所述滚座，每个滚轴的两端设置一个滚轮；所述滚轮可转动。
[0009]优选的，所述第二支撑组件包括：四个滚轮、两个滚轴、一个滚座、两个铰链和转
轴；所述滚轴穿过所述滚座，每个滚轴的两端设置一个滚轮；所述滚轮可转动；所述滚座下方设有两个铰链，通过转轴与所述丝杠螺母座装配，实现第二支撑组件俯仰的姿态和转动。
[0010]优选的，所述切割调整单元包括：调节组件、微调支架、切割组件、传送组件、电机和传动箱座；所述调节组件、微调支架和传送组件设置在所述传动箱座上；所述微调支架与所述传动箱座活动配合；所述传动箱座和电机设置在底板上；所述调节组件调节所述微调支架与所述底板之间的夹角；所述切割组件设置在所述微调支架上，切割大口径薄壁零件；所述电机与传送组件连接，通过所述传送组件控制所述切割组件的转速和大口径薄壁零件的转动。
[0011]优选的，所述调节组件包括：设置在所述传动箱座上的微调螺母、安装在所述传动箱座上的立柱、穿过所述立柱的微调螺杆和安装在靠近微摆支架方向，微调螺杆一端的支撑球；通过转动微调螺母，使传动箱座与所述底板之间产生夹角，调节大口径薄壁管件处于水平状态；通过转动微调螺杆，使所述支撑球支撑所述微摆支架，改变所述传动箱座与所述微摆支架之间的夹角。
[0012]优选的，所述切割组件包括：四个支撑轮、四个支撑架、支撑轴、四个拉簧、刀具轴和刀具；所述支撑轴设置在微调支架，所述支撑轴的两端分别设有两个支撑架，四个支撑架与所述支撑轴配合运动；所述支撑轮设置在所述支撑架的一端，所述支撑架另一端固定拉簧，同侧的两个拉簧连接在一起，固定在所述微调支架的一侧；所述支撑轴内固定刀具轴，所述刀具安装在所述刀具轴上，位于同侧两个支撑架的外端。
[0013]优选的，所述传送组件包括：皮带轮组、皮带组、输入轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴、第七传动轴、第八传动轴、套在每个传动轴上，大小不一的齿轮和滚动轮组；所述电机的输出端连接所述皮带轮组的一侧，另一侧与所述输入轴连接，所述输入轴上的齿轮分别与第一传动轴上的齿轮和第五传动轴的齿轮啮合，所述第一传动轴上的齿轮与第二转动轴上的齿轮啮合，所述第二传动轴上的齿轮与所述第三传动轴上的齿轮啮合，所述第三传动轴的两端，位于传动箱外侧设有滚动轮组的两个轮子；所述第五传动轴上的齿轮与第六传动轴上的齿轮啮合，所述第六传动轴上的齿轮与第七传动轴上的齿轮啮合，所述第七传动轴上设有带轮，所述带轮和刀具轴上的带轮设有一个传动带，带动刀具旋转切割；所述第七传动轴上的齿轮与第八传动轴上的齿轮啮合，所述第八传动轴的两端，位于传动箱外侧设有滚动轮组的两个轮子；所述第三传动轴上的滚动轮和第八传动轴上的滚动轮的转速不同；所述电机通过皮带轮组、皮带组和输入轴，将动能传递至第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴、第七传动轴、第八传动轴、套在每个传动轴上，大小不一的齿轮和滚动轮组，使设置在轮子上的大口径薄壁零件自转，并且带动刀具旋转，切割大口径薄壁零件。
[0014]优选的，给所述电机的绕组电流预设两个阈值，即第一阈值和第二阈值，第一阈值大于第二阈值；当刀具加工大口径薄壁管件时，电机承受负载；在稳定切割状态下，电机维持第一阈值和第二阈值间的绕组电流运行；当电机转速逐渐增大，微摆支架受到惯性以及同步带与同步带轮的摩擦力，微摆支架的倾角增加，导致刀具的针对大口径薄壁管件的切深增加，导致电机承受的负载增加；当负载转矩过大，超过电机额定转矩，所述绕组电流会持续升高；当绕组电流超过第一阈值，电机转速逐渐降低，微摆支架的倾角减小，微调支架随之下降，所述刀具远离大口径薄壁管件，切割深度减小，刀具阻力减小，电机承受的负载
降低，绕组电流降低；当绕组电流低于第二阈值，电机转速逐渐增大，微摆支架再次受到惯性以及同步带与同步带轮的摩擦力，倾角增加，导致刀具的针对大口径薄壁管件的切深增加，以次循环。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、利用双弹簧预紧浮动支撑装置进行支撑架张角力控制，减小薄壁零件表面硬接触力，实现工件的柔性低变形量装夹，降低切削变形，提高加精度；
[0017]2、在微摆支架的摆动角范围受限的前提下，电机会根据电流反馈调控转速，进而实现摩擦力制；利用传动带与带轮摩擦力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，该切割装置包括：左侧支撑单元、切割调整单元、右侧支撑单元和底板；所述左侧支撑单元、切割调整单元和右侧支撑单元依次设置在所述底板上；所述左侧支撑单元和右侧支撑单元支撑和限位大口径薄壁零件，通过所述切割调整单元对所述大口径薄壁零件进行切割。2.根据权利要求1所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述左侧支撑单元和右侧支撑单元的结构相同。3.根据权利要求1所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述左侧支撑单元包括手轮、第一支撑组件、第二支撑组件、丝杠、丝杠支撑座、丝杠螺母座、滑轨和支撑座；所述丝杠的一端与手轮连接，穿过所述丝杠支撑座和丝杠螺母座，另一端装配在所述支撑底座上；所述丝杠支撑座和丝杠螺母座等高设置；所述第一支撑组件通过所述丝杠支撑座固定在所述支撑底座上；所述滑轨位于所述丝杠的下方，一端安装在所述丝杠支撑座上，穿过所述丝杠螺母座，另一端安装在所述支撑底座上；所述第二支撑组件设置在所述丝杠螺母座上；摇动手轮，所述丝杠螺母座带动所述第二支撑组件沿着所述丝杠和滑轨运动，调整与所述第一支撑组件之间的距离。4.根据权利要求3所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述第一支撑组件包括：四个滚轮、两个轮轴和一个轮座；所述轮轴穿过所述轮座，每个轮轴的两端设置一个滚轮；所述滚轮可转动。5.根据权利要求1所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述第二支撑组件包括：四个滚轮、两个轮轴、一个轮座、两个铰链和转轴；所述轮轴穿过所述轮座，每个轮轴的两端设置一个滚轮；所述滚轮可转动；所述轮座下方设有两个铰链，所述铰链固定在所述转轴上，通过转轴与所述丝杠螺母座装配，实现第二支撑组件俯仰的姿态和转动。6.根据权利要求1所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述切割调整单元包括：调节组件、微调支架、切割组件、传送组件、电机和传动箱；所述调节组件、微调支架和传送组件设置在所述传动箱上；所述微调支架与所述传动箱活动配合；所述传动箱和电机设置在底座上；所述调节组件调节所述微调支架与所述底座之间的夹角；所述切割组件设置在所述微调支架上，切割大口径薄壁零件；所述电机与传送组件连接，通过所述传送组件控制所述切割组件的转速和大口径薄壁零件的转动。7.根据权利要求6所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述调节组件包括：设置在所述传动箱上的微调螺母、安装在所述传动箱上的立柱、穿过所述立柱的调节螺杆和安装在靠近微摆支架方向，调节螺杆一端的支撑球；通过转动微调螺母，使传动箱与所述底板之间产生夹角，调节薄壁零件处于水平状态；通过转动调节螺杆，使所述支撑球支撑所述微摆支架，改变所述微调支架与所述传动箱座之间的夹角。8.根据权利要求6所述的一种大口径薄壁零件柔性力切削装置，其特征在于，所述切割组件包括：四个支撑轮、四个支撑架...

【专利技术属性】
技术研发人员：许金凯，陈广俊，王晶东，李一全，于占江，王茂旬，戴槟，王深，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：