一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工方法及装置，所述加工装置包括筒壳、行走单元、环向定位单元、径向定位单元、分度单元、加工单元和观测单元，所述加工单元通过分度单元与行走单元连接。由于本发明专利技术采用了径向定位单元和环向定位单元，实现了对深长管膛线类型管道的相交孔的准确定位；由于本发明专利技术采用了槽轮机构的分度方案，仅使用简单的直流减速电机就可实现对周向均布孔的连续加工；由于本发明专利技术采用了各个单元螺栓连接，安装相互独立，对装置检修维护都较方便。由于本发明专利技术所采用的的气动直角马达，转速高可实现较高的表面加工质量，功率大加工效率快，解放了工人劳动力，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工方法及装置


[0001]本专利技术属于机械加工领域，特别涉及一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工方法及装置。

技术介绍

[0002]大深径比长管零件广泛应用于火箭发动机筒体、起重机械、炮管等领域。其中，作为炮管的关键零部件，在实际使用时需要在炮管前部开喷口，在炮弹发射时快速排出气体。在此类深长管上开孔会在与其内壁的相贯处产生毛刺，毛刺的存在会降低炮弹的射击精度，同时降低火炮炮管的使用寿命，因此需要去除相贯处毛刺。
[0003]目前，针对该类火炮身管排气孔与内壁的相贯处去毛刺多采用人工方式，使用专用刀具在相贯处进行人工打磨，存在效率低和毛刺去除率低等问题。
[0004]由于火炮身管生产批量大，工人手工去毛刺不仅劳动强度大、生产效率低、而且毛刺去除质量一致性差，无法满足实际生产加工需求。为此急需开发一种深孔膛线管道内相交孔边缘毛刺去除装置。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种去毛刺效率高、工人劳动强度小、加工质量一致性好的大深径比长管零件的相交孔边缘加工方法及装置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工装置，包括筒壳、行走单元、环向定位单元、径向定位单元、分度单元、加工单元和观测单元，所述加工单元通过分度单元与行走单元连接；
[0007]所述行走单元包括行走机架、行走电机、主动轮、涨紧轮、压缩弹簧A和航空插头，所述行走机架包括前圆盘架、槽形架A和后圆盘架，所述槽形架A的前后两端分别与前圆盘架和后圆盘架固定连接；所述行走电机通过L型安装架固定安装在槽形架A上，所述行走电机为直角双输出轴的直流减速电机，每个输出轴上安装一个主动轮；所述压缩弹簧A的上端与压杆的一端连接，下端与行走机架连接；所述压杆的另一端通过销轴与铰支座转动连接；所述铰支座固定安装在槽形架A上；所述涨紧轮固定安装在压杆的中段；所述涨紧轮和两个主动轮同时与管道内壁相切、形成三点支撑；所述航空插头安装在后圆盘架上、用于内部电线转接；
[0008]所述加工单元包括加工机架、磨料刷刀具、马达组件和刀具进给机构，所述加工机架包括回转架和槽形架B，所述回转架与槽形架B的后端固定连接；所述马达组件包括直角输出轴气动马达、外压板、内压板、调节螺钉、上抱箍和下抱箍，所述直角输出轴气动马达的长轴段通过上抱箍和下抱箍固定，主轴绕长轴段的旋转角度由调节螺钉定位，所述上抱箍通过刀具进给机构安装在槽形架B上，且上抱箍与刀具进给机构转动连接；所述直角输出轴气动马达的短轴段内部有螺纹孔、端部有键槽，所述磨料刷刀具通过外压板和内压板安装在短轴段的端部、且磨料刷刀具位于外压板和内压板之间；所述内压板通过键安装在短轴
段的端部的键槽内，所述外压板通过螺栓安装在短轴段的内部有螺纹孔内；
[0009]所述刀具进给机构包括摇摆气缸、鱼眼轴承和压缩弹簧B，所述摇摆气缸固定安装在槽形架B上；所述鱼眼轴承有2个，均安装在槽形架B上；2个鱼眼轴承通过转销连接，所述马达组件中的上抱箍上部设置支耳，所述支耳通过转销与鱼眼轴承内孔连接组成转动副；所述直角输出轴气动马达的长轴段后端与压缩弹簧B连接，上抱箍上部前侧与摇摆气缸的活塞杆上的外六角螺栓头接触；所述压缩弹簧B的上端与槽形架B固定连接；当摇摆气缸的活塞杆伸长时，带动外六角螺栓下压上抱箍前侧，从而使磨料刷刀具向下进给，同时使压缩弹簧B被压缩；通过调节外六角螺栓的旋入深度实现不同的磨料刷刀具进给量；当摇摆气缸的活塞杆缩回时，压缩弹簧B则回弹使磨料刷刀具收回；
[0010]所述环向定位单元包括外螺纹轴承和直角光电开关，所述外螺纹轴承有4个，分别通过轴承安装架两两安装在前圆盘架和后圆盘架的端面上、且在同一个端面上的两个外螺纹轴承对称安装；所述外螺纹轴承深入到管道膛线的凹槽内，用于环向定位；所述直角光电开关安装在槽形架B上，且其光束的中心线指向管道膛线的凹槽中心线；
[0011]所述径向定位单元包括两个顶紧气缸和橡胶头螺钉，所述顶紧气缸为薄型气缸，顶紧气缸的活塞杆为内螺纹型，所述顶紧气缸有2个、沿槽形架A的长度方向固定安装在槽形架A上，所述橡胶头螺钉安装在活塞杆的螺纹孔中、并通过螺母锁死；橡胶头螺钉用于防止顶紧力过大损伤管道内壁；两个顶紧气缸的活塞杆的伸出方向相反；两个顶紧气缸的轴向安装距离按照管道膛线旋度计算，保证活塞杆的中心线指向对应的膛线凹槽中心；
[0012]所述分度单元包括分度机架、交叉滚子轴承、槽轮机构、分度电机和牛眼轴承；所述分度机架为回转箱体结构，分度机架的前端通过交叉滚子轴承与回转架固定连接、后端与前圆盘架连接；所述交叉滚子轴承内圈与槽轮机构固定连接；所述槽轮机构的槽数与管道内同一径向截面的待加工孔数相同；所述分度电机安装在分度机架上，用于驱动槽轮机构；所述牛眼轴承有3个，沿分度机架周向均布，每个牛眼轴承的外端均安装一个支撑金属球，所述支撑金属球与管道内壁接触；所述分度电机为直流减速电机；
[0013]所述观测单元包括工业内窥镜，工业内窥镜通过U型夹安装在槽形架B上，工业内窥镜的镜头设在侧面，镜头距离管道内壁的距离大于镜头的焦距；
[0014]所述筒壳包括加工筒壳和行走筒壳，所述加工筒壳的后端固定安装在加工机架的回转架上，所述行走筒壳的两端分别固定安装在行走机架的前圆盘架和后圆盘架上。
[0015]进一步地，所述外压板两侧分别设有平行平面用于扳手夹持。
[0016]进一步地，所述行走电机的主轴轴线与管道中心轴线之间的夹角等于管道膛线与管道中心轴线之间的夹角；所述2个鱼眼轴承内孔的连线与回转架端面之间的夹角等于管道膛线与管道中心轴线之间的夹角。
[0017]进一步地，所述压缩弹簧A对涨紧轮产生的涨紧力为整个装置重力的2倍以上；所述顶紧气缸输出的顶紧力为整个装置重力的3～5倍。
[0018]进一步地，所述两个主动轮的中心点连线与涨紧轮的中心点在管道同一个轴向截面上，且涨紧轮的中心点与两个主动轮的中心点连线的中点之间的连线与两个主动轮的中心点连线垂直。
[0019]进一步地，所述两个顶紧气缸的轴向距离为相邻两膛线轴向距离的整倍数。
[0020]进一步地，所述外螺纹轴承的外径小于膛线凹槽在径向截面下的宽度。
[0021]进一步地，所述直角光电开关、磨料刷刀具和工业内窥镜安装在同一个过管道中心轴线的平面内，工业内窥镜侧面镜头法线指向待加工孔，保证磨料刷刀具加工时，直角光电开关和工业内窥镜均定位和观测到待加工孔；
[0022]所述槽形架B的直角光电开关安装孔为腰型孔，腰型孔用于调整径向角度保证直角光电开关的光束对准被加工孔中心；
[0023]所述工业内窥镜，安装在U型夹上；所述U型夹固定安装在加工机架B上。
[0024]进一步地，所述槽轮机构的槽轮与交叉滚子轴承内圈固定连接；所述槽轮机构的拨盘与分度电机的输出轴固定连接；所述拨盘端面通过过盈配合安装圆柱销；
[0025]进一步地，所述行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工装置，其特征在于：包括筒壳、行走单元、环向定位单元、径向定位单元、分度单元、加工单元和观测单元，所述加工单元通过分度单元与行走单元连接；所述行走单元包括行走机架、行走电机(23)、主动轮(25)、涨紧轮(14)、压缩弹簧A(13)和航空插头(20)，所述行走机架包括前圆盘架(11)、槽形架A(18)和后圆盘架(19)，所述槽形架A(18)的前后两端分别与前圆盘架(11)和后圆盘架(19)固定连接；所述行走电机(23)通过L型安装架(24)固定安装在槽形架A(18)上，所述行走电机(23)为直角双输出轴的直流减速电机，每个输出轴上安装一个主动轮(25)；所述压缩弹簧A(13)的上端与压杆(17)的一端连接，下端与行走机架连接；所述压杆(17)的另一端通过销轴与铰支座(16)转动连接；所述铰支座(16)固定安装在槽形架A(18)上；所述涨紧轮(14)固定安装在压杆(17)的中段；所述涨紧轮(14)和两个主动轮(25)同时与管道(42)内壁相切、形成三点支撑；所述航空插头(20)安装在后圆盘架(19)上、用于内部电线转接；所述加工单元包括加工机架、磨料刷刀具(1)、马达组件和刀具进给机构，所述加工机架包括回转架(7)和槽形架B(4)，所述回转架(7)与槽形架B(4)的后端固定连接；所述马达组件包括直角输出轴气动马达(33)、外压板(35)、内压板(36)、调节螺钉(38)、上抱箍(32)和下抱箍(31)，所述直角输出轴气动马达(33)的长轴段通过上抱箍(32)和下抱箍(31)固定，主轴绕长轴段的旋转角度由调节螺钉(38)定位，所述上抱箍(32)通过刀具进给机构安装在槽形架B(4)上，且上抱箍(32)与刀具进给机构转动连接；所述直角输出轴气动马达(33)的短轴段内部有螺纹孔、端部有键槽，所述磨料刷刀具(1)通过外压板(35)和内压板(36)安装在短轴段的端部、且磨料刷刀具(1)位于外压板(35)和内压板(36)之间；所述内压板(36)通过键安装在短轴段的端部的键槽内，所述外压板(35)通过螺栓安装在短轴段的内部有螺纹孔内；所述刀具进给机构包括摇摆气缸(5)、鱼眼轴承(6)和压缩弹簧B(30)，所述摇摆气缸(5)固定安装在槽形架B(4)上；所述鱼眼轴承(6)有2个，均安装在槽形架B(4)上；2个鱼眼轴承(6)通过转销(15)连接，所述马达组件中的上抱箍(32)上部设置支耳，所述支耳通过转销(15)与鱼眼轴承(6)内孔连接组成转动副；所述直角输出轴气动马达(33)的长轴段后端与压缩弹簧B(30)连接，上抱箍(32)上部前侧与摇摆气缸(5)的活塞杆上的外六角螺栓(39)接触；所述压缩弹簧B(30)的上端与槽形架B(4)固定连接；当摇摆气缸(5)的活塞杆伸长时，带动外六角螺栓(39)下压上抱箍(32)前侧，从而使磨料刷刀具(1)向下进给，同时使压缩弹簧B(30)被压缩；通过调节外六角螺栓(39)的旋入深度实现不同的磨料刷刀具(1)进给量；当摇摆气缸(5)的活塞杆缩回时，压缩弹簧B(30)则回弹使磨料刷刀具(1)收回；所述环向定位单元包括外螺纹轴承(21)和直角光电开关(3)，所述外螺纹轴承(21)有4个，分别通过轴承安装架(22)两两安装在前圆盘架(11)和后圆盘架(19)的端面上、且在同一个端面上的两个外螺纹轴承(21)对称安装；所述外螺纹轴承(21)深入到管道(42)的膛线凹槽(43)内，用于环向定位；所述直角光电开关(3)安装在槽形架B(4)上，且其光束的中心线指向管道(42)的膛线凹槽(43)中心线；所述径向定位单元包括两个顶紧气缸(27)和橡胶头螺钉(26)，所述顶紧气缸(27)为薄型气缸，顶紧气缸(27)的活塞杆为内螺纹型，所述顶紧气缸(27)有2个、沿槽形架A(18)的长度方向固定安装在槽形架A(18)上，所述橡胶头螺钉(26)安装在活塞杆的螺纹孔中、并通过
螺母锁死；橡胶头螺钉(26)用于防止顶紧力过大损伤管道(42)内壁；两个顶紧气缸(27)的活塞杆的伸出方向相反；两个顶紧气缸(27)的轴向安装距离按照管道(42)膛线旋度计算，保证活塞杆的中心线指向对应的膛线凹槽(43)中心；所述分度单元包括分度机架(28)、交叉滚子轴承(29)、槽轮机构、分度电机(12)和牛眼轴承(8)；所述分度机架(28)为回转箱体结构，分度机架(28)的前端通过交叉滚子轴承(29)与回转架(7)固定连接、后端与前圆盘架(11)连接；所述交叉滚子轴承(29)内圈与槽轮机构固定连接；所述槽轮机构的槽数与管道(42)内同一径向截面的待加工孔数相同；所述分度电机(12)安装在分度机架(28)上，用于驱动槽轮机构；所述牛眼轴承(8)有3个，沿分度机架(28)周向均布，每个牛眼轴承(8)的外端均安装一个支撑金属球，所述支撑金属球与管道(42)内壁接触；所述分度电机(12)为直流减速电机；所述观测单元包括工业内窥镜(2)，工业内窥镜(2)通过U型夹(37)安装在槽形架B(4)上，工业内窥镜(2)的镜头设在侧面，镜头距离管道(42)内壁的距离大于镜头的焦距；所述筒壳包括加工筒壳和行走筒壳，所述加工筒壳的后端固定安装在加工机架的回转架(7)上，所述行走筒壳的两端分别固定安装在行走机架的前圆盘架(11)和后圆盘架(19)上。2.根据权利要求1所述一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工装置，其特征在于：所述外压板(35)两侧分别设有平行平面用于扳手夹持。3.根据权利要求1所述一种大深径比长管零件的相交孔边缘加工装置，其特征在于：所述行走电机(23)的主轴轴线与管道(42)中心轴线之间的夹角等于管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥龙，康仁科，董志刚，姚金鑫，戴恒震，罗女杰，李增勋，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：