專利名稱：管壁類零件斷面切割加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在管壁類零件加工中進(jìn)行斷面切取以提取斷面結(jié)構(gòu)供物理、化學(xué)性能分析或其他用途的斷面加工機(jī)床。
本實(shí)用新型主要由動力部分、床身部分、專用夾具部分、控制部分、輔助部分組成，其特征在于床身部分采用二次懸臂、四軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)床身部分主要包括底座部件、Y梁部件、X梁部件、Z軸部件、旋轉(zhuǎn)頭部件，旋轉(zhuǎn)頭部件上設(shè)有動力頭；Y梁部件在底座部件呈固定狀態(tài)，X梁部件的X梁體與Y梁部件上的Y梁滑板呈固定連接狀態(tài)，Z軸部件的Z軸滑板與X梁部件上的X梁滑板呈固定連接狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)頭部件的Z軸座與Z軸部件的Z軸固定板呈固定連接狀態(tài)；旋轉(zhuǎn)頭部件在Z軸部件上，Z軸部件在X梁部件上，旋轉(zhuǎn)頭部件相對于X梁部件構(gòu)成一次懸臂結(jié)構(gòu)；X梁部件在Y梁部件上，構(gòu)成二次懸臂結(jié)構(gòu)；三軸呈直線運(yùn)動狀態(tài)，即三軸為X向電機(jī)、Y向電機(jī)、Z向電機(jī)拖動使其呈直線運(yùn)動狀態(tài)，一軸呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)，即Z旋電機(jī)使其呈拖動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)。
動力頭為水射流切割動力頭、激光切割動力頭或者等離子切割動力頭。本實(shí)用新型床身部分采用二次懸臂、四軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)，三軸呈直線運(yùn)動狀態(tài)，即三軸為X向電機(jī)、Y向電機(jī)、Z向電機(jī)拖動使其呈直線運(yùn)動狀態(tài)，一軸呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)，即Z旋電機(jī)使其呈拖動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)，可適應(yīng)較大尺寸的零件加工要求，動力頭可選用多種形式，可根據(jù)客戶要求配置，斷面(即切割口)較平整，切割口的理化性能保存完整、真實(shí)，采用普通的四軸數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過適當(dāng)改造即可實(shí)現(xiàn)控制，易于操作、維護(hù)。
根據(jù)圖2所示，該機(jī)床的床身部分(2)由四個電機(jī)驅(qū)動X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)、Z向電機(jī)(12)、Z旋電機(jī)(11)。其中X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)、Z向電機(jī)(12)驅(qū)動滑板直線運(yùn)動；Z旋電機(jī)(11)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。動力頭(31)的方向由Z旋電機(jī)(11)控制。動力頭(31)的高度位置由Z向電機(jī)(12)控制，動力頭(31)的平面位置由X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)控制。將需加工的管壁類零件安裝在專用夾具部件(3)上，通過Z向電機(jī)(12)調(diào)好水平位置，通過Z旋電機(jī)(11)調(diào)整好動力頭(31)方向，通過X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)調(diào)整好起割點(diǎn)位置，根據(jù)編制好的程序通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動控制，由X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)、Z向電機(jī)(12)、Z旋電機(jī)(11)聯(lián)動完成指定的切割加工。
根據(jù)圖3所示，為本實(shí)用新型機(jī)床的俯視圖，床身部分(2)主要由五個部件組成底座部件(100)、Y梁部件(200)、X梁部件(300)、Z軸部件(400)、旋轉(zhuǎn)頭部件(500)。旋轉(zhuǎn)頭部件(500)安裝在Z軸部件(400)上，Z軸部件(400)安裝在X梁部件(300)上。旋轉(zhuǎn)頭部件(500)相對于X梁部件(300)構(gòu)成一次懸臂結(jié)構(gòu)；X梁部件(300)裝配在Y梁部件(200)上，構(gòu)成二次懸臂結(jié)構(gòu)。Y梁部件(200)整體裝配在底座部件(100)上。因此，該機(jī)床的床身部分(2)結(jié)構(gòu)為二次懸臂結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖4、圖5所示，底座部件(100)由框架組件(101)、接回收組件(102)、網(wǎng)格組件(103)、防護(hù)組件(104)、調(diào)節(jié)組件(105)所組成。接回收組件(102)焊裝在框架組件(101)上，以接收加工后的廢料、廢物；網(wǎng)格組件(103)裝配在接回收組件(102)上，用以裝載專用夾具部分(3)和容納廢料、廢物，并有防滑的作用；防護(hù)組件(104)固定在框架組件(101)上，用以承接多余的加工力，降低加工時的噪音；床身部分(2)的調(diào)整通過7組調(diào)節(jié)組件(105)的調(diào)節(jié)來進(jìn)行。7組調(diào)節(jié)組件(105)與地基接觸，承載著床身部分(2)的全部自身重量，以及專用夾具部分(3)和加工零件的重量。
根據(jù)圖6所示，Y梁部件(200)直接安裝在底座部件(100)的框架組件(101)上，由Y梁體(201)、Y梁導(dǎo)軌副(202)、Y梁絲杠副(203)、Y梁絲杠副支承1(204)、Y梁絲杠副支承2(205)、電機(jī)及其聯(lián)接(206)、Y梁滑板(207)、Y梁防護(hù)裝置(208)等組成。Y梁導(dǎo)軌副(202)及Y梁絲杠副支承1(204)、Y梁絲杠副支承2(205)安裝在Y梁體(201)上；Y梁絲杠副(203)經(jīng)軸承支承安裝在Y梁絲杠副支承1(204)、Y梁絲杠副支承2(205)上；電機(jī)及其聯(lián)接(206)安裝在Y梁絲杠副支承2(205)上，其中的電機(jī)(14)通過聯(lián)軸節(jié)與Y梁絲杠副(203)中的絲桿連接；Y梁滑板(207)安裝在Y梁導(dǎo)軌副(202)上，與絲杠副中的螺母聯(lián)接。電機(jī)(14)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過其聯(lián)接傳遞到Y(jié)梁絲杠副(203)中的絲桿上，兩端受軸承限制的Y梁絲杠副(203)的絲桿將其運(yùn)動傳遞給絲杠副(203)的螺母上；由于螺母固定在Y梁滑板(207)上，而Y梁滑板(207)受Y梁導(dǎo)軌副(202)的限制只能作直線運(yùn)動，這樣，經(jīng)過Y梁導(dǎo)軌副(203)和絲杠副(203)的共同作用，電機(jī)(14)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動就轉(zhuǎn)化為Y梁滑板(207)的直線運(yùn)動。Y梁防護(hù)裝置(207)是對Y梁導(dǎo)軌副(202)、Y梁絲杠副(203)、Y梁絲杠副支承1(204)、Y梁絲杠副支承2(205)、電機(jī)及其聯(lián)接(206)等進(jìn)行防護(hù)的裝置，它一端與Y梁滑板(207)相聯(lián)，一端與Y梁體(201)相聯(lián)。
根據(jù)圖7所示，X梁部件(300)由X梁體(301)、X梁導(dǎo)軌副(302)、X梁絲杠副(303)、X梁絲杠副支承1(304)、X梁絲杠副支承2(305)、電機(jī)及其聯(lián)接(306)、X梁滑板(307)、X梁防護(hù)裝置(308)X梁配重(309)等組成。X梁配重(309)是為了平衡整體X梁部件(300)裝配上Z軸部件(400)、旋轉(zhuǎn)頭部件(500)后的重量而設(shè)計(jì)的。除X梁體(301)安裝在Y梁滑板(207)上，與Y梁體(201)安裝在底座部件(100)上不同之外，其余安裝及傳動類似于Y梁部件(200)。
根據(jù)圖8所示，Z軸部件(400)由Z軸滑板(401)、Z軸導(dǎo)軌副(402)、Z軸絲杠副(403)、Z軸絲杠副支承1(404)、Z軸絲杠副支承2(405)、電機(jī)及其聯(lián)接(406)、Z軸固定板(407)、Z軸防護(hù)裝置(408)等組成。裝配方式與傳動結(jié)構(gòu)與X梁部件(300)不同的是該部分的Z軸固定板(407)相當(dāng)于Y梁滑板(307)的位置，而Z軸滑板(407)相當(dāng)于X梁體(301)。X梁部件(300)是水平安裝在Y梁部件(200)的Y梁滑板(201)上的，而Z軸部件(400)是通過Z軸固定板(407)垂直安裝在X梁部件(300)的X梁滑板(307)上的。運(yùn)動的效果是X梁部件(300)是X梁滑板(307)水平運(yùn)動，而Z軸部件(400)是Z軸滑板(401)垂直運(yùn)動。其他類似。
根據(jù)圖9所示，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)是由Z軸座(501)、旋轉(zhuǎn)軸(502)、防塵蓋(503)、支承軸承(504)、鎖緊螺母(505)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即Z旋電機(jī))(11)、感應(yīng)螺母(506)、感應(yīng)開關(guān)(507)等組成。Z軸座(501)與Z軸部件(400)的Z軸滑板(401)固定聯(lián)接；旋轉(zhuǎn)軸(502)通過支承軸承(504)支承，由鎖緊螺母(505)支承在支承軸承(504)上。旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即Z旋電機(jī))(11)的運(yùn)動通過鍵聯(lián)接傳遞給旋轉(zhuǎn)軸(502)；由于感應(yīng)螺母(506)固定在旋轉(zhuǎn)軸(502)上，感應(yīng)開關(guān)(507)固定在Z軸座(501)上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即Z旋電機(jī))(11)的運(yùn)動帶動旋轉(zhuǎn)軸(502)運(yùn)動，也帶動感應(yīng)螺母(506)同步運(yùn)動，當(dāng)接近到感應(yīng)開關(guān)(507)的某一位置時，感應(yīng)開關(guān)(507)動作，給出信號，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即Z旋電機(jī))(11)停止繼續(xù)運(yùn)動，即旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即Z旋電機(jī))(11)的旋轉(zhuǎn)角度到達(dá)限位位置(或零位)，從而實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)軸(502)轉(zhuǎn)角的限位控制。加工過程中具體的旋轉(zhuǎn)軸(502)轉(zhuǎn)角由控制部分(4)根據(jù)其對限位位置的偏差，計(jì)算并給出具體的步進(jìn)序列和步進(jìn)脈沖數(shù)，驅(qū)動電機(jī)工作，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸(502)的旋轉(zhuǎn)。由于動力頭(31)固定在旋轉(zhuǎn)軸(502)的下方，通過4個螺栓孔用螺栓聯(lián)接，故旋轉(zhuǎn)軸(502)的旋轉(zhuǎn)也就實(shí)現(xiàn)了動力頭(31)方向的變化，從而實(shí)現(xiàn)對動力頭(31)方向的控制、驅(qū)動。
權(quán)利要求1.一種管壁類零件斷面切割加工機(jī)床，主要由動力部分、床身部分、專用夾具部分、控制部分、輔助部分組成，其特征在于床身部分采用二次懸臂、四軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)床身部分主要包括底座部件(100)、Y梁部件(200)、X梁部件(300)、Z軸部件(400)、旋轉(zhuǎn)頭部件(500)，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)上設(shè)有動力頭；Y梁部件(200)在底座部件(100)呈固定狀態(tài)，X梁部件(300)的X梁體(301)與Y梁部件(200)上的Y梁滑板(207)呈固定連接狀態(tài)，Z軸部件(400)的Z軸滑板(401)與X梁部件(300)上的X梁滑板(307)呈固定連接狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)的Z軸座(501)與Z軸部件(400)的Z軸固定板(407)呈固定連接狀態(tài)；旋轉(zhuǎn)頭部件(500)在Z軸部件(400)上，Z軸部件(400)在X梁部件(300)上，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)相對于X梁部件(300)構(gòu)成一次懸臂結(jié)構(gòu)；X梁部件(300)在Y梁部件(200)上，構(gòu)成二次懸臂結(jié)構(gòu)；三軸呈直線運(yùn)動狀態(tài)，即三軸為X向電機(jī)(13)、Y向電機(jī)(14)、Z向電機(jī)(12)拖動使其呈直線運(yùn)動狀態(tài)，一軸呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)，即Z旋電機(jī)(11)拖動使其呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管壁類零件斷面切割加工機(jī)床，其特征在于動力頭為水射流切割動力頭、激光切割動力頭或者等離子切割動力頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種管壁類零件斷面加工機(jī)床。它主要由動力部分、床身部分、專用夾具部分、控制部分、輔助部分組成，床身部分采用二次懸臂、四軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)床身部分主要包括底座部件(100)、Y梁部件(200)、X梁部件(300)、Z軸部件(400)、旋轉(zhuǎn)頭部件(500)，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)上設(shè)有動力頭；旋轉(zhuǎn)頭部件(500)在Z軸部件(400)上，Z軸部件(400)在X梁部件(300)上，旋轉(zhuǎn)頭部件(500)相對于X梁部件(300)構(gòu)成一次懸臂結(jié)構(gòu)；X梁部件(300)在Y梁部件(200)上，構(gòu)成二次懸臂結(jié)構(gòu)；三軸呈直線運(yùn)動狀態(tài)，一軸呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)。它應(yīng)用于管壁類零件的斷面加工，特別適用于復(fù)合、非金屬材料的管壁類零件的斷面加工。
文檔編號B23B5/00GK2527380SQ02219180
公開日2002年12月25日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者劉新春 申請人:江蘇三星機(jī)械制造有限公司