專利名稱：缸筒鏜削裝置及使用該裝置加工缸筒的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機械加工的輔助設備及使用該設備進行機械加工的方 法，具體涉及一種缸筒鏜削裝置及使用該裝置加工缸筒的方法。
技術背景近些年來，液壓支架已成為煤礦綜采工作面的支護設備，隨著煤礦對煤炭 回采率要求的不斷提高及安全高效開采的不斷進步，液壓支架向大支承力，高 架型發(fā)展；液壓支架的立柱是支架的支承組件，承受著液壓支架的全部支承力， 所以立柱油缸向大口徑、長缸筒發(fā)展，最大油缸缸筒內(nèi)徑己發(fā)展到直徑①400毫 米以上，長度已達到2米左右。
目前，液壓支架立柱的油缸缸筒內(nèi)孔的加工方法主要采用推鏜、鏜滾或推鏜、 珩磨；缸筒內(nèi)孔加工的第一道工序采用推鏜，其加工設備是常見的推鏜機床或用 大型加長車床改造的推鏜機床，其加工原理如圖1所示機床主軸1上安裝主軸 接盤2，先將缸筒3兩端倒外角；授(輸)油器5向前運動，通過缸筒3上兩外 角35將缸筒3頂緊，機床主軸1旋轉(zhuǎn)，尾架7沿機床導軌8運動，通過鏜桿6 推動鏜頭4完成縱向進給運動。鏜頭4上裝有鏜刀，實現(xiàn)缸筒內(nèi)孔加工的第一道 推鏜工序。尾架7上也可安裝回轉(zhuǎn)動力頭，通過鏜桿6帶動鏜頭4旋轉(zhuǎn)，缸筒不 旋轉(zhuǎn)，尾架7縱向運動，實現(xiàn)推鏜加工；也可主軸l旋轉(zhuǎn)，帶動缸筒3轉(zhuǎn)動，鏜 桿6帶動鏜頭4旋轉(zhuǎn)，尾架7縱向運動，實現(xiàn)推鏜加工。這種加工工藝是鏜頭4 在缸筒3內(nèi)單懸壁推進，由于管材毛料壁厚存在誤差，其不圓度主要集中在內(nèi)孔 上，所以造成內(nèi)孔加工余量不均勻，導致缸筒加工后壁厚不均勻，致使廢品大量 增加。倒缸筒3上兩外角大部分采用頂內(nèi)孔倒外角的方法，其實質(zhì)是以缸筒內(nèi)孔 定位加工內(nèi)孔余量；如果缸筒管材壁厚不均勻，管材內(nèi)孔與外圓不同心，必然造 成加工后的缸筒內(nèi)孔與缸筒外圓不同心，導致缸筒加工后壁厚不均勻，極大地削 弱了缸筒本來的強度，使缸筒在強度上存在著不可避免的致命缺陷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中的不足之處，提供了一種與車床配套使用、加
工精度高、質(zhì)量好的缸筒鏜削裝置以及使用該裝置加工缸筒的方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的缸筒鏜削裝置，包括導軌和設在導軌上的 鏜頭，鏜頭上設有鏜刀，所述鏜頭通過動力傳送裝置與導軌軸向滑動配合連接。
所述導軌為圓柱狀的鏜桿，動力傳送裝置包括絲杠和與絲杠螺接的絲母， 鏜桿表面軸向開設有長槽，絲杠設置在長槽內(nèi)并通過絲母與長槽滑動配合連接， 絲母與鏜頭固定連接，絲杠后端與鏜桿轉(zhuǎn)動配合連接，絲杠前端連接有動力傳 動機構(gòu)，鏜桿前端固定連接一定位盤，定位盤端面與鏜桿中軸線垂直且定位盤 中軸線與鏜桿中軸線重合，鏜桿后端面軸線中心處設有定位基準面。
所述動力傳動機構(gòu)包括與絲杠同軸固定連接的齒輪軸I ，齒輪軸I兩端分
別通過一軸承與鏜桿和定位盤連接，齒輪軸i上的齒輪i嚙合傳動一齒輪n ， 齒輪軸n的兩端分別通過一軸承與鏜桿和定位盤連接，齒輪軸n的中心線與鏜 桿中心線重合，齒輪軸n的外端同軸連接一傳動桿。
所述鏜頭兩端均設有一個導向環(huán)，導向環(huán)內(nèi)孔與鏜桿滑動配合連接。
所述齒輪軸n與傳動桿的連接方式為六方孔浮動連接。
所述齒輪軸i兩端設置的軸承為圓錐滾子軸承。
所述齒輪軸n兩端設置的軸承為向心球軸承。
一種加工缸筒的方法，該加工方法使用如上面所述的缸筒鏜削裝置，包括 以下步驟
① 、將該缸筒鏜削裝置安裝在車床上，前端定位盤與機床主軸固定連接， 傳動桿安裝在車床主軸的內(nèi)孔里，將待鏜削的缸筒吊起并順鏜桿后端向前移入， 放置于車床床體前后的兩個定位塊并固定好，使缸筒外徑回轉(zhuǎn)中心與車床主軸 回轉(zhuǎn)中心一致，然后將尾座移入并頂緊鏜桿后端，完成缸筒的定位夾緊及鏜削
裝置的定位夾緊。
② 、開啟車床的主軸電機開關，車床主軸帶動鏜桿和鏜頭旋轉(zhuǎn)，使鏜頭實 現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動，使鏜頭實現(xiàn)縱向進給運動；同時開動設置在車床前端的電機，通 過動力傳動機構(gòu)和動力傳送裝置帶動帶動絲杠轉(zhuǎn)動，這樣就使得鏜頭上的鏜刀 同時進行徑向旋轉(zhuǎn)運動和縱向進給運動，從而實現(xiàn)缸筒的內(nèi)孔鏜削加工。
③、加工完成后，將鏜刀旋轉(zhuǎn)至最上端，將缸筒抬起2毫米左右，車床主 軸不旋轉(zhuǎn)，操作正反轉(zhuǎn)開關，使其反轉(zhuǎn)，將鏜頭拉回至鏜桿前端，撤去尾座， 將缸筒吊起并順鏜桿向后移出。
、對下一個待鏜削的缸筒重復依次進行步驟①、②、③的加工方法。
下一步精細鏜削缸筒，需更換鏜刀，并調(diào)整車床主軸轉(zhuǎn)速，依次采用上述 步驟①、②、③的鏜削加工方法。
將缸筒的內(nèi)孔鏜削加工至要求尺寸，留珩磨余量，通過珩磨加工，達到內(nèi) 孔要求；或留滾壓余量，通過滾壓加工，達到內(nèi)孔要求；也可將鏜刀與滾壓裝 置都放置于鏜頭上，實現(xiàn)缸筒鏜滾加工，達到內(nèi)孔要求。
采用上述的缸筒鏜削裝置及使用該裝置加工缸筒的方法鏜削缸筒內(nèi)孔，不 需要倒缸筒兩端的外角，直接以缸筒外圓定位，使缸筒外圓與鏜削裝置的鏜桿 回轉(zhuǎn)中心一致，鏜桿兩端固定，鏜頭體沿鏜桿運動，將內(nèi)孔余量加工至要求尺 寸，實現(xiàn)以缸筒外圓定位加工內(nèi)孔，使加工后的缸筒內(nèi)孔與外圓同心，缸筒的 壁厚均勻一致，保證了缸筒應有的強度，使缸筒質(zhì)量和壽命大大提高。同時， 由于本發(fā)明的鏜削裝置鏜桿兩端固定，提高了鏜桿的剛性，加工效率高，并提 高了加工的成品率；由于使用本鏜削裝置，機床動力小、效率高，使加工缸筒 的裝備投入小，加工成本低，很好地解決了大口徑油缸缸筒的加工難題。


圖1是現(xiàn)有推鏜機床加工缸筒內(nèi)孔的示意圖； 圖2是缸筒鏜削裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2的A—A向剖視圖； 圖4是使用缸筒鏜削裝置加工缸筒的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的B—B向剖視圖。
具體實施例方式
如圖2和圖3所示，本發(fā)明的缸筒鏜削裝置在鏜桿16表面上加工出一道長 槽21，將絲杠20設置在長槽21中，絲母19與絲杠20螺紋配合連接，絲母19 通過螺釘與鏜頭18固定連接，鏜頭18上安裝有鏜刀24，導向環(huán)17固定在鏜頭
18上，其內(nèi)孔與鏜桿16外徑滑動配合。鏜桿16前端通過螺栓固定連接一定位 盤15，定位盤15端面與鏜桿16中軸線垂直，定位盤端面開有定位孔，定位孔 壁為定位面25，定位面25與鏜桿16同軸。絲杠20后端通過耐磨定位環(huán)22與 鏜桿16后端鉸接，前端通過銷釘與小齒輪軸13固定連接，小齒輪軸40兩端分 別通過一圓錐滾子軸承12與鏜桿16和定位盤15連接，為絲杠20提供縱向推 力。小齒輪軸40上的小齒輪13與大齒輪41嚙合傳動，大齒輪41的大齒輪軸9 的前端與傳動桿10通過六方孔浮動配合連接，可方便拆裝，大齒輪軸9兩端分 別通過一向心球軸承11與鏜桿16和定位盤15連接。鏜桿16后端面軸線中心 處設有定位基準面，本實施例的定位基準面為定位孔23。
如圖4和圖5所示，將本發(fā)明的缸筒鏜削裝置安裝在車床上，前端的傳動 桿10和定位盤15的定位面25與車床主軸28定位連接，后端通過定位孔23與 車床尾座33定位連接。步進電動機26通過連接盤27固定在車床34前端，步 進電機26的輸出軸與車床主軸28同軸，通過鍵連接與傳動桿10前端安裝在一 起，為傳動桿10提供旋轉(zhuǎn)動力，傳動桿10安裝在車床主軸28的內(nèi)孔里。缸筒 3通過設置在車床床體前后兩定位塊29定位，使缸筒3外徑回轉(zhuǎn)中心與車床主 軸28回轉(zhuǎn)中心一致，螺桿32下端與定位塊29連接，上端通過旋緊螺帽將壓板 31壓下，從而將缸筒3夾緊。
作業(yè)時，開啟車床正反轉(zhuǎn)幵關，前端電動機26旋轉(zhuǎn)帶動車床主軸28正向 旋轉(zhuǎn)，定位盤15帶動鏜桿16實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作，開啟步進電機26開關，傳動桿IO 旋轉(zhuǎn)，通過大齒輪41、小齒輪13傳動至絲杠20上，絲杠20旋轉(zhuǎn)，帶動絲母 19在長槽21內(nèi)的縱向運動，從而帶動鏜頭18縱向運動；同時鏜桿16旋轉(zhuǎn)通過 絲母19徑向定位，帶動鏜頭18實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，鏜刀24安裝在鏜頭體18上， 實現(xiàn)了鏜刀24繞軸線的圓周旋轉(zhuǎn)運動和縱向進給運動。加工完成后，關閉正反 轉(zhuǎn)開關和步進電機26的開關，松開壓板31，將鏜刀24旋轉(zhuǎn)至最上端，將缸筒 3抬起2毫米左右，車床主軸28不旋轉(zhuǎn)，操作正反轉(zhuǎn)開使前端電動機26反轉(zhuǎn)， 帶動車床主軸28將鏜頭體18拉回至鏜桿16前端，撤去尾座33，將缸筒3吊起 并順鏜桿16向后移出。然后進行下一個工作循環(huán)。
通過采用本發(fā)明的缸筒鏜削裝置及使用該裝置加工缸筒的方法可直接以缸 筒外圓定位，省去了傳統(tǒng)的缸筒鏜削加工的倒缸筒兩端外角的工藝步驟，使缸 筒外圓與鏜桿回轉(zhuǎn)中心一致，鏜削加工后的缸筒內(nèi)孔軸線與缸筒外圓同心，從 加工工藝方面實現(xiàn)加工后缸筒的壁厚均勻一致，從而保證了缸筒應有的強度。
當然，本發(fā)明的保護范圍包括但不限于本實施例，如車床尾部對鏜桿的定 位也可采用鑲軸與尾座壓合定位；鏜桿轉(zhuǎn)動可不用機床進行驅(qū)動，可用于帶機 架的動力裝置對該缸筒鏜削裝置進行驅(qū)動。以上變換也落在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、缸筒鏜削裝置，包括導軌和設在導軌上的鏜頭，鏜頭上設有鏜刀，其特征在于所述鏜頭通過動力傳送裝置與導軌軸向滑動配合連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述導軌為圓柱狀 的鏜桿，動力傳送裝置包括絲杠和與絲杠螺接的絲母，鏜桿表面軸向開設有長 槽，絲杠設置在長槽內(nèi)并通過絲母與長槽滑動配合連接，絲母與鏜頭固定連接， 絲杠后端與鏜桿轉(zhuǎn)動配合連接，絲杠前端連接有動力傳動機構(gòu)，鏜桿前端固定 連接一定位盤，定位盤端面與鏜桿中軸線垂直且定位盤中軸線與鏜桿中軸線重 合，鏜桿后端面軸線中心處設有定位基準面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述動力傳動機構(gòu) 包括與絲杠同軸固定連接的齒輪軸I ，齒輪軸I兩端分別通過一軸承與鏜桿和 定位盤連接，齒輪軸I上的齒輪I嚙合傳動一齒輪II ，齒輪軸II的兩端分別通 過一軸承與鏜桿和定位盤連接，齒輪軸II的中心線與鏜桿中心線重合，齒輪軸n的外端同軸連接一傳動桿。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述鏜頭兩端均設 有一個導向環(huán)，導向環(huán)內(nèi)孔與鏜桿滑動配合連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述齒輪軸II與傳 動桿的連接方式為六方孔浮動連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述齒輪軸I兩端 設置的軸承為圓錐滾子軸承。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的缸筒鏜削裝置，其特征在于所述齒輪軸II兩端 設置的軸承為向心球軸承。
8、 一種加工缸筒的方法，該加工方法使用如權(quán)利要求7所述的缸筒鏜削裝 置，其特征在于包括以下步驟①、將該缸筒鏜削裝置安裝在車床上，前端定位盤與機床主軸固定連接， 傳動桿安裝在車床主軸的內(nèi)孔里，將待鏜削的缸筒吊起并順鏜桿后端向前移入， 放置于車床床體前后的兩個定位塊并固定好，使缸筒外徑回轉(zhuǎn)中心與車床主軸 回轉(zhuǎn)中心一致，然后將尾座移入并頂緊鏜桿后端，完成缸筒的定位夾緊及鏜削裝置的定位夾緊。② 、開啟車床的主軸電機開關，車床主軸帶動鏜桿和鏜頭旋轉(zhuǎn)，使鏜頭實 現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動，使鏜頭實現(xiàn)縱向進給運動；同時開動設置在車床前端的電機，通過動力傳動機構(gòu)和動力傳送裝置帶動帶動絲杠轉(zhuǎn)動，這樣就使得鏜頭上的鏜刀 同時進行徑向旋轉(zhuǎn)運動和縱向進給運動，從而實現(xiàn)缸筒的內(nèi)孔鏜削加工。③ 、加工完成后，將鏜刀旋轉(zhuǎn)至最上端，將缸筒抬起2毫米左右，車床主軸不旋轉(zhuǎn)，操作正反轉(zhuǎn)開關，使其反轉(zhuǎn)，將鏜頭拉回至鏜桿前端，撤去尾座， 將缸筒吊起并順鏜桿向后移出。④ 、對下一個待鏜削的缸筒重復依次進行步驟①、②、③的加工方法。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述加工缸筒的方法，其特征在于下一步精細鏜削缸筒，需更換鏜刀，并調(diào)整車床主軸轉(zhuǎn)速，依次采用上述步驟①、②、③的鏜削加工方法。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述加工缸筒的方法，其特征在于將缸筒的內(nèi)孔鏜 削加工至要求尺寸，留珩磨余量，通過珩磨加工，達到內(nèi)孔要求；或留滾壓余 量，通過滾壓加工，達到內(nèi)孔要求；也可將鏜刀與滾壓裝置都放置于鏜頭上， 實現(xiàn)缸筒鏜滾加工，達到內(nèi)孔要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種缸筒鏜削裝置及使用該裝置加工缸筒的方法，缸筒鏜削裝置，包括導軌和設在導軌上的鏜頭，鏜頭上設有鏜刀，所述鏜頭通過動力傳送裝置與導軌軸向滑動配合連接，導軌為圓柱狀的鏜桿。使用缸筒鏜削裝置加工缸筒的方法將該裝置安裝在車床上，直接以缸筒外圓定位，省去了傳統(tǒng)的缸筒鏜削加工的倒缸筒兩端外角的工藝步驟，使缸筒外圓與鏜桿回轉(zhuǎn)中心一致，鏜削加工后的缸筒內(nèi)孔軸線與缸筒外圓同心，從加工工藝方面實現(xiàn)加工后缸筒的壁厚均勻一致，從而保證了缸筒應有的強度。
文檔編號B23P15/00GK101337287SQ20081014109
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者張春然, 李國軍, 王金凱, 薛振宇, 軍 趙, 趙保安, 陳東海, 馬寶安 申請人:河南宇建礦業(yè)技術有限公司