多刀杆镗管机
阅读说明：本技术 多刀杆镗管机 (Multi-cutter-bar pipe boring machine ) 是由 李新中 刘钢 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：提供一种多刀杆镗管机,将刀杆机架上方设置的多个刀杆通过固定于刀杆机架上的定心支撑装置安装于刀杆机架上,刀杆机架上设有可沿其长度方向移动的托架,托架上设有与多个刀杆右端连接并用于驱动多个刀杆转动的旋转驱动装置,托架上设有与刀杆机架侧壁连接并用于驱动托架沿刀杆机架长度方向移动的进给驱动装置；工件机架上方的多个与对应位置处的刀杆同轴设置的工件通过固定于工件机架上的多个锁定支撑装置支撑固定于工件机架上。本发明大大提高了无缝钛管的加工效率,提高了对工件和刀杆支撑的稳定性和可靠性,解决了刀杆运转过程中因支撑结构不稳定而出现的振动、蹦刀的弊端,提高了无缝钛管的加工精度,加工成本低,可批量化生产无缝钛管。(The multi-cutter bar boring machine is characterized in that a plurality of cutter bars arranged above a cutter bar rack are arranged on the cutter bar rack through a centering support device fixed on the cutter bar rack, a bracket capable of moving along the length direction of the cutter bar rack is arranged on the cutter bar rack, a rotary driving device connected with the right ends of the cutter bars and used for driving the cutter bars to rotate is arranged on the bracket, and a feeding driving device connected with the side wall of the cutter bar rack and used for driving the bracket to move along the length direction of the cutter bar rack is arranged on the bracket; a plurality of workpieces which are arranged above the workpiece rack and are coaxial with the cutter bars at the corresponding positions are supported and fixed on the workpiece rack through a plurality of locking and supporting devices fixed on the workpiece rack. The invention greatly improves the processing efficiency of the seamless titanium tube, improves the stability and reliability of supporting the workpiece and the cutter bar, overcomes the defects of vibration and cutter jumping caused by unstable supporting structure in the operation process of the cutter bar, improves the processing precision of the seamless titanium tube, has low processing cost and can produce the seamless titanium tube in batch.)
技术领域
本发明属于内孔加工技术领域，具体涉及一种多刀杆镗管机。
背景技术
钛具有低密度、高比强度、耐海水腐蚀性、低温韧性好等特点，广泛应用于军工领域、深海装备、国防技术等领域内。被公认为是一种天然的“海洋金属”，无缝钛/钛合金管更加具有广阔的应用前景。目前，采用钛/钛合金棒材经过钻孔、镗孔等工序制作无缝厚壁管材，对于长度不大的无缝管材加工，可采用钻、镗等工艺实现，但对于较长无缝管材的加工时，由于加工精度要求越来越高，目前的镗孔设备无法满足长无缝管材的加工要求，而且工作时振动以及噪声较大，不仅加工后孔壁精度低，而且表面粗糙度以及尺寸和几何公差难以保证，加工的长无缝管材的尺寸、圆度、圆柱度均不可控，质量不稳定；镗杆(刀杆)采用刚性轴连接，存在运转过程中不稳定的弊端，导致蹦刀，使得加工精度降低；再有，由于镗孔设备结构限制，采用单镗杆加工长无缝管材效率低，加工成本高，因此，综上所述，有必要进行改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种多刀杆镗管机，通过定心支撑装置将多个刀杆支撑于刀杆机架上，并由锁定支撑装置将与刀杆同轴设置的工件锁紧固定于工件机架上，在设于托架上并用于驱动刀杆转动的旋转驱动装置和用于驱动托架沿进给方向移动的进给驱动装置的驱动下，实现多个刀杆端部的浮动镗刀对对应工件的镗孔加工，大大提高了无缝钛管的加工效率，提高了对工件和刀杆支撑的稳定性和可靠性，解决了刀杆运转过程中因支撑结构不稳定而出现的振动、蹦刀的弊端，提高了无缝钛管的加工精度，降低了加工成本，便于无缝钛管的批量化生产。
本发明采用的技术方案：多刀杆镗管机，包括刀杆机架和与刀杆机架首尾对应设于刀杆机架左侧的工件机架，所述刀杆机架上方设置的多个刀杆通过固定于刀杆机架上的定心支撑装置安装于刀杆机架上，所述刀杆机架上设有可沿其长度方向移动的托架，所述托架上设有与多个刀杆右端连接并用于驱动多个刀杆转动的旋转驱动装置，所述托架上设有与刀杆机架侧壁连接并用于驱动托架沿刀杆机架长度方向移动的进给驱动装置；所述工件机架上方的多个与对应位置处的刀杆同轴设置的工件通过固定于工件机架上的多个锁定支撑装置支撑固定于工件机架上，多个所述刀杆在旋转驱动装置的驱动下旋转后由进给驱动装置驱动托架带动多个刀杆向镗孔方向进给，实现安装于刀杆端部的浮动镗刀沿工件镗孔端进行镗孔。
其中，所述定心支撑装置包括底板、下定心板和上定心板，所述下定心板的下端和上定心板的上端均固定有连接板，所述下定心板下端的连接板焊接固定于底板上，所述底板通过螺栓固定于刀杆机架的横杆上；所述下定心板上端和上定心板下端板面上均制有多个位置上下对应并组合后形成圆孔的半圆槽，且与刀杆连接的直线轴承的两端通过轴承转动安装于位置对应的两个半圆槽内；所述下定心板上的连接板两侧板面上均固定有两个同心设置的定位套，固定于丝杆下端的转柱位于两个定位套之间，所述转柱两端部的短轴适配于对应侧定位套内，所述上定心板上端的连接板两端板面上制有U形槽，所述丝杆转动至上端适配于U形槽内并与U形槽上方的锁紧螺母适配旋合后，实现下定心板和上定心板将直线轴承的夹紧固定。
进一步地，所述旋转驱动装置包括减速电机和齿轮箱，所述减速电机和齿轮箱均通过螺栓固定于托架上，所述减速电机的输出轴与齿轮箱的输入轴通过联轴器连接，所述齿轮箱的多个输出轴分别与对应的刀杆右端通过法兰组件固定连接。
进一步地，所述进给驱动装置包括进给电机、齿轮和齿条，所述托架一侧壁上固定有安装板，所述进给电机通过螺栓固定于安装板上，且进给电机输出轴穿过安装板上的通孔与齿轮固定连接，所述齿条固定于与进给电机同侧的刀杆机架侧壁上，所述齿轮与齿条啮合，并在进给电机的驱动下实现托架沿刀杆机架长度方向的进给运动。
进一步地，所述锁定支撑装置包括门型支架、与工件数量相同的气缸、上夹紧件和下夹紧件，所述门型支架下端口朝下设置并固定于工件机架上，多个与所述工件上下位置对应的气缸固定于门型支架内顶壁上，所述气缸下端的活塞杆端部与上夹紧件固定连接，所述下夹紧件固定于座板上，所述座板通过螺栓固定于工件机架的横梁上，所述工件位于上夹紧件和下夹紧件之间，并通过气缸活塞杆的伸缩实现上夹紧件和下夹紧件对工件的夹紧或松开，所述工件的中心高度通过在工件机架的横梁与座板之间增加不同厚度的垫板或在下夹紧件上设置垫块进行调节。
进一步地，所述上夹紧件和下夹紧件均包括V型板和槽钢，所述V型板槽口朝外设于槽钢的凹槽内，所述槽钢两侧沿与V型板对应侧外壁焊接为一体，所述上夹紧件和下夹紧件上的V型板槽口相向设置，且位于两个V型板之间的工件通过气缸驱动上夹紧件下移后实现在两个V型板内的夹紧固定。
进一步地，多个所述锁定支撑装置的下夹紧件中的槽钢为整根长槽钢。
进一步地，所述托架呈U形结构，所述托架两侧壁下端转动安装有贴于刀杆机架对应侧外壁上的滚轮，所述刀杆机架两长边侧上端均固定有截面呈工字形的导轨，所述托架两侧内壁上转动安装的滚轮适配于导轨外侧的导槽内，并在进给驱动装置的驱动下使托架沿导轨长度方向移动。
进一步地，所述工件机架左端固定有循环液泵，所述循环液泵左端通过管道与设于工件机架右端并位于工件镗孔端下方的接液盘连通，所述循环液泵另一端通过与朝向对应位置处工件镗孔端设置并用于向工件镗孔内喷射冷却液的多个喷头连接。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本技术方案通过定心支撑装置将多个刀杆支撑于刀杆机架上，并由锁定支撑装置将与刀杆同轴设置的工件锁紧固定于工件机架上，在设于托架上并用于驱动刀杆转动的旋转驱动装置和用于驱动托架沿进给方向移动的进给驱动装置的驱动下，实现多个刀杆端部的浮动镗刀对对应工件的镗孔加工，大大提高了无缝钛管的加工效率，提高了对工件和刀杆支撑的稳定性和可靠性，解决了刀杆运转过程中因支撑结构不稳定而出现的振动、蹦刀的弊端；
2、本技术方案将旋转驱动装置对多个刀杆驱动下刀杆的旋转运动和进给驱动装置对托架驱动下刀杆的进给运动复合后，实现对多个工件的连续镗孔加工，无缝钛管的加工效率高，成型后的无缝钛管内壁质量得以保证；
3、本技术方案采用底板、下定心板、上定心板、丝杆以及与刀杆连接并转动安装于两个半圆槽内的直线轴承形成的定心支撑装置对刀杆机架上的刀杆进行支撑，大大提高了刀杆进给运动时的运行的稳定性，为刀杆的镗削加工提供稳定的支撑条件；
4、本技术方案采用下端活塞杆与上夹紧件固定连接的气缸驱动上夹紧件升降后，实现上夹紧件和下夹紧件对工件的夹紧固定，保证镗孔过程中工件的位置精度，并通过在工件机架的横梁与座板之间增加不同厚度的垫板或在下夹紧件上设置垫块的方式，实现对工件中心高度的调节，从而满足不同尺寸的无缝钛管的加工，加工范围大；
5、本技术方案结构简单，运行稳定可靠，维护简单，无缝钛管加工效率高，提高了无缝钛管的加工精度，降低了加工成本，便于无缝钛管的批量化生产。
附图说明
图1为本发明结构主视图；
图2为本发明结构俯视图；
图3为本发明定心支撑装置结构主视图；
图4为本发明定心支撑装置结构俯视图；
图5为本发明锁定支撑装置结构示意图；
图6为本发明托架与刀杆机架以及进给驱动装置与托架的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-6描述本发明的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
多刀杆镗管机，如图1-2所示，包括刀杆机架1和与刀杆机架1首尾对应设于刀杆机架1左侧的工件机架2，所述刀杆机架1上方设置的多个刀杆3通过固定于刀杆机架1上的定心支撑装置9安装于刀杆机架1上，所述刀杆机架1上设有可沿其长度方向移动的托架4，所述托架4上设有与多个刀杆3右端连接并用于驱动多个刀杆3转动的旋转驱动装置5，所述托架4上设有与刀杆机架1侧壁连接并用于驱动托架4沿刀杆机架1长度方向移动的进给驱动装置6；所述工件机架2上方的多个与对应位置处的刀杆3同轴设置的工件7通过固定于工件机架2上的多个锁定支撑装置8支撑固定于工件机架2上，多个所述刀杆3在旋转驱动装置5的驱动下旋转后由进给驱动装置6驱动托架4带动多个刀杆3向镗孔方向进给，实现安装于刀杆3端部的浮动镗刀10沿工件7镗孔端进行镗孔；上述结构中，通过定心支撑装置9将多个刀杆3支撑于刀杆机架1上，并由锁定支撑装置8将与刀杆3同轴设置的工件7锁紧固定于工件机架2上，在设于托架4上并用于驱动刀杆3转动的旋转驱动装置5和用于驱动托架4沿进给方向移动的进给驱动装置6的驱动下，实现多个刀杆3端部的浮动镗刀10对对应工件7的镗孔加工，大大提高了无缝钛管的加工效率，提高了对工件7和刀杆3支撑的稳定性和可靠性，解决了刀杆3运转过程中因支撑结构不稳定而出现的振动、蹦刀的弊端；将旋转驱动装置5对多个刀杆3驱动下刀杆3的旋转运动和进给驱动装置6对托架4驱动下刀杆3的进给运动复合后，实现对多个工件7的连续镗孔加工，(工件7加工成型后即为无缝钛管)无缝钛管的加工效率高，同时，成型后的无缝钛管内壁质量得以保证；
如图3-4所示，定心支撑装置9的具体结构如下：所述定心支撑装置9包括底板9-1、下定心板9-2和上定心板9-3，所述下定心板9-2的下端和上定心板9-3的上端均固定有连接板9-4，所述下定心板9-2下端的连接板9-4焊接固定于底板9-1上，所述底板9-1通过螺栓固定于刀杆机架1的横杆上；所述下定心板9-2上端和上定心板9-3下端板面上均制有多个位置上下对应并组合后形成圆孔的半圆槽9-5，且与刀杆3连接的直线轴承9-6的两端通过轴承转动安装于位置对应的两个半圆槽9-5内；所述下定心板9-2上的连接板9-4两侧板面上均固定有两个同心设置的定位套9-7，固定于丝杆9-9下端的转柱9-8位于两个定位套9-7之间，所述转柱9-8两端部的短轴适配于对应侧定位套9-7内，所述上定心板9-3上端的连接板9-4两端板面上制有U形槽9-10，所述丝杆9-9转动至上端适配于U形槽9-10内并与U形槽9-10上方的锁紧螺母9-11适配旋合后，实现下定心板9-2和上定心板9-3将直线轴承9-6的夹紧固定；上述结构中，采用底板9-1、下定心板9-2、上定心板9-3、丝杆9-9以及与刀杆3连接并转动安装于两个半圆槽9-5内的直线轴承9-6形成的定心支撑装置9对刀杆机架1上的刀杆3进行支撑，大大提高了刀杆3进给运动时的运行的稳定性，为刀杆3的镗孔加工提供稳定的支撑条件；
旋转驱动装置5的具体结构如下：所述旋转驱动装置5包括减速电机5-1和齿轮箱5-2，所述减速电机5-1和齿轮箱5-2均通过螺栓固定于托架4上，所述减速电机5-1的输出轴与齿轮箱5-2的输入轴通过联轴器连接，所述齿轮箱5-2的多个输出轴分别与对应的刀杆3右端通过法兰组件固定连接。
如图6所示，进给驱动装置6的具体结构如下：所述进给驱动装置6包括进给电机6-1、齿轮6-2和齿条6-3，所述托架4一侧壁上固定有安装板6-4，所述进给电机6-1通过螺栓固定于安装板6-4上，且进给电机6-1输出轴穿过安装板6-4上的通孔与齿轮6-2固定连接，所述齿条6-3固定于与进给电机6-1同侧的刀杆机架1侧壁上，所述齿轮6-2与齿条6-3啮合，并在进给电机6-1的驱动下实现托架4沿刀杆机架1长度方向的进给运动。
如图5所示，锁定支撑装置8的具体结构如下：所述锁定支撑装置8包括门型支架8-1、与工件7数量相同的气缸8-2、上夹紧件和下夹紧件，所述门型支架8-1下端口朝下设置并固定于工件机架2上，多个与所述工件7上下位置对应的气缸8-2固定于门型支架8-1内顶壁上，所述气缸8-2下端的活塞杆端部与上夹紧件固定连接，所述下夹紧件固定于座板8-3上，所述座板8-3通过螺栓固定于工件机架2的横梁上，所述工件7位于上夹紧件和下夹紧件之间，并通过气缸8-2活塞杆的伸缩实现上夹紧件和下夹紧件对工件7的夹紧或松开，所述工件7的中心高度通过在工件机架2的横梁与座板8-3之间增加不同厚度的垫板或在下夹紧件上设置垫块进行调节；具体的，上夹紧件和下夹紧件的具体结构如下：所述上夹紧件和下夹紧件均包括V型板8-4和槽钢8-5，所述V型板8-4槽口朝外设于槽钢8-5的凹槽内，所述槽钢8-5两侧沿与V型板8-4对应侧外壁焊接为一体，所述上夹紧件和下夹紧件上的V型板8-4槽口相向设置，且位于两个V型板8-4之间的工件7通过气缸8-2驱动上夹紧件下移后实现在两个V型板8-4内的夹紧固定；具体的，多个所述锁定支撑装置8的下夹紧件中的槽钢8-5为整根长槽钢；上述结构中，采用下端活塞杆与上夹紧件固定连接的气缸8-2驱动上夹紧件升降后，实现上夹紧件和下夹紧件对工件7的夹紧固定，保证镗孔过程中工件的位置精度，避免工件7固定位置不可靠而影响工件7内镗孔精度，并通过在工件机架2的横梁与座板8-3之间增加不同厚度的垫板或在下夹紧件上设置垫块的方式，实现对工件7中心高度的调节，从而满足不同尺寸的无缝钛管的加工，加工范围大；
如图6所示，托架4在刀杆机架1上的安装结构如下：所述托架4呈U形结构，所述托架4两侧壁下端转动安装有贴于刀杆机架1对应侧外壁上的滚轮12，所述刀杆机架1两长边侧上端均固定有截面呈工字形的导轨11，所述托架4两侧内壁上转动安装的滚轮12适配于导轨11外侧的导槽内，并在进给驱动装置6的驱动下使托架4沿导轨11长度方向移动。
为了便于镗孔过程中对工件7的冷却以及润滑、排屑，特设置冷却液循环结构，具体如下：所述工件机架2左端固定有循环液泵13，所述循环液泵13左端通过管道与设于工件机架2右端并位于工件7镗孔端下方的接液盘14连通，所述循环液泵13另一端通过与朝向对应位置处工件7镗孔端设置并用于向工件7镗孔内喷射冷却液的多个喷头连接。
本技术方案结构简单，运行稳定可靠，维护简单，无缝钛管加工效率高，提高了无缝钛管的加工精度，降低了加工成本，便于无缝钛管的批量化生产。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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