一种工件定位的小型铣床

文档序号:1929491 发布日期:2021-12-07 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种工件定位的小型铣床 (Small milling machine for workpiece positioning ) 是由 许爱华 唐悦 朱亚军 常汪娜 刘江 蔡福海 王行刚 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种工件定位的小型铣床,它包括铣床机构、行吊底座以及设置在行吊底座一端的夹具支架,所述夹具支架上安装有固定夹具和活动夹具,且所述活动夹具通过丝杆机构活动安装在夹具支架上;所述固定夹具和活动夹具用于装夹导体线圈,所述活动夹具在丝杆机构的驱动下可沿Y轴方向前后移动,以适配导体线圈的曲率;所述铣床机构安装在行吊底座上,用于在导体线圈绕制过程中进行开孔;所述行吊底座和夹具支架端部还设置有多个悬吊环。本发明适用于加工较为特殊的工件,与现有铣床设备相比,此设备结构紧凑,刚度大,精度高,能够满足线圈绕制现场开孔的工作环境要求,提高氦孔的加工精度和效率,为超导线圈氦孔开凿提供了设备保障。(The invention discloses a small-sized milling machine for positioning workpieces, which comprises a milling machine mechanism, a traveling crane base and a clamp bracket arranged at one end of the traveling crane base, wherein a fixed clamp and a movable clamp are arranged on the clamp bracket, and the movable clamp is movably arranged on the clamp bracket through a screw rod mechanism; the fixed clamp and the movable clamp are used for clamping the conductor coil, and the movable clamp can move back and forth along the Y-axis direction under the driving of the screw rod mechanism so as to adapt to the curvature of the conductor coil; the milling machine mechanism is arranged on the traveling crane base and is used for punching holes in the winding process of the conductor coil; and a plurality of suspension rings are further arranged at the end parts of the traveling crane base and the clamp bracket. The invention is suitable for processing more special workpieces, and compared with the existing milling machine equipment, the equipment has the advantages of compact structure, high rigidity and high precision, can meet the working environment requirement of hole opening on the winding field of the coil, improves the processing precision and efficiency of the helium hole, and provides equipment guarantee for the helium hole drilling of the superconducting coil.)

一种工件定位的小型铣床

技术领域

本发明涉及铣床技术领域,特别是涉及一种工件定位的小型铣床。

背景技术

目前,在现有技术中,托卡马克装置的超导线圈采用CICC导体绕制而成,CICC结构是指将超导电缆插入内圆外方铠甲再经过缩径后所形成的导体,而超导线圈在绕制成形的过程中还需要采用超临界氦进行迫流冷却,为了将液氦引入线圈内部,则需要在线圈导体铠甲的内侧或外侧上开凿跑道型氦孔,如图1。根据线圈绕制工艺,开孔必须在绕制过程中进行,如图2所示,此时导体呈现张开趋势,导体之间间距一般为400mm,导体最小内径为750mm,由于现场工作空间狭小,市面上的一般铣床设备无法解决此类问题,其它方式开孔的精度和效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的不足,提供一种工件定位的小型铣床,它能满足线圈绕制现场开孔的工作环境要求,提高氦孔的加工精度和效率,为超导线圈氦孔开凿提供设备保障。

为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:

一种工件定位的小型铣床,它包括铣床机构、行吊底座以及设置在行吊底座一端的夹具支架,所述夹具支架上安装有固定夹具和活动夹具,且所述活动夹具通过丝杆机构活动安装在夹具支架上;

所述固定夹具和活动夹具用于装夹导体线圈,所述活动夹具在丝杆机构的驱动下可沿Y轴方向前后移动,以适配导体线圈的曲率;

所述铣床机构安装在行吊底座上,用于在导体线圈绕制过程中进行开孔;

所述行吊底座和夹具支架端部还设置有多个悬吊环。

进一步,所述固定夹具包括固设于夹具支架一端的夹具底座以及设置于夹具底座顶部的第一盖板,所述第一盖板通过紧固螺丝可拆卸安装于夹具底座顶部,所述夹具底座前后两侧以及所述第一盖板中央均可调节安装有夹紧螺丝。

进一步,所述活动夹具包括装配在丝杆机构上的活动底座以及设置于活动底座顶部的第二盖板,所述第二盖板通过紧固螺丝可拆卸安装于活动底座顶部,所述活动底座前后两侧以及所述第二盖板中央均可调节安装有夹紧螺丝;

所述夹具底座和活动底座用于放置导体线圈,调节所述夹紧螺丝能够夹紧导体线圈。

进一步,所述活动底座的前后两侧相对夹具底座的前后两侧呈倾斜设置,所述第二盖板呈平行四边形状。

进一步,所述夹具底座内侧和活动底座内侧均设置有垫块,所述第一盖板底部和第二盖板底部也都设置有垫块。

进一步,所述垫块由环氧材料制成。

进一步,所述丝杆机构包括转动安装在夹具支架上的丝杆以及设置于丝杆端部的丝杆手柄,所述活动夹具装配于丝杆上。

进一步,所述铣床机构包括设置于行吊底座上的三轴调控平台以及安装在三轴调控平台上的铣削装置。

进一步,所述三轴调控平台包括设置于行吊底座顶部的X向水平燕尾滑台,安装在X向水平燕尾滑台上的Z向竖直燕尾滑台,安装在Z向竖直燕尾滑台上的定位座,以及设置于定位座顶部的Y向调节机构;

所述X向水平燕尾滑台端部具有X向调节手柄,所述Z向竖直燕尾滑台上端具有Z向调节手柄,所述铣削装置装配于Y向调节机构上且活动安装于定位座内。

进一步,所述铣削装置包括活动安装于定位座内的动力头固定座,固接于动力头固定座后端的电机机架,安装于电机机架上的伺服电机,以及与伺服电机传动连接并转动安装于动力头固定座内的铣削动力头;

所述Y向调节机构包括转动安装于定位座顶部的推进螺杆,固接于定位座顶部的导向轴,以及设置于推进螺杆端部的Y向调节手柄;

所述电机机架上端装配于推进螺杆上且与导向轴滑动连接。

采用了上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:

1.本发明与现有铣床设备相比,结构紧凑,体型较小,刚度大且精度高,适用于加工较为特殊的工件,尤其是能够满足导体线圈绕制现场开孔的工作环境要求,相较于现有手段有效提高了氦孔的加工精度和效率,节省成本,为超导线圈氦孔开凿提供了设备保障。

2.本发明采用新型夹具,通过活动夹具与固定夹具的配合来调整曲率,充分适应了线圈绕制过程中的装夹需求,同时也能够适用于各种环形工件上孔的加工,整体适用范围广泛。

3.本发明在床身上设置有多个悬吊环,可使用行车进行悬吊加工,与线圈绕制时的层叠圈状相适应,便于现场的拆装和调试,提高生产加工效率的同时也减少了能源的消耗。

4.本发明在固定夹具与活动夹具内都增设有环氧材料制成的垫块,一方面防止线圈与夹具之间的间隙过大,提高夹具装夹时的牢固性,另一方面也起到了保护作用防止在线圈表面留下划痕。

5.本发明使用新型的三轴调控平台,通过X、Y、Z轴方向的平动和联动可以调整铣削位置,方便加工各类孔,适配各种环形件的开孔需求。

附图说明

图1为导体铠甲的开孔示意图;

图2为导体线圈的绕制状态图;

图3为本发明的整体结构示意图之一;

图4为本发明的前视示意图;

图5为本发明的侧视示意图;

图6为本发明的整体结构示意图之二;

图7为本发明铣床机构的结构放大图;

其中,1.行吊底座;2.夹具支架;3.三轴调控平台;30.X向水平燕尾滑台;300.X向调节手柄;31.Z向竖直燕尾滑台;310.Z向调节手柄;32.定位座;33.Y向调节机构;330.推进螺杆;331.导向轴;332.Y向调节手柄;4.铣削装置;40.伺服电机;41.电机机架;42.动力头固定座;43.铣削动力头;5.固定夹具;51.夹具底座;52.第一盖板;500.紧固螺丝;6.活动夹具;61.活动底座;62.第二盖板;600.夹紧螺丝;7.丝杆机构;70.丝杆;71.丝杆手柄;8.悬吊环;9.导体线圈;90.导体铠甲;900.氦孔;10.垫块。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示,导体线圈9在绕制过程中,需要在其内圆外方的导体铠甲90一侧开设跑道型的氦孔900,但由于现场工作空间狭小,现有技术中的铣床设备无法解决此类问题。

因此,如图3-7所示,在本实施例中,提供一种工件定位的小型铣床,它包含铣床机构、行吊底座1以及焊接在行吊底座1前端的夹具支架2,行吊底座1和夹具支架2均使用合金结构钢焊接并做退火处理,强度高、寿命长,易维护保养,大大降低了使用成本。在夹具支架2上安装有固定夹具5和活动夹具6,用来装夹导体线圈9,且活动夹具6通过丝杆机构7活动安装在夹具支架2上,活动夹具6在丝杆机构7的驱动下可沿Y轴方向前后移动,活动夹具6与固定夹具5配合装夹,跟随导体线圈9的各层线圈弧度以适配曲率。另外铣床机构安装在行吊底座1上并紧靠夹具支架2,用于在导体线圈9绕制过程中进行开孔。为了便于与线圈绕制时的层叠圈状相适应,方便现场加工,在行吊底座1和夹具支架2的边角端部还安装有四个悬吊环8,可使用行车进行悬吊加工,进一步提高了生产加工效率。本实施例与现有铣床设备相比,结构紧凑,体型较小,刚度大且精度高,能够满足导体线圈9绕制现场开孔的工作环境要求,相较于现有手段有效提高了氦孔的加工精度和效率,节省成本,为超导线圈氦孔开凿提供了设备保障。

具体地,本实施例中的固定夹具5包含夹具底座51和第一盖板52,夹具底座51呈凹形板状结构,夹具底座51固设于夹具支架2后端,第一盖板52通过紧固螺丝500可拆卸安装于夹具底座51顶部,夹具底座51前后两侧板上以及第一盖板52中央均可调节安装有夹紧螺丝600。本实施例中的活动夹具6包含活动底座61和第二盖板62,活动底座61也呈凹形板状结构,活动底座61装配在丝杆机构7上,第二盖板62通过紧固螺丝500可拆卸安装于活动底座61顶部,活动底座61前后两侧板上以及第二盖板62中央均可调节安装有夹紧螺丝600。装夹导体线圈9时,需要先将第一盖板52和第二盖板62都拆下,然后调节活动夹具6的位置使其与固定夹具5之间的曲率适配待加工段的导体线圈9,调节完毕后再将导体线圈9放置于夹具底座51和活动底座61内,接着再盖上第一盖板52和第二盖板62,并用紧固螺丝500锁紧,最后旋转调节夹紧螺丝600把导体线圈9夹紧固定。

为了装夹时更好地适配线圈弧度,在本实施例中,将活动底座61的前后两侧板设计成相对夹具底座51的前后两侧板偏移倾斜一定角度,而第二盖板62相对应设计成平行四边形状。

为了防止导体线圈9与夹具之间的间隙过大,在本实施例的夹具底座51前后板内侧和活动底座61前后板内侧均增设有垫块10,在第一盖板52底部和第二盖板62底部也都增设有垫块10,以此来提高夹具装夹时的牢固性稳定性。为了防止夹紧时在导体线圈9表面留下划痕,本实施例中的垫块10选用环氧材料制成,可以起到保护作用,各垫块10内侧加工成与导体线圈9相适配的弧度。

具体地,为了便于调节活动夹具6的位置,本实施例中的丝杆机构7包含转动安装在夹具支架2上的丝杆70以及固接于丝杆70端部的丝杆手柄71,其中活动夹具6底部通过丝杆螺母装配于丝杆70上,手动转动丝杆手柄71可以调节活动夹具6沿Y轴方向前后移动。

为了方便控制加工孔位的位置以及尺寸,本实施例中的铣床机构具体又包含设置于行吊底座1上的三轴调控平台3以及安装在三轴调控平台3上的铣削装置4。其中三轴调控平台3具体由X向水平燕尾滑台30、Z向竖直燕尾滑台31、定位座32以及Y向调节机构33组成;X向水平燕尾滑台30设置在行吊底座1顶部靠近夹具支架2一端,X向水平燕尾滑台端部具有X向调节手柄300,转动X向调节手柄300可控制铣削装置4沿X向水平移动,具体X向水平燕尾滑台30又可分为底部的燕尾滑轨座和上部的燕尾滑块,中间通过丝杆结构装配驱动,X向调节手柄300安装在丝杆结构端部控制转动;Z向竖直燕尾滑台31安装在X向水平燕尾滑台30上,Z向竖直燕尾滑台31上端具有Z向调节手柄310,转动Z向调节手柄310可控制铣削装置4沿Z向竖直移动,具体Z向竖直燕尾滑台31又可分为装于X向水平燕尾滑台30上的L形燕尾滑轨座和竖直方向的燕尾滑块,内部通过丝杆结构装配驱动,Z向调节手柄310安装在丝杆结构上端控制转动;定位座32安装在Z向竖直燕尾滑台31上,Y向调节机构33设置于定位座32顶部,铣削装置4装配于Y向调节机构33上且活动安装于定位座32内,Y向调节机构33用于控制铣削装置4沿Y向前后移动。

具体地,本实施例中的铣削装置4由活动安装于定位座32内的动力头固定座42、固接于动力头固定座42后端的电机机架41、安装于电机机架41上的伺服电机40以及与伺服电机40传动连接并转动安装于动力头固定座42内的铣削动力头43所组成,伺服电机40转动时可带动铣削动力头43转动以实现刀具打孔。另外,Y向调节机构33具体又包含转动安装于定位座32顶部的推进螺杆330、固接于定位座32顶部的导向轴331以及固接于推进螺杆330后端部的Y向调节手柄332,其中电机机架41上端通过两块延伸板分别装配于推进螺杆330上以及滑动连接于导向轴331上,转动Y向调节手柄332,推进螺杆330转动可带动电机机架41沿Y向前后移动,进而带动动力头固定座42以及铣削动力头43实现Y向前后移动,导向轴331用于对电机机架41进行限位导向,可以使整体铣削装置4前后移动时更加精准稳固。同时,在各个调节手柄上标记有刻度盘,方便加工时对孔的尺寸进行控制。

如图1-7所示,本实施例的整体操作步骤为:先通过行车并使用钢索将本实施例的设备悬吊至图2中导体线圈9的第一层导体附近,随后将第一盖板52和第二盖板62都拆下,并通过丝杆手柄71调节活动夹具6的位置使其与固定夹具5之间的曲率适配第一层的导体线圈9,调节完毕后再将导体线圈9放置于夹具底座51和活动底座61内,接着盖上第一盖板52和第二盖板62,并用紧固螺丝500锁紧,旋转调节夹紧螺丝600把导体线圈9夹紧固定,然后通过三轴调控平台3调整铣削装置4的位置,使铣削动力头43前端刀具对准需加工的位置,最后根据图纸启动铣削装置4进行孔的加工。如此重复调整角度操作,对导体线圈9逐层进行打孔加工,快捷高效,不会干涉。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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