一种弯管内表面的铣削加工装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102179555A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102179555A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110153760.2(22)申请日2011.06.09(71)申请人大连理工大学地址116100辽宁省大连市(72)发明人王续跃孙建立高航刘巍杨连文(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.B23C3/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种弯管内表面的铣削加工装置及方法(57)摘要本发明属于大型重载零件加工领域，涉及到一种弯管内表面的铣削加工方法和刀具切削路径的轨迹规划。加工方法基于一套圆弧导轨导向，伺服电机驱动的铣削装置来实现弯管弧线段内表面的加工，装置包括带齿圆弧导轨、圆弧滑块、圆周进给机构、电主轴、驱动伺服电机和传动齿轮等。加工时刀具进行往复铣削运动，即沿弯管母线方向走刀，每次走刀从弯管弧线段内表面的一端切削至另一端，一次走刀完成后，沿弯管截面圆周方向进给一个切削行距S，直至完成弯管弧线段内表面的加工。该方法适用于各类大中型弯管零件弧线段内表面的加工。本发明方法简单可靠，控制方式简单直接，切削状态平稳，切削冲击载荷小，加工效率高，表面质量好。CN102795ACCNN110217955502179557A权利要求书1/1页1.一种弯管内表面的铣削加工装置，包括第一齿轮(1)、第一伺服电机(2)、圆弧滑块(3)、第二伺服电机(4)、第二齿轮(5)、刀具(6)、电主轴(7)、带齿圆弧导轨(8)和圆周进给机构(9)；其特征在于，带齿圆弧导轨(8)上安装有圆弧滑块(3)，圆弧滑块(3)上安装有圆周进给机构(9)，圆周进给机构(9)上固定安装有电主轴(7)，电主轴(7)上装有刀具(6)；圆弧滑块(3)上还安装有第一伺服电机(2)，第一伺服电机(2)上连接有和带齿圆弧导轨(8)啮合的第一齿轮(1)；圆弧滑块(3)上还安装有第二伺服电机(4)，第二伺服电机(4)上连接有和圆周进给机构(9)啮合的第二齿轮(5)。2.使用权利要求1所述铣削加工装置的加工方法，加工方法基于圆弧导轨导向，截面圆周进给和伺服电机驱动来实现弯管弧线段内表面的加工，其特征在于，加工时刀具(6)进行往复铣削运动，即沿弯管(10)母线方向走刀，每次走刀从弯管(10)弧线段内表面的一端切削至另一端，一次走刀完成后，沿弯管(10)截面圆周方向进给一个切削行距S；加工过程中电主轴(7)始终朝向弯管(10)截面的径向方向，刀具(6)始终垂直于内表面；圆弧滑块(3)沿带齿圆弧导轨(8)的圆弧运动和圆周进给机构(9)的圆周进给运动均由相应的伺服电机来驱动，传动均由齿轮传动来实现；通过精确控制电主轴(7)、第一伺服电机(2)和第二伺服电机(4)的转速，实现加工所需要的沿弯管母线走刀速度、圆周进给速度和刀具(6)转速的最佳匹配；具体加工方法步骤如下：a、准备：对弯管(10)进行定位和夹紧，调整弯管(10)和铣削装置的相对位置，使其均处于准确的加工位置上，夹紧弯管(10)，固定铣削装置；b、加工：首先第一伺服电机(2)控制调整圆弧滑块(3)的位置，使刀具(6)处于弯管(10)弧线段的一端；然后第二伺服电机(4)控制调整圆周进给机构(9)，使刀具(6)处于水平切削起点，制动圆周进给机构(9)；然后控制电主轴(7)带动刀具(6)旋转，进行对刀和进刀；之后刀具(6)开始往复铣削运动，即第一伺服电机(2)控制圆弧滑块(3)带动刀具(6)沿带齿圆弧导轨(8)做沿弯管(10)母线的圆弧铣削运动，当刀具(6)切削运动至弯管(10)弧线段的另一端时，制动第一伺服电机(2)，停止刀具(6)的圆弧运动，然后第二伺服电机(4)控制圆周进给机构(9)带动刀具(6)沿弯管(10)截面圆周方向进给一个切削行距S，制动第二伺服电机(4)，停止刀具(6)的圆周进给运动，然后继续控制刀具(6)沿弯管(10)母线切削返回到弧线段的另一端，如此往复切削直至完成整个弯管(10)弧线段内表面的加工；加工完后退刀，停止圆弧铣削运动，最后停止刀具(6)旋转；c、卸除铣削装置，卸下弯管(10)，加工结束。2CCNN110217955502179557A说明书1/4页一种弯管内表面的铣削加工装置及方法技术领域[0001]本发明属于大型重载零件加工领域，涉及到一种弯管内表面的铣削加工装置及方法。背景技术[0002]核电站中的冷却剂主管道是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的大型厚壁管道，是核电站的核1级关键部件之一，主管道的制造质量是关系到整套核设施安全运行的关键。目前我国引进的第三代AP1000核电技术采用的是主管道整体锻造，主管道本身没有焊缝，减小了在役检查工作量，提高了服役寿