CN111136334B - 一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其中锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、悬臂、上导轮、下导轮和带锯，X轴进给机构设置在底座上，Y轴进给机构设置在X轴进给机构上，X轴进给机构能够驱动Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，Y轴进给机构能够驱动悬臂进行Y轴方向上的移动，上导轮和下导轮均转动设置在悬臂的同一侧，上导轮或下导轮传动连接有转轴电机，同一个带锯绕设在上导轮和下导轮上。本发明能够显著减小后续的加工余量，缩短后一工序的工时，进而提高加工效率、减少加工成本；还能省去更换机床的繁琐工序，操作简单易行，加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及大型钢锻件异形加工技术领域，特别是涉及一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法。
背景技术
在国内人造金刚石合成领域用到的合成设备主要为六面顶压机。近年来生产厂家一直在致力于六面顶压机的大型化。现有六面顶压机的缸体直径多为400mm-650mm，随着生产要求的提高，设计人员已经设计出缸体直径为1000mm的六面顶压机，这就对六面顶压机的相应零件的性能提出了更高的要求，零件的制造工艺也要有相应的改进。
铰链梁是六面顶压机的主要部件，目前铰链梁基本采用铸造工艺生产。由于铸造技术本身原因，铸件内部会出现缺陷，导致铰链梁失效，造成重大损失。而锻造产品的质量一般高于铸造产品的质量，但铰链梁的质量大，形状复杂，根据现有锻造技术分析，铰链梁不适合整体锻造，主要表现为锻造工艺复杂，材料利用率低，容易出现锻造缺陷，从而导致铰链梁锻造成本增加。近年本领域研究人员提出了大型化的六面顶压机整体式锻造铰链梁结构，锻造后能够显著减少内部组织取向、孔洞等缺陷，以实现大腔体合成，并延长使用寿命。
锻造的铰链梁如图1所示，其中1为铰链梁毛坯，2为凸耳，凸耳2中间部分需要被加工去除，最终加工成如图2所示，上下两个凸耳2均切割出两个凹槽3，左右两个凸耳2均切割出一个凹槽3。因为铰链梁凸耳2中间部分尺寸较大，一般为750mm×500mm×160mm，有的甚至更大，去掉凸耳2中间部分较为困难。现有技术中没有专用的凸耳2切割装置，一般是采用铣床完成的，但是铣削工作量较大，成本较高；亦有采用带锯切割、钻头和铣床组合完成的，先用带锯切割至凸耳2根部，然后用长钻头在根部钻多个孔，直至凸耳2中间部分钢件可以被取下，再通过铣削方式把根部铣平待用，此方法会耗费大量的工时，切割效率极低。
发明内容
本发明的目的是提供一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够显著减小后续的加工余量，缩短后一工序的工时，进而提高加工效率、减少加工成本；还能省去更换机床的繁琐工序，操作简单易行，加工效率高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，利用锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置，所述锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、悬臂、上导轮、下导轮和刀具，所述X轴进给机构设置在所述底座上，所述Y轴进给机构设置在所述X轴进给机构上，所述X轴进给机构能够驱动所述Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，所述悬臂设置在所述Y轴进给机构上，所述Y轴进给机构能够驱动所述悬臂进行Y轴方向上的移动，所述上导轮和所述下导轮均设置在所述悬臂的同一侧，所述上导轮和所述下导轮的轴线相互平行且在同一个竖直平面内，所述悬臂为匚形结构，所述上导轮转动设置在所述悬臂的上翼上，所述下导轮转动设置在所述悬臂的下翼上，所述上导轮或所述下导轮传动连接有转轴电机，同一个所述刀具绕设在所述上导轮和所述下导轮上，所述刀具为线锯或带锯；并包括以下步骤：
S1、将铰链梁毛坯夹持固定，并在所述上导轮和所述下导轮上安装好所述带锯；
S2、开启所述X轴进给机构，驱动所述带锯沿X轴方向进给，所述带锯切割至所述铰链梁毛坯凸耳的根部，所述带锯返回并退出所述铰链梁毛坯；
S3、开启所述Y轴进给机构，将所述带锯在Y轴方向移动一个凹槽的宽度，继续进行步骤S2；
S4、反复重复步骤S2-S3将所有所述凹槽的两个侧槽面切割完成；
S5、完成所述凹槽的所述侧槽面切割后，拆卸掉所述带锯，并在所述上导轮和所述下导轮上安装好所述线锯，开启所述X轴进给机构，驱动所述线锯移动到步骤S2切割完成后的所述凸耳根部，开启所述Y轴进给机构，所述X轴进给机构和所述Y轴进给机构共同驱动所述线锯在所述凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，直至将所述凹槽的两个所述侧槽面连通，并将包围部分的废料取出，至此完成一个所述凹槽的切割；
S6、重复步骤S5，最终完成所述凹槽的切割。
优选的，利用1～4个所述的锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置分别对不同的所述凸耳进行多刀同时切割。
优选的，所述上翼上固定有上转轴，所述上转轴与所述上导轮转动连接，所述下翼转动连接有下转轴，所述下导轮固定设置在所述下转轴上，所述下转轴的一端通过联轴器与所述转轴电机的输出轴固定连接。
优选的，所述上导轮和所述下导轮的圆周轮面上均开设有V形槽，所述带锯或所述线锯绕设在所述上导轮以及所述下导轮的所述V形槽中。
优选的，所述X轴进给机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠与所述底座转动连接，所述X轴丝杠的一端与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杠螺母至少有一个，所述X轴丝杠螺母套设在所述X轴丝杠上，所述Y轴进给机构固定在所述X轴丝杠螺母上。
优选的，所述Y轴进给机构包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，所述Y轴安装板固定在所述X轴丝杠螺母上，所述Y轴丝杠与所述Y轴安装板转动连接，所述Y轴丝杠的一端与所述Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杠螺母至少有一个，所述Y轴丝杠螺母套设在所述Y轴丝杠上，所述悬臂固定在所述Y轴丝杠螺母上。
优选的，所述带锯的厚度为1-5mm。
优选的，所述线锯为闭环或开环结构。
优选的，所述线锯采用立方氮化硼或金刚石材质。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
与传统方法相比，利用本发明的切割方法，可以先将每个凹槽的两个侧槽面全部切割完成，再利用X轴进给机构和Y轴进给机构的共同进给，驱动线锯在凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，从而能够显著减小后续的加工余量，缩短后一工序的工时，进而提高加工效率；而且本发明是在同一个锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置上进行的，只需切换带锯和线锯便可实现所有凹槽的切割，省去更换机床的繁琐工序，操作简单易行，加工效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为锻造六面顶压机铰链梁的结构示意图(毛坯件)；
图2为锻造六面顶压机铰链梁的结构示意图(成品)；
图3为本发明锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置的主视图；
图4为本发明锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置的左视图；
图5为本发明锻造六面顶压机铰链梁的切割方法的切割路线示意图(其中包括路线A、路线B和路线A′)；
图6为本发明中沿路线A的切割示意图；
图7为本发明中沿路线B的切割示意图；
图8为一个铰链梁毛坯多刀同时切割的示意图；
其中：1-铰链梁毛坯，2-凸耳，3-凹槽，31-侧槽面，32-底槽面，4-带锯，5-上导轮，6-悬臂，7-下导轮，8-Y轴进给机构，9-X轴进给机构，10-转轴电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图8所示：本实施例提供了一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，利用锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置，并包括以下步骤：
S1、将铰链梁毛坯1夹持固定，并在上导轮5和下导轮7上安装好带锯4；
S2、开启X轴进给机构9，驱动带锯4沿X轴方向(即图5中的路线A)进给，带锯4切割至铰链梁毛坯1凸耳2的根部，带锯4返回并退出铰链梁毛坯1；
S3、开启Y轴进给机构8，将带锯4在Y轴方向移动一个凹槽3的宽度，继续进行步骤S2，路线如图5中的路线A′，此步骤中也可以使带锯4移动的宽度略小于凹槽3的宽度，留有一定的加工余量，以方便后一工序的进行；
S4、反复重复步骤S2-S3将所有凹槽3的两个侧槽面31切割完成；
S5、完成凹槽3的侧槽面31切割后，拆卸掉带锯4，并在上导轮5和下导轮7上安装好线锯，开启X轴进给机构9，驱动线锯移动到步骤S2切割完成后的凸耳2根部，开启Y轴进给机构8，X轴进给机构9和Y轴进给机构8共同驱动线锯在凸耳2根部沿一定弧度方向(即图5中所示的路线B)进给、切割，直至将凹槽3的两个侧槽面31连通，并将包围部分的废料取出，取出废料后就露出凹槽3的两个侧槽面31和一个底槽面32，至此完成一个凹槽3的切割，切割后的弧面与铰链梁毛坯1共轴线，从而最大限度的减小后续的加工余量，缩短后续加工的工时，降低加工成本，同时因为凹槽3的三面都被切割，废料极易取出和回收；
S6、重复步骤S5，最终完成所有凹槽3的切割。
与传统方法相比，利用本实施例的切割方法，可以先将每个凹槽3的两个侧槽面31全部切割完成，再利用X轴进给机构9和Y轴进给机构8的共同进给，驱动线锯在凸耳2根部沿一定弧度方向进给、切割，从而使凹槽3的三面都被切割，废料极易取出和回收，同时弧度方向的进给能够显著减小后续的加工余量，缩短后一工序的工时，进而提高加工效率；而且本实施例是在同一个锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置上进行的，只需切换带锯4和线锯便可实现所有凹槽3的切割，省去更换机床的繁琐工序，操作简单易行，加工效率高。
本实施例中可以优选利用1～4个的锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置分别对不同的凸耳2进行多刀同时切割，具体如图8所示，对四个凸耳2的凹槽3进行同时加工，可以直接缩短加工工时，显著提高加工效率。
其中，锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置包括底座、X轴进给机构9、Y轴进给机构8、悬臂6、上导轮5、下导轮7和带锯4，X轴进给机构9设置在底座上，Y轴进给机构8设置在X轴进给机构9上，X轴进给机构9能够驱动Y轴进给机构8进行X轴方向上的移动，悬臂6设置在Y轴进给机构8上，Y轴进给机构8能够驱动悬臂6进行Y轴方向上的移动，上导轮5和下导轮7均转动设置在悬臂6的同一侧，上导轮5和下导轮7的轴线在同一个竖直平面内，优选的，悬臂6为匚形结构，上导轮5转动设置在悬臂6的上翼上，优选的，上翼上固定有上转轴，上转轴与上导轮5转动连接，下翼转动连接有下转轴，下导轮7固定设置在下转轴上，下转轴的一端通过联轴器与转轴电机10的输出轴固定连接。下导轮7转动设置在悬臂6的下翼上，上导轮5或下导轮7传动连接有转轴电机10，同一个带锯4绕设在上导轮5和下导轮7上，上导轮5与下导轮7上均开设有V形槽，带锯4绕设在上导轮5以及下导轮7的V形槽中，预防带锯4从上导轮5和下导轮7上脱落，保证切割过程的顺利进行。
本实施例优选的X轴进给机构9和Y轴进给机构8如下，X轴进给机构9包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，X轴丝杠与底座转动连接，X轴丝杠的一端与X轴电机的输出轴固定连接，X轴丝杠螺母至少有一个，X轴丝杠螺母套设在X轴丝杠上，Y轴进给机构8固定在X轴丝杠螺母上。X轴电机启动，驱动X轴丝杠旋转，进而带动X轴丝杠螺母移动，即实现带锯4或线锯沿X轴方向(即图5中的路线A)进给。Y轴进给机构8包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，Y轴安装板固定在X轴丝杠螺母上，Y轴丝杠与Y轴安装板转动连接，Y轴丝杠的一端与Y轴电机的输出轴固定连接，Y轴丝杠螺母至少有一个，Y轴丝杠螺母套设在Y轴丝杠上，悬臂6固定在Y轴丝杠螺母上。Y轴电机启动，驱动Y轴丝杠旋转，进而带动Y轴丝杠螺母移动，即实现带锯4或线锯沿Y轴方向进给。
其中，带锯4的厚度为1-5mm，线锯为闭环或开环结构，为开环时，应用时，两个自由端需要固定连接在一起才可使用，线锯采用立方氮化硼或金刚石材质，刀具具体的尺寸和材质可根据要切割铰链梁毛坯1的尺寸或硬度进行选择。
优选的，本实施例还可以包括一对横切导轮，横切导轮的中心轴线与上导轮5以及下导轮7的中心轴线均平行，一横切导轮转动设置在上翼上并与带锯4触接，另一横切导轮转动设置在下翼上并与带锯4触接，具体如图3所示，在带锯4进行X轴方向的进给、切割时，因切削力的作用，带锯4中间会向一侧凹陷，从而影响线切割的切割速度和切割质量，而横切导轮能够给带锯4提供一定的支撑力，减小切削力对带锯4直线度的影响，提高切割后铰链梁毛坯1的质量。本实施例还可以包括一对纵切导轮，纵切导轮的中心轴线与上导轮5以及下导轮7的中心轴线均垂直，一纵切导轮转动设置在上翼上并与带锯4触接，另一纵切导轮转动设置在下翼上并与带锯4触接。具体如图4所示，在带锯4进行Y轴方向的进给、切割时，同样因为切削力的作用，带锯4中间会向一侧凹陷，从而影响线切割的切割速度和切割质量，而纵切导轮能够给带锯4提供一定的支撑力，减小切削力对带锯4直线度的影响，提高切割后铰链梁毛坯1的质量。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：利用锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置进行切割，所述锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置包括底座、X轴进给机构、Y轴进给机构、悬臂、上导轮、下导轮和刀具，所述X轴进给机构设置在所述底座上，所述Y轴进给机构设置在所述X轴进给机构上，所述X轴进给机构能够驱动所述Y轴进给机构进行X轴方向上的移动，所述悬臂设置在所述Y轴进给机构上，所述Y轴进给机构能够驱动所述悬臂进行Y轴方向上的移动，所述上导轮和所述下导轮均设置在所述悬臂的同一侧，所述上导轮和所述下导轮的轴线相互平行且在同一个竖直平面内，所述悬臂为匚形结构，所述上导轮转动设置在所述悬臂的上翼上，所述下导轮转动设置在所述悬臂的下翼上，所述上导轮或所述下导轮传动连接有转轴电机，同一个所述刀具绕设在所述上导轮和所述下导轮上，所述刀具为线锯或带锯；并包括以下步骤：
S1、将铰链梁毛坯夹持固定，并在所述上导轮和所述下导轮上安装好所述带锯；
S2、开启所述X轴进给机构，驱动所述带锯沿X轴方向进给，所述带锯切割至所述铰链梁毛坯凸耳的根部，所述带锯返回并退出所述铰链梁毛坯；
S3、开启所述Y轴进给机构，将所述带锯在Y轴方向移动一个凹槽的宽度，继续进行步骤S2；
S4、反复重复步骤S2-S3将所有所述凹槽的两个侧槽面切割完成；
S5、完成所述凹槽的所述侧槽面切割后，拆卸掉所述带锯，并在所述上导轮和所述下导轮上安装好所述线锯，开启所述X轴进给机构，驱动所述线锯移动到步骤S2切割完成后的所述凸耳根部，开启所述Y轴进给机构，所述X轴进给机构和所述Y轴进给机构共同驱动所述线锯在所述凸耳根部沿一定弧度方向进给、切割，直至将所述凹槽的两个所述侧槽面连通，并将包围部分的废料取出，至此完成一个所述凹槽的切割；
S6、重复步骤S5，最终完成所有所述凹槽的切割。
2.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：利用4个所述的锻造六面顶压机铰链梁的异形切割装置分别对不同的所述凸耳进行多刀同时切割。
3.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述上翼上固定有上转轴，所述上转轴与所述上导轮转动连接，所述下翼转动连接有下转轴，所述下导轮固定设置在所述下转轴上，所述下转轴的一端通过联轴器与所述转轴电机的输出轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述上导轮和所述下导轮的圆周轮面上均开设有V形槽，所述带锯或所述线锯绕设在所述上导轮以及所述下导轮的所述V形槽中。
5.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述X轴进给机构包括X轴电机、X轴丝杠和X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠与所述底座转动连接，所述X轴丝杠的一端与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述X轴丝杠螺母至少有一个，所述X轴丝杠螺母套设在所述X轴丝杠上，所述Y轴进给机构固定在所述X轴丝杠螺母上。
6.根据权利要求5所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述Y轴进给机构包括Y轴安装板、Y轴电机、Y轴丝杠和Y轴丝杠螺母，所述Y轴安装板固定在所述X轴丝杠螺母上，所述Y轴丝杠与所述Y轴安装板转动连接，所述Y轴丝杠的一端与所述Y轴电机的输出轴固定连接，所述Y轴丝杠螺母至少有一个，所述Y轴丝杠螺母套设在所述Y轴丝杠上，所述悬臂固定在所述Y轴丝杠螺母上。
7.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述带锯的厚度为1-5mm。
8.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述线锯为闭环或开环结构。
9.根据权利要求1所述的锻造六面顶压机铰链梁的切割方法，其特征在于：所述线锯采用立方氮化硼或金刚石材质。
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