CN113770459B - 一种户外机加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体公开了一种户外机加工设备，包括车削单元和固定支撑单元，还包括旋转床身，固定支撑单元固定连接在待加工零件上，旋转床身转动连接在固定支撑单元上，旋转床身与待加工零件同轴，车削单元固定连接在旋转床身上，车削单元包括刀具、升降器和移动器，升降器与移动器连接，升降器用于带动刀具沿待加工零件轴向移动，移动器用于带动刀具沿待加工零件径向移动。采用本方案实现了结构的轻量化又保证了三轴联动数控加工的稳定性，进而解决了现有技术中对户外自身位置稳定性强的金属零件进行机加工存在的加工难度大、人工成本高和加工质量差的问题。

Description

一种户外机加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体是一种户外机加工设备。

背景技术

在对金属零件进行机加工时，如若在室内加工，则大多可以采用机床对零件进行加工，但是在户外，因户外条件难以预测，机床的放置或安装稳定性均成问题，导致在户外对金属零件进行加工时大多采用人工进行加工，尤其对于尺寸较大的金属零件进行加工时，其加工难度更高，以页岩气导管或油田导管为例，岩气导管或油田导管在生产时需要伸入地下数千米的地方，所以页岩气导管或油田导管伸出地面或海平面的部分依然非常稳定，当需要对页岩气或油田进行暂停开采时，需要在导管顶部螺纹连接封堵盖，以在封堵完导管后，还能方便未来打开封堵盖，但因该导管位置特殊，现有机床无法使用，故而不得不借助已有成型刀具对待加工零件进行人工手动板牙，板牙过程中，依靠成型刀具对零件的挤压和切削，完成螺纹的加工；但因采用人工手动板牙，整个过程全靠人力制作，人工成本高，且人工板牙因施加在成型刀具上的力不稳定，导致加工出来的螺纹品质质量差；此外，如若加工的螺纹存在差别，则需要携带不同的成型刀具，增加了携带成本。

发明内容

本发明意在提供一种户外机加工设备，以解决现有技术中对户外自身位置稳定性强的金属零件进行机加工存在的加工难度大、人工成本高和加工质量差的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种户外机加工设备，包括车削单元和固定支撑单元，还包括旋转床身，固定支撑单元固定连接在待加工零件上，旋转床身转动连接在固定支撑单元上，旋转床身与待加工零件同轴，车削单元固定连接在旋转床身上，车削单元包括刀具、升降器和移动器，升降器与移动器连接，升降器用于带动刀具沿待加工零件轴向移动，移动器用于带动刀具沿待加工零件径向移动。

相比于现有技术的有益效果：

采用本方案时，在需要对户外自身稳定性强的零件进行螺纹加工时，将固定支撑单元固定在待加工零件上，并使得旋转床身与待加工零件同轴，接着利用移动器，带动刀具靠近或远离待加工件，移动器为刀具向待加工零件的进给提供动力；而升降器和旋转床身的配合带动刀具实现螺旋运动，在移动器、升降器和旋转床身的配合下，实现了待加工零件的螺纹加工。本方案相比现有技术，本方案借助待加工零件自身的结构稳定性和位置稳定性对整个机加工设备形成支撑，解决了机加工设备在户外无法稳固安装的问题；且本方案不需要人工借助成型刀具对户外的零件进行螺纹加工，故而解决了人工板牙存在的加工难度大、人工成本高和加工质量差的问题。

此外，本方案因移动器的存在使得该户外机加工设备能够对不同的零件均能实现螺纹加工，且本方案除了对待加工零件进行螺纹加工外，还能对待加工零件进行其他车削加工，故而提高了本加工设备的实用性。

除此之外，本户外机加工设备相比于室内加工用的机加工设备，结构更加简单，故而有利于实现户外机加工设备的轻量化。

进一步，所述移动器或升降器固定连接在旋转床身上，当移动器固定在旋转床身上时，移动器的输出端上固定着升降器，升降器的输出端固定着刀具；当升降器固定连接在旋转床身上时，升降器的输出端上固定着移动器，移动器的输出端固定着刀具。

有益效果：本方案结构简单，既保证了刀具对待加工零件的螺纹加工，又使得整个车削单元的拆装更加简单。

进一步，还包括电刷单元，电刷单元用于为移动器和升降器传递电信号和输送电力，电刷单元的轴向与旋转床身的轴向同轴。

有益效果：采用本方案时，因车削单元连接在旋转床身上，而在车削单元对待加工零件进行加工时，移动器、升降器与电源之间连接的供电导线则必然产生缠绕，而电刷单元的设置，正好解决了供电导线缠绕的问题；而电刷单元与旋转床身的同轴设置，能够使得电刷单元与旋转床身实现同步转动，保证电刷单元运行的稳定性。

进一步，所述固定支撑单元上固定连接有支撑架，电刷单元安装在支撑架上。

有益效果：采用本方案时，支撑架能够方便电刷单元的安装。

进一步，所述电刷单元包括两个导电滑环，一个导电滑环用于与升降器电连接，另一个导电滑环用于与移动器电连接，导电滑环用于传递电信号和输送电力。

有益效果：通过两个导电滑环的设置，方便对移动器和升降器分别进行电信号传递和电力输送，避免升降器与移动器之间的互相影响。

进一步，所述固定支撑装置包括夹具和支撑台，支撑台位于夹具上，旋转床身转动连接在支撑台上，夹具用于夹紧待加工零件，夹具上设有调节杆，调节杆与支撑台相抵，通过调整调节杆能够使得支撑台的上表面处于水平状态，旋转床身转动连接在支撑台上。

有益效果：采用本方案时，利用夹具直接夹紧在位置稳定性强的金属零件上，借助待加工零件自身特性形成对旋转床身和车削单元的固定支撑；接着通过调整调节杆，以使得支撑台的上表面达到水平状态，以保证支撑台上安装的旋转床身的旋转稳定性。

进一步，所述支撑台上螺纹连接有径向顶紧螺杆，径向顶紧螺杆能够抵紧待加工零件。

有益效果：采用本方案时，通过径向顶紧螺杆的设置，一方面通过径向顶紧螺杆与待加工零件的相抵，实现对支撑台的支撑作用，使得支撑台既收到夹具的支撑也收到径向顶紧螺杆的支撑，使得整个机加工设备的支撑能力更强；另一方面径向顶紧螺杆的存在能够调整支撑台在水平方向的位置。

进一步，所述夹具采用抱箍，抱箍包括左半箍和右半箍，左半箍和右半箍可拆卸连接，左半箍和右半箍均能够与待加工零件表面相贴。

有益效果：采用本方案时，方便了夹具对待加工零件的夹抱工作。

进一步，所述左半箍和右半箍结构相同，左半箍和右半箍的两端均设有连接耳，左半箍和右半箍的连接耳能够通过螺栓进行可拆卸连接。

有益效果：左半箍和右半箍结构相同，则降低了左半箍和右半箍的生产成本，并方便了夹具的制作；此外，连接耳的存在，使得夹具夹抱的待加工零件的外形尺寸范围更广，提高了本户外机加工设备的实用性。

进一步，所述旋转床身上还设有配重，配重与移动器关于旋转床身轴向对称。

有益效果：采用本方案时，通过配重的设置，使得旋转床身在旋转时，两侧受力均匀，使得整个螺纹加工过程稳定性得以保证，有利于户外机加工设备寿命的提高。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为发明实施例固定支撑单元的主视图；

图3为图2的主视剖视图；

图4为本发明实施例中夹具的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：旋转床身1、待加工零件10、刀具2、升降器3、移动器4、支撑台5、支撑架6、导电滑环7、驱动器8、夹具9、左半箍91、右半箍92、连接耳93、支撑板94、轴向顶紧螺杆20、径向顶紧螺杆30。

实施例

实施例基本如附图1至图4所示，一种户外机加工设备，包括固定支撑单元、旋转床身1、车削单元和电刷单元，固定支撑单元固定连接在待加工零件10上，旋转床身1转动连接在固定支撑单元上方，旋转床身1与待加工零件10同轴，车削单元固定连接在旋转床身1上，固定支撑单元上固定连接有支撑架6，电刷单元安装在支撑架6上。旋转床身1上还安装有配重(图中未视出)，配重与车削单元关于旋转床身1轴向对称。

固定支撑单元包括夹具9和支撑台5，支撑台5位于夹具9上方，旋转床身1转动连接在支撑台5上，夹具9用于夹紧待加工零件10，夹具9采用抱箍，抱箍包括结构相同的左半箍91和右半箍92，左半箍91和右半箍92的两端均设一体成型有连接耳93，左半箍91和右半箍92的连接耳93能够通过螺栓进行可拆卸连接，左半箍91和右半箍92均能够与待加工零件10表面相贴。

左半箍91和右半箍92上均设有竖向的调节杆，左半箍91和右半箍92上均焊接有支撑板94，调节杆为轴向顶紧螺杆20，轴向顶紧螺杆20螺纹连接在支撑板94上，轴向顶紧螺杆20的数量有多个，本实施例中轴向顶紧螺杆20的数量总共为4个。

轴向顶紧螺杆20的上表面与支撑台5下表面相抵，通过调整轴向顶紧螺杆20能够使得支撑台5的上表面处于水平状态。

支撑台5套在待加工零件10上，支撑台5上螺纹连接有径向顶紧螺杆30，径向顶紧螺杆30能够抵紧待加工零件10，径向顶紧螺杆30的数量有多根，多根径向顶紧螺杆30关于待加工零件10周向均布，本实施例中径向顶紧螺杆30的数量为4个，径向顶紧螺杆30能够方便支撑台5调节其中心位置，以确保转动连接在支撑台5上的旋转床身1与待加工零件10同轴。

支撑架6固定连接在支撑台5上，支撑架6呈门型结构。

车削单元包括刀具2、升降器3和移动器4，升降器3与移动器4连接，升降器3用于带动刀具2沿待加工零件10轴向移动，移动器4用于带动刀具2沿待加工零件10径向移动，具体地本实施例的移动器4固定连接在旋转床身1上，移动器4的输出端上固定着升降器3，升降器3的输出端固定着刀具2；本实施例中升降器3和移动器4均采用电动滑台，移动器4与升降器3的配合形成一个十字滑台；此外，也可以是升降器3固定连接在旋转床身1上，当升降器3固定连接在旋转床身1上时，升降器3的输出端上固定着移动器4，移动器4的输出端固定着刀具2，该结构依然能够使得车削单元完成对待加工零件10的螺纹加工或其他车削加工。

支撑台5上固定连接有驱动器8，驱动器8用于带动旋转床身1旋转。

电刷单元包括两个同轴设置的导电滑环7，一个导电滑环7用于与升降器3电连接，另一个导电滑环7用于与移动器4电连接，导电滑环7用于传递电信号和输送电力，两个导电滑环7均与待加工零件10的轴向同轴。

具体实施过程如下：

采用本实施例时，户外机加工设备在出厂时分为两个部分，一部分为夹具9，另一部分为除夹具9外的其他零部件形成的整体。

在需要对户外位置稳定性强的零件进行机加工前，比如针对户外的页岩气导管或油田导管伸出地面或海面的一端进行加工时(导管即为待加工零件10)，需要先将左半箍91和右半箍92抱在待加工零件10外表面，再利用螺栓将左半箍91与右半箍92在连接耳93处锁紧，使得夹具9固定夹紧在待加工零件10上；接着将机加工设备剩余部分的支撑台5套在待加工零件10上，并使得支撑台5放置在夹具9上；再接着调整轴向顶紧螺杆20，使得支撑台5上表面保持在水平状态；然后调整径向顶紧螺杆30，使得支撑台5上的旋转床身1与待加工管件同轴，同时径向顶紧螺杆30也将支撑台5锁紧在待加工零件10上，完成了机加工设备的固定安装。

在对待加工零件10进行螺纹加工时，利用移动器4带动刀具2靠近或远离待加工件，移动器4为刀具2向待加工零件10的进给提供动力，升降器3和旋转床身1的配合带动刀具2实现螺旋运动，在移动器4、升降器3和旋转床身1的配合下，实现了待加工零件10的螺纹加工。

本实施例借助待加工零件10自身的结构稳定性和位置稳定性对整个机加工设备形成支撑，解决了机加工设备在户外无法稳固安装的问题；且本实施例不需要人工借助成型刀具2对户外的零件进行螺纹加工，故而解决了人工板牙存在的加工难度大、人工成本高和加工质量差的问题。

此外，本实施例因移动器4的存在使得该户外机加工设备能够对不同的零件均能实现螺纹加工，且本实施例除了对待加工零件10进行螺纹加工外，还能对待加工零件10进行其他车削加工，故而提高了本加工设备的实用性。

除此之外，本户外机加工设备相比于室内加工用的机加工设备，结构更加简单，故而有利于实现户外机加工设备的轻量化，而为车削单元配置的电刷单元以及配重，保证了整个机加工设备工作的稳定性；使得整个机加工设备既兼顾了结构的轻量化又保证了三轴联动数控加工的稳定性。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种户外机加工设备，包括车削单元和固定支撑单元，其特征在于：还包括旋转床身，固定支撑单元固定连接在待加工零件上，旋转床身转动连接在固定支撑单元上，旋转床身与待加工零件同轴，车削单元固定连接在旋转床身上，车削单元包括刀具、升降器和移动器，升降器与移动器连接，升降器用于带动刀具沿待加工零件轴向移动，移动器用于带动刀具沿待加工零件径向移动；

固定支撑装置包括夹具和支撑台，支撑台位于夹具上，旋转床身转动连接在支撑台上，夹具用于夹紧待加工零件，夹具上设有调节杆，调节杆与支撑台相抵，通过调整调节杆能够使得支撑台的上表面处于水平状态，旋转床身转动连接在支撑台上。

2.根据权利要求1所述的户外机加工设备，其特征在于：所述移动器或升降器固定连接在旋转床身上，当移动器固定在旋转床身上时，移动器的输出端上固定着升降器，升降器的输出端固定着刀具；当升降器固定连接在旋转床身上时，升降器的输出端上固定着移动器，移动器的输出端固定着刀具。

3.根据权利要求1所述的户外机加工设备，其特征在于：还包括电刷单元，电刷单元用于为移动器和升降器传递电信号和输送电力，电刷单元的轴向与旋转床身的轴向同轴。

4.根据权利要求3所述的户外机加工设备，其特征在于：所述固定支撑单元上固定连接有支撑架，电刷单元安装在支撑架上。

5.根据权利要求3所述的户外机加工设备，其特征在于：所述电刷单元包括两个导电滑环，一个导电滑环用于与升降器电连接，另一个导电滑环用于与移动器电连接，导电滑环用于传递电信号和输送电力。

6.根据权利要求1所述的户外机加工设备，其特征在于：所述支撑台上螺纹连接有径向顶紧螺杆，径向顶紧螺杆能够抵紧待加工零件。

7.根据权利要求1所述的户外机加工设备，其特征在于：所述夹具采用抱箍，抱箍包括左半箍和右半箍，左半箍和右半箍可拆卸连接，左半箍和右半箍均能够与待加工零件表面相贴。

8.根据权利要求7所述的户外机加工设备，其特征在于：所述左半箍和右半箍结构相同，左半箍和右半箍的两端均设有连接耳，左半箍和右半箍的连接耳能够通过螺栓进行可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的户外机加工设备，其特征在于：所述旋转床身上还设有配重，配重与移动器关于旋转床身轴向对称。