破解大型回转结构工件加工难题

谷先生 · 发表于 2016-11-12 12:25:03

摘要：大型回转零件表面及孔加工需要采用大型立式车床等专用加工设备，此种设备采购成本较高，外协加工又容易造成成本增加和运输困难。本文介绍一种移动式悬臂铣床及其加工工艺，可以有效地解决该类零件的加工难题，且具有设备成本低、移动方便及加工经济性好等特点。

1.工件结构及加工难题
随着国内外起重机械行业的不断发展，上下双层回转小车结构起重机已成为起重机制造发展的必然趋势，双层回转小车大型环形轨道及回转面的加工成为制约加工的难题，以图1所示某挖泥船用起升机构回转工作台工件为例，该工件最大直径达8 440mm，由于工件较重，吊运困难且吊运调整成本高，标示有加工符号的环形平面、环形台阶及均布的螺栓孔均需要采用一次装夹全部加工完成的工艺方法。而使用超大型立式车床完成环形回转平面的加工，是最有效的方法。但是我公司目前没有可以加工如此大尺寸工件的设备，对于大多数企业而言，采购超大型立式车床是不现实的，因此，对于此类工件的加工就需要采用适宜的方法和经济适用的加工装备，为此我们研发了一种可移动式悬臂铣床，通过制定合理的工艺，可以有效解决大型回转类零件的加工问题。

图1  大型回转体结构局部示意图

2.可移动式悬臂铣的结构特点
由于大型结构件的吊装成本极高，因此设计的加工装备应该具有易于移动及调整的特点，即通过调整设备而非调整工件的方式就可完成工件的加工，以节约加工成本。如何设计一台具有如此强大加工能力且成本较低的可移动式加工设备，是此类工件加工的最大难题。经过反复分析和论证，设计的可移式旋臂铣装备如图2所示，该装置主要包括悬臂、回转支承、垫板、动力头、减速机、底座和弯板等部件。其工作原理是悬臂的两端及中间位置均设计有动力头安装底座，悬臂可以在托板上来回移动，达到铣削不同尺寸位置的平面及钻孔的目的。悬臂的端头还可以安装上弯板，在弯板上装上动力头，能够达到铣削侧面的目的。该悬臂铣还可以配备90°角铣头，可以完成侧面或下面的加工。由于悬臂铣具有铣平面、铣环形面及钻孔的功能，最大加工直径达10m，因此可以实现一次装夹，完成图1所示工件的全部加工。为提高悬臂铣的加工范围，悬臂上两端及中间位置都设计有动力头安装底座，且底座的尺寸规格各不相同，以应对不同高度平面的加工。当动力头安装在中间位置时，可以加工直径在4 000mm以下范围内的平面及孔。这就极大提高了悬臂铣的加工范围及加工能力。


图2  悬臂铣结构示意图
1.动力头  2.悬臂  3.拉环  4.支承垫板  5.回转支承  6.底座  7.调平支承螺栓  8.弯板