车床用的定心支撑组件及卧式车床的制作方法

1.本实用新型涉及钢管加工技术领域，具体而言，涉及一种车床用的定心支撑组件及卧式车床。


背景技术：

2.随着陆地油气资源的枯竭，开发海洋油气资源提上各国日程，特别是开发深海海底油气。利用钢悬链立管(scr)连接海洋平台和海底管线管，是各种立管中性价比较高的一种方案。钢悬链立管(scr)的一端连接海洋平台，另一端连接着海底管线管，因此，管端尺寸精度要求较高，而常规的热轧和冷拔均难以实现较高的精度要求，因而，钢悬链立管(scr)需要进行管端机械加工。
3.钢悬链立管(scr)的一端连接着海底管线，此端需要加工成海底管线的尺寸。而某些规格的钢悬链立管(scr)的重量较重，一般情况下其重量大于2吨，并且其长度为12.2m
±
0.1m，这在机械加工行业中属于超长件加工。
4.现有技术中的卧式车床的定心支撑组件需要调整多根互相关联的螺杆，才可以对待车削件(钢悬链立管)进行定心找正，这样会存在定心找正慢的问题，从而会导致定心找正效率较低的问题，进而会导致加工时间变长。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种车床用的定心支撑组件及卧式车床，以解决现有技术中的定心支撑组件对钢悬链立管等待车削件进行定心找正时效率较低的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型的一方面，提供了一种车床用的定心支撑组件，包括：支座，具有沿第一方向布置的装配通孔；轴套，位于装配通孔内，轴套相对于支座可转动地设置，轴套的轴线与装配通孔的轴线重合或平行，且轴套具有用于供待车削件穿出的轴向通孔和与轴向通孔连通的径向安装孔，轴向通孔的轴线与径向安装孔的轴线之间具有夹角；螺杆，至少部分螺杆位于径向安装孔内，沿径向安装孔的轴线，螺杆相对于径向安装孔可移动地设置，以对待车削件进行定心找正。
7.进一步地，至少部分径向安装孔的内壁面设有内螺纹，至少部分螺杆的外壁面设有外螺纹，内螺纹与外螺纹配合，以将螺杆相对于径向安装孔的旋转运动转化为螺杆相对于轴套的直线运动。
8.进一步地，螺杆包括本体和设置于本体的旋拧部，本体的外壁面设有外螺纹，在外力的作用下，旋拧部带动本体沿径向安装孔的轴线移动。
9.进一步地，径向安装孔为通孔，定心支撑组件还包括设置于装配通孔的内壁面的避让槽，避让槽与装配通孔连通。
10.进一步地，轴套上设有多个径向安装孔，多个径向安装孔绕轴套的轴线间隔设置，定心支撑组件包括多个螺杆，多个螺杆与多个径向安装孔对应设置。
11.进一步地，定心支撑组件还包括位于装配通孔的内壁面和轴套的外壁面之间的轴
承，轴承的外圈与装配通孔的内壁连接，轴承的内圈与轴套的外壁连接。
12.进一步地，轴套包括第一轴段和与第一轴段连接的第二轴段，第一轴段的直径小于第二轴段的直径，轴承位于第一轴段的外壁面与装配通孔的内壁面之间，轴向通孔贯通第一轴段和第二轴段。
13.根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种卧式车床，包括：床身；上述的定心支撑组件，定心支撑组件沿第一方向可移动地设置于床身；外卡盘结构，包括用于夹持待车削件的第一卡爪，外卡盘结构可转动地设置于床身。
14.进一步地，卧式车床还包括：尾座，设置于床身；内卡盘结构，可转动地设置于尾座，内卡盘结构包括卡盘和设置于卡盘的第二卡爪，第二卡爪位于待车削件的内部以支撑待车削件，定心支撑组件位于外卡盘结构和内卡盘结构之间；第一防磨件，至少部分第二卡爪的周向外壁设有第一防磨件，第二卡爪的周向外壁通过第一防磨件与待车削件的内壁面抵接。
15.进一步地，卧式车床还包括第二防磨件，外卡盘结构的第一卡爪的周向内壁的至少部分设有第二防磨件。
16.应用本实用新型的技术方案，通过设置轴套和位于轴套的径向安装孔内的螺杆，并且螺杆相对于轴套沿径向安装孔的轴线可以移动，这样，通过调节螺杆相对于轴套的位置，使螺杆朝向轴向通孔的一端与钢悬链立管等待车削件抵接，就可以对钢悬链立管等待车削件进行夹持，从而可以调节位于轴套的轴向通孔内的钢悬链立管等待车削件的位置，进而快速地对钢悬链立管等待车削件进行定心找正，这样就可以使定心支撑组件实现快速定心找正的功能，从而显著提高对钢悬链立管等待车削件的定心找正效率和夹持效率。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了本实用新型的实施例的定心支撑组件的结构示意图；
19.图2示出了图1的定心支撑组件的a
‑
a向剖视图；
20.图3示出了本实用新型的实施例的内卡盘结构的结构示意图；
21.图4示出了图3的内卡盘结构的剖视图；
22.图5示出了本实用新型的实施例的卧式车床在加工待车削件的外圆时的结构示意图；
23.图6示出了本实用新型的实施例的卧式车床在加工待车削件的内孔时的结构示意图；
24.图7示出了本实用新型的实施例的待车削件的结构示意图；
25.图8示出了图7的待车削件的a处局部放大图；以及
26.图9示出了图7的待车削件的b处局部放大图。
27.其中，上述附图包括以下附图标记：
28.1、待车削件；10、支座；11、装配通孔；12、避让槽；20、轴套；21、第一轴段；22、第二轴段；23、轴向通孔；30、螺杆；31、本体；32、旋拧部；40、轴承；50、外卡盘结构；60、尾座；61、
内卡盘结构；62、卡盘；63、第二卡爪；70、第一防磨件。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.需要说明的是，相对于传统的卧式车床而言，本实用新型的实施例的卧式车床采用定心支撑组件、内卡盘结构61和外卡盘结构50配套使用，这样可以加工长度较长和质量较大的待车削件1(长度＞12m且重量＞3t的海工管加工件)。
31.需要说明的是，本实用新型的实施例的卧式车床用于对钢悬链立管进行加工，因为钢悬链立管的外表面不是正圆，而带有一定的椭圆度，这样，可以通过调节不同的螺杆30相对于轴套20的位置，可以对钢管进行定心找正。
32.需要说明的是，相对于传统的卧式车床而言，本实用新型的实施例的卧式车床的加工精度更优，可以达到
±
0.05mm的精度。
33.需要说明的是，本实用新型的实施例的卧式车床可以加工符合标准和合同要求但自带一定弯曲度的钢管，例如钢悬链立管等。
34.如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种车床用的定心支撑组件，包括支座10、轴套20和螺杆30。其中，支座10具有沿第一方向布置的装配通孔11；轴套20位于装配通孔11内，轴套20相对于支座10可转动地设置，轴套20的轴线与装配通孔11的轴线重合或平行，且轴套20具有用于供待车削件1穿出的轴向通孔23和与轴向通孔23连通的径向安装孔，轴向通孔23的轴线与径向安装孔的轴线之间具有夹角；至少部分螺杆30位于径向安装孔内，沿径向安装孔的轴线，螺杆30相对于径向安装孔可移动地设置，以对待车削件1进行定心找正。
35.上述技术方案中，通过设置轴套20和位于轴套20的径向安装孔内的螺杆30，并且螺杆30相对于轴套20沿径向安装孔的轴线可以移动，这样，通过调节螺杆30相对于轴套20的位置，使螺杆30朝向轴向通孔23的一端与待车削件1抵接，就可以对待车削件1进行夹持，从而可以调节位于轴套20的轴向通孔23内的待车削件1的位置，进而快速地对待车削件1进行定心找正，这样就可以使定心支撑组件实现快速定心找正的功能，从而显著提高对待车削件1的夹持效率。
36.优选地，本实用新型的实施例中，待车削件1为钢悬链立管。当然，本实用新型的实施例的定心支撑组件也可以对其它管类进行支撑定位。
37.具体地，本实用新型的实施例中，通过使轴套20相对于支座10可转动地设置，这样，当对待车削件1进行车削时，待车削件1会发生转动，这样，轴套20可以和待车削件1一同转动，并且在转动的过程中，轴套20和螺杆30共同对待车削件1进行支撑和夹持。
38.优选地，本实用新型的实施例中，径向安装孔的轴线沿轴套20的径向延伸，这样，位于径向安装孔内的螺杆30的轴线也沿轴套20的径向布置，这样，利用螺杆30能够调整待车削件1在轴套20的轴向通孔内的位置，从而方便对待车削件进行找正。
39.如图1和图2所示，本实用新型的实施例中，至少部分径向安装孔的内壁面设有内螺纹，至少部分螺杆30的外壁面设有外螺纹，内螺纹与外螺纹配合，以将螺杆30相对于径向安装孔的旋转运动转化为螺杆30相对于轴套20的直线运动。
40.通过上述设置，螺杆30的外壁面的外螺纹与径向安装孔的内壁面的内螺纹配合，螺杆30相对于径向安装孔转动时，螺杆30会沿着径向安装孔的轴线移动，从而使螺杆30相对于轴套20沿轴套20的径向发生移动，进而可以调节螺杆30相对于轴套20的位置，从而调整待车削件1相对于轴套20的位置，这样，可以对待车削件1进行夹持并且定心找正。
41.如图1和图2所示，本实用新型的实施例中，螺杆30包括本体31和设置于本体31的旋拧部32，本体31的外壁面设有外螺纹，在外力的作用下，旋拧部32带动本体31沿径向安装孔的轴线移动。
42.通过上述设置，通过作用在旋拧部32上的外力，可以使旋拧部32发生转动，从而使旋拧部32带动本体31转动，并且将本体31相对于径向安装孔的转动转化为本体31相对于轴套20的移动，从而调节螺杆30相对于轴套20的位置，以对待车削件1进行定心找正。
43.优选地，本实用新型的实施例中，旋拧部32为六棱柱，这样，可以通过扳手作用在旋拧部32上，使旋拧部32转动。当然，在替代实施例中，也可以在旋拧部32的端部设置十字槽等结构。
44.如图2所示，本实用新型的实施例中，径向安装孔为通孔，定心支撑组件还包括设置于装配通孔11的内壁面的避让槽12，避让槽12与装配通孔11连通。
45.通过上述设置，当螺杆30朝远离轴向通孔23的方向移动时，部分螺杆30可以进入避让槽12中，这样，可以防止支座10的装配通孔11的内壁面干涉螺杆30，从而使螺杆30可以更加顺畅地沿轴套20的径向移动。
46.如图1所示，本实用新型的实施例中，轴套20上设有多个径向安装孔，多个径向安装孔绕轴套20的轴线间隔设置，定心支撑组件包括多个螺杆30，多个螺杆30与多个径向安装孔对应设置。
47.上述技术方案中，通过设置多个径向安装孔和多个螺杆30，这样，可以使螺杆30从各个方向与待车削件1抵接，从而可以更好地对待车削件1进行夹持。
48.具体地，本实用新型的实施例中，多个螺杆30互不干涉，均可以单独调节，这样，可以通过单独调节任一个螺杆30，从而调节待车削件1的位置，进而可以提高定心支撑组件的定心找正的效率。
49.优选地，本实用新型的实施例中，多个径向安装孔绕轴套20的轴线均匀间隔地设置，这样，在夹持待车削件1时，可以使待车削件1受力更加均匀。
50.发明人所知道的一种卧式车床辊轮式定心支撑设备包括12根螺杆，在对待车削件1进行定心找正时，分别需要调节辊轮上的4根螺杆和辊轮轴套上的8根螺杆，并且12根螺杆会互相影响，从而导致定心找正效率低下。
51.因此，如图1所示，本实用新型的实施例中，径向安装孔和螺杆30的数量均为四个。这样，只通过调节四个螺杆30相对于轴套20的位置就可以对待车削件1进行定心找正，从而有效地提高了定心支撑组件的定心找正的效率。
52.当然，在附图未示出的替代实施例中，径向安装孔和螺杆30的数量均可以设置为三个或者五个或者六个等等。
53.如图2所示，本实用新型的实施例中，定心支撑组件还包括位于装配通孔11的内壁面和轴套20的外壁面之间的轴承40，轴承40的外圈与装配通孔11的内壁连接，轴承40的内圈与轴套20的外壁连接。
54.通过上述设置，可以使轴套20相对于支座10更加顺畅地转动。
55.如图2所示，本实用新型的实施例中，轴套20包括第一轴段21和与第一轴段21连接的第二轴段22，第一轴段21的直径小于第二轴段22的直径，轴承40位于第一轴段21的外壁面与装配通孔11的内壁面之间，轴向通孔23贯通第一轴段21和第二轴段22。
56.上述技术方案中，通过设置第一轴段21，且第一轴段21的直径小于第二轴段22的直径，这样，可以使轴承40位于第一轴段21的外周，并且，第一轴段21和第二轴段22之间形成的台阶面可以防止轴承40发生轴向窜动，从而使轴套20相对于支座10转动地更加顺畅及平稳。
57.优选地，如图2所示，本实用新型的实施例中，第一轴段21的数量为两个，两个第一轴段21分别位于第二轴段22的左右两端。当然，在附图未示出的替代实施例中，轴承40的数量可以为一个或者三个等等。
58.优选地，如图2所示，本实用新型的实施例中，轴承40的数量为两个，两个轴承40分别位于第二轴段22的左右两端，即轴承40位于第一轴段21的外周。当然，在附图未示出的替代实施例中，轴承40的数量可以为一个或者三个等等。
59.发明人所知道的一种传统卧式车床，在加工待车削件1时(钢悬链scr立管)，待车削件1在旋转过程中容易发生甩动，这样会导致卧式车床的定心滚轮磨损，使待车削件1的加工面粗糙有纹路，进而使待车削件1加工后的尺寸精度达不到客户要求。并且上述卧式车床在单独车削钢管外圆或者内孔时，其加工的效率较低，平均每小时仅能加工0.25～0.5个管端，而且加工精度和表面质量也达不到钢悬链立管的要求。
60.需要说明的是，传统的卧式车床在加工长芯棒时，一般仅需加工外表，且长芯棒的壁厚要求宽松(壁厚加工余量为5～15mm)，这样可以采用分段式加工，先加工长芯棒的弯曲部位，并且加工后的弯曲度和椭圆度较小，再以此定心定准对其余分段进行加工，这样，加工后的外径的精度为
±
0.1mm～0.2mm，之后在加工后进行修磨和抛光处理。但是，在利用传统的卧式车床加工钢悬链立管时，其内孔壁厚的加工余量仅有1mm～3mm，并且钢管自带的椭圆度和弯曲度无法通过车削加工来消除，这样，在加工过程中，钢管会发生甩动，会导致钢管加工后质量较差。
61.需要说明的是，采用传统的卧式车床对钢悬链立管进行加工后，钢悬链立管的外壁面会出现波纹和刀痕，并且有明显凹凸不平手感，经过打磨后仍然难以消除，而且在过渡区也有凹坑和密集刀痕，加工的外径尺寸也有明显波动。而且采用传统的卧式车床对钢悬链立管进行加工后，钢悬链立管的靠近夹持端的加工面的外径椭圆度正常，远离夹持端的加工面的外径椭圆度有0.5mm～0.8mm，这样的产品不符合要求。
62.因此，如图5和图6所示，本实用新型的实施例提供了一种卧式车床，包括床身、上述的定心支撑组件和外卡盘结构50。其中，定心支撑组件沿第一方向可移动地设置于床身；外卡盘结构50，包括用于夹持待车削件1的第一卡爪，外卡盘结构50可转动地设置于床身。
63.通过上述设置，外卡盘结构50对待车削件1的一端进行夹持，定心支撑组件用于对待车削件1的两端之间的任意位置进行夹持支撑，这样，可以使卧式车床加工较长的待车削件1，并且定心支撑组件可以避免待车削件1在加工过程中发生甩动，从而提高待车削件1的加工质量。
64.需要说明的是，本实用新型的实施例的卧式车床采用两个定心支撑组件，每个定
心支撑组件仅需要调整4根螺杆30，这样装夹时间相对于发明人所知道的卧式车床的1h～1.5h提高到0.5h～1h。
65.具体地，如图6所示，本实用新型的实施例中，卧式车床包括两个定心支撑组件，在加工待车削件1的内孔时，待车削件1的左端通过外卡盘结构50夹紧，待车削件1的右端通过一个位于右端的定心支撑组件支撑定位，并且这个定心支撑组件与待车削件1的右端之间的距离在500mm至700mm之间，另一个位于左端的定心支撑组件与位于右端的定心支撑组件之间的距离与位于左端的定心支撑组件和外卡盘结构50之间的距离相等，这样，可以更好地对待车削件1进行支撑，从而防止待车削件1发生甩动。
66.如图3和图4所示，本实用新型的实施例中，卧式车床还包括尾座60、内卡盘结构61和第一防磨件70。其中，尾座60设置于床身；内卡盘结构61可转动地设置于尾座60，内卡盘结构61包括卡盘62和设置于卡盘62的第二卡爪63，第二卡爪63位于待车削件1的内部以支撑待车削件1，定心支撑组件位于外卡盘结构50和内卡盘结构61之间；至少部分第二卡爪63的周向外壁设有第一防磨件70，第二卡爪63的周向外壁通过第一防磨件70与待车削件1的内壁面抵接。
67.通过上述设置，内卡盘结构61可以对待车削件1的一端进行支撑，并且通过设置第一防磨件70可以避免第二卡爪63的周向外壁将待车削件1的内孔的内壁面划伤和磨损。
68.具体地，本实用新型的实施例中，卡盘62通过轴承与尾座60连接，这样可以使内卡盘结构61相对于尾座60转动。
69.具体地，如图5所示，本实用新型的实施例中，卧式车床包括两个定心支撑组件，且两个定心支撑组件位于外卡盘结构50和内卡盘结构61之间，在加工待车削件1的外圆时，待车削件1的左端通过外卡盘结构50夹紧，待车削件1的右端通过内卡盘结构61夹紧，两个定心支撑组件中的位于图5右端的定心支撑组件距待车削件1的右端的距离在0.8m至1m之间，两个定心支撑组件中的另一个定心支撑组件(即位于图5的左端的定心支撑组件)与位于右端的定心支撑组件之间的距离和位于图5的左端的定心支撑组件与外卡盘结构50之间的距离相等，这样，可以更好地对待车削件1进行支撑，从而防止待车削件1发生甩动，进而提高待车削件1的表面质量。
70.需要说明的是，在利用本实用新型的实施例的卧式车床加工待车削件1后，待车削件1的加工端表面光滑，并且待车削件1的外圆精度可以达到加工精度在
±
0.05mm内，从而达到客户要求。
71.优选地，本实用新型的实施例中，第一防磨件70为表面光滑的铜片。当然，在替代实施例中，第一防磨件70也可以为表面光滑的钢片等等。
72.本实用新型的实施例中，卧式车床还包括第二防磨件，外卡盘结构50的第一卡爪的周向内壁的至少部分设有第二防磨件。
73.通过上述设置，可以避免第一卡爪的周向内壁划伤或者磨损待车削件1的外壁面。
74.优选地，本实用新型的实施例中，第二防磨件为表面光滑的钢片。当然，在替代实施例中，第二防磨件也可以为表面光滑的铜片等等。
75.需要说明的是，利用本实用新型的实施例的卧式车床加工钢悬链立管(待车削件1)的过渡端时，首先，加工钢悬链立管(scr)外圆，然后以钢悬链立管外圆圆心为基准，再加工其的内径。
76.需要说明的是，如图7、图8和图9所示，利用本实用新型的实施例的卧式车床加工钢悬链立管(scr)，钢悬链立管可以达到如下标准：
77.钢管长度：12.2
±
0.1m；
78.外径od：目标值
±
0.25mm；
79.内径id：目标值
±
0.25mm；
80.外圆过渡区锥度：1:5；
81.内孔过渡区锥度：1:8；
82.外圆过渡圆弧半径：最小值为10mm；
83.内孔过渡圆弧半径：最小值为1.6mm；
84.光洁度：表面光洁度rms(有效值)≤6.4μm；
85.加工后外圆平行段长度l1：
86.加工后内孔平行段长度l2：
87.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置轴套和位于轴套的径向安装孔内的螺杆，并且螺杆相对于轴套沿径向安装孔的轴线可以移动，这样，通过调节螺杆相对于轴套的位置，使螺杆朝向轴向通孔的一端与待车削件抵接，就可以对待车削件进行夹持，从而可以调节位于轴套的轴向通孔内的待车削件的位置，进而快速地对待车削件进行定心找正，这样就可以使定心支撑组件实现快速定心找正的功能，从而显著提高对待车削件的定心找正效率和夹持效率。
88.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。