大型筒体内撑工装及加工系统的制作方法

1.本实用新型属于大直径筒形零件加工技术领域，具体涉及一种大型筒体内撑工装及加工系统。


背景技术：

2.随着金属筒体零件应用领域的发展需求，目前急需直径大于φ1000mm、壁厚3mm、长度大于5000mm的筒形零件产品。由于该类筒形零件的加工主要采用以下两种方式：一种采用板材辊圆、横缝、环缝焊接的方式，另一种采用筒体毛坯旋压、焊接的方式。为了提高金属筒体零件的各项机械性能，目前大多选用筒体毛坯旋压、两件对焊的加工方式。
3.筒体旋压加工是采用筒形毛坯料装在三轮旋压机的芯模上，采用三旋轮旋压加工而成，旋压后的筒体从芯模脱模后，由于壁厚薄造成筒体不圆度大于5mm以上，两件筒体焊接时需要采用车床进行两端车长短、车焊接坡口的加工。
4.目前的筒体零件两端车长短、车焊接坡口的加工均采用将筒体零件装入芯模中，筒体零件一端采用车床四爪卡盘连接，一端采用尾座顶紧芯模的定位方式，这种定位方式由于芯模与筒体之间属于间隙配合，在装入和拆卸时极为麻烦，还容易损伤筒体零件内外表面，尤其是生产效率低，要装卸两次加工大约需要二至三个工作日。


技术实现要素：

5.本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种大型筒体内撑工装及加工系统，其结构设计合理，能够对筒体两端车长短、车焊接坡口，一次装夹就能够完成两端的加工，且两端面的垂直度满足产品的焊接要求，大大提高了加工效率和产品质量的合格率，能够满足批量生产的需求。
6.为实现上述目的，所采取的技术方案是：
7.一种大型筒体内撑工装，包括：
8.支撑杆；
9.设置在所述支撑杆上的第一支撑盘和第二支撑盘，所述第一支撑盘与所述支撑杆滑动配合；
10.第一连接杆，在所述第一支撑盘上呈圆周均布设置有多根第一连接杆，所述第一连接杆的第一端部与所述第一支撑盘铰接设置；
11.第二连接杆，在所述第二支撑盘上呈圆周均布设置有多根第二连接杆，所述第二连接杆的第一端部与所述第二支撑盘铰接设置，所述第一连接杆和第二连接杆一一对应设置；
12.支撑块，对应布置的第一连接杆和第二连接杆之间设置有支撑块，且所述第一连接杆的第二端部和第二连接杆的第二端部均与所述支撑块铰接；
13.套筒螺母，所述套筒螺母对应设置在所述第一支撑盘的外侧，所述支撑杆上设置有螺纹段，所述套筒螺母匹配设置在所述螺纹段上；以及
14.连接轴，其设置在所述支撑杆的其中一端。
15.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，所述支撑块两侧设置有连接座，所述第一连接杆和第二连接杆与对应的连接座铰接。
16.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，所述支撑块的外端面为圆弧面。
17.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，各所述支撑块的外端面上均设置有橡胶垫；或
18.所述支撑块的外侧设置有呈环形的橡胶圈，各所述支撑块对应撑设在所述橡胶圈的内侧。
19.所述第二支撑盘与所述支撑杆固定连接；或
20.所述第二支撑盘与所述支撑杆滑动配合，所述第二支撑盘的外侧也对应设置有套筒螺母。
21.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，所述套筒螺母与对应的支撑盘之间设置有挡圈。
22.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，所述支撑杆的侧壁上呈圆周布设有多道滑移槽，所述第一支撑盘和第二支撑盘上设置有与所述滑移槽对应的滑移块或滑移轮。
23.根据本实用新型大型筒体内撑工装，优选地，所述第一支撑盘上设置有4~10个第一连接杆，所述第二支撑盘上设置有4~10个第二连接杆。
24.一种大型筒件加工系统，包括：
25.两组如上所述的大型筒体内撑工装；
26.同轴设置的第一夹紧单元和第二夹紧单元，所述第一夹紧单元和第二夹紧单元上均夹持固定有大型筒体内撑工装；
27.起吊单元，所述起吊单元用于将筒体吊装至两组大型筒体内撑工装之间；以及
28.加工车床，所述加工车床用于对筒体进行加工。
29.根据本实用新型大型筒件加工系统，优选地，所述第一夹紧单元为加工车床上的卡盘，所述第二夹紧单元为加工车床的车床尾座。
30.采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
31.本技术能够对筒体两端车长短、车焊接坡口，一次装夹就能够完成两端的加工，且两端面的垂直度满足产品的焊接要求，使得加工效率提高400%，相对于传统的加工方法，能够有效的减少质量的残次品，使得产品质量的合格率能够接近100%，充分保障了加工质量和加工效率，满足批量生产的需求。
32.本技术的内撑工装的结构设计，使得产品在支撑过程中方便调整，操作便捷，结构稳定性能够得到有效的保障 ，多个支撑块的周向布置，使得筒体能够均匀受力，整体能够形成整圆撑开的状态，更便于后续的加工，提高加工精度，避免因为筒体的变形导致的加工精度降低的问题；本技术安装方便，相较于传统的装配方式，能够大大降低操作难度，更便于进行调整，实用性更好，更便于与加工车床进行组配加工。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例
的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
34.图1为根据本实用新型实施例的大型筒体内撑工装的正视结构示意图。
35.图2为根据本实用新型实施例的大型筒体内撑工装的侧视结构示意图。
36.图3为根据本实用新型实施例的大型筒体内撑工装与筒体的装配结构示意图。
37.图中序号：
38.100为支撑杆；
39.201为第一支撑盘、202为第一连接杆、203为连接块、204为套筒螺母、205为挡圈、206为支撑块、207为连接座、208为连接轴、209为橡胶圈；
40.301为第二支撑盘、302为第二连接杆；
41.400为筒体。
具体实施方式
42.下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。
44.应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。
45.应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
46.应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。
47.参见图1-图3，本技术公开了一种大型筒体内撑工装，包括支撑杆100、设置在所述支撑杆100上的第一支撑盘201和第二支撑盘301、第一连接杆202、第二连接杆302、支撑块206、套筒螺母204和连接轴208，第一支撑盘201与支撑杆100滑动配合；在第一支撑盘201上呈圆周均布设置有多根第一连接杆202，所述第一连接杆202的第一端部与所述第一支撑盘201铰接设置；在所述第二支撑盘301上呈圆周均布设置有多根第二连接杆302，所述第二连接杆302的第一端部与所述第二支撑盘301铰接设置，所述第一连接杆202和第二连接杆302一一对应设置；对应布置的第一连接杆202和第二连接杆302之间均设置有支撑块206，且所述第一连接杆202的第二端部和第二连接杆302的第二端部均与所述支撑块206铰接。本技术中的支撑块206两侧设置有连接座207，第一连接杆202和第二连接杆302与对应的连接座207铰接，支撑块206的外端面为圆弧面。以便于支撑块与筒体之间有较大的接触面，避免局
部出现受力集中的问题。
48.本技术的套筒螺母204对应设置在第一支撑盘201的外侧，支撑杆100上设置有螺纹段，所述套筒螺母204匹配设置在所述螺纹段上；连接轴208设置在所述支撑杆100的其中一端。连接轴用于夹紧设备的加持，从而实现整个内撑工装的固定。本技术的套筒螺母204与对应的支撑盘之间设置有挡圈205，通过挡圈将套筒螺母和支撑盘进行隔离，一方面避免套筒螺母的旋转对支撑盘的稳定性造成影响，另一方面可以起到防松和缓冲的效果。
49.为了避免支撑块206对筒体400的内表面造成损伤，在各所述支撑块206的外端面上均设置有橡胶垫，通过弹性的橡胶垫的缓冲，不仅能够提高摩擦力，避免发生轴向的滑动，而且能够实现内撑作用力的均衡，起到缓冲作用，不会筒体内表面局部受到过大的挤压造成局部应力集中，避免发生变形。
50.除了在单个支撑块外部设置橡胶垫，还可以在通过在支撑块的外侧设置有呈环形的橡胶圈，各所述支撑块206对应撑设在所述橡胶圈209的内侧，橡胶圈209的外径一般与筒体的内径匹配，从而在支撑块206撑起后，起到力的均衡和缓冲作用。
51.进一步地，本技术的第二支撑盘302与支撑杆100之间的连接方式可以采用多种形式：
52.第二支撑盘的装配形式一为：第二支撑盘301与所述支撑杆100固定连接，可以通过焊接固定，也可以通过螺栓将第二支撑盘和支撑杆进行连接固定，或者通过限位销等进行轴向的限位，在作业过程中第二支撑盘相对于支撑杆不进行滑移移动。
53.第二支撑盘的装配形式二为：第二支撑盘301与所述支撑杆100滑动配合，所述第二支撑盘301的外侧也对应设置有套筒螺母204，也就是说第一支撑盘201和第二支撑盘301采用相同的动作方式，二者都可以进行滑移调节，灵活性更高。
54.为了避免支撑盘对支撑杆上的螺纹段造成影响，也保障支撑盘与支撑杆在周向方向上相对稳定，本技术在支撑杆100的侧壁上呈圆周布设有多道滑移槽，所述第一支撑盘201和第二支撑盘301上设置有与所述滑移槽对应的滑移块或滑移轮。优选采用滑移块，通过滑移块与滑移槽的配合，能够使得支撑盘的内壁与螺纹段分离，不会发生直接的摩擦接触，结构稳定性更好，提高使用的寿命，使得整个工装结构的稳定性得到进一步的提升。
55.如图中所示，第一支撑盘201上设置有4~10个第一连接杆202，所述第二支撑盘301上设置有4~10个第二连接杆302。本实施例中第一连接杆和第二连接杆的数量均为6根。
56.参见图3，本技术还公开了 一种大型筒件加工系统，包括两组如上所述的大型筒体内撑工装、同轴设置的第一夹紧单元和第二夹紧单元、起吊单元和加工车床，所述第一夹紧单元和第二夹紧单元上均夹持固定有大型筒体内撑工装；所述起吊单元用于将筒体吊装至两组大型筒体内撑工装之间；所述加工车床用于对筒体进行加工。进一步地，本实施例中的第一夹紧单元为加工车床上的卡盘，所述第二夹紧单元为加工车床的车床尾座。
57.为了提高筒体零件的加工表面质量和效率，本技术对现有工装结构进行了改进。加工时，采用两件内撑工装，一件工装安装在筒体一侧，工装一端采取车床的四爪卡盘夹紧的方式，另一件工装安装在筒体另一侧，工装一端采取车床尾座夹紧的方式，见图3所示。
58.生产时将筒体采用天车吊装入内撑工装中，分别旋转套筒螺母，推动轴向的挡圈、支撑盘、连接杆等零件移动，以使支撑块、橡胶圈向上移动撑起筒体零件内表面，这样就能保证筒体零件两端的加工。在对筒体两端车长短、车焊接坡口时，一次装夹就能够完成两端
的加工，且两端面的垂直度满足产品的焊接要求，使得加工效率提高400%，相对于传统的加工方法，能够有效的减少质量的残次品，使得产品质量的合格率能够接近100%，充分保障了加工质量和加工效率，满足批量生产的需求。
59.上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。