[发明专利]一种弯管内表面的铣削加工设备及方法

权利要求书

1.一种弯管内表面的铣削加工设备，包括设备床身(1)、立柱(2)、支撑杆(3)、夹紧装置(4)、回转铣削装置(5)、工作台(6)和导轨(7)；其特征在于：设备床身(1)上安装有导轨(7)，导轨(7)上安装有可沿设备床身(1)X轴方向移动的工作台(6)，工作台(6)上安装有固定加工弯管零件的夹紧装置(4)；设备床身(1)上固定安装有立柱(2)，立柱(2)固定连接有支撑杆(3)，支撑杆(3)的前端固定连接有由圆弧导轨副组成的回转铣削装置(5)；

回转铣削装置(5)包括第一齿轮(5-1)、第一伺服电机(5-2)、圆弧滑块(5-3)、第二伺服电机(5-4)、第二齿轮(5-5)、电主轴(5-6)、带齿圈的轴承(5-7)、带齿圆弧导轨(5-8)、可调的支撑架(5-9)；带齿圆弧导轨(5-8)固定连接在支撑杆(3)端部；带齿圆弧导轨(5-8)两端安装有可调的支撑架(5-9)；带齿圆弧导轨(5-8)上还安装有沿导轨滑动的圆弧滑块(5-3)，圆弧滑块(5-3)上固定安装有第一伺服电机(5-2)，第一伺服电机(5-2)连接有与带齿圆弧导轨(5-8)啮合的第一齿轮(5-1)；圆弧滑块(5-3)上还固定安装有带齿圈的轴承(5-7)，带齿圈的轴承(5-7)上固定有电主轴(5-6)；圆弧滑块(5-3)上还固定安装有第二伺服电机(5-4)，第二伺服电机(5-4)连接有与带齿圈的轴承(5-7)啮合的第二齿轮(5-5)。

2.根据权利要求1所述的铣削加工设备，其特征还在于，采用一根或两根以上圆弧导轨，使用两根以上圆弧导轨时，对其进行水平并排铺设或对称配对铺设。

3.权利要求1或2所述铣削加工设备的使用方法，其特征在于如下步骤，

a、加工前准备：在设备工作台(6)上对弯管进行定位和夹紧；以弯管外表面为基准对弯管进行定位，利用夹紧装置(4)的固定块和工作台面，完成Y向和Z向定位，然后闭合夹紧装置(4)，然后通过步进电机带动滚珠丝杠驱动工作台沿设备X向移动，完成X向的定位；最后安装回转铣削装置(5)；将回转铣削装置(5)准确固定于支撑杆(3)上，基于设备床身(1)和支撑杆(3)以及弯管的相对准确位置，装置也处于加工的准确位置，即圆弧导轨和弯管母线共圆心、装置回转中心和弯管截面共圆心以及沿弯管母线方向装置也处于准确位置；通过调节可调的支撑架(5-9)的支撑脚长度，使支撑架(5-9)稳定支撑整套装置；

b、加工：首先将滑块置于切削起点，即弯管弧线段的一端；然后控制电主轴(5-6)带动刀具旋转，调节置于电主轴(5-6)上的微量调节装置，实现电主轴(5-6)带动刀具沿弯管径向的微量进给，完成对刀；然后按照既定切削深度用量继续进给至准确位置；然后控制回转进给驱动第二伺服电机(5-4)带动电主轴(5-6)和刀具进行回转切削，即进行2～3周的无圆弧纵向进给切削加工；之后启动圆弧进给驱动第一伺服电机(5-2)，配合回转进给驱动第二伺服电机(5-4)与电主轴(5-6)进行沿弯管母线的螺旋进给切削，从弯管弧线段的一端至另一端，进而完成弯管弧线段内表面的加工；过程中通过精确控制电主轴(5-6)、圆弧进给驱动第一伺服电机(5-2)和回转进给驱动第二伺服电机(5-4)的转速，实现对切削表面形貌和质量的控制；当加工至弧线段另一端，即加工末尾阶段时，工作步骤和先前相反，即先制动圆弧进给驱动第一伺服电机(5-2)，停止圆弧方向的进给，完成2～3周的无纵向进给切削加工之后，制动回转进给驱动第二伺服电机(5-4)，停止回转切削运动，然后利用微量调节装置使刀具朝圆周径向的反方向退刀，最后停止电主轴(5-6)；

c、结束加工；解除可调支撑架(5-9)的支撑，卸下回转铣削装置(5)，松开夹紧装置(4)，卸下弯管。