一种加工长枪管的生产线的制作方法

文档序号:15561861发布日期:2018-09-29 02:26阅读:365来源:国知局

本发明涉及枪管加工的技术领域,特别是一种加工长枪管的生产线。



背景技术:

射孔枪,是石油开采中不可或缺的重要器件。射孔枪包括外枪管、内枪管和射孔弹,所述内枪管设置于外枪管中,内枪管上且沿其长度方向设置有多个安装孔,安装孔呈螺旋形分布于内枪管上,每个安装孔中均安装有射孔弹。所述外枪管所用的材料为无缝钢管,将无缝钢管加工成外枪管时,先要在钢管的柱面上且沿着其轴向加工出呈螺旋分布的盲孔,还有在钢管两端的内壁上加工出键槽,最后还要在钢管两端的内壁上车削出内螺纹,最终才能得到外枪管面,如图1所示为外枪管的结构示意图。

其中加工盲孔时必须保证盲孔的位置与射孔弹的位置对应,因为若不对应,射孔弹无法击穿盲孔而射出。现有加工盲孔的步骤是先将钢管的两端工装固定,然后利用钻头在钢管上钻盲孔,当钻完一个盲孔后工人再旋转钢管一定角度,同时将钢管沿其轴线移动一段距离,到位后再将钢管的两端工装固定,随后利用钻头钻第二个盲孔,如此循环操作即可沿着钢管的轴线钻出盲孔,最终加工出外枪管。然而,钢管的长度长达10~20m且重量大,完全由人工进行翻转和移动,不仅增加了工人的劳动强度,而且还降低了盲孔的加工效率。此外,每加工出一个盲孔后都需要对钢管进行重新工装,存在连续的累积误差,导致外枪管与内枪管配合后,加工出的盲孔不能精确的与射弹孔对准。

其中在加工键槽的工序步骤是先将无缝钢管直立的工装于插床上,再用插床的插刀由上往下沿着无缝钢管的轴线切削钢管的内壁材料,经过插刀的连续往复上下运动,最终在钢管的内壁上加工出键槽。然而,所用的无缝钢管长度长达10~20m且重量大,要将这么长的钢管直立起来非常困难,更何况将钢管工装固定,因此无疑是增大了工作强度,此外即使能够直立起来,也没有相对应尺寸的插床。为了解决这一问题,人们通常楼层式进行加工键槽,即在第三层布置插床,而在第一层到第二层楼之间工装无缝钢管,这样插床便能在钢管顶部的内壁上加工出键槽。但是这种楼层式加工方法体积大,修建成本高,对不同长度的钢管则无法适用。

其中在钢管两端的内壁上加工内螺纹时,钢管只一端被工装固定,而钢管整体长度长,转动时出现摆动,降低了内螺纹的加工精度。

因此亟需一种减轻工人劳动强度、提高盲孔加工效率、能够在任意长度钢管的内壁上开键槽、快速工装钢管的钢管加工生产线。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种结构紧凑、减轻工人劳动强度、提高盲孔加工效率、能够在任意长度钢管的内壁上开键槽、快速工装钢管的加工长枪管的生产线。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种加工长枪管的生产线,它包括从左往右顺次设置的开槽机、盲孔加工装置和内螺纹加工装置,所述盲孔加工装置包括直线驱动机构和位于直线驱动机构右侧的钻孔及夹持装置,所述直线驱动机构的输出端上设置有减速器和步进电机,减速器的顶部设置有输入轴,步进电机a的输出轴与减速器的输入轴经联轴器连接,减速器的右端部设置有输出轴,输出轴处经联轴器连接有三爪卡盘,所述钻孔及夹持装置包括机台、设置于机台顶部的龙门架和钻孔机构,所述龙门架横梁的顶部固定安装有垂向油缸,垂向油缸活塞杆的作用端上固设有上v形块,上v形块开口朝下设置,机台的顶部还设置有下v形块,下v形块与上v形块相对立设置,钻孔机构包括水平油缸、电机a和钻头,水平油缸固定安装于龙门架的立柱上且位于两个v形块之间,电机a固设于水平油缸活塞杆的作用端,钻头连接于电机a的输出轴上,所述机台的右侧经转轴旋转安装有辊筒,所述直线驱动机构包括电机b、丝杆、螺母和滑板,所述丝杆水平设置,丝杆的两端旋转安装于地面上,螺母螺纹连接于丝杆上,滑板固设于螺母顶部,所述电机b的输出轴与丝杆的一端经联轴器连接;

所述开槽机包括前后移动机构和左右移动机构,所述前后移动机构包括前后导轨和滑台a,滑台a滑动安装于前后导轨上,滑台a的顶部固设有后立板和螺母,后立板的前侧固设有开口朝前的第一v形块,螺母内螺纹连接有螺纹杆,螺纹杆向后延伸且延伸端固设有前立板,前立板的后端面上固设有第二v形块,第二v形块的开口与第一v形块的开口相对立设置,所述左右移动机构包括水平导轨和滑台b,滑台b滑动安装于水平导轨上,滑台b的顶部固设有底座和位于底座右侧的电机c,底座内开设有贯通底座左右端面的通孔,通孔内插装有固定轴,固定轴的上下表面上且沿其长度方向均开设有凹槽,固定轴的一端向左延伸且延伸端处旋转安装有转轴,转轴的端面上开设有盲孔,盲孔内插装有铣刀,转轴上安装有从动链轮,电机c的输出轴上安装有主动链轮,主动链轮与从动链轮之间安装有链条,链条的上半部分设置于位于固定轴上部的凹槽内,链条的下半部分设置于位于固定轴下部的凹槽内;

所述内螺纹加工装置包括机身、设置于机身左右侧的第一卡爪和第二卡爪,所述第一卡爪与第二卡爪处于同一水平直线上,所述机身的右侧设置有导向套。

所述减速器设置于滑板上。

所述转轴的柱面上螺纹连接有锁紧螺钉,锁紧螺钉径向贯穿转轴且抵压于铣刀的刀柄上。

所述固定轴为阶梯轴,阶梯轴由顺次连接的大轴和小轴组成,大轴插装于底座的通孔内。

所述前立板平行于后立板设置。

本发明具有以下优点:本发明结构紧凑、减轻工人劳动强度、提高盲孔加工效率、能够在任意长度钢管的内壁上开键槽、快速工装钢管。

附图说明

图1为外枪管的结构示意图;

图2为本发明的结构示意图;

图3为开槽机的俯视图;

图4为后v形块与后立板的安装示意图;

图5为图3的i部局部放大视图;

图6为图2的a-a剖视图;

图7为固定轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:

如图2~7所示,一种加工长枪管的生产线,它包括从左往右顺次设置的开槽机、盲孔加工装置和内螺纹加工装置,所述盲孔加工装置包括直线驱动机构1和位于直线驱动机构1右侧的钻孔及夹持装置2,所述直线驱动机构1的输出端上设置有减速器3和步进电机4,减速器3设置于滑板18上,减速器3的顶部设置有输入轴,步进电机a4的输出轴与减速器3的输入轴经联轴器连接,减速器3的右端部设置有输出轴,输出轴处经联轴器连接有三爪卡盘5,所述钻孔及夹持装置2包括机台6、设置于机台6顶部的龙门架7和钻孔机构,所述龙门架7横梁的顶部固定安装有垂向油缸8,垂向油缸8活塞杆的作用端上固设有上v形块9,上v形块9开口朝下设置,机台6的顶部还设置有下v形块10,下v形块10与上v形块9相对立设置,钻孔机构包括水平油缸11、电机a12和钻头13,水平油缸11固定安装于龙门架7的立柱上且位于两个v形块之间,电机a12固设于水平油缸11活塞杆的作用端,钻头13连接于电机a12的输出轴上,所述机台6的右侧经转轴旋转安装有辊筒14,所述直线驱动机构1包括电机b15、丝杆16、螺母17和滑板18,所述丝杆16水平设置,丝杆16的两端旋转安装于地面上,螺母17螺纹连接于丝杆16上,滑板18固设于螺母17顶部,所述电机b15的输出轴与丝杆16的一端经联轴器连接。

所述开槽机包括前后移动机构20和左右移动机构21,所述前后移动机构20包括前后导轨22和滑台a23,滑台a23滑动安装于前后导轨22上,滑台a23的顶部固设有后立板24和螺母25,后立板24的前侧固设有开口朝前的第一v形块26,螺母25内螺纹连接有螺纹杆27,螺纹杆27向后延伸且延伸端固设有前立板28,前立板28平行于后立板24设置,前立板28的后端面上固设有第二v形块29,第二v形块29的开口与第一v形块26的开口相对立设置,所述左右移动机构21包括水平导轨30和滑台b31,滑台b31滑动安装于水平导轨30上,滑台b31的顶部固设有底座42和位于底座42右侧的电机c32,底座42内开设有贯通底座42左右端面的通孔,通孔内插装有固定轴33,固定轴33的上下表面上且沿其长度方向均开设有凹槽34,固定轴33的一端向左延伸且延伸端处旋转安装有转轴43,转轴43的端面上开设有盲孔,盲孔内插装有铣刀35,转轴43上安装有从动链轮36,电机c32的输出轴上安装有主动链轮37,主动链轮37与从动链轮36之间安装有链条44,链条44的上半部分设置于位于固定轴33上部的凹槽34内,链条44的下半部分设置于位于固定轴33下部的凹槽34内。

所述内螺纹加工装置包括机身38、设置于机身38左右侧的第一卡爪39和第二卡爪40,所述第一卡爪39与第二卡爪40处于同一水平直线上,所述机身38的右侧设置有导向套41。

所述转轴43的柱面上螺纹连接有锁紧螺钉,锁紧螺钉径向贯穿转轴43且抵压于铣刀35的刀柄上,通过锁紧螺钉将铣刀35固定于盲孔内避免铣刀从盲孔中飞出。所述固定轴33为阶梯轴,阶梯轴由顺次连接的大轴和小轴组成,大轴插装于底座42的通孔内。

本发明的工作步骤为:

s1、键槽的加工,具体包括以下步骤:

s1i、工人先将钢管19水平放倒,并拖动钢管19的头部使其置于第一v形块26和第二v形块29之间,随后拧动螺纹杆27,螺纹杆27带动第二v形块29向后移动,当钢管19的头部被第一v形块26和第二v形块29夹住后工人停止转动螺纹杆27,最终实现了钢管的快速工装,因此无需将钢管直立起来工装,减轻了工人的劳动强度;

s2ii、工人先向左滑动滑台b31,滑台b31沿着水平导轨30向左移动,当铣刀35从右往左伸入于钢管19内后停止推动滑台b31;随后工人打开电机c32,电机c32带动主动链轮37转动,主动链轮37经链条44带动从动链轮36转动,从动链轮36带动转轴43转动,转轴43带动铣刀35转动;然后工人推动滑台a23沿着前后导轨22缓慢向后移动,以使铣刀35与钢管19的内壁接触,铣刀35铣削钢管19内壁材料,在铣刀过程中,向右缓慢推动滑台b31移动,当铣刀35走出钢管19后,即完成了沿钢管19轴线加工出键槽。因此该开槽机替代了原有的楼层式和传统插床加工键槽,体积更小、工装更快捷,减轻了工人的劳动强度,提高了开槽效率。此外,待加工的钢管是处于水平状态的,只需将钢管的头部夹持于两个v形块之间,无需在意钢管的长度,因此能够在任意长度钢管的内壁上开键槽;

s2、盲孔的加工,具体包括以下步骤:

s2i、工人将步骤s1中的半成品钢管19的一端伸入于三爪卡盘5中,并用三爪卡盘5将钢管19夹持住;将钢管19的另一端穿过上v形块9和下v形块10所围成的区域内,同时将钢管19支撑于下v形块10和辊筒14上;

s2ii、第一个盲孔的加工,向垂向油缸8的无杆腔中通入液压油,活塞杆向下伸出,上v形块9向下运动,钢管19夹持于上v形块9和下v形块10之间,随后向水平油缸11的无杆腔中通入液压油,活塞杆朝钢管19方向运动,同时工人启动电机a12,电机a12带动钻头13转动,因此水平油缸11驱动钻头13做进给运动,电机a12带动钻头13做主运动,钻头13在钢管19的柱面钻削孔,当钻削一定深度后,停止向水平油缸11的无杆腔中通入液压油,最终加工出第一个盲孔;

s2iii、向水平油缸11的有杆腔中通入液压油,活塞杆缩回,同时向垂向油缸8的无杆腔中通入液压油,上v形块9向上运动,然后工人打开步进电机4,步进电机4带动三爪卡盘5转动,进一步带动钢管19转动一定角度,到位后关闭步进电机4,随后打开电机b15,电机b15带动丝杆16转动,螺母17上的滑板18向右移动,进一步带动钢管19向右移动一段距离,当移动到加工位后,重复步骤s2ii,以完成第二个盲孔的加工,如此序号操作,即可沿着钢管19的长度方向加工出呈螺旋分布的盲孔。整个加工过程中,无需人工翻转和移动钢管,极大减轻了工人的劳动强度,且实现了盲孔的连续加工,从而提高了加工的连续性,即使钢管重量大长度长,同样也能够加工出盲孔;

s3、内螺纹的加工:工人将步骤s2中的半成品钢管从右往左顺次穿过导向套41、第二卡爪40和第一卡爪39,然后径向调整第一卡爪39和第二卡爪40的位置,使卡爪将钢管19夹紧,转动第一卡爪39并用车刀在钢管19两端的内壁上加工出内螺纹,由于钢管19被两个卡爪夹持住,避免了钢管19在转动过程中出现摆动,保证了内螺纹的加工精度,从而最终加工出外枪管。

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