[發明專利]結晶器銅管內腔加工機床

有效

• 申請號: 202010084843.X
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111266635B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 魏兆成;馬日光;王敏杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q5/10;B23Q5/22;B23Q15/20;B23Q16/02;B23B31/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發明提供一種結晶器銅管內腔加工機床，包括：床身，床身放置于水平工作面上，床身上端設有縱向滑道，且縱向滑道上設有下滑座，使下滑座能夠在縱向進給機構的驅動下縱向移動；下滑座上設有橫向滑道，且橫向滑道上設有上滑座，使上滑座能夠在橫向進給機構的驅動下橫向移動；上滑座上設有工作臺，工作臺上設有分度系統，分度系統包括分度機構、上口卡盤和下口卡盤，上口卡盤與下口卡盤相對設置，配合夾持銅管；床身側邊設有立柱，立柱上設有垂向滑道，且垂向滑道上設有刀桿箱，使刀桿箱能夠在垂向進給機構的驅動下豎直方向移動，該機床具備裝夾方便、剛性好和精度高等優點，解決了目前單件小批量銅管內腔加工周期長和精度低等問題。

技術領域

本發明涉及機械制造加工技術領域，具體而言，尤其涉及一種結晶器銅管內腔加工專用機床，適用于方形、矩形和圓形管式結晶器銅管內腔的加工。

背景技術

連鑄結晶器被喻為連鑄機的“心臟”，而銅管又是結晶器中最為重要的一個零件。連鑄過程中，銅管不僅與高溫鋼水相接觸，而且還與凝固的鋼坯殼不斷摩擦，極易被損壞，故銅管的修復極為重要。

隨著連鑄行業對鋼坯質量和過鋼量要求得不斷提高，單錐度或雙錐度的銅管已無法滿足需求，多錐度或連續錐度更能適應現狀，而多錐度和連續錐度的加工更為復雜。針對單件小批量銅管的加工和修復，需選擇正確的加工方法才能提高加工效率和經濟效益。

銅管的制造和修復主要有三種方法，即爆炸法、擠壓法和機加工。爆炸法能夠獲得精度較高的銅管，但費用較為昂貴且國內技術尚未成熟；擠壓法主要依靠芯棒模具，而芯棒模具的制造耗時較長且擠壓法不易獲得較高精度的銅管；機加工需設計專用的機床，其加工周期短且精度高，不需要為某一型號的銅管定制芯棒模具，通用性廣。

目前，結晶器銅管內腔的加工無法通過普通數控機床或加工中心來完成，需設計專用的機床，已有的專用機床中包括通過靠模和數控系統兩種方法來保證銅管內腔精度。對于前者，不同內腔錐度的銅管需要不同的靠模，而定制靠模會增加銅管的加工周期，故難以實現對單件小批量銅管的高效加工。通過數控系統來控制內腔尺寸具有很好的通用性，推廣價值更高，而現有的這類機床存在機床剛度低的問題。

發明內容

根據上述提出現有機床，加工周期過長，機床剛度低的技術問題，而提供一種結晶器銅管內腔加工機床。本發明主要利用縱向進給機構、橫向進給機構、分度系統、垂向進給機構和刀具驅動機構，通過數控系統控制走刀，不需要定制靠模，而且裝夾可靠且方便，機床整體剛性好，可以保證銅管內腔的尺寸精度。

本發明采用的技術手段如下：

一種結晶器銅管內腔加工機床，包括：床身，所述床身放置于水平工作面上，所述床身上端設有縱向滑道，且所述縱向滑道上設有下滑座，使所述下滑座能夠在縱向進給機構的驅動下縱向移動；所述下滑座上設有橫向滑道，且所述橫向滑道上設有上滑座，使所述上滑座能夠在橫向進給機構的驅動下橫向移動；所述上滑座上設有工作臺，所述工作臺上設有分度系統，所述分度系統包括分度機構、設于所述分度底座上的上口卡盤和下口卡盤，所述上口卡盤與下口卡盤相對設置，配合夾持銅管；所述床身側邊設有立柱，所述立柱上設有垂向滑道，且所述垂向滑道上設有刀桿箱，使所述刀桿箱能夠在垂向進給機構的驅動下豎直方向移動；所述刀桿箱上設有刀具驅動機構，所述刀具驅動機構上設有用于加工所述銅管內腔的銑刀。

進一步地，所述的刀具驅動機構包括刀桿、刀具主軸、后拉筒夾、同步帶、主軸電機和后端同步帶輪，所述刀桿的驅動端安裝于所述刀桿箱內，所述刀桿箱內設有主軸電機和后端同步帶輪，且所述后端同步帶輪在所述主軸電機的驅動下旋轉；所述刀桿的加工端伸入所述銅管內腔，所述刀具主軸設于所述刀桿的加工端，所述刀具主軸上設有皮帶槽，且所述皮帶槽與所述后端同步帶輪采用傳動皮帶連接，在主軸電機的驅動下，使所述刀具主軸在所述刀桿的加工端轉動，所述銑刀設于所述刀具主軸上。