一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工领域，特别是一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置。
【背景技术】
[0002]单臂刨床是将刀具固定，通过工作平台来带动工件作直线往复运动，从而对工件表面进行加工，单臂刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成型面和沟槽。但是用单臂刨床加工大型真空箱体等超重、超长的异形件时，由于被加工的箱体零件重心在刨床工作平台以外，若将零件直接放于刨床工作台面上没有装夹的状态下，零件将向重心一侧倾翻。如果在压紧状态下，零件将和刨床工作台一起发生倾翻。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种避免零件因受自身重力作用发生倾翻的用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，其特征在于:它包括小车、钢轨、支撑架和连接装置，所述的小车由箱板、横柱、转轴、轴承和钢轮组成，两块箱板分设在横柱的两端，箱板下方开设有安装槽，转轴设置在安装槽内，两箱板间的转轴中部设置有轴，轴承外圈上设置有钢轮，所述的连接装置由连杆和分设在连杆两端的固定板组成，所述的钢轨平行与刨床工作台设置在地面上，小车钢轮设置在钢轨上，小车的顶端设置有支撑架，连接装置的一端固定在小车右边的箱板上，另一端固定在刨床工作平台的连接板上。
[0005]所述的转轴两端为扁平状。
[0006]所述的横柱有两根。
[0007]本实用新型具有以下优点:
[0008]1.在刨床工作台以外设置移动式的可调辅助支撑，在箱体零件装夹及拆卸过程中，避免零件因受自身重力作用发生倾翻；
[0009]2.在刨床工作台以外设置辅助导轨及随动支承小车，并且小车与刨床工作台连接在一起，确保了零件在加工中不会因自身重力作用发生倾翻，保证了零件在加工过程中的安全。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型小车的主视图；
[0012]图3为图2的A-A剖视图；
[0013]图4为箱体零件的受力分析图；
[0014]图5为箱体零件发生转动受力分析图；
[0015]图中，1-小车，2-钢轨，3-连杆，4-刨床工作台，5-支撑架，6_钢轮，7_转轴，8_轴承，9-横柱，10-箱板，11-固定板，12-连接板，13-配重块，14-真空箱体。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述:
[0017]如图1、图2和图3所示，一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，它包括小车1、钢轨2、支撑架5和连接装置，所述的小车I由箱板10、横柱9、转轴7、轴承8和钢轮6组成，横柱9的两端均设置有箱板10，箱板10下方开设有安装槽，转轴7设置在安装槽内，两箱板10间的转轴7中部设置有轴承8，轴承8外圈上设置有钢轮6，所述的连接装置由连杆3和分设在连杆3两端的固定板11组成，所述的钢轨2平行与刨床工作台4设置在地面上，小车I钢轮6设置在钢轨2上，小车I的顶端设置有支撑架5，连接装置的一端固定在小车I右边的箱板10上，连接装置的另一端固定在刨床工作平台4的连接板12上。
[0018]在箱体零件装夹及拆卸过程中，刨床工作台以外设置移动式的可调辅助支承，以避免零件因受自身重力作用发生倾翻。为确保零件在加工过程中的安全，在刨床工作台以外设置辅助导轨及随动支承小车，并且小车与刨床工作台连接在一起，以确保零件在加工中不会因自身重力作用发生倾翻。为加大零件在加工过程中的安全系数，在刨床工作台上增加1.8吨的配重。以抵消零件自身重力产生的倾翻力矩。因箱体零件的重心在刨床工作台上以外，所以压紧零件的螺栓所产生摩擦力力矩可抵消因启动和换向所产生的惯性力矩，螺栓数量应在8颗以上(单个M24螺栓扭紧力矩为350Nm)，以确保加工过程的安全可靠。零件在刨床工作台上定位装夹好后，在工作台运动方向两侧增加各两处挡铁，以确保箱体零件不会因启动和换向发生移动和转向。
[0019]受力分析如图4和图5所示:
[0020]在静态状况下:
[0021]在无支承小车的时箱体自重对翻转点的翻转力矩为T X:
[0022]T X=WX0.689 = 8800 X 9.8X0.689 = 59419.36Nm。
[0023]b.刨床工作台克服箱体自重翻转力矩为T G:
[0024]T G=WlX0.43 = 8000X9.8X0.43 = 33712Nm。
[0025]因为:59419.36Nm > 33712Nm
[0026]所以:必须在刨床工作台外设置辅助导轨，避免刨床工作台及箱体零件在加工中倾覆。
[0027]c.钢轨的支撑反力NI:
[0028]NI= WX0.689/1.69=8800X9.8X0.689/1.69=35159N
[0029]d.刨床台面的支撑反力N2:
[0030]N2= W - N1=8800X9.8 — 35159=51081 N
[0031]在动态状况下:
[0032]a.在动态下刨床工作台除受翻转力矩外，由于刨床工作台的启动及换向，箱体零件会在运动方向产生瞬间的冲击力(惯性力)，该冲击力的大小为F:
[0033]F=ma
[0034]F= 8800X4.2m/10s (刨床工作台的回程运行速度)/ 0.02s (启动及换向时间)=184800N
[0035]m-真空箱体的重量(kg)
[0036]a——启动及换向时的加速度(m/s2)
[0037]由于该力作用在箱体重心上,刨床工作台在启动及换向时间会受一个旋转力矩。最终会对刨床“V”导轨侧向产生一个惯性力矩。在该力矩作用下“V”导轨受剪切应力为:
[0038]τ =FXL/ ( α XhXb2) =184800X689/ (0.3 3 3 X 60 00 X 2002)
[0039]=1.59 Mpa
[0040]L-惯性力到回转点的力臂(mm)。
[0041]h-刨床工作台长度(mm)
[0042]b——刨床V”导轨的截面宽度(mm)
[0043]α——系数，与h/b的比值有关，在这里取0.333
[0044]因为“刨床V”导轨的材料为铸铁:其许用应力为:[τ ] = 120MPa
[0045]因为:1.59 MPa < 120MPa
[0046]所以箱体零件在运动方向产生瞬间惯性力矩不会对“刨床V”导轨产生破坏。
[0047]b.由于刨床工作台在启动及换向时产生瞬间惯性力矩，在该力矩的作用下，若零件压的不紧，或者压紧点少及压紧点布置不合理，都有可能在启动及换向时发生零件相对刨床工作台转动，从而倒置撞车的事故发生，下面就目前压紧点的布局及数量进行一下受力分析:
[0048]I).各螺栓压紧点磨擦力(在压紧状态):
[0049]T I——扭紧螺栓的力矩(Nm)
[0050]d——螺栓的公称尺寸(mm)
[0051]P 1、P 2、P 3、P 4——压紧点上磨擦力(N)
[0052]Ks-系数在0.1?0.3之间
[0053]Fs——摩擦系数在0.f 0.3之间
[0054]因为:刨床上采用的压紧螺栓是M24，所以扭紧螺栓的力矩T 1=350 Nm
[0055]所以:PI=P 2=P 3= P 4=T I/KrdXfs= (350Χ 103/0.2X24) Χ0.2=14583.3Ν
[0056]2).零件不发生转动的条件:
[0057]F 12.12+ 2P 12.6+2P 21.85+ 2P 31.8+2 P 41.85 彡 T+ F 20.7
[0058]F I——钢轨与支撑小车之间的滚动磨擦力
[0059]F I=NlXFs (滚动摩擦系数)=35159 X 0.01=351N
[0060]T——刨床启动及换向时产生的瞬间惯性力矩
[0061]T=FX (0.419+0.7) =184800X 1.1=203280 Nm
[0062]F 2——刨削力
[0063]试验数据吃刀深度在3mm深时F 2=2490N
[0064]所以:F12.12+ 2P 12.6+2P 21.8+ 2P 31.8
[0065]=351X2.12+2X14583.3X2.6+2X14583.3X1.80+4X14583.3X1.85
[0066]=236993.58 Nm
[0067]因为:236993.58 Nm > 205023 Nm
[0068]所以:箱体零件在8颗螺栓压紧的状态下，零件不会发生转动。
[0069]通过以上的分析，可以得知大箱体在单臂刨上加工，只要解决好以下两个方面的问题，就能保证整个过程的安全:
[0070]I).保证辅助支撑随动小车，在整个加工过程中不发生脱轨，造成箱体失去支撑而倾覆；在这里采取的措施是，把随动辅助支撑小车与刨床工作台连成一体，再就是在现在一个辅助支撑小车的基础上再增加一个辅助支撑小车，进一步加大安全系数，提高加工过程的稳定性，另外在增加的辅助支撑小车与箱体支撑点之间加减震橡胶垫，消除加工过程中的因过定位而发生的振动冲击。
[0071]2).为防止箱体在加工过程中，因惯性力矩的作用相对刨床工作台发生移动和旋转，在原8颗螺栓压紧箱体的基础上在增加两颗螺栓压紧，进一步增加箱体与刨床工作台之间的摩擦力，以提高加工过程中的稳定性。
【主权项】
1.一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，其特征在于:它包括小车(I)、钢轨(2)、支撑架(5)和连接装置，所述的小车(I)由箱板(10)、横柱(9)、转轴(7)、轴承(8)和钢轮(6)组成，横柱(9)的两端均设置有箱板(10)，箱板(10)下方开设有安装槽，转轴(7)设置在安装槽内，两箱板(10)间的转轴(7)中部设置有轴承(8)，轴承(8)外圈上设置有钢轮(6)，所述的连接装置由连杆(3)和分设在连杆(3)两端的固定板(11)组成，所述的钢轨(2)平行与刨床工作台(4)设置，小车(I)的钢轮(6)设置在钢轨(2)上，小车(I)的顶端设置有支撑架(5)，连接装置的一端固定在小车(I)右边的箱板(10)上，连接装置的另一端固定在刨床工作平台(4)的连接板(12)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，其特征在于:所述的转轴(7)两端为扁平状。
3.根据权利要求1所述的一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，其特征在于:所述的横柱(9)有两根。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于加工大型真空箱体的单臂刨床支撑装置，其特征在于：它包括小车（1）、钢轨（2）、支撑架（5）和连接装置，所述的小车（1）由箱板（10）、横柱（9）、转轴（7）、轴承（8）和钢轮（6）组成，两箱板（10）间的转轴（7）中部设置有轴承（8），轴承（8）外圈上设置有钢轮（6），所述的钢轨（2）平行与刨床工作台（4）设置，小车钢轮（6）设置在钢轨（2）上。本实用新型的有益效果是：在刨床工作台以外设置辅助导轨及随动支承小车，并且小车与刨床工作台连接在一起，确保了零件在加工中不会因自身重力作用发生倾翻，保证了零件在加工过程中的安全。
【IPC分类】B23Q1-72
【公开号】CN204295297
【申请号】CN201420631326
【发明人】范京生, 陈霞, 杨祖奎
【申请人】成都航天万欣科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月29日