[发明专利]一种从薄壁筒形件上截取试样的装置及方法

权利要求书

1.一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，包括校平系统、辅助滚轮、激光切割系统和控制单元；所述校平系统包括支承辊、螺纹环套和校平辊；

所述支承辊形状为阶梯轴，中间部分为最大外圆，最大外圆两端为直径小于最大外圆的M66细牙外螺纹；最大外圆中间位置设有沿周向的轴槽，与最大外圆以R1过渡；每个M66细牙外螺纹的外圆沿轴线方向各有两处平底凹槽，平底凹槽在轴线长度方向向外侧贯通，且两处平底凹槽沿周向均匀分布，两侧平底凹槽上底面上刻有均分的刻度值，两侧刻度值关于支承辊的最大外圆长度中心对称；两端M66细牙外螺纹的外侧为直径小于M66细牙外螺纹的外圆用以装配轴承并固定支承辊；所述支承辊能上下垂直方向移动；

所述螺纹环套有两个，分布在支承辊最大外圆的两端；所述螺纹环套为带有法兰的薄壁筒形件，所述螺纹环套的薄壁筒形件套接在支承辊最大外圆外表面；法兰外圆上均匀分布多个径向孔；法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，与支承辊的M66细牙外螺纹配合；

所述校平辊包括完全相同的两个，两个校平辊固定后水平高度一致，两个校平辊与支承辊的距离相同，待加工的开口薄壁筒形件从两个校平辊与支承辊之间通过进行校平；校平辊为主动轮，力矩由外设的伺服电机或步进电机通过减速器、联轴器、齿轮传递而来；校平辊形状为阶梯轴，校平辊阶梯轴最大外圆中间位置处有一沿周向的轴槽，与校平辊阶梯轴最大外圆以R1过渡，校平辊阶梯轴最大外圆中间的轴槽与支承辊最大外圆中间的轴槽对齐；校平辊阶梯轴最大外圆的轴向两侧均为圆柱用以装配轴承并固定校平辊；

所述辅助滚轮高度可调，能够对校平后的开口薄壁筒形件起支撑作用；

所述激光切割系统在水平垂直方向均可移动，能够对校平后的开口薄壁筒形件进行切割；

所述的控制单元由PLC分别控制校平辊的伺服电机和激光切割系统的伺服电机，实现对开口薄壁筒形件试样截取。

2.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述支承辊的材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述最大外圆中间位置的轴槽在最大外圆轴向长度135mm处，槽宽15±0.05mm，槽深3mm；所述M66的细牙外螺纹，每侧螺纹总长70mm；M66细牙外螺纹上的平底凹槽，槽宽14mm，槽深6mm，槽轴线长度60mm，平底凹槽底面的刻度值，刻度间距1mm，最小160mm，最大240mm；M66细牙外螺纹的两外侧的外圆直径为50mm。

3.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述螺纹环套材料为30Cr3，初始坯料调质硬度为HRC27-32，采用机加毛坯壁厚2.5mm——旋压薄壁段：内、外表面粗糙度0.8——时效：380℃×120min，空冷——机加其余部位，最终得到HRC37-42的部件；螺纹环套总长度77±0.03mm，薄壁段内径粗糙度Ra0.8，外径内外圆同轴度0.05，内外圆圆柱度0.05，薄壁段内孔轴向深度55mm，外圆轴向长度63mm，法兰部位外径Φ88mm，距法兰小端面7mm位置，法兰外圆上均布6个直径Φ8mm，深度6mm的径向孔，法兰内孔为M66的细牙螺纹孔，轴向长度22±0.05mm，法兰与薄壁段过渡的端面直径Φ99mm处有两出对称的通孔Φ5mm，法兰小端面与薄壁段端面相对于轴线的垂直度0.03。

4.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述校平辊材料热处理硬度为HRC50-55，阶梯轴最大外圆直径mm表面粗糙度Ra0.8，最大外圆轴向长度270±0.05mm；所述校平辊的轴槽，槽宽15±0.05mm，槽深3mm，与最大外圆以R1过度；最大外圆的轴向两侧均为Φ60mm的圆柱用以装配轴承并固定校平辊，两个校平辊两轴的间距为90±0.05mm。

5.根据权利要求1所述的一种从薄壁筒形件上截取试样的装置，其特征在于，所述激光切割系统的激光器功率2000-3000瓦，水平垂直方向均可移动，平移精度0.03mm，复位精度0.03mm，最大平移速度3000mm/min。