CN108817457B - 一种大直径法兰钻孔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及先进制造技术领域，具体地说是一种大直径法兰钻孔装置，包括转位定位机构、钻孔装置、钻模和多个支撑工作台，各个支撑工作台沿着圆周方向均布，所述转位定位机构和钻孔装置设置于相邻两个支撑工作台之间，在所述支撑工作台上设有夹紧机构、水平托辊和立辊机构，在所述转位定位机构上设有移动块，且所述移动块内设有可升降的定位销，机构工作时，工件和钻模连接后放置于各个支撑工作台的水平托辊上，并通过所述立辊机构调整位置，然后所述定位销随所述移动块移动并升起插入所述钻模上的对应孔中，钻孔时工件和钻模通过所述夹紧机构压住固定。本发明能够满足大直径法兰的钻孔加工要求，且结构简单，操作方便，自动化程度高。

Description

一种大直径法兰钻孔装置
技术领域
本发明涉及先进制造技术领域，具体地说是一种大直径法兰钻孔装置。
背景技术
目前法兰钻孔常用设备是龙门移动式数控钻床，其最大加工直径五米。但随着社会发展，很多行业中不断出现直径大于五米的法兰工件，比如海上风电行业，采用现有的法兰钻孔设备无法满足直径大于五米的法兰工件钻孔要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大直径法兰钻孔装置，能够满足大直径法兰的钻孔加工要求，且结构简单，操作方便，自动化程度高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种大直径法兰钻孔装置，包括转位定位机构、钻孔装置、钻模和多个支撑工作台，各个支撑工作台沿着圆周方向均布，所述转位定位机构和钻孔装置设置于相邻两个支撑工作台之间，在所述支撑工作台上设有夹紧机构、水平托辊和立辊机构，在所述转位定位机构上设有移动块，且所述移动块内设有可升降的定位销，机构工作时，工件和钻模连接后放置于各个支撑工作台的水平托辊上，并通过所述立辊机构调整位置，然后所述定位销随所述移动块移动并升起插入所述钻模上的对应孔中，钻孔时工件和钻模通过所述夹紧机构压住固定。
所述转位定位机构包括安装座、水平油缸、移动块、定位销和顶升油缸，所述移动块设置于所述安装座内并通过所述水平油缸驱动移动，顶升油缸与所述移动块固连，定位销置于所述移动块内且通过所述顶升油缸驱动升降。
在所述安装座上，在所述移动块上下两侧分别设有上开槽和下开槽，所述移动块上端设有凸块沿着所述上开槽移动，所述顶升油缸的缸体沿着所述下开槽移动。
所述安装座靠近所述水平油缸一侧设有检测所述移动块位置的接近开关。
所述夹紧机构包括压板和压板油缸，所述压板通过所述压板油缸驱动升降，所述工件通过所述压板压住。
所述压板油缸一侧设有支撑块，且所述压板一端压住所述工件，另一端压在所述支撑块上。
所述立辊机构包括丝杠、滑台、滑座和立辊，所述滑座与滑台滑动连接，所述滑台上设有所述丝杠，所述滑座上设有与所述丝杠配合的丝母，立辊安装在所述滑座上，且机构工作时，所述立辊与所述工件外圆面相抵。
所述工件和钻模通过多组可调夹具相连，所述可调夹具包括螺杆、压块和锁紧螺母，所述压块和锁紧螺母与所述螺杆螺纹连接，使用时所述螺杆穿过工件的槽外壁，所述压块设置于工件槽内并同时压住所述工件和钻模内壁，所述压块位置通过旋拧座锁紧螺母调整。
所述水平托辊沿着支撑工作台所形成圆周的径向设置。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明拓宽了法兰加工直径范围，由现有技术中的五米增加到六点五米，而且本发明结构简单，设备成本大大降低。
2、本发明中的转动定位机构能够自动实现工件旋转、定位，待钻完一个孔后，自动旋转工件，使下一个孔进入钻孔位置，直至钻完工件上全部孔，再进行下一个工件加工，自动化程度高，大大提高了生产效率，降低了工人劳动强度。
3、本发明通过立辊机构调整工件位置，并且一个工件加工完成后，只需将离钻孔装置最远的支撑工作台上的立辊机构调整即可，其余支撑工作台上的立辊机构不用动，操作简单方便。
4、本发明利用一个可调夹具实现工件与钻模连接，结构简单且使用灵活方便。
附图说明
图1为本发明的俯视图，
图2为图1中支撑工作台的示意图，
图3为图2中支撑工作台的主视图，
图4为图3中夹紧机构的俯视图，
图5为图4中夹紧机构的主剖视图，
图6为图3中水平托辊的示意图，
图7为图6中水平托辊的主剖视图，
图8为图3中立辊机构的示意图，
图9为图8中立辊机构的主视图，
图10为图1中转位定位机构的示意图，
图11为图10中转位定位机构的主剖视图，
图12为本发明的工件夹具示意图，
图13为图12中的A-A剖视图，
图14为图13中的B处放大图，
图15为图14中的可调夹具示意图。
其中，1为支撑工作台，2为转位定位机构，201为水平油缸，202为定位销，203为安装座，204为上开槽，205为下开槽，206为移动块，207为顶升油缸，208为接近开关，3为钻孔装置，4为夹紧机构，401为压板，402为支撑块，403为压板油缸，404为底座，5为水平托辊，501为辊体，502为辊座，6为立辊机构，601为丝杠，602为滑台，603为滑座，604为立辊，605为支撑座，606为丝杠支座，607为丝母，7为支撑架，8为工件，9为可调夹具，901为螺杆，902为压块，903为锁紧螺母，10为钻模。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～15所示，本发明包括转位定位机构2、钻孔装置3、钻模10和多个个支撑工作台1，各个支撑工作台1沿着圆周方向均布，所述转位定位机构2和钻孔装置3设置于相邻两个支撑工作台1之间，且所述转位定位机构2安装在所述钻孔装置3上侧，在所述支撑工作台1上设有夹紧机构4、水平托辊5和立辊机构6，在所述转位定位机构2上设有移动块206，且所述移动块206内设有可升降的定位销202，机构工作时，工件8和钻模10连接后放置于各个支撑工作台1的水平托辊5上，并通过所述立辊机构6调整位置，然后转位定位机构2上的定位销202随所述移动块206移动调整位置并升起插入钻模10上的对应孔中，实现工件8和钻模10定位，然后各支撑工作台1上的夹紧机构4动作将工件8和钻模10压住固定，钻孔装置3开始钻孔作业。所述钻孔装置3为本领域公知技术且为市购产品。
如图2～9所示，所述支撑工作台1包括夹紧机构4、立辊机构6、水平托辊5和支撑架7，如图4～5所示，所述夹紧机构4包括压板401、压板油缸403、底座404和支撑块402，所述底座404安装于所述支撑架7上，压板油缸403垂直安装于所述底座404上，压板401水平设置且安装于所述压板油缸403的缸杆端部，所述压板401即通过所述压板油缸403驱动升降，在所述底座404远离工件8一侧设有支撑块402，机构工作时，所述压板401一端压住工件8，另一端压在所述支撑块402上。
如图6～7所示，所述水平托辊5包括辊体501和辊座502，所述辊座502安装于所述支撑架7上，辊体501两端分别通过轴承支承安装于对应的辊座502上，且所述辊体501沿着支撑工作台1所形成圆周的径向设置。
如图8～9所示，所述立辊机构6包括丝杠601、滑台602、滑座603和立辊604，所述滑台602两端分别通过一个支撑座605支撑安装于所述支撑架7上，所述滑座603与滑台602滑动连接，立辊604安装于所述滑座603上，所述滑台602两端下侧分别设有一个丝杠支座606，所述丝杠601两端分别通过轴承支承安装于对应的丝杠支座606上，所述滑座603下侧设有与所述丝杠601配合的丝母607。机构工作时，旋拧所述丝杠601即可驱动所述滑座603移动，进而调整所述立辊604位置，加工时立辊604与工件8外圆周面相抵起定位作用，同时旋拧所述丝杠601调整立辊604位置还可以调整工件8和钻模10位置，使工件8完成定位并且待钻孔位置(也即钻模10上的对应孔中心)与钻孔装置3上的钻头中心重合。
如图10～11所示，所述转位定位机构2包括安装座203、水平油缸201、移动块206、定位销202、顶升油缸207和接近开关208，所述移动块206可移动地安装于所述安装座203中，顶升油缸207与所述移动块206固连，定位销202置于所述移动块206内且安装于所述顶升油缸207的缸杆端部，在所述安装座203上，在所述移动块206上下两侧分别设有上开槽204和下开槽205，所述移动块206上端设有凸块沿着所述上开槽204移动，所述顶升油缸207的缸体沿着所述下开槽205移动。机构工作时，所述移动块206通过水平油缸201驱动在所述安装座203内移动调整位置，在所述安装座203靠近所述水平油缸201一侧设有接近开关208用于检测所述移动块206位置，当水平油缸201驱动移动块206伸出或后退到位，所述接近开关208会发出下一个动作的信号，所述接近开关208为本领域公知技术。另外如图12～15所示，所述工件8是与一个钻模10相连，在所述钻模10下表面外沿均布有多个通孔，所述移动块206移动到位后，通过所述立辊机构6调整所述工件8和钻模10位置，使钻模10任意一孔中心与定位销202中心重合，然后所述定位销202通过所述顶升油缸207驱动升起所述孔中，实现工件8和钻模10定位，同时一个孔加工完成后，所述定位销202下降后退再插入下一个钻模10上的孔内，再前进推动工件8转动，使下一个待加工孔移动至钻孔装置3的钻头上侧。
如图12～15所示，所述工件8是与一个钻模10连接后放置于各个支撑工作台1上，使用时先将钻模10水平放置且凹槽朝上，再将待钻孔的工件8凹槽朝下，与钻模10扣在一起，对正后用多组可调夹具9将工件8和钻模10连接紧固，然后再整体吊装到工作台上，钻模10下端面通过各个水平托辊5支撑，加工时钻孔装置3的钻头穿过钻模10上的通孔后在工件8上的对应位置加工出相应孔。所述钻模10为本领域公知技术。
如图14～15所示，所述可调夹具9包括螺杆901、压块902和锁紧螺母903，所述压块902和锁紧螺母903与所述螺杆901螺纹连接，如图14所示，使用时所述螺杆901穿过工件8的槽外壁，所述压块902则设置于工件8和钻模10槽内并且同时压住所述工件8和钻模10内壁，从而实现将工件8和钻模10同时压紧固连，所述压块902位置通过旋拧座锁紧螺母903调整。
如图1所示，本实施例中设有三个支撑工作台1，第一个工件位置调整确定后，以后再更换加工相同的工件时，只需调整离钻孔装置3最远一个支撑工作台1上的立辊机构6即可。如图12所示，本实施例中，所述工件8和钻模10通过四套可调夹具9实现连接。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，先通过四套可调夹具9将工件8和钻模10对正后连接紧固，然后将工件8和钻模10整体放置于各个支撑工作台1的水平托辊5上，然后旋转立辊机构6中的丝杠601调整立辊604位置，使工件8完成定位并且待钻孔位置(也即钻模10上的对应孔中心)与钻孔装置3上的钻头中心重合，同时钻模10上的另一孔中心与转位定位机构2上的定位销202中心重合，钻孔时定位销202升起插入钻模10上的对应孔中，夹紧机构4中的压板401下降压住工件8，钻孔工具3上的钻头升起钻孔，一个孔加工完成后，所述压板401升起，所述定位销202下降后退再插入下一个钻模10上的孔内，再前进推动工件8转动，使下一个待加工孔移动至钻孔装置3的钻头中心位置上，然后钻孔装置3的钻头转动后并进给完成下一个孔的钻孔作业，如此循环直至完成该工件的全部孔加工工作。所述工件加工完后，旋拧离钻孔装置3最远的支撑工作台1上的立辊机构6的丝杠601，其余两个不动，卸去加工好的工件，并放入下一工件继续加工。

Claims (9)

1.一种大直径法兰钻孔装置，其特征在于：包括转位定位机构(2)、钻孔装置(3)、钻模(10)和多个支撑工作台(1)，各个支撑工作台(1)沿着圆周方向均布，所述转位定位机构(2)和钻孔装置(3)设置于相邻两个支撑工作台(1)之间，在所述支撑工作台(1)上设有夹紧机构(4)、水平托辊(5)和立辊机构(6)，在所述转位定位机构(2)上设有移动块(206)，且所述移动块(206)内设有可升降的定位销(202)，工件(8)和钻模(10)连接后放置于各个支撑工作台(1)的水平托辊(5)上，并通过所述立辊机构(6)调整位置，然后所述定位销(202)随所述移动块(206)移动并升起插入所述钻模(10)上的对应孔中，钻孔时工件(8)和钻模(10)通过所述夹紧机构(4)压住固定。
2.根据权利要求1所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述转位定位机构(2)包括安装座(203)、水平油缸(201)、移动块(206)、定位销(202)和顶升油缸(207)，所述移动块(206)设置于所述安装座(203)内并通过所述水平油缸(201)驱动移动，顶升油缸(207)与所述移动块(206)固连，定位销(202)置于所述移动块(206)内且通过所述顶升油缸(207)驱动升降。
3.根据权利要求2所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：在所述安装座(203)上设有上开槽(204)和下开槽(205)，且上开槽(204)位于所述移动块(206)上侧，下开槽(205)位于所述移动块(206)下侧，所述移动块(206)上端设有凸块沿着所述上开槽(204)移动，所述顶升油缸(207)的缸体沿着所述下开槽(205)移动。
4.根据权利要求2所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述安装座(203)靠近所述水平油缸(201)一侧设有检测所述移动块(206)位置的接近开关(208)。
5.根据权利要求1所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述夹紧机构(4)包括压板(401)和压板油缸(403)，所述压板(401)通过所述压板油缸(403)驱动升降，所述工件(8)通过所述压板(401)压住。
6.根据权利要求5所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述压板油缸(403)一侧设有支撑块(402)，且所述压板(401)一端压住所述工件(8)，另一端压在所述支撑块(402)上。
7.根据权利要求1所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述立辊机构(6)包括丝杠(601)、滑台(602)、滑座(603)和立辊(604)，所述滑座(603)与滑台(602)滑动连接，所述滑台(602)上设有所述丝杠(601)，所述滑座(603)上设有与所述丝杠(601)配合的丝母(607)，立辊(604)安装在所述滑座(603)上，且所述立辊(604)与所述工件(8)外圆面相抵。
8.根据权利要求1所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述工件(8)和钻模(10)通过多组可调夹具(9)相连，所述可调夹具(9)包括螺杆(901)、压块(902)和锁紧螺母(903)，所述压块(902)和锁紧螺母(903)与所述螺杆(901)螺纹连接，使用时所述螺杆(901)穿过工件(8)的槽外壁，所述压块(902)设置于工件(8)槽内并同时压住所述工件(8)和钻模(10)内壁，所述压块(902)位置通过旋拧座锁紧螺母(903)调整。
9.根据权利要求1所述的大直径法兰钻孔装置，其特征在于：所述水平托辊(5)沿着支撑工作台(1)所形成圆周的径向设置。
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