CN109093150B - 一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，包括有定位装置、钻孔装置和控制装置，所述定位装置包括有夹持机构、旋转机构，所述钻孔装置包括有立式钻床和调整机构，所述控制装置包括有控制器和传感器组件，所述夹持机构包括有定位夹具和驱动组件，所述旋转机构包括有旋转平台和旋转组件，本发明的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，能够实现对圆盘法兰进行自动夹持和自动钻孔，提高圆盘法兰的加工效率，降低人力成本。

Description

一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置。

背景技术

圆盘法兰是轴与轴之间相互连接的零件，法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，法兰需要沿径向均布孔，一般用在液压传动机构中。过去径向均布孔类零件的钻孔工装有两种：一种钻孔工装是将零件装夹在分度盘上翻转，这种方式需配合机床的托板刻度来定位，操作性能差，使用效率低，如在钻床上使用，另一种钻孔工装是手动翻转机构，主要是根据均布孔的夹角制出相应的多面体精度不高，如果零件尺寸大，重量重，如柱塞杆类零件，用手工搬动翻转十分困难，不方便操作，无满足零件批量生产的需要，而且对不同尺寸的圆盘法兰的夹持质量不佳，人工对圆盘法兰夹持效率较低。

为解决上述问题，公开了专利号为CN200820140925.6的一种钻制径向均布孔的钻孔工装，由底板、前支撑座、后支撑座、螺旋夹紧机构、旋转式分度机构组成，所述的前支撑座和后支撑座固定在底板上，所述的螺旋夹紧机构安装在前支撑座上，所述的旋转式分度机构由钻模板筒体、限位器和分度定位销组成，钻模板筒体的一端具有法兰圆盘，法兰圆盘端面开有均布的多个分度定位销孔，法兰圆盘的外圆柱面制出若干旋转扳手卡槽，在钻模板筒体的圆柱面上按零件径向均布孔制出了相应的钻头引导孔，钻模板筒体的另一端与限位器连接，限位器的非连接端安装有一块限位挡块，钻模板筒体和限位器一起装在前支撑座和后支撑座的支撑孔中，限位器外圆柱面与前支撑座的支撑孔内的支撑衬套间隙配合，钻模板筒体的外圆柱面与后支撑座的支撑孔内的支撑衬套间隙配合，所述的旋转式分度机构还设置有轴向压紧机构，所述的轴向压紧机构的由压块、压板和压紧螺钉组成，压板两端通过两个螺钉连接在钻模板筒体的法兰圆盘面上，压板一端铰接，另一端锁扣并可拆卸，压板中间开有一螺纹孔，压紧螺钉通过螺纹孔旋进并推动压块，所述的螺旋夹紧机构由螺纹夹紧套、夹紧衬套和旋转螺杆组成，旋转螺杆穿过夹紧衬套与螺纹夹紧套连接，螺纹夹紧套和夹紧衬套分别制出一段与限位器的外圆柱相同半径的圆弧凹槽，零件装入旋转分度机构钻模板筒体并由轴向压紧机构、螺旋夹紧机构夹紧后，即完成了所有均布孔的钻制导向，钻孔时，只需旋转钻模板筒体到某一待钻的角度，再用分度定位销插入分度定位孔来定位，但是人工对待加工的的圆盘法兰夹持的定位效率较低，加工效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，包括有用于夹持圆盘法兰的定位装置、用于对定位住的圆盘法兰进行钻孔的钻孔装置和控制装置，所述定位装置包括有用于夹持圆盘法兰的夹持机构、用于驱动夹持机构旋转的旋转机构，所述夹持机构设置在旋转机构的顶部，所述钻孔装置包括有立式钻床和能够调整立式钻床位置的调整机构，所述调整机构与立式钻床的底部铰接，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件，所述夹持机构包括有定位夹具和用于驱动定位夹具动作的驱动组件，所述旋转机构包括有旋转平台和用于驱动旋转平台旋转的旋转组件，所述驱动组件和旋转组件均与控制器电性连接。

优选的，所述定位夹具包括有圆形结构的承托平台、绕承托平台边缘周向等角度差分布的第一顶持组件、第二顶持组件和第三顶持组件，所述第一顶持组件、第二顶持组件和第三顶持组件均与驱动组件铰接，所述承托平台通过竖直设置的支撑杆固定安装在旋转平台上。

优选的，所述驱动组件包括有第一驱动电机、套设在支撑杆外侧的外螺纹筒和与外螺纹筒螺纹配合的滑块，所述第一顶持组件通过第一连接杆与滑块铰接，所述第二顶持组件通过第二连接杆与滑块铰接，所述第三顶持组件通过第三连接杆与滑块铰接，所述外螺纹筒的底端固定安装有第一伞齿，所述第一驱动电机的输出轴通过第二伞齿与第一伞齿啮合。

优选的，所述第一顶持组件包括有第一滑板和若干个竖直设置的第一顶持杆，所述第一滑板通过第一滑道与承托平台的底部滑动配合，所述第一滑道的中心线经过承托平台的圆心，所述第一滑板远离承托平台的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第一丝杆，所述第一丝杆的轴线与第一滑道的中心线垂直，所有所述第一顶持杆分别通过第一连接块与第一丝杆的两端固定连接。

优选的，所述第二顶持组件包括有第二滑板和若干个竖直设置的第二顶持杆，所述第二滑板通过第二滑道与承托平台的底部滑动配合，所述第二滑道的中心线经过承托平台的圆心，所述第二滑板远离承托平台的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第二丝杆，所述第二丝杆的轴线与第二滑道的中心线垂直，所有所述第二顶持杆分别通过第二连接块与第二丝杆的两端固定连接。

优选的，所述第三顶持组件包括有第三滑板和若干个竖直设置的第三顶持杆，所述第三滑板通过第三滑道与承托平台的底部滑动配合，所述第三滑道的中心线经过承托平台的圆心，所述第三滑板远离承托平台的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第三丝杆，所述第三丝杆的轴线与第三滑道的中心线垂直，所有所述第三顶持杆分别通过第三连接块与第三丝杆的两端固定连接。

优选的，所述承托平台的边缘通过承托筒固定在旋转平台上，所述旋转组件包括有设置在旋转平台边沿的外齿圈和第二驱动电机，所述第二驱动电机通过第一齿轮与外齿圈啮合，所述旋转平台的底部设置有供自身滑动的圆环型滑道。

优选的，所述立式钻床的底部设置有供自身滑动的第四滑道，所述调整机构包括有连杆组件和联动组件，所述连杆组件包括有第一连动杆和第二连动杆，所述第一连动杆的一端与立式钻床的底部铰接，所述第一连动杆的另一端与第二连动杆的一端铰接，所述第二连动杆的另一端通过转动轴与联动组件固定连接。

优选的，所述联动组件包括有固定安装在转动轴上的第二齿轮和第三驱动电机，所述第三驱动电机通过第三齿轮与第二齿轮啮合。

优选的，所述传感器组件包括有设置在第一驱动电机上的扭矩传感器、设置在承托筒的旁侧的第一接近传感器和设置在第四滑道旁侧的第二接近传感器，所述扭矩传感器、第一接近传感器和所有第二接近传感器均与控制器电性连接，承托筒的外侧底部设置有若干个能够与第一接近传感器感应配合的感应板。

有益效果：本发明的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，将待加工法兰放在承托平台上，然后控制器控制第一驱动电机驱动外螺纹筒旋转，使得滑块下降，从而带动第一滑板、第二滑板和第三滑板沿着承托平台径向朝承托平台的圆心移动，从而带动所有第一顶持杆、所有第二顶持杆和所有第三顶持杆同时抵触到圆盘法兰的边缘，当扭矩传感器检测到第一驱动电机的扭矩大于预设值的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第一驱动电机停止旋转，然后控制器控制第二驱动电机驱动旋转平台旋转，当第一接近传感器检测到一个感应板，传送一个电信号给控制器，控制器控制第二驱动电机停止旋转，然后控制器控制第三驱动电机通过连杆组件驱动立式钻床在第三滑道上滑动到一定位置，然后第二接近传感器检测到立式钻床的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第三驱动电机停止旋转，然后立式钻床对圆盘法兰进行钻孔，能够实现对圆盘法兰进行自动夹持和自动钻孔，提高圆盘法兰的加工效率，降低人力成本。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二；

图3为本发明定位装置的立体结构示意图；

图4为本发明定位装置的俯视图；

图5为图4沿A-A线的剖视图；

图6为本发明定位装置和旋转机构的立体结构示意图；

图7为本发明定位夹具的立体结构示意图；

图8为本发明钻孔机构的立体结构示意图；

附图标记说明：定位装置1，钻孔装置2，夹持机构3，定位夹具31，驱动组件32，外螺纹筒321，滑块322，第一连接杆323，第二连接杆324，第三连接杆325，第一伞齿326，第二伞齿327，第一驱动电机328，承托平台33，支撑杆331，承托筒332，第一顶持组件34，第一滑板341，第一滑道342，第一丝杆343，第一顶持杆344，第二顶持组件35，第二滑板351，第二滑道352，第二丝杆353，第二顶持杆354，第三顶持组件36，第三滑板361，第三滑道362，第三丝杆363，第三顶持杆364，旋转机构4，旋转平台41，旋转组件42，外齿圈421，第一齿轮422，第二驱动电机423，圆环型滑道424，立式钻床5，调整机构6，第一连动杆61，第二连动杆62，第二齿轮63，第三齿轮64，第三驱动电机65，第四滑道66，第一接近传感器7，第二接近传感器8，圆盘法兰9。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图8所示的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，包括有用于夹持圆盘法兰9的定位装置1、用于对定位住的圆盘法兰9进行钻孔的钻孔装置2和控制装置，所述定位装置1包括有用于夹持圆盘法兰9的夹持机构3、用于驱动夹持机构3旋转的旋转机构4，所述夹持机构3设置在旋转机构4的顶部，所述钻孔装置2包括有立式钻床5和能够调整立式钻床5位置的调整机构6，所述调整机构6与立式钻床5的底部铰接，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件，所述夹持机构3包括有定位夹具31和用于驱动定位夹具31动作的驱动组件32，所述旋转机构4包括有旋转平台41和用于驱动旋转平台41旋转的旋转组件42，所述驱动组件32和旋转组件42均与控制器电性连接，将待加工法兰放在定位夹具31上，然后控制器控制驱动组件32旋转，带动定位夹具31将圆盘法兰9夹持住，然后控制器控制旋转组件42驱动旋转平台41旋转，然后控制器控制调整机构6驱动立式钻床5移动到指定位置，对圆盘法兰9进行钻孔。

所述定位夹具31包括有圆形结构的承托平台33、绕承托平台33边缘周向等角度差分布的第一顶持组件34、第二顶持组件35和第三顶持组件36，所述第一顶持组件34、第二顶持组件35和第三顶持组件36均与驱动组件32铰接，所述承托平台33通过竖直设置的支撑杆331固定安装在旋转平台41上，驱动组件32能够驱动第一顶持组件34、第二顶持组件35和第三顶持组件36沿着承托平台33径向朝承托平台33的圆心移动将圆盘法兰9夹持住。

所述驱动组件32包括有第一驱动电机328、套设在支撑杆331外侧的外螺纹筒321和与外螺纹筒321螺纹配合的滑块322，所述第一顶持组件34通过第一连接杆323与滑块322铰接，所述第二顶持组件35通过第二连接杆324与滑块322铰接，所述第三顶持组件36通过第三连接杆325与滑块322铰接，所述外螺纹筒321的底端固定安装有第一伞齿326，所述第一驱动电机328的输出轴通过第二伞齿327与第一伞齿326啮合，第一驱动电机328驱动第二伞齿327和第一伞齿326旋转，实现外螺纹筒321旋转，使得滑块322升降，从而能够带动第一顶持组件34、第二顶持组件35和第三顶持组件36沿着承托平台33径向朝承托平台33的圆心移动将圆盘法兰9夹持住。

所述第一顶持组件34包括有第一滑板341和若干个竖直设置的第一顶持杆344，所述第一滑板341通过第一滑道342与承托平台33的底部滑动配合，所述第一滑道342的中心线经过承托平台33的圆心，所述第一滑板341远离承托平台33的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第一丝杆343，所述第一丝杆343的轴线与第一滑道342的中心线垂直，所有所述第一顶持杆344分别通过第一连接块与第一丝杆343的两端固定连接，滑块322升降带动第一滑板341在第一滑道342上滑动朝承托平台33的圆心移动，从而带动所有第一顶持杆344同时抵触到圆盘法兰9的边缘。

所述第二顶持组件35包括有第二滑板351和若干个竖直设置的第二顶持杆354，所述第二滑板351通过第二滑道352与承托平台33的底部滑动配合，所述第二滑道352的中心线经过承托平台33的圆心，所述第二滑板351远离承托平台33的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第二丝杆353，所述第二丝杆353的轴线与第二滑道352的中心线垂直，所有所述第二顶持杆354分别通过第二连接块与第二丝杆353的两端固定连接，滑块322升降带动第二滑板351在第二滑道352上滑动朝承托平台33的圆心移动，从而带动所有第二顶持杆354同时抵触到圆盘法兰9的边缘。

所述第三顶持组件36包括有第三滑板361和若干个竖直设置的第三顶持杆364，所述第三滑板361通过第三滑道362与承托平台33的底部滑动配合，所述第三滑道362的中心线经过承托平台33的圆心，所述第三滑板361远离承托平台33的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第三丝杆363，所述第三丝杆363的轴线与第三滑道362的中心线垂直，所有所述第三顶持杆364分别通过第三连接块与第三丝杆363的两端固定连接，滑块322升降带动第三滑板361在第三滑道362上滑动朝承托平台33的圆心移动，从而带动所有第三顶持杆364同时抵触到圆盘法兰9的边缘。

所述承托平台33的边缘通过承托筒332固定在旋转平台41上，所述旋转组件42包括有设置在旋转平台41边沿的外齿圈421和第二驱动电机423，所述第二驱动电机423通过第一齿轮422与外齿圈421啮合，所述旋转平台41的底部设置有供自身滑动的圆环型滑道424，第二驱动电机423通过第一齿轮422驱动旋转平台41旋转。

所述立式钻床5的底部设置有供自身滑动的第四滑道66，所述调整机构6包括有连杆组件和联动组件，所述连杆组件包括有第一连动杆61和第二连动杆62，所述第一连动杆61的一端与立式钻床5的底部铰接，所述第一连动杆61的另一端与第二连动杆62的一端铰接，所述第二连动杆62的另一端通过转动轴与联动组件固定连接，联动组件驱动第二连动杆62旋转，使得第一连动杆61带动立式钻床5在第四滑道66上滑动。

所述联动组件包括有固定安装在转动轴上的第二齿轮63和第三驱动电机65，所述第三驱动电机65通过第三齿轮64与第二齿轮63啮合，第三驱动电机65驱动第三齿轮64与第二齿轮63旋转，转动轴转动带动第二连动杆62旋转。

所述传感器组件包括有设置在第一驱动电机328上的扭矩传感器、设置在承托筒332的旁侧的第一接近传感器7和设置在第四滑道66旁侧的第二接近传感器8，所述扭矩传感器、第一接近传感器7和所有第二接近传感器8均与控制器电性连接，承托筒332的外侧底部设置有若干个能够与第一接近传感器7感应配合的感应板，当扭矩传感器检测到第一驱动电机328的扭矩大于预设值的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第一驱动电机328停止旋转，当第一接近传感器7检测到一个感应板，传送一个电信号给控制器，控制器控制第二驱动电机423停止旋转，然后第二接近传感器8检测到立式钻床5的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第三驱动电机65停止旋转，控制器、第一接近传感器7、扭矩传感器和第二接近传感器8的型号为现有技术，此处不再详述。

工作原理：将待加工法兰放在承托平台33上，然后控制器控制第一驱动电机328驱动外螺纹筒321旋转，使得滑块322下降，从而带动第一滑板341、第二滑板351和第三滑板361沿着承托平台33径向朝承托平台33的圆心移动，从而带动所有第一顶持杆344、所有第二顶持杆354和所有第三顶持杆364同时抵触到圆盘法兰9的边缘，当扭矩传感器检测到第一驱动电机328的扭矩大于预设值的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第一驱动电机328停止旋转，然后控制器控制第二驱动电机423驱动旋转平台41旋转，当第一接近传感器7检测到一个感应板，传送一个电信号给控制器，控制器控制第二驱动电机423停止旋转，然后控制器控制第三驱动电机65通过连杆组件驱动立式钻床5在第三滑道362上滑动到一定位置，然后第二接近传感器8检测到立式钻床5的时候，传送一个电信号给控制器，控制器控制第三驱动电机65停止旋转，然后立式钻床5对圆盘法兰9进行钻孔。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：包括有用于夹持圆盘法兰(9)的定位装置(1)、用于对定位住的圆盘法兰(9)进行钻孔的钻孔装置(2)和控制装置，所述定位装置(1)包括有用于夹持圆盘法兰(9)的夹持机构(3)、用于驱动夹持机构(3)旋转的旋转机构(4)，所述夹持机构(3)设置在旋转机构(4)的顶部，所述钻孔装置(2)包括有立式钻床(5)和能够调整立式钻床(5)位置的调整机构(6)，所述调整机构(6)与立式钻床(5)的底部铰接，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件，所述夹持机构(3)包括有定位夹具(31)和用于驱动定位夹具(31)动作的驱动组件(32)，所述旋转机构(4)包括有旋转平台(41)和用于驱动旋转平台(41)旋转的旋转组件(42)，所述驱动组件(32)和旋转组件(42)均与控制器电性连接；

所述定位夹具(31)包括有圆形结构的承托平台(33)、绕承托平台(33)边缘周向等角度差分布的第一顶持组件(34)、第二顶持组件(35)和第三顶持组件(36)，所述第一顶持组件(34)、第二顶持组件(35)和第三顶持组件(36)均与驱动组件(32)铰接，所述承托平台(33)通过竖直设置的支撑杆(331)固定安装在旋转平台(41)上；

所述驱动组件(32)包括有第一驱动电机(328)、套设在支撑杆(331)外侧的外螺纹筒(321)和与外螺纹筒(321)螺纹配合的滑块(322)，所述第一顶持组件(34)通过第一连接杆(323)与滑块(322)铰接，所述第二顶持组件(35)通过第二连接杆(324)与滑块(322)铰接，所述第三顶持组件(36)通过第三连接杆(325)与滑块(322)铰接，所述外螺纹筒(321)的底端固定安装有第一伞齿(326)，所述第一驱动电机(328)的输出轴通过第二伞齿(327)与第一伞齿(326)啮合；

所述第一顶持组件(34)包括有第一滑板(341)和若干个竖直设置的第一顶持杆(344)，所述第一滑板(341)通过第一滑道(342)与承托平台(33)的底部滑动配合，所述第一滑道(342)的中心线经过承托平台(33)的圆心，所述第一滑板(341)远离承托平台(33)的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第一丝杆(343)，所述第一丝杆(343)的轴线与第一滑道(342)的中心线垂直，所有所述第一顶持杆(344)分别通过第一连接块与第一丝杆(343)的两端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述第二顶持组件(35)包括有第二滑板(351)和若干个竖直设置的第二顶持杆(354)，所述第二滑板(351)通过第二滑道(352)与承托平台(33)的底部滑动配合，所述第二滑道(352)的中心线经过承托平台(33)的圆心，所述第二滑板(351)远离承托平台(33)的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第二丝杆(353)，所述第二丝杆(353)的轴线与第二滑道(352)的中心线垂直，所有所述第二顶持杆(354)分别通过第二连接块与第二丝杆(353)的两端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述第三顶持组件(36)包括有第三滑板(361)和若干个竖直设置的第三顶持杆(364)，所述第三滑板(361)通过第三滑道(362)与承托平台(33)的底部滑动配合，所述第三滑道(362)的中心线经过承托平台(33)的圆心，所述第三滑板(361)远离承托平台(33)的一端固定安装有两个水平设置且沿着竖直方向排列的第三丝杆(363)，所述第三丝杆(363)的轴线与第三滑道(362)的中心线垂直，所有所述第三顶持杆(364)分别通过第三连接块与第三丝杆(363)的两端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述承托平台(33)的边缘通过承托筒(332)固定在旋转平台(41)上，所述旋转组件(42)包括有设置在旋转平台(41)边沿的外齿圈(421)和第二驱动电机(423)，所述第二驱动电机(423)通过第一齿轮(422)与外齿圈(421)啮合，所述旋转平台(41)的底部设置有供自身滑动的圆环型滑道(424)。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述立式钻床(5)的底部设置有供自身滑动的第四滑道(66)，所述调整机构(6)包括有连杆组件和联动组件，所述连杆组件包括有第一连动杆(61)和第二连动杆(62)，所述第一连动杆(61)的一端与立式钻床(5)的底部铰接，所述第一连动杆(61)的另一端与第二连动杆(62)的一端铰接，所述第二连动杆(62)的另一端通过转动轴与联动组件固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述联动组件包括有固定安装在转动轴上的第二齿轮(63)和第三驱动电机(65)，所述第三驱动电机(65)通过第三齿轮(64)与第二齿轮(63)啮合。

7.根据权利要求6所述的一种适用于多种规格的圆盘法兰钻孔的加工装置，其特征在于：所述传感器组件包括有设置在第一驱动电机(328)上的扭矩传感器、设置在承托筒(332)的旁侧的第一接近传感器(7)和设置在第四滑道(66)旁侧的第二接近传感器(8)，所述扭矩传感器、第一接近传感器(7)和所有第二接近传感器(8)均与控制器电性连接，承托筒(332)的外侧底部设置有若干个能够与第一接近传感器(7)感应配合的感应板。

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