CN109605047B - 一种管桩法兰端板全自动孔加工机 - Google Patents

一种管桩法兰端板全自动孔加工机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种管桩法兰端板全自动孔加工机，包括有底座、第一加工单元、第二加工单元、用于冲孔的冲床和用于在各工位之间自动转移法兰端板的转运装置，底座上设有用于自动定位并夹紧法兰端板的主夹具，第一加工单元和第二加工单元分设于主夹具的前端和后端且可滑动地安装于底座上，第一加工单元与第二加工单元的进给方向相反，冲床固定安装在底座上且位于主夹具的上方位置，第一加工单元和第二加工单元用于加工法兰端板上的张拉螺栓孔、锚孔和内螺纹，冲床用于加工张拉螺栓孔与锚孔之间的连接孔，本发明能连续批量对法兰端板上的孔进行自动加工，具有加工精度高，生产效率高，节约人工成本的优点。

Description

一种管桩法兰端板全自动孔加工机
【技术领域】
本发明涉及一种管桩法兰端板全自动孔加工机。
【背景技术】
管桩法兰端板广泛应用于高强度预应力水泥管桩的两端，是不可或缺的盘形金属构件，市场需求量很大；通常管桩法兰端板为圆环形片状钢板，环面上等径圆周处开有与组成管桩内钢筋笼的预应力主筋数量相对应的张拉螺栓孔，张拉螺栓孔一侧开有与张拉螺栓孔连通的预应力主筋锚孔，锚孔的一端为沉孔用以锚固预应力主筋；现有技术中加工管桩法兰端板上的孔工序多，加工过程需要频繁搬运和装夹，工人体力消耗大，生产效率低，现有的加工机床已经不能够满足生产发展的需要。
本发明即是针对现有技术的不足而研究提出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷而提供一种管桩法兰端板全自动孔加工机，能连续批量对管桩法兰端板上的孔进行自动加工，具有加工精度高，生产效率高，节约人工成本的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种管桩法兰端板全自动孔加工机，包括有底座、第一加工单元、第二加工单元、用于冲孔的冲床和用于在各工位之间自动转移法兰端板的转运装置，所述底座上设有用于加工过程中自动定位并夹紧法兰端板的主夹具，所述第一加工单元和第二加工单元分设于所述主夹具的前端和后端且可滑动地安装于底座上，所述第一加工单元与第二加工单元的进给方向相反；所述冲床固定安装在底座上且位于主夹具的上方位置；第一加工单元和第二加工单元用于从不同方向完成法兰端板上张拉螺栓孔、锚孔和内螺纹的加工，且此过程中法兰端板仅需在主夹具上定位装夹一次；冲床则用于完成张拉螺栓孔与锚孔之间连接孔的加工。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述转运装置包括设置在所述冲床旁的可沿X轴方向移动的第一X向滑动机构和第二X向滑动机构，所述第一X向滑动机构上设有可沿Y轴方向移动的第一Y向滑动机构，所述第一Y向滑动机构上设有退料杆，所述第二X向滑动机构上设有可沿Z轴方向移动的第二Z向滑动机构，所述第二Z向滑动机构上设有可伸入主夹具内并抓取法兰端板的卡盘。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述卡盘包括与第二Z向滑动机构固定连接的卡盘座，所述卡盘座内设有相互垂直的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽内可滑动设有卡盘推板，所述卡盘推板的左边和右边分别可滑动连接有一个卡盘爪并带动两个卡盘爪在所述第二滑槽内同时相向或相反移动，所述卡盘座上还设有驱动所述卡盘推板在第一滑槽内移动的驱动头。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述底座上设有可沿X轴方向移动的第一进给机构和第二进给机构，所述第一加工单元安装在第一进给机构上并由第一进给机构带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具上的法兰端板；所述第二加工单元安装在第二进给机构上并由第二进给机构带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具上的法兰端板，所述第二加工单元包括有扩孔钻头单元和攻丝钻头单元，所述第二进给机构上还滑动连接有可沿Y轴方向移动的滑台机构，所述扩孔钻头单元和攻丝钻头单元并列安装在滑台机构上，通过滑台机构可切换扩孔钻头单元和攻丝钻头单元从而完成相应的加工内容。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述扩孔钻头单元上的钻头群组可绕扩孔钻头单元的中心轴转动并调整相位角，采用上述结构设计后，扩孔钻头单元在法兰端板只需进行一次定位装夹的前提下可进行张拉螺栓孔和锚孔一端的沉孔的加工，简化工序，提高效率，且减少了多次装夹带来的加工误差，有利于提高加工精度。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述主夹具包括两个相对设置的固定架和用于从端面将法兰端板夹紧在两个固定架之间的压紧装置，所述固定架上还设有分别布置在法兰端板左下方和右下方位置处且与法兰端板的侧面接触的定位件，定位件仅需在加工工作初始调整设定完毕后即可永久对法兰端板进行自动定位。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述固定架上位于法兰端板的前端和后端位置处设有钻模。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述冲床包括上模单元、下定位模座和用于将法兰端板定位并压紧在下定位模座上的辅助夹具，所述辅助夹具包括安装在下定位模座后方的夹紧座，所述夹紧座上滑动设置有两个对称布置的夹紧杆套，每一所述夹紧杆套内沿其轴向滑动设置有夹紧杆，所述夹紧杆套由第一辅助驱动装置驱动在夹紧座上移动从而带动所述夹紧杆与法兰端板的内侧面接触，同时也起到使法兰端板快速定位于下定位模座上的作用，所述夹紧杆由第二辅助驱动装置驱动在夹紧杆套内移动且可伸入法兰端板的内孔并从端面将其压紧在下定位模座上。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述辅助夹具位于主夹具的上方，所述下定位模座的中心与所述主夹具的中心在Y轴方向上的投影是重合的，所述上模单元与所述第一加工单元的进给方向平行，采用这样的结构布置使得法兰端板从主夹具被转运至辅助夹具的过程中不需翻转，提高效率且可减少定位误差。
如上所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，所述退料杆可滑动连接于第一Y向滑动机构且可沿Z轴方向移动调整。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明的管桩法兰端板全自动孔加工机运行时，只需将法兰端板的坯料放入主夹具，主夹具自动将法兰端板定位并夹紧，接着第一加工单元和第二加工单元进行加工工作，之后由转运装置上的卡盘将法兰端板转运至冲床的下定位模座上，同样辅助夹具自动将法兰端板定位并压紧于下定位模座上，接着冲床进行加工工作，最后由转运装置上的退料杆将加工完成的法兰端板取出，本发明有效减少了加工过程中对法兰端板的转运和装夹次数，且主夹具和辅助夹紧均具有自动定位功能，具有高效率、高自动化且加工精度高等特点。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的管桩法兰端板全自动孔加工机的立体图。
图2为图1中转运装置的立体图。
图3为图1中第一加工单元、第二加工单元和主夹具的立体图。
图4为本发明中辅助夹具、下定位模座、第二X向滑动机构、第二Z向滑动机构和卡盘的立体图。
图5为图4中卡盘的立体分解图。
图6为图1中冲床的立体图。
图7为图4中辅助夹具的立体图。
图8为图1中主夹具的立体分解图。
图9为图3中扩孔钻头单元的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1至9所示，一种管桩法兰端板全自动孔加工机，包括有底座1，所述底座1上设有用于加工过程中定位并夹紧法兰端板009的主夹具6，所述主夹具6的前端和后端分别设有第一加工单元2和第二加工单元3，第一加工单元2和第二加工单元3都可滑动地安装于底座1上且第一加工单元2与第二加工单元3的进给方向相反；所述固定安装在底座1上且位于主夹具6的上方位置还固定安装有冲床4，本发明还包括有转运装置5，所述转运装置5用于在各工位之间自动转移法兰端板009从而不需要进行人工搬运。
优选的，所述底座1上设有可沿X轴方向移动的第一进给机构21和第二进给机构31，所述第一加工单元2安装在第一进给机构21上并由第一进给机构21带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具6上的法兰端板009；所述第二加工单元3安装在第二进给机构31上并由第二进给机构31带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具6上的法兰端板009，所述第二加工单元3包括有扩孔钻头单元32和攻丝钻头单元33，所述扩孔钻头单元32上的钻头群组可绕扩孔钻头单元32的中心轴转动并调整相位角；所述第二进给机构31上还滑动连接有可沿Y轴方向移动的滑台机构34，所述扩孔钻头单元32和攻丝钻头单元33并列安装在滑台机构34上；通常第一进给机构21、第二进给机构31和滑台机构34都包括液压缸、导轨、与导轨配合且可沿导轨滑动的工作台及相应的行程开关等部件。通常第一加工单元2、扩孔钻头单元32和攻丝钻头单元33都包括驱动电机、动力分配器和相应数量的钻头或丝锥，通过动力分配器第一加工单元2、扩孔钻头单元32和攻丝钻头单元33均能在一次进给运动中同时加工出若干数量的孔，极大提高加工效率。
优选的，所述转运装置5包括设置在所述冲床4旁的可沿X轴方向移动的第一X向滑动机构51和第二X向滑动机构54，所述第一X向滑动机构51上设有可沿Y轴方向移动的第一Y向滑动机构52，所述第一Y向滑动机构52上设有退料杆53，所述退料杆53可滑动连接于第一Y向滑动机构52且可沿Z轴方向移动调整；所述第二X向滑动机构54上设有可沿Z轴方向移动的第二Z向滑动机构55，所述第二Z向滑动机构55上设有可伸入主夹具6内并抓取法兰端板009的卡盘56；所述卡盘56包括与第二Z向滑动机构55固定连接的卡盘座561，所述卡盘座561内设有相互垂直的第一滑槽562和第二滑槽563，所述第一滑槽562内可滑动设有卡盘推板564，所述卡盘推板564的左边和右边分别可滑动连接有一个卡盘爪565，卡盘爪565是通过斜滑块与卡盘推板564上的斜槽配合连接的，这样的结构设置使得卡盘推板564能带动两个卡盘爪565在所述第二滑槽563内同时相向或相反移动，从而形成装夹空间以便夹住抓取法兰端板009，所述卡盘座561上还设有驱动所述卡盘推板564在第一滑槽562内移动的驱动头566，卡盘座561的下端还设有卡盘顶板567，卡盘顶板567用于对卡盘56沿Z轴方向的运动进行定位和限制；所述第一X向滑动机构51、第一Y向滑动机构52、第二X向滑动机构54和第二Z向滑动机构通常都包括液压缸、滑动座及与滑动座相配合的导杆。
优选的，所述主夹具6包括两个相对设置的固定架61和用于从端面将法兰端板009夹紧在两个固定架61之间的压紧装置62，所述固定架61上位于法兰端板009的前端和后端位置处设有钻模64，所述固定架61上还设有分别布置在法兰端板009左下方和右下方位置处且与法兰端板009的侧面接触的定位件63；如图8所示，所述定位件63包括定位螺杆631，定位螺杆631上套设有定位销632，两个固定架61都开设有相应的位置开设有供定位螺杆631穿过的销孔633，在定位螺杆631下方还设有定位调节座634，销孔633尺寸大于定位螺杆631的直径从而可通过定位调节座634使定位螺杆631在销孔633中移动，达到定位调整的目的。
优选的，所述冲床4包括上模单元41、下定位模座42和位于主夹具6的上方的辅助夹具43；所述下定位模座42的中心与所述主夹具6的中心在Y轴方向上的投影是重合的，所述上模单元41与所述第一加工单元2的进给方向平行；所述辅助夹具43用于将法兰端板009定位并压紧在下定位模座42上，其包括安装在下定位模座42后方的夹紧座431，所述夹紧座431上滑动设置有两个对称布置的夹紧杆套432，夹紧杆套432的横截面形状为矩形，每一所述夹紧杆套432内沿其轴向滑动设置有夹紧杆433，所述夹紧杆套432由第一辅助驱动装置434驱动在夹紧座431上移动从而带动所述夹紧杆433与法兰端板009的内侧面接触同时起到对法兰端板009定位的目的，所述夹紧杆433由第二辅助驱动装置435驱动在夹紧杆套432内移动且可伸入法兰端板009的内孔并从端面将其压紧在下定位模座42上。
本发明的管桩法兰端板全自动孔加工机的单个工作循环的流程如下：根据法兰端板009的尺寸调整好主夹具6上定位件63的位置并将定位件63固定，然后将待加工的法兰端板009放入两个固定架61之间，压紧装置62工作并将法兰端板009的压紧在主夹具6上从而完成定位装夹；第一加工单元2运行并沿进给方向靠近主夹具6开始对法兰端板009进行加工，第一加工单元2加工的是法兰端板009上的锚孔；而位于法兰端板009另一端的扩孔钻头单元32则可对法兰端板009上的张拉螺栓孔和锚孔一端的沉孔进行加工，此过程中需对扩孔钻头单元32上钻头群组的相位角进行一次调整；之后滑台机构34动作使扩孔钻头单元32退出，攻丝钻头单元33到达加工作业位置并对张拉螺栓孔进行螺纹加工；之后主夹具6松开法兰端板009，卡盘56由所述第二X向滑动机构54和第二Z向滑动机构55带动从而伸入主夹具6将法兰端板009抓取并转移至下定位模座42旁；之后第一辅助驱动装置434和第二辅助驱动装置435配合动作，使得夹紧杆433将法兰端板009自动定位并压紧在下定位模座42上；之后上模单元41动作在法兰端板009上加工出张拉螺栓孔与锚孔之间的连接孔；最后所述第一X向滑动机构51、第一Y向滑动机构52和退料杆53配合动作，将加工完成的法兰端板009从下定位模座42取下并送至料斗或收集小车内，然后等待下一个工作循环。

Claims (7)

1.一种管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：包括有底座(1)、第一加工单元(2)、第二加工单元(3)和用于冲孔的冲床(4)，所述底座(1)上设有用于加工过程中自动定位并夹紧法兰端板(009)的主夹具(6)，以及用于在各工位之间自动转移法兰端板(009)的转运装置(5)，所述第一加工单元(2)和第二加工单元(3)分设于所述主夹具(6)的前端和后端且可滑动地安装于底座(1)上，所述第一加工单元(2)与第二加工单元(3)的进给方向相反；所述冲床(4)固定安装在底座(1)上且位于主夹具(6)的上方位置,所述第一加工单元和第二加工单元用于从不同方向完成在管桩法兰端板上张拉螺栓孔、锚孔和内螺纹的加工，所述冲床则用于完成张拉螺栓孔与锚孔之间连接孔的加工，所述冲床(4)卧式设置，所述冲床(4)包括上模单元(41)、下定位模座(42)和用于将法兰端板(009)定位并压紧在下定位模座(42)上的辅助夹具(43)，所述辅助夹具(43)包括安装在下定位模座(42)后方的夹紧座(431)，所述夹紧座(431)上滑动设置有两个对称布置的夹紧杆套(432)，每一所述夹紧杆套(432)内沿其轴向滑动设置有夹紧杆(433)，所述夹紧杆套(432)由第一辅助驱动装置(434)驱动在夹紧座(431)上移动从而带动所述夹紧杆(433)与法兰端板(009)的内侧面接触，所述夹紧杆(433)由第二辅助驱动装置(435)驱动在夹紧杆套(432)内移动且可伸入法兰端板(009)的内孔并从端面将其压紧在下定位模座(42)上,所述辅助夹具位于主夹具(6)的上方，所述上模单元(41)与所述第一加工单元(2)的进给方向平行，所述转运装置(5)包括设置在所述冲床(4)旁的可沿X轴方向移动的第一X向滑动机构(51)和第二X向滑动机构(54)，所述第一X向滑动机构(51)上设有可沿Y轴方向移动的第一Y向滑动机构(52)，所述第一Y向滑动机构(52)上设有退料杆(53)，所述第二X向滑动机构(54)上设有可沿Z轴方向移动的第二Z向滑动机构(55)，所述第二Z向滑动机构(55)上设有可伸入主夹具(6)内并抓取法兰端板(009)的卡盘(56)。
2.根据权利要求1所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述卡盘(56)包括与第二Z向滑动机构(55)连接的卡盘座(561)，所述卡盘座(561)内设有相互垂直的第一滑槽(562)和第二滑槽(563)，所述第一滑槽(562)内可滑动设有卡盘推板(564)，所述卡盘推板(564)的左边和右边分别可滑动连接有一个卡盘爪(565)并带动两个卡盘爪(565)在所述第二滑槽(563)内同时相向或相反移动，所述卡盘座(561)上还设有驱动所述卡盘推板(564)在第一滑槽(562)内移动的驱动头(566)。
3.根据权利要求1至2任一项所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述底座(1)上设有可沿X轴方向移动的第一进给机构(21)和第二进给机构(31)，所述第一加工单元(2)安装在第一进给机构(21)上并由第一进给机构(21)带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具(6)上的法兰端板(009)；所述第二加工单元(3)安装在第二进给机构(31)上并由第二进给机构(31)带动且沿X轴方向移动从而远离或靠近被装夹在主夹具(6)上的法兰端板(009)，所述第二加工单元(3)包括有扩孔钻头单元(32)和攻丝钻头单元(33)，所述第二进给机构(31)上还滑动连接有可沿Y轴方向移动的滑台机构(34)，所述扩孔钻头单元(32)和攻丝钻头单元(33)并列安装在滑台机构(34)上。
4.根据权利要求3所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述扩孔钻头单元(32)上的钻头群组可绕扩孔钻头单元(32)的中心轴转动并调整相位角。
5.根据权利要求1或2或4所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述主夹具(6)包括两个相对设置的固定架(61)和用于从端面将法兰端板(009)夹紧在两个固定架(61)之间的压紧装置(62)，所述固定架(61)上还设有分别布置在法兰端板(009)左下方和右下方位置处且与法兰端板(009)的侧面接触的定位件(63)。
6.根据权利要求5所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述固定架(61)上位于法兰端板(009)的前端和后端位置处设有钻模(64)。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的管桩法兰端板全自动孔加工机，其特征在于：所述退料杆(53)可滑动连接于第一Y向滑动机构(52)且可沿Z轴方向移动调整。
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