CN109986137A - 双支撑法兰加工机 - Google Patents

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焦维光
刘福贵
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Jilin Weite new industry and Trade Co.,Ltd.
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焦维光
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    • B23D79/00Methods, machines, or devices not covered elsewhere, for working metal by removal of material

Abstract

双支撑法兰加工机,用于在现场对设备上的法兰进行机械加工,其主轴上依次装有内撑板、刀架、轴套;内撑板的外缘面上设有多个螺孔,螺孔内装有螺杆,螺杆外端设支脚;刀架上装有旋臂,旋臂上装有给进丝杠和给进电机,给进丝杆上装有给进丝母,给进丝母上装有滑动的刀座,轴套上装有机架,机架上固装有外撑板、旋转电机、纵推电机,外撑板沿周均布装有多根拉杆,各拉杆外端装有拉杆螺母;旋转电机驱动轴套转动;纵推电机装纵推丝杠,纵推丝杠上的纵推丝母装有连接板,连接板与主轴固连;内撑板装在法兰孔内,拉杆与法兰螺栓孔连接,从而将机架固定在法兰盘上,能在现场对法兰对接面进行高精度的机加修复,降低修复难度和修复成本,提高修复效率节约工时。

Description

双支撑法兰加工机
技术领域
本发明涉及法兰加工专用机械,具体是一种双支撑法兰加工机。
背景技术
法兰是各种容器、管道等设备上常用的连接及密封结构,现有法兰的对接面通常是平面或加工有沟槽的咬合面,处于密封需求,法兰对接面的精度要求较高,但在日常生产使用中,法兰被腐蚀、划伤、磕碰的情况不能完全避免,所以会导致法兰对接面产生破损、裂缝等缺陷,上述缺陷使法兰作用失效,需要对法兰的对接面进行修复,修复时先用金属焊接工艺将金属材料填入法兰对接面的破损部位,然后再对修补部位进行人工打磨至平面,即修复完毕。但压力容器、压力管道等压力设备上的法兰对接面的精度很高,在进行修复时,人工打磨的精度很难达到车床加工的精度,导致人工修复法兰对接面不仅难度高、效率低,并且加工的合格率低、返工率高、人工成本高;并且法兰大多与设备焊接一体,如将与法兰连接的设备拆卸下来运走机加修复,还需要动用吊装和运输设备进行中转,工期更长,成本更加高昂;所以有必要设计一种能在现场对法兰对接面进行机械加工的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种双支撑法兰加工机,能在现场对法兰对接面进行高精度的机加修复,降低修复难度和修复成本,提高修复效率节约工时。
本发明的技术方案是:双支撑法兰加工机,其特征在于:具有主轴,主轴上依次套装有内撑板、刀架、轴套;所述的内撑板与主轴转动连接,内撑板的外缘面上沿周均布设有多个螺孔,各螺孔内装有螺杆,各螺杆一端与对应的螺孔螺纹旋接,各螺杆的另一端设有支脚;所述的刀架与主轴固连,刀架上固装有旋臂,旋臂上装有给进丝杠和给进电机,给进电机固装在旋臂上,给进电机的电机轴与丝杠动力联接,给进丝杠与旋臂转动连接,给进丝杠的轴心线垂直于主轴的轴心线,给进丝杆上装有给进丝母,给进丝母上装有刀座,刀座与旋臂滑动连接。所述的轴套与主轴周向固连、轴向滑动连接,轴套上装有机架,机架与轴套转动连接,机架上固装有外撑板、旋转电机、纵推电机,外撑板沿周均布装有多根拉杆,各拉杆的一端与外撑板连接,各拉杆的另一端装有拉杆螺母,各拉杆螺母与对应的拉杆螺纹连接;所述的旋转电机通过动力传递机构驱动所述的轴套转动;所述的纵推电机的电机轴上固装有纵推丝杠,纵推丝杠上装有纵推丝母,纵推丝母上装有连接板,连接板与主轴固连。
所述的动力传递机构是啮合连接的蜗轮和蜗杆,其中蜗轮套装在主轴上,蜗杆与旋转电机的电机轴动力联接。
所述的拉杆上装有勾板,勾板上设有销孔,销孔内装有穿销。
本发明的工作原理是:将内撑板放入法兰的内孔中,调节内撑板周边的螺杆,将主轴撑在法兰孔上,然后将拉杆穿过法兰螺栓孔,在法兰凸沿的背面旋紧拉杆螺母,从而拉紧拉杆固定机架,通过微调内撑板周边的各螺杆和各拉杆螺母,能使主轴的轴线与法兰内孔的轴线相重叠,即完成组装;加工时,将刀具固定安装在刀座上,启动旋转电机带动主轴转动,主轴通过旋臂带动刀座旋转,使刀具旋转切削法兰上的修复面;启动给进电机,给进电机驱动丝杠转动从而带动刀座垂直于主轴的轴心线进行往复运动,使刀具在旋转切削的时候可沿法兰盘的修复面径向给进,进行环面切削;启动纵推电机,纵推电机驱动纵推丝杠旋转带动纵推丝母位移,从而使连接板带动主轴沿轴向做往复运动,从而能调节刀具的加工深度。
本发明的优点是:内撑板支撑主轴的前端,外撑板支撑主轴的后端,内、外支撑板及其附件构成双支撑的结构,该双支撑的结构可以方便的将主轴架设在法兰孔上,从而可免拆设备进行现场修复,双支撑的结构还能快速且精准的调节主轴与法兰孔之间的相对位置,并且双支撑的结构的支撑强度大,加工时双支撑结构牢固可靠,避免其加工过程中的因切削阻力产生位移,三部电机能使刀具形成三维立体的走刀路径,可手控微调,还可加装控制器进行数码自动控制,所以,本申请的双支撑法兰加工机,依靠其双支撑结构,能对补焊后的法兰对接面进行高精度的机加修复,相比人工修复和设备拆卸修复,能大幅降低修复难度和修复成本,提高修复效率节约工时。
蜗轮蜗杆啮合连续,动力传输平稳,齿面之间为线性接触,承载能力高,能确保主轴平稳转动,从而提高刀具切削的精度。
在法兰对接面一侧的法兰面都要进行加工时,使用所述的勾板挂在法兰凸沿的背面,将勾板上销孔中的穿销插入对应的法兰螺栓孔内,利用法兰螺栓孔进行穿销定位,旋转拉杆螺母使勾板压在法兰凸沿上,能大幅提高勾板挂接法兰凸沿的稳定性,提高外支撑板的结构强度,从而进一步提高双支撑结构的牢固性、可靠性。
附图说明
图1是本发明双支撑法兰加工机的结构示意图。
图2是图1中沿A-A方向的结构剖面示意图。
图3是图1中沿B-B方向的放大结构剖线示意图。
图中1拉杆、2外撑板、3旋臂、4轴套、5机架、6纵推电机、7纵推丝杠、8滑键槽、9连接板、10纵推丝母、11主轴、12主轴的轴心线、13蜗轮、14蜗杆、15旋转电机、16电滑环、17供电线、18给进电机、19法兰对接面、20法兰螺栓孔、21勾板、22拉杆螺母、23穿销、24销孔、25法兰内环面、26支脚、27螺杆、28螺孔、29内撑板、30刀架、31给进丝杠、32给进丝杠的轴心线、33给进丝母、34刀座、35刀具、36法兰凸沿的背面、37内撑板轴承。
具体实施方式
双支撑法兰加工机,具有主轴11,主轴上依次套装有内撑板29、刀架30、轴套4;所述的内撑板与主轴转动连接,内撑板的外缘面上沿周均布设有多个螺孔28,各螺孔内装有螺杆27,各螺杆一端与对应的螺孔螺纹旋接,各螺杆的另一端设有支脚26;所述的刀架与主轴固连,刀架上固装有旋臂3,旋臂上装有给进丝杠31和给进电机18,给进电机固装在旋臂上,给进电机的电机轴与丝杠动力联接,给进丝杠与旋臂转动连接,给进丝杠的轴心线32垂直于主轴的轴心线12,给进丝杆上装有给进丝母33,给进丝母上装有刀座34,刀座与旋臂滑动连接。所述的轴套与主轴周向固连、轴向滑动连接,轴套上装有机架5,机架与轴套转动连接,机架上固装有外撑板2、旋转电机15、纵推电机6,外撑板沿周均布装有多根拉杆1,各拉杆的一端与外撑板连接,各拉杆的另一端装有拉杆螺母22,各拉杆螺母与对应的拉杆螺纹连接;所述的旋转电机通过动力传递机构驱动所述的轴套转动;所述的纵推电机的电机轴上固装有纵推丝杠7,纵推丝杠上装有纵推丝母10,纵推丝母上装有连接板9,连接板与主轴固连。
所述的拉杆上装有勾板21,勾板上设有销孔24,销孔内装有穿销23。
所述的内撑板通过内撑板轴承37与主轴转动连接,内撑板轴承的外环面与内撑板固连,内撑板轴承的内环面与主轴固连,藉此来降低主轴的转动阻力;内撑板上所述各螺杆的支脚底面为弧形面,用于与法兰内环面25相配合,能够形成支撑面,增加支撑的牢固强度,当法兰内环面被腐蚀或划伤磕碰不平整时,需要先对破损面进行初步打磨,再安装内撑板,必要时可在支脚的与法兰内环面之间垫加软铜垫,能使支脚的底面与法兰内环面更加贴合。
所述的给进丝杠的两端通过轴承座安装在旋臂上,从而实现给进丝杠与旋臂转动连接的结构,所述的给进电机的电机轴通过联轴器与丝杠动力传递联接,或所述的给进电机的电机轴直接与丝杠固连进行动力传递;给进丝杠的轴心线垂直于主轴的轴心线是指所述的给进丝杠垂于与主轴,能使丝杠在旋臂的带动下以主轴的轴心线为旋转轴心线进行周向转动,从而模拟机床转盘的周向运动。所述刀座与旋臂之间装有滑轨,滑轨由轨道和滑块构成,滑轨中的轨道与旋臂固连,轨道与丝杠平行布置,滑轨中的滑块与刀座或给进丝母固连,刀座通过滑轨在所述的旋臂上滑动连接,滑轨用于支撑刀座,给进丝杠用于驱动给进螺母沿带动刀座沿给进丝杠的轴向方向做往复运动。
所述的轴套与主轴周向固连、轴向滑动连接的结构是指:轴套与主轴在周向方向固定,即轴套跟随主轴共同转动;轴套与主轴在轴向方向可相对位移,即轴套在主轴上可沿轴向方向进行往复的滑动;上述结构可通过相互匹配的花键结构实现,本实施例中,轴套的内环面与主轴的外环面上设有数量相同位置对应的滑键槽8,各滑键槽沿轴套和主轴的轴向延伸设置,轴套和主轴上相对的两个滑键槽内各装有滑键,轴套在各滑键的限位下在主轴上实现周向与主轴固定轴向可沿滑键方向往复滑动。
所述的旋转电机通过动力传递机构驱动所述的轴套转动,该动力传递机构包括机床上常用的齿轮副、齿轮齿条、链轮链条等常规的动力传递机构。所述的动力传递机构优选啮合连接的蜗轮13和蜗杆14,其中蜗轮套装在主轴上,蜗杆与旋转电机的电机轴动力联接。
由于刀具35的种类繁多,不同刀具所匹配的刀座也是各种各样,所以本申请中,所述的刀座是指用来固定刀具的一种结构或结构件,凡是能够将刀具固定在主轴上的结构或结构件都落入本申请的保护范围内;所述的刀座上安装有刀具,刀具根据加工方式以及被加工物的材料进行选择,刀具与刀座的连接方式参考现有机床中刀具与刀座的装配方式。
所述的法兰是一种连接用部件,通常与设备焊接成一个整体,法兰周边设有一圈法兰螺栓孔20,法兰对接面19的位置通常位于法兰螺栓孔内的法兰盘面上,法兰通常成对使用,两相对法兰上的法兰螺栓孔相互对应,在每对法兰螺栓孔内装入一根螺栓,螺栓的螺栓头压在其中一个法兰凸沿的背面36螺栓的螺杆端装有螺母,螺母压找另一个法兰凸沿的背面,通过旋紧螺母,使两法兰的对接面压合在一起实现连接和密封,根据需要,在两法兰盘对接面之间还装有密封垫。
上述的各电机优选伺服电机,各伺服电机可由控制器控制运行,各伺服电机的控制信号输入端通过信号线分别与控制器的信号输入端连接,所述的控制器是工控机或单片机等数字控制设备,是现有技术产品;其中安装在旋臂上的给进电机的供电线17及控制线通过电滑环16与外部联接,所述的电滑环可套装在主轴与机架之间,所述的电滑环又称导电滑环或旋转接口,是用来将电能或信号传递给转动的用电部件上,可避免线束缠绕,属于现有技术产品,将电滑环套装在主轴上,其定子端与机架固连与主轴转动连接,其转子端与主轴固连,从而实现向旋臂上的给进电机供电和发送控制信号。

Claims (3)

1.双支撑法兰加工机,其特征在于:具有主轴(11),主轴上依次套装有内撑板(29)、刀架(30)、轴套(4);所述的内撑板与主轴转动连接,内撑板的外缘面上沿周均布设有多个螺孔(28),各螺孔内装有螺杆(27),各螺杆一端与对应的螺孔螺纹旋接,各螺杆的另一端设有支脚(26);所述的刀架与主轴固连,刀架上固装有旋臂(3),旋臂上装有给进丝杠(31)和给进电机(18),给进电机固装在旋臂上,给进电机的电机轴与丝杠动力联接,给进丝杠与旋臂转动连接,给进丝杠的轴心线(32)垂直于主轴的轴心线(12),给进丝杆上装有给进丝母(33),给进丝母上装有刀座(34),刀座与旋臂滑动连接;所述的轴套与主轴周向固连、轴向滑动连接,轴套上装有机架(5),机架与轴套转动连接,机架上固装有外撑板(2)、旋转电机(15)、纵推电机(6),外撑板沿周均布装有多根拉杆(1),各拉杆的一端与外撑板连接,各拉杆的另一端装有拉杆螺母(22),各拉杆螺母与对应的拉杆螺纹连接;所述的旋转电机通过动力传递机构驱动所述的轴套转动;所述的纵推电机的电机轴上固装有纵推丝杠(7),纵推丝杠上装有纵推丝母(10),纵推丝母上装有连接板(9),连接板与主轴固连。
2.根据权利要求1所述的双支撑法兰加工机,其特征在于:所述的动力传递机构是啮合连接的蜗轮(13)和蜗杆(14),其中蜗轮套装在主轴上,蜗杆与旋转电机的电机轴动力联接。
3.根据权利要求1所述的双支撑法兰加工机,其特征在于:所述的拉杆上装有勾板(21),勾板上设有销孔(24),销孔内装有穿销(23)。
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