CN113231491A - 一种法兰碾环后的定圆和平整装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于法兰热处理技术领域，具体涉及一种法兰碾环后的定圆和平整装置及方法，定圆和平整装置包括模具、模具转动装置、碾压装置和升降装置；与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：(1)利用本发明的法兰碾环后的定圆和平整方法可以提高机加工前法兰半成品的圆度和平整度，提高法兰产品的合格率和提高成材率；(2)碾压装置加工结束时，法兰半成品上表面与模具的圆环形外沿上表面齐平，平整度好；法兰半成品的外周贴合模具圆环形外沿的内圈，确保了法兰半成品的外周圆度；(3)在对厚度较小的法兰半成品进行定圆和平整加工时，利用辅助装置将法兰半成品限制在模具内，防止可能发生的翘动，保证加工过程的顺利进行。

Description

一种法兰碾环后的定圆和平整装置及方法
技术领域
本发明属于法兰加工技术领域，具体涉及一种法兰碾环后的定圆和平整装置及方法。
背景技术
法兰的生产过程由前到后依次为：下料、加热、锻打、碾环、粗车、精车、钻孔和倒角去毛刺，其中锻打和碾环为热加工，碾环后为冷加工。在冷加工过程中经常发现部分热加工的法兰半成品的圆度不够和表面平整度不佳，加工合格法兰产品困难，影响法兰产品的合格率。为了在冷加工后得到合格的成品，需要在下料时投入更多的物料，以满足热加工后的半成品能够加工出合格的法兰产品，造成成材率下降。
发明内容
本发明针对上述机加工前法兰半成品圆度和平整度不佳，影响法兰产品的成材率和合格率的问题，提供了一种法兰碾环后的定圆和平整装置哈方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种法兰碾环后的定圆和平整装置，包括模具、模具转动装置、碾压装置和升降装置，所述模具包括底板和圆环形外沿，所述圆环形外沿固定连接在底板上围成用于容纳法兰半成品的空间；所述模具安装在模具转动装置上方；所述碾压装置包括锥台形的碾压轮、传动轴和电机一；所述碾压轮处于模具内法兰半成品的上方，所述碾压轮包括小口端和大口端；所述传动轴一端与电机一驱动连接，所述传动轴另一端安装碾压轮，且所述碾压轮的小口端处于传动轴的远离电机一的端部；所述传动轴与碾压轮的轴线重合；所述传动轴倾斜设置，且所述传动轴的水平投影所在直线通过模具的圆心；所述传动轴与其水平投影的夹角等于碾压轮锥角的二分之一 ；所述碾压装置安装在升降装置上；或者，所述升降装置安装在模具转动装置下方。
作为优选，所述碾压装置安装在升降装置上，所述升降装置包括立式油压机的油缸和移动块；所述移动块安装在油缸的活塞杆下端，所述传动轴通过轴承座安装在移动块下方；所述移动块靠近电机一端固定连接有电机安装座，所述电机一安装在电机安装座上。
作为优选，所述升降装置还包括立式油压机的立柱，所述移动块与立柱位置对应处开设有竖直的通孔，所述立柱穿过所述通孔，所述移动块通过通孔与立柱滑动连接。
作为优选，还包括辅助装置，所述辅助装置包括从动压轮和辅助架，所述辅助架包括横架和竖架，所述横架一端与移动块固定连接，所述竖架安装在横架远离移动块端，所述从动压轮安装在竖架底端，所述从动压轮处于模具内法兰半成品的上方且与碾压轮相隔一定距离；所述从动压轮下端与碾压轮下端齐平。
作为优选，所述模具转动装置包括外齿回转支承轴承和驱动装置，所述外齿回转支承轴承包括内圈和外圈，所述模具的底板安装在外齿回转支承轴承的外圈上方；所述驱动装置包括电机二和蜗杆，所述蜗杆一端与电机二输出端驱动连接，所述蜗杆与外齿回转支承轴承的外齿啮合。
作为优选， 所述传动轴与其水平投影的夹角为10度～60度。
作为优选，所述底板为圆形，所述圆环形外沿的外径等于底板的直径。
基于法兰碾环后的定圆和平整装置的法兰碾环后的定圆和平整方法，包括以下步骤:
步骤一 将碾环后的法兰半成品放置于模具的底板上，模具的圆环形外沿包围着法兰半成品，此时法兰半成品的厚度大于模具圆环形外沿的高度，法兰半成品的外径小于模具圆环形外沿的内径；启动模具转动装置中驱动装置中的电机二，电机二带动模具转动；
步骤二 启动立式油压机的油缸，油缸的活塞杆带动移动块下移，安装于移动块上的碾压装置随着移动块下移；启动碾压装置的电机一；
步骤三 碾压轮下端接触模具内的法兰半成品上表面，接触区碾压轮转动切线方向和法兰半成品的转动切线方向相反；碾压装置的碾压轮在电机一电动下旋转并碾压法兰半成品高于模具圆环形外沿的部分，同时碾压轮继续随移动块下移；
步骤四 在碾压轮对法兰半成品碾压过程中，辅助装置中的从动压轮下端与法兰半成品上表面摩擦，并在摩擦力作用下相对于辅助架转动；
步骤五 碾压轮下端接触模具的圆环形外沿上端，油缸的活塞杆缩回，电机一停转和电机二停转，从模具中取出加工后的法兰半成品。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)碾压装置加工结束时，法兰半成品上表面与模具圆环形外沿上表面齐平，平整度好；法兰半成品的外周贴合模具圆环形外沿的内圈，确保了法兰半成品的外周圆度；
(2)在对厚度较小的法兰半成品进行定圆和平整加工时，利用辅助装置将法兰半成品限制在模具内，防止可能发生的翘动，保证加工过程的顺利进行；
(3)利用本发明的法兰碾环后的定圆和平整方法可以提高机加工前法兰半成品的圆度和平整度，提高成品合格率和提高成材率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1提供的法兰碾环后的定圆和平整装置立体图一，
图2为法兰碾环后的定圆和平整装置立体图二，
图3为法兰碾环后的定圆和平整装置立体图三，
图4为法兰碾环后的定圆和平整装置立体图四，
图5为法兰碾环后的定圆和平整装置立体图五，
图6为模具转动装置示意图，
图7为传动轴与其水平投影的夹角等于碾压轮锥角的二分之一示意图。
附图说明：1—模具，11—底板，12—圆环形外沿；
2—外齿回转支承轴承，3—驱动装置，4—立式油压机；5—油缸，6—移动块，7—立柱；
8—碾压装置，81—碾压轮，82—电机一，83—传动轴；
9—从动压轮，10—辅助架。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1
下面结合附图1-7对本发明作进一步的描述， 如图1-5所示，一种法兰碾环后的定圆和平整装置，包括模具1、模具转动装置、碾压装置8和升降装置。
如图1和4所示，模具1包括底板11和圆环形外沿12，圆环形外沿12固定连接在底板11上表面，且圆环形外沿12的外径等于底板11的直径；模具1安装在模具转动装置上方。
如图1-4所示，碾压装置8包括锥台形的碾压轮81、传动轴83和电机一82；碾压轮81处于模具1内法兰半成品的上方，碾压轮81包括小口端和大口端；传动轴83一端与电机一82驱动连接，传动轴83另一端安装碾压轮81，且碾压轮81的小口端处于传动轴83的远离电机一82的端部；传动轴83与碾压轮81的轴线重合。
如图2和7所示，传动轴83倾斜设置，且传动轴83的水平投影所在直线通过模具1的圆心；传动轴83与其水平投影的夹角∠A等于碾压轮81锥角的二分之一 。这种设计使得碾压轮81的纵向截面中，碾压轮81曲面下部的截面线为水平线(如图7所示)，从而可以对法兰上端部分进行碾压，在模具1的配合下实现法兰外径定圆和法兰表面平整。
碾压装置8加工结束时，法兰半成品上表面与模具1圆环形外沿12上表面齐平，平整度好；法兰半成品的外周贴合模具1圆环形外沿12的内圈，确保了法兰半成品的外周圆度。
如图1-4所示，碾压装置8安装在升降装置上，升降装置包括立式油压机4的油缸5和移动块6；移动块6安装在油缸5的活塞杆下端，传动轴83通过轴承座安装在移动块6下方；移动块6靠近电机一82端固定连接有电机安装座，电机一82安装在电机安装座上。
如图1-4所示，升降装置还包括立式油压机4的立柱7，移动块6与立柱7位置对应处开设有竖直的通孔，立柱7穿过通孔，移动块6通过通孔与立柱7滑动连接。
如图5所示，还包括辅助装置，辅助装置包括从动压轮9和辅助架10，辅助架10包括横架和竖架，横架一端与移动块6固定连接，竖架安装在横架远离移动块6端，从动压轮9安装在竖架底端，从动压轮9处于模具1内法兰半成品的上方且与碾压轮81相隔一定距离；从动压轮9下端与碾压轮81下端齐平。
辅助装置的设置的作用：当要加工的法兰半成品的厚度较小(例如厚度小于50mm)时，在碾压环81对法兰半成品进行碾压的过程中，法兰半成品远离碾压环81的部分可能发生翘动甚至局部翘动到模具1的圆环形外沿12外，辅助装置的从动压轮9的作用是防止碾压过程中出现上述情况，保证加工过程的顺利进行。
如图6所示，模具转动装置包括外齿回转支承轴承2和驱动装置3(驱动装置3外设保护罩)，外齿回转支承轴承2包括内圈和外圈，模具1的底板11安装在外齿回转支承轴承2的外圈上方；外齿回转支承轴承2的内圈固定在地面上；驱动装置3包括电机二和蜗杆，蜗杆一端与电机二输出端驱动连接，蜗杆与外齿回转支承轴承2的外齿啮合。
如图7所示，传动轴83与其水平投影的夹角∠A为10度～60度。
基于法兰碾环后的定圆和平整装置的法兰碾环后的定圆和平整方法，包括以下步骤:
步骤一 将碾环后的法兰半成品放置于模具1的底板11上，模具1的圆环形外沿12包围着法兰半成品，此时法兰半成品的厚度大于模具1圆环形外沿12的高度(例如高度差2mm)，法兰半成品的外径小于模具1圆环形外沿12的内径(内径差为1～2mm)；启动模具转动装置中驱动装置3中的电机二，电机二带动模具1转动；
步骤二 启动立式油压机4的油缸5，油缸5的活塞杆带动移动块6下移，安装于移动块6上的碾压装置8随着移动块6下移；启动碾压装置8的电机一82；
步骤三 碾压轮81下端接触模具1内的法兰半成品上表面，接触区碾压轮81转动切线方向和法兰半成品的转动切线方向相反；碾压装置8的碾压轮81在电机一82电动下旋转并碾压法兰半成品高于模具1圆环形外沿12的部分，同时碾压轮81继续随移动块6下移；
步骤四 在碾压轮81对法兰半成品碾压过程中，辅助装置中的从动压轮9下端与法兰半成品上表面摩擦，并在摩擦力作用下相对于辅助架10转动；
步骤五 碾压轮81下端接触模具1的圆环形外沿12上端，油缸5的活塞杆缩回，电机一82停转和电机二停转，从模具1中取出加工后的法兰半成品。
实施例2
本实施例与实施例1的区别是：升降装置安装在模具转动装置下方(外齿回转支承轴承2的内圈固定在升降装置上表面)，法兰碾环后的定圆和平整方法中：升降装置带动模具转动装置和模具1向上移动，移动过程中模具1中的法兰半成品上表面先接触碾压轮81，直至模具1的圆环形外沿12上端接触碾压轮81。
实施例3
本实施例与实施例1的区别是：升降装置包括竖直的滚珠丝杠，移动块6为滚珠滑块，移动块6和滚珠丝杠组成滚珠丝杠传动副。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，包括模具(1)、模具转动装置、碾压装置(8)和升降装置，
所述模具(1)包括底板(11)和圆环形外沿(12)，所述圆环形外沿(12)固定连接在底板(11)上围成用于容纳法兰半成品的空间；所述模具(1)安装在模具转动装置上方；
所述碾压装置(8)包括锥台形的碾压轮(81)、传动轴(83)和电机一(82)；所述碾压轮(81)处于模具(1)内法兰半成品的上方，所述碾压轮(81)包括小口端和大口端；所述传动轴(83)一端与电机一(82)驱动连接，所述传动轴(83)另一端安装碾压轮(81)，且所述碾压轮(81)的小口端处于传动轴(83)的远离电机一(82)的端部；所述传动轴(83)与碾压轮(81)的轴线重合；
所述传动轴(83)倾斜设置，且所述传动轴(83)的水平投影所在直线通过模具(1)的圆心；所述传动轴(83)与其水平投影的夹角等于碾压轮(81)锥角的二分之一 ；
所述碾压装置(8)安装在升降装置上；或者，所述升降装置安装在模具转动装置下方。
2.根据权利要求1所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，所述碾压装置(8)安装在升降装置上，所述升降装置包括立式油压机(4)的油缸(5)和移动块(6)；
所述移动块(6)安装在油缸(5)的活塞杆下端，所述传动轴(83)通过轴承座安装在移动块(6)下方；所述移动块(6)靠近电机一(82)端固定连接有电机安装座，所述电机一(82)安装在电机安装座上。
3.根据权利要求2所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，所述升降装置还包括立式油压机(4)的立柱(7)，所述移动块(6)与立柱(7)位置对应处开设有竖直的通孔，所述立柱(7)穿过所述通孔，所述移动块(6)通过通孔与立柱(7)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，还包括辅助装置，所述辅助装置包括从动压轮(9)和辅助架(10)，
所述辅助架(10)包括横架和竖架，所述横架一端与移动块(6)固定连接，所述竖架安装在横架远离移动块(6)端，所述从动压轮(9)安装在竖架底端，所述从动压轮(9)处于模具(1)内法兰半成品的上方且与碾压轮(81)相隔一定距离；所述从动压轮(9)下端与碾压轮(81)下端齐平。
5.根据权利要求1-4任一所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，所述模具转动装置包括外齿回转支承轴承(2)和驱动装置(3)，
所述外齿回转支承轴承(2)包括内圈和外圈，所述模具(1)的底板(11)安装在外齿回转支承轴承(2)的外圈上方；
所述驱动装置(3)包括电机二和蜗杆，所述蜗杆一端与电机二输出端驱动连接，所述蜗杆与外齿回转支承轴承(2)的外齿啮合。
6.根据权利要求5所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于， 所述传动轴(83)与其水平投影的夹角为10度～60度。
7.根据权利要求6所述的法兰碾环后的定圆和平整装置，其特征在于，所述底板(11)为圆形，所述圆环形外沿(12)的外径等于底板(11)的直径。
8.基于权利要求7所述的法兰碾环后的定圆和平整装置的法兰碾环后的定圆和平整方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一 将碾环后的法兰半成品放置于模具(1)的底板(11)上，模具(1)的圆环形外沿(12)包围着法兰半成品，此时法兰半成品的厚度大于模具(1)的圆环形外沿(12)的高度，法兰半成品的外径小于模具(1)的圆环形外沿(12)的内径；启动模具转动装置中驱动装置(3)中的电机二，电机二带动模具(1)转动；
步骤二 启动立式油压机(4)的油缸(5)，油缸(5)的活塞杆带动移动块(6)下移，安装于移动块(6)上的碾压装置(8)随着移动块(6)下移；启动碾压装置(8)的电机一(82)；
步骤三 碾压轮(81)下端接触模具(1)内的法兰半成品上表面，接触区碾压轮(81)转动切线方向和法兰半成品的转动切线方向相反；碾压装置(8)的碾压轮(81)在电机一(82)电动下旋转并碾压法兰半成品高于模具(1)的圆环形外沿(12)的部分，同时碾压轮(81)继续随移动块(6)下移；
步骤四 在碾压轮(81)对法兰半成品碾压过程中，辅助装置中的从动压轮(9)下端与法兰半成品上表面摩擦，并在摩擦力作用下相对于辅助架(10)转动；
步骤五 碾压轮(81)下端接触模具(1)的圆环形外沿(12)上端，油缸(5)的活塞杆缩回，电机一(82)停转和电机二停转，从模具(1)中取出加工后的法兰半成品。
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