CN113910081A - 一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝铸法兰盘加工领域，具体是涉及一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，包括机架、开孔机构和铝铸法兰盘以及安装在机架上的加工平台、定位机构和三轴驱动机构，铝铸法兰盘包括有环形部和延伸部，环形部的中部设有中心阶梯孔，开孔机构包括有开孔刀具、中空轴直角电机和旋转驱动组件，还包括有升降锁定机构和换刀机构，开孔刀具包括有仿形砂轮、第一打磨刀具、第二打磨刀具和第三打磨刀具，其中第一打磨刀具、第二打磨刀具和第三打磨刀具的径长依次缩小。本申请所示的设备能够精准高效的进行铝铸法兰盘的中心阶梯孔加工操作，保证了产品质量，且具备自动换刀功能，提高了换刀的精度和效率。

Description

一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备

技术领域

本发明涉及铝铸法兰盘加工领域，具体是涉及一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备。

背景技术

法兰又叫法兰盘或突缘。使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对使用的。在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接两个管道的端头处，各安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。

由于实际的安装位置不同，用途也有区别，在传统的汽配领域中，也需要用到很多法兰铸件，所以这些法兰盘其形状与结构均与传统的法兰盘不同，现有技术中包括有铝铸法兰盘，使用时整体受力均匀的铝铸法兰盘。

现有技术中对该种法兰盘的中心阶梯孔的开孔和开槽操作较为复杂，工序繁琐，且更换刀片时需要人工进行辅助更换，工作效率低，且加工的精度较低，容易产生次品。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本申请提供了一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，包括机架、开孔机构和铝铸法兰盘以及安装在机架上的加工平台、定位机构和三轴驱动机构，加工平台设置在机架中部，定位机构固定安装在加工平台上，开孔机构安装在三轴驱动机构上，铝铸法兰盘包括有环形部和延伸部，环形部的中部设有中心阶梯孔，开孔机构包括有开孔刀具、中空轴直角电机和旋转驱动组件，旋转驱动组件安装在三轴驱动机构的输出端上，中空轴直角电机水平安装在旋转驱动组件的下方，中空轴直角电机与旋转驱动组件的输出端连接，开孔刀具的端部水平设有传动轴，开孔刀具通过传动轴与中空轴直角电机的输出端传动连接，还包括有升降锁定机构和换刀机构，用于将升降锁定机构安装在加工平台下方，换刀机构设置在机架上，开孔刀具包括有仿形砂轮、第一打磨刀具、第二打磨刀具和第三打磨刀具，其中第一打磨刀具、第二打磨刀具和第三打磨刀具的径长依次缩小。

优选的，铝铸法兰盘还包括有定位环型槽、定位矩形槽和定位孔，定位环型槽和定位矩形槽均设置在铝铸法兰盘的底端，定位环型槽位于铝铸法兰盘的环形部上，定位矩形槽位于铝铸法兰盘的延伸部上，定位孔竖直贯穿设置在铝铸法兰盘延伸部远离环形部的一端，定位机构包括有限位安装环、限位安装块和定位柱，限位安装环、限位安装块和定位柱均固定安装在加工平台顶端，限位安装环、限位安装块和定位柱分别与定位环型槽、定位矩形槽和定位孔一一对应。

优选的，升降锁定机构包括有升降驱动组件、旋转固定组件和锁定螺纹柱，升降驱动组件安装在机架上，升降驱动组件位于加工平台的正下方，旋转固定组件安装在升降驱动组件的输出端上，锁定螺纹柱设有若干个，铝铸法兰盘上设有若干个用于固定连接的螺纹固定孔，若干个锁定螺纹柱均竖直设置，若干个锁定螺纹柱分别与若干个螺纹固定孔一一对应，旋转固定组件的输出端与若干个锁定螺纹柱均传动连接。

优选的，升降驱动组件包括有顶升气缸、升降平台和伸缩支撑杆，顶升气缸竖直固定安装在机架上，升降平台水平设置在加工平台和顶升气缸之间，顶升气缸的输出端与升降平台的底部中心处固定连接，伸缩支撑杆设有四个，四个伸缩支撑杆分别竖直设置在升降平台的四端，伸缩支撑杆的底端与机架固定连接，伸缩支撑杆的顶端与升降平台的端部固定连接，旋转固定组件安装在升降平台上，锁定螺纹柱竖直轴接在升降平台的顶端。

优选的，旋转固定组件包括有第一旋转驱动器和皮带传输装置，第一旋转驱动器竖直固定安装在升降平台的底端，第一旋转驱动器的输出轴与皮带传输装置传动连接，皮带传输装置的若干个输出端分别与若干个锁定螺纹柱传动连接。

优选的，旋转驱动组件包括有第二旋转驱动器和旋转支架，第二旋转驱动器竖直固定安装在三轴驱动机构的输出端上，旋转支架设置在第二旋转驱动器的正下方，第二旋转驱动器的输出端与旋转支架固定连接，中空轴直角电机固定安装在旋转支架上，开孔刀具水平设置在旋转支架的下方。

优选的，开孔机构还包括有工业摄像头，工业摄像头竖直固定安装在旋转支架上，工业摄像头位于开孔刀具的正上方，工业摄像头的输出端竖直向下设置。

优选的，开孔机构还包括有轴端夹持组件，轴端夹持组件竖直安装在旋转支架远离开孔刀具的一侧，轴端夹持组件的输出端与开孔刀具上传动轴的端部插接。

优选的，轴端夹持组件包括有限位轴接座、直线驱动器、连杆传动装置和半轴接夹爪，直线驱动器竖直固定安装在旋转支架的侧壁上，用于与传动轴配合限位轴接座固定安装在旋转支架远离开孔刀具的一侧，连杆传动装置竖直设置，半轴接夹爪设有两个，两个半轴接夹爪沿着轴线竖直中心面对称设置，连杆传动装置的一端与直线驱动器的输出端传动连接，连杆传动装置的两个输出端分别与两个半轴接夹爪传动连接，半轴接夹爪为半圆弧设计，半轴接夹爪的沿着内弧面水平设有若干个辊轴。

优选的，换刀机构包括有换刀机械手和刀具座，刀具座设置在机架上，换刀机械手设置在加工平台和刀具座之间，换刀机械手0上开设有供开孔刀具放置的刀具安装槽。

本申请与现有技术相比具有的有益效果是：

1.本申请通过依次更换仿形砂轮、第一打磨刀具、第二打磨刀具和第三打磨刀具，最终使得中心阶梯孔达到设计需求精度，并且对中心阶梯孔进行精细的打磨，使其过渡更加平滑，提高加工效率以及加工精度。

2.本申请通过升降锁定机构对铝铸法兰盘进行夹持前进行预定位功能，便于后续对铝铸法兰盘进行精准的固定，提高后续中心阶梯孔开孔的精准度，通过限位安装环对铝铸法兰盘的环形部位置进行限位，通过限位安装块和定位柱对铝铸法兰盘的延伸部位置进行限位。

3.本申请通过将锁定螺纹柱安装在螺纹固定孔中，将铝铸法兰盘固定在加工平台上，使其在加工过程中不会发生晃动，锁定螺纹柱能够在旋转固定组件输出端的驱动下同步旋转，使得所有锁定螺纹柱能够同步固定至铝铸法兰盘的螺纹固定孔中，提高了固定工件的效率，并且能够实现多端固定，提高工件在加工过程中的稳定性。

4.本申请通过升降平台运动时带动安装在升降平台上的旋转固定组件以及安装在旋转固定组件输出端的锁定螺纹柱同步运动，从而实现带动所有锁定螺纹柱同步升降的功能，提高锁定效率。

5.本申请通过第一旋转驱动器输出带动皮带传输装置工作，皮带传输装置带动与之传动连接的所有锁定螺纹柱均同步转动，以配合锁定螺纹柱的上升过程，升降驱动组件和旋转固定组件配合实现将所有锁定螺纹柱平稳安装进铝铸法兰盘的螺纹固定孔上的工作。

6.本申请通过中空轴直角电机带动开孔刀具同步旋转，实现对开孔刀具在水平角度上的调节功能，通过与三轴驱动机构配合可以实现更加精细的开孔加工操作，提升设备的实用性，提高螺纹固定孔开孔时的精准度。

7.本申请通过工业摄像头检测检测到开孔刀具的开孔位置是否精准以及开孔刀具水平旋转时角度与开孔位置的对应关系，提高开孔精准度。

8.本申请通过轴端夹持组件能够将开孔刀具的端部进行插接限位，并且能够通过其输出端对传动轴进行夹持，在保证传动轴能够正常转动的情况下保证传动轴不会偏移或掉落。

9.本申请通过直线驱动器输出带动连杆传动装置运动，连杆传动装置的输出端带动两个半轴接夹爪相互靠近，从而通过两个半轴接夹爪对传动轴的外侧壁进行夹持，使得传动轴只能绕着轴线旋转，而不能发生偏移或掉落，进而提高打磨开孔的精度。

10.本申请通过换刀机构能够实现设备的自动换刀功能，提高设备工作效率，避免人工换刀操作，提高自动化程度以及刀具安装精度，从而提升开孔精度及成型速度。

附图说明

图1是一种实现本发明的立体结构示意图一；

图2是一种实现本发明的立体结构示意图二；

图3是一种实现本发明的侧视图；

图4是一种实现本发明的俯视图；

图5是一种实现本发明的主视图；

图6是一种实现本发明的部分立体结构示意图；

图7是一种实现本发明的定位机构和升降锁定机构的立体结构示意图；

图8是一种实现本发明的定位机构的立体结构示意图；

图9是一种实现本发明的升降锁定机构的立体结构示意图；

图10是一种实现本发明的开孔机构和三轴驱动机构的立体结构示意图；

图11是一种实现本发明的开孔机构的立体结构示意图；

图12是一种实现本发明的轴端夹持组件的立体结构示意图；

图13是一种实现本发明的三轴驱动机构的立体结构示意图；

图14是一种实现本发明的铝铸法兰盘的立体结构示意图；

图15是一种实现本发明的铝铸法兰盘加工过程的立体结构示意图。

图中标号为：

1-机架；2-加工平台；3-定位机构；4-升降锁定机构；5-开孔机构；6-换刀机构；7-三轴驱动机构；8-铝铸法兰盘；3a-限位安装环；3b-限位安装块；3c-定位柱；4a-升降驱动组件；4a1-顶升气缸；4a2-升降平台；4a3-伸缩支撑杆；4b-旋转固定组件；4b1-第一旋转驱动器；4b2-皮带传输装置；4c-锁定螺纹柱；5a-开孔刀具；5a1-仿形砂轮；5a2-第一打磨刀具；5a3-第二打磨刀具；5a4-第三打磨刀具；5b-中空轴直角电机；5c-旋转驱动组件；5c1-第二旋转驱动器；5c2-旋转支架；5d-工业摄像头；5e-轴端夹持组件；5e1-限位轴接座；5e2-直线驱动器；5e3-连杆传动装置；5e4-半轴接夹爪；6a-换刀机械手；6b-刀具座；6b1-刀具安装槽；8a-定位环型槽；8b-定位矩形槽；8c-定位孔；8d-中心阶梯孔；8e-螺纹固定孔。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-6所示，提供以下优选技术方案：

一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，包括机架1、开孔机构5和铝铸法兰盘8以及安装在机架1上的加工平台2、定位机构3和三轴驱动机构7，加工平台2设置在机架1中部，定位机构3固定安装在加工平台2上，开孔机构5安装在三轴驱动机构7上，铝铸法兰盘8包括有环形部和延伸部，环形部的中部设有中心阶梯孔8d，开孔机构5包括有开孔刀具5a、中空轴直角电机5b和旋转驱动组件5c，旋转驱动组件5c安装在三轴驱动机构7的输出端上，中空轴直角电机5b水平安装在旋转驱动组件5c的下方，中空轴直角电机5b与旋转驱动组件5c的输出端连接，开孔刀具5a的端部水平设有传动轴，开孔刀具5a通过传动轴与中空轴直角电机5b的输出端传动连接，

现有技术中，对铝铸法兰盘8进行中心阶梯孔8d开孔时，通常采用钻头直接钻孔，当遇到在阶梯孔内部开槽时，操作异常繁琐，且加工精度不高，容易产生次品，造成经济损失，传统技术缺乏特殊开孔工序以及在换刀时的自动化设备。

还包括有升降锁定机构4和换刀机构6，用于将升降锁定机构4安装在加工平台2下方，换刀机构6设置在机架1上，开孔刀具5a包括有仿形砂轮5a1、第一打磨刀具5a2、第二打磨刀具5a3和第三打磨刀具5a4，其中第一打磨刀具5a2、第二打磨刀具5a3和第三打磨刀具5a4的径长依次缩小。

在本发明工作时，通过升降锁定机构4将预定位后的铝铸法兰盘8进行紧固，保证其在加工过程中不会发生偏移，通过三轴驱动机构7带动开孔机构5运动至铝铸法兰盘8环形部的正上方，通过三轴驱动机构7带动开孔机构5下降，将开孔机构5中的开孔刀具5a逐步下降至开孔高度，中空轴直角电机5b输出带动开孔刀具5a旋转，使其对中心阶梯孔8d进行开孔打磨，使得螺纹固定孔8e上形成弧形过渡槽，实现阶梯孔的开孔加工操作，在对中心阶梯孔8d开槽时，先通过仿形砂轮5a1直接将预定位置进行开孔，完成开孔后，预定位置的中心阶梯孔8d内侧壁上还残留有仿形砂轮5a1为打磨到的地方，此时三轴驱动机构7带动开孔机构5运动至换刀工位，通过换刀机构6对中空轴直角电机5b上安装的开孔刀具5a进行更换，再通过三轴驱动机构7带动开孔刀具5a逐步对开孔弧形过渡槽位置进行逐步打磨，重复上述步骤，依次更换仿形砂轮5a1、第一打磨刀具5a2、第二打磨刀具5a3和第三打磨刀具5a4，最终使得中心阶梯孔8d达到设计需求精度，并且对中心阶梯孔8d进行精细的打磨，使其过渡更加平滑，提高加工效率以及加工精度。

铝铸法兰盘8的加工变化过程如图15所示。

铝铸法兰盘8如图14所示。如图7-8所示，提供以下优选技术方案：

铝铸法兰盘8还包括有定位环型槽8a、定位矩形槽8b和定位孔8c，定位环型槽8a和定位矩形槽8b均设置在铝铸法兰盘8的底端，定位环型槽8a位于铝铸法兰盘8的环形部上，定位矩形槽8b位于铝铸法兰盘8的延伸部上，定位孔8c竖直贯穿设置在铝铸法兰盘8延伸部远离环形部的一端，定位机构3包括有限位安装环3a、限位安装块3b和定位柱3c，限位安装环3a、限位安装块3b和定位柱3c均固定安装在加工平台2顶端，限位安装环3a、限位安装块3b和定位柱3c分别与定位环型槽8a、定位矩形槽8b和定位孔8c一一对应。

具体的，操作人员在对铝铸法兰盘8进行开孔加工前，先将待加工的铝铸法兰盘8安装至加工平台2上，通过定位机构3对铝铸法兰盘8在加工平台2上的安装位置进行限位，使其能够在升降锁定机构4对铝铸法兰盘8进行夹持前进行预定位功能，便于后续对铝铸法兰盘8进行精准的固定，提高后续中心阶梯孔8d开孔的精准度，通过限位安装环3a对铝铸法兰盘8的环形部位置进行限位，通过限位安装块3b和定位柱3c对铝铸法兰盘8的延伸部位置进行限位。

如图9所示，提供以下优选技术方案：

升降锁定机构4包括有升降驱动组件4a、旋转固定组件4b和锁定螺纹柱4c，升降驱动组件4a安装在机架1上，升降驱动组件4a位于加工平台2的正下方，旋转固定组件4b安装在升降驱动组件4a的输出端上，锁定螺纹柱4c设有若干个，铝铸法兰盘8上设有若干个用于固定连接的螺纹固定孔8e，若干个锁定螺纹柱4c均竖直设置，若干个锁定螺纹柱4c分别与若干个螺纹固定孔8e一一对应，旋转固定组件4b的输出端与若干个锁定螺纹柱4c均传动连接。

具体的，在完成对铝铸法兰盘8的预定位后，通过升降驱动组件4a带动旋转固定组件4b及安装在旋转固定组件4b输出端上的若干锁定螺纹柱4c同步升降，在锁定螺纹柱4c升降的过程中，通过旋转固定组件4b输出带动锁定螺纹柱4c旋转，从而将锁定螺纹柱4c安装在螺纹固定孔8e中，进而将铝铸法兰盘8固定在加工平台2上，使其在加工过程中不会发生晃动，锁定螺纹柱4c能够在旋转固定组件4b输出端的驱动下同步旋转，使得所有锁定螺纹柱4c能够同步固定至铝铸法兰盘8的螺纹固定孔8e中，提高了固定工件的效率，并且能够实现多端固定，提高工件在加工过程中的稳定性。

如图9所示，提供以下优选技术方案：

升降驱动组件4a包括有顶升气缸4a1、升降平台4a2和伸缩支撑杆4a3，顶升气缸4a1竖直固定安装在机架1上，升降平台4a2水平设置在加工平台2和顶升气缸4a1之间，顶升气缸4a1的输出端与升降平台4a2的底部中心处固定连接，伸缩支撑杆4a3设有四个，四个伸缩支撑杆4a3分别竖直设置在升降平台4a2的四端，伸缩支撑杆4a3的底端与机架1固定连接，伸缩支撑杆4a3的顶端与升降平台4a2的端部固定连接，旋转固定组件4b安装在升降平台4a2上，锁定螺纹柱4c竖直轴接在升降平台4a2的顶端。

具体的，在升降驱动组件4a工作时，通过顶升气缸4a1输出带动升降平台4a2整体在竖直方向运动，伸缩支撑杆4a3用于对升降平台4a2的运动进行导向和限位，升降平台4a2运动时带动安装在升降平台4a2上的旋转固定组件4b以及安装在旋转固定组件4b输出端的锁定螺纹柱4c同步运动，从而实现带动所有锁定螺纹柱4c同步升降的功能，提高锁定效率。

如图10-12所示，提供以下优选技术方案：

旋转固定组件4b包括有第一旋转驱动器4b1和皮带传输装置4b2，第一旋转驱动器4b1竖直固定安装在升降平台4a2的底端，第一旋转驱动器4b1的输出轴与皮带传输装置4b2传动连接，皮带传输装置4b2的若干个输出端分别与若干个锁定螺纹柱4c传动连接。

具体的，当锁定螺纹柱4c在上升过程中，锁定螺纹柱4c的顶端与螺纹固定孔8e的底端抵触，此时需要将锁定螺纹柱4c旋转进螺纹固定孔8e中，如何实现所有锁定螺纹柱4c同步旋转进入螺纹固定孔8e内实现和螺纹固定孔8e的螺纹连接状态，是一个需要解决的问题。通过旋转固定组件4b能够实现控制所有锁定螺纹柱4c同步旋转的功能，在旋转固定组件4b工作时，第一旋转驱动器4b1输出带动皮带传输装置4b2工作，皮带传输装置4b2带动与之传动连接的所有锁定螺纹柱4c均同步转动，以配合锁定螺纹柱4c的上升过程，升降驱动组件4a和旋转固定组件4b配合实现将所有锁定螺纹柱4c平稳安装进铝铸法兰盘8的螺纹固定孔8e上的工作。

需要指出的是，皮带传输装置4b2中包括有转轴、驱动齿轮、驱动皮带、第一从动齿轮、第二从动齿轮和从动皮带，转轴与其中一个锁定螺纹柱4c的底端固定连接，驱动齿轮安装在第一旋转驱动器4b1的输出轴上，第一从动齿轮水平套设在转轴上，第二从动齿轮设有若干个，若干个第二从动齿轮与若干个锁定螺纹柱4c一一对应并套设在其对应的锁定螺纹柱4c上，驱动皮带一端套在驱动齿轮上，驱动皮带的另一端套设在第一从动齿轮上，从动皮带依次套设在若干个第二从动齿轮上，在皮带传输装置4b2工作时，第一旋转驱动器4b1带动驱动齿轮转动，驱动齿轮通过驱动皮带带动第一从动齿轮转动，继而带动第一从动齿轮套接安装的转轴同步转动，转轴在转动时带动其顶端与之固定连接的其中一个锁定螺纹柱4c同步转动，锁定螺纹柱4c带动安装在其上的第二从动齿轮转动，通过从动皮带带动其余所有第二从动齿轮均同步转动，继而实现了所有锁定螺纹柱4c均同步转动的功能。

提供以下优选技术方案：

旋转驱动组件5c包括有第二旋转驱动器5c1和旋转支架5c2，第二旋转驱动器5c1竖直固定安装在三轴驱动机构7的输出端上，旋转支架5c2设置在第二旋转驱动器5c1的正下方，第二旋转驱动器5c1的输出端与旋转支架5c2固定连接，中空轴直角电机5b固定安装在旋转支架5c2上，开孔刀具5a水平设置在旋转支架5c2的下方。

具体的，在对铝铸法兰盘8内部的中心阶梯孔8d进行加工时，需要调整开孔刀具5a在水平方向上的旋转角度，开孔刀具5a能够在旋转驱动组件5c带动其旋转时实现对中心阶梯孔8d内不同位置的打磨开孔操作，第二旋转驱动器5c1输出带动旋转支架5c2进行旋转，旋转支架5c2在旋转过程中带动安装在其上的中空轴直角电机5b同步旋转，进而通过中空轴直角电机5b带动开孔刀具5a同步旋转，实现对开孔刀具5a在水平角度上的调节功能，通过与三轴驱动机构7配合可以实现更加精细的开孔加工操作，提升设备的实用性，提高螺纹固定孔8e开孔时的精准度。

如图10-12所示，提供以下优选技术方案：

开孔机构5还包括有工业摄像头5d，工业摄像头5d竖直固定安装在旋转支架5c2上，工业摄像头5d位于开孔刀具5a的正上方，工业摄像头5d的输出端竖直向下设置。

具体的，在对铝铸法兰盘8进行加工时，通过工业摄像头5d能够检测到开孔刀具5a的开孔位置是否精准，使得开孔时开孔刀具5a不会对螺纹固定孔8e的外侧壁造成影响，且能够通过工业摄像头5d检测开孔刀具5a水平旋转时角度与开孔位置的对应关系，提高开孔精准度。

如图10-12所示，提供以下优选技术方案：

开孔机构5还包括有轴端夹持组件5e，轴端夹持组件5e竖直安装在旋转支架5c2远离开孔刀具5a的一侧，轴端夹持组件5e的输出端与开孔刀具5a上传动轴的端部插接。

具体的，为了让开孔刀具5a的传动轴能够与中空轴直角电机5b的输出端精准的传动连接，需要保证开孔刀具5a能够安装到位，且需要对开孔刀具5a进行限位插接，通过轴端夹持组件5e能够将开孔刀具5a的端部进行插接限位，并且能够通过其输出端对传动轴进行夹持，在保证传动轴能够正常转动的情况下保证传动轴不会偏移或掉落。

如图10-12所示，提供以下优选技术方案：

轴端夹持组件5e包括有限位轴接座5e1、直线驱动器5e2、连杆传动装置5e3和半轴接夹爪5e4，直线驱动器5e2竖直固定安装在旋转支架5c2的侧壁上，用于与传动轴配合限位轴接座5e1固定安装在旋转支架5c2远离开孔刀具5a的一侧，连杆传动装置5e3竖直设置，半轴接夹爪5e4设有两个，两个半轴接夹爪5e4沿着轴线竖直中心面对称设置，连杆传动装置5e3的一端与直线驱动器5e2的输出端传动连接，连杆传动装置5e3的两个输出端分别与两个半轴接夹爪5e4传动连接，半轴接夹爪5e4为半圆弧设计，半轴接夹爪5e4的沿着内弧面水平设有若干个辊轴。

具体的，在轴端夹持组件5e工作时，先将开孔刀具5a的传动轴穿过中空轴直角电机5b的输出端后插入限位轴接座5e1中，实现对开孔刀具5a的初步限位，传动轴能够在限位轴接座5e1中转动，再通过直线驱动器5e2输出带动连杆传动装置5e3运动，连杆传动装置5e3的输出端带动两个半轴接夹爪5e4相互靠近，从而通过两个半轴接夹爪5e4对传动轴的外侧壁进行夹持，使得传动轴只能绕着轴线旋转，而不能发生偏移或掉落，进而提高打磨开孔的精度。

如图13所示，提供以下优选技术方案：

换刀机构6包括有换刀机械手6a和刀具座6b，刀具座6b设置在机架1上，换刀机械手6a设置在加工平台2和刀具座6b之间，换刀机械手6a0上开设有供开孔刀具5a放置的刀具安装槽6b1。

具体的，在换刀机构6工作时，通过三轴驱动机构7将开孔机构5整体运动至换刀工位上，通过换刀机械手6a将位于中空轴直角电机5b上的开孔刀具5a取出，并将取出的开孔刀具5a放置在其对应的刀具安装槽6b1上，再将下一个开孔刀具5a从刀具安装槽6b1中取出后安装在中空轴直角电机5b上，取刀的顺序依次为仿形砂轮5a1、第一打磨刀具5a2、第二打磨刀具5a3和第三打磨刀具5a4，通过换刀机构6能够实现设备的自动换刀功能，提高设备工作效率，避免人工换刀操作，提高自动化程度以及刀具安装精度，从而提升开孔精度及成型速度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，包括机架(1)、开孔机构(5)和铝铸法兰盘(8)以及安装在机架(1)上的加工平台(2)、定位机构(3)和三轴驱动机构(7)，加工平台(2)设置在机架(1)中部，定位机构(3)固定安装在加工平台(2)上，开孔机构(5)安装在三轴驱动机构(7)上，铝铸法兰盘(8)包括有环形部和延伸部，环形部的中部设有中心阶梯孔(8d)，开孔机构(5)包括有开孔刀具(5a)、中空轴直角电机(5b)和旋转驱动组件(5c)，旋转驱动组件(5c)安装在三轴驱动机构(7)的输出端上，中空轴直角电机(5b)水平安装在旋转驱动组件(5c)的下方，中空轴直角电机(5b)与旋转驱动组件(5c)的输出端连接，开孔刀具(5a)的端部水平设有传动轴，开孔刀具(5a)通过传动轴与中空轴直角电机(5b)的输出端传动连接，其特征在于，还包括有升降锁定机构(4)和换刀机构(6)，用于将升降锁定机构(4)安装在加工平台(2)下方，换刀机构(6)设置在机架(1)上，开孔刀具(5a)包括有仿形砂轮(5a1)、第一打磨刀具(5a2)、第二打磨刀具(5a3)和第三打磨刀具(5a4)，其中第一打磨刀具(5a2)、第二打磨刀具(5a3)和第三打磨刀具(5a4)的径长依次缩小。

2.根据权利要求1所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，铝铸法兰盘(8)还包括有定位环型槽(8a)、定位矩形槽(8b)和定位孔(8c)，定位环型槽(8a)和定位矩形槽(8b)均设置在铝铸法兰盘(8)的底端，定位环型槽(8a)位于铝铸法兰盘(8)的环形部上，定位矩形槽(8b)位于铝铸法兰盘(8)的延伸部上，定位孔(8c)竖直贯穿设置在铝铸法兰盘(8)延伸部远离环形部的一端，定位机构(3)包括有限位安装环(3a)、限位安装块(3b)和定位柱(3c)，限位安装环(3a)、限位安装块(3b)和定位柱(3c)均固定安装在加工平台(2)顶端，限位安装环(3a)、限位安装块(3b)和定位柱(3c)分别与定位环型槽(8a)、定位矩形槽(8b)和定位孔(8c)一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，升降锁定机构(4)包括有升降驱动组件(4a)、旋转固定组件(4b)和锁定螺纹柱(4c)，升降驱动组件(4a)安装在机架(1)上，升降驱动组件(4a)位于加工平台(2)的正下方，旋转固定组件(4b)安装在升降驱动组件(4a)的输出端上，锁定螺纹柱(4c)设有若干个，铝铸法兰盘(8)上设有若干个用于固定连接的螺纹固定孔(8e)，若干个锁定螺纹柱(4c)均竖直设置，若干个锁定螺纹柱(4c)分别与若干个螺纹固定孔(8e)一一对应，旋转固定组件(4b)的输出端与若干个锁定螺纹柱(4c)均传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，升降驱动组件(4a)包括有顶升气缸(4a1)、升降平台(4a2)和伸缩支撑杆(4a3)，顶升气缸(4a1)竖直固定安装在机架(1)上，升降平台(4a2)水平设置在加工平台(2)和顶升气缸(4a1)之间，顶升气缸(4a1)的输出端与升降平台(4a2)的底部中心处固定连接，伸缩支撑杆(4a3)设有四个，四个伸缩支撑杆(4a3)分别竖直设置在升降平台(4a2)的四端，伸缩支撑杆(4a3)的底端与机架(1)固定连接，伸缩支撑杆(4a3)的顶端与升降平台(4a2)的端部固定连接，旋转固定组件(4b)安装在升降平台(4a2)上，锁定螺纹柱(4c)竖直轴接在升降平台(4a2)的顶端。

5.根据权利要求4所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，旋转固定组件(4b)包括有第一旋转驱动器(4b1)和皮带传输装置(4b2)，第一旋转驱动器(4b1)竖直固定安装在升降平台(4a2)的底端，第一旋转驱动器(4b1)的输出轴与皮带传输装置(4b2)传动连接，皮带传输装置(4b2)的若干个输出端分别与若干个锁定螺纹柱(4c)传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，旋转驱动组件(5c)包括有第二旋转驱动器(5c1)和旋转支架(5c2)，第二旋转驱动器(5c1)竖直固定安装在三轴驱动机构(7)的输出端上，旋转支架(5c2)设置在第二旋转驱动器(5c1)的正下方，第二旋转驱动器(5c1)的输出端与旋转支架(5c2)固定连接，中空轴直角电机(5b)固定安装在旋转支架(5c2)上，开孔刀具(5a)水平设置在旋转支架(5c2)的下方。

7.根据权利要求6所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，开孔机构(5)还包括有工业摄像头(5d)，工业摄像头(5d)竖直固定安装在旋转支架(5c2)上，工业摄像头(5d)位于开孔刀具(5a)的正上方，工业摄像头(5d)的输出端竖直向下设置。

8.根据权利要求6所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，开孔机构(5)还包括有轴端夹持组件(5e)，轴端夹持组件(5e)竖直安装在旋转支架(5c2)远离开孔刀具(5a)的一侧，轴端夹持组件(5e)的输出端与开孔刀具(5a)上传动轴的端部插接。

9.根据权利要求8所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，轴端夹持组件(5e)包括有限位轴接座(5e1)、直线驱动器(5e2)、连杆传动装置(5e3)和半轴接夹爪(5e4)，直线驱动器(5e2)竖直固定安装在旋转支架(5c2)的侧壁上，用于与传动轴配合限位轴接座(5e1)固定安装在旋转支架(5c2)远离开孔刀具(5a)的一侧，连杆传动装置(5e3)竖直设置，半轴接夹爪(5e4)设有两个，两个半轴接夹爪(5e4)沿着轴线竖直中心面对称设置，连杆传动装置(5e3)的一端与直线驱动器(5e2)的输出端传动连接，连杆传动装置(5e3)的两个输出端分别与两个半轴接夹爪(5e4)传动连接，半轴接夹爪(5e4)为半圆弧设计，半轴接夹爪(5e4)的沿着内弧面水平设有若干个辊轴。

10.根据权利要求1所述的一种铝铸法兰盘的阶梯孔开孔设备，其特征在于，换刀机构(6)包括有换刀机械手(6a)和刀具座(6b)，刀具座(6b)设置在机架(1)上，换刀机械手(6a)设置在加工平台(2)和刀具座(6b)之间，换刀机械手(6a)0上开设有供开孔刀具(5a)放置的刀具安装槽(6b1)。

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