CN114012020B - 一种翻坯机械手、油压机和法兰锻造翻坯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于法兰生产技术领域，具体涉及一种翻坯机械手、油压机和法兰锻造翻坯方法，所述翻坯机械手包括夹具、安装板、夹具翻转装置、底座、导轨、底座驱动装置和控制器；所述油压机在其周向方向上至少设置一个所述的翻坯机械手；与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：(1)两个互相垂直的翻坯机械手配合，完成法兰毛坯锻造过程中坯料角度和姿态的调节，其中一个翻坯机械手主要负责在方坯横截面锻圆过程中对坯料进行翻转；另外一个翻坯机械手主要负责将坯料由横放翻转为竖放，便于之后的镦粗；(2)翻坯机械手包括夹具、安装板、夹具翻转装置、底座和导轨，能够实现接近坯料、夹紧坯料、翻转坯料和调节坯料高度。
Description
技术领域
本发明专利属于法兰生产技术领域，具体涉及一种翻坯机械手、油压机和法兰锻造翻坯方法。
背景技术
现有技术中的法兰一般由方坯或圆坯锻造得到，其中使用方坯的情况比较常见。在使用方坯锻造法兰的过程中需要多次调节坯料的角度、姿态，对方坯的侧棱进行锻压，使得方坯的横截面转变为圆形；对坯料进行镦粗以及利用模具加工法兰中心孔等。
由于法兰毛坯锻造过程步骤复杂，所以尚没有哪种机械设备能完成法兰毛坯锻造过程中对坯料角度、姿态的调节；实际生产中往往需要两至三个操作熟练的工人配合完成法兰毛坯锻造过程中对坯料角度、姿态的调节，操作过程中工人实用长臂钳子夹住坯料然后对坯料进行翻转，劳动强度大、工作环境恶劣，容易出现烫伤事故。另外由于上述原因，法兰生产企业存在一定的招工难问题，也影响了法兰的锻造生产。
发明内容
本发明针对上述的法兰毛坯锻造过程中对坯料角度、姿态的调节利用人工完成的问题，提供了一种翻坯机械手、油压机和法兰锻造翻坯方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种翻坯机械手，包括夹具、安装板、夹具翻转装置、底座、导轨、底座驱动装置和控制器；
所述夹具安装在安装板上，所述夹具翻转装置包括翻转电机，所述翻转电机与安装板传动连接并能够驱动安装板及夹具旋转；
所述底座包括顶板和底板，所述顶板和底板之间安装有顶板高度调节装置；
所述安装板和夹具翻转装置处于底座的顶板上方；所述底座的底板下部安装有底座滑块，所述底座滑块与导轨配合。
作为优选，所述夹具翻转装置还包括轴承座；所述翻转电机的输出端安装有输出轴，所述输出轴远离翻转电机端与安装板固定连接；所述输出轴安装在轴承座内，且所述轴承座处于翻转电机和安装板之间；
所述轴承座底部与底座的顶板固定连接，所述翻转电机与顶板之间固定连接有电机安装座。
作为优选，每组所述安装板呈L形，包括横板和竖板；所述竖板远离横板侧与翻转电机的输出轴端部固定连接。
作为优选，所述夹具包括夹紧机构和液压缸一；
所述夹紧机构包括安装框、中间块、两个楔形块和两个夹臂；
所述安装框的下端面与安装板的横板上表面固定连接；所述夹臂的后端与楔形块的前端固定连接；
两个所述楔形块分别处于中间块左右两侧，且分别与中间块左右部分滑动连接；两个所述楔形块安装在安装框的前部，并能够相对所述安装框左右滑动；
所述液压缸一的长度方向平行于翻转电机的输出轴，且所述液压缸一的固定端安装在安装板的竖板靠近横板侧；所述液压缸一的活动端与中间块后侧固定连接并能够带动中间块前后移动。
作为优选，所述中间块在安装板的横板上的正投影为等腰梯形，且所述等腰梯形的下底处于中间块后侧；所述中间块的左右部分分别固定连接有燕尾滑块；
所述楔形块在安装板的横板上的正投影为直角梯形，且所述直角梯形的斜边处于楔形块靠近中间块的一侧；所述楔形块的斜面上开设有燕尾滑槽，所述燕尾滑槽与中间块的燕尾滑块配合；
所述楔形块靠近夹臂的上下表面上均固定连接有矩形滑块，所述安装框在与矩形滑块对应位置开设有矩形滑槽，所述安装框的矩形滑槽与楔形块的矩形滑块配合；
所述安装框后端面上开设有通孔，所述通孔供液压缸一的活塞杆穿过。
作为优选，所述顶板高度调节装置为竖直安装的液压缸二。
作为优选，所述底座驱动装置包括驱动电机、齿轮和齿条，所述齿条安装在地面上且平行于导轨；所述驱动电机安装在底座的底板下部且与所述齿轮驱动连接，所述齿轮与齿条啮合。
一种油压机，所述油压机在其周向方向上至少设置一个上述的翻坯机械手。
基于所述的油压机的一种法兰锻造翻坯方法，包括以下步骤：
步骤一 在油压机周向安装两个翻坯机械手，两个翻坯机械手分别为第一翻坯机械手和第二翻坯机械手，所述第一翻坯机械手和第二翻坯机械手的长度方向垂直；
步骤二 将加热除鳞后的方坯放置在工作台上表面，方坯长度方向一端朝向并靠近第一翻坯机械手，通过控制底座驱动装置使得第一翻坯机械手的夹臂向方坯移动；通过控制液压缸一使得第一翻坯机械手的两个夹臂夹紧方坯相对的两个表面；
步骤三 通过控制翻转电机运转，翻转电机带动第一翻坯机械手的夹臂旋转，直至方坯侧棱处于油压机正下方，油压机运转对方坯的侧棱进行锻压；
步骤四 重复步骤三完成对方坯四个侧棱的锻压，完成将方坯横截面锻圆操作；
步骤五 通过顶板高度调节装置使得第一翻坯机械手的夹臂上升,两个夹臂之间的坯料随之上升；第二翻坯机械手向坯料靠近并夹紧坯料的上下端；
步骤六 第一翻坯机械手的两个夹臂松开坯料，且第一翻坯机械手向远离坯料方向移动一定距离；第二翻坯机械手带动坯料旋转90度，使得坯料的长度方向垂直于工作台上表面且坯料处于油压机正下方，第二翻坯机械手松开坯料并向远离坯料方向移动一定距离；
步骤七 油压机动作将坯料镦粗以及加工出中心孔，完成法兰毛坯的锻造。
作为优选，所述步骤三和步骤四对方坯侧棱锻压过程中，方坯的下端与工作台接触；所述步骤二中当方坯长度方向一端朝向并靠近第二翻坯机械手，所述步骤二至六中第一翻坯机械手和第二翻坯机械手的操作内容转换。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)两个互相垂直的翻坯机械手配合，完成法兰毛坯锻造过程中坯料角度和姿态的调节，其中一个翻坯机械手主要负责在方坯横截面锻圆过程中对坯料进行翻转；另外一个翻坯机械手主要负责将坯料由横放翻转为竖放，便于之后的镦粗操作；
(2)翻坯机械手包括夹具、安装板、夹具翻转装置、底座、导轨、底座驱动装置和控制器，能够实现接近/远离坯料、夹紧坯料、翻转坯料和调节坯料高度，功能强大；
(3)工人在远离油压机处操作翻坯机械手就能完成法兰毛坯锻造，大大降低了劳动强度、改善了劳动环境，解决了企业招工难的问题，有利于促进企业安全生产和持续良好运行。
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提供的油压机锻造用翻坯机械手；
图2为实施例1提供的第一翻坯机械手示意图一；
图3为实施例1提供的第一翻坯机械手示意图二；
图4为实施例1提供的第一翻坯机械手中夹具示意图；
图5为实施例1提供的第一翻坯机械手中夹紧机构示意图一；
图6为实施例1提供的第一翻坯机械手中夹紧机构示意图二；
图7为实施例1提供的第一翻坯机械手中夹紧机构的夹臂和楔形块示意图。
附图说明：
1—第一翻坯机械手；
11—夹紧机构，111—安装框，112—中间块，113—楔形块，1131—燕尾滑槽，1132—矩形滑块，114—夹臂；
12—液压缸一，13—安装板，14—轴承座，15—翻转电机；
16—底座，161—顶板，162—底板；17—导轨；
2—油压机，3—工作台，4—第二翻坯机械手。
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，如附图1和2所示，一种翻坯机械手，包括夹具、安装板13、夹具翻转装置、底座16、导轨17、底座驱动装置和控制器。
如图1-4所示，夹具安装在安装板13上，夹具翻转装置包括翻转电机15，翻转电机15与安装板13传动连接并能够驱动安装板13及夹具旋转。
如图2和3所示，底座16包括顶板161和底板162，顶板161和底板162之间安装有顶板高度调节装置。
如图2和3所示，安装板13和夹具翻转装置处于底座16的顶板161上方；底座16的底板162下部安装有底座滑块，底座滑块与导轨17配合。
如图2和3所示，夹具翻转装置还包括轴承座14；翻转电机15的输出端安装有输出轴，输出轴远离翻转电机15端与安装板13固定连接；输出轴安装在轴承座14内，且轴承座14处于翻转电机15和安装板13之间。
如图2和3所示，轴承座14底部与底座16的顶板161固定连接，翻转电机15与顶板161之间固定连接有电机安装座。
如图2和3所示，每组安装板13呈L形，包括横板和竖板；竖板远离横板侧与翻转电机15的输出轴端部固定连接。
如图4-7所示，夹具包括夹紧机构11和液压缸一12；夹紧机构11包括安装框111、中间块112、两个楔形块113和两个夹臂114。
如图4-7所示，安装框111的下端面与安装板13的横板上表面固定连接；夹臂114的后端与楔形块113的前端固定连接；两个楔形块113分别处于中间块112左右两侧，且分别与中间块112左右部分滑动连接；两个楔形块113安装在安装框111的前部，并能够相对安装框111左右滑动。
如图4-7所示，液压缸一12的长度方向平行于翻转电机15的输出轴，且液压缸一12的固定端安装在安装板13的竖板靠近横板侧；液压缸一12的活动端与中间块112后侧固定连接并能够带动中间块112前后移动。
如图4-7所示，中间块112在安装板13的横板上的正投影为等腰梯形，且等腰梯形的下底处于中间块112后侧；中间块112的左右部分分别固定连接有燕尾滑块。
如图4-7所示，楔形块113在安装板13的横板上的正投影为直角梯形，且直角梯形的斜边处于楔形块113靠近中间块112的一侧；楔形块113的斜面上开设有燕尾滑槽1131，燕尾滑槽1131与中间块112的燕尾滑块配合。
如图4-7所示，楔形块113靠近夹臂114的上下表面上均固定连接有矩形滑块1132，安装框111在与矩形滑块1132对应位置开设有矩形滑槽，安装框111的矩形滑槽与楔形块113的矩形滑块1132配合。
如图4-7所示，安装框111后端面上开设有通孔，通孔供液压缸一12的活塞杆穿过。
顶板高度调节装置为竖直安装的液压缸二。
底座驱动装置包括驱动电机、齿轮和齿条，齿条安装在地面上且平行于导轨17；驱动电机安装在底座16的底板162下部且与齿轮驱动连接，齿轮与齿条啮合(图中未示出)。
液压缸一12、翻转电机15、高度调节装置的液压缸二以及底座驱动装置
中的驱动电机分别与控制器通信连接。
一种油压机，油压机2在其周向方向上设置有两个上述的翻坯机械手。
基于上述的油压机的一种法兰锻造翻坯方法，包括以下步骤：
步骤一 在油压机2周向安装两个翻坯机械手，两个翻坯机械手分别为第一翻坯机械手1和第二翻坯机械手4，所述第一翻坯机械手1和第二翻坯机械手4的长度方向垂直；
步骤二 将加热除鳞后的方坯放置在工作台3上表面，方坯长度方向一端朝向并靠近第一翻坯机械手1，通过控制底座驱动装置使得第一翻坯机械手1的夹臂114向方坯移动；通过控制液压缸一12使得第一翻坯机械手1的两个夹臂114夹紧方坯相对的两个表面；
步骤三 通过控制翻转电机15运转，翻转电机15带动第一翻坯机械手1的夹臂114旋转，直至方坯侧棱处于油压机2正下方，油压机2运转对方坯的侧棱进行锻压；
步骤四 重复步骤三完成对方坯四个侧棱的锻压，完成将方坯横截面锻圆操作；
步骤五 通过顶板高度调节装置使得第一翻坯机械手1的夹臂114上升,两个夹臂114之间的坯料随之上升；第二翻坯机械手4向坯料靠近并夹紧坯料的上下端；
步骤六 第一翻坯机械手1的两个夹臂114松开坯料，且第一翻坯机械手1向远离坯料方向移动一定距离；第二翻坯机械手4带动坯料旋转90度，使得坯料的长度方向垂直于工作台3上表面且坯料处于油压机正下方，第二翻坯机械手4松开坯料并向远离坯料方向移动一定距离；
步骤七 油压机动作将坯料镦粗以及加工出中心孔，完成法兰毛坯的锻造。
步骤三和步骤四对方坯侧棱锻压过程中，方坯的下端与工作台3接触。
实施例2
本实施例与实施例1的区别是:步骤二中当方坯长度方向一端朝向并靠近第二翻坯机械手4，步骤二至六中第一翻坯机械手1和第二翻坯机械手4的操作内容转换。
实施例3
本实施例与实施例1的区别是:使用圆坯锻造法兰半成品，只在油压机2周向安装第一翻坯机械手1，第一翻坯机械手1将工作台3上的坯料夹住并对中；第一翻坯机械手1的液压缸一12的轴线所在直线通过工作台3的中心点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本实用型作其他形式的限制，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 (2)
1.一种法兰锻造翻坯方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一在油压机(2)周向安装两个翻坯机械手，两个翻坯机械手分别为第一翻坯机械手(1)和第二翻坯机械手(4)，所述第一翻坯机械手(1)和第二翻坯机械手(4)的长度方向垂直；
所述翻坯机械手包括夹具、安装板(13)、夹具翻转装置、底座(16)、导轨(17)、底座驱动装置和控制器；所述夹具安装在安装板(13)上，所述夹具翻转装置包括翻转电机(15)，所述翻转电机(15)与安装板(13)传动连接并能够驱动安装板(13)及夹具旋转；所述底座(16)包括顶板(161)和底板(162)，所述顶板(161)和底板(162)之间安装有顶板高度调节装置；所述安装板(13)和夹具翻转装置处于底座(16)的顶板(161)上方；所述底座(16)的底板(162)下部安装有底座滑块，所述底座滑块与导轨(17)配合；
所述夹具翻转装置还包括轴承座(14)；所述翻转电机(15)的输出端安装有输出轴，所述输出轴远离翻转电机(15)端与安装板(13)固定连接；所述输出轴安装在轴承座(14)内，且所述轴承座(14)处于翻转电机(15)和安装板(13)之间；所述轴承座(14)底部与底座(16)的顶板(161)固定连接，所述翻转电机(15)与顶板(161)之间固定连接有电机安装座；所述安装板(13)呈L形，包括横板和竖板；所述竖板远离横板侧与翻转电机(15)的输出轴端部固定连接；
所述夹具包括夹紧机构(11)和液压缸一(12)；所述夹紧机构(11)包括安装框(111)、中间块(112)、两个楔形块(113)和两个夹臂(114)；
所述安装框(111)的下端面与安装板(13)的横板上表面固定连接；所述夹臂(114)的后端与楔形块(113)的前端固定连接；
两个所述楔形块(113)分别处于中间块(112)左右两侧，且分别与中间块(112)左右部分滑动连接；两个所述楔形块(113)安装在安装框(111)的前部，并能够相对所述安装框(111)左右滑动；
所述液压缸一(12)的长度方向平行于翻转电机(15)的输出轴，且所述液压缸一(12)的固定端安装在安装板(13)的竖板靠近横板侧；所述液压缸一(12)的活动端与中间块(112)后侧固定连接并能够带动中间块(112)前后移动；
所述中间块(112)在安装板(13)的横板上的正投影为等腰梯形，且所述等腰梯形的下底处于中间块(112)后侧；所述中间块(112)的左右部分分别固定连接有燕尾滑块；
所述楔形块(113)在安装板(13)的横板上的正投影为直角梯形，且所述直角梯形的斜边处于楔形块(113)靠近中间块(112)的一侧；所述楔形块(113)的斜面上开设有燕尾滑槽(1131)，所述燕尾滑槽(1131)与中间块(112)的燕尾滑块配合；
所述楔形块(113)靠近夹臂(114)的上下表面上均固定连接有矩形滑块(1132)，所述安装框(111)在与矩形滑块(1132)对应位置开设有矩形滑槽，所述安装框(111)的矩形滑槽与楔形块(113)的矩形滑块(1132)配合；
所述安装框(111)后端面上开设有通孔，所述通孔供液压缸一(12)的活塞杆穿过；
所述顶板高度调节装置为竖直安装的液压缸二；
所述底座驱动装置包括驱动电机、齿轮和齿条，所述齿条安装在地面上且平行于导轨(17)；所述驱动电机安装在底座(16)的底板(162)下部且与所述齿轮驱动连接，所述齿轮与齿条啮合；
步骤二将加热除鳞后的方形坯料放置在工作台(3)上表面，方形坯料长度方向一端朝向并靠近第一翻坯机械手(1)，通过控制底座驱动装置使得第一翻坯机械手(1)的夹臂(114)向方形坯料移动；通过控制液压缸一(12)使得第一翻坯机械手(1)的两个夹臂(114)夹紧方形坯料相对的两个表面；
步骤三通过控制翻转电机(15)运转，翻转电机(15)带动第一翻坯机械手(1)的夹臂(114)旋转，直至方形坯料侧棱处于油压机(2)正下方，油压机(2)运转对方形坯料的侧棱进行锻压；
步骤四重复步骤三完成对方形坯料四个侧棱的锻压，完成将方形坯料锻成圆形坯料操作；
步骤五通过顶板高度调节装置使得第一翻坯机械手(1)的夹臂(114)上升,两个夹臂(114)之间的圆形坯料随之上升；第二翻坯机械手(4)向圆形坯料靠近并夹紧圆形坯料的上下端；
步骤六第一翻坯机械手(1)的两个夹臂(114)松开圆形坯料，且第一翻坯机械手(1)向远离圆形坯料方向移动一定距离；第二翻坯机械手(4)带动圆形坯料旋转90度，使得圆形坯料的长度方向垂直于工作台(3)上表面且圆形坯料处于油压机正下方，第二翻坯机械手(4)松开圆形坯料并向远离圆形坯料方向移动一定距离；
步骤七油压机动作将圆形坯料镦粗以及加工出中心孔，完成法兰毛坯的锻造。
2.根据权利要求1所述的法兰锻造翻坯方法，其特征在于，所述步骤三和步骤四对方形坯料侧棱锻压过程中，方形坯料的下端与工作台(3)接触；
所述步骤二中当方形坯料长度方向一端朝向并靠近第二翻坯机械手(4)，所述步骤二至六中第一翻坯机械手(1)和第二翻坯机械手(4)的操作内容转换。
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