CN116809978A - 一种锻造法兰机械加工车床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锻造法兰机械加工车床，主要涉及金属加工用机床的技术领域，其包括底座、设在所述底座上的驱动机构、设在所述底座上一端的外圆夹具、设在所述底座上另一端的内圆夹具和设在所述底座上位于所述外圆夹具和所述内圆夹具之间的双向进给机构；所述外圆夹具和所述内圆夹具均与所述驱动机构传动连接，所述双向进给机构包括多个设在所述底座上的进给电机、多个沿水平方向设在所述底座上的螺杆、套设在多个所述螺杆上的推板、与所述推板垂直固定连接的滑块、设在所述滑块上的双向刀架和设在所述双向刀架两侧的复合刀头。本申请具有加工效率高、操作简便、加工面成型质量好的优点。

Description

一种锻造法兰机械加工车床

技术领域

本申请涉及金属加工用机床的技术领域，尤其是涉及一种锻造法兰机械加工车床。

背景技术

法兰又名为法兰凸缘盘或突缘，是一种用在轴与轴之间、管端之间或设备进出口的机械零件。法兰对两部分结构的连接位置起到了增加密封性的作用，如减速机法兰、管道法兰等。常见的法兰生产工艺有中板切割和整体锻造、锻压，尺寸较大的法兰一般采用整体锻造的方式进行生产。法兰模坯经过锻造除杂后，还需要对其表面进行车削处理，以提高成型精度。

由于法兰模坯由直径不同且同心相连的两部分组成，法兰模坯的表面车削包含两个过程，即对法兰外圆进行车削的过程和对法兰内圆车削的过程。对法兰外圆进行车削时需对其内圆表面进行夹持固定，对法兰内圆进行车削时需对其外圆进行夹持固定。实际生产过程中发现，经过车削的被加工面受到夹具夹取时，其表面成型精度会被影响。为了保证配合平面的密封性，内嵌式的法兰需要首先进行内圆加工，以保证外圆的成型精度；包覆式的法兰需要首先进行外圆加工，以保证内圆的成型精度。若同一加工批次内出现不同型号的法兰时，则需要作业人员反复调整夹具夹头并更换适合的车刀类型以满足加工需求。

针对上述中的相关技术可以得知，现有的锻造法兰模坯的表面加工作业因需要反复调整夹具和更换车刀，而存在加工精度受影响，作业效率不足的缺陷。

发明内容

为了保证锻造法兰的表面加工精度，提升锻造法兰表面加工作业效率，本申请提供一种锻造法兰机械加工车床。

本申请提供的一种锻造法兰机械加工车床采用如下的技术方案：

一种锻造法兰机械加工车床，包括底座、设在所述底座上的驱动机构、设在所述底座上一端的外圆夹具、设在所述底座上另一端的内圆夹具和设在所述底座上位于所述外圆夹具和所述内圆夹具之间的双向进给机构；所述外圆夹具和所述内圆夹具均与所述驱动机构传动连接，所述双向进给机构包括多个设在所述底座上的进给电机、多个沿水平方向设在所述底座上的螺杆、套设在多个所述螺杆上的推板、与所述推板垂直固定连接的滑块、设在所述滑块上的双向刀架和设在所述双向刀架两侧的复合刀头。

通过采用上述技术方案，底座对本申请其他部分结构起到了支撑和固定的作用，安装在底座上的外圆夹具能够对不同直径的法兰外圆进行夹紧，安装在底座上的内圆夹具能够对不同直径的法兰孔内圆进行夹紧，与外圆夹具和内圆夹具传动连接的驱动机构能够在通电后产生动能，并且调整转速后将扭矩传递至外圆夹具和内圆夹具，使外圆夹具和内圆夹具能够夹持工件产生转动，安装在外圆夹具和内圆夹具之间的双向进给机构中的进给电机能够驱动螺杆带动推板沿着螺杆的轴线方向发生运动，安装在推板上的滑块对双向刀架起到了支撑作用，滑块与推板之间沿着垂直于螺杆轴线方向滑动连接的结构使得安装在双向刀架上的刀头能够沿着垂直于螺杆轴线的方向进行运动，安装在外圆夹具和内圆夹具之间的双向进给机构能够在一次进给动作形成内完成对不同夹具上的不同型号的法兰的不同加工面进行加工，加工完成之后只需将外圆夹具和内圆夹具上的法兰锻件模坯互相调换位置，即可实现不同型号法兰的生产，免去了更换夹具和道具的过程，达到了保证锻造法兰的表面加工精度，提升锻造法兰表面加工作业效率的发明目的。

可选的，复合刀头包括设在所述双向刀架一侧的内圆车刀、小圆车刀和设在所述双向刀架另一侧的大圆车刀。

通过采用上述技术方案，双向刀架能够对不同型号的车刀实现夹紧和固定，内圆车刀、小圆车刀和大圆车刀以及其与双向刀架之间的相对安装位置能够满足法兰不同表面的加工需求。

可选的，内圆车刀与所述双向刀架沿所述螺杆的长度方向滑动连接。

通过采用上述技术方案，内圆车刀与双向刀架之间滑动连接的结构设计使得内圆车刀能够根据不同型号的法兰厚度以及孔深更改进给深度。

可选的，驱动机构包括固定设在所述底座上的托板、固定设在所述托板上的驱动电机和沿水平方向穿设在所述底座上的传动轴；所述传动轴与所述底座转动连接且与所述驱动电机的动力输出轴相连，所述传动轴的两端分别与所述外圆夹具和所述内圆夹具皮带传动连接。

通过采用上述技术方案，驱动机构中的托板对驱动电机的安装和限位起到了固定作用，传动轴能够将驱动电机通电旋转产生的扭矩传递至外圆夹具和内圆夹具。

可选的，内圆夹具包括设在所述底座上的转轴、固定套设在所述转轴靠近所述外圆夹具一端的内圆卡盘、多个设在所述内圆卡盘上的内圆卡爪；所述转轴远离所述外圆夹具的一端与所述传动轴皮带传动连接，所述内圆卡爪与所述内圆卡盘沿所述内圆卡盘的径向滑动连接，所述内圆卡爪与法兰锻件的小圆内曲面抵接。

通过采用上述技术方案，内圆夹具中的内圆卡盘对内圆卡爪的安装起到了支撑和限位的作用，内圆卡爪能够对法兰锻件的小圆内曲面抵接，实现固定和夹紧，内圆卡爪与内圆卡盘之间滑动连接的结构设计使得内圆夹具能够对不同尺寸的法兰锻件实现固定。

可选的，转轴的外侧套设有防尘罩，所述防尘罩与所述底座能够拆卸连接。

通过采用上述技术方案，安装在转抽外侧的防尘罩能够对用于支撑转轴的轴承结构起到保护作用，避免车削过程中产生的高温金属碎屑飞溅进入轴承内部，影响传动。

可选的，外圆夹具包括设在所述底座上的变速箱、套设在所述变速箱动力输出端的外圆卡盘和多个设在所述外圆卡盘上的外圆卡爪；所述外圆卡爪与所述外圆卡盘沿所述外圆卡盘的径向滑动连接，所述外圆卡爪与法兰锻件的大圆外曲面抵接。

通过采用上述技术方案，外圆夹具中的外圆卡盘对外圆卡爪的安装起到了支撑和限位的作用，外圆卡爪能够对法兰锻件的大圆外曲面抵接，实现固定和夹紧，外圆卡爪与外圆卡盘之间滑动连接的结构设计使得外圆夹具能够对不同尺寸的法兰锻件实现固定，变速箱能够改变驱动机构输入的转速，从而适应不同材质法兰的加工需求。

可选的，变速箱的上表面固定设有吊环，所述吊环与所述变速箱转动连接。

通过采用上述技术方案，吊环结构能够方便连接起重机或卷扬机，简化了本申请的安装和拆卸过程。

可选的，底座的下表面设有多个支撑盘，多个所述支撑盘与地面固定连接。

通过采用上述技术方案，底座下表面安装的支撑盘对底座起到了辅助支撑的作用，多个支撑盘的结构设计能够显著提升底座与地面之间的接触面积，提高底座的稳定性。

可选的，底座靠近地面的一端设有托盘，所述托盘与所述底座沿水平方向滑动连接。

通过采用上述技术方案，底座上靠近地面一端安装的托盘对车削产生的金属碎屑起到了承接的作用，托盘与底座之间沿着水平方向滑动连接的结构设计能够方便托盘的拆卸与安装，提高金属碎屑的清理效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请中的底座对本申请其他部分结构起到了支撑和固定的作用，安装在底座上的外圆夹具能够对不同直径的法兰外圆进行夹紧，安装在底座上的内圆夹具能够对不同直径的法兰孔内圆进行夹紧，与外圆夹具和内圆夹具传动连接的驱动机构能够在通电后产生动能，并且调整转速后将扭矩传递至外圆夹具和内圆夹具，使外圆夹具和内圆夹具能够夹持工件产生转动，安装在外圆夹具和内圆夹具之间的双向进给机构中的进给电机能够驱动螺杆带动推板沿着螺杆的轴线方向发生运动，安装在推板上的滑块对双向刀架起到了支撑作用，滑块与推板之间沿着垂直于螺杆轴线方向滑动连接的结构使得安装在双向刀架上的刀头能够沿着垂直于螺杆轴线的方向进行运动，安装在外圆夹具和内圆夹具之间的双向进给机构能够在一次进给动作形成内完成对不同夹具上的不同型号的法兰的不同加工面进行加工，加工完成之后只需将外圆夹具和内圆夹具上的法兰锻件模坯互相调换位置，即可实现不同型号法兰的生产，免去了更换夹具和道具的过程，达到了保证锻造法兰的表面加工精度，提升锻造法兰表面加工作业效率的发明目的；

本申请中的外圆夹具中的外圆卡盘对外圆卡爪的安装起到了支撑和限位的作用，外圆卡爪能够对法兰锻件的大圆外曲面抵接，实现固定和夹紧，外圆卡爪与外圆卡盘之间滑动连接的结构设计使得外圆夹具能够对不同尺寸的法兰锻件实现固定，变速箱能够改变驱动机构输入的转速，从而适应不同材质法兰的加工需求；

本申请中的双向刀架能够对不同型号的车刀实现夹紧和固定，内圆车刀、小圆车刀和大圆车刀以及其与双向刀架之间的相对安装位置能够满足法兰不同表面的加工需求。

附图说明

图1是本申请实施例公开的一种锻造法兰机械加工车床的结构示意图。

图2是本申请实施例中驱动机构的结构示意图。

图3是本申请实施例中外圆夹具的结构示意图。

图4是本申请实施例中内圆夹具的结构示意图。

图5是本申请实施例中双向进给机构的结构示意图。

附图标记说明：1、底座；11、支撑盘；12、托盘；2、驱动机构；21、托板；22、驱动电机；23、传动轴；3、外圆夹具；31、变速箱；32、外圆卡盘；33、外圆卡爪；311、吊环；4、内圆夹具；41、转轴；42、内圆卡盘；43、内圆卡爪；44、防尘罩；5、双向进给机构；51、进给电机；52、螺杆；53、推板；54、滑块；55、双向刀架；56、复合刀头；561、内圆车刀；562、小圆车刀；563、大圆车刀。

具体实施方式

以下结合附图1-附图5对本申请作进一步详细说明。

法兰是一种常见的管道连接件。行业内一般采用车削加工的方式对法兰进行生产。在法兰的生产过程中，经过车削的被加工面受到夹具夹取时，其表面成型精度会被影响。若同一加工批次内出现不同型号的法兰时，则需要作业人员反复调整夹具夹头并更换适合的车刀类型以满足加工需求，这一现象会降低法兰生产的效率。为了保证锻造法兰的表面加工精度，提升锻造法兰表面加工作业效率，本申请提供一种锻造法兰机械加工车床。

本申请实施例公开了一种锻造法兰机械加工车床。参照图1，锻造法兰机械加工车床包括底座1、驱动机构2、外圆夹具3、内圆夹具4和双向进给机构5。其中，底座1固定安装在水平地面上，驱动机构2安装在底座1的一侧，外圆夹具3安装在底座1上靠近驱动机构2的一侧，内圆夹具4安装在底座1上远离驱动机构2的一侧，双向进给机构5安装在底座1上，并且位于外圆夹具3和内圆夹具4之间。外圆夹具3和内圆夹具4均与驱动机构2传动连接。

参照图1，底座1可以是铸铁材质的机床座。底座1靠近地面的一端通过螺栓连接的方式安装有多个支撑盘11。支撑盘11可以是厚度与底座1壁厚一致的圆形金属盘。支撑盘11上有用于连接的螺纹结构，支撑盘11上开设有多个螺栓孔，螺栓孔内穿设有地脚螺栓。地脚螺栓的锚杆固定在地面上。支撑盘11的数量可以根据底座1的实际尺寸选择合适数量，不少于六个。底座1上靠近地面的一侧，位于外圆夹具3和内圆夹具4的下方，安装有一个托盘12。托盘12可以是横截面为矩形的金属浅盘。托盘12与底座1之间沿着平行于底面的方向滑动连接。托盘12的两端各设置有用于对滑动连接结构进行限位的限位块。

参照图1和图2，驱动机构2包括托板21、驱动电机22和传动轴23。其中，托板21垂直于底座1的侧壁，沿着平行于底面的方向通过多个紧固螺栓固定安装在底座1上。驱动电机22的额定功率为45KW。驱动电机22通过多个紧固螺栓固定安装在托板21上。传动轴23穿设在底座1上，且与底座1之间转动连接。传动轴23的一端与驱动电机22的动力输出轴通过联轴器连接。传动轴23靠近驱动电机22的一侧和远离驱动电机22的一侧均安装有一个皮带轮。传动轴23两端的皮带轮分别与外圆夹具3和内圆夹具4通过皮带传动连接。

参照图1和图3，外圆夹具3包括变速箱31、外圆卡盘32和外圆卡爪33。其中，变速箱31的箱体上表面通过螺纹连接的方式安装有一个吊环311。变速箱31安装底座1上靠近驱动电机22的一端。外圆卡盘32安装在变速箱31的动力输出轴，变速箱31的输入轴与传动轴23之间通过皮带传动连接。皮带轮的直径大小以及传动速比可以根据实际需求进行调整。外圆卡爪33的数量可以是三个。外圆卡爪33与外圆卡盘32之间沿着外圆卡盘32的径向滑动连接。外圆卡爪33与法兰锻件的大圆外表面抵接。外圆卡爪33的接触平面开设有多条垂直于自身长度方向的防滑槽。

参照图1和图4，内圆夹具4包括转轴41、内圆卡盘42、内圆卡爪43和防尘罩44。其中，转轴41穿设在底座1上远离外圆夹具3的一端。转轴41的轴线方向与变速箱31动力输出轴的轴线方向平行。转轴41与底座1之间转动连接。转轴41靠近外圆夹具3的一端固定安装有内圆卡盘42。转轴41远离外圆夹具3的一端安装有皮带轮。转轴41远离外圆夹具3的一端与传动轴23之间皮带传动连接。皮带轮的直径大小以及传动速比可以根据实际需求进行调整。内圆卡爪43的数量可以是三个。内圆卡爪43与内圆卡盘42之间沿着内圆卡盘42的径向滑动连接。内圆卡爪43与法兰锻件的小圆内曲面抵接。内圆卡爪43的接触平面开设有多条垂直于自身长度方向的防滑槽。防尘罩44套设在转轴41的外侧，且防尘罩44与转轴41能够拆卸连接。

参照图1和图5，双向进给机构5包括进给电机51、螺杆52、推板53、滑块54、双向刀架55和复合刀头56。其中，进给电机51可以选用低速伺服电机。进给电机51的数量可以选择为两个。两个进给电机51的动力输出轴沿着平行于传动轴23的方向设置。螺杆52的数量与进给电机51的数量一致。螺杆52与进给电机51的动力输出轴之间通过联轴器连接。所有的螺杆52均沿着推板53的厚度方向穿设在推板53上，且与推板53之间螺纹配合。螺杆52能够在进给电机51的带动下发生正转或者反转，使推板53能够沿着平行于螺杆52的轴线方向发生移动，从而实现法兰的圆面车削作业。当处于静止的非作业状态时，两个进给电机51反方向转动，从而对推板53实现夹紧固定，两个反向旋转的螺杆52能够减小推板53与螺杆52的螺纹配合间隙造成的推板53的晃动，进一步提升了加工精度。滑块54安装在推板53的上表面，且垂直于螺杆52的轴线方向开设有燕尾槽，滑块54与推板53之间能够沿着垂直于螺杆52轴线的方向发生移动，从而实现法兰的端面车削作业。双向刀架55通过多个紧固螺栓固定安装在滑块54的上表面，复合刀头56安装在双向刀架55上。复合刀头56包括内圆车刀561、小圆车刀562和大圆车刀563。内圆车刀561和小圆车刀562安装在双向刀架55上靠近外圆夹具3的一侧，大圆车刀563安装在双向刀架55上靠近内圆夹具4的一侧。内圆车刀561与双向刀架55之间沿着内圆车刀561的长度方向滑动连接。

本申请实施例的一种锻造法兰机械加工车床的实施原理为：操作人员首先根据加工需求预设好电机转速、夹具尺寸和车刀类型，然后分别将对外圆加工面精度要求较高的内嵌型法兰锻件模坯安装在外圆夹具3上，再将对内圆加工面精度要求较高的包覆式法兰锻件模坯安装在内圆夹具4上，调整双向进给机构5的相对位置，使复合刀头56能够正对需要进行加工的工件，操作进给电机51对工件进行车削操作，操作完成后，将固定在外圆夹具3和内圆夹具4上的两个法兰锻件模坯互相交换位置，重复操作，即可同时完成两种不同型号的法兰的生产。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：包括底座（1）、设在所述底座（1）上的驱动机构（2）、设在所述底座（1）上一端的外圆夹具（3）、设在所述底座（1）上另一端的内圆夹具（4）和设在所述底座（1）上位于所述外圆夹具（3）和所述内圆夹具（4）之间的双向进给机构（5）；所述外圆夹具（3）和所述内圆夹具（4）均与所述驱动机构（2）传动连接，所述双向进给机构（5）包括多个设在所述底座（1）上的进给电机（51）、多个沿水平方向设在所述底座（1）上的螺杆（52）、套设在多个所述螺杆（52）上的推板（53）、与所述推板（53）垂直固定连接的滑块（54）、设在所述滑块（54）上的双向刀架（55）和设在所述双向刀架（55）两侧的复合刀头（56）。

2.根据权利要求1所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述复合刀头（56）包括设在所述双向刀架（55）一侧的内圆车刀（561）、小圆车刀（562）和设在所述双向刀架（55）另一侧的大圆车刀（563）。

3.根据权利要求2所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述内圆车刀（561）与所述双向刀架（55）沿所述螺杆（52）的长度方向滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述驱动机构（2）包括固定设在所述底座（1）上的托板（21）、固定设在所述托板（21）上的驱动电机（22）和沿水平方向穿设在所述底座（1）上的传动轴（23）；所述传动轴（23）与所述底座（1）转动连接且与所述驱动电机（22）的动力输出轴相连，所述传动轴（23）的两端分别与所述外圆夹具（3）和所述内圆夹具（4）皮带传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述内圆夹具（4）包括设在所述底座（1）上的转轴（41）、固定套设在所述转轴（41）靠近所述外圆夹具（3）一端的内圆卡盘（42）、多个设在所述内圆卡盘（42）上的内圆卡爪（43）；所述转轴（41）远离所述外圆夹具（3）的一端与所述传动轴（23）皮带传动连接，所述内圆卡爪（43）与所述内圆卡盘（42）沿所述内圆卡盘（42）的径向滑动连接，所述内圆卡爪（43）与法兰锻件的小圆内曲面抵接。

6.根据权利要求5所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述转轴（41）的外侧套设有防尘罩（44），所述防尘罩（44）与所述底座（1）能够拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述外圆夹具（3）包括设在所述底座（1）上的变速箱（31）、套设在所述变速箱（31）动力输出端的外圆卡盘（32）和多个设在所述外圆卡盘（32）上的外圆卡爪（33）；所述外圆卡爪（33）与所述外圆卡盘（32）沿所述外圆卡盘（32）的径向滑动连接，所述外圆卡爪（33）与法兰锻件的大圆外曲面抵接。

8.根据权利要求7所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述变速箱（31）的上表面固定设有吊环（311），所述吊环（311）与所述变速箱（31）转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述底座（1）的下表面设有多个支撑盘（11），多个所述支撑盘（11）与地面固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种锻造法兰机械加工车床，其特征在于：所述底座（1）靠近地面的一端设有托盘（12），所述托盘（12）与所述底座（1）沿水平方向滑动连接。