CN117066559B - 一种用于法兰的开孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于法兰的开孔装置，本发明涉及法兰开孔技术领域，包括变距机构、间歇转动机构、自适应定位机构、可调节夹持固定机构；变距机构包括：支柱、连接架、滑动架、传动轴、从动齿轮、主动齿轮、步进电机A；连接架转动安装在支柱的上端处，连接架上滑动安装有滑动架，滑动架上设有圆孔，圆孔内转动安装有传动轴，传动轴的两端固定安装有从动齿轮，从动齿轮与滑动架上设有的长齿条相啮合；本装置在使用时，可以对不同直径的法兰进行开孔，可调节夹持固定机构可以根据法兰的直径进行适应，都可以夹持固定，并且开孔的变距机构可以调节钻头的位置，从而使开孔位置得到调节。

Description

一种用于法兰的开孔装置

技术领域

本发明涉及法兰开孔技术领域，特别涉及一种用于法兰的开孔装置。

背景技术

法兰又叫法兰盘或突缘，是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端，法兰上开设孔洞，用于贯穿螺栓使两法兰紧连，其中法兰盘在加工的最后步骤即为开孔，根据工艺需求在法兰盘上钻出相应数量的孔洞。

申请号为CN201920740385.3公开了一种用于法兰盘生产的开孔装置，包括支撑座，所述支撑座顶端外壁通过螺栓固定有支撑盘，所述支撑盘顶端外壁中间位置处开有圆形槽，且圆形槽内壁插设有圆盘，所述支撑盘底端外壁中间位置处通过螺栓固定有竖直设置的气动伸缩杆，且气动伸缩杆顶端穿过支撑盘底端外壁与圆盘底端外壁通过螺栓固定，所述圆盘底端外壁螺接有等距离呈环形分布的定位杆，且定位杆外壁套设有弹簧件，所述圆形槽底端内壁开有等距离呈环形分布的定位孔。

上述装置在使用中不能对不同直径的法兰适配开孔，并且开孔数量以及位置不能调节，本发明针对上述缺陷进行设计，本装置在使用时，可以对不同直径的法兰进行开孔，可调节夹持固定机构可以根据法兰的直径进行适应，都可以夹持固定，并且开孔的变距机构可以调节钻头的位置，从而使开孔位置得到调节；本发明在使用时，还可以针对法兰的开孔数量进行调节，通过调节遮挡架的角度，使拨杆的往复摆动，带动不同角度的棘轮的转动，实现间歇转动的角度调节，从而使钻孔间歇角度得到调节，从而可以均匀的打不同数量的孔。

发明内容

本发明所使用的技术方案是：一种用于法兰的开孔装置，其特征在于：包括变距机构、间歇转动机构、自适应定位机构、可调节夹持固定机构；所述的变距机构包括：支柱、连接架、滑动架、传动轴、从动齿轮、主动齿轮、步进电机A；连接架转动安装在支柱的上端处，连接架上滑动安装有滑动架，滑动架上设有圆孔，圆孔内转动安装有传动轴，传动轴的两端固定安装有从动齿轮，从动齿轮与滑动架上设有的长齿条相啮合，传动轴上还固定安装有主动齿轮，主动齿轮与步进电机A的电机齿轮相啮合，步进电机A固定安装在连接架上的延伸板上。

优选地，所述的变距机构还包括：电钻、钻头、短齿条、支架A、正齿轮、步进电机B；电钻的两端设有滑槽，滑槽与滑动架上的竖直延伸杆滑动连接，电钻上活动安装有钻头；短齿条固定安装在电钻的一面上，短齿条与正齿轮相啮合，正齿轮的轴转动安装在支架A上的圆孔内，支架A固定安装在滑动架上的竖直延伸杆上，同时正齿轮的轴与步进电机B的电机轴固定连接，步进电机B固定安装在支架A上。

优选地，所述的间歇转动机构包括：引导块、小滑块、拨杆、棘爪、扭转弹簧、遮挡架、棘轮、连接杆、支架C、步进电机D以及往复组件；引导块与小滑块下端的圆轴转动连接，小滑块上端的圆轴与拨杆上的滑槽滑动连接，拨杆上圆环转动安装在支柱上，拨杆上的短轴上转动安装有棘爪，拨杆上短轴上还安装有扭转弹簧，扭转弹簧的两端分别卡在拨杆与棘爪上；遮挡架上的圆环转动安装在支柱上，遮挡架的遮挡部分介于棘轮和棘爪之间，棘轮转动安装在支柱上，棘轮的棘齿与棘爪相啮合；连接杆的下端固定焊接在棘轮上，连接杆的上端与连接架的下端固定焊接；支架C上固定安装有步进电机D，步进电机D的电机齿轮与遮挡架上的齿相啮合。

优选地，所述的往复组件包括：底座、支架B、往复凸轮、步进电机C、滑槽架；支架B固定安装在底座上，支架B上设有圆孔，往复凸轮的转轴转动安装在支架B上的圆孔内，同时往复凸轮的转轴与步进电机C的电机轴固定连接，往复凸轮上的螺纹槽与引导块滑动接触，步进电机C固定安装在支架B的侧面；滑槽架固定安装在支架B中间，滑槽架上设有滑槽，滑槽内滑动安装有小滑块；底座与支柱固定连接，同时底座与支架C固定连接。

优选地，所述的自适应定位机构包括：放置台、卡块、中心快、滑杆、压缩弹簧；放置台固定安装在支柱的上端，放置台中间固定安装有中心快，中心快上设有三个方向的滑杆，滑杆上安装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与中心快和卡块接触，卡块滑动安装在放置台上的滑槽内。

优选地，所述的可调节夹持固定机构包括：外滑块、夹板、内滑块、缓冲弹簧杆、卡板、拉伸弹簧以及移动组件；外滑块下端设有滑槽，滑槽上滑动安装有内滑块，同时夹板固定焊接在外滑块的下面，缓冲弹簧杆的两端分别转动安装在内滑块下面的饺座以及卡板上的饺座上，卡板滑动安装在夹板上的滑槽内，卡板上设有凸轴，凸轴与拉伸弹簧的下端连接，拉伸弹簧的上端与夹板上的凸轴连接。

优选地，所述的移动组件包括：外支架、上支架、步进电机E、双向丝杆、大齿轮；外支架固定安装在底座上，上支架固定安装在外支架之间，上支架下面设有滑槽，滑槽上滑动安装有外滑块；双向丝杆转动安装在上支架上的圆孔内，上支架上与两端的内滑块螺纹连接，上支架的一端固定安装有大齿轮，大齿轮与步进电机E的电机齿轮相啮合，步进电机E固定安装在上支架上。

优选地，所述的拨杆、遮挡架以及棘轮的相对安装位置相邻，其中拨杆在最下端，遮挡架在中间，棘轮在最上端。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本装置在使用时，可以对不同直径的法兰进行开孔，可调节夹持固定机构可以根据法兰的直径进行适应，都可以夹持固定，并且开孔的变距机构可以调节钻头的位置，从而使开孔位置得到调节。

2、本发明在使用时，还可以针对法兰的开孔数量进行调节，通过调节遮挡架的角度，使拨杆的往复摆动，带动不同角度的棘轮的转动，实现间歇转动的角度调节，从而使钻孔间歇角度得到调节，从而可以均匀的打不同数量的孔。

附图说明

图1为本发明的整体结构等轴侧示意图。

图2为本发明的整体结构正视图。

图3为本发明的整体结构侧视图。

图4为本发明的变距机构的第一角度示意图。

图5为本发明的变距机构的第二角度示意图。

图6为本发明的变距机构的细节示意图。

图7为本发明的间歇转动机构的第一角度示意图。

图8为本发明的间歇转动机构的第二角度示意图。

图9为本发明的间歇转动机构的第三角度示意图。

图10为本发明的自适应定位机构的等轴侧视图。

图11为本发明的自适应定位机构的爆炸视图。

图12为本发明的可调节夹持固定机构的整体结构示意图。

图13为本发明的可调节夹持固定机构的细节角度一示意图。

图14为本发明的可调节夹持固定机构的细节角度二示意图。

附图标号： 1-支柱；2-连接架；3-滑动架；4-传动轴；5-从动齿轮；6-主动齿轮；7-步进电机A；8-电钻；9-钻头；10-短齿条；11-支架A；12-正齿轮；13-步进电机B；14-底座；15-支架B；16-往复凸轮；17-步进电机C；18-滑槽架；19-引导块；20-小滑块；21-拨杆；22-棘爪；23-扭转弹簧；24-遮挡架；25-棘轮；26-连接杆；27-支架C；28-步进电机D；29-放置台；30-卡块；31-中心快；32-滑杆；33-压缩弹簧；34-外支架；35-上支架；36-步进电机E；37-双向丝杆；38-大齿轮；39-外滑块；40-夹板；41-内滑块；42-缓冲弹簧杆；43-卡板；44-拉伸弹簧。

具体实施方式

实施例如图1-图14所示，一种用于法兰的开孔装置，包括变距机构、间歇转动机构、自适应定位机构、可调节夹持固定机构；本发明实施列的一个可选实施方式中，如图4、图6所示，变距机构包括：支柱1、连接架2、滑动架3、传动轴4、从动齿轮5、主动齿轮6、步进电机A7；连接架2转动安装在支柱1的上端处，连接架2上滑动安装有滑动架3，滑动架3上设有圆孔，圆孔内转动安装有传动轴4，传动轴4的两端固定安装有从动齿轮5，从动齿轮5与滑动架3上设有的长齿条相啮合，从动齿轮5转动能够带动滑动架3在连接架2的滑槽内滑动，传动轴4上还固定安装有主动齿轮6，主动齿轮6与步进电机A7的电机齿轮相啮合，步进电机A7固定安装在连接架2上的延伸板上。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图5所示，变距机构还包括：电钻8、钻头9、短齿条10、支架A11、正齿轮12、步进电机B13；电钻8的两端设有滑槽，滑槽与滑动架3上的竖直延伸杆滑动连接，电钻8上活动安装有钻头9；短齿条10固定安装在电钻8的一面上，短齿条10与正齿轮12相啮合，正齿轮12的轴转动安装在支架A11上的圆孔内，正齿轮12转动能够带动电钻8上下滑动，支架A11固定安装在滑动架3上的竖直延伸杆上，同时正齿轮12的轴与步进电机B13的电机轴固定连接，步进电机B13固定安装在支架A11上。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图8、图9所示，间歇转动机构包括：引导块19、小滑块20、拨杆21、棘爪22、扭转弹簧23、遮挡架24、棘轮25、连接杆26、支架C27、步进电机D28以及往复组件；引导块19与小滑块20下端的圆轴转动连接，小滑块20上端的圆轴与拨杆21上的滑槽滑动连接，拨杆21上圆环转动安装在支柱1上，拨杆21上的短轴上转动安装有棘爪22，拨杆21上短轴上还安装有扭转弹簧23，扭转弹簧23的两端分别卡在拨杆21与棘爪22上，从而使棘爪22有向内转动的趋势；遮挡架24上的圆环转动安装在支柱1上，遮挡架24的遮挡部分介于棘轮25和棘爪22之间，棘轮25转动安装在支柱1上，棘轮25的棘齿与棘爪22相啮合；连接杆26的下端固定焊接在棘轮25上，连接杆26的上端与连接架2的下端固定焊接，从而使棘轮25转动的时候带动连接架2转动；支架C27上固定安装有步进电机D28，步进电机D28的电机齿轮与遮挡架24上的齿相啮合。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图7所示，往复组件包括：底座14、支架B15、往复凸轮16、步进电机C17、滑槽架18；支架B15固定安装在底座14上，支架B15上设有圆孔，往复凸轮16的转轴转动安装在支架B15上的圆孔内，同时往复凸轮16的转轴与步进电机C17的电机轴固定连接，往复凸轮16上的螺纹槽与引导块19滑动接触，当引导块19在往复凸轮16上的螺纹槽内滑动到一端时会掉头向另一端滑动，步进电机C17固定安装在支架B15的侧面；滑槽架18固定安装在支架B15中间，滑槽架18上设有滑槽，滑槽内滑动安装有小滑块20；底座14与支柱1固定连接，同时底座14与支架C27固定连接。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图10、图11所示，自适应定位机构包括：放置台29、卡块30、中心快31、滑杆32、压缩弹簧33；放置台29固定安装在支柱1的上端，放置台29中间固定安装有中心快31，中心快31上设有三个方向的滑杆32，滑杆32上安装有压缩弹簧33，压缩弹簧33的两端分别与中心快31和卡块30接触，压缩弹簧33产生弹力，卡块30滑动安装在放置台29上的滑槽内，放置台29上的滑槽的外圈端设有限位卡，从而防止卡块30滑出。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图13、图14所示，可调节夹持固定机构包括：外滑块39、夹板40、内滑块41、缓冲弹簧杆42、卡板43、拉伸弹簧44以及移动组件；外滑块39下端设有滑槽，滑槽上滑动安装有内滑块41，同时夹板40固定焊接在外滑块39的下面，缓冲弹簧杆42的两端分别转动安装在内滑块41下面的饺座以及卡板43上的饺座上，卡板43滑动安装在夹板40上的滑槽内，卡板43上设有凸轴，凸轴与拉伸弹簧44的下端连接，拉伸弹簧44的上端与夹板40上的凸轴连接，拉伸弹簧44产生拉力，使卡板43有向上滑动的趋势。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图12、图13所示，移动组件包括：外支架34、上支架35、步进电机E36、双向丝杆37、大齿轮38；外支架34固定安装在底座14上，上支架35固定安装在外支架34之间，上支架35下面设有滑槽，滑槽上滑动安装有外滑块39；双向丝杆37转动安装在上支架35上的圆孔内，上支架35上与两端的内滑块41螺纹连接，双向丝杆37转动能够带动两端的内滑块41相对移动，上支架35的一端固定安装有大齿轮38，大齿轮38与步进电机E36的电机齿轮相啮合，步进电机E36固定安装在上支架35上。

本发明实施列的一个可选实施方式中，如图8所示，拨杆21、遮挡架24以及棘轮25的相对安装位置相邻，其中拨杆21在最下端，遮挡板24在中间，棘轮25在最上端。

工作原理：本装置在使用时，可以对不同直径的法兰进行开孔，首先将法兰套在卡块30上，并且向下压，向下压动的同时会挤压卡块30向内滑动，知道卡块30将法兰的内圈卡住，从而完成法兰的初步固定；

下一步，需要将法兰夹紧，步进电机E36启动，带动大齿轮38转动，从而带动双向丝杆37转动，双向丝杆37转动会带动两端的内滑块41向内滑动，由于拉伸弹簧44的作用，将卡板43拉起，卡板43通过缓冲弹簧杆42的将内滑块41顶在外滑块39最外侧的限位卡上，所以在双向丝杆37带动内滑块41向内滑动的时候，会带动外滑块39向内滑动，当卡板43接触到法兰的边缘时，外滑块39会被卡停不会继续移动，此时内滑块41会继续向内滑动，同时通过缓冲弹簧杆42向下挤压卡板43，使卡板43向下滑动，直到卡板43卡住法兰的上面，内滑块41继续向内滑动，此时卡板43卡死在法兰上，缓冲弹簧杆42就会压缩，从而使卡板43将法兰卡紧，缓冲弹簧杆42提供一个缓冲的作用；

将法兰夹紧后，下一步，进行变距，使钻头9调整到法兰的预设打孔位置，具体的，步进电机A7启动带动主动齿轮6转动，通过传动轴4带动从动齿轮5转动，从而带动滑动架3滑动，从而带动钻头9对准预设打孔位置，等待打孔；

下一步需要调节棘轮25间歇转动的角度，当步进电机C17启动带动往复凸轮16转动的时候，会通过引导块19带动小滑块20往复滑动，从而带动拨杆21进行往复摇摆，拨杆21摇摆的最大角度为九十度，即拨杆21每摇摆一次，带动棘轮25转动九十度，这样的话，转动一圈会停顿四次，从而使这个法兰打四个孔，当需要打更多的孔时，就需要调节遮挡架24，遮挡架24在步进电机D28的带动下转动，遮挡架24转动能够遮挡在棘爪22摇摆的范围内，遮挡的部分使棘爪22不能够与棘轮25相啮合，从而使棘轮25转动的角度变小，此时就可以根据实际需要调整遮挡架24转动的角度，从而达到控制棘轮25间歇转动角度的调节，当调节到指定间歇转动角度时，每间歇转动一此，打一次孔；

打孔时，步进电机B13启动，带动正齿轮12转动，从而带动短齿条10向上移动，使钻头9接触法兰，同时电钻8启动，使钻头9转动，短齿条10持续向上移动，直到将法兰打穿为止。

Claims (5)

1.一种用于法兰的开孔装置，其特征在于：包括变距机构、间歇转动机构、自适应定位机构、可调节夹持固定机构；所述的变距机构包括：支柱（1）、连接架（2）、滑动架（3）、传动轴（4）、从动齿轮（5）、主动齿轮（6）、步进电机A（7）；连接架（2）转动安装在支柱（1）的上端处，连接架（2）上滑动安装有滑动架（3），滑动架（3）上设有圆孔，圆孔内转动安装有传动轴（4），传动轴（4）的两端固定安装有从动齿轮（5），从动齿轮（5）与滑动架（3）上设有的长齿条相啮合，传动轴（4）上还固定安装有主动齿轮（6），主动齿轮（6）与步进电机A（7）的电机齿轮相啮合，步进电机A（7）固定安装在连接架（2）上的延伸板上；

所述的间歇转动机构包括：引导块（19）、小滑块（20）、拨杆（21）、棘爪（22）、扭转弹簧（23）、遮挡架（24）、棘轮（25）、连接杆（26）、支架C（27）、步进电机D（28）以及往复组件；引导块（19）与小滑块（20）下端的圆轴转动连接，小滑块（20）上端的圆轴与拨杆（21）上的滑槽滑动连接，拨杆（21）上圆环转动安装在支柱（1）上，拨杆（21）上的短轴上转动安装有棘爪（22），拨杆（21）上短轴上还安装有扭转弹簧（23），扭转弹簧（23）的两端分别卡在拨杆（21）与棘爪（22）上；遮挡架（24）上的圆环转动安装在支柱（1）上，遮挡架（24）的遮挡部分介于棘轮（25）和棘爪（22）之间，棘轮（25）转动安装在支柱（1）上，棘轮（25）的棘齿与棘爪（22）相啮合；连接杆（26）的下端固定焊接在棘轮（25）上，连接杆（26）的上端与连接架（2）的下端固定焊接；支架C（27）上固定安装有步进电机D（28），步进电机D（28）的电机齿轮与遮挡架（24）上的齿相啮合；

所述的可调节夹持固定机构包括：外滑块（39）、夹板（40）、内滑块（41）、缓冲弹簧杆（42）、卡板（43）、拉伸弹簧（44）以及移动组件；外滑块（39）下端设有滑槽，滑槽上滑动安装有内滑块（41），同时夹板（40）固定焊接在外滑块（39）的下面，缓冲弹簧杆（42）的两端分别转动安装在内滑块（41）下面的饺座以及卡板（43）上的饺座上，卡板（43）滑动安装在夹板（40）上的滑槽内，卡板（43）上设有凸轴，凸轴与拉伸弹簧（44）的下端连接，拉伸弹簧（44）的上端与夹板（40）上的凸轴连接；

所述的移动组件包括：外支架（34）、上支架（35）、步进电机E（36）、双向丝杆（37）、大齿轮（38）；外支架（34）固定安装在底座（14）上，上支架（35）固定安装在外支架（34）之间，上支架（35）下面设有滑槽，滑槽上滑动安装有外滑块（39）；双向丝杆（37）转动安装在上支架（35）上的圆孔内，双向丝杆（37）与两端的内滑块（41）螺纹连接，上支架（35）的一端固定安装有大齿轮（38），大齿轮（38）与步进电机E（36）的电机齿轮相啮合，步进电机E（36）固定安装在上支架（35）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于法兰的开孔装置,其特征在于，所述的变距机构还包括：电钻（8）、钻头（9）、短齿条（10）、支架A（11）、正齿轮（12）、步进电机B（13）；电钻（8）的两端设有滑槽，滑槽与滑动架（3）上的竖直延伸杆滑动连接，电钻（8）上活动安装有钻头（9）；短齿条（10）固定安装在电钻（8）的一面上，短齿条（10）与正齿轮（12）相啮合，正齿轮（12）的轴转动安装在支架A（11）上的圆孔内，支架A（11）固定安装在滑动架（3）上的竖直延伸杆上，同时正齿轮（12）的轴与步进电机B（13）的电机轴固定连接，步进电机B（13）固定安装在支架A（11）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于法兰的开孔装置,其特征在于，所述的往复组件包括：底座（14）、支架B（15）、往复凸轮（16）、步进电机C（17）、滑槽架（18）；支架B（15）固定安装在底座（14）上，支架B（15）上设有圆孔，往复凸轮（16）的转轴转动安装在支架B（15）上的圆孔内，同时往复凸轮（16）的转轴与步进电机C（17）的电机轴固定连接，往复凸轮（16）上的螺纹槽与引导块（19）滑动接触，步进电机C（17）固定安装在支架B（15）的侧面；滑槽架（18）固定安装在支架B（15）中间，滑槽架（18）上设有滑槽，滑槽内滑动安装有小滑块（20）；底座（14）与支柱（1）固定连接，同时底座（14）与支架C（27）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于法兰的开孔装置,其特征在于，所述的自适应定位机构包括：放置台（29）、卡块（30）、中心快（31）、滑杆（32）、压缩弹簧（33）；放置台（29）固定安装在支柱（1）的上端，放置台（29）中间固定安装有中心快（31），中心快（31）上设有三个方向的滑杆（32），滑杆（32）上安装有压缩弹簧（33），压缩弹簧（33）的两端分别与中心快（31）和卡块（30）接触，卡块（30）滑动安装在放置台（29）上的滑槽内。

5.根据权利要求1所述的一种用于法兰的开孔装置,其特征在于，所述的拨杆（21）、遮挡架（24）以及棘轮（25）的相对安装位置相邻，其中拨杆（21）在最下端，遮挡架（24）在中间，棘轮（25）在最上端。