CN117444619B - 一种热轧u形肋一体化加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧U形肋一体化加工设备，包括：工作平台；设于工作平台上的定位系统；可沿第一方向进行移动调节的设于工作平台上的机架；可沿与第一方向相垂直的第二方向进行移动调节的设于机架上的安装座；可沿与第一方向和第二方向均垂直的第三方向进行移动调节的设于安装座上的加工机构，加工机构上设有万向角度头以及安装在万向角度头上的加工刀具，以供对定位在定位系统上的U形肋进行加工。本发明的加工刀具能够进行三维调节，以对U形肋进行精确的加工，可有效保证U形肋各加工位置的工艺与尺寸要求，保证U形肋的产品质量。本发明实现了U形肋的全自动加工，无需人工划线，能够提高U形肋的加工效率。

Description

一种热轧U形肋一体化加工设备

技术领域

本发明涉及U肋加工技术领域，特指一种热轧U形肋一体化加工设备。

背景技术

我国大跨度桥梁中，大多采用正交异性钢桥面板结构，U型肋是正交异性钢桥面板的重要组成部分，受冷弯U型肋存在的疲劳等问题影响，越来越多的桥梁设计要求使用热轧U型肋。冷弯U型肋孔在板件状态下卡样板钻制，再用数控折弯机压制成型，故制孔精度能满足现阶段桥梁匹配精度要求。而热轧U型肋目前的制孔一般采用传统的钻孔工艺，即热轧U肋成型后，采用端部定位后人工划线，然后再采用磁力钻进行钻孔，钻孔效率低，钻孔精度无法保证，为解决这一问题申请人设计研发了一种可实现自动加工钻孔的桥梁用热轧U肋加工系统，但由于其设置的加工平台需要对U型肋进行调向，故而该设备尺寸庞大，占地面积较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种热轧U形肋一体化加工设备，解决现有的人工划线钻孔存在钻孔效率低、钻孔精度无法保证的问题以及加工系统存在设备尺寸庞大，占地面积较大的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种热轧U形肋一体化加工设备，包括：

工作平台；

设于所述工作平台上的定位系统，以供定位待加工的U形肋；

可沿第一方向进行移动调节的设于所述工作平台上的机架；

可沿与所述第一方向相垂直的第二方向进行移动调节的设于所述机架上的安装座；

可沿与所述第一方向和所述第二方向均垂直的第三方向进行移动调节的设于所述安装座上的加工机构，所述加工机构上设有可转动调节的加工刀具，以供对定位在所述定位系统上的U形肋进行加工。

本发明的加工设备通过设置的定位系统对待加工的U形肋进行定位，确保U形肋在加工过程中的稳定性，为U形肋的加工质量提供保证。机架可沿着第一方向进行移动调节，安装座可沿着第二方向进行移动调节，加工机构可沿着第三方向进行移动调节，从而使得加工刀具能够沿着x、y、z轴三个方向进行位置调节，以对U形肋进行精确的加工，可有效保证U形肋各加工位置的工艺与尺寸要求，保证U形肋的产品质量。本发明实现了U形肋的全自动加工，无需人工划线，能够提高U形肋的加工效率。且本发明的加工设备具有结构紧凑，占地面积小的优势。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，还包括可沿所述第三方向和所述第一方向进行移动调节的设于所述机架上的辅助限位机构，所述辅助限位机构上设有与所述定位系统上的U形肋的外侧面相对应的外限位辊和位置可调节的内限位辊，所述内限位辊与所述定位系统上的U形肋的内侧面相对应；

所述内限位辊和所述外限位辊可夹紧所述定位系统上的U形肋以对所述U形肋上待加工的部位进行限位。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，位于U形肋的同一侧的内限位辊和外限位辊的数量均为两个。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述辅助限位机构包括一限位座；

所述外限位辊固定连接在所述限位座上；

所述内限位辊滑设在所述限位座上，且所述限位座上对应所述内限位辊设有推动弹簧，所述推动弹簧对所述内限位辊施加弹力以让所述内限位辊向着靠近对应的外限位辊的方向移动调节。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述定位系统包括设于所述工作平台上的复数个支撑座、可升降调节的设于所述工作平台上并靠近对应的支撑座设置的一对支撑辊、可升降调节的设于位于前端的支撑座的端部处供定位待加工的U形肋的端部的定位板以及可转动的设于位于后端的支撑座的端部处并供抵住待加工的U形肋的端部的挡条；

所述支撑辊可转动的设于所述工作平台上。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述定位系统还包括可转动的设于位于前端和后端的支撑座上的压爪，所述压爪对应待加工的U形肋的端部设置，且所述压爪通过转动可扣压在待加工的U形肋的端部处。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述定位系统还包括设于位于前端和后端的支撑座上的压爪液压缸以及与所述压爪液压缸的液压杆铰接连接的压爪连接板；

所述压爪连接板的另一端与所述压爪的端部铰接连接；

所述压爪的中部可转动的安装在位于前端和后端的支撑座上；

所述压爪液压缸可驱动所述液压杆进行伸缩调节，进而通过所述压爪连接板带动所述压爪进行转动调节。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，位于前端、后端以及中部处的支撑座的截面呈U型。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述安装座上设有沿所述第三方向设置的导轨座；

所述加工机构包括一加工主体，所述加工主体上对应所述导轨座设有导轨，所述导轨滑设在对应的导轨座上；

所述加工刀具安装在所述加工主体上。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述安装座上设有一对平衡缸，所述平衡缸设有可伸缩调节的平衡杆；

所述平衡杆与所述加工主体连接。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，还包括与所述安装座驱动连接的第一驱动件，以驱动所述安装座沿所述第二方向进行移动调节。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，还包括与所述加工机构驱动连接的第二驱动件，以驱动所述加工机构沿所述第三方向进行移动调节。

本发明热轧U形肋一体化加工设备的进一步改进在于，所述加工刀具包括动力主轴以及与所述动力主轴连接的刀具，所述刀具具有倒角加工刃、棱边加工刃以及钻孔加工刃。

附图说明

图1为本发明热轧U形肋一体化加工设备的结构示意图。

图2为本发明热轧U形肋一体化加工设备的侧视图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的右视图。

图5为图1中A处的局部放大示意图。

图6为本发明热轧U形肋一体化加工设备的定位系统中位于前端的支撑座的侧视图。

图7为图6所示结构的俯视图。

图8为图7中A2-A2的剖视图。

图9为图6所示结构的右视图。

图10为本发明热轧U形肋一体化加工设备中机架的立体结构示意图。

图11为图10所示结构的主视图。

图12为图11所示结构的左视图。

图13为图12中B处的局部放大示意图。

图14为本发明热轧U形肋一体化加工设备中辅助限位机构的侧视图。

图15为图14中A1-A1的剖视图。

图16为图15中C处的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种热轧U形肋一体化加工设备，解决现有的人工划线钻孔存在钻孔效率低、钻孔精度无法保证的问题。本发明的热轧U形肋一体化加工设备能够满足热轧U形肋的各部位加工需求，并保证U形肋的加工尺寸精度。下面结合附图对本发明热轧U形肋一体化加工设备的结构进行说明。

参阅图1，显示了本发明热轧U形肋一体化加工设备的结构示意图。下面结合图1，对本发明热轧U形肋一体化加工设备的结构进行说明。

如图1所示，本发明的热轧U形肋一体化加工设备包括工作平台21、定位系统22、机架23、安装座24以及加工机构25，其中定位系统22设于工作平台21上，该定位系统22用于定位待加工的U形肋10；机架23可沿着第一方向进行移动调节的设于工作平台21上；安装座24可沿着与第一方向相垂直的第二方向进行移动调节的设于机架23上；加工机构25可沿着与第一方向和第二方向均垂直的第三方向进行移动调节的设于安装座24上，结合图3所示，该加工机构25上设有可转动调节的加工刀具253，该加工刀具253可供对定位在定位系统22上的U形肋10进行加工。

结合图1所示，第一方向为工作平台21的长度方向，第二方向为工作平台21的宽度方向，第三方向为垂直于工作平台21的竖直方向。如此，加工机构25可沿着第一方向、第二方向以及第三方向进行三维调节，能够将加工刀具253调节到U形肋的加工位置，进而对U形肋进行精确加工，可保证U形肋的加工位置的工艺与尺寸要求，实现了U形肋的全自动加工，无需人工划线，能够提高U形肋的加工效率。

较佳地，加工机构25还包括一万向角度头252，加工刀具253安装在该万向角度头252上，通过万向角度头252实现加工刀具253的朝向调节。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3和图4所示，该加工设备还包括可沿着第三方向和第一方向进行移动调节的设于机架23上的辅助限位机构26，该辅助限位机构26上设有与定位系统22上的U形肋10的外侧面相对应的外限位辊261和位置可调节的内限位辊262，该内限位辊262与定位系统22上的U形肋10的内侧面相对应；该内限位辊262和外限位辊261可夹紧定位系统22上的U形肋10以对该U形肋上待加工的部位进行限位。

通过内限位辊和外限位辊将U形肋的侧翼板夹紧，能够提高U形肋在加工过程中的稳定性，进而提高U形肋的加工质量及加工精度。

进一步地，如图14和图15所示，位于U形肋的同一侧的内限位辊262和外限位辊261的数量均为两个。

两个外限位辊261之间的距离为加工刀具提供作业空间，两个外限位辊261之间的距离的确定原则为在不影响加工刀具工作的前提下尽量减小距离以提高加工的稳定性。

较佳地，辅助限位机构26沿着第三方向进行移动调节以实现调整外限位辊和内限位辊的高度，让外限位辊和内限位辊所处的高度与U形肋的侧翼板的高度位置相对应，辅助限位机构26沿着第一方向进行移动调节，以让加工刀具位于两个外限位辊的中部处。

再进一步地，如图14至图16所示，辅助限位机构26包括一限位座263，外限位辊261固定连接在该限位座263上；内限位辊262滑设在该限位座263上，且该限位座263上对应内限位辊262设有推动弹簧264，该推动弹簧264对内限位辊262施加弹力以让内限位辊262向着靠近对应的外限位辊261的方向移动调节。

通过推动弹簧264推动该内限位辊263，可让内限位辊263紧贴在U形肋10的侧翼板的内侧面，外限位辊261设于U形肋10的侧翼板的外侧面，从而内限位辊262和外限位辊261可将U形肋10的侧翼板夹紧固定，提高该侧翼板的加工稳定性。

较佳地，在限位座263上设有方形框，内限位辊262和外限位辊261均安装在对应的方形框内，内限位辊262和外限位辊261上均具有可自由转动的辊子。

进一步地，为便于内限位辊262和外限位辊261顺利的夹紧U形肋10的侧翼板，安装内限位辊262的方形框上靠近U形肋10的一侧设有倾斜的导向面，在辅助限位机构26沿着第三方向调节到位后，外限位辊261与U形肋10的侧翼板的外侧面相切，机架23沿着第一方向向着U形肋10的方向进行移动，在内限位辊262接触到U形肋10的侧翼板的端面时，该内限位辊262的方形框上的倾斜的导向面与U形肋10上对应的侧翼板的端面相接触，然后随着机架23继续沿着第一方向进行移动，侧翼板能够推动内限位辊262挤压推动弹簧264，在侧翼板进入到内限位辊262和外限位辊261之间后，内限位辊262和外限位辊261将该侧翼板夹紧，且内限位辊262和外限位辊261的自由转动，不会对机架23的移动产生阻碍。

在又一较佳实施方式中，限位座263上对应推动弹簧264的位置处设有电磁铁和金属块，该金属块设于内限位辊262的方形框上，电磁铁设于限位座263上，在电磁铁通电后吸附金属块，使得内限位辊262向着远离外限位辊261的方向移动而挤压推动弹簧264，这样内限位辊262和外限位辊261之间的距离会大于U形肋的侧翼板的厚度，使得内限位辊262和外限位辊261能够位于对应的侧翼板的内侧和外侧，然后再将电磁铁断电，推动弹簧264推动内限位辊262压紧侧翼板。

再进一步地，如图16所示，限位座263的底部设有沿第二方向设置的滑动槽，内限位辊262连接一滑动板，该滑动板滑设在对应的滑动槽内，且滑动板靠近推动弹簧264的一侧向下弯折形成连接部，推动弹簧264的一端与该连接部连接。限位座263的底部对应推动弹簧264设有竖直部，该推动弹簧264的另一端与该竖直部连接。

又进一步地，如图10、图14至图16所示，辅助限位机构26包括一安装基础265，该安装基础265滑设在机架23上，该安装基础265相对于机架23可沿着第三方向进行移动调节。该辅助限位机构26还包括一第三驱动件，该第三驱动件与安装基础265驱动连接，用于驱动该安装基础265沿着第三方向进行移动调节。

具体地，第三驱动件为第三伺服电机266，该第三伺服电机266与第二丝杠267驱动连接，该第二丝杠267可转动的安装在安装基础265上。该第二丝杠267上螺纹连接一螺母，该螺母固定连接在机架23上，如此，第三伺服电机266驱动第二丝杠267进行旋转，使得该第二丝杠267能够相对于螺母进行上下移动调节，进而带着安装基础265进行上下移动调节。

在另一较佳实施方式中，第三驱动件可为液压缸，该液压缸呈竖向设置，固定连接在机架23上，液压缸的液压杆与安装基础265连接，从而可驱动该安装基础265进行上下移动调节。

较佳地，在机架23的侧部设有辅助限位导轨座，在安装基础265上设有限位导轨，该限位导轨滑设在对应的辅助限位导轨座内，通过辅助限位导轨座和限位导轨的配合，能够对安装基础265的移动调节起到导向限位的作用。辅助限位导轨座较佳为U型座，限位导轨呈条状。

再进一步地，安装基础265的底部设有一U型滑槽，该U型滑槽沿着第一方向设置，限位座263滑设在该U型滑槽内。安装基础265的底部设有一第四驱动件，该第四驱动件与限位座263驱动连接，可驱动该限位座263沿着第一方向进行移动调节。

较佳地，第四驱动件为驱动电机268，该驱动电机268与一驱动丝杠连接，可驱动该驱动丝杠进行旋转。该驱动丝杠沿着第一方向可转动的设于安装基础265上，该驱动丝杠上螺纹连接一螺母，该螺母与限位座263固定连接，从而驱动电机268驱动该驱动丝杠进行旋转，可使得限位座263在驱动丝杠上进行移动调节。

在另一较佳实施方式中，第四驱动件为液压缸，该液压缸沿着第一方向设置，液压缸的液压杆与限位座263连接，通过液压杆的伸缩带动限位座263进行调节。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1、图2、图5和图6所示，定位系统22包括设于工作平台21上的复数个支撑座221、可升降调节的设于工作平台21上并靠近对应的支撑座221设置的一对支撑辊222、可升降调节的设于位于前端的支撑座221的端部处供定位待加工的U形肋10的端部的定位板223以及可转动的设于位于后端的支撑座221的端部处并供抵住待加工的U形肋10的端部的挡条224；支撑辊222可转动的设于工作平台21上。其中位于前端的支撑座221是指靠近机架23的一侧的支撑座，位于后端的支撑座221是指远离机架23的一侧的支撑座。

在向定位系统22上吊装U形肋10时，先将支撑辊222升起，让支撑辊222的顶部高于支撑座221的顶部，然后将U形肋10吊至支撑辊222上，此时U形肋10的底部与支撑座221之间有间隙，可取出吊运U形肋所使用的绳索。将定位板223升起，然后驱动支撑辊222转动，让U形肋向前移动至前端部与定位板223相贴，然后驱动支撑辊222下降，让U形肋10置于支撑座221上，接着转动调节挡条224以挡住U形肋10的后端部，如此U形肋10的前后两端部通过定位板223和挡条224挡住，实现了对U形肋10的定位。

进一步地，如图5、图6和图8所示，定位系统22还包括可转动的设于位于前端和后端的支撑座221上的压爪225，该压爪225对应待加工的U形肋10的端部设置，且压爪225通过转动可扣压在待加工的U形肋10的端部处。

在U形肋10的前端部和后端部均设置压爪225，利用压爪225将U形肋10压紧固定，以对U形肋进行定位与固定。

再进一步地，定位系统22还包括设于位于前端和后端的支撑座221上的压爪液压缸2251以及与压爪液压缸2251的液压杆铰接连接的压爪连接板2252；该压爪连接板2252的另一端与压爪225的端部铰接连接；

压爪225的中部可转动的安装在位于前端和后端的支撑座221上；

压爪液压缸2251可驱动液压杆进行伸缩调节，进而通过压爪连接板2252带动压爪225进行转动调节。

具体地，结合图8所示，当压爪液压缸2251驱动液压杆缩回时，该液压杆拉动压爪连接板2252，该压爪连接板2252拉动压爪225，让压爪225的压头绕着中部向上转动打开，此时压爪225呈打开状态，未与U形肋相接触。当压爪液压缸2251驱动液压杆伸出时，该液压杆推动压爪连接板2252，该压爪连接板2252推动压爪225，让压爪225的压头绕着中部向下转动扣压在U形肋的端部上。

较佳地，压爪225包括第一竖直段、与该第一竖直段的一端连接的倾斜段、与该第一竖直段的另一端连接的平直段以及与该平直段连接的第二竖直段，该第二竖直段的端部形成压头，且第二竖直段的长度小于第一竖直段的长度，第一竖直段和倾斜段的连接处通过销轴可转动的安装在支撑座221上。

U形肋10的端部处设有手孔，该手孔设于U形肋10的底板上，压爪225设于U形肋10的手孔位置处，并可压紧手孔位置处的底板。

又进一步地，在支撑座221上对应压爪液压缸2251的液压杆设有导向座2253，该导向座2253上对应液压杆设有贯穿孔，导向座2253固定连接在支撑座221上，压爪液压缸2251的液压杆穿过导向座2253的贯穿孔，通过设置的导向座2253对液压杆的伸缩调节进行导向限位。

又进一步地，如图1所示，位于前端、后端以及中部处的支撑座的截面呈U型，该U型与U形肋的外形相仿。利用U型的支撑座可在第二方向和第三方向对U形肋进行支撑与定位。位于前端、后端以及中部处的支撑座的的截面形状与U形肋的形状相适配。呈U型的支撑座的侧部高度应低于U形肋加工安装孔的高度，以避免对U形肋的加工产生影响。其余支撑座为块状结构，其对U形肋起到第三方向的支撑作用，如此，可以在提高U形肋定位装夹稳定度的前提下，减小U形肋的定位干涉，并有利于U形肋吊装绳索的撤除。

较佳地，如图3和图4所示，在工作平台21上对应支撑座221设有T型槽211和定位槽212，该T型槽211设有两个，位于定位槽212的两侧，支撑座221上对应定位槽212设有定位条2211，对应T型槽211设有定位螺栓2212，定位条2211滑设在定位槽212内，定位螺栓2212也滑设在对应的T型槽211内，在支撑座221确定好位置后，通过拧紧定位螺栓2212即可实现支撑座221的固定。通过T型槽和定位螺栓以及定位槽和定位条的配合，可使得支撑座可根据U形肋尺寸进行位置调整，调整好后再通过定位螺栓固定。

又进一步地，如图6和图8所示，还包括支撑辊液压缸，该支撑辊液压缸呈竖向设置在对应的支撑座221上，或者靠近支撑座221设置在工作平台21上，该支撑辊液压缸上的液压杆连接一辊座2221，该辊座2221上可转动的连接支撑辊222；在该支撑辊液压缸的两侧设有定位座2222以及插设在定位座2222内的定位柱2223，该定位柱2223的顶部与辊座2221连接，通过定位柱2223和定位座2222可对支撑辊222的升降调节起到限位导向的作用。在辊座2221的端部设有电机2224，该电机2224与支撑辊222驱动连接，以驱动支撑辊222进行转动。较佳地，电机2224为带涡轮蜗杆电机。

较佳地，一个支撑辊222设于位于前端的支撑座221的后端部处，另一个支撑辊222设于位于后端的支撑座221的前端部处。

又进一步地，如图6、图8和图9所示，在前端的支撑座221的前端部处设有定位板液压缸2231，该定位板液压缸2231呈竖向设置，且该定位板液压缸2231的液压杆的端部连接定位板223。在定位板液压缸2231的两侧设有导向压板2232，两个导向压板2232位于定位板223的两侧，在导向压板2232上设有导向滑槽，定位板223的侧部对应导向滑槽设有导向滑块，该导向滑块滑设在对应的导向滑槽内，从而导向压板可对定位板的移动调节起到导向限位的作用。

又进一步地，如图5所示，在后端的支撑座221的后端部处设有转角液压缸2241，该转角液压缸2241的端部连接挡条224，转角液压缸2241可驱动挡条224进行转动调节，可使得挡条224转动至挡住U形肋10的后端部，或者转动至避开U形肋10的位置，呈打开状。

在本发明的一种具体实施方式中，如图10所示，安装座24上设有沿第三方向设置的导轨座241；加工机构25包括一加工主体251，该加工主体251上对应导轨座241设有导轨254，该导轨254滑设在对应的导轨座241上，结合图12和图13所示，万向角度头252和加工刀具253安装在该加工主体251上。

导轨座241呈竖向设置，该导轨座241用于对导轨254的移动起到导向和限位的作用，从而实现对加工主体251的移动调节起到导向和限位的作用。导轨座241的截面较佳为U型，导轨254为条状结构。

进一步地，如图10所示，在安装座24上设有一对平衡缸242，该平衡缸242设有可伸缩调节的平衡杆；该平衡杆与加工主体251连接。平衡缸242的设置能够确保加工主体251在移动调节过程中的平衡性及稳定性。

再进一步地，如图10和图11所示，还包括与安装座24驱动连接的第一驱动件，以驱动安装座24沿第二方向进行移动调节。

较佳地，机架23为门型架，该门型架顶部的横梁上设有长条状的开口，在开口的内侧设置有第三直线导轨232，该第三直线导轨232沿着第二方向设置，且第三直线导轨232设有两个，安装座24上设置有与第三直线导轨232相适配的卡座，该卡座卡套在第三直线导轨232上，通过第三直线导轨232和卡座的相互配合对安装座24在第二方向的移动调节起到导向和限位的作用。

在一较佳实施方式中，第一驱动件为第一伺服电机243，在机架23的顶部设有沿着第二方向设置的第三齿条231，该第一伺服电机243的电机轴上连接有齿轮，该齿轮咬合在第三齿条231上，该第一伺服电机243固定安装在安装座24上，该第一伺服电机243可驱动其上连接的齿轮进行转动，进而该齿轮通过转动可在第三齿条231上进行移动，实现了安装座24沿着第二方向进行移动调节。

在另一较佳实施方式中，第一驱动件为安装在机架23顶部的无杆气缸，该无杆气缸沿着第二方向设置，该无杆气缸上的连接座与安装座24连接，从而可驱动该安装座24沿着第二方向进行移动调节。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括与加工机构25驱动连接的第二驱动件，以驱动该加工机构25沿着第三方向进行移动调节。

如图10至图12所示，第二驱动件为安装在加工主体251上的第二伺服电机255，该第二伺服电机255与一第一丝杠256驱动连接，该第一丝杠256可转动的安装在加工主体251上，在该第一丝杠256上螺纹连接一固定螺母，该固定螺母固定在安装座24上，从而该第二伺服电机255驱动第一丝杠256进行转动，使得第一丝杠256可相对于固定螺母进行上下移动调节，从而实现了带着加工主体251进行上下移动调节。

在另一较佳实施方式中，第二驱动件为竖向设置在机架23上的无杆气缸，该无杆气缸上的连接座与加工主体251连接，从而可驱动该加工主体251沿着第三方向进行上下移动调节。

较佳地，加工主体251为一方柱状结构。

在本发明的一种具体实施方式中，如图12和图13所示，加工刀具253包括动力主轴2531、与该动力主轴连接的刀具，该刀具具有倒角加工刃2532、棱边加工刃2533以及钻孔加工刃2534。

其中的钻孔加工刃头2534用于加工U形肋上的安装孔倒角加工刃2532和棱边加工刃2533用于对U形肋的侧翼板的顶面以及顶面和外侧面的连接处进行加工，以将顶面加工成平整面，在顶面的两端部加工出半圆孔，在顶面的外侧边处加工出焊接倒角。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1、图2、图3和图10所示，工作平台21的两侧设有沿着第一方向设置的第一直线的导轨213和第二直线导轨214，还设有靠近第一直线导轨213设置并沿着第一方向设置的第一齿条215和靠近第二直线导轨214设置并沿着第一方向设置的第二齿条216，机架23的底部对应第一直线导轨213设有第一条板233，对应第二直线导轨214设有第二条板234，第一条板233和第二条板234上设有凹槽，并通过凹槽卡套在对应的第一直线导轨213和第二直线导轨214上。机架23的底部还设有第四伺服电机235，该第四伺服电机235的电机轴上连接有驱动齿轮236，该驱动齿轮236与对应的第一齿条215和第二齿条216相咬合，通过第四伺服电机235驱动该驱动齿轮236进行转动，使得该驱动齿轮236沿着对应的第一齿条215和第二齿条216进行移动调节，实现了驱动机架23沿着第一方向进行移动调节。

较佳地，第一直线导轨213和第二直线导轨214均设有两个，第一齿条215设于两个第一直线导轨213之间，第二齿条216设于两个第二直线导轨214之间。第四伺服电机235和驱动齿轮236也设有两个。

下面对本发明的热轧U形肋的一体化加工设备的工作过程进行说明。

初始时，如图1所示，机架位于工作平台的一侧，此时将U形肋吊放到支撑辊上，让U形肋的端面与定位板之间留有适当距离，此时定位板升起挡在U形肋的端部处，利用支撑辊升起时U形肋下表面与支撑座之间的空隙取出吊索。

然后利用带涡轮蜗杆电机驱动支撑辊进行转动，带动U形肋向着定位板的方向运动，直至U形肋的端面与定位板相贴，带涡轮蜗杆电机停止运行，然后下降支撑辊，让U形肋落在支撑座上，然后再转动挡条，让挡条挡住U形肋的后端部，再驱动压爪压紧U形肋的前后两端部，至此完成了U形肋的定位与固定。

驱动辅助限位机构下降，然后沿着第二方向调节辅助限位机构，让两个外限位辊的中部与加工刀具相对应，此时加工刀具处于两个外限位辊的中心位置，接着沿着第一方向移动调节机架到加工位置待机，控制万向角度头，让加工刀具的轴线与U形肋的待加工面处于垂直状态。

利用加工程序先将U形肋前端部处的焊接工艺半圆孔与安装孔组加工完成，然后将加工刀具转至水平位置，利用倒角铣刀和棱边铣刀将U形肋的焊接倒角和上棱边一次加工成型。再使用加工刀具的轴线与U形肋的待加工面处于垂直状态将U形肋后端部处的焊接工艺半圆孔与安装孔组加工完成。

然后在将安装座沿着第二方向移动到U形肋的另一侧，让万向角度头旋转180°，重复进行上述步骤，进行焊接工艺半圆孔与安装孔组及焊接倒角和上棱边的加工。

若需要加工U形肋的端面，则将定位板下降，将挡条转动移开，露出待加工的端面，将加工刀具更换为端面加工组合刀，即可对U形肋的两端面进行加工。

待U形肋的两面都加工好后，将机架移动到工作平台的一侧（即待机位置），让两侧的辅助限位机构与U形肋脱离接触，将挡条与压爪依次打开，支撑辊升起，可通过吊具将U形肋吊走，至此完成了一个U形肋的加工。

本发明的热轧U形肋一体化加工设备可一次装夹完成热轧U形肋的所有位置加工，简化了加工步骤，可有效提高加工效率。

采用控制程序控制所有的加工工序，可有效保证热轧U形肋各加工位置的工艺和尺寸要求，充分保证了产品质量和稳定性，相应的降低了生产成本。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，包括：

工作平台；

设于所述工作平台上的定位系统，以供定位待加工的U形肋；

可沿第一方向进行移动调节的设于所述工作平台上的机架；

可沿与所述第一方向相垂直的第二方向进行移动调节的设于所述机架上的安装座；

可沿与所述第一方向和所述第二方向均垂直的第三方向进行移动调节的设于所述安装座上的加工机构，所述加工机构上设有可转动调节的加工刀具，以供对定位在所述定位系统上的U形肋进行加工；

还包括可沿所述第三方向和所述第一方向进行移动调节的设于所述机架上的辅助限位机构，所述辅助限位机构上设有与所述定位系统上的U形肋的外侧面相对应的外限位辊和位置可调节的内限位辊，所述内限位辊与所述定位系统上的U形肋的内侧面相对应；

所述内限位辊和所述外限位辊可夹紧所述定位系统上的U形肋以对所述U形肋上待加工的部位进行限位；

位于U形肋的同一侧的内限位辊和外限位辊的数量均为两个；

所述辅助限位机构包括一限位座；

所述外限位辊固定连接在所述限位座上；

所述内限位辊滑设在所述限位座上，且所述限位座上对应所述内限位辊设有推动弹簧，所述推动弹簧对所述内限位辊施加弹力以让所述内限位辊向着靠近对应的外限位辊的方向移动调节；

所述辅助限位机构沿着第一方向进行移动调节，以让加工刀具位于两个外限位辊的中部处；

所述限位座上安装内限位辊的方形框上靠近U形肋的一侧设有倾斜的导向面，机架沿着第一方向向着U形肋的方向进行移动，内限位辊接触到U形肋的侧翼板的端面时，所述导向面与对应的端面相接触，然后随着机架继续沿着第一方向进行移动，侧翼板能够推动内限位辊挤压推动弹簧，进而使得侧翼板进入到内限位辊和外限位辊之间；或者，所述限位座上对应推动弹簧的位置处设有电磁铁和金属块，所述金属块设于内限位辊的方形框上，电磁铁设于限位座上，在电磁铁通电后吸附金属块，使得内限位辊向着远离外限位辊的方向移动而挤压推动弹簧，这样内限位辊和外限位辊之间的距离大于U形肋的侧翼板的厚度，使得内限位辊和外限位辊能够位于对应的侧翼板的内侧和外侧，然后电磁铁断电，推动弹簧推动内限位辊压紧侧翼板。

2.如权利要求1所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，所述定位系统包括设于所述工作平台上的复数个支撑座、可升降调节的设于所述工作平台上并靠近对应的支撑座设置的一对支撑辊、可升降调节的设于位于前端的支撑座的端部处供定位待加工的U形肋的端部的定位板以及可转动的设于位于后端的支撑座的端部处并供抵住待加工的U形肋的端部的挡条；

所述支撑辊可转动的设于所述工作平台上。

3.如权利要求2所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，所述定位系统还包括可转动的设于位于前端和后端的支撑座上的压爪，所述压爪对应待加工的U形肋的端部设置，且所述压爪通过转动可扣压在待加工的U形肋的端部处。

4.如权利要求3所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，所述定位系统还包括设于位于前端和后端的支撑座上的压爪液压缸以及与所述压爪液压缸的液压杆铰接连接的压爪连接板；

所述压爪连接板的另一端与所述压爪的端部铰接连接；

所述压爪的中部可转动的安装在位于前端和后端的支撑座上；

所述压爪液压缸可驱动所述液压杆进行伸缩调节，进而通过所述压爪连接板带动所述压爪进行转动调节。

5.如权利要求1所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，还包括与所述安装座驱动连接的第一驱动件，以驱动所述安装座沿所述第二方向进行移动调节。

6.如权利要求1所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，所述安装座上设有沿所述第三方向设置的导轨座；

所述加工机构包括一加工主体，所述加工主体上对应所述导轨座设有导轨，所述导轨滑设在对应的导轨座上；

所述加工刀具安装在所述加工主体上。

7.如权利要求6所述的热轧U形肋一体化加工设备，其特征在于，所述安装座上设有一对平衡缸，所述平衡缸设有可伸缩调节的平衡杆；

所述平衡杆与所述加工主体连接。