CN203863342U - 一种法兰盘的自动化制造装置 - Google Patents

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雷绳明
胡景华
王新生
崔丽琴
孙百惠
马彬
何永峰
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Abstract

本实用新型提供一种法兰盘的自动化制造装置,包括主床身单元、第一车削动力单元、车削进给单元、钻削单元、第二车削动力单元、下料单元和控制系统,第一车削动力单元接收待加工工件并提供车削一部的主动力,车削进给单元上具有车削刀具,在控制系统的控制下,第一切削单元带动待加工工件在车削进给单元的作用下完成车削一部后,第二车削动力单元提供车削二部的主动力,第二车削动力单元带动待加工件移动,完成车削二部,并在钻削单元的作用下完成打待加工件的钻孔工作,在下料单元的作用下完成下料和工件收集工作。该装置基于数字控制自动化集成技术而成,在一台装置上能够完成法兰盘的所有机械切削加工和刻字打标。

Description

一种法兰盘的自动化制造装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种机械零件加工装置,尤其涉及一种法兰盘的制造装置。
背景技术
[0002] 法兰(Flange),又叫法兰凸缘盘,凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的 连接零件,一般都称为"法兰",图1是典型的法兰盘实物,图2是典型的法兰盘零件图。法 兰盘广泛用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水暖、消防、电力、航天、 造船等基础工程。
[0003] 法兰盘是在生产生活中大量使用的标准件之一,我国是世界上主要的法兰盘生产 地,具有庞大的产业群。
[0004]目前,现有技术中的主要生产工艺为:毛坯一车削一车削一钻削一钻削一清 洗一打字标一浸油防锈处理一包装。
[0005] 具体为:
[0006] 1在普通车床上,以一个端面和外圆或内圆为基准进行人工方式定位夹紧,人工操 作车削加工一部分的外圆或内圆和一个端面及倒角;
[0007] 2在另一台普通车床上,以另一个端面和外圆或内圆为基准进行人工方式定位夹 紧,人工操作车削加工另一部分的外圆或内圆和一个端面及倒角;
[0008] 3在普通立式钻床上,以一个端面和外圆或内圆为基准进行人工方式定位夹紧,人 工操作进行分度定位和钻削加工及一面的倒角;
[0009] 4在普通立式钻床上,以一个端面和外圆或内圆为基准进行人工方式定位夹紧,人 工操作进行分度定位和另一面的倒角;
[0010] 5工件清洗干燥;
[0011] 6工件标识刻字;
[0012] 7浸油防锈处理;
[0013] 8 包装。
[0014] 上述生产工艺存在如下的问题:
[0015] 1劳动强度大,导致工人容易出现腰肌劳损、腰椎间盘突出等疾病,工人上岗意愿 低;
[0016] 2操作工数量需求大,人工成本高;
[0017] 3设备数量多,能耗高;
[0018] 4设备数量多,厂房需求大;
[0019] 5工艺流程长,工件在工序间需要不停的转运,物流成本高。 实用新型内容
[0020] 针对现有技术中存在的问题,本实用新型的一个目的是提供一种法兰盘的制造装 置,该装置基于数字控制自动化集成技术而成,在一台装置上能够完成法兰盘的所有机械 切削加工和刻字达标。
[0021] 为达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0022] -种法兰盘的自动化制造装置,包括主床身单元、第一车削动力单元、车削进给单 元、钻削单元、第二车削动力单元、下料单元和控制系统,其特征在于 :
[0023] 第一车削动力单元和第二车削动力单元设置在主床身单元的同一条直线上,第一 车削动力单元固定在主床身单元的一端,第二车削动力单元可沿直线在主床身单元上滑 动,车削进给单元、钻削单元及下料单元设置在主床身单元的侧边;
[0024] 第一车削动力单元接收待加工工件并提供车削一部的主动力,车削进给单元上具 有车削刀具,在控制系统的控制下,第一切削单元带动待加工工件在车削进给单元的作用 下完成车削一部后,第一车削动力单元将待加工工件转移给第二车削动力单元,第二车削 动力单元提供车削二部的主动力,第二车削动力单元带动待加工件移动,与车削进给单元 的共同作用下完成车削二部,第二车削动力单元配置有主轴分度功能,待加工件在钻削单 元的作用下完成打待加工件的钻孔和倒角工作,在下料单元的作用下完成下料和工件收集 工作;
[0025] 所述切削一部指的是对待加工工件的外圆或外圆一部分、端面和内圆的切削加 工;所述的切削二部指的是对待加工工件车削一部剩余部分的车削加工。
[0026] 所述装置还包括标识单元和上料单元,所述标识单元和上料单元设置在主床身单 元的侧边,上料单元用于给第一车削动力单元上料,标识单元用于工件标识打印工作。
[0027] 所述主床身单元为底座或横梁形式,其上一端设置有第一车削动力单元安装座, 沿长度方向设置有纵向导轨,导轨中间平行设置有纵向滚珠丝杆,纵向导轨上设置有可沿 导轨滑动的安装第二车削动力单元的滑板,主床身单元的另一端设置有伺服驱动电机,伺 服驱动电机驱动纵向滚珠丝杆转动从而带动滑板移动。
[0028] 所述车削进给单元包括两层滑板,每层滑板下设置有导轨、滚珠丝杆和伺服电机, 伺服电机驱动滚珠丝杆转动带动滑板滑动,上层滑板下的导轨与下层滑板下的导轨方向垂 直,上层滑板上固定有刀架,刀架上安装有多把车削刀具,车削刀具上设置有断屑装置。
[0029] 所述钻削单元包括有底座,底座上设置有导轨,导轨上设置有滑板,滑板上固定有 钻削动力头,动力头上安装有用于钻孔和双面倒角的复合钻头,所述导轨中央设置有滚珠 丝杆,伺服电机驱动滚珠丝杆转动带动滑板滑动。
[0030] 所述标识单元包括两层滑板,每层滑板下设置有导轨、滚珠丝杆和伺服电机,伺服 电机驱动滚珠丝杆转动带动滑板滑动,上层滑板下的导轨与下层滑板下的导轨方向垂直, 上层滑板上固定有用于标识打印的激光发生器。
[0031] 所述车削进给单元、钻削单元、标识单元上料单元和下料单元按直线设置在主床 身单元的同一侧或两侧。
[0032] 本实用新型具有如下的技术效果:本实用新型所述的法兰盘制造装置,在以计算 机数字控制(CNC)系统为核心、集成有自动化控制技术的电气控制系统的控制下完成法兰 盘零件所需的全部机械加工内容,并在法兰盘的外圆打印相应的标识。相较于传统的制造 方法,具有以下优势:
[0033] 1工艺紧凑,减少设备数量。在一台设备上即可完成原来需要5台以上的设备才能 完成的工作;
[0034] 2机械加工车间厂房需求减少,节省厂房建设投资;
[0035] 3减少工人数量,大幅度降低人工成本;
[0036] 4大幅度降低工人劳动强度;
[0037] 5易于实现一个工人看守多台设备;
[0038] 6设备适合24小时连续工作,有利于产量的提高;
[0039] 7节省能源;
[0040] 8减少工序间物流转运成本、减少工序间转运造成的工件损坏;
[0041] 9提高工件加工精度;
[0042] 10提高工件质量的一致性。
附图说明
[0043] 图1为本实用新型的结构整体示意图;
[0044] 图2为本实用新型所述的主床身单元结构示意图;
[0045] 图3为本实用新型所述的第一车削动力单元的结构示意图;
[0046] 图4为本实用新型所述的车削进给单元的结构示意图;
[0047] 图5为本实用新型所述的钻削单元的结构示意图;
[0048] 图6为本实用新型所述的第二车削动力单元的结构示意图;
[0049] 图7为本实用新型所述的标识单元的结构示意图;
[0050] 图8是本实用新型所述装置控制系统的工作流程图。
具体实施方式
[0051] 以下将结合所附的附图对本实用新型的一个优选实施例进行描述。
[0052] 实施例1
[0053] 如图1所示,一种法兰盘的自动化制造装置,包括主床身单元1,第一车削动力单 元2,车削进给单元3,钻削单元4,第二车削动力单元5,标识单元6,下料单元7,上料单元 8和控制系统。
[0054] 第一车削动力单元2和第二车削动力单元5设置在主床身单元1的同一条直线 上,第一车削动力单元2固定在主床身单元1的一端,第二车削动力单元5可沿直线在主床 身单元1上的导轨上滑动,车削进给单元3、钻削单元4及标识单元6顺序设置在主床身单 元1的侧边,上料单元8和下料单元7设置在主床身单元的另一侧。第一车削动力单元2接 收待加工工件(来自与上料单元8)并提供车削一部(包括外圆或外圆一部分、端面和内圆) 的主动力,车削进给单元3上具有车削刀具,通过控制系统的控制,在车削进给单元3和第 一车削动力单元2的共同作用下,完成车削一部工作;然后,第一车削动力单元2与第二车 削动力单元5共同作用,将待加工工件转移给第二车削动力单元5,第二车削动力单元5带 动待加工工件移动到合适的位置(车削二部的加工位置);第二车削单元提供车削二部(车 削一部以外需要车削加工的部分)的主动力,同时与车削进给单元3共同作用,完成车削二 部的工作;接下来,第二车削动力单元5带动待加工工件移动到合适的位置(钻孔倒角加工 的位置),实现工件的孔定定分度功能,与钻削单元4共同作用,完成待加工工件的钻孔和双 面倒角工作;第二车削动力单元5带动已机械加工完成的工件移动到合适的位置(打印标 识的工作位置),与标识单元6共同作用,完成标识打印工作;第二车削动力单元5带动工件 移动到合适的位置(下料的位置);与下料单元7共同作用,完成下料和工件收集工作。
[0055] 图2是本实用新型的主床身单元,可以设计成底座形式或者横梁结构形式101,其 上设置有车削动力单元2的安装座102、纵向导轨103、105、纵向滚珠丝杆104、安装车削动 力单元5的滑板106、伺服驱动电机107。
[0056] 第一车削动力单元2固定在安装座102上,第二车削动力单元5安装在滑板106 上,伺服驱动电机107驱动纵向滚珠丝杆104旋转,从而带动第二车削动力单元5沿导轨滑 动,第一车削动力单元2和第二车削动力单元5之间可以实现工件的转移,由第二车削动力 单元5携带工件实现车削,钻孔,打标识和下料等。
[0057] 图3是本实用新型的第一车削动力单元2,安装在主床身单元1上。包括箱体201、 锁紧液压油包202、传动机构203、主轴电机204、液压卡盘205。工件206由液压卡盘205 定位夹紧。第一车削动力单元提供车削一部(包括外圆或外圆一部分、端面和内圆)的主动 力。
[0058] 图4是本实用新型的车削进给单元3。本单元由两层滑板306、311、导轨303、305、 308、310、滚珠丝杆304、309、伺服电机302、307、刀架312组成。在刀架上可以安装两把及 以上的复合刀具313、314、315、316、317、318、319。刀具上设置有断屑装置315、317.双层滑 板在各自导轨上可以完成两个方向上的运动,从而实现车削加工所需要的刀具运动轨迹。
[0059] 图5是本实用新型钻削单元4。主要包括:底座401、两个导轨402,405、滚珠丝杆 403、伺服电机404、滑板406、两个钻削动力头407,408、多个复合钻头(409、410、411、412)。 复合钻头采用机夹合金块(422、412)结构,设置有用于双面倒角的专用刀刃。功能实现钻 削通孔同时完成双面倒角。
[0060] 图6是本实用新型所述的第二车削动力单元5,安装在主床身单元1上。主要有5 个部分:箱体501、锁紧液压油包502、传动机构503、主轴电机504、液压卡盘506、主轴锁紧 机构505。工件507由液压卡盘506定位夹紧。本单元主轴可以提供车削动力,同时配置有 C轴分度功能,为保证钻削时工件的稳定性,设置有锁紧机构505。
[0061] 图7是本实用新型所述的标识单元。由两层滑台组成,包括底座603、双层滑板 602、604、导轨605,608,609,612、滚珠丝杆606,610、伺服电机607,611。滑板602上安装有 激光发生器601。功能:与第二车削动力单元5 -起完成在工件507表面标识。
[0062] 图8是本实用新型所述装置控制系统的工作流程图,流程如下:通过上料装置8和 第一车削动力单元2完成上料,然后在第一车削动力单元2和车削进给装置3的作用下完 成车削一部的工作,完成后第一车削动力单元2和第二车削动力单元5完成工件交换,在第 二车削动力单元5上完成车削二部的工作,然后第二车削动力单元5移动到钻削安全位置, 在钻削单元4的作用下完成钻孔工作,然后在标识单元6的作用下完成打印标识,最后在下 料装置7的作用下完成下料收集工作。
[0063] 实施例2
[0064] 在本实施例中,标识单元6和上料单元8可以进行简化,形成简化版的法兰盘制造 站,完成所有的机械加工内容。简化版的法兰盘制造站由人工方式进行工件的上料,以降低 成本。不配置标识单元6的法兰盘制造站有利于降低控制系统的复杂程度。
[〇〇65] 对于所属技术领域的技术人员而言,随着技术的发展,本实用新型构思可以不同 方式实现。本实用新型的实施方式并不仅限于以上描述的实施例,而且可在权利要求的范 围内进行变化。

Claims (7)

1. 一种法兰盘的自动化制造装置,包括主床身单元、第一车削动力单元、车削进给单 元、钻削单元、第二车削动力单元、下料单元和控制系统,其特征在于 : 第一车削动力单元和第二车削动力单元设置在主床身单元的同一条直线上,第一车削 动力单元固定在主床身单元的一端,第二车削动力单元可沿直线在主床身单元上滑动,车 削进给单元、钻削单元及下料单元设置在主床身单元的侧边; 第一车削动力单元接收待加工工件并提供车削一部的主动力,车削进给单元上具有 车削刀具,在控制系统的控制下,第一切削单元带动待加工工件在车削进给单元的作用下 完成车削一部后,第一车削动力单元将待加工工件转移给第二车削动力单元,第二车削动 力单元提供车削二部的主动力,第二车削动力单元带动待加工件移动,与车削进给单元的 共同作用下完成车削二部,第二车削动力单元配置有主轴分度功能,待加工件在钻削单元 的作用下完成打待加工件的钻孔和倒角工作,在下料单元的作用下完成下料和工件收集工 作; 所述切削一部指的是对待加工工件的外圆或外圆一部分、端面和内圆的切削加工;所 述的切削二部指的是对待加工工件车削一部剩余部分的车削加工。
2. 如权利要求1所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述装置还包括 标识单元和上料单元,所述标识单元和上料单元设置在主床身单元的侧边,上料单元用于 给第一车削动力单元上料,标识单元用于工件标识打印工作。
3. 如权利要求1所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述主床身单元 为底座或横梁形式,其上一端设置有第一车削动力单元安装座,沿长度方向设置有纵向导 轨,导轨中间平行设置有纵向滚珠丝杆,纵向导轨上设置有可沿导轨滑动的安装第二车削 动力单元的滑板,主床身单元的另一端设置有伺服驱动电机,伺服驱动电机驱动纵向滚珠 丝杆转动从而带动滑板移动。
4. 如权利要求1所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述车削进给单 元包括两层滑板,每层滑板下设置有导轨、滚珠丝杆和伺服电机,伺服电机驱动滚珠丝杆转 动带动滑板滑动,上层滑板下的导轨与下层滑板下的导轨方向垂直,上层滑板上固定有刀 架,刀架上安装有多把车削刀具,车削刀具上设置有断屑装置。
5. 如权利要求1所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述钻削单元包 括有底座,底座上设置有导轨,导轨上设置有滑板,滑板上固定有钻削动力头,动力头上安 装有用于钻孔和双面倒角的复合钻头,所述导轨中央设置有滚珠丝杆,伺服电机驱动滚珠 丝杆转动带动滑板滑动。
6. 如权利要求2所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述标识单元包 括两层滑板,每层滑板下设置有导轨、滚珠丝杆和伺服电机,伺服电机驱动滚珠丝杆转动带 动滑板滑动,上层滑板下的导轨与下层滑板下的导轨方向垂直,上层滑板上固定有用于标 识打印的激光发生器。
7. 如权利要求2所述的一种法兰盘的自动化制造装置,其特征在于,所述车削进给单 元、钻削单元、标识单元上料单元和下料单元按直线设置在主床身单元的同一侧或两侧。
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CN103962838A (zh) * 2014-04-09 2014-08-06 北京威尔泰特数控设备有限公司 一种法兰盘的自动化制造装置
CN104400435B (zh) * 2014-11-03 2016-08-24 浙江大学台州研究院 多规格铝法兰的智能化自动加工装置及加工方法
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