CN209773508U - 一种圆法兰自动钻孔装置 - Google Patents

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赵庆辉
樊金锋
刘艳红
李平秋
杨广志
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一种圆法兰自动钻孔装置。主要解决现有圆法兰钻孔工作效率低、人工劳动多的问题。其特征在于:所述回转工作台包括机架、工作台,所述工作台可旋转地安装在机架,并连接有驱使其旋转的第一驱动机构,所述回转工作台上设有用于将圆法兰夹紧并定心的夹持机构;所述钻孔机包括支座、横梁、移动座、动力头、钻头;所述横梁横设于回转工作台上方,所述移动座与横梁水平滑移配合,并连接有驱使其横向移动的第二驱动机构;所述动力头与移动座竖直滑移配合,并连接有驱使其上下移动的第三驱动机构,所述钻头采用U钻,并可拆卸地安装在动力头上。其优点在于,采用上述方案,实现圆法兰的自动钻孔,提高圆法兰钻孔的工作效率,减少人工劳动。

Description

一种圆法兰自动钻孔装置
技术领域
本实用新型涉及一种钻孔装置,具体涉及一种圆法兰自动钻孔装置。
背景技术
随着中国社会逐渐进入老龄化,社会劳动者人员减少,企业诸多行业用工难的问题凸显,如何减少人工工作量,降低操作工人的技术难度,成为全社会都在追求的一个发展目标。
在阀门的生产制作过程中,圆法兰钻孔工作是一个十分重要的加工工序。传统的钻孔设备一般使用摇臂钻、多孔钻、磁力钻等进行钻孔。传统的通用钻孔工艺一般都需要经过划线工序,划出每个孔的中心孔位置,并在每个中心圆处冲出眼,然后再通过钻床按照划出的中心孔位置进行钻孔,对于大直径的孔,往往还需要先在各个孔的位置钻出小孔,然后再用直径较大的钻头扩孔,工作效率极低,钻孔工作占用了相当多的人力。
如中国发明专利申请(CN105127749A)公开了一种自动连杆双钻孔装置,其包括回转台、加工头,所述回转台上周向均匀安装六套夹具,所述加工头包括钻孔加工头、扩孔加工头、铰孔加工头,三套加工头安装在回转台外圈,且圆周角为60度。
钻孔时,将6个工件分别安装在六套夹具上,随着回转台的旋转工作,工件依次通过钻孔加工头、扩孔加工头、铰孔加工头实现钻孔、扩孔、铰孔,完成螺栓孔的制作。
但是,上述钻孔装置针对的是单个产品的单个孔位,无法实现圆法兰的周向钻孔。
因此,为提高钻孔效率,解放劳动力,研制出一种高效的圆法兰自动钻孔装置成为企业发展的必然要求。
实用新型内容
为了克服背景技术的不足,本实用新型提供一种圆法兰自动钻孔装置,解决现有圆法兰钻孔工作效率低、人工劳动多的问题。
本实用新型所采用的技术方案:一种圆法兰自动钻孔装置,包括回转工作台、钻孔机;所述回转工作台包括机架、工作台,所述工作台可旋转地安装在机架,并连接有驱使其旋转的第一驱动机构,所述回转工作台上设有用于将圆法兰夹紧并定心的夹持机构;
所述钻孔机包括支座、横梁、移动座、动力头、钻头;所述横梁横设于回转工作台上方,所述移动座与横梁水平滑移配合,并连接有驱使其横向移动的第二驱动机构;所述动力头与移动座竖直滑移配合,并连接有驱使其上下移动的第三驱动机构,所述钻头采用U钻,并可拆卸地安装在动力头上。
所述工作台底部中心设有空心轴,所述工作台能沿空心轴的轴心旋转;
所述夹持机构包括若干沿工作台中心周向均布的夹具,所述夹具包括丝杆、螺母、卡爪,所述丝杆沿工作台中心径向设置,所述螺母与丝杆螺纹配合,所述卡爪与螺母固定连接,并与工作台中心径向滑移配合;
所述工作台中心位置设有同步传动机构,所述同步传动机构包括一根主动轴以及若干从动轴,所述主动轴穿过空心轴设置,其下端通过离合器连接驱动马达,上端设有第一锥齿轮,所述从动轴与丝杆数量相同且同轴设置,其一端与丝杆联接,另一端设有与第一锥齿轮相适配的第二锥齿轮,第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合。
所述工作台底部设有回转支撑,所述工作台通过回转支撑放置在机架上,所述回转支撑外圈形成有结合齿,所述第一驱动机构为设置在机架上的伺服电机,所述伺服电机的输出端设有输出齿轮,所述输出齿轮与结合齿相啮合。
所述工作台与机架之间设有电磁制动器,所述电磁制动器包括与空心轴固定连接的转子部分以及与机架固定连接定子部分。
所述空心轴与机架之间设有定位轴承。
所述机架底部一体形成有连接法兰,所述连接法兰通过地脚螺栓固定在水泥地面上。
所述卡爪表面形成摩擦凸起。
所述机架上还设有集水槽,所述集水槽对应设置在工作台的外圈位置。
所述钻孔机设有两组,并沿回转工作台中心对称设置。
两组钻孔机采用同一个横梁。
本实用新型的有益效果是:采用以上方案,实现圆法兰的自动钻孔,提高圆法兰钻孔的工作效率,减少人工劳动。
附图说明
图1为本实用新型实施例圆法兰自动钻孔装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例回转工作台的结构示意图。
图3为本实用新型实施例回转工作台的仰视结构示意图。
图4为图2中C-C处的剖视图。
图5为图4中A处的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明:
如图1所示,一种圆法兰自动钻孔装置,包括回转工作台、钻孔机、自动控制系统。
如图2-5所示,所述回转工作台包括机架1、工作台2,所述工作台2可旋转地安装在机架1,并连接有驱使其旋转的第一驱动机构,所述工作台2上设有用于将圆法兰夹紧并定心的夹持机构。
工作时,将圆法兰放置在回转工作台上,通过夹持机构实现其自动定心并加紧,通过第一驱动机构驱动工作台2实现旋转分度,保证后续的准确钻孔加工。
其中,所述机架1底部一体形成有连接法兰14,所述连接法兰14可以通过地脚螺栓固定在水泥地面上,保证机架1位置固定,确保回转工作台的稳定工作。
所述工作台2底部设置有回转支撑10,所述工作台2通过回转支撑10放置在机架1,从而可以承受垂直作用到工作台2上的外力,所述工作台2底部中心设有空心轴21,空心轴21与工作台2焊接在一起,并通过空心轴21与机架1可旋转配合。
进一步的,所述空心轴21与机架1之间设有定位轴承13,通过此结构实现工作台2水平方向与垂直方向的精确定位,保证工作台2始终绕空心轴21的轴心做旋转运动。
所述回转支撑10外圈形成有结合齿101,所述第一驱动机构为设置在机架1上的伺服电机11,所述伺服电机11的输出端设有输出齿轮,所述输出齿轮与结合齿101相啮合。
通过伺服电机11作为第一驱动机构,更容易进行准确控制,保证工作台2在回转过程中准确分度进给,保证准确加工,同时直接通过齿轮啮合的方式进行传动,相比较传统的带传动方式,传递效率更高,更加稳定。
所述工作台2上表面形成有4道径向设置并沿工作台2中心周向均匀布置的滑槽,所述夹持机构包括4套沿工作台2中心周向均布的夹具,并嵌设在滑槽内,每套所述夹具包括丝杆3、螺母4、卡爪5,所述丝杆3沿工作台2中心径向设置,所述螺母4与丝杆3螺纹配合,所述卡爪5与螺母4固定连接,并与工作台2中心径向滑移配合;所述工作台2中心位置还设有同步传动机构,所述同步传动机构包括一根主动轴6以及4根从动轴7,所述主动轴6穿过空心轴21设置,其下端通过离合器8连接驱动马达9,上端设有第一锥齿轮61,所述从动轴7与丝杆3数量相同且同轴设置,其一端与丝杆3联接,另一端设有与第一锥齿轮61相适配的第二锥齿轮71,第一锥齿轮61与第二锥齿轮71相啮合。
其中,所述卡爪5表面形成摩擦凸起51,夹紧固定效果更好。
所述同步传动机构还包括一个箱体,第一锥齿轮61与第二锥齿轮71均设置在箱体内,所述主动轴6与从动轴7伸出箱体设置,且主动轴6、从动轴7与箱体之间设置轴承,将同步传动机构形成一个整体的同步齿轮箱,更有利于后续的安装。
另外,离合器8采用电磁离合器,驱动马达9采用液动马达。
加紧圆法兰时,按下电磁离合器的电动按钮,使得离合器8吸合,将驱动马达9的输出轴和主动轴6连接在一起,然后启动驱动马达9,驱动马达9驱动主动轴6旋转,主动轴6通过第一锥齿轮61与第二锥齿轮71带动4根从动轴7同步动作,从动轴7则带动对应的丝杆3旋转,丝杆3的旋转动作通过螺母4转换成卡爪5的直线滑移动作,通过4个卡爪5夹紧圆法兰。当夹紧圆法兰以后,离合器8失电,驱动马达9的输出轴和主动轴6重新分离,避免后续回转作业中,产生干扰。
采用上述方案,不仅结构布局合理,使得结构紧凑,而且能够实现快速的固定夹紧,4个卡爪5同步动作,确保圆法兰能够准确定心。
进一步的,所述工作台2与机架1之间还设有电磁制动器12,所述电磁制动器12包括与空心轴21固定连接的转子部分121以及与机架1固定连接定子部分122。
当工作台2不旋转时,电磁制动器12的转子部分121与定子部分122失电吸合,将工作台2与机架1连接为一体,保证安装圆法兰或加工圆法兰时的工作稳定性,当工作台2需要旋转时,电磁制动器12的转子部分121与定子部分122得电分离,工作台2与机架1分离,保证工作台2能够正常回转。
另外,所述机架1上还设有集水槽15,所述集水槽15对应设置在工作台2的外圈位置,工件加工时,往往会产生热量,通常都需要冷却液进行冷却,集水槽15能够对冷却液进行回收。
如图1所示,所述钻孔机包括支座16、横梁17、移动座18、动力头19、钻头20;所述横梁17横设于回转工作台上方,所述移动座18与横梁17水平滑移配合,并连接有驱使其横向移动的第二驱动机构;所述动力头19与移动座18竖直滑移配合,并连接有驱使其上下移动的第三驱动机构,所述钻头20采用U钻,并可拆卸地安装在动力头19上。
其中,所述第二驱动机构可以采用电机与丝杆的结构,便于准确控制其位置,所述第三驱动机构采用液压缸,压力动力更足。
所述钻孔机的结构可以参考现有立式车床与常规钻孔装置,只要能够实现水平位置的移动,能够实现可以根据不同尺寸的法兰,进行准确的位置调整,并通过上下动作,以实现钻孔工作,适用于更多尺寸规格的圆法兰钻孔加工。
所述钻孔机的主要关键点其实在于钻头采用U钻,U钻也叫快速钻,是一种内冷钻头,排削好,效率很高,可以连续钻孔,刀体前端装有可更换的刀片,降低了使用的成本,U钻与普通钻头的区别就是U钻使用周边刀片和中心刀片,刀具磨损后无需重磨直接更换刀片即可,使用可转位刀片比整体硬钻要节省材料,并且刀片的一致性更容易控制零件尺寸,U钻的刚性好,可以采用很高的进给率,而且U钻的加工直径要比普通钻头大的多。
采用U钻,即使是直径较大的孔,也可以一次性钻出,无需扩孔,而且可以采用更好的进给率,提高钻孔的速度,大大提高钻孔工作效率,因此,只需一台钻孔机即可实现钻孔作业,当只用一次钻孔便可完成钻孔的时候,根据实际需要的钻孔数量,只需要通过控制回转工作台的旋转角度,便可实现准确的分度进给,达到快速准确的钻孔工作,操作非常方便。
进一步的,所述钻孔机设有两组,并沿回转工作台中心对称设置,两组钻孔机同时工作,回转工作台只需旋转半圈,便可完成圆法兰的钻孔工作,进一步提高其工作效率。
其中,两组钻孔机采用同一个横梁17,结构更加合理紧凑。
所述自动控制系统可以采用PLC控制系统,可以方便控制夹持机构、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构动作,实现自动工作。
上述圆法兰自动钻孔装置的具体工作如下:
1)回转工作台不工作,处于静止状态,此时电磁制动器12失电,转子部分121与定子部分122吸合,工作台2与机架1连接为一体,将圆法兰或含有圆法兰的工件放到工作台2上,放置好后,控制离合器8吸合,将驱动马达9的输出轴和主动轴6连接在一起,然后启动驱动马达9,驱动马达9驱动主动轴6旋转,主动轴6通过第一锥齿轮61与第二锥齿轮71带动4根从动轴7同步动作,从动轴7则带动对应的丝杆3旋转,丝杆3的旋转动作通过螺母4转换成卡爪5的直线滑移动作,通过4个卡爪5夹紧圆法兰,当夹紧圆法兰以后,离合器8失电,驱动马达9的输出轴和主动轴6重新分离;
2)工件夹紧后,通过划线确定位置,将钻孔机的动力头19移动至圆法兰中心圆的直径位置,使钻头20与划线位置对应,实现钻头的对到,对好刀后,在自动控制系统中输入法兰孔数,由自动控制系统自动计算出每个孔钻出角度以及后续工作台分度进给的角度;
3)给定钻孔信号,启动动力头与冷却水水泵,此时U钻中心孔冷却水喷出,对钻头20进行冷却,然后第三驱动机构动作驱动动力头19向下运转,对圆法兰进行钻孔;
4)完成钻孔后,动力头复位并停止,同时冷却水也停止,工作台2在自动控制系统的作用下,按照步骤2中计算出的角度进行角度进给,首先,电磁制动器12得电,转子部分121与定子部分122分离,工作台2与机架1分开,然后伺服电机运转,带动回转支撑10的结合齿和工作台2转过一定的角度,当完成动作后,电磁制动器12失电,转子部分121与定子部分122吸合,工作台2与机架1连接为一体;
5)不断重复步骤3和步骤4,直到完成所有的钻孔工作。
进一步的,在步骤4中,为了避免惯性造成的角度进给偏差,伺服电机11执行慢-快-慢的协作顺序,进一步保证加工的精确度。
上述圆法兰自动钻孔装置可实现自动定心夹紧,实现准确的分度进给,实现圆法兰高效的自动钻孔工作,大大提高工作效率,解放劳动力。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
各位技术人员须知:虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述,但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型,任何运用本实用新型思想的改装,都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:包括回转工作台、钻孔机;
所述回转工作台包括机架(1)、工作台(2),所述工作台(2)可旋转地安装在机架(1),并连接有驱使其旋转的第一驱动机构,所述工作台(2)上设有用于将圆法兰夹紧并定心的夹持机构;
所述钻孔机包括支座(16)、横梁(17)、移动座(18)、动力头(19)、钻头(20);所述横梁(17)横设于回转工作台上方,所述移动座(18)与横梁(17)水平滑移配合,并连接有驱使其横向移动的第二驱动机构;所述动力头(19)与移动座(18)竖直滑移配合,并连接有驱使其上下移动的第三驱动机构,所述钻头(20)采用U钻,并可拆卸地安装在动力头(19)上。
2.根据权利要求1所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述工作台(2)底部中心设有空心轴(21),所述工作台(2)能沿空心轴(21)的轴心旋转;所述夹持机构包括若干沿工作台(2)中心周向均布的夹具,所述夹具包括丝杆(3)、螺母(4)、卡爪(5),所述丝杆(3)沿工作台(2)中心径向设置,所述螺母(4)与丝杆(3)螺纹配合,所述卡爪(5)与螺母(4)固定连接,并与工作台(2)中心径向滑移配合;所述工作台(2)中心位置设有同步传动机构,所述同步传动机构包括一根主动轴(6)以及若干从动轴(7),所述主动轴(6)穿过空心轴(21)设置,其下端通过离合器(8)连接驱动马达(9),上端设有第一锥齿轮(61),所述从动轴(7)与丝杆(3)数量相同且同轴设置,其一端与丝杆(3)联接,另一端设有与第一锥齿轮(61)相适配的第二锥齿轮(71),第一锥齿轮(61)与第二锥齿轮(71)相啮合。
3.根据权利要求2所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述工作台(2)底部设有回转支撑(10),所述工作台(2)通过回转支撑(10)放置在机架(1)上,所述回转支撑(10)外圈形成有结合齿(101),所述第一驱动机构为设置在机架(1)上的伺服电机(11),所述伺服电机(11)的输出端设有输出齿轮,所述输出齿轮与结合齿(101)相啮合。
4.根据权利要求3所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述工作台(2)与机架(1)之间设有电磁制动器(12),所述电磁制动器(12)包括与空心轴(21)固定连接的转子部分(121)以及与机架(1)固定连接定子部分(122)。
5.根据权利要求2所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述空心轴(21)与机架(1)之间设有定位轴承(13)。
6.根据权利要求2所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述机架(1)底部一体形成有连接法兰(14),所述连接法兰(14)通过地脚螺栓固定在水泥地面上。
7.根据权利要求2所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述卡爪(5)表面形成摩擦凸起(51)。
8.根据权利要求2所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述机架(1)上还设有集水槽(15),所述集水槽(15)对应设置在工作台(2)的外圈位置。
9.根据权利要求1所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:所述钻孔机设有两组,并沿回转工作台中心对称设置。
10.根据权利要求9所述的圆法兰自动钻孔装置,其特征在于:两组钻孔机采用同一个横梁(17)。
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