一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，包括主床身單元、第一車削動(dòng)力單元、車削進(jìn)給單元、鉆削單元、第二車削動(dòng)力單元、下料單元和控制系統(tǒng)，第一車削動(dòng)力單元接收待加工工件并提供車削一部的主動(dòng)力，車削進(jìn)給單元上具有車削刀具，在控制系統(tǒng)的控制下，第一切削單元帶動(dòng)待加工工件在車削進(jìn)給單元的作用下完成車削一部后，第二車削動(dòng)力單元提供車削二部的主動(dòng)力，第二車削動(dòng)力單元帶動(dòng)待加工件移動(dòng)，完成車削二部，并在鉆削單元的作用下完成打待加工件的鉆孔工作，在下料單元的作用下完成下料和工件收集工作。該裝置基于數(shù)字控制自動(dòng)化集成技術(shù)而成，在一臺裝置上能夠完成法蘭盤的所有機(jī)械切削加工和刻字打標(biāo)。
【專利說明】一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械零件加工裝置，尤其涉及一種法蘭盤的制造裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 法蘭（Flange)，又叫法蘭凸緣盤，凡是在兩個(gè)平面周邊使用螺栓連接同時(shí)封閉的 連接零件，一般都稱為"法蘭"，圖1是典型的法蘭盤實(shí)物，圖2是典型的法蘭盤零件圖。法 蘭盤廣泛用于化工、建筑、給水、排水、石油、輕重工業(yè)、冷凍、衛(wèi)生、水暖、消防、電力、航天、 造船等基礎(chǔ)工程。
[0003] 法蘭盤是在生產(chǎn)生活中大量使用的標(biāo)準(zhǔn)件之一，我國是世界上主要的法蘭盤生產(chǎn) 地，具有龐大的產(chǎn)業(yè)群。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)中的主要生產(chǎn)工藝為：毛坯一車削一車削一鉆削一鉆削一清 洗一打字標(biāo)一浸油防銹處理一包裝。
[0005] 具體為：
[0006] 1在普通車床上，以一個(gè)端面和外圓或內(nèi)圓為基準(zhǔn)進(jìn)行人工方式定位夾緊，人工操 作車削加工一部分的外圓或內(nèi)圓和一個(gè)端面及倒角；
[0007] 2在另一臺普通車床上，以另一個(gè)端面和外圓或內(nèi)圓為基準(zhǔn)進(jìn)行人工方式定位夾 緊，人工操作車削加工另一部分的外圓或內(nèi)圓和一個(gè)端面及倒角；
[0008] 3在普通立式鉆床上，以一個(gè)端面和外圓或內(nèi)圓為基準(zhǔn)進(jìn)行人工方式定位夾緊，人 工操作進(jìn)行分度定位和鉆削加工及一面的倒角；
[0009] 4在普通立式鉆床上，以一個(gè)端面和外圓或內(nèi)圓為基準(zhǔn)進(jìn)行人工方式定位夾緊，人 工操作進(jìn)行分度定位和另一面的倒角；
[0010] 5工件清洗干燥；
[0011] 6工件標(biāo)識刻字；
[0012] 7浸油防銹處理；
[0013] 8 包裝。
[0014] 上述生產(chǎn)工藝存在如下的問題：
[0015] 1勞動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致工人容易出現(xiàn)腰肌勞損、腰椎間盤突出等疾病，工人上崗意愿 低；
[0016] 2操作工數(shù)量需求大，人工成本高；
[0017] 3設(shè)備數(shù)量多，能耗高；
[0018] 4設(shè)備數(shù)量多，廠房需求大；
[0019] 5工藝流程長，工件在工序間需要不停的轉(zhuǎn)運(yùn)，物流成本高。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0020] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種法蘭盤的制造裝 置，該裝置基于數(shù)字控制自動(dòng)化集成技術(shù)而成，在一臺裝置上能夠完成法蘭盤的所有機(jī)械 切削加工和刻字達(dá)標(biāo)。
[0021] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0022] -種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，包括主床身單元、第一車削動(dòng)力單元、車削進(jìn)給單 元、鉆削單元、第二車削動(dòng)力單元、下料單元和控制系統(tǒng)，其特征在于 ：
[0023] 第一車削動(dòng)力單元和第二車削動(dòng)力單元設(shè)置在主床身單元的同一條直線上，第一 車削動(dòng)力單元固定在主床身單元的一端，第二車削動(dòng)力單元可沿直線在主床身單元上滑 動(dòng)，車削進(jìn)給單元、鉆削單元及下料單元設(shè)置在主床身單元的側(cè)邊；
[0024] 第一車削動(dòng)力單元接收待加工工件并提供車削一部的主動(dòng)力，車削進(jìn)給單元上具 有車削刀具，在控制系統(tǒng)的控制下，第一切削單元帶動(dòng)待加工工件在車削進(jìn)給單元的作用 下完成車削一部后，第一車削動(dòng)力單元將待加工工件轉(zhuǎn)移給第二車削動(dòng)力單元，第二車削 動(dòng)力單元提供車削二部的主動(dòng)力，第二車削動(dòng)力單元帶動(dòng)待加工件移動(dòng)，與車削進(jìn)給單元 的共同作用下完成車削二部，第二車削動(dòng)力單元配置有主軸分度功能，待加工件在鉆削單 元的作用下完成打待加工件的鉆孔和倒角工作，在下料單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對待加工工件的外圓或外圓一部分、端面和內(nèi)圓的切削加 工；所述的切削二部指的是對待加工工件車削一部剩余部分的車削加工。
[0026] 所述裝置還包括標(biāo)識單元和上料單元，所述標(biāo)識單元和上料單元設(shè)置在主床身單 元的側(cè)邊，上料單元用于給第一車削動(dòng)力單元上料，標(biāo)識單元用于工件標(biāo)識打印工作。
[0027] 所述主床身單元為底座或橫梁形式，其上一端設(shè)置有第一車削動(dòng)力單元安裝座， 沿長度方向設(shè)置有縱向?qū)к墸瑢?dǎo)軌中間平行設(shè)置有縱向滾珠絲桿，縱向?qū)к壣显O(shè)置有可沿 導(dǎo)軌滑動(dòng)的安裝第二車削動(dòng)力單元的滑板，主床身單元的另一端設(shè)置有伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺 服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)滑板移動(dòng)。
[0028] 所述車削進(jìn)給單元包括兩層滑板，每層滑板下設(shè)置有導(dǎo)軌、滾珠絲桿和伺服電機(jī)， 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑板滑動(dòng)，上層滑板下的導(dǎo)軌與下層滑板下的導(dǎo)軌方向垂 直，上層滑板上固定有刀架，刀架上安裝有多把車削刀具，車削刀具上設(shè)置有斷屑裝置。
[0029] 所述鉆削單元包括有底座，底座上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有滑板，滑板上固定有 鉆削動(dòng)力頭，動(dòng)力頭上安裝有用于鉆孔和雙面倒角的復(fù)合鉆頭，所述導(dǎo)軌中央設(shè)置有滾珠 絲桿，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑板滑動(dòng)。
[0030] 所述標(biāo)識單元包括兩層滑板，每層滑板下設(shè)置有導(dǎo)軌、滾珠絲桿和伺服電機(jī)，伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑板滑動(dòng)，上層滑板下的導(dǎo)軌與下層滑板下的導(dǎo)軌方向垂直， 上層滑板上固定有用于標(biāo)識打印的激光發(fā)生器。
[0031] 所述車削進(jìn)給單元、鉆削單元、標(biāo)識單元上料單元和下料單元按直線設(shè)置在主床 身單元的同一側(cè)或兩側(cè)。
[0032] 本實(shí)用新型具有如下的技術(shù)效果：本實(shí)用新型所述的法蘭盤制造裝置，在以計(jì)算 機(jī)數(shù)字控制（CNC)系統(tǒng)為核心、集成有自動(dòng)化控制技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)的控制下完成法蘭 盤零件所需的全部機(jī)械加工內(nèi)容，并在法蘭盤的外圓打印相應(yīng)的標(biāo)識。相較于傳統(tǒng)的制造 方法，具有以下優(yōu)勢：
[0033] 1工藝緊湊，減少設(shè)備數(shù)量。在一臺設(shè)備上即可完成原來需要5臺以上的設(shè)備才能 完成的工作；
[0034] 2機(jī)械加工車間廠房需求減少，節(jié)省廠房建設(shè)投資；
[0035] 3減少工人數(shù)量，大幅度降低人工成本；
[0036] 4大幅度降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；
[0037] 5易于實(shí)現(xiàn)一個(gè)工人看守多臺設(shè)備；
[0038] 6設(shè)備適合24小時(shí)連續(xù)工作，有利于產(chǎn)量的提高；
[0039] 7節(jié)省能源；
[0040] 8減少工序間物流轉(zhuǎn)運(yùn)成本、減少工序間轉(zhuǎn)運(yùn)造成的工件損壞；
[0041] 9提高工件加工精度；
[0042] 10提高工件質(zhì)量的一致性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)整體示意圖；
[0044] 圖2為本實(shí)用新型所述的主床身單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖3為本實(shí)用新型所述的第一車削動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖4為本實(shí)用新型所述的車削進(jìn)給單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖5為本實(shí)用新型所述的鉆削單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖6為本實(shí)用新型所述的第二車削動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖7為本實(shí)用新型所述的標(biāo)識單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖8是本實(shí)用新型所述裝置控制系統(tǒng)的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051] 以下將結(jié)合所附的附圖對本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0052] 實(shí)施例1
[0053] 如圖1所示，一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，包括主床身單元1，第一車削動(dòng)力單 元2,車削進(jìn)給單元3,鉆削單元4,第二車削動(dòng)力單元5,標(biāo)識單元6,下料單元7,上料單元 8和控制系統(tǒng)。
[0054] 第一車削動(dòng)力單元2和第二車削動(dòng)力單元5設(shè)置在主床身單元1的同一條直線 上，第一車削動(dòng)力單元2固定在主床身單元1的一端，第二車削動(dòng)力單元5可沿直線在主床 身單元1上的導(dǎo)軌上滑動(dòng)，車削進(jìn)給單元3、鉆削單元4及標(biāo)識單元6順序設(shè)置在主床身單 元1的側(cè)邊，上料單元8和下料單元7設(shè)置在主床身單元的另一側(cè)。第一車削動(dòng)力單元2接 收待加工工件(來自與上料單元8)并提供車削一部(包括外圓或外圓一部分、端面和內(nèi)圓） 的主動(dòng)力，車削進(jìn)給單元3上具有車削刀具，通過控制系統(tǒng)的控制，在車削進(jìn)給單元3和第 一車削動(dòng)力單元2的共同作用下，完成車削一部工作；然后，第一車削動(dòng)力單元2與第二車 削動(dòng)力單元5共同作用，將待加工工件轉(zhuǎn)移給第二車削動(dòng)力單元5,第二車削動(dòng)力單元5帶 動(dòng)待加工工件移動(dòng)到合適的位置(車削二部的加工位置）；第二車削單元提供車削二部(車 削一部以外需要車削加工的部分）的主動(dòng)力，同時(shí)與車削進(jìn)給單元3共同作用，完成車削二 部的工作；接下來，第二車削動(dòng)力單元5帶動(dòng)待加工工件移動(dòng)到合適的位置(鉆孔倒角加工 的位置)，實(shí)現(xiàn)工件的孔定定分度功能，與鉆削單元4共同作用，完成待加工工件的鉆孔和雙 面倒角工作；第二車削動(dòng)力單元5帶動(dòng)已機(jī)械加工完成的工件移動(dòng)到合適的位置(打印標(biāo) 識的工作位置)，與標(biāo)識單元6共同作用，完成標(biāo)識打印工作；第二車削動(dòng)力單元5帶動(dòng)工件 移動(dòng)到合適的位置(下料的位置）；與下料單元7共同作用，完成下料和工件收集工作。
[0055] 圖2是本實(shí)用新型的主床身單元，可以設(shè)計(jì)成底座形式或者橫梁結(jié)構(gòu)形式101，其 上設(shè)置有車削動(dòng)力單元2的安裝座102、縱向?qū)к?03、105、縱向滾珠絲桿104、安裝車削動(dòng) 力單元5的滑板106、伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)107。
[0056] 第一車削動(dòng)力單元2固定在安裝座102上，第二車削動(dòng)力單元5安裝在滑板106 上，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)107驅(qū)動(dòng)縱向滾珠絲桿104旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第二車削動(dòng)力單元5沿導(dǎo)軌滑 動(dòng)，第一車削動(dòng)力單元2和第二車削動(dòng)力單元5之間可以實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)移，由第二車削動(dòng)力 單元5攜帶工件實(shí)現(xiàn)車削，鉆孔，打標(biāo)識和下料等。
[0057] 圖3是本實(shí)用新型的第一車削動(dòng)力單元2,安裝在主床身單元1上。包括箱體201、 鎖緊液壓油包202、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)203、主軸電機(jī)204、液壓卡盤205。工件206由液壓卡盤205 定位夾緊。第一車削動(dòng)力單元提供車削一部(包括外圓或外圓一部分、端面和內(nèi)圓）的主動(dòng) 力。
[0058] 圖4是本實(shí)用新型的車削進(jìn)給單元3。本單元由兩層滑板306、311、導(dǎo)軌303、305、 308、310、滾珠絲桿304、309、伺服電機(jī)302、307、刀架312組成。在刀架上可以安裝兩把及 以上的復(fù)合刀具313、314、315、316、317、318、319。刀具上設(shè)置有斷屑裝置315、317.雙層滑 板在各自導(dǎo)軌上可以完成兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車削加工所需要的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0059] 圖5是本實(shí)用新型鉆削單元4。主要包括：底座401、兩個(gè)導(dǎo)軌402,405、滾珠絲桿 403、伺服電機(jī)404、滑板406、兩個(gè)鉆削動(dòng)力頭407,408、多個(gè)復(fù)合鉆頭（409、410、411、412)。 復(fù)合鉆頭采用機(jī)夾合金塊（422、412)結(jié)構(gòu)，設(shè)置有用于雙面倒角的專用刀刃。功能實(shí)現(xiàn)鉆 削通孔同時(shí)完成雙面倒角。
[0060] 圖6是本實(shí)用新型所述的第二車削動(dòng)力單元5,安裝在主床身單元1上。主要有5 個(gè)部分：箱體501、鎖緊液壓油包502、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)503、主軸電機(jī)504、液壓卡盤506、主軸鎖緊 機(jī)構(gòu)505。工件507由液壓卡盤506定位夾緊。本單元主軸可以提供車削動(dòng)力，同時(shí)配置有 C軸分度功能，為保證鉆削時(shí)工件的穩(wěn)定性，設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu)505。
[0061] 圖7是本實(shí)用新型所述的標(biāo)識單元。由兩層滑臺組成，包括底座603、雙層滑板 602、604、導(dǎo)軌605,608,609,612、滾珠絲桿606,610、伺服電機(jī)607,611?；?02上安裝有 激光發(fā)生器601。功能：與第二車削動(dòng)力單元5 -起完成在工件507表面標(biāo)識。
[0062] 圖8是本實(shí)用新型所述裝置控制系統(tǒng)的工作流程圖，流程如下：通過上料裝置8和 第一車削動(dòng)力單元2完成上料，然后在第一車削動(dòng)力單元2和車削進(jìn)給裝置3的作用下完 成車削一部的工作，完成后第一車削動(dòng)力單元2和第二車削動(dòng)力單元5完成工件交換，在第 二車削動(dòng)力單元5上完成車削二部的工作，然后第二車削動(dòng)力單元5移動(dòng)到鉆削安全位置， 在鉆削單元4的作用下完成鉆孔工作，然后在標(biāo)識單元6的作用下完成打印標(biāo)識，最后在下 料裝置7的作用下完成下料收集工作。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 在本實(shí)施例中，標(biāo)識單元6和上料單元8可以進(jìn)行簡化，形成簡化版的法蘭盤制造 站，完成所有的機(jī)械加工內(nèi)容。簡化版的法蘭盤制造站由人工方式進(jìn)行工件的上料，以降低 成本。不配置標(biāo)識單元6的法蘭盤制造站有利于降低控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
[〇〇65] 對于所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員而言，隨著技術(shù)的發(fā)展，本實(shí)用新型構(gòu)思可以不同 方式實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不僅限于以上描述的實(shí)施例，而且可在權(quán)利要求的范 圍內(nèi)進(jìn)行變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，包括主床身單元、第一車削動(dòng)力單元、車削進(jìn)給單 元、鉆削單元、第二車削動(dòng)力單元、下料單元和控制系統(tǒng)，其特征在于 ： 第一車削動(dòng)力單元和第二車削動(dòng)力單元設(shè)置在主床身單元的同一條直線上，第一車削 動(dòng)力單元固定在主床身單元的一端，第二車削動(dòng)力單元可沿直線在主床身單元上滑動(dòng)，車 削進(jìn)給單元、鉆削單元及下料單元設(shè)置在主床身單元的側(cè)邊； 第一車削動(dòng)力單元接收待加工工件并提供車削一部的主動(dòng)力，車削進(jìn)給單元上具有 車削刀具，在控制系統(tǒng)的控制下，第一切削單元帶動(dòng)待加工工件在車削進(jìn)給單元的作用下 完成車削一部后，第一車削動(dòng)力單元將待加工工件轉(zhuǎn)移給第二車削動(dòng)力單元，第二車削動(dòng) 力單元提供車削二部的主動(dòng)力，第二車削動(dòng)力單元帶動(dòng)待加工件移動(dòng)，與車削進(jìn)給單元的 共同作用下完成車削二部，第二車削動(dòng)力單元配置有主軸分度功能，待加工件在鉆削單元 的作用下完成打待加工件的鉆孔和倒角工作，在下料單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對待加工工件的外圓或外圓一部分、端面和內(nèi)圓的切削加工；所 述的切削二部指的是對待加工工件車削一部剩余部分的車削加工。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述裝置還包括 標(biāo)識單元和上料單元，所述標(biāo)識單元和上料單元設(shè)置在主床身單元的側(cè)邊，上料單元用于 給第一車削動(dòng)力單元上料，標(biāo)識單元用于工件標(biāo)識打印工作。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述主床身單元 為底座或橫梁形式，其上一端設(shè)置有第一車削動(dòng)力單元安裝座，沿長度方向設(shè)置有縱向?qū)?軌，導(dǎo)軌中間平行設(shè)置有縱向滾珠絲桿，縱向?qū)к壣显O(shè)置有可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的安裝第二車削 動(dòng)力單元的滑板，主床身單元的另一端設(shè)置有伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向滾珠 絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)滑板移動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述車削進(jìn)給單 元包括兩層滑板，每層滑板下設(shè)置有導(dǎo)軌、滾珠絲桿和伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn) 動(dòng)帶動(dòng)滑板滑動(dòng)，上層滑板下的導(dǎo)軌與下層滑板下的導(dǎo)軌方向垂直，上層滑板上固定有刀 架，刀架上安裝有多把車削刀具，車削刀具上設(shè)置有斷屑裝置。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述鉆削單元包 括有底座，底座上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有滑板，滑板上固定有鉆削動(dòng)力頭，動(dòng)力頭上安 裝有用于鉆孔和雙面倒角的復(fù)合鉆頭，所述導(dǎo)軌中央設(shè)置有滾珠絲桿，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠 絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑板滑動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述標(biāo)識單元包 括兩層滑板，每層滑板下設(shè)置有導(dǎo)軌、滾珠絲桿和伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶 動(dòng)滑板滑動(dòng)，上層滑板下的導(dǎo)軌與下層滑板下的導(dǎo)軌方向垂直，上層滑板上固定有用于標(biāo) 識打印的激光發(fā)生器。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種法蘭盤的自動(dòng)化制造裝置，其特征在于，所述車削進(jìn)給單 元、鉆削單元、標(biāo)識單元上料單元和下料單元按直線設(shè)置在主床身單元的同一側(cè)或兩側(cè)。
【文檔編號】B23Q7/00GK203863342SQ201420167118
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】雷繩明, 胡景華, 王新生, 崔麗琴, 孫百惠, 馬彬, 何永峰 申請人:北京威爾泰特?cái)?shù)控設(shè)備有限公司