一种法兰钻孔设备和方法与流程

1.本发明专利属于法兰生产技术领域，具体涉及一种法兰钻孔设备和方法。


背景技术：

2.现有技术中法兰螺栓孔的加工一般采用单轴钻床或多轴钻床，由于一个法兰要加工多个螺栓孔，所以在利用单轴钻床加工法兰螺栓孔的过程中需要多次定位和多次钻孔，一方面生产效率低，另一方面加工出来的螺栓孔中心距可能超差。
3.多轴钻床或称多孔钻床，是一种应用于机械领域钻孔、攻牙的机床设备，分为可调式和固定式。可调式多轴钻床的多轴器包括齿轮箱、万向节和传动轴，由于万向节是可活动轴件，故在限定范围内可左右移动。在调整加工孔距时不受齿轮所限制，适合加工多样不定性孔件，使用范围较广；缺点是精度方面控制有所欠缺，长期使用跑位率高。固定式多轴钻床的机头是固定不变的，一台固定式多轴钻床只能加工一种零件；另外固定式多轴钻床仍使用多轴器，多轴器内由于使用万向节传动装置，当主动轴以等角速度回转时，从动轴角速度将在一定范围内作周期性变化，引起附加动载荷，使传动不平稳，加工精度也不够高。


技术实现要素：

4.本发明针对上述利用单轴钻床加工螺栓孔效率低、利用多轴钻床加工螺栓孔精度欠缺的问题，提供了一种法兰钻孔设备和方法。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种法兰钻孔设备，包括机架、电机、钻杆、放料台和升降装置，所述机架包括固定连接的底板和竖板，所述放料台处于底板上方且放料台上表面安装有法兰固定装置，所述钻杆处于放料台上方，还包括齿轮传动装置、水平的安装板一和安装板二，所述安装板一、安装板二分别与竖板垂直可拆卸连接，所述安装板一处于安装板二的正上方；所述齿轮传动装置包括主动齿轮、多个从动齿轮、竖直的主动轴和多个竖直的从动轴；多个所述从动齿轮均衡分布在主动齿轮的外周，并且同时与主动齿轮啮合；所述主动齿轮安装在主动轴上，每个所述从动齿轮分别安装在相应的从动轴上；所述安装板一和安装板二在与主动轴和多个从动轴位置对应处均安装有轴承，所述主动轴和多个从动轴处于安装板一和安装板二之间的部分的两端分别安装在相应的轴承内；所述电机安装在安装板一上方，且所述电机的输出端与主动轴远离安装板二端驱动连接；所述从动轴的下端通过联轴器安装所述钻杆，所述钻杆的数量等于法兰螺栓孔的数量，所述钻杆的中心线与法兰螺栓孔的中心线重合；所述钻杆中心线到主动轴中心线的距离等于法兰螺栓孔中心线到法兰中心线的距离。
6.作为优选，所述放料台为竖直的圆柱形且所述放料台的中心线与主动轴的中心线重合，所述法兰固定装置为在放料台上表面中心竖直安装的气胀轴，所述气胀轴的底端安
装有气嘴；所述放料台的曲面上开设有气胀轴通气孔，所述气胀轴通气孔内铺设有气管；所述气管将气胀轴的气嘴与放料台外的抽气充气两用气泵连接。
7.作为优选，所述放料台上表面开设有环形槽，所述环形槽的处于钻杆的正下方。
8.作为优选，所述从动齿轮和钻杆的数量为四个、八个、十二个或十六个。
9.作为优选，所述安装板一、安装板二分别与竖板通过螺栓螺母连接。
10.作为优选，所述升降装置为竖直安装在底板上的气缸，所述放料台水平安装在升降装置的活塞杆端部。
11.作为优选，所述主动齿轮和多个从动齿轮均为直齿圆柱齿轮。
12.作为优选，所述放料台的外沿还固定设有排水槽，所述排水槽的底面安装有排水管。
13.基于法兰钻孔设备的一种法兰盘钻孔方法，包括以下步骤：步骤一根据待加工的法兰的规格选择相应的安装板一和安装板二，将安装板一和安装板二安装到竖板上，且安装板一和安装板二之间安装有相应的齿轮传动装置；选择钻杆安装到从动轴的下方，钻杆加工出的螺栓孔的直径符合标准要求；选择放料台安装到升降装置的活塞杆端部，放料台上气胀轴充气后能够将法兰固定，环形槽的处于钻杆的正下方；步骤二将待加工的法兰放置在放料台的上表面，且气胀轴穿过法兰中心孔；通过气嘴给气胀轴充气，气胀轴将法兰固定在放料台上；步骤三启动电机，电机带动主动轴和主动齿轮转动，与主动齿轮同时啮合的多个从动齿轮从动，从动齿轮带动从动轴和钻杆转动；同时启动升降装置，升降装置带动放料台及待加工的法兰向上移动，移动过程中钻杆和法兰接触并加工出符合要求的螺栓孔；步骤四多个钻杆同时加工螺栓孔，法兰的多个螺栓孔一次加工完成；步骤五法兰螺栓孔加工完成后，升降装置带动放料台下移，气胀轴解除对法兰的固定，取下螺栓孔加工完成的法兰，进行下一个法兰的加工。
14.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：相比现有技术，本发明法兰钻孔设备，(1)安装板一、安装板二分别与机架竖板垂直可拆卸连接，安装板一和安装板二之间安装齿轮传动装置，通过对安装板一和安装板二的拆卸和安装，可以实现齿轮传动装置的更换，使得齿轮传动装置与待加工的法兰相适应；(2)齿轮传动装置包括主动齿轮、多个从动齿轮、竖直的主动轴和多个竖直的从动轴，多个从动齿轮同时与主动齿轮啮合；主动齿轮安装在主动轴上，每个从动齿轮分别安装在相应的从动轴上；安装板一和安装板二在与主动轴和多个从动轴位置对应处均安装有轴承，主动轴和多个从动轴处于安装板一和安装板二之间的部分的两端分别安装在相应的轴承内；上述结构刚性强，能够保证法兰螺栓孔的加工精度，长期运行稳定可靠；能够一次完成多个螺栓孔的加工；(3)放料台为竖直的圆柱形且放料台的中心线与主动轴的中心线重合，放料台上表面中心竖直安装气胀轴；上述技术方案使得螺栓孔加工前法兰的定位工作非常轻松且定位精准，同时对法兰的固定以及解除固定均方便快捷；(4)放料台上的环形槽使得钻杆顺利完成螺栓孔加工，同时又不损伤放料台。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1提供的法兰钻孔设备立体图一，图2为法兰钻孔设备立体图二，图3为法兰钻孔设备立体图三，图4为实施例一法兰钻孔设备中齿轮传动装置示意图，图5为实施例二法兰钻孔设备中齿轮传动装置示意图，图6为实施例一法兰钻孔设备中放料台示意图一，图7为实施例一法兰钻孔设备中放料台示意图二，图8为实施例一法兰钻孔设备中放料台示意图三，图9为实施例二法兰钻孔设备中放料台示意图。
16.附图说明：1—机架，11—底板，12—竖板；2—安装板一， 3—安装板二， 4—电机；5—齿轮传动装置，51—主动齿轮，52—从动齿轮，53—主动轴，54—从动轴； 6—钻杆；7—放料台，71—环形槽，72—气胀轴，73—气胀轴通气孔，74—排水槽；8—升降装置。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
19.实施例1下面结合附图1
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9对本发明作进一步的描述，一种法兰钻孔设备，如图1
‑
3所示，包括机架1、电机4、钻杆6、放料台7和升降装置8，机架1包括固定连接的底板11和竖板12，放料台7处于底板11上方且放料台7上表面安装有法兰固定装置，钻杆6处于放料台7上方，还包括齿轮传动装置5、水平的安装板一2和安装板二3，安装板一2、安装板二3分别与竖板12垂直可拆卸连接，安装板一2处于安装板二3的正上方。
20.如图4所示，齿轮传动装置5包括主动齿轮51、八个从动齿轮52、竖直的主动轴53和八个竖直的从动轴54；八个从动齿轮52均衡分布在主动齿轮51的外周，并且同时与主动齿轮51啮合；主动齿轮51安装在主动轴53上，每个从动齿轮52分别安装(键连接)在相应的从动轴54上。
21.如图3所示，安装板一2和安装板二3在与主动轴53和多个从动轴54位置对应处均安装有轴承，主动轴53和多个从动轴54处于安装板一2和安装板二3之间的部分的两端分别安装在相应的轴承内。
22.如图1
‑
3所示，电机4安装在安装板一2上方，且电机4的输出端与主动轴53远离安
装板二3端驱动连接。
23.如图1
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3所示，从动轴54的下端通过联轴器安装钻杆6，钻杆6的数量等于法兰螺栓孔的数量(八个)，钻杆6的中心线与法兰螺栓孔的中心线重合；钻杆6中心线到主动轴53中心线的距离等于法兰螺栓孔中心线到法兰中心线的距离。
24.通过以上技术方案可以实现：安装板一2、安装板二3分别与机架竖板12垂直可拆卸连接，安装板一2和安装板二3之间安装齿轮传动装置5，通过对安装板一2和安装板二3的拆卸和安装(用叉车前叉托住安装板二3，即可将安装板一2、安装板二3及其它们之间的齿轮传动装置5拆下或装上)，可以实现齿轮传动装置5的更换，使得齿轮传动装置5与待加工的法兰相适应；上述结构刚性强，能够保证法兰螺栓孔的加工精度，长期运行稳定可靠；能够一次完成多个螺栓孔的加工。
25.如图6
‑
8所示，放料台7为竖直的圆柱形且放料台7的中心线与主动轴53的中心线重合，法兰固定装置为在放料台7上表面中心竖直安装的气胀轴72，气胀轴72的底端安装有气嘴；放料台7的曲面上开设有气胀轴通气孔73，气胀轴通气孔73内铺设有气管；气管将气胀轴72的气嘴与放料台7外的抽气充气两用气泵连接。
26.如图6
‑
8所示，放料台7上表面开设有环形槽71，环形槽的71处于钻杆6的正下方。
27.安装板一2、安装板二3分别与竖板12通过螺栓螺母连接。
28.如图1
‑
3所示，升降装置8为竖直安装在底板11上的气缸，放料台7水平安装在升降装置8的活塞杆端部。
29.如图4所示，主动齿轮51和多个从动齿轮52均为直齿圆柱齿轮。
30.基于法兰钻孔设备的一种法兰盘钻孔方法，包括以下步骤：步骤一根据待加工的法兰的规格(例如dn150外径285mm、螺栓孔数量八个、螺栓孔直径22mm和螺栓孔中心圆直径240mm)选择相应的安装板一2和安装板二3，将安装板一2和安装板二3安装到竖板12上，且安装板一2和安装板二3之间安装有相应的齿轮传动装置5(从动齿轮52数量为八个，从动齿轮52中心线到主动齿轮51中心线的距离为120mm)；选择钻杆6安装到从动轴54的下方，钻杆6加工出的螺栓孔的直径符合标准要求(22mm)；选择放料台7安装到升降装置8的活塞杆端部，放料台7上气胀轴72充气后能够将法兰固定，环形槽的71处于钻杆6的正下方(环形槽71中心圆直径240mm)；步骤二将待加工的法兰放置在放料台7的上表面，且气胀轴72穿过法兰中心孔；通过气嘴给气胀轴72充气，气胀轴72将法兰固定在放料台7上；步骤三启动电机4，电机4带动主动轴53和主动齿轮51转动，与主动齿轮51同时啮合的多个从动齿轮52从动，从动齿轮52带动从动轴54和钻杆6转动；同时启动升降装置8，升降装置8带动放料台7及待加工的法兰向上移动，移动过程中钻杆6和法兰接触并加工出符合要求的螺栓孔；步骤四多个钻杆6同时加工螺栓孔，法兰的多个螺栓孔一次加工完成；步骤五法兰螺栓孔加工完成后，升降装置8带动放料台7下移，气胀轴72解除对法兰的固定，取下螺栓孔加工完成的法兰，进行下一个法兰的加工。
31.实施例2本实施例与实施例1的区别是：待加工的法兰为dn100外径210mm、螺栓孔数量四个、螺栓孔直径18mm和螺栓孔中心圆直径170mm。
32.采用的齿轮传动装置5如图5所示，从动齿轮52数量为四个，从动齿轮52中心线到主动齿轮51中心线的距离为85mm；放料台7的环形槽71中心圆直径170mm。
33.如图9所示，放料台7的外沿还固定设有排水槽74，排水槽74的底面安装有排水管。
34.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。