一种标准节加工设备的制作方法

1.本发明涉及塔式起重机领域，尤其涉及一种标准节加工设备。


背景技术：

2.标准节是塔式起重机中用来改变塔身高度的具有标准尺寸的塔节，由四根主弦杆和若干横杆、斜腹杆组成，且四根主弦杆分别位于四边形的四个顶点处。根据主弦杆的截面形状的不同，塔式起重机标准节分为方管式结构、角钢式结构和圆管式结构。
3.受限于加工设备，现有的标准节在生产过程中通常采用先机加工再拼焊的工艺，即先对主弦杆单独进行机加工，再将主弦杆、横杆和斜腹杆拼装焊接固定。其中，机加工包括对主弦杆两端的接触端面进行铣削、在主弦杆两端开销轴孔等，且相邻两根主弦杆上的销轴孔相互垂直。
4.但是，通过这种方式生产得到的标准节的形位精度低，如上下两接触端面的平行度差、销轴孔之间的垂直度差等，会导致标准节在组装时的装配精度低。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种标准节加工设备。
6.本发明提供如下技术方案：
7.一种标准节加工设备，包括工作台、夹持单元、镗孔单元和铣削单元；
8.所述夹持单元用于夹持固定标准节，所述夹持单元上设有用于与所述工作台相配合的连接件，且所述连接件沿所述标准节的周向设有至少两组，所述夹持单元通过其中一组所述连接件与所述工作台相连，所述夹持单元绕所述标准节的轴线旋转90
°
后通过另一组所述连接件与所述工作台相连；
9.所述镗孔单元与所述工作台相连，且所述镗孔单元成对设置在所述标准节末端相对的两个顶角处；
10.所述铣削单元滑动设置在所述工作台上，且所述铣削单元的滑动方向与所述标准节的轴线垂直，以使所述铣削单元能够铣削所述标准节端面的任一位置。
11.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，还包括翻转单元，所述翻转单元用于使所述夹持单元绕所述标准节的轴线旋转90
°
。
12.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述翻转单元包括举升组件和旋转组件，且所述举升组件通过所述旋转组件与所述夹持单元相连；
13.所述举升组件用于抬升所述夹持单元，以使所述夹持单元与所述工作台脱离至可自由旋转；
14.所述旋转组件用于带动所述夹持单元旋转。
15.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述连接件采用定位板，所述定位板上开设有定位孔；
16.所述工作台上设有定位销轴，所述定位销轴与所述定位孔滑动插接配合。
17.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述工作台上设有油缸，所述定位销轴与所述油缸的活塞杆相连。
18.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述镗孔单元滑动设置在所述工作台上，所述工作台上设有用于驱使所述镗孔单元滑动的第一驱动组件。
19.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述镗孔单元设有两对，两对所述镗孔单元分别与所述标准节的两端相对应；
20.所述铣削单元成对设置在所述标准节的两端。
21.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述铣削单元包括立柱和铣削头；
22.所述立柱与所述工作台滑动配合，所述铣削头滑动设置在所述立柱上，且所述铣削头的滑动方向垂直于所述立柱的滑动方向和所述标准节的轴线。
23.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述工作台上设有用于驱使所述立柱滑动的第二驱动组件；所述立柱上设有用于驱使所述铣削头滑动的第三驱动组件。
24.作为对所述标准节加工设备的进一步可选的方案，所述铣削头与所述立柱之间设有氮气平衡缸，所述氮气平衡缸与所述第三驱动组件关于所述铣削头的重心对称设置。
25.本发明的实施例具有如下有益效果：
26.夹持单元将标准节夹持固定后，通过其中一组连接件与工作台相连。使铣削单元在工作台上滑动，先后与标准节的各个主弦杆对齐，对各个主弦杆的接触端面进行铣削加工。镗孔单元成对设置在标准节末端相对的两个顶角处，可以同时对标准节上呈对角位置的两根主弦杆开销轴孔。利用龙门吊或者其它装置使夹持单元绕标准节的轴线旋转90
°
后，夹持单元通过另一组连接件与工作台相连，镗孔单元可以对剩余的两根主弦杆开销轴孔，且保证相邻两根主弦杆上的销轴孔相互垂直。最终完成对拼焊成型后的标准节的机加工，从而避免拼焊带来的误差，能够准确地控制标准节的形位精度，进而提高标准节在组装时的装配精度。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1示出了标准节的整体结构示意图；
30.图2示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备的整体结构示意图；
31.图3示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中夹持单元的结构示意图；
32.图4示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中夹持单元与安装座之间的连接关系示意图；
33.图5示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中翻转单元的结构示意图；
34.图6示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中举升组件的结构示意图；
35.图7示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中铣削单元与底座之间的连接关系示意图；
36.图8示出了本发明实施例提供的一种标准节加工设备中镗孔单元与底座之间的连接关系示意图。
37.主要元件符号说明：
38.100-工作台；110-安装座；111-定位基准块；112-油缸；113-定位销轴；114-第一驱动组件；120-底座；121-第二驱动组件；200-夹持单元；210-方箱；211-连接件；220-辊道；230-翻转板；300-铣削单元；310-立柱；311-第三驱动组件；312-氮气平衡缸；320-铣削头；400-镗孔单元；500-翻转单元；510-基座；520-举升组件；521-升降电机；522-升降减速器；523-驱动杆；524-升降机；525-导向柱；530-旋转组件；531-旋转电机；532-旋转减速器；533-主动滚筒；534-从动滚筒；600-标准节；610-主弦杆；620-横杆；630-斜腹杆。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
44.请参阅图1，现有的标准节600由四根主弦杆610和若干横杆620、斜腹杆630组成。四根主弦杆610相互平行，且分布于正方形的四个顶点处，主弦杆610的长度方向即为标准节600的长度方向。根据主弦杆610的截面形状的不同，标准节600可以分为方管式结构、角钢式结构和圆管式结构，此处以圆管式结构为例。
45.实施例
46.请参阅图2，本实施例提供一种标准节加工设备，特别是一种孔面多轴联动加工设备，用于对拼焊成型后的标准节600进行机加工。标准节加工设备包括工作台100、夹持单元200、铣削单元300和镗孔单元400，且夹持单元200、铣削单元300和镗孔单元400均与工作台100相连。其中，夹持单元200将标准节600夹持固定，铣削单元300对主弦杆610(参阅图1)两端的接触端面进行铣削，镗孔单元400在主弦杆610两端开销轴孔。
47.具体地，工作台100由安装座110和底座120组成。安装座110通过地脚螺栓等结构固定在地基上，底座120则成对设置在安装座110的两侧，并与安装座110栓接固定。
48.请参阅图3，具体地，夹持单元200包括方箱210、辊道220、定位机构和夹紧机构。
49.其中，方箱210呈方筒状，方箱210的两端敞口设置，可容标准节600穿过。
50.辊道220设置在方箱210的内壁上，与方箱210转动连接。当标准节600穿入方箱210时，标准节600的四根主弦杆610分别与对应的辊道220相抵，受到的摩擦阻力小。
51.定位机构和夹紧机构均设置在方箱210内，标准节600穿入方箱210后，先由定位机构对标准节600进行定位，然后由夹紧机构将标准节600夹紧固定。
52.请一并参阅图3和图4，特别地，安装座110上成对设置有定位基准块111，方箱210水平搁置在定位基准块111上，并通过连接件211与定位基准块111相连。
53.在本实施例中，连接件211采用定位板。定位板与方箱210一体成型或者焊接固定，定位板上开设有定位孔。相应地，定位基准块111上栓接固定有油缸112，油缸112的活塞杆指向定位孔，且油缸112的活塞杆上固接有定位销轴113。
54.方箱210搁置在定位基准块111上时，油缸112的活塞杆伸出，带动定位销轴113滑动插入定位孔内，使方箱210与定位基准块111沿水平方向保持相对固定。与此同时，方箱210在重力作用下紧压于定位基准块111上，从而与工作台100稳定连接。
55.进一步地，上述连接件211沿方箱210的周向设有至少两组，且连接件211设置在方箱210的不同侧面上，与标准节600的侧面正对。
56.此时，作业人员利用龙门吊或者其它装置将整个夹持单元200翻转90
°
后，方箱210仍能通过连接件211与工作台100稳定连接。由于标准节600随夹持单元200翻转，故同一个镗孔单元400得以在不同的主弦杆610两端开销轴孔。镗孔单元400的利用率提高，其数量可以相应减少，从而简化整个标准节加工设备的结构，降低成本。
57.在本实施例中，镗孔单元400(参阅图2)成对设置在标准节600末端相对的两个顶角处，与标准节600末端对角线上的两根主弦杆610相对应。此外，镗孔单元400设有两对，两对镗孔单元400分别与标准节600的两端相对应。
58.待两对镗孔单元400分别在两根主弦杆610上开销轴孔后，作业人员利用龙门吊或者其它装置将整个夹持单元200翻转90
°
，即可继续利用镗孔单元400在剩余的两根主弦杆610上开销轴孔。
59.进一步地，夹持单元200还包括翻转板230，夹持单元200的下方对应设置有翻转单元500，且夹持单元200与翻转单元500共同构成标准节工装夹具。
60.其中，翻转板230与方箱210一体成型或者焊接固定，翻转板230的外周呈圆形，其轴心与方箱210的轴心重合。
61.翻转单元500直接作用于翻转板230，工作时先通过翻转板230将整个夹持单元200托起，使方箱210与定位基准块111脱离至能够自由转动，然后通过翻转板230带动整个夹持
单元200翻转。
62.请参阅图5，具体地，翻转单元500由基座510、举升组件520和旋转组件530组成。其中，举升组件520设置在基座510下方，将基座510整体托起。旋转组件530则设置在基座510上，与翻转板230联动。
63.请参阅图6，举升组件520由升降电机521、升降减速器522、驱动杆523、升降机524和导向柱525组成，其中，升降减速器522、升降机524和导向柱525均通过地脚螺栓等结构固定在地基上。
64.升降电机521通过升降减速器522和驱动杆523与升降机524相连，升降机524的输出端则与基座510固定连接，带动基座510升降。与此同时，导向柱525滑动穿设于基座510上，使基座510在升降过程中保持平稳。
65.特别地，在本实施例中，升降电机521通过两级升降减速器522同时驱动四个升降机524，以保证升降机524的同步性。
66.请再次参阅图5，旋转组件530由旋转电机531、旋转减速器532、主动滚筒533和从动滚筒534组成。其中，主动滚筒533和从动滚筒534均成对设置在基座510上，与基座510转动连接。翻转板230对应设有两块，每块翻转板230分别搁置于一个主动滚筒533和一个从动滚筒534上。
67.旋转电机531通过旋转减速器532与两个主动滚筒533相连，驱使主动滚筒533旋转，进而利用摩擦力带动翻转板230转动。
68.请一并参阅图2和图7，具体地，铣削单元300成对设置在标准节600的两端，分别位于两个底座120上，对同一根主弦杆610两端的接触端面同时进行铣削。此外，铣削单元300由立柱310和铣削头320组成，立柱310沿水平方向滑动设置在底座120上，且立柱310的滑移方向与标准节600的轴线垂直，铣削头320则沿竖直方向滑动设置在立柱310上。
69.通过调整立柱310的位置和铣削头320的位置，即可利用一对铣削单元300先后完成四根主弦杆610的铣削加工，有效地提高了铣削单元300的利用率，缩减铣削单元300的数量，从而简化整个标准节加工设备的结构，降低成本。
70.相应地，底座120上设有第二驱动组件121，第二驱动组件121与立柱310相连，驱使立柱310滑动。立柱310上则设有第三驱动组件311，第三驱动组件311与铣削头320相连，驱使铣削头320滑动。
71.在本实施例中，第二驱动组件121和第三驱动组件311均由伺服电机、丝杆和螺母组成。以第二驱动组件121为例，伺服电机栓接固定在底座120上，丝杆转动架设在底座120上，并与伺服电机的输出端相连，螺母套设在丝杆上，同时与立柱310固定连接。
72.进一步地，第三驱动组件311中的丝杆和螺母设置在铣削头320一侧，以避让铣削头320的核心部件(如刀具以及驱使刀具旋转和进给的驱动部件等)。此时，为了使铣削头320保持平衡，在铣削头320与立柱310之间还设有氮气平衡缸312，且氮气平衡缸312与第三驱动组件311关于铣削头320的重心对称设置。
73.在本实施例中，氮气平衡缸312沿竖直方向设置，其缸体与铣削头320固定连接，其活塞杆则与立柱310相连。氮气平衡缸312与第三驱动组件311中的螺母共同支撑铣削头320，避免铣削头320倾斜导致第三驱动组件311卡死。
74.请参阅图8，具体地，镗孔单元400沿水平方向滑动设置在安装座110上，且镗孔单
元400的滑移方向与标准节600的轴线垂直。此外，安装座110上设有第一驱动组件114，第一驱动组件114与镗孔单元400相连，驱使镗孔单元400滑动。
75.使用时，第一驱动组件114驱使镗孔单元400背向定位基准块111滑动，留出足够的空间，以便作业人员利用龙门吊将夹持单元200搁置在定位基准块111上。
76.在本实施例中，第一驱动组件114同样由伺服电机、丝杆和螺母组成。
77.使用上述标准节加工设备对拼焊成型后的标准节600进行机加工时，作业人员先利用第一驱动组件114驱使镗孔单元400背向定位基准块111滑动至极限位置，利用第二驱动组件121驱使铣削单元300移动至底座120一端，留出足够的空间，然后利用龙门吊将夹持单元200搁置在定位基准块111上。
78.调整好夹持单元200的位置后，油缸112的活塞杆伸出，使定位销轴113穿入定位孔，进而使夹持单元200沿水平方向保持固定。作业人员利用龙门吊将待加工的标准节600装入夹持单元200，然后利用定位机构和夹紧机构分别对标准节600进行定位和夹紧。
79.固定好标准节600后，作业人员利用第二驱动组件121调整立柱310的位置，然后利用第三驱动组件311调整铣削头320的位置，使两个底座120上的铣削单元300同时对其中一根主弦杆610两端的接触端面进行铣削。重复这一过程，直至四根主弦杆610的接触端面均铣削完成。
80.铣削完成后，作业人员利用第二驱动组件121驱使铣削单元300移动至底座120一端，然后利用两对镗孔单元400分别加工对角位置的两根主弦杆610上的销轴孔。此后，油缸112的活塞杆缩回，带动定位销轴113从定位孔内脱出。举升组件520将基座510和夹持单元200托起，直至方箱210能够顺利翻转而不与定位基准块111相撞。旋转组件530通过翻转板230带动整个夹持单元200翻转90
°
，举升组件520再次将基座510和夹持单元200放下，使方箱210搁置在定位基准块111上。油缸112的活塞杆再次伸出，将定位销轴113插入定位孔内。
81.作业人员利用两对镗孔单元400分别加工剩余两根主弦杆610上的销轴孔，完成机加工作业。
82.总之，上述标准节加工设备可以实现标准节600的孔面同时加工，配合标准节工装夹具，极大地提高了加工效率和精度。此外，上述标准节加工设备能够避免拼焊带来的误差，从而能够准确地控制标准节600的形位精度，进而提高标准节600在组装时的装配精度。
83.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
84.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
85.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。