一种法兰盘孔位加工简易定位工装的制作方法

本发明涉及工装夹具技术领域，尤其涉及一种法兰盘孔位加工定位工装。

背景技术：

在燃气输送、电力、水利、石油化工等行业，都需要用到管道运输,法兰盘作为连接管道、阀门或者其他设备设施的一种标准元件，应用十分广泛。法兰盘的结构是在圆周方向均布n个连接孔，连接孔通常为通孔，如图10所示的法兰盘，法兰盘圆周方向均布有六个连接孔，连接孔通过钻床钻孔形成。法兰盘在制作过程中，需要在法兰盘上通过钻床钻孔，钻孔时需要对法兰进行定位，为了确保连接孔的加工精度，目前法兰盘上的连接孔通常通过数控钻床进行钻孔作业，即将法兰盘通过三爪卡盘定位后，通过数控钻床上钻头的自动移动实现多个不同位置的连接孔加工。虽然通过数控钻床加工法兰上的连接孔精度很高，然而数控钻床成本高，导致法兰盘的加工成本高，法兰盘加工受到加工设备的限制。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的法兰盘加工存在上述问题，提供了一种法兰盘孔位加工简易定位工装，该定位工装能配合普通钻床使用，法兰盘加工成本低，而且法兰盘的定位、卸下均快捷方便，从而提高了加工效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种法兰盘孔位加工简易定位工装，包括底板，所述底板的两侧设有支撑板，两块支撑板的上端之间设有基板，所述基板的中心设有转动盘，所述转动盘的顶面中心设有定位筒，所述转动盘的底面中心设有转轴，基板的下侧面设有轴承座，轴承座内设有轴承，转轴穿过轴承与基板形成转动连接，基板的顶面中心位于转动盘的下侧设有推力轴承，所述转轴内设有与定位筒连通的轴孔，所述定位筒的上端同一横截面处均匀设有三个通孔，每个通孔内均设有定位珠，所述定位珠的直径大于定位筒的壁厚，所述通孔的外端设有环形缩口；所述定位筒内设有拉杆，所述的拉杆的下端伸出轴孔外并与轴孔形成滑动连接，所述拉杆的上端位于定位柱的上侧设有环形凸台，所述环形凸台的下侧面为圆台面，所述的底板上设有气缸，所述气缸的轴端与拉杆的下端连接；所述转轴的下端设有分度机构。

将该定位工装安装在普通的钻床上，气缸轴端伸出，将法兰盘套在定位筒的外侧，法兰盘的中心孔与定位筒间隙配合，定位筒的外径对应一种法兰盘的加工，法兰的下端面受到转动盘的支撑，气缸的轴端缩入带动拉杆下降，拉杆上的环形凸台压在定位珠内端的球面上，三个定位珠的外端同步向外移动从而与法兰盘上的中心孔的孔壁抵触压紧，从而实现法兰盘的定位；钻床上的钻头移动到法兰盘上待打孔的位置，钻头下降打孔，打孔后钻头上升与法兰盘完全分离，分度机构动作一次带动法兰盘转过额定的角度，钻头下降进行打孔作业；依次循环，实现法兰盘上的孔位加工；法兰盘与定位工装的连接、卸下均非常方便，极大的提高了法兰盘的钻孔加工效率，而且通过该工装能够与普通钻床配合使用，无需专用的数控钻床就能实现加工，降低了加工成本。

作为优选，所述转动盘的顶面设有环形支撑座，所述环形支撑座的顶面设有环形储渣槽，所述转动盘的顶面为外锥面，外锥面上均匀设有若干上限位齿，所述环形支撑座的底面为与外锥面配合的内锥面，所述的内锥面上设有与上限位齿配合的下限位齿。环形支撑座直接套入定位筒上，环形支撑座的下端面自动与转动盘的上端面配合限位并自动定心，环形支撑座的顶面对法兰盘起到支撑作用，钻头钻孔时，环形储渣槽一方面对钻头起到避让作用，另一方面起到储渣作用，可以定期将环形支撑座取下后将环形储渣槽内的切削加工残渣清理掉，清理非常方便。

作为优选，所述气缸的轴端与拉杆的下端之间通过球铰连接，所述拉杆与定位筒的内壁之间设有直线轴承。球铰能减小气缸的装配精度，即使气缸的轴线与拉杆的轴线存在轴跳动或者偏移，也能保证拉杆的稳定移动；直线轴承能减小拉杆的移动阻力。

作为优选，所述定位筒的上端设有端盖，所述的端盖与定位筒之间螺纹连接，所述端盖的顶面为球面。法兰盘套入定位筒时，端盖上的球面起到导向作用，而且也能防止定位筒的边缘处与法兰盘之间发生磕碰。

作为优选，所述的分度机构包括分度盘、拨杆、电机，所述的分度盘与转轴同轴固定连接，所述分度盘的下侧面边缘处均匀设有若干限位柱，所述拨杆的一端设有长槽孔，所述的转轴穿过长槽孔，所述拨杆的另一端设有缺口槽，所述的底板上设有电机座，所述的电机与电机座固定连接，所述拨杆上位于长槽孔与缺口槽之间的部位设有连接柱，所述连接柱与电机轴之间设有连接臂，所述连接臂的一端与连接柱转动连接，所述连接臂的另一端与电机的轴端固定连接。电机的轴端自转，从而带动连接臂转动一周，转动臂转动一周实现拨杆拨动限位柱、与限位柱分离、与下一个限位柱配合的运动过程，电机转动一周，分度盘转动额定角度，分布盘带动转轴（转动盘）转过额定的角度，然后钻头进行钻孔，孔位精度非常高，同一批法兰盘加工，孔位精度一致性高，加工质量好。

作为优选，所述缺口槽的开口端两侧设有导向斜面。导向斜面起到导向作用。

作为优选，所述缺口槽的底部设有接近传感器，所述的底板上设有控制器，所述的接近传感器、电机均与控制器连接，所述的底板上设有电机按钮，按下电机按钮，电机转动，当接近传感器检测到信号时，电机自动停止转动。

作为优选，所述分度盘上的限位柱为四个或六个。需要在法兰上钻四个孔则采用四个限位柱的分度盘，需要在法兰上钻六个孔，则采用六个限位柱的分度盘。

因此，本发明具有定位方便、法兰盘孔位加工效率高、加工成本低的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图的剖视图。

图3为图2中a处局部放大示意图。

图4为图2中b处局部放大示意图。

图5为分度盘处于法兰钻孔时的定位状态示意图。

图6为图4中电机转动90度后的状态示意图。

图7为图5中电机转动90度后的状态示意图。

图8为图6中电机转动90度后的状态示意图。

图9为图7中电机转过90度后的状态示意图。

图10为法兰盘钻孔加工后的端面示意图。

图中：底板1、支撑板2、基板3、转动盘4、环形支撑座400、环形储渣槽401、定位筒5、通孔50、定位珠51、环形缩口52、端盖53、转轴6、轴承座7、轴承8、推力轴承9、拉杆10、直线轴承100、环形凸台101、气缸11、球铰12、分度盘13、拨杆14、长槽孔140、缺口槽141、接近传感器142、电机15、限位柱16、电机座17、连接柱18、连接臂19、控制器20、电机按钮21、法兰盘22、钻头23。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1和图2所示的一种法兰盘孔位加工简易定位工装，包括底板1，底板的两侧设有支撑板2，两块支撑板的上端之间设有基板3，基板的中心设有转动盘4，转动盘的顶面中心设有定位筒5，转动盘的底面中心设有转轴6，基板的下侧面设有轴承座7，轴承座内设有轴承8，转轴穿过轴承与基板形成转动连接，基板的顶面中心位于转动盘的下侧设有推力轴承9，转轴内设有与定位筒连通的轴孔，如图3所示，定位筒5的上端同一横截面处均匀设有三个通孔50，每个通孔内均设有定位珠51，定位珠的直径大于定位筒的壁厚，通孔的外端设有环形缩口52；定位筒内设有拉杆10，拉杆的下端伸出轴孔外并与轴孔形成滑动连接，拉杆10与定位筒的内壁之间设有直线轴承100，拉杆的上端位于定位柱的上侧设有环形凸台101，环形凸台的下侧面为圆台面，底板上设有气缸11，气缸的轴端与拉杆的下端之间通过球铰12连接；定位筒5的上端设有端盖53，端盖与定位筒之间螺纹连接，端盖的顶面为球面。

转动盘4的顶面设有环形支撑座400，环形支撑座的顶面设有环形储渣槽401，转动盘的顶面为外锥面，外锥面上均匀设有若干上限位齿，环形支撑座的底面为与外锥面配合的内锥面，内锥面上设有与上限位齿配合的下限位齿；所述转轴的下端设有分度机构。

如图1和图5所示，分度机构包括分度盘13、拨杆14、电机15，分度盘与转轴同轴固定连接，分度盘的下侧面边缘处均匀设有若干限位柱16，分度盘上的限位柱为四个或六个，本实施例中需要在法兰上钻六个孔，因此分度盘上的限位柱采用六个；拨杆14的一端设有长槽孔140，转轴穿过长槽孔，拨杆的另一端设有缺口槽141，缺口槽的开口端两侧设有导向斜面，底板上设有电机座17，电机与电机座固定连接，如图4所示，拨杆上位于长槽孔与缺口槽之间的部位设有连接柱18，连接柱与电机轴之间设有连接臂19，连接臂的一端与连接柱转动连接，连接臂的另一端与电机的轴端固定连接；缺口槽141的底部设有接近传感器142，底板上设有控制器20，接近传感器、电机均与控制器连接，底板上设有电机按钮21，按下电机按钮，电机转动，当接近传感器检测到信号时，电机自动停止转动。

结合附图，本发明的使用方法如下：将该定位工装安装在普通的钻床上，底板与钻床的工作平台连接，气缸轴端伸出，将法兰盘22上的连接管220的部分套在定位筒的外侧，连接管下端的法兰221与转动盘的端面接触支撑，气缸11的轴端缩入带动拉杆下降，拉杆上的环形凸台的圆台面压在定位柱内端的球面上，三个定位珠的外端同步向外移动从而与法兰盘上的中心孔的孔壁抵触压紧，从而实现法兰盘的定位，定位状态如图2所示；

钻床上的钻头23移动到法兰盘上待钻孔的位置，钻头下降进行钻孔作业，钻孔时，分度盘与拨杆的状态如图5所示，此时电机处于停止状态，钻孔后钻头上升与法兰盘完全分离；手动按一次电机按钮，电机带动连接臂转一周，如图6所示，电机转动时带动拨杆转动，从而将图5中标记为x的限位柱向顺时针拨动，随着连接臂的转动，缺口槽与标记为x的限位柱分离，然后转动到后一个标记为y的限位柱处，如图7和图8所示，缺口槽卡入标记为y的限位柱内，电机继续转动到图9所示的位置（正好转过一周），此时标记为y的限位柱正好移动到图5中标记为x的限位柱的位置，标记为y的限位柱靠近缺口槽的底部时，接近传感器检测到信号后通过控制器控制电机停止转动，实现法兰盘的分度、定位，然后钻头下降进行钻孔作业，如此循环，直到将法兰盘上的六个连接孔都加工好，加工后得到图10中的法兰盘。