一种排气管深螺栓孔加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体是涉及一种排气管深螺栓孔加工设备。

背景技术

水套式排气歧管在大功率船用发动机或其它特殊动力装备广泛应用，通过水套对发动机的排气歧管降温，延长排气歧管的使用寿命。

而在机械加工技术领域中，有些零部件加工部位的形状复杂，给加工和检测带来极 大的困难和不便。譬如水套式排气歧管，由于该产品的结构复杂及特殊性，其进气法兰面上需要加工若干个用于安装固定的螺栓孔。该产品个体较大，且其进气法兰面上螺栓孔较深，钻孔时需要从两端分别钻削，不仅操作难度大，而且钻孔的同轴度难于保证，加之设备、产品本身及加工装置等原因，两端钻孔的的加工位置度很容易出现超差，不能满足客户技术规范和使用要求，甚而导致产品的报废，给企业带来较为严重的经济损失，也因此阻碍生产效率的提高，这一问题一直制约着产品的开发与应用。

中国专利CN201721680353.6 公开了一种排气管深螺栓孔加工装置，包括夹具体和分别设置在夹具体两端的支撑座，夹具体两端分别通过转轴与支撑座活动连接，其特征在于：夹具体上设有正向钻模板、反向钻模板和工件压紧机构，正向钻模板上设有工件定位机构，支撑座上设有翻转定位机构，夹具体、正向钻模板和反向钻模板上均设有钻模导向孔和钻模导向套。

该装置无法自适应夹持不同尺寸的水套式排气歧管。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种排气管深螺栓孔加工设备，本技术方案解决了能够固定水套式排气歧管再对其两侧依次进行同轴钻孔的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种排气管深螺栓孔加工设备，包括有：重型水平移台；旋转组件，其输出端相对同轴设置在重型水平移台工作部顶端两侧；间距调节组件，其工作方向竖直设置在所述旋转组件输出端上；夹持组件，所述夹持组件包括有固定夹板、活动夹板、可调式抵接器和转角下压气缸，所述夹板并排水平且其两端设置分别与间距调节组件固定部和活动部固定连接，工作状态下，通过间距调节组件能够调节所述夹板之间水平距离，所述可调式抵接器和转角下压气缸等间距设置在所述夹板相对侧，且所述可调式抵接器和转角下压气缸工作端沿所述夹板径向相对，工作状态下排气管法兰两侧相对固定在所述可调式抵接器和转角下压气缸工作端之间，且其另外两侧与所述夹板抵接固定；端部抵接组件，其工作端沿旋转组件轴向贯穿间距调节组件设置在所述夹板之间，所述端部抵接组件用于抵接排气管两端使其定位固定在夹持组件中；龙门升降平移组件，设置在重型水平移台一端顶部；长轴钻孔组件，其工作端竖直朝下设置在所述龙门升降平移组件升降部一侧。

优选地，重型水平移台包括有：固定基板；滑动安装板，所述滑动安装板底端两侧通过第一导轨水平滑动设置在固定基板顶端，旋转组件设置在滑动安装板顶端两侧；重型丝杆滑台，所述重型丝杆滑台与第一导轨并排设置在固定基板顶端，且其工作端与滑动安装板底端固定连接；行程开关，所述行程开关工作端水平朝向滑动安装板一侧设置在第一导轨一端。

优选地，旋转组件包括有：减速器，所述减速器输出轴相对同轴设置在重型水平移台工作部顶端两侧，间距调节组件工作端其径向与减速器输出轴固定连接；第一伺服电机，所述第一伺服电机输出轴与减速器输入轴同轴固定连接；光电编码器，所述光电编码器与第一伺服电机同轴向设置在重型水平移台工作端底部，所述第一伺服电机和光电编码器输出轴通过同步带传动机构同步传动连接，所述光电编码器与控制器电连接。

优选地，间距调节组件包括有：U型支架，所述U型支架开口水平与旋转组件输出端同轴固定连接；安装板，所述安装板设置在U型支架开口处，所述安装板上设置有安置槽，且安置槽上沿旋转组件输出轴径向设置有限位轨道，固定夹板两端与安装板固定连接；第二导轨，所述第二导轨沿旋转组件输出轴径向并排设置在安置槽上，活动夹板两端与第二导轨滑块固定连接；转动座，所述转动座固定设置在安置槽阶梯沿处；第一丝杆，与第二导轨同向同轴转动设置在转动座上；第一内螺纹滑动块，所述第一内螺纹滑动块沿第一丝杆轴向滑动设置在限位轨道上，U型固定架，所述U型固定架通过固定销与第一内螺纹滑动块沿第一丝杆轴向滑动配合；弹簧，所述弹簧同轴套设在固定销上，且其两端分别抵接在U型固定架和第一内螺纹滑动块之间；第二伺服电机，所述第二伺服电机输出轴与第一丝杆一端同轴固定连接。

优选地，固定夹板一侧还等间距设置有加厚板，所述加厚板相对侧旋转组件输出轴径向设置有燕尾槽和滑槽，所述燕尾槽和滑槽外端还设置有压板；可调式抵接器包括有：第一抵接块，所述第一抵接块一端设置有分别与燕尾槽和滑槽滑动配合的燕尾楔和第二内螺纹滑动块；第二丝杆，所述第二丝杆同轴转动设置在滑槽中，且其贯穿的一端同轴设置有转盘。

优选地，固定夹板两侧间距设置有沿旋转组件输出轴径向的开口槽，所述开口槽两端还设置有腰型槽，夹持组件还包括有直角板，转角下压气缸通过直角板设置在腰型槽一侧，且所述直角板通过螺栓与避让槽固定连接。

优选地，固定夹板两侧还等间距设置有用于避让排气管法兰的避让槽，夹持组件还包括有加强架，所述加强架设置在固定夹板和活动夹板两侧且与间距调节组件连接。

优选地，活动夹板与固定夹板结构完全相同。

优选地，端部抵接组件包括有：双轴双杆气缸，所述双轴双杆气缸工作端沿旋转组件输出轴轴向设置在间距调节组件上；伸缩柱，所述伸缩柱沿旋转组件输出轴轴向贯穿安装板且与双轴双杆气缸工作端固定连接；第二抵接块，与伸缩柱固定连接且位于固定夹板和活动夹板之间。

优选地，龙门升降平移组件包括有：龙门架，所述龙门架设置在重型水平移台一端顶部；第一滚珠丝杆滑台和第二滚珠丝杆滑台，所述第一滚珠丝杆滑台水平设置在龙门架顶端一侧，所述第二滚珠丝杆滑台输出设置在第一滚珠丝杆滑台工作端一侧；三角安装架，长轴钻孔组件工作端竖直朝下通过三角安装架与第二滚珠丝杆滑台工作端固定连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本设备通过夹持组件和端部抵接组件对排气管进行定位调节夹持，具体的，工作前，需将排气管固定设置在夹持组件中，调节可调式抵接器和转角下压气缸工作端之间距离，使其工作端在抵接排气管法兰两侧时，所述排气管法兰两侧与固定夹板和活动夹板同侧距离相同，从而使得排气管相对位于夹持组件的中心位置；通过悬吊设备将排气管水平吊起，通过启动第二伺服电机调节所述夹板之间距离，使其大于排气管轴线竖直状态下的宽度，从而使得排气管能够被吊放在所述夹板之间，且第一抵接块抵接在排气管底端；启动第二伺服电机和双轴双杆气缸，使得活动夹板相对活动夹板移动，从而夹紧排气管非法兰两侧，同时第二抵接块沿旋转组件轴向抵接在排气管两端，从而使得排气管相对固定在夹持组件中心位置；启动转角下压气缸，使其工作端转角下压，从而使得排气管相对于夹持组件固定，使得夹持组件在旋转时，排气管不易脱离夹持组件；启动重型丝杆滑台，使其工作端带动排气管水平移动至龙门升降平移组件底部，启动第一滚珠丝杆滑台、第二滚珠丝杆滑台和长轴钻孔组件，首先对排其管顶端法兰四角进行钻孔，且孔深为实际孔深的一半，在此过程中重型水平移台和龙门升降平移组件相互配合移动，使得钻孔精准稳定；通过调节各组件之间距离，从而使其能够适应不同尺寸的排气管；

2、本设备通过旋转组件、龙门升降平移组件和长轴钻孔组件旋转排气管进行打孔，具体的，当排气管顶端法兰四角钻孔结束后，第二滚珠丝杆滑台带动长轴钻孔组件竖直上升，而第一滚珠丝杆滑台工作端位置不变，启动同步带传动机构，使其输出轴带动间距调节组件同轴旋转一百八十度，从而使得另一侧法兰回转至顶端，启动第二滚珠丝杆滑台，对其法兰四角进行完全钻孔，从而在钻孔过程中，避免长轴钻孔组件工作端沿水平方向移动位置，通过旋转排气管，对其法兰四角两端进行同轴依次钻孔，从而提高钻孔精度，实现排气管深螺栓孔加工的目的。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的重型水平移台的立体图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为图2的B处局部放大图；

图5为本发明的夹持组件的俯视图；

图6为本发明的间距调节组件的立体图；

图7为图6的C处局部放大图；

图8为本发明的固定夹板的局部放大图；

图9为本发明的固定夹板的俯视图；

图10为本发明的固定夹板侧视图。

图中标号为：

1-重型水平移台；1a-固定基板；1b-滑动安装板；1c-第一导轨；1d-重型丝杆滑台；1e-行程开关；

2-旋转组件；2a-减速器；2b-第一伺服电机；2c-光电编码器；2d-同步带传动机构；

3-间距调节组件；3a-U型支架；3b-安装板；3b1-安置槽；3b2-限位轨道；3c-第二导轨；3d-转动座；3e-第一丝杆；3f-第一内螺纹滑动块；3g-U型固定架；3h-固定销；3i-弹簧；3j-第二伺服电机；

4-夹持组件；4a-固定夹板；4a1-加厚板；4a2-燕尾槽；4a3-滑槽；4a5-压板；4a6-开口槽；4a7-腰型槽；4a8-避让槽；4b-活动夹板；4c-可调式抵接器；4c1-第一抵接块；4c2-燕尾楔；4c3-第二内螺纹滑动块；4c4-第二丝杆；4c5-转盘；4d-转角下压气缸；4e-直角板；4f-加强架；

5-端部抵接组件；5a-双轴双杆气缸；5b-伸缩柱；5c-第二抵接块；

6-龙门升降平移组件；6a-龙门架；6b-第一滚珠丝杆滑台；6c-第二滚珠丝杆滑台；6d-三角安装架；

7-长轴钻孔组件。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1所示，一种排气管深螺栓孔加工设备，包括有：

重型水平移台1；

旋转组件2，其输出端相对同轴设置在重型水平移台1工作部顶端两侧；

间距调节组件3，其工作方向竖直设置在所述旋转组件2输出端上；

夹持组件4，所述夹持组件4包括有固定夹板4a、活动夹板4b、可调式抵接器4c和转角下压气缸4d，所述夹板并排水平且其两端设置分别与间距调节组件3固定部和活动部固定连接，工作状态下，通过间距调节组件3能够调节所述夹板之间水平距离，所述可调式抵接器4c和转角下压气缸4d等间距设置在所述夹板相对侧，且所述可调式抵接器4c和转角下压气缸4d工作端沿所述夹板径向相对，工作状态下排气管法兰两侧相对固定在所述可调式抵接器4c和转角下压气缸4d工作端之间，且其另外两侧与所述夹板抵接固定；

端部抵接组件5，其工作端沿旋转组件2轴向贯穿间距调节组件3设置在所述夹板之间，所述端部抵接组件5用于抵接排气管两端使其定位固定在夹持组件4中；

龙门升降平移组件6，设置在重型水平移台1一端顶部；

长轴钻孔组件7，其工作端竖直朝下设置在所述龙门升降平移组件6升降部一侧。

工作前，需将排气管固定设置在夹持组件4中，调节可调式抵接器4c和转角下压气缸4d工作端之间距离，使其工作端在抵接排气管法兰两侧时，所述排气管法兰两侧与固定夹板4a和活动夹板4b同侧距离相同，从而使得排气管相对位于夹持组件4的中心位置；

通过悬吊设备将排气管水平吊起，通过间距调节组件3调节所述夹板之间距离，使其大于排气管轴线竖直状态下的宽度，从而使得排气管能够被吊放在所述夹板之间，且可调式抵接器4c工作端抵接在排气管底端；

启动间距调节组件3和端部抵接组件5，使得活动夹板4b相对活动夹板4b移动，从而夹紧排气管非法兰两侧，同时端部抵接组件5工作端沿旋转组件2轴向抵接在排气管两端，从而使得排气管相对固定在夹持组件4中心位置；

启动转角下压气缸4d，使其工作端转角下压，从而使得排气管相对于夹持组件4固定，使得夹持组件4在旋转时，排气管不易脱离夹持组件4；

启动重型水平移台1，使其工作端带动排气管水平移动至龙门升降平移组件6底部，启动龙门升降平移组件6和长轴钻孔组件7，首先对排其管顶端法兰四角进行钻孔，且孔深为实际孔深的一半，在此过程中重型水平移台1和龙门升降平移组件6相互配合移动，使得钻孔精准稳定；

当排气管顶端法兰四角钻孔结束后，龙门升降平移组件6升降部带动长轴钻孔组件7竖直上升，而龙门升降平移组件6平移部位置不变，启动旋转组件2，使其输出轴带动间距调节组件3同轴旋转一百八十度，从而使得另一侧法兰回转至顶端，启动龙门升降平移组件6升降部，对其法兰四角进行完全钻孔，从而在钻孔过程中，避免长轴钻孔组件7工作端移动位置，通过旋转排气管，对其法兰四角两端进行同轴依次钻孔，从而提高钻孔精度，实现排气管深螺栓孔加工的目的。

如图2所示，重型水平移台1包括有：

固定基板1a；

滑动安装板1b，所述滑动安装板1b底端两侧通过第一导轨1c水平滑动设置在固定基板1a顶端，旋转组件2设置在滑动安装板1b顶端两侧；

重型丝杆滑台1d，所述重型丝杆滑台1d与第一导轨1c并排设置在固定基板1a顶端，且其工作端与滑动安装板1b底端固定连接；

行程开关1e，所述行程开关1e工作端水平朝向滑动安装板1b一侧设置在第一导轨1c一端。

在将排气管固定夹持好后，启动重型丝杆滑台1d，使其工作端带动滑动安装板1b在第一导轨1c上相对固定基板1a水平滑动，从而是的的安装在滑动安装板1b顶端的旋转组件2能够移动至龙门升降平移组件6工作端底部，从而防止在装夹时，龙门升降平移组件6阻碍悬吊设备正常工作，行程开关1e用于防止滑动安装板1b脱离第一导轨1c。

如图3所示，旋转组件2包括有：

减速器2a，所述减速器2a输出轴相对同轴设置在重型水平移台1工作部顶端两侧，间距调节组件3工作端其径向与减速器2a输出轴固定连接；

第一伺服电机2b，所述第一伺服电机2b输出轴与减速器2a输入轴同轴固定连接；

光电编码器2c，所述光电编码器2c与第一伺服电机2b同轴向设置在重型水平移台1工作端底部，所述第一伺服电机2b和光电编码器2c输出轴通过同步带传动机构2d同步传动连接，所述光电编码器2c与控制器电连接。

当需要旋转排气管时，启动第一伺服电机2b，使其输出轴带动减速器2a输入轴同轴转动，从而使得减速器2a输出轴带动排气管同轴转动，从而便于翻面打孔，且第一伺服电机2b和光电编码器2c输出轴通过同步带传动机构2d同步传动连接，从而通过控制器能够精准控制旋转角度。

如图6所示，间距调节组件3包括有：

U型支架3a，所述U型支架3a开口水平与旋转组件2输出端同轴固定连接；

安装板3b，所述安装板3b设置在U型支架3a开口处，所述安装板3b上设置有安置槽3b1，且安置槽3b1上沿旋转组件2输出轴径向设置有限位轨道3b2，固定夹板4a两端与安装板3b固定连接；

第二导轨3c，所述第二导轨3c沿旋转组件2输出轴径向并排设置在安置槽3b1上，活动夹板4b两端与第二导轨3c滑块固定连接；

转动座3d，所述转动座3d固定设置在安置槽3b1阶梯沿处；

第一丝杆3e，与第二导轨3c同向同轴转动设置在转动座3d上；

第一内螺纹滑动块3f，所述第一内螺纹滑动块3f沿第一丝杆3e轴向滑动设置在限位轨道3b2上，

U型固定架3g，所述U型固定架3g通过固定销3h与第一内螺纹滑动块3f沿第一丝杆3e轴向滑动配合；

弹簧3i，所述弹簧3i同轴套设在固定销3h上，且其两端分别抵接在U型固定架3g和第一内螺纹滑动块3f之间；

第二伺服电机3j，所述第二伺服电机3j输出轴与第一丝杆3e一端同轴固定连接。

当需要调节固定夹板4a和活动夹板4b之间距离时，启动第二伺服电机3j，使其输出轴带动第一丝杆3e在转动座3d上同轴转动，而第一内螺纹滑动块3f与第一丝杆3e同轴螺纹拧接且与3b3滑动配合，从而使得活动夹板4b通过第二导轨3c相对固定夹板4a平行移动，从而调节其之间距离，且在夹持过程中，U型固定架3g克服弹簧3i弹力，使得刚性抵接转为弹性抵接，从而使得结构更加稳定，且U型固定架3g通过固定销3h与第一内螺纹滑动块3f滑动配合，从而防止其之间脱离正常滑动方向，且安置槽3b1使得固定夹板4a和活动夹板4b两端平齐，从而便于夹持排气管。

如图8、图9和图10所示，固定夹板4a一侧还等间距设置有加厚板4a1，所述加厚板4a1相对侧旋转组件2输出轴径向设置有燕尾槽4a2和滑槽4a3，所述燕尾槽4a2和滑槽4a3外端还设置有压板4a5；可调式抵接器4c包括有：

第一抵接块4c1，所述第一抵接块4c1一端设置有分别与燕尾槽4a2和滑槽4a3滑动配合的燕尾楔4c2和第二内螺纹滑动块4c3；

第二丝杆4c4，所述第二丝杆4c4同轴转动设置在滑槽4a3中，且其贯穿4a4的一端同轴设置有转盘4c5。

当需要调节第一抵接块4c1在固定夹板4a上抵接距离时，转动转盘4c5，使得第二丝杆4c4在滑槽4a3中同轴转动，而第二内螺纹滑动块4c3与第二丝杆4c4螺纹拧接，且燕尾楔4c2与燕尾槽4a2滑动配合，从而使得第一抵接块4c1沿第二丝杆4c4轴向在固定夹板4a上滑动，从而调节排气管在装夹时底端第一抵接块4c1抵接高度，使其始终能够位于夹持组件4中心位置，且加厚板4a1用于提高结构稳定性，压板4a5用于防止第一抵接块4c1脱离固定夹板4a。

如图8所示，固定夹板4a两侧间距设置有沿旋转组件2输出轴径向的开口槽4a6，所述开口槽4a6两端还设置有腰型槽4a7，夹持组件4还包括有直角板4e，转角下压气缸4d通过直角板4e设置在腰型槽4a7一侧，且所述直角板4e通过螺栓与避让槽4a8固定连接。

通过拧动螺栓，使得直角板4e在腰型槽4a7上滑动，从而调节转角下压气缸4d在开口槽4a6上沿径向位置，从而便于抵接排气管使其位于夹持组件4中心位置，从而便于打孔。

如图8所示，固定夹板4a两侧还等间距设置有用于避让排气管法兰的避让槽4a8，夹持组件4还包括有加强架4f，所述加强架4f设置在固定夹板4a和活动夹板4b两侧且与间距调节组件3连接。

避让槽4a8用于避让排气管法兰，从而防止在开孔过程中固定夹板4a影响开孔设备正常行进，加强架4f用于提高固定夹板4a和活动夹板4b结构稳定性，从而便于稳定开孔。

如图5所示，活动夹板4b与固定夹板4a结构完全相同。

活动夹板4b与固定夹板4a结构完全相同，从而使得所述夹板共同夹持排气管。

如图6所示，端部抵接组件5包括有：

双轴双杆气缸5a，所述双轴双杆气缸5a工作端沿旋转组件2输出轴轴向设置在间距调节组件3上；

伸缩柱5b，所述伸缩柱5b沿旋转组件2输出轴轴向贯穿安装板3b且与双轴双杆气缸5a工作端固定连接；

第二抵接块5c，与伸缩柱5b固定连接且位于固定夹板4a和活动夹板4b之间。

当排气管被固定夹板4a和活动夹板4b夹持时，启动双轴双杆气缸5a，使其工作端通过伸缩柱5b沿旋转组件2轴向带动第二抵接块5c抵接在排气管两端，从而便于精准定位。

如图4所示，龙门升降平移组件6包括有：

龙门架6a，所述龙门架6a设置在重型水平移台1一端顶部；

第一滚珠丝杆滑台6b和第二滚珠丝杆滑台6c，所述第一滚珠丝杆滑台6b水平设置在龙门架6a顶端一侧，所述第二滚珠丝杆滑台6c输出设置在第一滚珠丝杆滑台6b工作端一侧；

三角安装架6d，长轴钻孔组件7工作端竖直朝下通过三角安装架6d与第二滚珠丝杆滑台6c工作端固定连接。

龙门架6a用于固定安装第一滚珠丝杆滑台6b，第一滚珠丝杆滑台6b和第二滚珠丝杆滑台6c分别用于实现沿水平和竖直方向的移动，从而使得通过三角安装架6d与其安装的长轴钻孔组件7能够正常升降移动，从而开孔。

本发明的工作原理：

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一，工作前，需将排气管固定设置在夹持组件4中，调节可调式抵接器4c和转角下压气缸4d工作端之间距离，使其工作端在抵接排气管法兰两侧时，所述排气管法兰两侧与固定夹板4a和活动夹板4b同侧距离相同，从而使得排气管相对位于夹持组件4的中心位置；

步骤二，通过悬吊设备将排气管水平吊起，通过启动第二伺服电机3j调节所述夹板之间距离，使其大于排气管轴线竖直状态下的宽度，从而使得排气管能够被吊放在所述夹板之间，且第一抵接块4c1抵接在排气管底端；

步骤三，启动第二伺服电机3j和双轴双杆气缸5a，使得活动夹板4b相对活动夹板4b移动，从而夹紧排气管非法兰两侧，同时第二抵接块5c沿旋转组件2轴向抵接在排气管两端，从而使得排气管相对固定在夹持组件4中心位置；

步骤四，启动转角下压气缸4d，使其工作端转角下压，从而使得排气管相对于夹持组件4固定，使得夹持组件4在旋转时，排气管不易脱离夹持组件4；

步骤五，启动重型丝杆滑台1d，使其工作端带动排气管水平移动至龙门升降平移组件6底部，启动第一滚珠丝杆滑台6b、第二滚珠丝杆滑台6c和长轴钻孔组件7，首先对排其管顶端法兰四角进行钻孔，且孔深为实际孔深的一半，在此过程中重型水平移台1和龙门升降平移组件6相互配合移动，使得钻孔精准稳定；

步骤六，当排气管顶端法兰四角钻孔结束后，第二滚珠丝杆滑台6c带动长轴钻孔组件7竖直上升，而第一滚珠丝杆滑台6b工作端位置不变，启动同步带传动机构2d，使其输出轴带动间距调节组件3同轴旋转一百八十度，从而使得另一侧法兰回转至顶端，启动第二滚珠丝杆滑台6c，对其法兰四角进行完全钻孔，从而在钻孔过程中，避免长轴钻孔组件7工作端沿水平方向移动位置，通过旋转排气管，对其法兰四角两端进行同轴依次钻孔，从而提高钻孔精度，实现排气管深螺栓孔加工的目的。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。