一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置及方法

摘要

本发明公开了一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置及方法，其中装置包括夹紧机构、铣削机构、冲孔机构、工位转换机构和抽吸检测机构，夹紧机构的底端固定安装在机架的上表面，并且机架上固定安装有工位转换机构，在工位转换机构的上表面从右到左依次固定安装有铣削机构和冲孔机构，在机架的外边缘固定安装有位于夹紧机构侧面的抽吸检测机构。本发明取消衬芯实现在异型管道上孔加工，同时也避免了钻孔加工导致孔口毛刺严重的问题，无需增加额外去毛刺工序，能在不同管道上进行冲孔加工，加工质量较高，通过预先对产品实施铣削沉孔确保最小冲孔阻力，防止冲孔后管件变形。

权利要求

1.一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，包括夹紧机构(1)、铣削机构(2)、冲孔机构(3)、工位转换机构(4)和抽吸检测机构(5)，其特征在于：所述夹紧机构(1)的底端固定安装在机架(6)的上表面，并且机架(6)上固定安装有工位转换机构(4)，在工位转换机构(4)的上表面从右到左依次固定安装有铣削机构(2)和冲孔机构(3)，在机架(6)的外边缘固定安装有位于夹紧机构(1)侧面的抽吸检测机构(5)；

所述夹紧机构(1)包括定位支撑机构(101)、上下夹模(102)和夹紧气缸(103)，所述定位支撑机构(101)的底端固定安装在机架(6)的上表面，上下夹模(102)的底端固定安装在定位支撑机构(101)的上表面，并且夹紧气缸(103)的输出端与上下夹模(102)的侧面固定连接；

所述铣削机构(2)包括动力头部件(201)和铣刀(202)，所述铣刀(202)的顶端与动力头部件(201)的输出端固定连接，并且动力头部件(201)固定安装在夹紧机构(1)侧面的工位转换机构(4)上；

所述冲孔机构(3)包括冲孔气缸(301)和冲针(302)，所述冲针(302)的一端与冲孔气缸(301)的输出端固定连接，并且冲孔气缸(301)的前端固定安装有位于工位转换机构(4)上的导向块(7)；

所述工位转换机构(4)包括工位转换板(401)、工位转换气缸(402)和限位器及滑动模块(403)，所述工位转换气缸(402)的输出端与工位转换板(401)的侧面固定连接，并且限位器及滑动模块(403)固定安装在机架(6)的外边缘，限位器及滑动模块(403)的侧面与工位转换气缸(402)的输出端活动连接，并且铣削机构(2)和冲孔机构(3)均固定安装在工位转换板(401)的上表面；

所述抽吸检测机构(5)包括高敏传感器(501)和真空发生器及回收箱(502)，所述高敏传感器(501)固定安装在真空发生器及回收箱(502)的入口处，并且真空发生器及回收箱(502)固定安装在机架(6)的外边缘。

2.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述冲针(302)为平底硬质合金冲针，其直径定位比目标孔尺寸小0.05-0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述铣刀(202)为平底双刃合金钢端面铣刀，铣削深度控制为铣削后余量为0.1-0.15mm。

4.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述上下夹模(102)由上夹模和下夹模组成，并且上夹模和下夹模的侧面分别与夹紧气缸(103)的输出端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述夹紧机构(1)、铣削机构(2)、冲孔机构(3)、工位转换机构(4)和抽吸检测机构(5)的外部罩设有固定安装在机架(6)外边沿的安全网罩，起到防护的作用。

6.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述真空发生器及回收箱(502)由真空发生器和回收箱组成，回收箱的进口与真空发生器的出口连通，并且真空发生器采用WERMIS真空发生器。

7.根据权利要求1所述的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其特征在于：所述限位器及滑动模块(403)由限位器和滑动模块组成，限位器固定安装在滑动模块的侧面，且滑动模块由滑轨与卡槽构成。

说明书

一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机械技术领域，具体为一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置及方法。

背景技术

[0002] 目前在管道上进行孔加工多采用钻孔或冲孔加工，钻孔加工会导致孔口毛刺严重，可能产生额外的质量问题，而现有管道上冲孔加工，必须在管内设置衬芯，以确保冲孔后的管道外形不会发生较大变化，其主要缺点有两点：1、如果管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，因此衬芯容易断裂；2、现有冲孔必须是直管时实施冲孔加工，对于已经完成空间弯曲的异型管道无法实施加工，因此，传统孔加工工艺可实施范围更小，无法在特定场合实施加工，而现在市场上缺少一种无衬芯且能够在异型管道上实施使用冲孔加工的装置，从而避免使用钻孔造成毛刺等其他缺陷。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置及方法，具备无衬芯，避免了钻孔加工导致孔口毛刺严重的问题，无需增加额外去毛刺工序，能在不同管道上进行冲孔加工，加工质量较高及使用真空发生器对管内残留的铁屑实时抽吸并使用高敏传感器对其效果实施检验，确保管内无残留的优点，解决了如果管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，因此衬芯容易断裂及现有冲孔必须是直管时实施冲孔加工，对于已经完成空间弯曲的异型管道无法实施加工和避免使用钻孔造成毛刺等的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，包括夹紧机构、铣削机构、冲孔机构、工位转换机构和抽吸检测机构，所述夹紧机构的底端固定安装在机架的上表面，并且机架上固定安装有工位转换机构，在工位转换机构的上表面从右到左依次固定安装有铣削机构和冲孔机构，在机架的外边缘固定安装有位于夹紧机构侧面的抽吸检测机构。

[0005] 所述夹紧机构包括定位支撑机构、上下夹模和夹紧气缸，所述定位支撑机构的底端固定安装在机架的上表面，上下夹模的底端固定安装在定位支撑机构的上表面，并且夹紧气缸的输出端与上下夹模的侧面固定连接。

[0006] 所述铣削机构包括动力头部件和铣刀，所述铣刀的顶端与动力头部件的输出端固定连接，并且动力头部件固定安装在夹紧机构侧面的工位转换机构上。

[0007] 所述冲孔机构包括冲孔气缸和冲针，所述冲针的一端与冲孔气缸的输出端固定连接，并且冲孔气缸的前端固定安装有位于工位转换机构上的导向块。

[0008] 所述工位转换机构包括工位转换板、工位转换气缸和限位器及滑动模块，所述工位转换气缸的输出端与工位转换板的侧面固定连接，并且限位器及滑动模块固定安装在机架的外边缘，限位器及滑动模块的侧面与工位转换气缸的输出端活动连接，并且铣削机构和冲孔机构均固定安装在工位转换板的上表面。

[0009] 所述抽吸检测机构包括高敏传感器和真空发生器及回收箱，所述高敏传感器固定安装在真空发生器及回收箱的入口处，并且真空发生器及回收箱固定安装在机架的外边缘。

[0010] 优选的，所述冲针为平底硬质合金冲针，其直径定位比目标孔尺寸小0.05-0.1mm。

[0011] 优选的，所述铣刀为平底双刃合金钢端面铣刀，铣削深度控制为铣削后余量为0.1-0.15mm。

[0012] 优选的，所述上下夹模由上夹模和下夹模组成，并且上夹模和下夹模的侧面分别与夹紧气缸的输出端固定连接。

[0013] 优选的，所述夹紧机构、铣削机构、冲孔机构、工位转换机构和抽吸检测机构的外部罩设有固定安装在机架外边沿的安全网罩，起到防护的作用。

[0014] 优选的，所述真空发生器及回收箱由真空发生器和回收箱组成，回收箱的进口与真空发生器的出口连通，并且真空发生器采用WERMIS真空发生器。

[0015] 优选的，所述限位器及滑动模块由限位器和滑动模块组成，限位器固定安装在滑动模块的侧面，且滑动模块由滑轨与卡槽构成。

[0016] 一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔方法，其工作流程如下：

[0017] S1：将被加工产品放置在夹紧机构上，双手启动设备，夹紧气缸得到加紧信号实施加紧。

[0018] S2：产品夹紧后，旋转中的动力头部件沿Y正向进给，带动铣刀对产品实施铣削，当铣刀铣削到目的位置后，动力头部件沿Y反向退出。

[0019] S3：预先沉孔加工；

[0020] S4：动力头部件铣削完成后，工位转换气缸得到信号开始沿X方向移动，带动工位转换板移动，从而实现工位有铣削工位转换到冲孔工位，限位器起到精确定位作用，使冲针工作时与铣刀同轴度误差得到控制。

[0021] S5：工位转换后，冲孔气缸得到信号，开始向前输出冲力，从而带动冲针对管件实施冲孔。

[0022] S6：冲孔气缸退回。

[0023] S7：在动力头部件开始进给的同时，真空发生器及回收箱开始工作，气流开始向回收箱内流动，从而使铣刀得到冷却作用，同时气流将管内的铁屑残留向回收箱内带动，在进入到回收箱前，必须经过高敏传感器的检测，如果高敏传感器检测到残留经过，说明管内没有铁屑残留，所有机构正常进入下一循环动作，反之说明铁屑没有排除，此时产品夹紧机构保持夹紧状态，必须在人工干预后方可松开，以确保管内残留必须被排除。

[0024] 其中，步骤S3优选为：一、将已弯曲管件固定，使用铣刀在管件需冲孔的位置预先铣削一个沉孔，其孔径尺寸与成品孔尺寸相等。

[0025] 二、使用铣刀进行切削，切削线速度为24m/s。

[0026] 三、铣刀在工作时使用风冷装置对其冷却。

[0027] 四、预先沉孔加工后，切换设备工位，使用冲针完成冲孔，冲针与铣刀工作时的同轴度误差为0.05。

[0028] 五、使用真空发生器对管内实施抽吸，使管内空气发生相对流动，对铣刀起到冷却作用，同时将管内冲下铁屑排走。

[0029] 六、使用高敏传感器对管内铁屑是否被排走实施确认，如果排走，设备能够正常进行下一步动作，反之则不能实施下一步动作。

[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0031] 1、本发明取消衬芯实现在异型管道上孔加工，避免了异形管道无法放置衬芯的技术难题。避免了管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，衬芯容易断裂的问题,同时也避免了钻孔加工导致孔口毛刺严重的问题，无需增加额外去毛刺工序，能在不同管道上进行冲孔加工，加工质量较高。

[0032] 2、本发明通过预先对产品实施铣削沉孔确保最小冲孔阻力，防止冲孔后管件变形，然后在冲孔，同时使用真空发生器对管内残留的铁屑实时抽吸并使用高敏传感器对其效果实施检验，确保管内无残留，提高加工效率。

附图说明

[0033] 图1为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置俯视结构示意图；

[0034] 图2为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置侧面结构示意图；

[0035] 图3为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置正面结构示意图；

[0036] 图4为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置中工位转换气缸俯视结构示意图；

[0037] 图5为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置中工位转换气缸正面结构示意图；

[0038] 图6为本发明提出的一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置中工位转换气缸侧面结构示意图。

[0039] 图中：1夹紧机构、101定位支撑机构、102上下夹模、103夹紧气缸、2铣削机构、201动力头部件、202铣刀、3冲孔机构、301冲孔气缸、302冲针、4工位转换机构、401工位转换板、402工位转换气缸、403限位器及滑动模块、5抽吸检测机构、501高敏传感器、502真空发生器及回收箱、6机架、7导向块。

具体实施方式

[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0041] 请参阅图1-6，一种已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，包括夹紧机构1、铣削机构2、冲孔机构3、工位转换机构4和抽吸检测机构5，夹紧机构1的底端固定安装在机架6的上表面，并且机架6上固定安装有工位转换机构4，在工位转换机构4的上表面从右到左依次固定安装有铣削机构2和冲孔机构3，在机架6的外边缘固定安装有位于夹紧机构1侧面的抽吸检测机构5。

[0042] 夹紧机构1包括定位支撑机构101、上下夹模102和夹紧气缸103，定位支撑机构101的底端固定安装在机架6的上表面，上下夹模102的底端固定安装在定位支撑机构101的上表面，并且夹紧气缸103的输出端与上下夹模102的侧面固定连接。

[0043] 铣削机构2包括动力头部件201和铣刀202，铣刀202的顶端与动力头部件201的输出端固定连接，并且动力头部件201固定安装在夹紧机构1侧面的工位转换机构4上。

[0044] 冲孔机构3包括冲孔气缸301和冲针302，冲针302的一端与冲孔气缸301的输出端固定连接，并且冲孔气缸301的前端固定安装有位于工位转换机构4上的导向块7。

[0045] 工位转换机构4包括工位转换板401、工位转换气缸402和限位器及滑动模块403，工位转换气缸402的输出端与工位转换板401的侧面固定连接，并且限位器及滑动模块403固定安装在机架6的外边缘，限位器及滑动模块403的侧面与工位转换气缸402的输出端活动连接，并且铣削机构2和冲孔机构3均固定安装在工位转换板401的上表面。

[0046] 抽吸检测机构5包括高敏传感器501和真空发生器及回收箱502，高敏传感器501固定安装在真空发生器及回收箱502的入口处，并且真空发生器及回收箱502固定安装在机架6的外边缘。

[0047] 该已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，其工作流程如下：

[0048] S1：将被加工产品放置在夹紧机构1上，双手启动设备，夹紧气缸103得到加紧信号实施加紧。

[0049] S2：产品夹紧后，旋转中的动力头部件201沿Y正向进给，带动铣刀202对产品实施铣削，当铣刀202铣削到目的位置后，动力头部件201沿Y反向退出。

[0050] S3：预先沉孔加工：

[0051] 一、将已弯曲管件固定，使用铣刀202在管件需冲孔的位置预先铣削一个沉孔，其孔径尺寸与成品孔尺寸相等。

[0052] 二、使用铣刀202进行切削，切削线速度为24m/s。

[0053] 三、铣刀202在工作时使用风冷装置对其冷却。

[0054] 四、预先沉孔加工后，切换设备工位，使用冲针302完成冲孔，冲针302与铣刀202工作时的同轴度误差为0.05。

[0055] 五、使用真空发生器对管内实施抽吸，使管内空气发生相对流动，对铣刀202起到冷却作用，同时将管内冲下铁屑排走。

[0056] 六、使用高敏传感器501对管内铁屑是否被排走实施确认，如果排走，设备能够正常进行下一步动作，反之则不能实施下一步动作。

[0057] S4：动力头部件201铣削完成后，工位转换气缸402得到信号开始沿X方向移动，带动工位转换板401移动，从而实现工位有铣削工位转换到冲孔工位，限位器起到精确定位作用，使冲针302工作时与铣刀202同轴度误差得到控制。

[0058] S5：工位转换后，冲孔气缸301得到信号，开始向前输出冲力，从而带动冲针302对管件实施冲孔。

[0059] S6：冲孔气缸301退回。

[0060] S7：在动力头部件201开始进给的同时，真空发生器及回收箱502开始工作，气流开始向回收箱内流动，从而使铣刀202得到冷却作用，同时气流将管内的铁屑残留向回收箱内带动，在进入到回收箱前，必须经过高敏传感器501的检测，如果高敏传感器501检测到残留经过，说明管内没有铁屑残留，所有机构正常进入下一循环动作，反之说明铁屑没有排除，此时产品夹紧机构1保持夹紧状态，必须在人工干预后方可松开，以确保管内残留必须被排除。

[0061] 本发明中，冲针302为平底硬质合金冲针，其直径定位比目标孔尺寸小0.05-0.1mm。

[0062] 本发明中，铣刀202为平底双刃合金钢端面铣刀，铣削深度控制为铣削后余量为0.1-0.15mm。

[0063] 本发明中，上下夹模102由上夹模和下夹模组成，并且上夹模和下夹模的侧面分别与夹紧气缸103的输出端固定连接。

[0064] 本发明中，夹紧机构1、铣削机构2、冲孔机构3、工位转换机构4和抽吸检测机构5的外部罩设有固定安装在机架6外边沿的安全网罩，起到防护的作用。

[0065] 本发明中，真空发生器及回收箱502由真空发生器和回收箱组成，回收箱的进口与真空发生器的出口连通，并且真空发生器采用WERMIS真空发生器。

[0066] 本发明中，限位器及滑动模块403由限位器和滑动模块组成，限位器固定安装在滑动模块的侧面，且滑动模块由滑轨与卡槽构成。

[0067] 本发明中，以取消衬芯实现在异型管道上孔加工，避免了管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，衬芯容易断裂的问题，同时也避免了钻孔加工导致孔口毛刺严重的问题，无需增加额外去毛刺工序，能在不同管道上进行冲孔加工，加工质量较高。

[0068] 本发明中，通过预先对产品实施铣削沉孔确保最小冲孔阻力，防止冲孔后管件变形，然后在冲孔，同时使用真空发生器对管内残留的铁屑实时抽吸并使用高敏传感器501对其效果实施检验，确保管内无残留，提高加工效率。

[0069] 综上所述：该已弯曲小管径管道无衬芯冲孔装置，以取消衬芯实现在异型管道上孔加工，避免了管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，衬芯容易断裂的问题，同时也避免了钻孔加工导致孔口毛刺严重的问题，无需增加额外去毛刺工序，能在不同管道上进行冲孔加工，加工质量较高；通过预先对产品实施铣削沉孔确保最小冲孔阻力，防止冲孔后管件变形，然后在冲孔，同时使用真空发生器对管内残留的铁屑实时抽吸并使用高敏传感器501对其效果实施检验，确保管内无残留，提高加工效率，解决了如果管道内径尺寸比较小，导致衬芯尺寸更小，因此衬芯容易断裂及现有冲孔必须是直管时实施冲孔加工，对于已经完成空间弯曲的异型管道无法实施加工和避免使用钻孔造成毛刺等的问题。

[0070] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。