CN1071167C - 在细长中空工件上加工孔的设备 - Google Patents

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Abstract

一种孔加工设备，用于穿过中空细长工件的侧壁加工孔，不仅没有任何在孔加工操作过程中产生的切屑附着在工件内壁表面，而且没有任何防锈油的燃烧。为了冷却工作位置，冷却气体通过工件开口端吹入，以便在工件的内部产生冷却气流。

Description

在细长中空工件上加工孔的设备
本发明一般涉及孔加工的方法及设备。特别是不仅能保证孔。加工中在诸如底盘车架或类似物的细长中空件上加工孔而防止生成的切屑附着到工件的内表面，而且防止防锈油在孔加工过程中燃烧的一种孔加工装置。
通常，车辆底盘车架采用有许多中空式细长的侧向构件。通过多侧向构件的侧壁加工有各自预定直径的要求数量的孔，以便利用这些成型孔将部件固定到该侧向构件上去。某些这种底盘车架在完成预定加工后即行运输以便在外国的某个很远的地方把它们与其他部件作装配。为使运输中底盘车架的表面不生锈，底盘车架的表面要涂上防锈油。而问题在于孔加工操作中生成的热会引起防锈油燃烧，或由孔加工操作产生的切屑会附着到底盘车架的对面内壁面上遂引起该切屑周围生锈及包括该切屑的底盘车架的一部分发生所不希望有的锈蚀。
本发明已就上述情况加以考虑，其目的在于提供一种孔加工的设备，各自保证在中空式细长工件上形成各有预定直径的要求数量的孔、不仅不会残留有因孔加工操作中产生的切屑或碎片粘于该工件的内侧表面，而且没有任何涂在工件表面的防锈油的燃烧。
根据本发明的孔加工设备，它具有多个用于接受一个安装在一底座上的空心细长工件的接受装置，一个设于所述接受装置和所述工件之间用于将所述工件推到一个预定位置的翻转件，多个用于将所述工件定位在所述预定位置的定位件，一个安装在所述底座上用于在所述空心细长工件上加工出一个孔的等离子气体吹管，一个用于支持所述等离子气体吹管并可在任何方向移动的机械手，以及一个用于控制所述机械手的机械手控制装置，其特征在于，它还包括一个带有喷嘴安装在所述底座的支架上的吹气装置，它用于将压缩空气吹向所述空心工件的一个开口端；以及一个置于所述支架上的一个冷却头和所述工件之间的隔离件，用于提供一个间隙以便将新鲜空气引入所述开口端以及当用所述等离子气体吹管在所述工件上加工一个孔时冷却所述工件，以避免铁锈和杂质粘附在所述孔上，从而使所述孔获得准确的直径。
在本发明的孔加工设备中，最好所述吹气装置具有一个可移向和离开所述工件的开口端的推进块，所述冷却头被支承在所述推进块上，而所述喷嘴则装在所述冷却头上。
在本发明的孔加工设备中，最好所述间隙设定为所述喷嘴的直径的0.5至1.2倍。
本发明的其它目的，特点和优点从下面提供附图的描述可得以了解。
图1表示的是本发明孔加工设备的平面图。
图2表示的是本发明孔加工设备的侧视图。
图3表示的是本发明工件支承架的结构侧视图。
图4表示的是孔加工设备主要部分局部放大侧视图。
图5表示的是本发明冷却气体供给装置侧视图。
图6表示的是冷却气供给喷嘴和工件之间位置关系侧视图。
图7表示的是按本发明另一个实施例的表示冷却头和工件的侧视图。
图8大略地表示的是周围空气怎样进入工件内部的立体图。
图9表示孔附近测得温度如何随着时间变化的说明性图。
图10a表示的是切屑附着在工件侧表面和常规的等离子气体孔加工操作过程中防锈油局部燃烧的说明性附图。
图10b表示的是依照本发明加工操作完工之后工件内部的说明性附图。
图11表示的是依照本发明用于孔加工操作中等离子气体吹管轨迹的说明性附图。
现在将对本发明作详细描述，在下文中通过参考附图由此举例说明一个优选的实施例。
在图1到图3中，标号1表示底座。从底座1上垂直竖立四个工件支承架2。如图3所示，每一个工件支承架包括一个静止的支柱3，一个角型工件夹持器4被牢固地固定在其上端。一个夹钳部件5被可转动地支承在工件夹持器4的左端绕枢轴6转动，主动液压缸装置7的活塞杆8的上端枢接到夹钳部件5的左端。用这个结构，以大体水平状态放置于工件夹持器4上的工件W，并以夹钳部件5的牢固压紧使中空细长的工件W牢固地把持在工件支持架4上
此外，一个工件升降机9垂直竖立在底座1上。工件升降机9包括一个带有支承在其上端的辊10的垂直杆11，并且垂直杆11的下端可转动地连接到直角杠杆12的一个臂12a上直角杠杆12的另外一个臂12b枢接到用于在水平方向移动的驱动杆13上。驱动杆13通过主动液压缸14驱动作往复移动。
依照本发明，冷气吹气装置15安装在中空细长工件W的开口部分其左端附近。这个冷气吹气装置15包括一个设置在推进块17上的冷却头16。推进块17可移动地设置在一支架18上，通过主动液压缸19的驱动在向前或向后方向移动。冷却头16装有一个一端连接到适当的冷却气体供给源上的冷却喷嘴20。
一对加工机械手21安装在底座1的一侧，并且转动和垂直移动机械手臂22抓住孔加工工具，如等离子气体吹管23。激光束可以替代等离子吹管。机械手控制装置24控制每一个加工机械手21转动和垂直移动，等离子气体控制装置25控制等离子气体吹管23的发射和停止。机械手控制装置24用电路连接的方法连接到孔加工步骤控制装置26上。
上述的冷却头16与工件W的一开口端Wa接触。另一方面，如图6和图7所示，冷却头16可以从工件W的开口端Wa分开一段距离或间隙L。在这种情况下，周围空气由文氏管(Venturi)效应进入工件W的内部，通过开口端Wa以便使在工件W内的气体流动均匀。
在这种情况下，固定设定距离或间隙L，隔离件27可以被放入冷却头16和工件W之间。
下一步，按上述方式构成的孔加工装置的操作方法将描述如下
如图2和图4所示，待作孔加工的工件W在准备位置上由升降孔9的辊10以大体水平方式所支承。保持上述位置，驱动主动液压缸14以便允许直角杠杆12在顺时针方向转动，导至垂直杆11下降，因此工件W下降直到它被工件接收装置4支承。接着驱动主动液压缸19在如图所示的向右方向移动推进块17以便使冷却头16与工件W左端表面接触。然后，工件W作纵向移动以确定位置。当工件W设置在正常位置时，驱动主动液压缸7以便通过在夹持方向移动夹钳部件5将工件W牢固地夹紧。同时保持上述状态，移动机械手臂21以便使等离子气体吹管23设置在穿过工件W的加工孔的位置。同时，冷却气吹到工件W的内部。在等离子气体吹管23完全设定并且来自于冷气吹气装置15的冷却喷嘴20的冷却气体吹到工件W的内部时，一个信号输入到等离子气体控制装置25，此后，放射等离子气体弧。等离子气体吹管23沿着如图11中描绘的轨迹(1)-(2)-(3)-(4)和(5)移动，形成具有预定直径的圆孔。我们发现，当等离子气体吹管23沿着包含在如图11所示的直线轨迹移动时，由等离子气体吹管23产生废料的数量可被减少。
依照本发明，由于当等离子气体吹管23在工件W的侧壁上加工孔时，冷却气体通常流过在中空细长工件W上加工出的孔，等离子气体工作时产生的切屑被冷气气流吹掉，没有任何东西附着到工件W的内壁表面。此外，由于工件W的加工部分在用等离子气体吹管23加工孔的操作过程中由冷气冷却，防锈油燃烧被防止了。
如图6和图7所示情况，冷却头16恰好设置在工件W的开口端前面，保持其间距离或间隙L，周围空气通过＂Venturi＂效应进入工件W，使工件内的气流能够均匀。
由图8用立体图的方式表示出周围空气进入的情况，冷却头16设置在适用于冷却头16和具有矩形剖面轮廓工件W的开口端Wa之间的间隙L。在此情况下，总的面积ST由下面的公式给出：
ST=ST1+ST2+ST3+ST4
图9同时表示出本发明与以前的工艺比较，当穿过工件加工孔时，工件的温度上升特性曲线。从图中明显的看出，用以前的工艺，工件的加热温度最大超过800℃，但依照本发明，工件上升的温度抑制在30℃或更低。
尽管在此对本发明的最佳实施例进行了说明和描述，不言而喻这种公开只用于说明的目的，在不离开由附加的权利要求所限定的本发明范围内可作有各种的变化和修改。

Claims (3)

1．一种在细长中空工件上加工孔的设备，它具有多个用于接受一个安装在一底座(1)上的空心细长工件(W)的接受装置(2,6)，一个设于所述接受装置(2,6)和所述工件(W)之间用于将所述工件推到一个预定位置的翻转件(5)，多个用于将所述工件定位在所述预定位置的定位件(3,9)，一个安装在所述底座(1)上用于在所述空心细长工件(W)上加工出一个孔的等离子气体吹管(23)，一个用于支持所述等离子气体吹管(23)并可在任何方向移动的机械手(21)，以及一个用于控制所述机械手的机械手控制装置(24)，
其特征在于，
一个带有喷嘴(20)安装在所述底座(1)的支架(18)上的吹气装置(15)，它用于将压缩空气吹向所述空心工件的一个开口端(Wa)；以及
一个置于所述支架(18)上的一个冷却头(16)和所述工件(W)之间的隔离件(27)，用于提供一个间隙(L)以便将新鲜空气引入所述开口端(Wa)以及当用所述等离子气体吹管(23)在所述工件上加工一个孔时冷却所述工件，以避免铁锈和杂质粘附在所述孔上，从而使所述孔获得准确的直径。
2．如权利要求1所述的加工孔的设备，其特征在于，所述吹气装置(15)具有一个可移向和离开所述工件(W)的开口端(Wa)的推进块(17)，所述冷却头(16)被支承在所述推进块(17)上，而所述喷嘴(20)则装在所述冷却头(16)上。
3．如权利要求1或2所述的加工孔的设备，其特征在于，所述间隙(L)设定为所述喷嘴(20)的直径的0.5至1.2倍。
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