一种管件电磁冲孔辅助装置的制作方法

本发明涉及冷冲压加工领域的冲孔辅助装置，具体涉及一种管件电磁冲孔辅助装置，尤其适用于圆管制件的冲孔。

背景技术：

冲孔是工业生产中常见的一种加工工艺，在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。并且随着工业发展，各个部分已经广泛采用管材制造各种管件。

对于管壁上的孔加工，生产中主要使用钻、铣等机械加工方法。虽然这些方法较能保证孔的加工质量稳定，但加工效率较低，难以用于批量生产。使用冲压方法制孔，不仅能满足孔的质量要求，并且加工效率高，更加适用于批量生产。由于冲孔的优点，管件冲孔模具也随之产生。现有的管件冲孔模具主要分为有芯模和无芯模两种，而无芯模的方式容易造成管件凹陷的情况产生。现有的有芯模的冲孔模具主要有精度不高与芯模在冲孔后难以拔出的缺陷，主要原因在于冲孔后管壁内部产生的毛刺嵌入芯模孔内。

电磁冲孔是一种利用脉冲磁场力代替机械压力进行冲孔的高能高速加工方法，相对于传统冲孔技术，由于其很高的冲裁速度，可以有效地减少冲裁毛刺的产生。并且对于金属和复合材料管件，都可提高冲孔质量。然而，目前尚无管件电磁冲孔的针对性模具或其他辅助装置的开发。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于设计一种适用于管件电磁冲孔的辅助装置，该装置也可同时用于传统压力冲孔。冲孔时管件能得到良好的固定，芯模与管件内壁能很紧密地贴合，提高加工质量，并且减少毛刺的产生，使芯模在冲孔后便于取出，加工前后可方便地装卸管件。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种管件电磁冲孔辅助装置，其特征在于，所述辅助装置包括冲头、芯模连杆和芯模；待冲孔的空心圆管套置于所述芯模上，所述冲头在所述芯模垂直轴线上向下运动，对所述空心圆管进行冲孔；

所述芯模连杆包括上芯模连杆和下芯模连杆；所述芯模包括上芯模和下芯模；所述上芯模和所述下芯模为与所述空心圆管内径相同的圆柱体结构；

所述上芯模上设有上通孔，底部具有下斜面，通过所述上芯模连杆固定在支架上；所述下芯模上设有下通孔，上部具有上斜面；所述下芯模位于所述上芯模下方；所述下芯模连杆安装在所述支架上，所述下芯模连杆推动所述下芯模，通过所述下芯模的上斜面作用于所述上芯模的下斜面，使所述上芯模紧密贴合于所述空心圆管的内壁上部。

优选地，所述上芯模端部具有方形槽，所述上芯模通过所述方形槽与所述上芯模连杆螺纹连接。

优选地，所述下芯模连杆由前段连杆和后段连杆构成；所述前段连杆与所述下芯模螺纹连接；所述后段连杆一端与所述前段连杆相连，另一端螺纹连接穿过所述支架，端部为十字手柄，旋转所述十字手柄使所述后端连杆相对所述支架轴向移动，通过所述前段连杆推动所述下芯模移动。

优选地，所述辅助装置还包括导向模芯，所述导向模芯与所述上芯模同轴安装在所述空心圆管上方，所述导向模芯中间具有导向孔，所述导向孔大小与所述冲头直径相匹配，所述冲头通过所述导向孔对所述空心圆管进行冲孔。

优选地，所述导向模芯底部为圆弧状结构，所述圆弧状结构能够贴合于所述空心圆管的上表面。

优选地，所述辅助装置还包括箱体、箱盖、导向板和压紧块，所述箱盖盖在所述箱体上，所述支架设置在所述箱体上，所述导向板固定在所述箱盖上，所述导向板中间具有阶梯孔，所述导向模芯设置在所述阶梯孔内，通过所述压紧块压紧在所述空心圆管的上表面。

优选地，所述辅助装置还包括夹紧机构，所述夹紧机构设置在所述箱体上，通过所述夹紧机构夹紧固定所述空心圆管。

优选地，所述夹紧机构为齿轮齿条式夹紧机构；所述夹紧机构包括从动齿轮轴、摇柄、第一夹紧块、第二夹紧块、从动齿轮、主动齿轮轴、主动齿轮、第一齿条滑块和第二齿条滑块；所述箱体上具有齿轮槽，与所述支架相对设置；

所述从动齿轮和所述主动齿轮分别通过所述从动齿轮轴和所述主动齿轮轴安装在所述齿轮槽内，所述从动齿轮和所述主动齿轮啮合传动，转动方向相反；

所述摇柄与所述主动齿轮轴相连，转动所述摇柄能够带动所述主动齿轮轴转动，进而带动所述主动齿轮及所述从动齿轮转动；

所述箱盖盖在所述齿轮槽上，所述箱盖内具有滑动槽，所述滑动槽与所述齿轮槽相通；所述第一齿条滑块和所述第二齿条滑块对称设置在所述滑动槽内，分别啮合连接在所述主动齿轮、所述从动齿轮上；所述主动齿轮与所述从动齿轮反向转动时，所述第一齿条滑块和所述第二齿条滑块在所述滑动槽内反向滑动；

所述第一夹紧块和所述第二夹紧块对称安装在所述第一齿条滑块和所述第二齿条滑块上，位于所述滑动槽内，夹紧时，对所述空心圆管施加左右方向的夹紧力。

优选地，所述第一夹紧块和所述第二夹紧块上均具有与所述空心圆管外径相同的圆弧面，在夹紧固定所述空心圆管时，与所述空心圆管紧密贴合。

优选地，所述夹紧机构还包括支撑板，所述支撑板设置在所述第一齿条滑块和所述第二齿条滑块之间，与所述箱盖固定相连，用于支撑所述空心圆管，并承受冲孔时冲头施加的竖直方向的压力。

本发明的有益效果：

本发明适用于多种直径的管件，并可加工不同尺寸的孔；在冲孔时管件固定方便、稳定，芯模与管件内壁能很紧密地贴合，提高加工质量，并且加工前后方便地装卸管件。

附图说明

图1为本发明管件电磁冲孔辅助装置的结构示意图；

图2为本发明管件电磁冲孔辅助装置将摇柄、空心圆管、箱盖、导向板、螺母、导向模芯与压紧块隐藏后的内部结构示意图；

图3为本发明中齿轮轴的轴测图；

图4为本发明中摇柄局部剖开结构示意图；

图5为本发明中夹紧块的主视图与右视图；

图6为本发明中导向板的俯视图和主视图；

图7为本发明中导向模芯的主视图和俯视图；

图8为本发明中压紧块的俯视图和主视图；

图9为本发明中上芯模的主视图和俯视图；

图10为本发明中上芯模连杆的左视图与主视图；

图11为本发明中下芯模的主视图和俯视图；

图12为本发明中下芯模连杆前段连杆的主视图与右视图；

图13为本发明中下芯模连杆后段连杆的主视图、左视图与俯视图。

其中：1-箱体、2-从动齿轮轴、3-摇柄、4-空心圆管、5-箱盖、6-第一夹紧块、7-导向板、8-螺母、9-导向模芯、10-压紧块、11-上芯模连杆、12-下芯模连杆、13-第二夹紧块、14-从动齿轮、15-主动齿轮轴、16-主动齿轮、17-第一齿条滑块、18-支撑板、19-下芯模、20-上芯模、21-第二齿条滑块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。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。

本实施例记载了一种管件电磁冲孔辅助装置，如图1和图2所示，该辅助装置包括箱体1、从动齿轮轴2、摇柄3、箱盖5、第一夹紧块6、导向板7、导向模芯9、压紧块10、芯模连杆、第二夹紧块13、从动齿轮14、主动齿轮轴15、主动齿轮16、第一齿条滑块17、芯模、第二齿条滑块21和冲头。

箱体1设置在该辅助装置底部，在箱体1上具有齿轮槽和支架，齿轮槽和支架相对设置。从动齿轮14和主动齿轮16分别通过从动齿轮轴2和主动齿轮轴15安装在箱体1上的齿轮槽内，从动齿轮轴2和主动齿轮轴15两端分别通过齿轮槽侧壁上的安装孔安装，从动齿轮14和主动齿轮16啮合传动，转动方向相反。

主动齿轮轴15与从动齿轮轴2不同，如图3所示，主动齿轮轴15在伸出端依次具有凹槽和花键，该花键可与摇柄3(见图4)的内花键相啮合。

在摇柄3的内部除了内花键外，还设有一小段凸缘，凸缘可以卡在主动齿轮轴15端部的凹槽内，凸缘宽度小于凹槽宽度，摇柄3可以沿主动齿轮轴15轴线滑动一小段距离。在摇柄3的外部表面还设有锁止凸齿，而底座1的安装孔内具有与之相匹配的锁止卡槽，推动摇柄3，使其上表面的锁止凸齿进入锁止卡槽内，摇柄3即被锁止而不能转动。没有锁止时，转动摇柄3可带动主动齿轮轴15转动，通过啮合传动，使从动齿轮14与主动齿轮16反向转动。

箱盖5盖在箱体1的齿轮槽上，其内具有滑动槽，滑动槽与箱体1上的齿轮槽相通。第一齿条滑块17和第二齿条滑块21结构相同，对称设置在箱盖5的滑动槽内，第一、第二齿条滑块17、21底部均设有啮合齿，通过啮合齿分别啮合连接在主动齿轮16、从动齿轮14上。转动摇柄3使主动齿轮16与从动齿轮14反向转动，从而带动第一、第二齿条滑块17、21在箱盖5的滑动槽内反向横向滑动。

在第一、第二齿条滑块17、21之间设置有支撑板18，支撑板18上设有定位销孔，与箱盖5上的定位销配合安装，使支撑板18与箱盖5固定相连，冲孔时位于空心圆管4下方，用于支撑空心圆管4，并承受冲孔时冲头施加的竖直方向的压力。

第一、第二夹紧块6、13对称安装在第一、第二齿条滑块17、21上，位于箱盖5的滑动槽内，安装后第一、第二夹紧块6、13高度不超过箱盖5的上平面。第一、第二夹紧块6、13的结构相同，如图5所示。在第一、第二夹紧块6、13上均具有与待冲孔空心圆管4外径相同的圆弧面，在夹紧固定空心圆管4时，可以与空心圆管4紧密贴合，对空心圆管4施加左右方向的夹紧力。

导向板7通过箱盖5上设置的连接螺栓安装，并用螺母8锁紧。导向板7如图6所示，中间具有阶梯孔，用于安装导向模芯9。阶梯孔上部具有内螺纹。

导向模芯9通过压紧块10安装在导向板7的阶梯孔内。导向模芯9如图7所示，其中间具有导向孔，导向孔与芯模同轴，导向孔大小与所需冲头直径相匹配，冲头通过导向孔对空心圆管4进行冲孔，导向模芯9底部为圆弧状结构，可贴合于空心圆管4的上表面。压紧块10如图8所示，其侧壁上设有外螺纹，中间具有通孔，通过与导向板7阶梯孔的内螺纹连接，可将导向模芯9压紧在空心圆管4的上表面，对空心圆管4也可起到固定作用。

该辅助装置设置的芯模，在冲孔时，置于空心圆管4内，并与芯模连杆连接。本实施例中芯模为两半式结构，分为上芯模20和下芯模19，上、下芯模20、19以斜面相配合，安装管件时，对下芯模19施加一个适当大小的轴向力，通过斜面作用于上芯模20，使其能紧密贴合于空心圆管4内壁上部。芯模连杆由上芯模连杆11和下芯模连杆12组成，分别连接上芯模20和下芯模19。

上芯模20如图9所示，为与空心圆管4内径相同的圆柱体结构，其底部具有下斜面。上芯模20上还设有上通孔，该上通孔为冲孔时的凹模。上芯模20端部具有方形槽，方形槽内设有螺纹孔。上芯模20通过该螺纹孔与上芯模连杆11端部的连接螺杆连接固定。上芯模连杆11如图10所示，一端具有连接螺杆，另一端固定于箱体1的支架上，且在固定端部设有肋板，以增加上芯模连杆11的强度。

由于上芯模连杆11固定，当上芯模20安装好后，上芯模20即位于指定位置，导向模芯9中心导向孔即可与上芯模20上通孔轴线重合，从而起到对冲头的导向作用，避免冲孔出现偏心的现象。

下芯模19如图11所示，为与空心圆管4内径相同的圆柱体结构，其上部具有上斜面，下芯模19的上斜面可与上芯模20的下斜面配合，位于上芯模20下方。下芯模19上还具有下通孔，该下通孔孔径比上芯模20上的上通孔孔径大，用于容纳冲孔完成后产生的废料。在下芯模19的端部设有螺纹孔，与下芯模连杆12端部的外螺纹相配合，使下芯模19与下芯模连杆12螺纹连接。下芯模连杆12如图12与图13所示，由前后两段连杆构成，前段连杆一端带有外螺纹与下芯模19连接，另一端设有内螺纹孔，用于与后段连杆相连。后段连杆一端具有外螺纹，另一端为十字手柄，在后段连杆上还具有一段外螺纹，后段连杆通过外螺纹安装在箱体1支架上的螺纹孔内，可通过旋转十字手柄使后段连杆相对支架轴向移动，对前段连杆施加轴向力，从而推动下芯模19移动，对上芯模20产生挤压力，从而使芯模紧密贴合于空心圆管4的内壁。

在实际操作过程中，先将上、下芯模20、19安装在上、下芯模连杆11、12上，再将空心圆管4套置于上、下芯模20、19上，再转动摇柄3，使第一、第二夹紧块6、13对空心圆管4施加左右方向的夹紧力，将空心圆管4夹紧固定于辅助装置上。然后旋转下芯模连杆12的后段连杆的十字手柄，推动下芯模19，使上、下芯模20、19紧密贴合于空心圆管4的内壁。再将导向模芯9放入导向板7，通过压紧块10压在空心圆管4上。冲头通过导向模芯9向下运动，对空心圆管4进行冲孔。冲孔完成后，松开下芯模连杆12、导向模芯9与第一、第二夹紧块6、13，将空心圆管4抽出，完成管件冲孔。

在本发明中第一、第二夹紧块6、13、导向模芯9、下芯模19、上芯模20为可更换式的模块，可根据空心圆管4直径或所需冲孔孔径进行更换，以实现该辅助装置的兼容性，拓宽加工范围。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。