一种用于无缝钢管的冲孔设备及使用该设备的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动化设备领域，涉及一种用于无缝钢管的冲孔设备及使用该设备的加工方法。
【背景技术】
[0002]无缝钢管可用于制造多种设备零件，加工中常常需要对管壁钻孔，比如汽车转向系统中支承方向盘的下面的的转向壳体，转向壳体是汽车转向系统中的核心部件之一，需要在加工时对无缝钢管依照需要开设几个孔。传统的钻孔方法是将无缝钢管在钻床上用夹具定位、夹紧后用麻花钻头对其钻孔实现。
[0003]但是这种传统的钻孔方法会导致在无缝钢管内壁上留有毛刺，之后还要增加一道清除毛刺的工序。而且由于毛刺在管壁内侧，即使增加了清除毛刺的工序，也难以完全清除干净。显然传统钻孔方法效率低还会影响工件的加工质量，需要更加高效并能保证加工质量的开孔方法。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种用于无缝钢管的冲孔设备及使用该设备的加工方法，已解决传统对无缝钢管钻孔的加工方法所产生的加工效率低，需要去除毛刺，加工质量无法保证的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0006]—种用于无缝钢管的冲孔设备，包括设备本体、液压传动系统和喷气机构；所述液压传动系统包括油箱、主油栗和与所述主油栗相连的主油缸；所述设备本体包括机座平台和垂直安装在机座平台上面的空心轴套，所述空心轴套侧面安装有朝外侧冲孔的冲头；所述主油缸安装在所述机座平台底部并具有伸入所述空心轴套内的主油缸活塞杆；所述主油缸活塞杆顶端安装有冲头推块，所述冲头推块侧面设有驱动所述冲头的斜槽，所述斜槽的深度由上至下逐渐减小；所述喷气机构包括正对着所述冲头的喷嘴和连接所述喷嘴的空气压缩机。
[0007]所述液压传动系统还包括辅助液压系统，所述辅助液压系统包括通过辅助油缸支架安装在所述机座平台上的辅助油缸和与所述辅助油缸相连的副油栗，所述辅助油缸的活塞杆沿所述空心轴套径向伸出，所述喷嘴安装在所述辅助油缸的活塞杆顶端。
[0008]所述油箱经所述滤油器分别与所述主油栗和副油栗相连通；所述主油栗与第一溢流阀、压力表和第一电磁换向阀相连，所述主油缸的无杆腔通过第一单向调速阀连接到所述第一电磁换向阀，所述主油缸的有杆腔直接与第一电磁换向阀相连；所述副油栗与第二溢流阀和第二电磁换向阀相连，所述辅助油缸的无杆腔通过第二单向调速阀连接到所述第二电磁换向阀，所述辅助油缸的有杆腔直接与第二电磁换向阀相连。
[0009]所述空气压缩机依次经分水滤气器、减压阀、压力表和气用电磁换向阀连接到所述喷嘴。
[0010]还包括检测所述冲头推块达到下移极点的限位开关KX1、检测所述冲头推块达到上移极点的限位开关KX2、检测所述喷嘴达到前移极点的限位开关KX3和检测所述喷嘴达到后移极点的限位开关KX4，所述限位开关KXl和限位开关KX2连接到所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和气用电磁换向阀侧面的电磁铁，所述限位开关KX3和限位开关KX4连接到第二电磁换向阀两侧的电磁铁。
[0011]所述空心轴套底部设有与无缝钢管底部相配合的定位止口和通过螺栓连接所述机座平台的法兰结构。
[0012]所述主油缸活塞杆和所述冲头推块之间通过螺纹连接并用粘结剂加固。
[0013]所述辅助油缸的活塞杆是空心活塞杆，并通过伸入所述辅助油缸的气管与所述气用电磁换向阀连通，所述喷嘴安装在所述空心活塞杆的顶端开口上。
[0014]所述冲头有若干个，所述斜槽、所述喷气机构和所述辅助液压系统与所述冲头相对应。
[0015]使用上述用于无缝钢管的冲孔设备的加工方法，包括下列步骤:
[0016]I)、选择与无缝钢管内径相匹配的空心轴套安装在所述机座平台上；
[0017]2)、将所述无缝钢管套在所述空心轴套上，将所述无缝钢管底部插入定位止口定位；
[0018]3)、打开所述主油栗、所述副油栗以及所述空气压缩机，所述主油栗经第一电磁换向阀推动所述主油缸的活塞上移，所述冲头推块随之上移并推动所述冲头对所述无缝钢管冲孔，所述冲头推块到达上移极点完成冲孔，同时限位开关KX2发出信号令第一电磁换向阀换向使冲头推块下移，同时令第二电磁换向阀和所述气用电磁换向阀打开，推动喷嘴前移并喷吹气体；
[0019]4)、所述喷嘴在所述冲头推块下移时朝所述冲头喷气，令所述冲头后退复位，当所述喷嘴达到前移极点时限位开关KX3发出信号令所述第二电磁换向阀关闭油路，辅助油缸停止前移；
[0020]5)、当冲头推块下移至下移极点时，冲头复位完成，限位开关KXl此时发出信号，改变所述第二电磁换向阀的油路方向并关闭所述第一电磁换向阀和所述气用电磁换向阀，令所述喷嘴停止喷气并后退复位，喷嘴移动到后移极点限位开关KX4发出信号令所述第二电磁换向阀关闭油路，辅助油缸停止后移，取下加工后的无缝钢管。
[0021]采用上述技术方案，利用空心轴套对无缝钢管定位，利用液压传动系统驱动冲头由内至外对无缝钢管侧壁进行冲孔。以冲孔方式进行孔加工，能避免产生过多毛刺，少量毛刺也位于外壁，易于去除。而且上述冲孔设备通过冲孔推块进行增力加工，并利用液压系统传动，可有效地保障加工载荷。喷气机构能及时令冲头回位，使该设备能连续工作。加工多个孔也只需要增加相应的冲头，以及对应的斜槽、喷气机构和辅助液压系统就能一次完成冲孔，生产效率大大提高。本设备通过限位开关控制液压传动系统和喷气机构，实现自动化加工，提高了该设备运行的可靠性和稳定性。
【附图说明】
[0022]图1为本发明提供的一种冲孔设备的结构示意图；
[0023]图2为图1所不结构的液压传动系统的液压原理图；
[0024]图3为图1所示结构的喷气机构的气动原理图。
[0025]图中的标记为:
[0026]1、王油缸；2、机座平台；3、王油缸活塞杆；4、fiyL.、轴套；5、辅助油缸支架；6、辅助油缸；7、冲头；8、无缝钢官；9、冲头推块；10、油$目；11、滤油器；12、电动机；13、王油栗；14、压力表；15、第一溢流阀；16、第一电磁换向阀；17、第一单向调速阀18、副油栗；19、第二溢流阀；20、第二电磁换向阀；21、第二单向调速阀；22、空气压缩机；23、分水滤气器；24、减压阀；25、气压表；26、气用电磁换向阀。
【具体实施方式】
[0027]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明【具体实施方式】作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0028]如图1-图3所示，本发明提供了一种用于无缝钢管的冲孔设备，包括设备本体、液压传动系统和喷气机构。
[0029]液压传动系统包括油箱10、滤油器11、主油栗13、压力表14、第一溢流阀15、第一电磁换向阀16、第一单向调速阀17、主油缸I以及辅助液压系统。辅助液压系统包括副油栗18、第二溢流阀19、第二电磁换向阀20、第二单向调速阀21和辅助油缸6。主油栗13和副油栗18可通过同一电动机12供电。
[0030]油箱10经滤油器11分别与主油栗13和副油栗18相连通。主油栗13与第一溢流阀15、压力表14和第一电磁换向阀16相连，主油缸I的无杆腔通过第一单向调速阀17连接到第一电磁换向阀16，主油缸I的有杆腔直接与第一电磁换向阀16相连。副油栗18与第二溢流阀19和第二电磁换向阀20相连，辅助油缸6的无杆腔通过第二单向调速阀21连接到第二电磁换向阀20，辅助油缸6的有杆腔直接与第二电磁换向阀20相连。液压传动系统使用的电磁换向阀均为三位四通电磁换向阀，以适应加工时的换向要求。
[0031]设备本体包括机座平台2和垂直安装在机座平台2上面的空心轴套4。空心轴套4侧面安装有朝外侧径向运动进行冲孔的冲头7，空心轴套4底部设有与无缝钢管8底部相配合的定位止口和通过螺栓连接机座平台2的法兰结构。法兰结构令空心轴套4安装更换方便，是该设备适用于不同型号的无缝钢管8。冲头7的材料是模具钢，并经淬火处理。冲头7与空心轴套4上对应的安装孔采用微小的间隙配合H7/g6，以保证冲头7运行的稳定性。
[0032]主油缸I安装在机座平台2底部并具有伸入空心轴套4内沿空心轴套4轴向上下运动的主油缸活塞杆3。主油缸活塞杆3顶端与冲头推块9通过螺纹连接并在螺纹上加入环氧树脂粘接剂进行加固。这样能保证冲头推块9安装牢固，在必要时也能比较方便的对其进行更换。主油缸活塞杆3和冲头推块9的直径相等，这样主油缸活塞杆3也能顶住冲头7。冲头推块9侧面设有驱动冲头7的斜槽，斜槽的深度由上至下逐渐减小，这样斜槽与冲头7构成斜楔机构，具有增力效果，能驱动冲头7冲孔，并承受由此产生的冲击力，斜槽数量和位置根据冲头7的需要加工。
[0033]喷气机构包括喷嘴和空气压缩机22，空气压缩机22依次经分水滤气器23、减压阀24、气压表25和气用电磁换向阀26连接到喷嘴。辅助油缸6的活塞杆是空心活塞杆，并通过伸入辅助油缸6的气管与气用电磁换向阀26连通，喷嘴安装在空心活塞杆的顶端开口上。辅助油缸6通过