本发明涉及一种链轮式自动扩孔机及操作方法，属于金属薄壁管材加工设备领域。
背景技术：
伴随着经济的迅速发展，我国在汽车、航空航天、石油化工等行业对管件的需求也在日益增加，从根本上改变和提高管材加工的水平，加强企业竞争力，对广大企业而言迫在眉睫。通过对管端无模成型、管端偏心回转成型、管端成型和机械成型四种成型技术的分析比较，机械成型具有成本低廉，原理简单，容易操作，应用普遍，易于实现等优点。
技术实现要素：
本发明主要是目的在于提供一种成本低廉，原理简单，容易操作，应用普遍的自动扩孔机结构与及操作方法实现对金属薄壁管材的扩孔加工。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种链轮式自动扩孔机，它包括用于支撑整个装置的辅助装置，所述辅助装置上安装有用于输送和储存待加工管材的储料装置，所述储料装置之后安装有用于固定夹紧待加工管材的夹紧装置，所述夹紧装置和扩孔装置相配合，对待加工管材进行扩孔加工；在辅助装置上安装有用于待加工管材更换的链轮式换料装置，所述扩孔装置的尾部设置有用于完工工件的落料与收集的落料装置。
所述储料装置包括储料架，所述储料架的顶部设置有多块首尾对接且呈z字形上下设置的储料斜板，所述储料斜板的最底端出料口与出料板对接，所述出料板安装在储料架的顶部，所述储料斜板通过连接板支撑安装在储料架的顶部，所述储料斜板的两端分别设置有左挡板和右挡板，所述出料板的输出端设置有上料板，所述上料板与链轮式换料装置对接。
所述上料板底部设置有两个u型凹槽，所述u型凹槽与链轮式换料装置的第二换料轮模的间隔旋转，实现管材由出料板到链轮式换料装置的过渡；相邻两块所述储料斜板的倾斜方向相反，每个储料斜板与水平面的夹角都是一致的，均为15～45º；所述储料斜板与出料板两侧均设有防止钢管在输送过程中意外掉落的挡边；所述出料板也呈倾斜设置，通过螺栓固定在储料架的顶部斜面上，倾斜的角度和储料斜板保持一致。
所述夹紧装置包括第一液压伺服油缸，所述第一液压伺服油缸两侧设有支撑第一液压伺服油缸运动的第一导杆，所述第一液压伺服油缸通过第一油缸支撑件与上压膜连接，所述上压模和两个平行布置的第一换料轮模相配合对待加工管材夹紧，两个所述第一换料轮模安装在第一换料轮轴上，所述第一换料轮轴支撑安装在辅助装置的两个侧板之间，所述第一导杆通过第一套管与辅助装置的上梁相连接，将夹紧装置上部分固定。
所述上压模和第一换料轮模上设有相配合的半圆形凹槽，用于固定并包裹管材，所述第一导杆的顶部末端安装有第一停止套，并限定夹紧装置的上下移动范围。
所述链轮式换料装置包括第二换料轮轴，所述第二换料轮轴支撑安装在辅助装置的两个侧板之间，所述第二换料轮轴上固定安装有两个平行布置的第二换料轮模，所述第二换料轮模的外缘均布加工有多个半圆形凹槽，与待加工管材相配合，并驱动其旋转运动；所述第二换料轮轴上固定有链轮，所述链轮与链条构成链条传动配合，所述链轮通过链条与电机输出轴上的主动链轮相啮合，并驱动第二换料轮轴转动，实现第二换料轮模的间歇转动，完成换料。
所述扩孔装置包括油缸固定架，所述油缸固定架通过第二油缸支撑件将第二液压伺服油缸固定，所述第二液压伺服油缸两侧设有第二导杆，所述第二导杆末端安装有第二停止套，并限定扩孔装置扩孔深度，所述第二导杆通过第二套管与侧板固定，所述第二液压伺服油缸与第二导杆均穿过辅助装置的侧板并与油缸固定架固定，所述第二液压伺服油缸的活塞杆末端安装有扩充头，所述扩充头包含多种不同的规格；所述扩充头的对侧设置有顶紧管材的螺旋丝杠，所述螺旋丝杠通过螺纹传动安装在丝杠固定架上，所述螺旋丝杠与夹紧装置的下压模相配合，所述丝杠固定架固定安装在辅助装置的侧壁上。
所述落料装置包括落料斜板、落料架、l形槽边、卸料槽和卸料架；所述落料斜板固定在落料架上，所述落料斜板两侧安装有l形槽边，所述卸料槽向下倾斜，并通过卸料架与底座固定，所述落料斜板与链轮式换料装置的第二换料轮模对接，所述落料斜板的顶端设有两个u型凹槽，待加工管材加工完毕后，通过第二换料轮模的间隔旋转，实现管材由第二换料轮模到落料斜板的过渡，完成落料和收集。
所述辅助装置包括警示灯、电控柜、紧急开关、仪器仪表、液压油泵、底座、底板、侧板和上梁；所述警示灯用于显示机器故障，所述电控柜内部安装控制系统，所述仪器仪表用于显示加工过程机器的各项参数，所述液压油泵为第二液压伺服油缸提供动力；所述警示灯、电控柜、仪器仪表、液压油泵均安装在底座上，所述底板与底座相连，所述底板上安装有储料装置、夹紧装置、链轮式换料装置、扩孔装置和落料装置；所述侧板与底座相连，两块侧板之间通过固定两根钢轴保持稳定，所述上梁固定在两块侧板之间，所述上梁与夹紧装置上半部分相连。
采用任意一项所述自动扩孔机的使用方法，它包括以下步骤：
step1：将需要扩孔的管材安放在储料装置中，通过倾斜放置的储料斜板将对管材进行自动的下料，使其自动的输送到夹紧装置；
step2：启动自动夹紧装置，通过上压模和夹紧装置的第一换料轮模相配合对待加工管材夹紧；
step3：当待扩孔管材夹紧之后，启动扩孔装置，通过扩充头对管材的一端进行扩孔；
step4：当扩孔完成之后，启动链轮式换料装置，将待扩孔的管材再次放置于自动夹紧装置上，并将已经扩孔好的管材送入到落料装置进行自动落料；
step5：重复上述的步骤，完成所有管材的扩孔作业。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用上述的扩孔机，所述储料装置的作用是输送和储存待加工管材，将待加工的材料输送到下一个工位，所述夹紧装置的作用是将待加的工材料夹紧固定，以便于进行加工，所述链轮式换料装置的作用是完成工件的更换，是扩孔机能够实现自动加工的重要部分，所述扩孔装置的作用是对待加工的材料完成扩孔工序，所述落料装置的作用是将加工后的工件进行落料和收集，所述辅助装置的作用是为一种链轮式自动扩孔机提供其他一些必要组件。
2、所述储料装置是由若干块首尾对接且呈z形上下设置的储料斜板组成，相邻的两块储料斜板的倾斜方向相反，每个储料斜板与水平面的夹角都是一致的，使钢管在储料斜板和出料板上可以不需要驱动机构，只依靠自身的重力就能够向前移动。
3、通过所述的夹紧装置，工作过程中所述第一液压伺服油缸通过第一油缸支撑件与上压膜连接，驱动上压模向下运动将管材包裹，并对其施加一定的挤压力，将管材夹紧，使管材保持平衡稳定，便于对管材的扩孔加工。
4、通过所述的链轮式换料装置，两个所述第二换料轮模设有多个类半圆形凹槽，用于固定管材和带动管材运动，通过第二换料轮模的旋转，实现将储料装置的管材运输到夹紧装置，同时，将扩孔装置扩孔完成的管材运输到落料装置，间隔时间夹紧装置辅助扩孔装置完成扩孔，所述第二换料轮轴上固定有链轮，链轮与链条构成传动装置，电机通过链轮与链条带动换料轮轴转动，继而实现第二换料轮模的间歇转动，完成换料。
5、通过所述的落料装置，所述落料斜板两侧安装有l形槽边，使管材的落料过程不会滚出落料斜板，所述卸料槽向下倾斜，便于管材落料，所述卸料槽通过卸料架与底座固定，所述落料斜板与第二换料轮模可以对接，所述落料斜板顶端设有两个u型凹槽，当待加工的管材加工完毕后，通过第二换料轮模的间隔旋转，实现管材由第二换料轮模到落料斜板的过渡，完成落料和收集。
6、通过所述的扩孔装置能够对管材进行扩孔，而且扩充头的尺寸可以改变，通过更换相应扩充头的尺寸实现对不同尺寸的管材进行加工，所述丝杠固定架用于固定螺旋丝杠，使扩孔装置对不同长度的管材进行扩孔加工。
7、通过采用plc控制器，能够对上述的扩孔机进行自动控制，通过液压驱动实现上压模的上下平移与扩充头的左右平移，通过气缸驱动链轮式换料装置的换料过程。
8、所述的一种链轮式自动扩孔机可以对管件的端口进行扩孔的操作，加工出所需要的管件，在一定程度上提高了管件加工的生产效率。
9、所述的一种链轮式自动扩孔机不仅价格经济，可以有效的降低生产成本，同时工作原理简单，容易操作，易于实现工作要求，适合用于批量生产，主要用于对金属薄壁管材进行加工，也可以对其它材料的管材进行加工。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的储料装置结构图。
图3为本发明的夹紧装置结构图。
图4为本发明的链轮式换料装置结构图。
图5为本发明的扩孔装置结构图。
图6为本发明的落料装置结构图。
图7为本发明的辅助装置结构图。
图8为本发明的扩口之后的管材结构。
图中：储料装置10、夹紧装置20、链轮式换料装置30、扩孔装置40、落料装置50、辅助装置60；
储料架101、左挡板102、连接板103、储料斜板104、右挡板105、出料板106、上料板107；
第一液压伺服油缸201、第一导杆202、上压模203、第一换料轮模204、第一换料轮轴205、第一油缸支撑件206、第一套管207、第一停止套208；
第二换料轮轴301、第二换料轮模302、链轮303、链条304、电机305；
油缸固定架401、第二油缸支撑件402、第二液压伺服油缸403、第二导杆404、第二停止套405、第二套管406、扩充头407、丝杠固定架408、螺旋丝杠409；
落料斜板501、落料架502、l形槽边503、卸料槽504、卸料架505；
警示灯601、电控柜602、紧急开关603、仪器仪表604、液压油泵605、底座606、底板607、侧板608、上梁609。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
结合参照图1，本发明包括储料装置10、夹紧装置20、链轮式换料装置30、扩孔装置40、落料装置50和辅助装置60。所述储料装置10的作用是输送和储存待加工管材，将待加工的材料输送到下一个工位，所述夹紧装置20的作用是将待加的工材料夹紧固定，以便于进行加工，所述链轮式换料装置30的作用是完成工件的更换，是扩孔机能够实现自动加工的重要部分，所述扩孔装置40的作用是对待加工的材料完成扩孔工序，所述落料装置50的作用是将加工后的工件进行落料和收集，所述辅助装置60的作用是为一种链轮式自动扩孔机提供其它一些必要组件。
结合参照图2，储料装置10包括储料架101、左挡板102、连接板103、储料斜板104、右挡板105、出料板106和上料板107，所述左挡板102与右挡板105之间由储料斜板104和出料板106组成输送通道，所述储料斜板104和出料板106由连接板103连接并固定在储料架101上，所述储料装置10是由若干块首尾对接且呈z形上下设置的储料斜板104组成，相邻的两块储料斜板104的倾斜方向相反，每个储料斜板104与水平面的夹角都是一致的，均为15～45º，使钢管在储料斜板104和出料板106上可以不需要驱动机构，只依靠自身的重力就能够向前移动，所述储料斜板104的输入端与左挡板102紧紧地贴在一起，使储料斜板104在接收来自上一块储料斜板104所掉落下的工件时就不至于被卡住，所述储料斜板104的输出端与右挡板105之间专门设有让管材通过的间隙，这个间隙的距离要比钢管的外径略大，使钢管可以通过这个间隙落到下一层储料斜板104，从而达到输送工件的目的，所述储料斜板104与出料板106两侧均设有防止钢管在输送过程中意外掉落的挡边，挡边的高度约等于钢管的直径，所述储料斜板104与出料板106两侧挡边的距离要略大于钢管的长度，限定钢管在储料斜板104上轴向运动的范围，所述出料板106也呈倾斜设置，通过螺栓固定在储料架101的顶部斜面上，倾斜的角度和储料斜板104一样，为15～45º，所述出料板106的输出端设有上料板107与链轮式换料装置30对接，所述上料板107底部设有两个u型凹槽，通过换料轮模302的间隔旋转，实现管材由出料板106到换料装置30的过度。
结合参照图3，夹紧装置20包括第一液压伺服油缸201、第一导杆202、上压模203、第一换料轮模204、第一换料轮轴205、第一油缸支撑件206、第一套管207和第一停止套208，所述第一液压伺服油缸201两侧设有支撑第一液压伺服油缸201运动的第一导杆202，所述第一液压伺服油缸201驱动上压模203上下运动，两个所述第一换料轮模204固定在第一换料轮轴205上，所述第一换料轮轴205通过螺栓固定在两块侧板608中间，所述第一液压伺服油缸201通过第一油缸支撑件206与上压膜203连接，驱动上压模203向下运动将管材包裹，并对其施加一定的挤压力，将管材夹紧，使管材保持平衡稳定，便于对管材的扩孔加工，所述第一导杆202通过第一套管207与上梁609相连接，将夹紧装置上部分固定，所述上压模203和第一换料轮模204上设有半圆形的凹槽，用于固定管材，所述第一停止套208固定在第一套管207一端，限定夹紧装置的上下移动范围。
结合参照图4，换料装置30包括第二换料轮轴301、第二换料轮模302、链轮303、链条304、电机305，所述第二换料轮轴301通过螺栓固定在两块侧板608中间，两个所述第二换料轮模302固定在第二换料轮轴301上，两个所述第二换料轮模302设有多个类半圆形凹槽，用于固定管材和带动管材运动，通过第二换料轮模302的旋转，实现将储料装置10的管材运输到夹紧装置20，同时，将扩孔装置40扩孔完成的管材运输到落料装置50，间隔时间夹紧装置20辅助扩孔装置40完成扩孔，所述第二换料轮轴301上固定有链轮303，链轮303与链条304构成传动装置，电机305通过链轮303与链条304带动第二换料轮轴301转动，继而实现第二换料轮模302的间歇转动，完成换料。
结合参照图5，所述扩孔装置40包括油缸固定架401、第二油缸支撑件402、第二液压伺服油缸403、第二导杆404、第二停止套405、第二套管406、扩充头407、丝杠固定架408和螺旋丝杠409，所述油缸固定架401通过第二油缸支撑件402将第二液压伺服油缸403固定，所述第二液压伺服油缸403两侧设有支撑第二导杆404，所述第二导杆404末端安装有第二停止套405，限定扩孔装置40扩孔的深度，所述第二导杆404通过第二套管406与侧板608固定，所述第二液压伺服油缸403与第二导杆404均穿过侧板608与油缸固定架401固定，可保证扩孔装置40的扩孔过程保持平衡稳定，所述第二液压伺服油缸403驱动扩充头407左右移动，对管材进行扩孔，所述扩充头407的尺寸可以改变，通过更换相应扩充头407的尺寸实现对不同尺寸的管材进行加工，所述丝杠固定架408用于固定螺旋丝杠409，使扩孔装置40对不同长度的管材进行扩孔加工。
结合参照图6，落料装置50包括落料斜板501、落料架502、l形槽边503、卸料槽504和卸料架505，所述落料斜板501通过螺栓固定在落料架502上，所述落料斜板501两侧安装有l形槽边503，使管材的落料过程不会滚出落料斜板501，所述卸料槽504向下倾斜，便于管材落料，所述卸料槽504通过卸料架505与底座606固定，所述落料斜板501与第二换料轮模302可以对接，所述落料斜板501顶端设有两个u型凹槽，当待加工的管材加工完毕后，通过第二换料轮模302的间隔旋转，实现管材由第二换料轮模302到落料斜板501的过度，完成落料和收集。
结合参照图7，辅助装置包括警示灯601、电控柜602、紧急开关603、仪器仪表604、液压油泵605、底座606、底板607、侧板608和上梁609，所述警示灯601用于显示机器故障，所述电控柜602用于安装控制系统，所述紧急开关603用于处理突发情况，所述仪器仪表604用于显示加工过程机器的各项参数，所述液压油泵605为第二液压伺服油缸403提供动力，所述的警示灯601、电控柜602、仪器仪表604、液压油泵605均安装在底座606上，所述底板607通过螺栓与底座相连，所述底板607上安装有储料装置10，夹紧装置20，链轮式换料装置30，扩孔装置40，落料装置50，所述侧板608通过螺栓与底座相连，两块侧板608之间通过固定两根钢轴保持稳定，所述上梁609通过螺栓固定在两块侧板608之间，所述上梁609与夹紧装置20上半部分相连，保证夹紧过程的稳定。
任意一项所述自动扩孔机的使用方法，它包括以下步骤：
step1：将需要扩孔的管材安放在储料装置10中，通过倾斜放置的储料斜板104将对管材进行自动的下料，使其自动的输送到夹紧装置20；
step2：启动自动夹紧装置20，通过上压模203和第二换料轮模302相配合对待加工管材夹紧；
step3：当待扩孔管材夹紧之后，启动扩孔装置40，通过扩充头407对管材的一端进行扩孔；
step4：当扩孔完成之后，启动链轮式换料装置30，将待扩孔的管材再次放置于自动夹紧装置20上，并将已经扩孔好的管材送入到落料装置50进行自动落料；
step5：重复上述的步骤，完成所有管材的扩孔作业。
本发明的工作原理为：
储料和输送的工作原理为：将需要加工的管材安放在储料装置中，储料装置又是由若干块储料斜板所组成的，由于储料斜板都是倾斜设置的，所以工件只需要依靠自身的重力就可以向前移动了，又由于储料斜板是呈z字形上下对接设置的，所以物料的输送路线呈z字形走向。这种储料输送的方式能够有效的节约空间，而且放置在储料装置内的钢管排列的整齐有序，让操作者能够比较直观的了解到储料的状态，以便于及时添加工料或者排除上料故障；另外这样设计结构比较简单，不需要专门的驱动机构，可以有效的降低生产成本。
夹紧的工作原理为：当待加工的工件从出料板进入加工工位后，上压模会在驱动机构的驱动下，向下移动一段距离，上压模的凹槽会将工件包裹，并对其施加一定的挤压力，确保工件保持平衡稳定，以便于进行接下来的扩孔加工。
换料的工作原理为：位于出料板输出端的第一个工件为待加工工件，当正在加工的工件加工完毕后，链轮式换料装置就会立即启动，将待加工的工件运送到加工工位上，同时，将已加工的工件送到落料装置，完成工件的更换，实现自动换料。
扩孔的工作原理为：待加工的工件被夹紧后，扩孔装置就会立即启动，扩充头就会在平移驱动机构的作用下向工件的一端移动，由于工件的内径比扩充头的前端直径大，所以扩充头的前端能够轻松的插入工件内，而扩充头的后半段直径比工件的内径大，所以扩充头的后半段即将要进入工件内时，工件在推力的作用下会向限位杆方向移动，最终与限位杆相抵，工件不能再移动，所以扩充头的后半段能够强行的深入到工件内，完成对工件端部的扩孔动作。
落料的工作原理为：当扩孔装置和压紧装置分别复位后，需要对工件进行更换，链轮式换料装置再次启动，将已经加工完毕的工件送入落料装置内，对加工完毕的工件进行落料和收集。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。