在細長中空工件上加工孔的設備制造技術

一種孔加工設備，用于穿過中空細長工件的側壁加工孔，不僅沒有任何在孔加工操作過程中產生的切屑附著在工件內壁表面，而且沒有任何防銹油的燃燒。為了冷卻工作位置，冷卻氣體通過工件開口端吹入，以便在工件的內部產生冷卻氣流。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及孔加工的方法及設備。特別是不僅能保證孔加工中在諸如底盤車架或類似物的細長中空件上加工孔而防止生成的切屑附著到工件的內表面，而且防止防銹油在孔加工過程中燃燒的一種孔加工方法及裝置。通常，車輛底盤車架采用有許多中空式細長的側向構件。通過多側向構件的側壁加工有各自預定直徑的要求數量的孔，以便利用這些成型孔將部件固定到該側向構件上去。某些這種底盤車架在完成預定加工后即行運輸以便在外國的某個很遠的地方把它們與其他部件作裝配。為使運輸中底盤車架的表面不生銹，底盤車架的表面要涂上防銹油。而問題在于孔加工操作中生成的熱會引起防銹油燃燒，或由孔加工操作產生的切屑會附著到底盤車架的對面內壁面上遂引起該切屑周圍生銹及包括該切屑的底盤車架的一部分發生所不希望有的銹蝕。本專利技術已就上述情況加以考慮，其目的在于提供一種孔加工的方法及設備，各自保證在中空式細長工件上形成各有預定直徑的要求數量的孔、不僅不會殘留有因孔加工操作中產生的切屑或碎片粘于該工件的內側表面，而且沒有任何涂在工件表面的防銹油的燃燒。依照本專利技術的一個方面，提供了一個孔加工設備，包括一個底座，從底座上垂直豎立多個工件支承架，用以牢固地固定中空細長的工件，一個用于工件在工作位置和準備位置之間垂直移動的工件升降機，一個用于穿過工件側壁加工出具有預定直徑孔的加工工具和一個安裝在工件一端的開口部分附近的冷氣吹氣裝置，把冷卻氣體注入工件。最好是從等離子氣體吹管或激光束孔加工裝置用作孔加工工具。冷氣吹風裝置最好是由一個適合于朝著工件開口端向前或向后方向移動的推進塊，一個由推進塊支承的冷卻頭，和一個固定在冷卻頭上的冷卻氣體噴嘴組成。冷卻頭最好恰恰設置在工件開口端的前方，它與工件的左側之間有一預定的距離，以便允許周圍的空氣進入工件。此外，依照本專利技術的另一方面，提供了一種加工方法，包括將中空細長工件牢固地固定在工件支承架上，借助孔加工工具穿過工件側壁在預定位置加工孔和通過在工件一端的開口部分向加工位置吹冷卻氣體的步驟。本專利技術的其它目的，特點和優點從下面提供附圖的描述可得以了解。附圖說明圖1表示的是本專利技術孔加工設備的平面圖。圖2表示的是本專利技術孔加工設備的側視圖。圖3表示的是本專利技術工件支承架的結構側視圖。圖4表示的是孔加工設備主要部分局部放大側視圖。圖5表示的是本專利技術冷卻氣體供給裝置側視圖。圖6表示的是冷卻氣供給噴嘴和工件之間位置關系側視圖。圖7表示的是按本專利技術另一個實施例的表示冷卻頭和工件的側視圖。圖8大略地表示的是周圍空氣怎樣進入工件內部的立體圖。圖9表示孔附近測得溫度如何隨著時間變化的說明性圖。圖10a表示的是切屑附著在工件側表面和常規的等離子氣體孔加工操作過程中防銹油局部燃燒的說明性附圖。圖10b表示的是依照本專利技術加工操作完工之后工件內部的說明性附圖。圖11表示的是依照本專利技術用于孔加工操作中等離子氣體吹管軌跡的說明性附圖。現在將對本專利技術作詳細描述，在下文中通過參考附圖由此舉例說明一個優選的實施例。在圖1到圖3中，標號1表示底座。從底座1上垂直豎立四個工件支承架2。如圖3所示，每一個工件支承架包括一個靜止的支柱3，一個角型工件夾持器4被牢固地固定在其上端。一個夾鉗部件5被可轉動地支承在工件夾持器4的左端繞樞軸6轉動，主動液壓缸裝置7的活塞桿8的上端樞接到夾鉗部件5的左端。用這個結構，以大體水平狀態放置于工件夾持器4上的工件W，并以夾鉗部件5的牢固壓緊使中空細長的工件W牢固地把持在工件支持架4上。此外，一個工件升降機9垂直豎立在底座1上。工件升降機9包括一個帶有支承在其上端的輥10的垂直桿11，并且垂直桿11的下端可轉動地連接到直角杠桿12的一個臂12a上。直角杠桿12的另外一個臂12b樞接到用于在水平方向移動的驅動桿13上。驅動桿13通過主動液壓缸14驅動作往復移動。依照本專利技術，冷氣吹氣裝置15安裝在中空細長工件W的開口部分其左端附近這個冷氣吹氣裝置15包括一個設置在推進塊17上的冷卻頭16。推進塊17可移動地設置在一支架18上，通過主動液壓缸19的驅動在向前或向后方向移動。冷卻頭16裝有一個一端連接到適當的冷卻氣體供給源上的冷卻噴嘴20。一對加工機械手21安裝在底座1的一側，并且轉動和垂直移動機械手臂22抓住孔加工工具，如等離子氣體吹管23。激光束可以替代等離子吹管。機械手控制裝置24控制每一個加工機械手21轉動和垂直移動，等離子氣體控制裝置25控制等離子氣體吹管23的發射和停止。機械手控制裝置24用電路連接的方法連接到孔加工步驟控制裝置26上。上述的冷卻頭16與工件W的一開口端Wa接觸。另一方面，如圖6和圖7所示，冷卻頭16可以從工件W的開口端Wa分開一段距離或間隙L。在這種情況下，周圍空氣由文氏管(Venturi)效應進入工件W的內部，通過開口端Wa以便使在工件W內的氣體流動均勻。在這種情況下，固定設定距離或間隙L，隔離件26可以被放入冷卻頭16和工件W之間。下一步，按上述方式構成的孔加工裝置的操作方法將描述如下如圖2和圖4所示，待作孔加工的工件W在準備位置上由升降孔9的輥10以大體水平方式所支承。保持上述位置，驅動主動液壓缸14以便允許直角杠桿12在順時針方向轉動，導至垂直桿11下降，因此工件W下降直到它被工件接收裝置4支承。接著驅動主動液壓缸19在如圖所示的向右方向移動推進塊17以便使冷卻頭16與工件W左端表面接觸。然后，工件W作縱向移動以確定位置。當工件W設置在正常位置時，驅動主動液壓缸7以便通過在夾持方向移動夾鉗部件5將工件W牢固地夾緊。同時保持上述狀態，移動機械手臂21以便使等離子氣體吹管23設置在穿過工件W的加工孔的位置。同時，冷卻氣吹到工件W的內部。在等離子氣體吹管23完全設定并且來自于冷氣吹氣裝置15的冷卻噴嘴20的冷卻氣體吹到工件W的內部時，一個信號輸入到等離子氣體控制裝置25，此后，放射等離子氣體弧。等離子氣體吹管23沿著如圖11中描繪的軌跡(1)-(2)-(3)-(4)和(5)移動，形成具有預定直徑的圓孔。我們發現，當等離子氣體吹管23沿著包含在如圖11所示的直線軌跡移動時，由等離子氣體吹管23產生廢料的數量可被減少。依照本專利技術，由于當等離子氣體吹管23在工件W的側壁上加工孔時，冷卻氣體通常流過在中空細長工件W上加工出的孔，等離子氣體工作時產生的切屑被冷氣氣流吹掉，沒有任何東西附著到工件W的內壁表面。此外，由于工件W的加工部分在用等離子氣體吹管23加工孔的操作過程中由冷氣冷卻，防銹油燃燒被防止了。如圖6和圖7所示情況，冷卻頭16恰好設置在工件W的開口端前面，保持其間距離或間隙L，周圍空氣通過"Venturi″效應進入工件W，使工件內的氣流能夠均勻。由圖8用立體圖的方式表示出周圍空氣進入的情況，冷卻頭16設置在適用于冷卻頭16和具有矩形剖面輪廓工件W的開口端Wa之間的間隙L。在此情況下，總的面積ST由下面的公式給出ST＝ST1＋ST2＋ST3＋ST4圖9同時表示出本專利技術與以前的工藝比較，當穿過工件加工孔時，工件的溫度上升特性曲線。從圖中明顯的看出，用以前的工藝，工件的加熱溫度最大超過800℃，但依照本專利技術，工件上升的溫度抑制在30℃或更低。盡管在此對本專利技術的最佳實施例進行了說明和描述，不言而喻這種公開只用于說明的目的，在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種孔加工設備，其特征在于包括：一個底座，安裝在底座上的多個工件支架，用于牢固地固定中空細長工件，一個用于在工作位置和準備位置之間垂直移動工件的工件升降機，一個用于穿過工件側壁加工具有預定直徑的孔加工工具，和一個安裝在工 件一端的開口部分附近，用以將冷卻氣體吹進工件的冷卻氣體吹氣裝置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T太田，M森谷，
申請(專利權)人：富士重工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]