一种薄壁钢管加工内部支撑装置的制作方法

本发明涉及薄壁钢管加工，具体为一种薄壁钢管加工内部支撑装置。

背景技术：

1、在薄壁钢管的加工过程中（如抛光、磨削、切割等），钢管因壁厚较小、刚性不足，在受到外部加工力时极易发生径向变形或塌陷，严重影响加工精度与表面质量。传统的支撑方式多采用外部夹具夹持或内部芯棒支撑。外部夹具夹持容易在钢管表面留下压痕或划伤，且夹持力不易控制，过紧则变形，过松则无法提供有效支撑；内部芯棒虽然能提供较好的径向支撑，但存在以下问题：首先，刚性芯棒与钢管内壁之间为硬性接触，对于内径存在微小公差的钢管，芯棒可能无法紧密贴合，导致支撑不均匀；其次，刚性芯棒的装入和取出较为困难，特别是对于长径比较大的薄壁管，容易划伤内壁；再者，传统支撑装置无法实现钢管在加工过程中的轴向微调和旋转，影响加工灵活性和效率。因此，本领域迫切需要一种能够实现薄壁钢管内部均匀支撑、便于装夹和调整、且能辅助外部加工的集成化支撑装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种薄壁钢管加工内部支撑装置，解决了上述的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种薄壁钢管加工内部支撑装置，包括加工台，所述加工台的一侧分别固定连接有导轨和钢管输送带，所述导轨的侧边滑动连接有两个分别通过驱动机构驱动的旋转气缸，所述旋转气缸的活塞杆通过连接杆固定连接有翻转架，所述翻转架的内腔转动连接有转动块，所述转动块的一侧固定连接有定位杆，所述定位杆的表面包覆有充气气囊；

3、还包括设置在加工台表面的打磨机构，打磨机构包括固定在加工台表面的两个导向架，两个导向架分别分布于定位杆的两侧，所述导向架的内腔开设有导向槽，所述导向槽的内腔滑动连接有通过气缸驱动上下运动的动力电机，所述动力电机的输出轴端固定连接有转轮，两个所述转轮的表面均传动连接有抛光带，在使用的时候，通过钢管输送带对钢管进行输送，此时转动右侧的旋转气缸带动翻转架转动到钢管输送带一侧，然后钢管输送套结在定位杆表面的充气气囊上，然后右侧的旋转气缸在导轨上向右滑动，然后翻转复位，带动钢管运动到左侧的定位杆侧边，然后右侧的旋转气缸在导轨上向左滑动，带动钢管套设在左侧的定位杆上，此时两个定位杆通过末端的卡接件插接在一起，然后充气气囊进行充气，膨胀对钢管内壁进行支撑，通过运动气缸带动支撑轮运动抵接在钢管的侧壁进行支撑，通过抛光带进行抛光，在抛光加工的时候通过左右移动轨道上的旋转气缸调节钢管的位置，然后通过转动转动块带动钢管自转。

4、作为本发明进一步的方案：所述充气气囊通过进气管与外界气泵连通，且内置有气压监测传感器。

5、作为本发明进一步的方案：所述抛光带位于定位杆的下方，通过调节两个转轮的位置，带动抛光带运动调节位置，将钢管下表面包裹，通过抛光带转动进行抛光。

6、作为本发明进一步的方案：所述加工台的表面设置有支持机构，支持机构包括两个固定在加工台表面的运动气缸，两个所述运动气缸活塞杆的一端均固定连接有支撑轮，两个所述支撑轮沿着定位杆两侧对称设置。

7、作为本发明进一步的方案：所述钢管输送带的侧边转动连接有导向轮，通过导向轮对钢管进行导向，使其能运动套设在右侧的定位杆表面。

8、作为本发明进一步的方案：所述导轨为直线滑轨结构，所述旋转气缸的底部固定连接有与导轨滑动适配的滑块，驱动机构为驱动电机与传动丝杆配合的传动结构，驱动电机固定在导轨端部，传动丝杆与滑块螺纹连接，通过驱动电机带动传动丝杆转动，进而驱动旋转气缸沿导轨做直线往复运动。

9、作为本发明进一步的方案：所述翻转架的内腔两端均嵌装有轴承，所述转动块的两端分别与轴承的内圈固定连接，所述翻转架的外侧固定连接有自转驱动电机，自转驱动电机的输出轴与转动块的一端固定连接，通过自转驱动电机带动转动块沿轴承轴心转动，进而带动定位杆及钢管同步自转。

10、本发明与现有技术相比具备以下有益效果：

11、实现了薄壁钢管内部的均匀柔性支撑，有效防止加工变形：通过两个相向设置的定位杆及其表面包覆的充气气囊，在定位杆插入钢管内部后，通过外界气泵向气囊充气，气囊膨胀后与钢管内壁紧密贴合，提供360度均匀的径向支撑力。相比刚性芯棒，充气气囊能够自适应钢管内径的微小公差，实现无间隙贴合，既提供了足够的支撑刚性，又避免了硬性接触对内壁的划伤。

12、构建了高效的钢管自动上料与定位对接系统：通过导轨、旋转气缸、翻转架及钢管输送带的配合，实现了钢管的自动输送与装夹。右侧旋转气缸带动翻转架转动至输送带一侧，钢管套接在定位杆上后，翻转架复位并将钢管输送至左侧定位杆处，两个定位杆通过末端的卡接件插接在一起。整个过程自动化程度高，装夹快速、定位准确，大幅提高了生产效率。

13、实现了加工过程中的钢管位置与姿态调节：两个旋转气缸均可沿导轨左右滑动，可在抛光加工过程中调节钢管的轴向位置；同时，通过转动块带动定位杆旋转，可实现钢管的自转运动。这一双重调节功能使得抛光带能够覆盖钢管的全长和全周，保证了加工的一致性和完整性。

14、优化了外部抛光与辅助支撑的协同配合：两个导向架内的动力电机可沿导向槽上下滑动，带动转轮及抛光带调节位置，将钢管下表面包裹进行抛光。同时，运动气缸驱动的支撑轮从外侧对钢管进行辅助支撑，与内部气囊共同构成内外协同的支撑体系，进一步增强了加工系统的刚性，有效抑制了抛光过程中的振动。

1.一种薄壁钢管加工内部支撑装置，包括加工台（1），其特征在于：所述加工台（1）的一侧分别固定连接有导轨（2）和钢管输送带（3），所述导轨（2）的侧边滑动连接有两个分别通过驱动机构驱动的旋转气缸（5），所述旋转气缸（5）的活塞杆通过连接杆（6）固定连接有翻转架（7），所述翻转架（7）的内腔转动连接有转动块（8），所述转动块（8）的一侧固定连接有定位杆（15），所述定位杆（15）的表面包覆有充气气囊（14）；

2.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述充气气囊（14）通过进气管与外界气泵连通，且内置有气压监测传感器。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述抛光带（13）位于定位杆（15）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述加工台（1）的表面设置有支持机构，支持机构包括两个固定在加工台（1）表面的运动气缸（9），两个所述运动气缸（9）活塞杆的一端均固定连接有支撑轮（10），两个所述支撑轮（10）沿着定位杆（15）两侧对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述钢管输送带（3）的侧边转动连接有导向轮（4），通过导向轮（4）对钢管进行导向。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述导轨（2）为直线滑轨结构，所述旋转气缸（5）的底部固定连接有与导轨（2）滑动适配的滑块，驱动机构为驱动电机与传动丝杆配合的传动结构，驱动电机固定在导轨（2）端部，传动丝杆与滑块螺纹连接，通过驱动电机带动传动丝杆转动，进而驱动旋转气缸（5）沿导轨（2）做直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管加工内部支撑装置，其特征在于：所述翻转架（7）的内腔两端均嵌装有轴承，所述转动块（8）的两端分别与轴承的内圈固定连接，所述翻转架（7）的外侧固定连接有自转驱动电机，自转驱动电机的输出轴与转动块（8）的一端固定连接，通过自转驱动电机带动转动块（8）沿轴承轴心转动，进而带动定位杆（15）及钢管同步自转。