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技术领域

本发明涉及去毛刺技术领域，具体涉及一种流体冲击疲劳断裂去毛刺装置 及去毛刺方法。

背景技术

去毛刺是一项重要的生产工序，已经由传统的手工去毛刺向专用机床、自 动化去毛刺的方式发展。据粗略统计，1972年，去毛刺的方法还只有20种，现 在已经超过了80种。在生产实际中，用于横孔去毛刺的方法主要有如下几种：

1、热能(高温)去毛刺

将带有毛刺的零件，经除油和干燥后，放进密闭的容器中充入定比、定量 的氢、氧混合气体，经火花塞点燃，利用化合过程瞬时燃爆形成3000℃的高温， 使零件毛刺受热到溶蚀状态并与剩余的一部分氧气发生氧化反应，熔化并烧蚀 毛刺形成氧化物，毛刺即被去除。由于气体无孔不入，零件各处的毛刺得到一 次性除净。处理后的零件尺寸精度，表面粗糙度，强度，金相组织，硬度及表 面应力等方面不受影响，对保证零件质量，提高工效有明显的作用。这种加工 方法，加工设备昂贵，而且维护困难，生产成本也较高。

2、磨料流技术

磨料流加工技术(AbrasiveFlowMachining)简称为AMF，在国内也称挤 压珩磨或磨料加工。是国外近十年发展起来的一项新的精加工技术。磨料流加 工是将具有一定粘弹性的专用磨料反复挤过加工表面而产生相当于研磨切削作 用的一种加工方法。磨料流加工可以对各种材料的机械零件的各种表面进行研 磨、抛光，尤其适合异形表面的精加工。磨料流还可以用于去除零件边缘上的 各种加工方法形成的毛刺和对零件棱边倒圆角，尤其适用于小型交叉孔内去毛 刺和倒圆角。磨料流的磨料流动规律相当复杂，还有很多问题需要解决，如： 加工效果与加工参数的确切关系，清洗问题，磨料在各种形状通道内的流动特 性等，总之，现在还不能完全控制其加工过程。

3、电化学抛光去毛刺

零件电化学抛光去毛刺实质上是零件在电抛光溶液中进行阳极电解加工， 这是一个独特的阳极过程。在整个去毛刺的阳极电解过程中，零件表面同时进 行着两个过程，即金属表面钝化膜不断生成和溶解，金属表面处于活化钝化状 态的交互变化中。由于零件表面粗糙度不同，表面微小毛刺和微观凸起处与较 平整或凹洼处化学成膜进入钝态的条件不同，又因阳极区电化学溶解使金属盐 浓度不断增加，在零件表面形成一种高电阻率的稠性粘膜，在较小毛刺或微观 凸起处粘膜厚度比平滑或凹洼处较薄，而所受搅拌、对流、扩散等冲击作用则 较强，所以使有较小毛刺或微观凸起部位处电流密度较大，电化学溶解速度较 快；而较平整或凹洼微观部位则电流密度较小，电化学溶解速度较慢。所以较 小毛刺或微观凸起处较平整或微观凹洼处优先电化学溶解，从而达到毛刺去除 和整平抛光目的。这种方法加工效率低，而且对于盲孔上的毛刺，加工效率就 更低了，所以不适用于制动主缸的横孔毛刺去除。

4、磁力研磨去毛刺

磁力研磨去毛刺是一种利用磁场和磁性磨料进行去毛刺和表面加工的新技 术。其原理是将需要去毛刺的工件放入两磁极形成的磁场中，在工件和磁极的 间隙中放入磁性磨料，当工件在磁场中旋转并做轴向振动时，在磁场的作用下， 工件和磨料发生相对运动，磨料就对工件表面进行研磨加工，达到去毛刺和抛 光的目。磁力研磨去毛刺应用面很宽，几乎不受工件的形状限制。目前，国内 外都在研究和应用这一技术，已研制出专用多工位自动磁力研磨机床。

5、专用工具法

还有一些公司专门研究了一些专用刀具，用切削加工的办法去除毛刺。主 要有瑞士的好优利(HEULE)公司、德国的罗森博格(ROTHENBERGER)公司、 以色列的诺佳(NOGA)公司等。这些工具以手工方式为主，而且对于比较小的 孔上的毛刺也不好加工。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种流体冲击疲劳断裂去毛刺 装置及去毛刺方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置，包括框架、分别固定在框架上下 端的第一固定板和油槽固定板、固定在框架中部的支撑板，还包括：

转动主轴机构，包括内轴、套装在内轴上的两个第二轴承、安装在两个第 二轴承下端的螺母、套装在两个第二轴承及螺母外侧的外套、固定在外套上且 位于两个第二轴承上端的第二轴承端盖、分别套装在内轴上下端的转动盘和大 带轮、固定在支撑板上的电机支撑板、固定在电机支撑板上的步进电机、固定 在步进电机输出轴上的小带轮，所述外套外侧固定在支撑板的中心孔内，所述 大带轮与小带轮通过皮带相连，启动步进电机带动小带轮及大带轮转动，同时 带动内轴及转动盘转动从而使整个转动主轴机构运转起来；

锁紧机构，用于锁紧转动主轴机构；

均匀布置在转动盘圆周上的三个工件夹紧机构，用于夹紧汽车制动主缸， 每个工件夹紧机构均包括固定在转动盘上的油压液压缸、固定在油压液压缸上 端的连接销、通过连接销安装在油压液压缸上端中心的油压缸横压杆、分别安 装在油压缸横压杆两端下侧的两个压紧柱，所述油压液压缸通过连接销和油压 缸横压杆带动压紧柱上升、下降和90°旋转，所述压紧柱下端压紧汽车制动主 缸；

油压分配器，用于向油压液压缸输入高压液压油，通过液压站的电磁阀的 控制，从而使油压液压缸动作；

流体冲击疲劳断裂机构，包括侧封闭机构和下封闭机构，所述侧封闭机构 用于对汽车制动主缸横孔进行压紧和密封，包括连接件、分别安装在连接件两 端孔内的第一封闭杆和第二封闭杆、固定在框架上的横板、两端分别安装在连 接件中心孔和横板上的封闭油缸，所述封闭油缸移动，带动第一封闭杆和第二 封闭杆向前运动，直至第一封闭杆和第二封闭杆端部分别伸入汽车制动主缸的 两个横孔内，实现汽车制动主缸横孔的压紧和密封；所述下封闭机构用于对汽 车制动主缸主孔进行压紧和密封，包括固定在支撑板上的封闭气缸、上端安装 在支撑板通孔内的第三封闭杆，所述第三封闭杆下端与封闭气缸通过连接板固 定，所述封闭气缸移动，带动第三封闭杆竖直向上运动，直至第三封闭杆上端 伸入汽车制动主缸主孔内，完成汽车制动主缸主孔的压紧和密封；

反冲法去毛刺机构，包括两个气缸侧板、分别固定在两个气缸侧板上下端 的第二固定板和气缸固定板、固定在气缸固定板下端的反冲气缸、与反冲气缸 相连的冲头组合机构、固定在支撑板上的气缸固定架、固定在气缸固定架上的 行走气缸，所述行走气缸的气缸伸缩杆通过位置调整块安装在第二固定板的侧 孔内；所述冲头组合机构包括定位套、位于定位套内部的推杆、固定在推杆上 端的叉子、固定在定位套上的冲座体、固定在冲座体上的冲座，安装在冲座上 的冲头、由下至上依次安装在推杆下端的隔垫和位置调整垫、安装在隔垫下端 面上的气缸连接体，所述冲座体、冲座和冲头均安装在定位套内孔中，所述气 缸连接体与反冲气缸相连，所述定位套一端伸出第二固定板上侧；所述行走气 缸移动，气缸伸缩杆伸长，带动第二固定板沿竖直方向向上运动，同时带动反 冲气缸以及冲头组合机构沿竖直方向向上运动，使冲头从汽车制动主缸主孔的 正下方运动至汽车制动主缸的主孔里，通过反冲气缸动作，气缸伸缩杆通过气 缸连接体带动与推杆连接的叉子冲击冲座体，冲座体经叉子的斜面作用后冲头 水平方向冲击汽车制动主缸的主孔与横孔的交叉处，实现对汽车制动主缸主孔 与横孔的反冲；

控制系统，分别与液压站、液压泵、步进电机、锁紧机构、封闭油缸、封 闭气缸、反冲气缸和行走气缸相连，用于控制整个装置运行。

进一步的，还包括固定在支撑板上且位于转动盘边缘下侧的环形油槽，用 于接安装在转动盘上的油压液压缸漏出的高压液压油，经转动盘上的小孔流向 环形油槽内。

进一步的，还包括通过油槽连接件固定在油槽固定板上的接油箱，所述第 三封闭杆下端通过油压管接入到接油箱内，所述接油箱通过油压管分别与液压 站和液压泵相连，完成流体冲击疲劳断裂加工后，高压液压油经第三封闭杆及 油压管进入接油箱，再经液压泵返回液压站，以此循环利用。

进一步的，所述锁紧机构包括固定在支撑板上且通过油压管与液压站相连 的锁紧油缸、下端固定在锁紧油缸上的锁紧销、固定在转动盘边缘的锁紧套， 锁紧时，所述锁紧油缸移动，带动锁紧销上端向上伸长，直至到达锁紧套内部， 完成转动主轴机构的锁紧。

进一步的，所述油压分配器包括固定在第一固定板上的油压内轴、套装在 油压内轴上的两个第一轴承、套装在油压内轴和两个第一轴承外侧的外壳、安 装在外壳上且位于两个第一轴承上方的第一轴承端盖、安装在油压内轴和外壳 下端的封闭盖，所述油压内轴上设有进油孔和出油孔，均通过油压管与液压站 相连，通过油压内轴上的进油孔向油压分配器内部输入高压液压油，通过油压 内轴上的出油孔将高压液压油输送回液压站，通过油压内轴上的进油孔和出油 孔形成高压液压油回路，所述外壳上设有三个进油孔和三个出油孔，一个进油 孔和一个出油孔组成一对，分别对应与一个油压液压缸相连，通过油压内轴上 的进油孔向油压分配器内部输入高压液压油，通过油压分配器向油压液压缸供 给高压液压油，通过液压站的电磁阀的控制，使油压液压缸动作。

进一步的，所述控制系统包括PLC，与PLC相连的触摸屏、按钮和开关电 源，与开关电源相连的开关，分别与PLC和步进电机相连的步进电机驱动器； 所述PLC分别与液压站、液压泵、封闭油缸、锁紧油缸、封闭气缸、反冲气缸 和行走气缸相连；

通过触摸屏向PLC发送控制指令，通过PLC控制液压站启动输出高压液压 油以及控制锁紧油缸动作夹紧转动主轴机构；

所述按钮包括启动按钮、停止按钮和急停按钮，通过启动按钮和停止按钮 控制流体冲击疲劳断裂和反冲加工的启动与停止，通过急停按钮使装置停止在 当前位置不进行任何操作。

进一步的，通过触摸屏向PLC发送控制指令，通过PLC控制液压站启动持 续提供高压液压油，同时控制锁紧油缸动作夹紧转动主轴机构，完成上述动作 后，点击启动按钮对汽车制动主缸进行一个周期的循环加工，即封闭油缸移动 完成汽车制动主缸横孔的压紧和密封，封闭气缸移动完成汽车制动主缸主孔的 压紧和密封，锁紧油缸移动完成转动主轴机构的锁紧，液压站持续提供高压液 压油，完成对汽车制动主缸横孔毛刺的流体冲击疲劳断裂加工；行走气缸移动， 随后反冲气缸移动，完成反冲法去毛刺加工；点击停止按钮，停止提供高压液 压油，各油缸、气缸恢复到初始位置，通过步进电机驱动器驱动步进电机转动， 同时带动内轴旋转120°，通过触摸屏控制锁紧油缸动作，以便于更换汽车制动 主缸。

进一步的，所述PLC采用西门子PLCS7-200，是整个控制系统的核心控制 元件。

进一步的，所述步进电机的步进角为120°，所述步进电机带动整个转动主 轴机构每次旋转120°。

本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置的去毛刺方法，包括以下步骤：

步骤一、接通开关电源，按下开关，PLC、触摸屏、液压站进入工作状态；

步骤二、PLC检测封闭气缸、反冲气缸、行走气缸、封闭油缸、锁紧油缸 和步进电机的状态，并对其进行初始化；

步骤三、汽车制动主缸的压紧

通过液压站向油压分配器内部输入高压液压油，油压分配器向三个油压液 压缸供给高压液压油，通过液压站的电磁阀的控制，使油压液压缸移动，同时 通过连接销和油压缸横压杆带动压紧柱上升，将汽车制动主缸放置在两个工件 夹紧机构之间，再利用油压液压缸带动压紧柱下降，使压紧柱下端压紧汽车制 动主缸，每个汽车制动主缸下部两端分别由位于其两侧的工件夹紧机构上的压 紧柱压紧；

步骤四、转动主轴机构的锁紧

采用锁紧机构对转动主轴机构锁紧，在高压液压油的驱动下锁紧油缸移动， 带动锁紧销上端向上伸长，直至到达锁紧套内部，完成转动主轴机构的锁紧；

步骤五、汽车制动主缸横孔和主孔的封闭

在高压液压油的驱动下封闭油缸移动，带动第一封闭杆和第二封闭杆向前 运动，直至第一封闭杆和第二封闭杆的端部分别伸入第一汽车制动主缸的两个 横孔内，完成第一汽车制动主缸横孔的压紧和密封；

同时封闭气缸移动，带动第三封闭杆竖直向上运动，直至第三封闭杆上端 伸入第一汽车制动主缸主孔内，完成第一汽车制动主缸主孔的压紧和密封；

步骤六、对位于A位置的第一汽车制动主缸进行流体冲击疲劳断裂加工， 同时，位于B位置和C位置的第二汽车制动主缸和第三汽车制动主缸不进行任 何操作：液压站在控制系统的控制下持续提供高压液压油，高压液压油通过封 闭油缸右侧的第二封闭杆上的内孔进入第一汽车制动主缸横孔内并在主孔内往 复流动形成湍流，从而使横孔毛刺上作用交变载荷，经过多次循环后，产生疲 劳断裂，完成流体冲击疲劳断裂加工后，控制系统使高压液压油按固定方向流 动，毛刺随着高压液压油经下第三封闭杆及油压管进入接油箱内；

步骤七、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸、封闭气缸、锁紧 油缸动作返回初始位置，通过步进电机驱动器驱动步进电机转动，同时带动内 轴及转动盘沿顺时针方向旋转120°，此时，位于A位置的第一汽车制动主缸 旋转到B位置，位于B位置的第二汽车制动主缸旋转到C位置，位于C位置的 第三汽车制动主缸旋转到A位置；

步骤八、重复步骤三；

步骤九、重复步骤四；

步骤十、按照步骤五对位于A位置的第三汽车制动主缸进行封闭；

步骤十一、按照步骤六对位于A位置的第三汽车制动主缸进行流体冲击疲 劳断裂加工，同时，位于C位置的第二汽车制动主缸不进行任何操作，而对位 于B位置的第一汽车制动主缸进行反冲法去毛刺加工：行走气缸移动，气缸伸 缩杆伸长，带动气缸固定板沿竖直方向向上运动，同时带动反冲气缸及冲头组 合机构沿竖直方向向上运动，使冲头组合机构的冲头从第一汽车制动主缸主孔 的正下方运动至第一汽车制动主缸的主孔里，然后通过反冲气缸动作，气缸伸 缩杆通过气缸连接体带动与推杆连接的叉子冲击冲座体，冲座体经叉子的斜面 作用后冲头水平方向冲击第一汽车制动主缸的主孔与横孔的交叉处，实现对第 一汽车制动主缸主孔与横孔的反冲；

步骤十二、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸、封闭气缸、锁 紧油缸、行走气缸、反冲气缸动作返回初始位置，通过步进电机驱动器驱动步 进电机转动，同时带动内轴及转动盘沿顺时针方向旋转120°，此时，位于A 位置的第三汽车制动主缸旋转到B位置，位于B位置的第一汽车制动主缸旋转 到C位置，位于C位置的第二汽车制动主缸旋转到A位置；

步骤十三、重复步骤三；

步骤十四、重复步骤四；

步骤十五、按照步骤五对位于A位置的第二汽车制动主缸进行封闭；

步骤十六、按照步骤六对位于A位置的第二汽车制动主缸进行流体冲击疲 劳断裂加工，同时，位于C位置的第一汽车制动主缸不进行任何操作，而对位 于B位置的第三汽车制动主缸进行反冲法去毛刺加工：行走气缸移动，气缸伸 缩杆伸长，带动气缸固定板沿竖直方向向上运动，同时带动反冲气缸及冲头组 合机构沿竖直方向向上运动，使冲头组合机构的冲头从第三汽车制动主缸主孔 的正下方运动至第三汽车制动主缸的主孔里，然后通过反冲气缸动作，气缸伸 缩杆通过气缸连接体带动与推杆连接的叉子冲击冲座体，冲座体经叉子的斜面 作用后冲头水平方向冲击第三汽车制动主缸的主孔与横孔的交叉处，实现对第 三汽车制动主缸主孔与横孔的反冲；

步骤十七、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸、封闭气缸、锁 紧油缸、行走气缸、反冲气缸动作返回初始位置，通过步进电机驱动器驱动步 进电机转动，同时带动内轴及转动盘沿顺时针方向旋转120°，此时，位于A 位置的第二汽车制动主缸旋转到B位置，位于B位置的第三汽车制动主缸旋转 到C位置，位于C位置的第一汽车制动主缸旋转到A位置；

步骤十八、重复步骤三；

步骤十九、重复步骤四；

步骤二十、对位于B位置的第二汽车制动主缸进行反冲法去毛刺加工，同 时，位于A位置和C位置的第一汽车制动主缸和第三汽车制动主缸不进行任何 操作：行走气缸移动，气缸伸缩杆伸长，带动气缸固定板沿竖直方向向上运动， 同时带动反冲气缸及冲头组合机构沿竖直方向向上运动，使冲头组合机构的冲 头从第二汽车制动主缸主孔的正下方运动至第二汽车制动主缸的主孔里，然后 通过反冲气缸动作，气缸伸缩杆通过气缸连接体带动与推杆连接的叉子冲击冲 座体，冲座体经叉子的斜面作用后冲头水平方向冲击第二汽车制动主缸的主孔 与横孔的交叉处，实现对第二汽车制动主缸主孔与横孔的反冲；完成上述操作 后，三个汽车制动主缸都完成了流体冲击疲劳断裂加工和反冲法去毛刺加工， 即完成了一个周期的循环加工；

步骤二十一、当按下停止按钮后，停止加工，并返回初始状态，等待下一 次加工指令的开始。

本发明的有益效果是：

目前我国汽车零部件行业正处于高速发展阶段，所以本发明具有广阔的产 业化前景，而且横孔毛刺在许多加工领域都存在，如在油缸加工、气缸加工、 液压阀加工等领域，都有很多零件存在横孔毛刺现象，由于本发明具有加工效 率高，设备制造与维护方便，无污染等优点，而且适用性强。因此本发明的实 施对于推动这些行业的进步具有重要的作用。因为制动主缸、油缸、气缸、液 压阀等应用量非常大，而且应用日益广泛，所以本发明具有很好的产业化前景。

本发明中，转动主轴机构的动力源由步进电机提供，通过皮带传动给主轴 转动部分，能够实现精确的定位，经过120°转动后实现横孔与冲头之间的同轴 度精确定位。

附图说明

图1为本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置的立体结构示意图。

图2为本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置的剖视图。

图3为本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置的主视图。

图4为转动主轴机构的结构示意图。

图5为转动主轴机构的剖视图。

图6为锁紧机构的结构示意图。

图7为工件夹紧机构的结构示意图。

图8为工件夹紧机构、转动盘、汽车制动主缸安装完成后的结构示意图。

图9为油压分配器的结构示意图。

图10为油压分配器的剖视图。

图11为侧封闭机构的结构示意图。

图12为下封闭机构的结构示意图。

图13为冲头组合机构内部结构示意图。

图14为冲头组合机构的结构示意图。

图15为冲头组合机构的剖视图。

图16为冲座的结构示意图。图16a为冲座的主视图，图16b为图16a所示 的冲座的左视图，图16c为沿图16a中A-A向剖视图。

图17为叉子的结构示意图。图17a为叉子的主视图，图17b为叉子的剖视 图，图17c为图17b所示的叉子的左视图。

图18为反冲法去毛刺机构中第一反冲部分的结构示意图。

图19为反冲法去毛刺机构中第二反冲部分的结构示意图。

图20为控制系统的结构示意图。

图21为对汽车制动主缸进行一个周期的循环加工的流程图。

图中：1、第一固定板，2、油压内轴，3、第一轴承端盖，4、外壳，5、封 闭盖，6、油压缸横压杆，7、连接销，8、压紧柱，9、转动盘，10、锁紧套， 11、锁紧销，12、内轴，13、第二轴承端盖，14、外套，15、支撑板，16、螺 母，17、第一封闭杆，18、连接件，19、第二封闭杆，20、横板，21、环形油 槽，22、第三封闭杆，23、连接板，24、接油箱，25、油槽固定板，26、油槽 连接件，27、气缸固定板，28、气缸固定架，29、气缸侧板，30、电机支撑板， 31、第二固定板，32、位置调整垫，33、冲座，34、叉子，35、冲头，36、框 架，37、汽车制动主缸，37-1、第一汽车制动主缸，37-2、第二汽车制动主缸， 37-3、第三汽车制动主缸，38、油压分配器，39、第一轴承，40、油压液压缸， 41、第二轴承，42、大带轮，43、冲头组合机构，44、气缸连接体，45、隔垫， 46、定位套，47、推杆，48、步进电机，49、封闭油缸，50、锁紧油缸，51、 封闭气缸，52、反冲气缸，53、行走气缸，53-1、气缸伸缩杆，54、冲座体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置，用于去除汽车制动主缸37生产过 程中产生的横孔毛刺，提高汽车制动主缸37的加工效率和加工质量。

如图1、图2和图3所示，本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置，其整体 为框架式结构，其主体结构安装在框架式结构内部，框架式结构主要由第一固 定板1、支撑板15、油槽固定板25、框架36组成，其中框架36由50X50铝型 材搭建而成并安装脚轮，框架36主要包括四个竖梁，第一固定板1固定在四个 竖梁上端，油槽固定板25固定在四个竖梁下端，支撑板15固定在四个竖梁中 部。所说的主体结构包括：油压分配器38、转动主轴机构、三个工件夹紧机构、 锁紧机构、流体冲击疲劳断裂机构、反冲法去毛刺机构和控制系统。还包括环 形油槽21、两个油槽连接件26、接油箱24，如图1、图2和图3所示，环形油 槽21固定在支撑板15上，环形油槽21位于转动盘9边缘下侧，利用两个油槽 连接件26将接油箱24固定到油槽固定板25上，接油箱24通过油压管与液压 站和液压泵相连。环形油槽21用于接安装在转动盘9上的油压液压缸40漏出 的高压液压油，油压液压缸40漏出的高压液压油经转动盘9上的小孔流向环形 油槽21内。接油箱24用于装环形油槽21和第三封闭杆22的高压液压油。

如图4和图5所示，转动主轴机构包括转动盘9、内轴12、第二轴承端盖 13、外套14、螺母16、两个第二轴承41、大带轮42、电机支撑板30、步进电 机48。先将两个第二轴承41依次套装在内轴12上，然后在第二轴承41的下方 安装螺母16进行轴向固定，再将上述安装完成的整体安装在外套14中，接着 在第二轴承41的上方将第二轴承端盖13安装到外套14上进行轴向固定，将转 动盘9和大带轮42分别套装在内轴12上端和下端。转动主轴机构中的外套14 外侧固定在支撑板15的中心孔内。如图3所示，将步进电机48固定在电机支 撑板30上，再将小带轮(图中未有体现)固定在步进电机48的输出轴上，将 电机支撑板30固定在支撑板15上，最后采用皮带将步进电机48的输出轴上的 小带轮和大带轮42相连，启动步进电机48带动小带轮转动，通过皮带的传动 作用带动大带轮42转动从而使转动主轴机构整体运转起来，步进电机48的步 进角为120°，也就是说，步进电机48带动整个转动主轴机构每次旋转120°， 转动三次为一个周期。

汽车制动主缸37的横孔尺寸一般都在3～5mm，所以冲头35冲击横孔的时 候，同轴的公差要求很高，所以在保证冲头35和横孔的中心线在同一平面的基 础上，还需保证步进电机48的转动精度。这首先得保证整个转动主轴机构的旋 转精度，再保证伺服控制的精度，才能控制冲头35和横孔的同轴度，进而保证 加工的精度。因此，转动主轴机构使用步进电机48带动大带轮42转动，通过 齿形同步带传动力使汽车制动主缸37在完成一个周期的流体冲击疲劳断裂和反 冲后，内轴12转动120°，方便汽车制动主缸37装卸。转动主轴机构的特点是： 具有传动比准确、传动效率高、传动平稳、结构简单、紧凑维护方便、运转费 用低等突出的优点。

如图6所示，锁紧机构包括锁紧套10、锁紧销11和锁紧油缸50。锁紧销 11下端固定在锁紧油缸50上端面中心，锁紧套10固定在转动盘9边缘的安装 孔内，锁紧机构组装完成后，将锁紧油缸50上端面通过螺钉固定在支撑板15 上，锁紧油缸50通过油压管与液压站相连。锁紧机构主要用于锁紧转动主轴机 构，当需要锁紧时，锁紧油缸50移动，带动锁紧销11上端向上伸长，直至到 达锁紧套10内部，完成转动主轴机构的锁紧；无需锁紧时，锁紧销11与锁紧 套10不接触。

如图7和图8所示，共设置三个工件夹紧机构，用于夹紧三个汽车制动主 缸37。每个工件夹紧机构均包括油压缸横压杆6、连接销7、两个压紧柱8和油 压液压缸40。以一个工件夹紧机构来说明：两个压紧柱8分别安装在油压缸横 压杆6两端下侧，油压液压缸40上端中心通过连接销7安装在油压缸横压杆6 中心孔内，连接销7起到固定油压液压缸40的作用，油压液压缸40上端可以 伸缩和90°旋转，油压液压缸40通过连接销7和油压缸横压杆6带动压紧柱8 上升、下降和90°旋转。三个工件夹紧机构都组装完成后，将三个工件夹紧机 构均匀布置在转动盘9上，即将三个油压液压缸40以转动盘9的中心为圆心， 以120°为夹角固定在转动盘9上。油压液压缸40通过连接销7和油压缸横压 杆6带动压紧柱8上升，将汽车制动主缸37放置在两个工件夹紧机构之间，再 利用油压液压缸40带动压紧柱8下降，使压紧柱8下端压紧汽车制动主缸37， 每个汽车制动主缸37下部两端分别由位于其两侧的工件夹紧机构上的压紧柱8 压紧，当汽车制动主缸37加工完成后，油压液压缸40通过连接销7和油压缸 横压杆6带动压紧柱8上升并旋转90°即可。由于三个油压液压缸40以120° 夹角布置，因此三个汽车制动主缸37中的每两个之间的夹角也为120°。油压 液压缸40为90°转角油缸，三个油压液压缸40实现同时夹紧三个汽车制动主 缸37。

如图9和图10所示，油压分配器38包括油压内轴2、第一轴承端盖3、外 壳4、封闭盖5和两个第一轴承39。先将两个第一轴承39套装在油压内轴2上， 通过轴肩和轴用弹簧卡圈进行轴向定位，然后将油压内轴2与两个第一轴承39 整体安装到外壳4中，在第一轴承39的上方将第一轴承端盖3安装到外壳4上 进行轴向固定，在油压内轴2和外壳4的下端安装封闭盖5，油压分配器38组 装完成后将油压内轴2上端通过螺钉固定在第一固定板1上。两个第一轴承39 均为角接触球轴承。油压内轴2上设置有两个孔，一个进油孔和一个出油孔， 均通过油压管与液压站相连，通过油压内轴2上的进油孔向油压分配器38内部 输入高压液压油，通过油压内轴2上的出油孔将高压液压油输送回液压站，通 过油压内轴2上的进油孔和出油孔形成高压液压油回路。外壳4上设置有六个 孔，三个进油孔，三个出油孔，一个进油孔和一个出油孔组成一对，分别对应 一个油压液压缸40，一对孔中的出油孔和进油孔通过油压管与一个油压液压缸 40相连，三对孔分别通过油压管与三个油压液压缸40相连。通过油压内轴2上 的进油孔向油压分配器38内部输入高压液压油，通过油压分配器38向油压液 压缸40供给高压液压油，通过液压站的电磁阀的控制，使油压液压缸40移动， 同时通过连接销7和油压缸横压杆6带动压紧柱8上升、下降和90°旋转，实 现汽车制动主缸37的夹紧。油压分配器38不仅能够实现同时夹紧与松开，还 可以防止在转动主轴机构转动时油压分配器38的油压管缠绕在一起。

如图11和图12所示，流体冲击疲劳断裂机构包括侧封闭机构和下封闭机 构。如图11所示，侧封闭机构主要用于对汽车制动主缸37横孔进行压紧和密 封，包括第一封闭杆17、连接件18、第二封闭杆19、横板20和封闭油缸49， 将第一封闭杆17和第二封闭杆19安装到连接件18两端孔内，将封闭油缸49 一端安装到连接件18中心孔内，将封闭油缸49另一端安装到横板20上，横板 20固定在框架36上，封闭油缸49通过油压管与液压站相连，在高压液压油的 驱动下封闭油缸49移动，带动第一封闭杆17和第二封闭杆19向前运动，直至 第一封闭杆17和第二封闭杆19的端部分别伸入汽车制动主缸37的两个横孔内， 实现汽车制动主缸37横孔的压紧和密封。如图12所示，下封闭机构主要用于 对汽车制动主缸37主孔进行压紧和密封，包括第三封闭杆22、连接板23和封 闭气缸51，将第三封闭杆22安装到连接板23一端，用螺母进行固定，将封闭 气缸51安装到连接板23另一端，用螺母进行固定，封闭气缸51上端面安装到 支撑板15上，第三封闭杆22上端安装在支撑板15的通孔内，第三封闭杆22 下端通过油压管接入到接油箱24内，封闭气缸51移动，带动第三封闭杆22竖 直向上运动，直至第三封闭杆22上端伸入汽车制动主缸37主孔内，完成汽车 制动主缸37主孔的压紧和密封。高压液压油封闭部分分为两部分，第一部分是 通过控制系统控制，实现封闭油缸49移动距离的控制，达到汽车制动主缸37 横孔的封闭效果；第二部分使用封闭气缸51，液压站在控制系统的控制下持续 提供高压液压油，高压液压油通过封闭油缸49右侧的第二封闭杆19上的内孔 进入汽车制动主缸37横孔内并在主孔内往复流动形成湍流，从而使横孔毛刺上 作用交变载荷，经过多次循环后，产生疲劳断裂，在使用高压液压油冲击汽车 制动主缸37横孔毛刺时，会有大量的高压液压油流入汽车制动主缸37，使用封 闭气缸51实现竖直运动完成汽车制动主缸37主孔封闭，完成流体冲击疲劳断 裂加工后，高压液压油经下封闭机构的第三封闭杆22以及油压管进入装置下侧 的接油箱24内，再经液压泵返回液压站，以此循环利用。

如图18和图19所示，反冲法去毛刺机构包括第一反冲部分和第二反冲部 分。如图18所示，第一反冲部分包括气缸固定板27、两个气缸侧板29、第二 固定板31、冲头组合机构43和反冲气缸52。如图13、图14、图15所示，冲 头组合机构43包括位置调整垫32、冲座体54、冲座33、叉子34、冲头35、气 缸连接体44、隔垫45、定位套46和推杆47。冲座33的结构如图16所示，冲 座33中心为通孔。叉子34的结构如图17所示，叉子34的一端为U形结构， 将叉子34的另一端安装到推杆47上端，将冲头35安装到冲座33上，再将冲 座33固定在冲座体54上，最后将冲座体54连同冲头35安装在定位套46内孔 中。推杆47下端露出定位套46的部分安装有位置调整垫32，在位置调整垫32 下端安装隔垫45，最后将气缸连接体44安装在隔垫45下端面上。如图18所示， 将两个气缸侧板29上下端分别与第二固定板31和气缸固定板27固定连接，将 冲头组合机构43穿过第二固定板31内孔，位置调整垫32、隔垫45、气缸连接 体44等部件位于第二固定板31下端，定位套46位于第二固定板31上端。将 反冲气缸52固定在气缸固定板27下端，冲头组合机构43通过气缸连接体44 与反冲气缸52相连。如图19所示，第二反冲部分包括气缸固定架28和行走气 缸53，行走气缸53固定在气缸固定架28上，气缸固定架28固定在支撑板15 上。将行走气缸53的气缸伸缩杆53-1通过第二固定板31上的侧孔安装在第二 固定板31上，然后通过位置调整块与气缸伸缩杆53-1进行固定。行走气缸53 移动，气缸伸缩杆53-1伸缩，同时带动第二固定板31沿竖直方向运动，同时带 动反冲气缸52以及冲头组合机构43沿竖直方向运动。整个反冲法去毛刺机构 由行走气缸53牵引，气缸伸缩杆53-1伸长，带动第二固定板31沿竖直方向向 上运动，同时带动反冲气缸52以及冲头组合机构43沿竖直方向向上运动，使 冲头组合机构43的冲头35从汽车制动主缸37主孔的正下方运动至汽车制动主 缸37的主孔里，然后通过反冲气缸52动作，气缸伸缩杆53-1通过气缸连接体 44带动与推杆47连接的叉子34冲击冲座体54，冲座体54经叉子34的斜面作 用后冲头35水平方向冲击汽车制动主缸37的主孔与横孔的交叉处，实现对汽 车制动主缸37主孔与横孔的反冲，其目的是将比较厚的、不容易去除的毛刺压 到汽车制动主缸37的横孔里，这样毛刺就不会对主孔内运动的密封件产生伤害。

如图20所示，控制系统包括PLC、触摸屏、步进电机驱动器、按钮、开关 电源和开关。PLC采用西门子PLCS7-200，它是整个控制系统的核心控制元件， PLC分别与开关电源、触摸屏、按钮、液压站、液压泵、封闭油缸49、锁紧油 缸50、步进电机驱动器、封闭气缸51、反冲气缸52和行走气缸53相连，开关 与开关电源相连，步进电机驱动器与步进电机48相连。

通过触摸屏和按钮共同输入控制指令，实现汽车制动主缸37横孔毛刺的加 工。通过触摸屏向PLC发送控制指令，通过PLC控制液压站启动输出高压液压 油以及控制锁紧油缸50动作夹紧转动主轴机构。按钮包括启动按钮、停止按钮、 急停按钮，通过启动按钮和停止按钮控制流体冲击疲劳断裂和反冲加工的启动 与停止，通过急停按钮能够使本发明的装置停止在当前位置不进行任何操作。

液压站启动输出高压液压油是本发明的装置运转的前提，通过触摸屏向

PLC发送控制指令，通过PLC控制液压站启动持续提供高压液压油，同时控制 锁紧油缸50动作夹紧转动主轴机构，在上述两个动作完成后，点击启动按钮对 汽车制动主缸37进行一个周期的循环加工，具体的是：封闭油缸49移动完成 汽车制动主缸37横孔的压紧和密封，封闭气缸51移动完成汽车制动主缸37主 孔的压紧和密封，锁紧油缸50移动完成转动主轴机构的锁紧，液压站持续提供 高压液压油，完成对汽车制动主缸37横孔毛刺的流体冲击疲劳断裂加工；行走 气缸53移动，随后反冲气缸52移动，完成反冲法去毛刺加工；点击停止按钮， 停止提供高压液压油，各油缸、气缸恢复到初始位置，通过步进电机驱动器驱 动步进电机48转动，同时带动内轴12旋转120°，通过触摸屏控制锁紧油缸 50动作，以便于更换汽车制动主缸37。

本发明的一种流体冲击疲劳断裂去毛刺方法，是基于上述的流体冲击疲劳 断裂去毛刺装置实现，其具体过程如下：

步骤一、接通开关电源，按下开关，PLC、触摸屏、液压站进入工作状态。

步骤二、PLC检测封闭气缸51、反冲气缸52、行走气缸53、封闭油缸49、 锁紧油缸50和步进电机48的状态，并对其进行初始化。

步骤三、汽车制动主缸37的压紧

采用油压分配器38和工件夹紧机构对第一汽车制动主缸37-1、第二汽车制 动主缸37-2、第三汽车制动主缸37-3进行压紧，具体的是：通过液压站向油压 分配器38内部输入高压液压油，油压分配器38向三个油压液压缸40供给高压 液压油，通过液压站的电磁阀的控制，使油压液压缸40移动，同时通过连接销 7和油压缸横压杆6带动压紧柱8上升，将汽车制动主缸37放置在两个工件夹 紧机构之间，再利用油压液压缸40带动压紧柱8下降，使压紧柱8下端压紧汽 车制动主缸37，每个汽车制动主缸37下部两端分别由位于其两侧的工件夹紧机 构上的压紧柱8压紧。

步骤四、转动主轴机构的锁紧

采用锁紧机构对转动主轴机构锁紧，在高压液压油的驱动下锁紧油缸50移 动，带动锁紧销11上端向上伸长，直至到达锁紧套10内部，完成转动主轴机 构的锁紧。

步骤五、汽车制动主缸37横孔和主孔的封闭

如图11所示，采用侧封闭机构对位于A位置的第一汽车制动主缸37-1横 孔进行压紧和密封，在高压液压油的驱动下封闭油缸49移动，带动第一封闭杆 17和第二封闭杆19向前运动，由汽车制动主缸37侧端运动至第一汽车制动主 缸37-1侧端口，直至第一封闭杆17和第二封闭杆19的端部分别伸入第一汽车 制动主缸37-1的两个横孔内，完成第一汽车制动主缸37-1横孔的压紧和密封。

如图12所示，同时采用下封闭机构对位于A位置的第一汽车制动主缸37-1 主孔进行压紧和密封，封闭气缸51移动，带动第三封闭杆22竖直向上运动， 由第一汽车制动主缸37-1下端运动至第一汽车制动主缸37-1下端口，直至第三 封闭杆22上端伸入第一汽车制动主缸37-1主孔内，完成第一汽车制动主缸37-1 主孔的压紧和密封。

步骤六、对位于A位置的第一汽车制动主缸37-1进行流体冲击疲劳断裂加 工，与此同时，位于B位置和C位置的第二汽车制动主缸37-2和第三汽车制动 主缸37-3不进行任何操作：液压站在控制系统的控制下持续提供高压液压油， 高压液压油通过封闭油缸49右侧的第二封闭杆19上的内孔进入第一汽车制动 主缸37-1横孔内并在主孔内往复流动形成湍流，从而使横孔毛刺上作用交变载 荷，经过一定次数的循环后，产生疲劳断裂，完成流体冲击疲劳断裂加工后， 控制系统使高压液压油按固定方向流动，毛刺随着高压液压油经下封闭机构的 第三封闭杆22以及油压管进入装置下侧的接油箱24内。

步骤七、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸49、封闭气缸51、 锁紧油缸50动作返回初始位置即开放状态，然后通过步进电机驱动器驱动步进 电机48转动，同时带动转动主轴机构的内轴12沿着顺时针方向旋转120°，转 动盘9也随之旋转120°，此时，位于A位置的第一汽车制动主缸37-1旋转到 B位置，位于B位置的第二汽车制动主缸37-2旋转到C位置，位于C位置的第 三汽车制动主缸37-3旋转到A位置。

步骤八、重复步骤三。

步骤九、重复步骤四。

步骤十、按照步骤五对位于A位置的第三汽车制动主缸37-3进行封闭。

步骤十一、按照步骤六对位于A位置的第三汽车制动主缸37-3进行流体冲 击疲劳断裂加工，与此同时，位于C位置的第二汽车制动主缸37-2不进行任何 操作，而对位于B位置的第一汽车制动主缸37-1进行反冲法去毛刺加工：行走 气缸53移动，气缸伸缩杆53-1伸长，带动气缸固定板27沿竖直方向向上运动， 同时带动反冲气缸52以及冲头组合机构43沿竖直方向向上运动，使冲头组合 机构43的冲头35从第一汽车制动主缸37-1主孔的正下方运动至第一汽车制动 主缸37-1的主孔里，然后通过反冲气缸52动作，气缸伸缩杆53-1通过气缸连 接体44带动与推杆47连接的叉子34冲击冲座体54，冲座体54经叉子34的斜 面作用后冲头35水平方向冲击第一汽车制动主缸37-1的主孔与横孔的交叉处， 实现对第一汽车制动主缸37-1主孔与横孔的反冲，其目的是将比较厚的、不容 易去除的毛刺压到汽车制动主缸37的横孔里，这样毛刺就不会对主孔内运动的 密封件产生伤害。

步骤十二、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸49、封闭气缸51、 锁紧油缸50、行走气缸53、反冲气缸52动作返回初始位置即开放状态，然后 通过步进电机驱动器驱动步进电机48转动，同时带动转动主轴机构的内轴12 沿着顺时针方向旋转120°，转动盘9也随之旋转120°，此时，位于A位置的 第三汽车制动主缸37-3旋转到B位置，位于B位置的第一汽车制动主缸37-1 旋转到C位置，位于C位置的第二汽车制动主缸37-2旋转到A位置。

步骤十三、重复步骤三。

步骤十四、重复步骤四。

步骤十五、按照步骤五对位于A位置的第二汽车制动主缸37-2进行封闭。

步骤十六、按照步骤六对位于A位置的第二汽车制动主缸37-2进行流体冲 击疲劳断裂加工，与此同时，位于C位置的第一汽车制动主缸37-1不进行任何 操作，而对位于B位置的第三汽车制动主缸37-3进行反冲法去毛刺加工：行走 气缸53移动，气缸伸缩杆53-1伸长，带动气缸固定板27沿竖直方向向上运动， 同时带动反冲气缸52以及冲头组合机构43沿竖直方向向上运动，使冲头组合 机构43的冲头35从第三汽车制动主缸37-3主孔的正下方运动至第三汽车制动 主缸37-3的主孔里，然后通过反冲气缸52动作，气缸伸缩杆53-1通过气缸连 接体44带动与推杆47连接的叉子34冲击冲座体54，冲座体54经叉子34的斜 面作用后冲头35水平方向冲击第三汽车制动主缸37-3的主孔与横孔的交叉处， 实现对第三汽车制动主缸37-3主孔与横孔的反冲，其目的是将比较厚的、不容 易去除的毛刺压到汽车制动主缸37的横孔里，这样毛刺就不会对主孔内运动的 密封件产生伤害。

步骤十七、关闭液压站，停止输入高压液压油，封闭油缸49、封闭气缸51、 锁紧油缸50、行走气缸53、反冲气缸52动作返回初始位置即开放状态，然后 通过步进电机驱动器驱动步进电机48转动，同时带动转动主轴机构的内轴12 沿着顺时针方向旋转120°，转动盘9也随之旋转120°，此时，位于A位置的 第二汽车制动主缸37-2旋转到B位置，位于B位置的第三汽车制动主缸37-3 旋转到C位置，位于C位置的第一汽车制动主缸37-1旋转到A位置。

步骤十八、重复步骤三。

步骤十九、重复步骤四。

步骤二十、对位于B位置的第二汽车制动主缸37-2进行反冲法去毛刺加工， 与此同时，位于A位置和C位置的第一汽车制动主缸37-1和第三汽车制动主缸 37-3不进行任何操作：行走气缸53移动，气缸伸缩杆53-1伸长，带动气缸固定 板27沿竖直方向向上运动，同时带动反冲气缸52以及冲头组合机构43沿竖直 方向向上运动，使冲头组合机构43的冲头35从第二汽车制动主缸37-2主孔的 正下方运动至第二汽车制动主缸37-2的主孔里，然后通过反冲气缸52动作，气 缸伸缩杆53-1通过气缸连接体44带动与推杆47连接的叉子34冲击冲座体54， 冲座体54经叉子34的斜面作用后冲头35水平方向冲击第二汽车制动主缸37-2 的主孔与横孔的交叉处，实现对第二汽车制动主缸37-2主孔与横孔的反冲。完 成上述操作后，三个汽车制动主缸37都完成了流体冲击疲劳断裂加工和反冲法 去毛刺加工，即完成了一个周期的循环加工。

步骤二十一、当按下停止按钮后，停止加工，并返回初始状态，等待下一 次加工指令的开始。通过急停按钮能够使装置停止在当前位置不进行任何操作。

本发明的流体冲击疲劳断裂去毛刺装置能够自动完成一次循环加工，即一 次循环加工完成对三个汽车制动主缸37进行流体冲击疲劳断裂加工和反冲加 工。以上加工只有在汽车制动主缸37处于夹紧状态下才能够进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。