CN101484259B - 一种用于切割型钢或管状工件的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于切割型钢或管状工件(1，27)的装置，以剥皮机械为例进行介绍，其中，首先，切割器(7，26，44，46)的推进由用于支撑切割器(7，26，44，46)的刀夹(3，25，45)与推进套筒(4，24，47)之间的相对旋转所引起。所述刀夹(3，25，45)和推进套筒(4，24，47)通过设置于同一个齿轮轴(17)上的大齿轮(19，18)驱动，所述两个大齿轮(19，18)具有相反方向的螺旋啮合。依靠齿轮轴(17)的轴向运动，基于螺旋啮合，获得一个刀夹(3，25，45)与推进套筒(4，24，47)之间的相对旋转。此外，建议使用铣刀(26，44)作为切割器。

Description

一种用于切割型钢或管状工件的装置 

技术领域

本发明涉及一种用于切割型钢或管状工件的装置，其包含一驱动刀夹，所述驱动刀夹具有一用于被加工工件的通道，并且可旋转的安装于被加工工件的纵向中心线的周围，刀夹具有多个能够在径向方向上前进的切割器，一从动的推进套筒，所述推进套筒与所述刀夹同心可旋转的安装，相对运动设备，用于在所述刀夹和所述推进套筒之间产生一相对运动，推进设备，用于一将所述刀夹和所述推进套筒之间的相对运动转换成所述切割器的推进运动。 

背景技术

德国专利公告号为DE 195 03 772 C2的专利公开了一个这种类型的装置作为用于管材和棒材剥皮的机械。这种类型的机械为型钢或管状工件的圆周的表面剥皮而设计，为了去除表面的瑕疵和/或为了得到所需要的工件的直径。为了这个目的，工件在纵轴方向被所述装置所导向，多个剥皮工具绕纵轴旋转通过切割加工圆周。 

为调整特定的剥落厚度，除此之外，尤其是为了补偿切割器的磨损，所述切割器能在径向方向上被推进。根据在先技术的记载，提供了一个锥形套筒，所述锥形套筒围绕形状基本为圆盘形的刀夹。所述刀夹和锥形套筒以相同的角速度环绕相同的轴线旋转。所述剥皮工具和联合的刀具托架以这种方式设置，也就是它们的后部倚靠着锥形套筒的内表面。那么，为了使切割器完成一个前进的运动，所述锥形套 筒相对于所述刀夹在轴向方向上移动，所以，由于所述锥形套筒内部半径的逐渐减小，所述切割器朝旋转轴线的方向沿半径移动。 

因此，在加工最大直径的工件时，所述切割器或所述刀架靠在所述锥形套筒的外缘的前面，这样，产生高的压力时，可能导所述致切割器的不对称和切割器的运转不均匀，因此，从被加工工件的圆面上发生所不需要的脱离。 

发明内容

本发明的目的是提供一种在文件开头提到的类型的有效的装置，该装置具有另外的一种推进机械机构，该装置不具有上述的缺点。 

在文件开头提到的类型的装置里，实现上述目的的方案在于，所述刀夹和所述推进套筒之间的相对运动是与刀夹的旋转轴线同心的相对旋转。 

所述推进套筒和所述刀夹之间的相对旋转，也就意味着所述推进套筒和所述刀夹为推进运动的旋转速度在短时间内彼此之间一定是稍微有些不同的。相对旋转，而不是轴的相对运动，在所述刀夹和所述推进套筒之间提供新的有利的推进能力。尤其是，为了最大加工直径，所述切割器或刀架沿圆锥的外缘肯定被导向的情形能够别避免。 

按照本发明所述的装置，也可能被设计成这样，每个切割器的推进设备均包含一设置于推进套筒上的导向部件，每个导向部件被设置在圆周方向上运转，该运转减小导向部件与推进套筒旋转轴线的距离，每个切割器直接或通过一个刀架倚靠于导向部件。 

所述导向部件也可能是，例如，平坦的轨道，在推进套筒和刀夹之间的相对旋转过程中，所述切割器或刀架的背面沿平坦的轨道滑 行。作为选择，也可能设想，通过转动元件例如滚动轴承进行导向。 

此外，根据本发明所述的装置，也可以设计更优的，相对运动设备包含一具有如下特征的传动装置： 

a)一套筒推进大齿轮与推进套筒的齿形轮辋相啮合，所述套筒推进大齿轮设置于齿轮轴上，所述啮合为第一螺旋啮合， 

b)一夹具推进大齿轮与刀夹的齿形轮辋相啮合，所述夹具推进大齿轮与所述套筒推进大齿轮设置在相同的齿轮轴上，所述啮合为第二螺旋啮合，该第二螺旋啮合与所述第一螺旋啮合的导向相反，和 

c)用于控制齿轮轴相对于所述推进套筒和/或刀夹之间的相对轴向位移的设备。 

所述套筒推进大齿轮和所述夹具推进大齿轮的两个方向相反的螺旋啮合，也就是所述套筒推进大齿轮啮合顺时针方向倾斜齿，所述夹具推进大齿轮啮合逆时针方向倾斜的齿，反过来也是一样的。如果那样，当所述的齿轮运转时，所述齿轮轴相对于所述推进套筒和刀夹发生轴向移动，因为上述的螺旋啮合，在发生上述移动时，将使得所述套筒推进大齿轮或所述夹具推进大齿轮的角速度发生微小的增加或减小。举例来说，所述夹具推进大齿轮旋转的稍微快些，所述套筒推进大齿轮旋转的稍微慢些，所以在所述夹具推进大齿轮和所述套筒推进大齿轮之间产生一相对旋转。所述为了推进运动的相对旋转与所述刀夹和所述推进套筒的驱动力完全的统一起来。 

根据本发明所述的装置，也可以设计成这样，即所述夹具推进大齿轮或所述套筒推进大齿轮被一主驱动大齿轮驱动。

进一步的，根据本发明所述的装置也可以设计成这样，即所述切割器是切刀。 

进一步的，根据本发明所述的装置也可以设计成这样，即所述切割器是铣刀。 

铣刀具有明显地增加加工速度的极大的优点。虽然，一般来说，铣刀是用来表面加工的，如果切刀用铣刀代替，能够得到被加工型钢或管状工件的圆周的非常高的准确度，进一步，由于因为高速旋转的切割器的形状，所述铣刀基本上用于加工仅仅为直线形的工件。 

根据本发明所述的装置也可以设计成这样，即所述切割器包含一组切削工具和一组非切削工具。所述切削工具可以是上面已经提到的铣刀或切刀。 

在这种情况下，根据本发明所述的装置，也可以设计成更优的，即所述的切削工具和非切削工具中的一个被设置于另一个的后面，显然，在将被加工的部件的推进方向上，以这样一种方法以致将被加工的部件首先被切削工具所加工，并且随后被非切削工具加工。 

因此，所述非切削工具起再加工的作用。 

尤其是，根据本发明所述的装置，可以设计更优的，即所述非切削工具是抛光工具，尤其是具有抛光滚筒的抛光工具。 

最后，根据本发明所述的装置，也可以这样设计，即所述非切削工具同时用于对准被加工部件的中心。 

附图说明

根据附图将在下面对本发明典型的具体实例用图解法进行说明，

图1表示剥皮头的透视图，在该图中以四个剥皮刀中的一个为例进行说明， 

图2表示驱动剥皮头的齿轮， 

图3表示具有铣刀的剥皮头， 

图4表示具有铣刀和抛光滚筒的更进一步的剥离头，和 

图5表示图4垂直视图中的铣刀和抛光滚筒。 

具体实施方式

图1和图2表示用于型钢工件1表面剥皮的剥皮机的部件。图1表示该剥皮机的剥皮头2。剥皮头2由一个基本上为圆盘状的刀夹3和一个推进套筒4组成，从图1中仅能看到推进套筒4的前面部分围绕所述刀夹3。所述刀夹3具有位于中央的通道孔5，通过该通道孔5被剥皮工件1(在图2中说明)为了加工而被导向。固定在刀夹3上的是一个刀架6，刀架6的端部具有一个剥皮刀7，剥皮刀7指向通道孔5。为了说明的更清楚，在图1中仅对一个刀架6进行了说明。在真实的实际情况中，总共具有四个刀架6，每个刀架6分别具有一个剥皮刀7，所有的刀架6在刀夹3的固定凹槽8内相对设置。所述刀架6通过导向板条9的方式安装到所述刀夹3上，这种安装方式允许刀架6在基本为径向的方向上有一定的位移。为了避免刀架6的轴向运动，所述导向板条9具有侧翼33，在侧翼(凸缘)33的后面与刀架6接合。 

所述刀架6提供的基本径向的导向能力，一方面，适于调整想要加工的直径，并且另一方面用于调整由于剥皮刀7的逐渐的磨损。

对于每个刀架6，所述推进套筒4具有导向部件10。所述导向部件10为块状，具有一平坦导向面11，该平坦导向面11与刀夹3相对，由于为透视图说明，在图1中仅能看到两个平坦导向面11。刀架6通过附着于刀架6后端的可更换的支撑部件12支撑于导向面上。所述导向面11不能与推进套筒4同心转动，从而不能与刀夹3同心转动，而是，在图1中导向面11的侧面沿顺时针方向逐渐减小他们的半径。如果那样，所述刀夹3相对于推进套筒4顺时针旋转，由于导向面11半径的逐渐减小，所述刀架6通过支撑部件12沿半径向中心移动。这样，能设置想要的半径，或所述刀架6能被推进，因此所述剥皮刀7能够被推进。所述刀架6与所述导向部件10在整个导向面11上均匀接触，因此，所述剥皮刀7在工件1的整个可加工半径的外壳上作用一致的力。 

图2说明在工件1的加工过程中，能够获得所述刀夹3和推进套筒4之间的相对旋转的方式。图2表示驱动推进套筒4的齿轮和刀夹3的横截面剖图。在图2中，通过一剥皮刀7作用于所述工件1上，仅用图解对所述刀夹3进行了说明。为了更加清楚，用于导向工件1的部件没有图解说明。所述刀夹3牢固的连接于一空心轴13上，所述空心轴13具有刀夹齿形轮辋14。工件1通过空心轴13被引导。所述推进套筒4牢固的连接到推进套筒齿形轮辋15上，推进套筒齿形轮辋15通过滚珠轴承16可旋转的安装于空心轴13上。一夹具推进大齿轮18和一套筒推进大齿轮19被安装于一共同齿轮轴17，夹具推进大齿轮18与刀夹齿形轮辋14啮合，套筒推进大齿轮19与推 进套筒齿形轮辋15啮合。夹具推进大齿轮18通过一个主驱动大齿轮20驱动，主驱动大齿轮20又被电动机驱动，图中没有示出。大齿轮18至20的所有大齿轮和齿形轮辋14和15在此图示中均为螺旋齿形。例如，夹具推进大齿轮18具有顺时针倾斜的齿形。所述套筒推进大齿轮19具有相反方向的齿形，也就是说逆时针倾斜的齿形。所述齿形轮辋14和15与夹具推进大齿轮18和套筒推进大齿轮19具有适于啮合的齿，并且在所有情况下，能定位方向，同样的，主驱动大齿轮20与支撑大齿轮18啮合。大齿轮18和19与齿形轮辋14和15彼此协调一致，以致于只要齿轮轴17不改变轴向位置，刀夹3和推进套筒4以相同的角速度旋转。 

如上面已经说明的那样，所述推进套筒4与刀夹3之间相对的旋转是剥皮刀7的推进所需要的。为了引起这样的相对旋转，随着齿轮的运转，齿轮轴17在限定的程度上通过轴向驱动器21在轴向方向上移动。同时，夹具推进大齿轮18和套筒推进大齿轮19因此发生移动。为了在移动过程中使所以夹具推进大齿轮18与刀夹齿形轮辋14和主驱动大齿轮20之间，和套筒推进大齿轮19与推进套筒齿形轮辋15之间保持啮合，刀夹齿形轮辋14、推进套筒齿形轮辋15和主驱动大齿轮20在他们的轴向长度上被形成相对适合的所需的尺寸。 

如果齿轮轴17在轴向上向前移动，也就是说，在图2中向左转，在箭头22说明的旋转方向上，因为螺旋啮合，推进套筒齿形轮辋15被驱动的比没有轴向运动的稍微慢些，而刀夹齿形轮辋14驱动的比以前的稍微快些。也就是说，在齿轮轴17轴向位移时，与推进套筒 4相比，刀夹3以稍微高的角速度旋转，因此产生想得到的刀夹3与推进套筒4之间的相对旋转。刀夹3高角速旋转，结果在图1中刀夹3相对于推进套筒4顺时针旋转，由于导向面11的外形，因此刀架6以向心式前进。 

通过测量技术不用数字进行说明，被加工的加工件1的半径被确定，并且用于控制齿轮轴的轴向位置。 

图3表示通过举例来说具有推进套筒24和刀夹25的更进一步的剥皮头23。用于加工型钢工件27的四个铣刀26在此作为切割工具被提出。通过电动机28使铣刀头29旋转，铣刀26在所有情况下都被驱动。所述推进套筒24具有相对于每个铣刀26的导向部件30，导向部件30具有一导向面31，在任何情况下，总有一个铣刀26中的一个支撑部件32被该导向面31支撑。根据图3中的剥皮头23，其也许被用于具有与图2中相应的齿轮的机械上，严格的说，采用和图1中的剥皮头2一样的方法。依靠刀夹25相对于推进套筒24的顺时针相对旋转，铣刀26沿径向方向前进，该径向前进方向朝向刀夹25的旋转的轴线的方向，因为支撑部件32在导向面31上滑动，其中，旋转轴的半径在他们的纵剖面上不断减小(顺时针，如图3中看到的那样)。 

图4表示仅具有三个铣刀44的进一步优选的剥皮头43，该剥皮头43安装于刀夹45上，在此没有用图进行说明。另外，三个抛光工具46同样安装于刀夹45上。 

图5表示工件1将要被加工，在侧视图中同时示出铣刀44中的 一个和抛光工具46中的一个。上述工件1上所使用的箭头表示工件1为了加工的推进方向。在所有情况下一个铣刀44和一个抛光工具46在径向上彼此相对的安装，以便使径向力通过被彼此相对的铣刀44和抛光工具46而施加到工件1上。铣刀44与其纵轴被排列在一共同平面上，该平面垂直于工件1的推进方向，同样的，抛光工具46与其相对。所述抛光工具46的前端具有一抛光轧辊53，如图5的放大详图的顶部右手部分的图解，承受超过一定程度的与工件1所承受的压力反向的压力。所有抛光工具46被安装于一个平面内，除抛光动作外，同时与铣刀44相互作用，形成向中心运动的力。所述铣刀44和抛光工具46两者朝向工件1运动，通过推进套筒47采用和图3实例中的铣刀26一样的方法运动，在其中推进套筒47相对于刀夹45绕以工件为中心的轴旋转。所述铣刀44和抛光工具46两者在径向方向上通过支撑部件48在所有情况下都被支撑在导向部件50的导向面49上。由于导向面49的半径顺时针方向减小，当刀夹45相对于推进套筒47顺时针方向旋转时，各自的铣刀44或各自的抛光工具46朝着工件的轴线方向前进。为了加工工件1，整个剥皮头43旋转，例如，朝顺时针方向旋转。在这种情况下工件1的推进速度和剥皮头的旋转速度相互协调一致，以便于铣刀头51加工整个工件的圆周。铣刀头51在这种情况下绕他们的纵向轴线旋转。包封件52相对于刀夹45绕铣刀轴54安装，铣刀轴54驱动铣刀头51。 

涉及的符号列表 

1  工件

2     剥皮头 

3     刀夹 

4     推进套筒 

5     通道孔 

6     刀架 

7     剥皮刀 

8     固定凹槽 

9     导向板条 

10    导向部件 

11    导向面 

12    支撑部件 

13    空心轴 

14    刀夹齿形轮辋 

15    推进套筒齿形轮辋 

16    滚珠轴承 

17    齿轮轴 

18    夹具推进大齿轮 

19    套筒推进大齿轮 

20    主驱动大齿轮 

21    轴向驱动器 

22    运转方向 

23    剥皮头

24        推进套筒 

25        刀夹 

26        铣刀 

27        工件 

28        电动机 

29        铣刀头 

30        导向部件 

31        导向面 

32        支撑部件 

33        侧翼 

43        剥皮头 

44        铣刀 

45        刀夹 

46        抛光工具 

47        推进套筒 

48        支撑部件 

49        导向面 

50        导向部件 

51        铣刀头 

52        包封件 

53        抛光压辊 

54        铣刀轴

Claims (10)

1.一种切削型钢或管状工件(1，27)的装置，包含：

a)一从动的刀夹(3，25)，所述刀夹上设置有一用于加工工件(1，27)的通道(5)，并且所述刀夹可旋转的安装于被加工工件(1，27)的周围，刀夹具有多个在径向方向上前进的切割器(7，26)，

b)一从动的推进套筒(4，24)与所述刀夹(3，25)同中心可旋转的安装，

c)相对运动设备，用于在所述刀夹(3，25)和所述推进套筒(4，24)之间产生一相对运动，和

d)推进设备，用于将所述刀夹(3，25)和所述推进套筒(4，24)之间的相对运动转换成所述切割器(7，26)的推进运动，其特征在于，

e)所述刀夹(3，25)和推进套筒(4，24)之间的相对运动是以刀夹(3，25)的旋转轴线为中心的相对旋转，和

f)所述相对运动设备包含一具有如下特征的传动装置：

aa)一套筒推进大齿轮(19)与推进套筒(4，24)的齿形轮辋(15)相啮合，所述套筒推进大齿轮设置于齿轮轴(17)上，所述啮合为第一螺旋啮合，

bb)一夹具推进大齿轮(18)与刀夹(3，25)的齿形轮辋(14)相啮合，所述夹具推进大齿轮与所述套筒推进大齿轮设置在相同的齿轮轴(17)上，所述啮合为第二螺旋啮合，该第二螺旋啮合与所述第一螺旋啮合的导向相反，和

cc)用于控制齿轮轴(17)相对于所述推进套筒(4，24)和/或刀夹(3，25)之间的相对轴向位移的设备(21)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

a)所述的每个切割器(7，26)的推进设备均包含一设置在所述推进套筒(4，24)上的切割器导向装置(11，31)，每个导向装置(11，31)被设置在圆周方向上运转，该运转减小导向装置与推进套筒旋转轴线的距离，

b)每个切割器(7，26)直接或通过一个刀架(6)倚靠于导向装置(11，31)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述夹具推进大齿轮(18)或所述套筒推进大齿轮(19)被一主驱动大齿轮(20)驱动。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，切割器是切刀(7)。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述切割器为铣刀(26)。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述切割器包含一组切削工 具(7，26，44)和一组非切削工具(46)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述切削工具(7，26，44)和非切削工具(46)中的一个被设置于另一个的后面，显然，在将被加工的部件(1，27)的推进方向上，以这样一种方法以致将被加工的部件(1，27)首先被切削工具(7，26，44)所加工，并且随后被非切削工具(46)加工。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述非切削工具是抛光工具(46)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述抛光工具(46)具有抛光滚筒(53)。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述非切削工具(46)同时用于对准被加工部件(1，27)的中心。 

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