CN102837062A - 同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机 - Google Patents

Abstract

一种同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机：包括固定设置在机座上的固定支撑套，固定支撑套内设置有用于定位钢管的内夹紧机构，固定支撑套外圆上安装有旋转套，旋转套的一端固定有旋转刀盘，所述旋转刀盘上滑动的连接有刀座；刀座上设置有切断刀，还设置有用于驱动切断刀径向进给的驱动机构，安装在刀座上的倒棱刀组件和驱动倒棱刀组件径向进给的驱动机构，以及设置在差动旋切锯前面用于固定被切钢管前端的外夹紧机构；驱动倒棱刀组件径向进给的驱动机构：输入轴连接倒棱刀进给驱动电机、具有第三输出轴和刀盘转动反馈传动轴的第二差速传动箱。本发明可实现在一台设备上，分步完成圆管切断及一个切口两个端面同时完成所要求的内外倒棱加工。

Description

同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机

技术领域

本发明涉及一种用于切断园管的差动切管机。特别是涉及一种可以同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机。 

背景技术

专利号为2010 1 0213670.3，发明名称为“切断园管的差动旋切锯”的发明专利，解决了圆管快速旋转切断的需求，且切口光洁，刀具使用寿命长，切断成本低。但是，工业生产还存在有圆管切断后需对切口进一步进行内外倒棱加工的需求。传统的做法是在完成切断后，进行管段收集，后在移至另一台设备另外进行切口的内外倒棱加工，直后再行收集后再次移至另外一台设备进行另一端切口的内外倒棱加工，这种加工方案无论在设备投资，人员使用以及生产效率等方面均有改进提高的需求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在一台设备上，无需工件转移工位，分步完成圆管切断及一个切口两个端面内外倒棱加工的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机。 

本发明所采用的技术方案是：一种同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，包括：机座，固定设置在机座上的固定支撑套，所述的固定支撑套内设置有用于定位钢管的内夹紧机构，所述的固定支撑套外圆上安装有旋转套，所述的旋转套的一端固定有旋转刀盘，所述旋转刀盘上滑动的连接有刀座；所述的刀座上设置有切断刀，还设置有用于驱动切断刀径向进给的驱动机构，所述的该径向进给的驱动机构包括设置有刀盘驱动电机、切断刀进给驱动电机、第一输出轴和第二输出轴的第一差速传动箱，与所述的第一输出轴通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第一输出轴驱动的刀盘驱动齿轮，与所述的第二输出轴通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第二输出轴驱动的切断刀进给驱动齿轮，与切断刀进给驱动齿轮相连的切断刀进给内齿圈，所述的切断刀进给内齿圈通过一行星齿轮连接进给伞齿轮，所述的刀盘驱动齿轮连接旋转套，并通过旋转套驱动旋转刀盘的旋转，所述的进给伞齿轮通过进给丝杆连接刀座，并驱动刀座带动切断刀径向移动；还设置有安装在刀座上的倒棱刀组件和驱动倒棱刀组件径向进给的驱动机构，以及设置在差动旋切锯前面用于固定被切钢管前端的外夹紧机构；其中，所述的驱动倒棱刀组件径向进给的驱动机构包括：输入轴连接倒棱刀进给驱动电机、具有第三输出轴和刀盘转动反馈传动轴的第二差速传动箱，通过一行星齿轮和一对伞齿轮与所述的第三输出轴相连并被第三输出轴驱动的内外倒棱刀进给驱动齿轮，与所述的内外倒棱刀进给驱动齿轮连接的倒棱进给内齿圈，通过一行星齿轮连接所述的倒棱进给内齿圈的一对进给伞齿轮，以及与刀盘转动反馈传动轴相连并被刀盘转动反馈传动轴驱动的刀盘转动反馈齿轮副，通过一行星齿轮与所述的刀盘转动反馈齿轮副相连的刀盘传动齿轮， 所述的刀盘传动齿轮连接旋转套，并通过旋转套驱动旋转刀盘的旋转，所述的进给伞齿轮通过进给丝杆连接刀座，并驱动刀座带动倒棱刀组件径向移动。 

所述的驱动倒棱刀组件径向进给的驱动机构和所述的用于驱动切断刀径向进给的驱动机构共同构成双差动驱动结构。 

所述的内夹紧机构包括有轴向滑动的设置在所述的固定支撑套内的滑动套，所述的滑动套的外圆上轴向对称开有个以上的长槽，所述的每个长槽内滑动的嵌入有内夹紧推杆，所述的内夹紧推杆的前部的外周面为楔形结构，所述的固定支撑套内在与所述的内夹紧推杆前部的楔形结构相对应的位置设置有楔形夹紧件，所述的楔形夹紧件前端设置有内夹紧卡块，还包括有用于驱动所述的滑动套轴向移动的滑动套驱动油缸，以及用于驱动内夹紧推杆轴向移动的内夹紧推杆驱动油缸，所述的滑动套驱动油缸上设置有用于定位滑动套驱动油缸移动行程的内夹紧定位垫块。 

所述的外夹紧机构包括有用于夹紧钢管前端的外夹紧件与所述的外夹紧件相连用于驱动该外夹紧件带动钢管沿导轨水平移动的外夹紧数控移位装置，所述的外夹紧件的前端设置有用于限位钢管的定尺挡板和推动定尺挡板移动以及推动钢管的推出装置。 

所述的倒棱刀组件包括有用于安装在所述的旋转刀盘上的刀杆，分别铰接在所述的刀杆上的外刀座和内刀座，所述的外刀座的一端与内刀座的一端通过碟簧相连，所述的外刀座上对应钢管的外表面分别安装有外倒棱刀和外仿形轮，所述的内刀座上对应钢管的内表面分别安装有内倒棱刀和内仿形轮。 

本发明的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，可实现在一台设备上，无需工件转移工位，在一次定位装卡中，分步完成圆管切断及一个切口两个端面同时完成所要求（斜角，倒棱宽度）的内外倒棱加工。并且，本发明可自动补偿圆管内外面椭圆度误差对钝边宽度精度产生的影响。 

附图说明

图1是本发明整体构成的结构示意图； 

图2是本发明倒棱刀组件的结构示意图； 

图3是图2的侧视图； 

图4是本发明工作过程的示意图 

其中：a是切断时的示意图，b是准备倒棱的示意图，c是进行外倒棱，d是进行内倒棱，e是倒棱结束，进行退刀。 

图中 

1：刀盘驱动电机                        2：切断刀进给驱动电机（交流伺服） 

3：第一输出轴                          4：第二输出轴 

5：第一差速传动箱                      6：切断刀进给驱动齿轮 

7：切断刀进给内齿圈                    8：行星齿轮 

9：进给伞齿轮                          10：刀盘驱动齿轮 

11：机座                               12：固定支撑套 

13：旋转套                             14：旋转刀盘 

15：刀座                               16：切断刀 

17：倒棱刀组件                         18：倒棱刀进给驱动电机（交流伺服） 

19：第三输出轴                         20：刀盘转动反馈传动轴 

21：第二差速传动箱                     22：内外倒棱刀进给驱动齿轮 

23：倒棱进给内齿圈                     24：行星齿轮 

25：进给伞齿轮                         26：刀盘转动反馈齿轮副 

27：刀盘传动齿轮                       28：内夹紧推杆 

29：楔形夹紧件                         30：内夹紧卡块 

31：滑动套                             32：滑动套驱动油缸 

33：内夹紧推杆驱动油缸                 34：内夹紧定位垫块 

35：外夹紧件                           36：外夹紧数控移位装置（交流伺服驱动） 

37：导轨                               38：定位挡板 

39：推出装置                           171：刀杆 

172：外刀座                            173：内刀座 

174：碟簧                              175：外倒棱刀 

176：外仿形轮                          177：内倒棱刀 

178：内仿形轮 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机做出详细说明。 

如图1所示，本发明的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，包括：机座11，固定设置在机座11上的固定支撑套12，所述的固定支撑套12内设置有用于定位钢管的内夹紧机构，所述的固定支撑套12外圆上安装有旋转套13，所述的旋转套13的一端固定有旋转刀盘14，所述旋转刀盘14上滑动的连接有刀座15；所述的刀座15上设置有切断刀16，还设置有用于驱动切断刀16径向进给的驱动机构，所述的该径向进给的驱动机构包括设置有刀盘驱动电机1、切断刀进给驱动电机2、第一输出轴3和第二输出轴4的第一差速传动箱5，与所述的第一输出轴3通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第一输出轴3驱动的刀盘驱动齿轮10，与所述的第二输出轴4通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第二输出轴4驱动的切断刀进给驱动齿轮6，与切断刀进给驱动齿轮6相连的切断刀进给内齿圈7，所述的切断刀进给内齿圈7通过一行星齿轮8连接进给伞齿轮9。在上述的结构中，第一差速传动箱的切断刀进给驱动电机通过差速机构实现与刀盘驱动电机的运动耦合，并通过第二输出轴驱动切断刀进给驱动齿轮及与其相连的切断刀进给内齿圈旋转。由于差动传动的耦合作用，当切断刀进给驱动电机停转时，切断刀进给内齿圈与旋转刀盘同向并严格同步旋转，与切断刀进给内齿圈相联的进给传动系停转，系统停止进给；当切断刀进给驱动电机转动时，切断刀进给内齿圈与旋转刀盘出现转速差，进给传动系开始驱动切断刀沿径向作进到或退刀运动。 

所述的刀盘驱动齿轮10连接旋转套13，并通过旋转套13驱动旋转刀盘14的旋转，所述的进给伞齿轮9通过进给丝杆连接刀座15，并驱动刀座15带动切断刀16径向移动。即第一差速传动箱的刀盘驱动电机通过齿轮减速，第一输出轴，刀盘驱动齿轮带动旋转刀盘旋转。 

还设置有安装在刀座15上的倒棱刀组件17和驱动倒棱刀组件17径向进给的驱动机构，以及设置在差动切管机前面用于固定被切钢管前端的外夹紧机构； 

所述的驱动倒棱刀组件17径向进给的驱动机构包括：输入轴连接倒棱刀进给驱动电机（交流伺服）18、具有第三输出轴19和刀盘转动反馈传动轴20，内部设有合成运动的差动轮系的第二差速传动箱21，通过一行星齿轮和一对伞齿轮与所述的第三输出轴19相连并被第三输出轴19驱动的内外倒棱刀进给驱动齿轮22，与所述的内外倒棱刀进给驱动齿轮22连接的倒棱进给内齿圈23，通过一行星齿轮24连接所述的倒棱进给内齿圈23的一对进给伞齿轮25，以及与刀盘转动反馈传动轴20相连并被刀盘转动反馈传动轴20驱动的刀盘转动反馈齿轮副26，通过一行星齿轮与所述的刀盘转动反馈齿轮副26相连的刀盘传动齿轮27，所述的刀盘传动齿轮27连接旋转套13，并通过旋转套13驱动旋转刀盘14的旋转，所述的进给伞齿轮25通过进给丝杆连接刀座15，并驱动刀座15带动倒棱刀组件17径向移动。 

所述的驱动倒棱刀组件17径向进给的驱动机构和所述的用于驱动切断刀16径向进给的驱动机构共同构成双差动驱动结构。 

第二差速传动箱仅配备倒棱刀进给驱动电机，它通过与第一差速传动箱完全相同差速机构及刀盘转动反馈齿轮副实现与刀盘驱动电机的运动耦合，通过这台倒棱刀进给驱动电机的起停，正转反转实现倒棱刀的停止、进刀及退刀。而且它的运动与切断刀的运动是完全相对独立的。 

所述的内夹紧机构包括有轴向滑动的设置在所述的固定支撑套12内的滑动套31，所述的滑动套31的外圆上轴向对称开有2个以上的长槽，本实施例是开有4个长槽。所述的每个长槽内滑动的嵌入有内夹紧推杆28，所述的内夹紧推杆28的前部的外周面为楔形结构，所述的固定支撑套12内在与所述的内夹紧推杆28前部的楔形结构相对应的位置设置有楔形夹紧件29，所述的楔形夹紧件29前端设置有内夹紧卡块30，还包括有用于驱动所述的滑动套31轴向移动的滑动套驱动油缸32，以及用于驱动内夹紧推杆28轴向移动的内夹紧推杆驱动油缸33，所述的滑动套驱动油缸32上设置有用于定位滑动套驱动油缸移动行程的内夹紧定位垫块34。 

即，固定支撑套内部套装一个可在其上作前后进退运动的滑动套，滑动套上有4个开槽，内装4支推杆可驱动内套前端4个内夹紧推杆对钢管夹紧或松夹紧。滑动套的进退运动与夹紧运动分别用两个套装在一起的环形双重套装油缸驱动，即滑动套驱动油缸和内夹紧推杆驱动油缸。当内夹紧推杆驱动油缸的活塞前后动时，驱动内夹紧推杆进退从而实现对钢管的夹紧或松开；与此同时若滑动套驱动油缸的活塞运动则可带动滑动套并同时带动内夹紧推杆以及钢管一起做进退运动。 

由于内倒棱加工工艺的需要，内夹紧推杆带动钢管需要做3个位置的运动，它是通过配备2套内夹紧定位垫块予以实现的： 

1）内夹紧定位垫块升起,滑动套驱动油缸的活塞在前位,在此位置对钢管进行切断操作； 

2)内夹紧定位垫块升起,滑动套驱动油缸的活塞在后位,在此位置切口拉开距离为2A+切口宽度； 

3)内夹紧定位垫块降下,滑动套驱动油缸的活塞前移内夹紧定位垫块块位置,在此位置切口拉开距离为2B+切口宽度。 

所述的外夹紧机构是通过数控装置进行控制，包括有用于夹紧钢管前端的外夹紧件35与所述的外夹紧件35相连用于驱动该外夹紧件35带动钢管沿导轨37水平移动的外夹紧数控移位装置（交流伺服驱动）36，所述的外夹紧件35的前端设置有用于限位钢管的定位挡板38和推动定位挡板38移动以及推动钢管的推出装置39。 

如图2～图4所示，所述的倒棱刀组件17包括有用于安装在所述的旋转刀盘14上的刀杆171，分别铰接在所述的刀杆171上的外刀座172和硬质合金外倒棱刀175，所述的外刀座172的一端与内刀座173的一端通过碟簧174相连，所述的外刀座172上对应钢管的外表面分别安装有由硬质合金制作的外倒棱刀175和外仿形轮176，所述的内刀座173上对应钢管的内表面分别安装有硬质合金内倒棱刀177和内仿形轮178。 

本发明的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机加工过程分述如下： 

1、如图4a所示，钢管从差动切管机的滑动套引出被机前位置数控调整的定位挡板挡住，滑动套中一套液压驱动的内夹紧机构与定位挡板前的液压外夹紧机构同时动作将钢管牢固夹紧。旋转刀盘旋转，旋转刀盘上2把切断刀在切断刀进给驱动电机与第一差速传动箱驱动下进行径向进给，将钢管切断。 

由于旋转刀盘上装有4套刀具，其中2套刀具是切断刀，另外两套是内外倒棱刀组件，而且这两组（每组各2套）分别用2套相互独立的差动驱动装置驱动，可以独立地进行进给与退刀运动，故在进行第一步切断加工时，第2组倒棱刀处于退刀位不参与加工。 

2、如图4b所示，切断完成，切断刀迅速退回原位，在内夹紧与外夹紧均不松开的前提下，内夹紧机构在滑动套驱动油缸作用下连带被夹紧的左侧钢管段一起向左移动，滑动套驱动油缸移动到位，移动量为“A”；右侧钢管段也在夹紧不松开的条件下，由外夹紧数控移位装置驱动移位“A”距离，此时两侧钢管端面的距离变为2A+切口宽度，此宽度可允许倒棱刀组件无障碍地移进钢管内部，使倒棱刀组件的外倒棱刀的刃口与钢管外壁距离为2mm。 

3、如图4c所示，内夹紧机构与外夹紧机构相向移动一段距离，使两侧切口的距离变小，此距离宽度可满足内外倒棱加工的需要。 

首先倒棱刀组件向下进给，待外倒棱刀走完空行程约2mm后继续进行外倒棱加工直至外倒棱加工结束全部完成。 

4、如图4d所示，在钢管段及内外夹紧机构均保持不变的条件下，倒棱刀组件改为向外进给并开始进行内倒棱加工，直至加工完成。 

5、如图4e所示，所有加工完成，内外夹紧机构在不松开钢管夹紧条件下带动钢管段移动一个距离，使两端面距离又变为2A+切口宽度，此时倒棱刀组件快速向外移动，退回原位。 

外夹紧机构快速向右运动带动已完成加工的成品钢管段移至出料位，外夹紧松开，推出装置作将成品钢管段推出收集。 

Claims (5)

1.一种同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，包括：机座（11），固定设置在机座（11）上的固定支撑套（12），所述的固定支撑套（12）内设置有用于定位钢管的内夹紧机构，所述的固定支撑套（12）外圆上安装有旋转套（13），所述的旋转套（13）的一端固定有旋转刀盘（14），所述旋转刀盘（14）上滑动的连接有刀座（15）；所述的刀座（15）上设置有切断刀（16），还设置有用于驱动切断刀（16）径向进给的驱动机构，所述的该径向进给的驱动机构包括设置有刀盘驱动电机（1）、切断刀进给驱动电机（2）、第一输出轴（3）和第二输出轴（4）的第一差速传动箱（5），与所述的第一输出轴（3）通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第一输出轴（3）驱动的刀盘驱动齿轮（10），与所述的第二输出轴（4）通过一行星齿轮和一对伞齿轮相连并被第二输出轴（4）驱动的切断刀进给驱动齿轮（6），与切断刀进给驱动齿轮（6）相连的切断刀进给内齿圈（7），所述的切断刀进给内齿圈（7）通过一行星齿轮（8）连接进给伞齿轮（9），所述的刀盘驱动齿轮（10）连接旋转套（13），并通过旋转套（13）驱动旋转刀盘（14）的旋转，所述的进给伞齿轮（9）通过进给丝杆连接刀座（15），并驱动刀座（15）带动切断刀（16）径向移动；其特征在于：还设置有安装在刀座（15）上的倒棱刀组件（17）和驱动倒棱刀组件（17）径向进给的驱动机构，以及设置在差动旋切锯前面用于固定被切钢管前端的外夹紧机构；其中，所述的驱动倒棱刀组件17径向进给的驱动机构包括：输入轴连接倒棱刀进给驱动电机18、具有第三输出轴19和刀盘转动反馈传动轴20的第二差速传动箱21，通过一行星齿轮和一对伞齿轮与所述的第三输出轴（19）相连并被第三输出轴（19）驱动的内外倒棱刀进给驱动齿轮（22），与所述的内外倒棱刀进给驱动齿轮（22）连接的倒棱进给内齿圈（23），通过一行星齿轮（24）连接所述的倒棱进给内齿圈（23）的一对进给伞齿轮（25），以及与刀盘转动反馈传动轴（20）相连并被刀盘转动反馈传动轴（20）驱动的刀盘转动反馈齿轮副（26），通过一行星齿轮与所述的刀盘转动反馈齿轮副（26）相连的刀盘传动齿轮（27），所述的刀盘传动齿轮（27）连接旋转套（13），并通过旋转套（13）驱动旋转刀盘（14）的旋转，所述的进给伞齿轮（25）通过进给丝杆连接刀座（15），并驱动刀座（15）带动倒棱刀组件（17）径向移动。

2.根据权利要求1所述的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，其特征在于，所述的驱动倒棱刀组件（17）径向进给的驱动机构和所述的用于驱动切断刀（16）径向进给的驱动机构共同构成双差动驱动结构。

3.根据权利要求1所述的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，其特征在于，所述的内夹紧机构包括有轴向滑动的设置在所述的固定支撑套（12）内的滑动套（31），所述的滑动套（31）的外圆上轴向对称开有2个以上的长槽，所述的每个长槽内滑动的嵌入有内夹紧推杆（28），所述的内夹紧推杆（28）的前部的外周面为楔形结构，所述的固定支撑套（12）内在与所述的内夹紧推杆（28）前部的楔形结构相对应的位置设置有楔形夹紧件（29），所述的楔形夹紧件（29）前端设置有内夹紧卡块（30），还包括有用于驱动所述的滑动套（31）轴向移动的滑动套驱动油缸（32），以及用于驱动内夹紧推杆（28）轴向移动的内夹紧推杆驱动油缸（33），所述的滑动套驱动油缸（32）上设置有用于定位滑动套驱动油缸移动行程的内夹紧定位垫块（34）。

4.根据权利要求1所述的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，其特征在于，所述的外夹紧机构包括有用于夹紧钢管前端的外夹紧件（35）与所述的外夹紧件（35）相连用于驱动该外夹紧件（35）带动钢管沿导轨（37）水平移动的外夹紧数控移位装置（36），所述的外夹紧件（35）的前端设置有用于限位钢管的定尺挡板（38）和推动定尺挡板（38）移动以及推动钢管的推出装置（39）。

5.根据权利要求1所述的同时对切口两端面进行内外倒棱加工的差动切管机，其特征在于，所述的倒棱刀组件（17）包括有用于安装在所述的旋转刀盘（14）上的刀杆（171），分别铰接在所述的刀杆（171）上的外刀座（172）和内刀座（173），所述的外刀座（172）的一端与内刀座（173）的一端通过碟簧（174）相连，所述的外刀座（172）上对应钢管的外表面分别安装有外倒棱刀（175）和外仿形轮（176），所述的内刀座（173）上对应钢管的内表面分别安装有内倒棱刀（177）和内仿形轮（178）。

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