CN108025369B - 管件端部机加工装置 - Google Patents

Abstract

一种管件端部机加工装置，其配置成机加工管件的端部，且包括外部壳体、工具托架、轮毂组件、垂直调节组件以及驱动组件，该外部壳体具有可旋转地安装在其中的主轴，该工具托架安装在主轴上，该轮毂组件附连于外部壳体，该垂直调节组件附连于轮毂组件并且附连于外部壳体，而该驱动组件配置成使得主轴和工具托架旋转。垂直调节组件调节切割工具相对于管件的向上和向下位置。轮毂组件将装置安装于管件并且固定切割工具相对于管件的相对向上或向下位置，由此防止当装置正在切割管件的端部上的平坦表面时的振动和颤动。

Description

管件端部机加工装置

本申请要求在2015年7月9日提交的美国临时申请系列号No.62/190,315和在2016年6月17日提交的美国非临时申请系列号15/185,428的国内优先权，这两个申请的内容的全文纳入本文。

技术领域

本公开总地涉及一种管件端部机加工装置，该管件端部机加工装置配置成在诸如管件的中空构件上形成平坦切口或斜切口。

背景技术

长管道需要较短长度的管件能端对端焊接在一起，以形成较长管段，并且在将两个长度结合在一起之前，匹配的端部必须被机加工以接纳焊接部。将一定长度管件的端部斜切的机加工接合管件的内表面并且相对于管件保持机加工刚性。机器包括具有切割端部的旋转构件。一些机加工能配置成以固定角度自动地切割斜面，例如以十度角度切割。其它机加工以固定速率径向地移动工具，并且提供可手动操作的进给螺杆用于轴向地移动工具。

发明内容

在一个方面中，提供一种管件端部机加工装置，其配置成机加工管件的端部。该管件端部机加工装置包括外部壳体、工具托架、轮毂组件、垂直调节组件以及驱动组件，该外部壳体具有可旋转地安装在其中的主轴，该工具托架安装在主轴上，该轮毂组件附连于外部壳体，该垂直调节组件附连于轮毂组件并且附连于外部壳体，而该驱动组件配置成使得主轴和工具托架旋转。

根据一方面，该垂直调节组件调节切割工具相对于管件的向上和向下位置。

根据一方面，轮毂组件将装置安装于管件并且固定切割工具相对于管件的相对向上或向下位置，由此防止当装置在管件的端部上切割平坦表面时的振动和颤动。

本公开的范围仅仅由所附权利要求所限定并且并不受本发明内容内的陈述的影响。

附图说明

图1是根据本公开的安装在管件上的管件端部机加工装置的立体图；

图2是安装在管件上的管件端部机加工装置的侧视图；

图3是管件端部机加工装置的立体图；

图4是处于第一位置中的管件端部机加工装置的剖视图；

图5是处于第一位置中的管件端部机加工装置的放大的部分剖视图；

图6是处于第二位置中的管件端部机加工装置的剖视图；

图7是处于第二位置中的管件端部机加工装置的放大的部分剖视图；

图8是处于第二位置中的管件端部机加工装置的又一剖视图；

图9是形成管件端部机加工装置的一部分的轮毂组件的立体图；

图10是轮毂组件的侧视图；

图11是轮毂组件的剖视图；以及

图12是形成管件端部机加工装置的一部分的锁定组件的立体图；

图13是锁定组件的又一立体图；

图14是锁定组件的一部分的立体图，其中锁定组件的卡夹腿部被移除；

图15是锁定组件的卡夹腿部的立体图；以及

图16是锁定组件的卡夹腿部的又一立体图。

具体实施方式

参照图1和2，提供一种管件端部机加工装置20，其配置成机加工管件P的端部。管件端部机加工装置20可用于使用安装在工具托架24上的切割工具22来切割管件P的端部上的平坦表面，或者能用于切割管件P的端部的倾斜表面。如果正在切割平坦表面，则管件端部机加工装置20相对于管件P在垂直方向上保持固定，同时切割工具22相对于管件P径向地移动。如果正在切割倾斜表面，则管件端部机加工装置20相对于管件P垂直地移动，同时切割工具22相对于管件P径向地移动。虽然这里使用术语上、向上、下、向下、垂直等等，但这些术语为了便于描述管件端部机加工装置20而使用且并非指代使用所要求的定向。

参照图4，管件端部机加工装置20包括外部壳体26、工具托架24、轮毂组件30、垂直调节组件32以及驱动组件34，该外部壳体26具有可旋转地安装在其中的主轴28，工具托架24安装在主轴28上，该轮毂组件30附连于外部壳体26，该垂直调节组件32附连于轮毂组件30并且附连于外部壳体26，而驱动组件34参见图8用于使得主轴28和工具托架24旋转。垂直调节组件32用于调节切割工具22相对于管件P的向上和向下位置。轮毂组件30用于将管件端部机加工装置20安装于固定件(其安装在管件P上)(未示出)，并且用于固定切割工具22相对于管件P的相对向上或向下位置，由此防止当管件端部机加工装置20正在切割管件P的端部上的平坦表面时的振动和颤动。

例如图5中最清楚地示出地是，外部壳体26具有上端26a、下端26b以及形成在其中的腔室36。上部和下端26a、26b是开放的，以贯穿其中限定通道。外部壳体26具有轴环40，该轴环向内延伸到腔室36中。轴环40具有穿过其形成的通道。在轴环40内形成通道的壁上形成有多个花键41。

主轴28安装在外部壳体26的腔室36内。主轴28具有上端28a、下端28a以及形成在其中的腔室44。上部和下端28a、28b是开放的，以贯穿其中限定通道。

工具托架24安装于主轴28的下端28a，并且从该下端向外且从外部壳体26向外延伸。主轴28和工具托架24能经由安装在主轴28和外部壳体26之间的轴承42(其形成驱动组件32的一部分)相对于外部壳体26旋转。主轴28和工具托架24由驱动组件34驱动，以使它们相对于外部壳体26旋转。此种驱动组件34可根据2015年7月2日提交的美国临时申请系列号62/188,148制造，该申请的内容全部以参照的方式纳入本文。每个工具托架24包括切割工具22，这些切割工具22用于切割管件P的端部并且在管件P的端部上形成斜面。如本领域已知地，在操作期间，工具托架24上的切割工具22能相对于主轴28向内和向外移动，以切割管件P。

在图9-14中最清楚地示出轮毂组件30。轮毂组件30安装在主轴28的腔室44内，并且延伸穿过开放的上端和下端28a、28b。轮毂组件30具有第一端部和第二端部，该第一端部固定地连接于安装在管件P内的固定件，而该第二端部连接于外部壳体26的上端。在完成切割之后，轮毂组件30从固定件脱离，用于将管件端部机加工装置20从管件P移除。轮毂组件30能相对于外部壳体26旋转。轮毂组件30能相对于固定件移动，以使得外部壳体26、主轴28以及工具托架24相对于固定件并且相对于该固定件所附连于的管件P垂直地移动。轮毂组件30能锁定就位，以防止外部壳体26、主轴28以及工具托架24相对于固定件并且相对于管件P的垂直移动。当轮毂组件30锁定就位时，这有助于使得当在管件P的端部上正形成平坦切口时在管件端部机加工装置20的操作期间的振动和颤动减至最小。

轮毂组件30包括安装组件46、轮毂48以及锁定组件50，该安装组件46固定地附连于固定件并且用于将管件端部机加工装置20安装于管件P，该轮毂48安装在安装组件46上，而该锁定组件50参见图12-14用于固定外部壳体26、主轴28以及工具托架24相对于安装组件46且由此相对于固定件和管件P的垂直位置。不管轮毂组件30处于锁定状况还是处于解锁状况中，外部壳体26、主轴28以及工具托架24均能相对于轮毂组件30旋转。

安装组件46包括下部板或凸缘52、多个带花键的轴54以及细长杆部60，该多个带花键的轴54固定地安装在下部凸缘52和上部板56之间，而该细长杆部60从上部板56向上延伸并且附着于上部板56。下部板或凸缘52连接于固定件，且安装组件46在使用期间相对于该固定件和管件P保持静止。

杆部60具有细长通道62，该细长通道从杆部60的开放的上端60a向下延伸。通道62可延伸穿过杆部60。通道62可以是圆柱形的。杆部60的外表面具有上部部分和中间部分，该上部部分在其上具有螺旋进给螺纹形状64，而该中间部分具有一系列垂直花键66。

参见图5，外部壳体26的轴环40上的花键41与杆部60上的花键66匹配。此种匹配允许外部壳体26相对于轮毂组件30且由此相对于管件P垂直移动，但防止外部壳体26相对于轮毂组件30和管件P的旋转。

参见图11，轮毂48通过衬套68安装在每个带花键的轴54上，以使得轴54延伸穿过轮毂48，且使轮毂48能够沿着带花键的轴54进行垂直移动。如图所示，提供三个带花键的轴54。带花键的轴54的中心线在凸缘52和上部板56上形成圆。这为轮毂48提供刚性和稳定的平台。参见图4，轮毂48通过多个轴承70连接于主轴28，以使得主轴28能相对于轮毂48旋转，但随着轮毂48垂直地移动。图4示出处于第一位置的轮毂48、主轴28以及工具托架24，而图6示出处于第二位置的轮毂48、主轴28以及工具托架24。

如图11-14中所示，锁定组件50包括：细长心轴72，该细长心轴72具有上端72a、下端72b、外表面72c以及延伸穿过该细长心轴的通道74；细长进给轴76，该细长进给轴76延伸通过心轴72的通道74，该进给轴76具有带螺纹的上端76a和下端76b；端盖78，该端盖78附连于进给轴76的下端76b并且形成轴76的扩大端部；多个卡夹腿部80，该多个卡夹腿部80具有坐落在心轴72上的沟槽88内的上端80a和坐落在端盖78上的下端80b；轴承84，该轴承84坐落在心轴72的上端72a上；以及螺母86，该螺母86螺纹地附连于轴76的上端76a，螺母86夹在心轴72和轴承84的内座圈之间。螺母86固定在轴承84的内座圈。

心轴72在其外表面上具有多个隔开的沟槽88。每个沟槽88具有内壁90，该内壁在心轴72的下端72b处开始并且从该下端向上延伸。每个内壁90均相对于心轴72的中心线从下端72b向内壁90的上端90a向外成角度。每个沟槽88进一步具有一对侧壁92、94，该一对侧壁平行于心轴72的中心线延伸。突部96从侧壁92向外延伸到每个沟槽88中。心轴72可以是圆柱形的。

端盖78具有多个隔开的凹槽98，这些凹槽98保持相应卡夹腿部80的下端。

例如图15和16中最清楚示出地是，每个卡夹腿部80是楔形的，其具有内表面100、外表面102以及在内表面和外表面100、102之间延伸的相对侧表面104、106。每个卡夹腿部80的内表面100具有成角度部分101，该成角度部分101与内壁90的形状成镜像并且适合于沿着相应沟槽88的内壁90滑动，成角度部分101所安装在该沟槽88中。每个卡夹腿部80的相对侧壁104中的一个具有通道108，该通道沿着侧壁从卡夹腿部80的上端80a延伸至卡夹腿部80的下端80b。外表面102与形成心轴72的通道74的壁的形状相对应。外表面102具有滚花或涂层以使得外表面102变得粗糙。

如图12中所示，每个卡夹腿部80的下端80b均坐落在端盖78中的凹槽98内。沟槽88内的突部96与相应卡夹腿部80中的通道108接合。卡夹腿部80能相对于心轴72垂直地移动，以使得外表面102与心轴72的外表面72c对准，或者使得外表面102偏离心轴72的外表面72c。

当螺母86旋转时，由于螺母86相对于外部壳体26在垂直方向上保持静止，轴76垂直地平移。通过旋转螺母86，锁定组件50能移动至锁定位置或解锁位置。为了移动至锁定位置，螺母86旋转以向上移动轴76，这致使端盖78和卡夹腿部80相对于心轴72向上移动。卡夹腿部80沿着沟槽88向上滑动，这致使卡夹腿部80从心轴72向外且朝向杆部60移动。突部96沿着通道108滑动。卡夹腿部80从心轴72向外移动，直到外表面102接合形成杆部60的通道62的内壁为止，以将锁定组件50锁定到锁定位置中。该锁定位置使得轴承84相对于固定件垂直地固定就位，因为锁定组件50目前相对于安装组件46固定就位。卡夹腿部80的外表面102上的涂层或滚花有助于在处于锁定位置中时防止心轴72、轴76、端盖78和卡夹腿部80相对于杆部60滑动。在解锁位置中，螺母86旋转以向下移动轴76，这致使端盖78和卡夹腿部80相对于心轴72向下移动。卡夹腿部80沿着沟槽88向下滑动，这致使卡夹腿部80从杆部60向内且朝向心轴72移动。一旦卡夹腿部80的外表面102不再与形成杆部60的通道62的内壁接合，则锁定组件50解锁。该解锁位置并不使得轴承84相对于固定件垂直地固定就位，因为锁定组件50能相对于安装组件46移动。

如图4和6中所示，垂直调节组件32包括帽盖110、螺母112、轴承114以及结构116a、116b，该帽盖110附着于锁定组件50的轴承84的外座圈，该螺母112附着于帽盖110并且与心轴72上的螺旋进给螺纹形状64接合，该轴承114具有附着于螺母112的内座圈和附着于外部壳体26的上端26a的外座圈，而该结构116a、116b配置成允许帽盖110旋转。

当帽盖110旋转时，锁定组件50的轴承84的外座圈围绕锁定组件50的螺母86和轴76旋转，且附着的螺母112围绕心轴72上的螺旋进给螺纹形状64旋转，以致使螺母112垂直地平移。螺母112经由轴承114相对于外部壳体26旋转。由于外部壳体26经由花键41、66之间的接合而旋转地固定于心轴72，这致使外部壳体26垂直地平移，从而导致所附连的主轴28和工具托架24垂直地平移。在此种垂直移动期间，工具托架24能相对于管件P旋转，且切割工具22能相对于工具托架24径向地平移，以斜切管件P的端部。为了发生此种垂直平移，锁定组件50必须处于解锁位置。

如果锁定组件50处于锁定位置中，由于轴承114的垂直位置相对于固定件是固定的，因此管件端部机加工装置20无法垂直地平移。工具托架24仍能相对于管件P旋转，且切割工具22能相对于工具托架24径向地平移，以刨削管件P的端部。锁定组件50的锁定有助于使得刨削操作期间的振动和颤动减至最小。

在允许操作者能手动地旋转帽盖110的实施例中，配置成使得帽盖110旋转的结构116a、116b可包括手柄116a，或者在美国专利9,114,458中公开的实施例中可包括自驱动件116b，该美国专利的内容整体以引用的方式纳入本文。

提供本发明的摘要，以允许读者快速地获取本技术公开的本质。应理解为摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或意义。此外，在前述具体实施方式中会发现，各种特征一起组合在各个实施例中，以使揭示内容更为流畅。本发明的方法不应被解释为反映了要求保护的实施例比在每个权利要求中所明确表述的情形需要更多特征这一意图。而是，如以下的权利要求书所反映，本发明的主题决不在于单个公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求在这里将结合到具体实施方式中，且支持其自身的每个权利要求作为独立地要求的主题。

虽然已描述了本发明的各个实施例，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，其它实施例和实施方式也可落在本发明的范围内。因此，本发明仅仅受到所附权利要求及其等同物的限制。

Claims (17)

1.一种管件端部机加工装置，所述管件端部机加工装置配置为机加工管件的端部，且包括：

外部壳体；

主轴，所述主轴安装在所述外部壳体内并且配置为承载工具支承件和切割工具，且所述主轴相对于所述外部壳体可旋转；

轮毂组件，所述轮毂组件安装在所述主轴内，且所述轮毂组件包括：

安装组件，所述安装组件包括上部板、下部板以及在所述上部板和所述下部板之间延伸的三个轴，所述下部板配置为附连于所述管件；

杆部，所述杆部从所述上部板延伸并且通过所述杆部和所述外部壳体的相互接合连接于所述外部壳体，所述杆部和所述外部壳体的所述相互接合配置成允许所述外部壳体和所述主轴相对于所述杆部线性地移动，但防止所述外部壳体相对于所述杆部的旋转运动，以及

轮毂，所述轮毂安装在所述三个轴上并且安装在所述上部板和所述下部板之间，且所述轮毂相对于所述三个轴可移动，所述轮毂通过所述轮毂和所述主轴之间的相互接合连接于所述主轴，所述轮毂和所述主轴之间的所述相互接合配置成允许所述主轴相对于所述轮毂旋转并且随着所述轮毂线性地移动。

2.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，其中，每个轴均带花键。

3.根据权利要求2所述的管件端部机加工装置，其中，每个轴具有中心线，且所述三个轴的中心线不落在单个平面中。

4.根据权利要求3所述的管件端部机加工装置，进一步在带花键的轴和所述轮毂之间包括至少一个衬套。

5.根据权利要求4所述的管件端部机加工装置，其中，所述轮毂和所述主轴之间的相互接合由多个轴承提供。

6.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，其中，每个轴具有中心线，且所述三个轴的中心线不落在单个平面中。

7.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，进一步在所述轴和所述轮毂之间包括至少一个衬套。

8.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，其中，所述轮毂和所述主轴之间的相互接合由多个轴承提供。

9.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，其中，所述杆部和所述外部壳体之间的相互接合由多个花键提供。

10.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，进一步包括锁定组件，所述锁定组件配置成固定所述外部壳体和所述主轴相对于所述安装组件的垂直位置。

11.根据权利要求1所述的管件端部机加工装置，其中，所述杆部包括形成通道的壁，且所述管件端部机加工装置进一步包括锁定组件，所述锁定组件包括：

心轴，所述心轴安装在所述杆部的所述通道内，且所述心轴相对于所述杆部可移动，所述心轴具有下端和上端以及多个沟槽，所述多个沟槽沿着所述心轴从所述下端向上延伸，且每个沟槽均具有成角度壁，

进给轴，所述进给轴延伸穿过所述心轴，且所述进给轴具有扩大端部，

卡夹腿部，所述卡夹腿部安装在每个沟槽中，且所述卡夹腿部相对于所述心轴和所述杆部可移动，每个卡夹腿部均具有倾斜内表面和外表面，所述倾斜内表面与相应沟槽的所述成角度壁匹配，且所述外表面配置成与形成所述杆部中的所述通道的所述壁接合，每个卡夹腿部与所述进给轴的所述扩大端部接合，以及

螺母，所述螺母螺纹地连接于所述进给轴并且相对于所述外部壳体垂直静止，且所述螺母附连于所述进给轴，以使得所述进给轴能相对于所述螺母旋转，但相对于所述螺母线性地移动。

12.根据权利要求10所述的管件端部机加工装置，其中，所述杆部包括形成通道的壁，且所述锁定组件包括：

心轴，所述心轴安装在所述杆部的所述通道内，且所述心轴相对于所述杆部可移动，所述心轴具有下端和上端以及多个沟槽，所述多个沟槽沿着所述心轴从所述下端向上延伸，

进给轴，所述进给轴延伸穿过所述心轴，

楔形卡夹腿部，所述楔形卡夹腿部安装在每个沟槽中，所述卡夹腿部相对于所述心轴和所述杆部可移动，每个卡夹腿部与所述进给轴接合，以及

螺母，所述螺母螺纹地连接于所述进给轴，且所述螺母附连于所述主轴，以使得所述主轴相对于所述螺母可旋转，但随着所述螺母线性地移动。

13.根据权利要求12所述的管件端部机加工装置，其中每个沟槽均具有成角度壁，

所述进给轴具有扩大端部，以及

每个卡夹腿部均具有倾斜内表面和外表面，所述倾斜内表面与相应沟槽的所述成角度壁匹配，且所述外表面配置成与形成所述杆部中的所述通道的所述壁接合，每个卡夹腿部与所述进给轴的所述扩大端部接合。

14.根据权利要求12或13所述的管件端部机加工装置，进一步包括手柄，所述手柄附连于所述螺母，其中，在使用中，操作者旋转所述手柄以旋转所述螺母。

15.根据权利要求12所述的管件端部机加工装置，其中，提供三个卡夹腿部。

16.根据权利要求13所述的管件端部机加工装置，其中，每个沟槽进一步包括侧壁，所述侧壁相对于所述成角度壁成角度，且所述侧壁具有从所述侧壁延伸的突部，且其中，每个卡夹腿部包括通道，相应突部坐置在相应通道内。

17.根据权利要求11所述的管件端部机加工装置，其中所述杆部具有在其上的螺旋螺纹形状，所述螺母接合所述螺旋螺纹形状。

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