CN108941712A - 一种管道切割开槽的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管道切割开槽的加工方法，主要解决现有技术中存在的加工精度低技术问题，本发明通过采用采用管子固定在夹具上横向移动，刀具固定在主轴上，通过齿轮传动可以径向移动进行对管材的开槽，主轴旋转机构包括调速电机，连杆联轴，法兰端盖，轴套，轴套外部间隔设有2个轴承，2个轴承间设有套筒，轴承前端设有主轴调节机构，轴套位于所述主轴调节机构前顶端处设有三爪卡盘，三爪卡盘前端设有心轴，心轴外配合设有主轴，主轴前端设有刀具；夹紧夹具机构固定在圆形工作台上，包括固定设置的固定夹具块，相对于固定夹具块移动设置的移动夹具块的技术方案，较好的解决了该问题，可用于管道切割开槽中。

Description

一种管道切割开槽的加工方法
技术领域
本发明涉及管道开槽装置领域，特别涉及到一种石油，建筑、给排水、涵洞管道切割开槽的加工方法。
背景技术
对管道开槽，精度非常重要。
现有的相贯线切割机与定长切割开槽专机设备采用管材旋转，刀具16轴向移动的方式完成切割，这种方式因为管子旋转造成轴向窜动，影响切割开槽精度。
本发明采用管子固定在夹具上横向移动，刀具固定在主轴上，通过齿轮传动可以径向移动进行对管材的开槽，这种方式可以避免因工件旋转造成的轴向窜动，影响切割精度，操作简单，同时设备提高了系统操作人员安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的加工精度低、轴向窜动的问题。提供一种新的管道切割开槽装置，该管道切割开槽装置具有加工精度高、操作简单，安全性高的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种管道切割开槽装置，所述开槽装置包括底架1，固定设于底架1的主轴旋转机构2，主工作台回转及移动机构3，与主轴旋转机构2对应设置的夹具机构4；如图2，所述主轴旋转机构2包括固定在第一调速电机5，与第一调速电机5连接的连杆联轴6，位于连杆联轴6顶端的法兰端盖7，与法兰端盖7通过金属紧固件连接的轴套10，所述轴套10外部间隔设有2个轴承，包括第一轴承9与第二轴承12，所述2个轴承间设有套筒8，所述轴承前端设有主轴调节机构11，轴套10位于所述主轴调节机构11前顶端处设有三爪卡盘13，所述三爪卡盘13前端设有心轴14，心轴14外配合设有主轴15，所述主轴15前端设有刀具16；如图7，所述夹紧夹具机构4固定在圆形工作台34上，包括固定设置的固定夹具块42，相对于固定夹具块42移动设置的移动夹具块44，所述固定夹具块42与移动夹具块44相对部分设有卡槽，卡槽用于卡合放置工件43，所述固定夹具块42下部设有螺纹孔，所述移动夹具块44下部与固定夹具螺纹孔对应位置设有螺杆通孔，螺杆通孔处设有螺杆46，螺杆46后端设有把手47。本发明的工作原理：调速电机通过连杆联轴6和法兰端盖7固定，三爪卡盘13和法兰端盖7通过金属紧固件固定，刀具16固定在三爪卡盘13上。调速电机启动，通过连杆联轴6，带动三爪卡盘13转动，刀具16因此也随之旋转。整个夹具机构4固定在圆形工作台34上面。工件43放置在固定夹具块42侧方，人工摇动把手47，促使螺杆46旋转，移动夹具块44和螺杆46配合安装，通过移动夹具块44的卡槽将工件43夹紧。
上述技术方案中，为优化，进一步地，所述主轴调节机构11包括与底架1固定连接的电机支架20，位于电机支架20上的第二调速电机21，与第二调速电机21连接的传动轴18，靠近第二调速电机21端为传动轴18后方，所述传动轴18中间端设有轴承座19，轴承座19通过金属紧固件与电机支架20固定，传动轴18前端设有第一主动齿轮17，与第一主动齿轮17啮合的第一传动齿轮23，与第一传动齿轮23啮合设有第一从动齿轮24，所述第一传动齿轮23内孔配合设置有调节端板22，所述调节端板22内设有长条形槽口。
进一步地，所述移动夹具块44的卡槽为V型槽。
进一步地，所述固定夹具块42上部及移动夹具块44上部均为锯齿状，所述固定夹具块42锯齿部与移动夹具块44锯齿部配合。
进一步地，所述第一从动齿轮24数量为4个。
进一步地，所述工作台回转及移动机构3包括工作台回转部分及工作台移动部分；所述工作台回转部分包括位于第一调速电机支架26上的第一变频调速电机25，与第一变频调速电机25通过键固定的第二主动齿轮29，与第二主动齿轮29啮合传动的第二从动齿轮30，第二从动齿轮30上方固定有旋转轴32，旋转轴32外部装有深沟球轴承31，旋转轴32下方装有方形套筒33，圆形工作台34通过金属紧固件固定在旋转轴32上方；圆形工作台34上方固定夹具机构4；所述工作台移动部分垂直安装周期圆形工作台34的2个滑轨滑块35，通过金属紧固件固定在滑轨滑块35上的方形套筒33，与所述滑轨滑块35配合安装的直线滑轨36，2个直线滑轨36间隔安装，直线滑轨36下方设有齿条39，于第二变频调速电机37的轴，通过键装有小齿轮38。第二变频调速电机37包括第一变频调速电机25及第二变频调速电机37，对应的调速电机支架26分别为第一调速电机支架26与第二调速电机支架40。
进一步地，所述底架1由方管焊接组成。
本发明还提供一种管道切割开槽装置的使用方法，所述方法包括：
(1)将工件43放置在固定夹具块42侧方，人工摇动把手47，促使螺杆46旋转，移动夹具块44和螺杆46配合安装，通过移动夹具块44的V型槽口将工件43夹紧；
(2)启动电源，操作盒按钮变频调速电机启动，第二主动齿轮29旋转，和第二主动齿轮29啮合传动的第二从动齿轮30随之转动，因为旋转轴和第二从动齿轮30固定，因此旋转轴转动，固定在旋转轴上方的圆形工作台34开始转动，夹具机构4，夹具机构4转动，调节工件43到适合的加工位置，变频调速电机停止；
(3)变频调速电机启动，带动小齿轮38转动，小齿轮38和齿条39啮合传动，整个工作台回转机构沿着直线滑轨36安装方向向前移动，移动到指定位置，停止；
(4)调速电机启动，带动连杆联轴6转动，带动三爪卡盘13旋转，刀具16旋转，通过主轴调节机构11的调节端板22实现主轴15可以在径向上下移动，调节端板22中间开有长条型槽口，工件43到达指定位置后，刀具16开始旋转，刀具16由上致下移动，通过刀具16旋转切除工件43表面材质，完成对工件43开槽；
(5)取出工件43，各机构复位。
本发明中，变频调速电机启动，第二主动齿轮29旋转，和第二主动齿轮29啮合传动的第二从动齿轮30随之转动，因为旋转轴和第二从动齿轮30固定，因此旋转轴转动，固定在旋转轴上方的圆形工作台34开始转动，夹具机构4固定在圆形工作台34上方，夹具机构4随之转动，调节工件43到适合的加工位置，变频调速电机停止。调速电机启动，带动连杆联轴6转动，从而带动三爪卡盘13旋转，刀具16固定在三爪卡盘13上，刀具16旋转。通过主轴调节机构11的调节端板22实现主轴15可以在径向上下移动，调节端板22中间开有长条型槽口。工件43到达指定位置后，刀具16开始旋转，并且刀具16由上致下移动，通过刀具16旋转切除工件43表面材质，对工件43进行开槽。变频调速电机启动，带动小齿轮38转动，小齿轮38和齿条39啮合传动，因工作台机构通过方形套筒33固定在2根直线滑轨36上，因此变频电机启动时，促使整个工作台回转机构沿着直线滑轨36安装方向向前移动，移动到指定位置，停止。
本发明的有益效果，
效果一，工件43固定在夹具上横向移动，刀具16固定在主轴15上，通过齿轮传动可以径向移动进行对管材的开槽，能够提高加工精度；
效果二，避免因工件43旋转造成的轴向窜动；
效果三，操作简单；
效果四，提高系统操作人员安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，管道切割开槽装置示意图。
图2，主轴旋转机构2示意图。
图3，主轴15调节调节机构示意图。
图4，工作台回转及移动机构3示意图。
图5，工作台回转及移动机构3正视图。
图6，工作台回转及移动机构3侧视图。
图7，夹紧夹具机构4示意图。
附图中，
1-底架1，2-主轴旋转机构2，3-工作台回转及移动机构3，4-夹具机构4，5-第一调速电机5，6-连杆联轴6，7-法兰端盖7，8-套筒8，9-第一轴承9，10-轴套10，11-主轴调节机构11，12-第二轴承12，13-三爪卡盘13，14-心轴14，15-主轴15，16-刀具16，17-第一主动齿轮17，18-传动轴18，19-轴承座19，20-电机支架20，21-第二调速电机，22-调节端板22，23-第一传动齿轮23，24-第一从动齿轮24，25-第一变频调速电机25，26-第一调速电机支架26，27-锁紧螺母27，28-输出轴28，29-第二主动齿轮29，30-第二从动齿轮30，31-深沟球轴承31，32-旋转轴32，33-方形套筒33，34-圆形工作台34，35-滑轨滑块35，36-直线滑轨36，37-第二变频调速电机37，38-小齿轮38，39-齿条39，40-第二调速电机支架40，41-直线滑轨安装板41，42-固定夹具块42，43-工件43，44-移动夹具块44，45-夹具体45，46-螺杆46，47-把手47。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种管道切割开槽装置，如图1，所述开槽装置包括底架1，固定设于底架1的主轴旋转机构2，主工作台回转及移动机构3，与主轴旋转机构2对应设置的夹具机构4；如图2，所述主轴旋转机构2包括固定在第一调速电机5，与第一调速电机5连接的连杆联轴6，位于连杆联轴6顶端的法兰端盖7，与法兰端盖7通过金属紧固件连接的轴套10，所述轴套10外部间隔设有2个轴承，包括第一轴承9与第二轴承12，所述2个轴承间设有套筒8，所述轴承前端设有主轴调节机构11，轴套10位于所述主轴调节机构11前顶端处设有三爪卡盘13，所述三爪卡盘13前端设有心轴14，心轴14外配合设有主轴15，所述主轴15前端设有刀具16；如图7，所述夹紧夹具机构4固定在圆形工作台34上，包括固定设置的固定夹具块42，相对于固定夹具块42移动设置的移动夹具块44，所述固定夹具块42与移动夹具块44相对部分设有卡槽，卡槽用于卡合放置工件43，所述固定夹具块42下部设有螺纹孔，所述移动夹具块44下部与固定夹具螺纹孔对应位置设有螺杆通孔，螺杆通孔处设有螺杆46，螺杆46后端设有把手47。
第一调速电机5配有变频器，可以实现无极调速。本实施例中，固定夹具块及移动夹具块44包括夹具体45以及安装在夹具体45侧面的用于安装卡槽的部分。
本实施例的工作原理：第一调速电机5通过连杆联轴6和法兰端盖7固定，三爪卡盘13和法兰端盖7通过金属紧固件固定，刀具16固定在三爪卡盘13上。第一调速电机5启动，通过连杆联轴6，带动三爪卡盘13转动，刀具16因此也随之旋转。整个夹具机构4固定在圆形工作台34上面。工件43放置在固定夹具块42侧方，人工摇动把手47，促使螺杆46旋转，移动夹具块44和螺杆46配合安装，通过移动夹具块44的卡槽将工件43夹紧。
具体地，如图3，所述主轴调节机构11包括与底架1固定连接的电机支架20，位于电机支架20上的第二调速电机21，与第二调速电机21连接的传动轴18，靠近第二调速电机21端为传动轴18后方，所述传动轴18中间端设有轴承座19，轴承座19通过金属紧固件与电机支架20固定，传动轴18前端设有第一主动齿轮17，与第一主动齿轮17啮合的第一传动齿轮23，与第一传动齿轮23啮合设有第一从动齿轮24，所述第一传动齿轮23内孔配合设置有调节端板22，所述调节端板22内设有长条形槽口。
具体地，所述移动夹具块44的卡槽为V型槽。通过选择V型槽作为限位机构，能够更好的限定工件43。
优选地，所述固定夹具块42上部及移动夹具块44上部均为锯齿状，所述固定夹具块42锯齿部与移动夹具块44锯齿部配合。通过配合状的锯齿状能够在平时对固定夹具块42与移动夹具块44之间的配合误差进行精度校准，提高加工精度。
优选地，所述第一从动齿轮24数量为4个。设置多个第一从动齿轮24能够以更加均匀的速度进行加工作业，提高加工精度，并且可以防止齿轮加速造成的安全隐患，提高装置安全性。
具体地，如图4、图5及图6，所述工作台回转及移动机构3包括工作台回转部分及工作台移动部分；所述工作台回转部分包括位于第一调速电机支架26上的第一变频调速电机25，与第一变频调速电机25通过键固定的第二主动齿轮29，与第二主动齿轮29啮合传动的第二从动齿轮30，第二从动齿轮30上方固定有旋转轴32，旋转轴32外部装有深沟球轴承31，旋转轴32下方装有方形套筒33，圆形工作台34通过金属紧固件固定在旋转轴32上方；圆形工作台34上方固定夹具机构4；所述工作台移动部分垂直安装周期圆形工作台34的2个滑轨滑块35，通过金属紧固件固定在滑轨滑块35上的方形套筒33，与所述滑轨滑块35配合安装的直线滑轨36，2个直线滑轨36间隔安装，直线滑轨36下方设有齿条39，于第二变频调速电机37的轴，通过键装有小齿轮38。第二变频调速电机37包括第一变频调速电机25及第二变频调速电机37，对应的调速电机支架26分别为第一调速电机支架26与第二调速电机支架40。
第二主动齿轮29及第二从动齿轮30为2个，与变频调速电机数量一致。第一变频调速电机25通过输出轴27及键与第二主动齿轮29连接，第二变频调速电机37通过输出轴27及键与另一个第二主动齿轮29连接。
本实施例中，直线滑轨36安装在直线滑轨安装板41上。
第一调速电机支架26及第二调速电机支架40通过锁紧螺母27与底架1固定连接。
为提高整体刚性，优选地，所述底架1由方管焊接组成。
本实施例还提供一种管道切割开槽装置的使用方法，所述方法包括：
(1)将工件43放置在固定夹具块42侧方，人工摇动把手47，促使螺杆46旋转，移动夹具块44和螺杆46配合安装，通过移动夹具块44的V型槽口将工件43夹紧；
(2)启动电源，操作盒按钮变频调速电机5启动，第二主动齿轮29旋转，和第二主动齿轮29啮合传动的第二从动齿轮30随之转动，因为旋转轴32和第二从动齿轮30固定，因此旋转轴32转动，固定在旋转轴32上方的圆形工作台34开始转动，夹具机构4，夹具机构4转动，调节工件43到适合的加工位置，变频调速电机5停止；
(3)变频调速电机5启动，带动小齿轮38转动，小齿轮38和齿条39啮合传动，整个工作台回转机构沿着直线滑轨36安装方向向前移动，移动到指定位置，停止；
(4)调速电机5启动，带动连杆联轴6转动，带动三爪卡盘13旋转，刀具16旋转，通过主轴调节机构11的调节端板22实现主轴15可以在径向上下移动，调节端板22中间开有长条型槽口，工件43到达指定位置后，刀具16开始旋转，刀具16由上致下移动，通过刀具16旋转切除工件43表面材质，完成对工件43开槽；
(5)取出工件43，各机构复位。
工作台回转部分，变频调速电机5和主动齿轮通过键固定，传递扭矩，第二从动齿轮30和第二主动齿轮29啮合传动，第二从动齿轮30固定在旋转轴32下方，旋转轴32外部装有深沟球轴承31，旋转轴32下方装有方形套筒33，圆形工作台34通过螺栓固定在旋转轴32上方。当变频调速电机5启动时，第二主动齿轮29转动，带动第二从动齿轮30转动，从而使得旋转轴32转动，因此圆形工作台34也随之转动，可以实现圆形工作台34的360度旋转。圆形工作台34上方固定夹具机构4，因此夹具机构4也随之旋转，可以方便调整工件43的加工位置。
工作台移动部分中，方形套筒33通过螺栓固定在垂直安装的滑轨滑块35上，滑轨滑块35和直线滑轨36配合安装，直线滑轨36固定在直线滑轨安装板41上。两根直线滑轨36中间间隔一定距离水平安装，直线滑轨36下方装有齿条39，保证与安装直线滑轨36的平行度。变频调速电机5的轴伸处通过键安装小齿轮38，当变频调速电机5启动，带动小齿轮38转动，小齿轮38和齿条39啮合传动，促使整个工作台沿着直线滑轨36安装方向向前移动，因此夹具机构4也随之直线移动。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (1)

1.一种基于管道切割开槽装置的加工方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)将工件(43)放置在固定夹具块(42)侧方，人工摇动把手(47)，促使螺杆(46)旋转，移动夹具块(44)和螺杆(46)配合安装，通过移动夹具块(44)的V型槽口将工件(43)夹紧；
(2)启动电源，操作盒按钮变频调速电机启动，第二主动齿轮(29)旋转，和第二主动齿轮(29)啮合传动的第二从动齿轮(30)随之转动，因为旋转轴和第二从动齿轮(30)固定，旋转轴转动，固定在旋转轴上方的圆形工作台(34)转动，夹具机构(4)转动，调节工件(43)到适合的加工位置，变频调速电机停止；
(3)变频调速电机启动，带动小齿轮(38)转动，小齿轮(38)和齿条(39)啮合传动，整个工作台回转机构沿着直线滑轨(36)安装方向向前移动，移动到指定位置，停止；
(4)调速电机启动，带动连杆联轴(6)转动，带动三爪卡盘(13)旋转，刀具(16)旋转，通过主轴调节机构(11)的调节端板(22)实现主轴(15)可以在径向上下移动，调节端板(22)中间开有长条型槽口，工件(43)到达指定位置后，刀具(16)开始旋转，刀具(16)由上致下移动，通过刀具(16)旋转切除工件(43)表面材质，完成对工件(43)开槽；
(5)取出工件(43)，复位。
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