CN113020634A - 一种弯头管件开坡口自适应加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弯头管件开坡口自适应加工机床，属于管件加工技术领域。本发明所述机床包括刀盘；坡口刀座安装在所述刀盘上，且坡口刀座可以根据弯头管件的口径在所述刀盘上调整位置并锁紧，以此来加工不同口径弯头管件的坡口；坡口刀和靠模锥辊安装在所述坡口刀座上，且坡口刀可以根据弯头管件的壁厚在所述坡口刀座上调整位置并锁紧，以此来加工不同壁厚弯头管件的坡口。
Description
技术领域
本发明涉及一种弯头管件开坡口自适应加工机床，属于管件加工技术领域。
背景技术
21世纪以来能源钻采快速发展，海洋工程、液化天然气、石油化工等众多行业发展突飞猛进。近些年来，国内经济形势虽然不容乐观，但是能源板块却呈现出几何式的爆发增长，我国石油化工生产建设以及城市化建设也有着突飞猛进的发展，随着发展，管道运输以及城市所需铺设的管道也日益增加。随着管道工程数量的上升，在管道作业过程中的管道焊接端面等加工问题逐渐暴露出来。根据管道施工验收标准等技术指标的要求，大部分的输送钢管在焊接前都必须进行坡口加工。然而由于管道生产厂商生产的管道基本都是不带坡口的，或者在加工坡口时，加工坡口的效率低，加工质量也不能达到焊接的标准，这便给管道施工焊接带来了极大的困难，极大地影响了焊接的效率和质量，进而严重影响了工程的效率和质量，对施工企业造成极大困扰。
目前，我国乃至世界管道建设正处于高峰期，管道施工正向着高效能、高质量、高科技的方向发展。市场上有多种多样的针对管道加工的特种设备，例如：管道内焊机、管道端面坡口机、管口中频预热器等。但是众多的管道坡口加工设备多数是针对某一类管道有很强的局限性，而且有些设备加工的坡口往往达不到标准的要求，同时在加工过程中往往材料、管径或者施工环境的变化就极有可能导致设备变得毫无用武之地。
现在大部分坡口机床上的刀盘都是采用固定刀架的设计，刀盘安装在固定刀座上，刀座安装在进给机构上，刀盘距离管件中心的距离可调，在加工前会根据管件口径的大小调整到合适的距离，但在加工过程中刀盘的位置无法改变，导致刀具的位置也无法调节。这能满足管件形状规则、壁厚均匀的较大口径管件的坡口加工要求，但也存在一定的隐患，因为管件生产厂商在生产管件的过程中是大批量生产的，管件生产厂商也不能保证生产出来的管件都是标准的圆形，壁厚也不能保证均匀，所以在管件坡口加工的过程中难免会导致刀具与管壁产生碰撞，这会对机床造成不可逆的伤害，使主轴产生变形振动、轴承失效等，无法保证管件坡口加工的质量，造成管件坡口不均匀，进而使坡口钝边尺寸不合格，从而影响后续的管道工程施工焊接作业。
因此提升管件坡口加工的质量、效率并简化机床的结构，是目前行业内极为关注且亟待解决的问题。
发明内容
本发明通过改进机床结构，解决了上述的问题。
本发明提供了一种弯头管件开坡口自适应加工机床，所述机床包括刀架、刀盘、坡口刀座、坡口刀、靠模锥辊；所述刀架上沿刀架的径向设有刀盘安装槽，所述刀盘通过压板安装在刀盘安装槽内，所述压板可以将刀盘限位在刀架的轴向上；弧形压板位于所述刀盘安装槽的一端并连接在刀架上，缓冲弹簧的一端连接在所述弧形压板上，所述缓冲弹簧的另一端连接在刀盘上，使所述刀盘受到一定外力后可以在刀架上沿刀架的径向位移且外力消失后刀盘又可以恢复原位；所述坡口刀座安装在刀盘上，且所述坡口刀座可以在刀盘上沿刀盘的运动方向滑动并锁紧；所述坡口刀和靠模锥辊安装在坡口刀座上，且所述坡口刀可以在坡口刀座上沿坡口刀座的运动方向滑动并锁紧。
本发明优选为所述机床包括平端面刀座、平端面刀；所述平端面刀座安装在刀盘上，且所述平端面刀座可以在刀盘上沿刀盘的运动方向滑动并锁紧；所述平端面刀安装在平端面刀座上。
本发明优选为所述平端面刀可以在平端面刀座上沿平端面刀座的运动方向滑动并锁紧。
本发明优选为所述缓冲弹簧的一端通过弧形压板上的缓冲弹簧安装柱Ⅰ连接在弧形压板上，所述缓冲弹簧的另一端通过刀盘上的缓冲弹簧安装柱Ⅱ连接在刀盘上。
本发明优选为螺杆支撑座位于所述刀盘安装槽的另一端并连接在刀架上，调节螺杆穿过所述螺杆支撑座后可以推动刀盘，且所述调节螺杆不与刀盘连接。
本发明优选为所述刀盘安装槽内设有滚针排，所述刀盘与滚针排接触。
本发明优选为所述刀盘上设有T型槽，所述坡口刀座可以在T型槽上沿刀盘的运动方向滑动并通过T型螺栓Ⅰ、法兰螺母Ⅰ锁紧。
本发明优选为所述坡口刀座上设有坡口刀安装槽，所述坡口刀可以在坡口刀安装槽上沿坡口刀座的运动方向滑动并通过紧定螺钉Ⅰ锁紧。
本发明优选为平端面刀座可以在所述T型槽上沿刀盘的运动方向滑动并通过T型螺栓Ⅱ、法兰螺母Ⅱ锁紧。
本发明优选为所述平端面刀座上设有平端面刀安装槽，所述平端面刀可以在平端面刀安装槽上沿平端面刀座的运动方向滑动并通过紧定螺钉Ⅱ锁紧。
本发明的有益效果为：
本发明所述刀架上设有刀盘的缓冲机构，使所述刀盘受到一定外力后可以在刀架上沿刀架的径向位移且外力消失后刀盘又可以恢复原位，以适应由于圆度误差造成的形状不规则、壁厚不均匀的弯头管件，避免在弯头管件坡口加工过程中对刀具产生冲击，进而造成机床损坏，同时能提高弯头管件坡口加工的质量，保证坡口尺寸均匀。
本发明所述坡口刀座可以根据弯头管件的口径，在刀盘上沿刀盘的运动方向滑动并锁紧，以此来加工不同口径弯头管件的坡口。
本发明坡口刀可以根据弯头管件的壁厚，在坡口刀座上沿坡口刀座的运动方向滑动并锁紧，以此来加工不同壁厚弯头管件的坡口。
附图说明
本发明附图2幅，
图1为实施例1所述机床结构的示意图；
图2为实施例1所述刀架上的结构示意图；
其中：1、刀架，101、刀盘安装槽，2、滚针排，3、弧形压板，4、缓冲弹簧，5、螺杆支撑座，6、调节螺杆，7、刀盘，701、T型槽，8、压板，9、坡口刀座，901、坡口刀安装槽，10、坡口刀，11、靠模锥辊，12、平端面刀座，1201、平端面刀安装槽，13、平端面刀，14、床头箱，15、工作台。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种弯头管件开坡口自适应加工机床，所述机床包括两个床头箱14；
两个所述床头箱14呈90°设置，两个所述床头箱14间设有工作台15；
一个所述床头箱14上安装有一个刀架1；
所述刀架1上沿刀架1的径向设有刀盘安装槽101，刀盘7通过两个压板8安装在所述刀盘安装槽101内，两个所述压板8的作用为：将所述刀盘7限位在刀架1的轴向上，弧形压板3位于所述刀盘安装槽101的一端并连接在刀架1上，所述弧形压板3与刀盘7间通过两个缓冲弹簧4连接，使所述刀盘7受到一定外力后可以在刀架1上沿刀架1的径向位移且外力消失后刀盘7又可以恢复原位，进而使所述刀盘7自适应弯头管件的圆度和壁厚误差，提高了弯头管件坡口的加工精度，同时避免了机床损伤，所述缓冲弹簧4的一端通过弧形压板3上的缓冲弹簧安装柱Ⅰ连接在弧形压板3上，所述缓冲弹簧4的另一端通过刀盘7上的缓冲弹簧安装柱Ⅱ连接在刀盘7上，所述缓冲弹簧4连接在缓冲弹簧安装柱上的方式，方便了所述缓冲弹簧4的安装、更换、维修，所述刀盘安装槽101内设有滚针排2，所述刀盘7与滚针排2接触，大大减小所述刀盘7在位移时的摩擦阻力，螺杆支撑座5位于所述刀盘安装槽101的另一端并连接在刀架1上，调节螺杆6穿过所述螺杆支撑座5后可以推动刀盘7且调节螺杆6不与刀盘7连接；
所述刀盘7上设有两个T型槽701，坡口刀座9和平端面刀座12在所述T型槽701上沿刀盘7的运动方向滑动，所述平端面刀座12在刀盘7上的位置比坡口刀座9靠近弧形压板3，所述坡口刀座9和平端面刀座12可以根据弯头管件的口径滑动到合适位置并分别通过四组T型螺栓Ⅰ法兰螺母Ⅰ、四组T型螺栓Ⅱ法兰螺母Ⅱ锁紧，以此来加工不同口径弯头管件的坡口；
所述坡口刀座9上设有靠模锥辊安装槽和坡口刀安装槽901，靠模锥辊11通过紧定螺钉Ⅲ安装在所述靠模锥辊安装槽上，坡口刀10在所述坡口刀安装槽901上沿坡口刀座9的运动方向滑动，所述靠模锥辊11在坡口刀座9上的位置比坡口刀10靠近弧形压板3，所述坡口刀10可以根据弯头管件的壁厚滑动到合适位置并通过紧定螺钉Ⅰ锁紧，以此来加工不同壁厚弯头管件的坡口；
所述平端面刀座12上设有平端面刀安装槽1201，平端面刀13在所述平端面刀安装槽1201上沿平端面刀座12的运动方向滑动，当所述平端面刀座12在极限位置时，所述平端面刀13可以在平端面刀座12上微调位置并通过紧定螺钉Ⅱ锁紧，以扩大调整范围。
实施例2
实施例1所述机床的使用方法包括如下步骤：
利用夹具将弯头管件装夹在工作台15上；
根据施工单位对坡口形状和角度的要求，选择合适类型和角度的坡口刀10、合适长度的平端面刀13、以及坡口刀10的角度朝向；
根据弯头管件的壁厚，调整坡口刀10在坡口刀座9上的位置并锁紧，使坡口刀10与靠模锥辊11间距离为弯头管件的壁厚；
根据弯头管件的口径，调整坡口刀座9和平端面刀座12在刀盘7上的位置并锁紧；
利用调节螺杆6推动刀盘7，使弯头管件卡在坡口刀10与靠模锥辊11间，再退出调节螺杆6；
工作时，伺服电机依次带动主轴、刀架1、刀盘旋转，使坡口刀10和平端面刀13围绕轴心做圆周运动，靠模锥辊11靠在弯头管件的内壁上，以弯头管件内径为轨迹原型随刀盘7做仿形运动，在加工坡口的同时进行平端面，一次加工完成两道工序，提高了加工效率。在实际加工过程中，管件生产厂商生产的管件存在圆度误差，当弯头管件某处的实际半径大于理论半径时，在缓冲弹簧4弹性力的作用下，使坡口刀10沿缓冲弹簧4弹性力的方向微位移，靠向弯头管件，实现坡口加工；反之，当弯头管件某处的实际半径小于理论半径时，弯头管件内壁对靠模锥辊11产生向缓冲弹簧4形变方向的径向力，引起缓冲弹簧4收缩变形，使坡口刀10沿缓冲弹簧4形变的方向微位移，靠向弯头管件，实现坡口加工，开坡口平端面的合格率达98％以上，同时缓冲弹簧4缓冲了坡口刀10受到的冲击，避免机床损伤。
Claims (10)
1.一种弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述机床包括刀架、刀盘、坡口刀座、坡口刀、靠模锥辊；
所述刀架上沿刀架的径向设有刀盘安装槽，所述刀盘通过压板安装在刀盘安装槽内，所述压板可以将刀盘限位在刀架的轴向上；
弧形压板位于所述刀盘安装槽的一端并连接在刀架上，缓冲弹簧的一端连接在所述弧形压板上，所述缓冲弹簧的另一端连接在刀盘上，使所述刀盘受到一定外力后可以在刀架上沿刀架的径向位移且外力消失后刀盘又可以恢复原位；
所述坡口刀座安装在刀盘上，且所述坡口刀座可以在刀盘上沿刀盘的运动方向滑动并锁紧；
所述坡口刀和靠模锥辊安装在坡口刀座上，且所述坡口刀可以在坡口刀座上沿坡口刀座的运动方向滑动并锁紧。
2.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述机床包括平端面刀座、平端面刀；
所述平端面刀座安装在刀盘上，且所述平端面刀座可以在刀盘上沿刀盘的运动方向滑动并锁紧；
所述平端面刀安装在平端面刀座上。
3.根据权利要求2所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述平端面刀可以在平端面刀座上沿平端面刀座的运动方向滑动并锁紧。
4.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述缓冲弹簧的一端通过弧形压板上的缓冲弹簧安装柱Ⅰ连接在弧形压板上，所述缓冲弹簧的另一端通过刀盘上的缓冲弹簧安装柱Ⅱ连接在刀盘上。
5.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：螺杆支撑座位于所述刀盘安装槽的另一端并连接在刀架上，调节螺杆穿过所述螺杆支撑座后可以推动刀盘，且所述调节螺杆不与刀盘连接。
6.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述刀盘安装槽内设有滚针排，所述刀盘与滚针排接触。
7.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述刀盘上设有T型槽，所述坡口刀座可以在T型槽上沿刀盘的运动方向滑动并通过T型螺栓Ⅰ、法兰螺母Ⅰ锁紧。
8.根据权利要求1所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述坡口刀座上设有坡口刀安装槽，所述坡口刀可以在坡口刀安装槽上沿坡口刀座的运动方向滑动并通过紧定螺钉Ⅰ锁紧。
9.根据权利要求7所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：平端面刀座可以在所述T型槽上沿刀盘的运动方向滑动并通过T型螺栓Ⅱ、法兰螺母Ⅱ锁紧。
10.根据权利要求3所述的弯头管件开坡口自适应加工机床，其特征在于：所述平端面刀座上设有平端面刀安装槽，所述平端面刀可以在平端面刀安装槽上沿平端面刀座的运动方向滑动并通过紧定螺钉Ⅱ锁紧。
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