CN116079103A - 一种钢管的加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管的加工装置，属于钢管加工设备技术领域，包括固定支架、底座和活动支架，固定支架固定安装在底座上，活动支架滑动安装在底座上，固定支架和活动支架上均设置有用于钢管穿过的通孔，固定支架和活动支架上的多个通孔同轴设置，固定支架和活动支架相对的面上设置有固定换位组件，固定换位组件用于实现钢管的固定以及驱动钢管绕自身轴线转动，活动支架在底座上滑动用于实现钢管的轴向输送，多个钢管的外部设置有打孔组件，底座上还设置有用于固定打孔位置的定位组件，本发明还公开了一种钢管加工工艺，用到上述加工装置，大大提高了钢管加工的精度和效率。

Description

一种钢管的加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及钢管加工设备技术领域，特别涉及一种钢管的加工装置及其加工方法。

背景技术

无缝钢管的用途一直都是非常广泛的，无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管等。

有些无缝钢管是需要经过打孔加工才能更好地被利用，而无缝钢管打孔也是钢管加工中常见的一项加工工序。

目前，打孔的方式主要是工人人工操作，将钢管固定特定的夹具上，然后操作钻头对钢管进行打孔，工作效率低下，对操作者的要求较高，很难保证钢管打孔质量的一致性。现有技术公开号为CN106041166A的中国发明专利申请公开了一种钢管打孔机，该技术方案通过结构设计使得该打孔机具备对于碎屑的收集能力，同时通过固定机构实现提高打孔精度目的，但是该技术方案一次只能对一根钢管进行打孔，效率低下，同时容易造成方向偏移，影响打孔质量。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用技术方案为：一种钢管的加工装置，包括固定支架、底座和活动支架，所述的固定支架固定安装在底座上，所述的活动支架滑动安装在底座上，所述的固定支架和活动支架上均设置有用于钢管穿过的通孔，所述的固定支架和活动支架上的多个通孔同轴设置，所述的固定支架和活动支架相对的面上设置有固定换位组件，所述的固定换位组件用于实现钢管的固定以及驱动钢管绕自身轴线转动，所述的活动支架在底座上滑动用于实现钢管的轴向输送，多个钢管的外部设置有打孔组件，所述的底座上还设置有用于固定打孔位置的定位组件。

进一步的，所述的固定换位组件包括与固定支架和活动支架上的通孔同轴设置的直孔齿轮，所述的直孔齿轮转动安装在固定支架或活动支架上，所述的固定支架或活动支架上还转动安装有换位齿轮，所述的换位齿轮同时与多个直孔齿轮形成齿轮传动，所述的换位齿轮中部设置有花键孔，所述的直孔齿轮上设置有径向方向的通孔，所述的直孔齿轮上转动安装有斜孔齿轮，所述的斜孔齿轮上设置有与径向方向倾斜设置的通孔，固定弧板穿过直孔齿轮和斜孔齿轮滑动安装在固定支架或活动支架上，所述的固定弧板用于夹持固定钢管。

进一步的，多个所述的斜孔齿轮同时与夹紧齿轮形成齿轮配合，所述的夹紧齿轮中部镂空，所述的夹紧齿轮与换位齿轮同轴设置，所述的换位齿轮的端面转动连接有伸缩杆的第一端，所述的伸缩杆的第二端与夹紧齿轮的端面转动连接。

进一步的，驱动轴贯穿固定支架和活动支架，所述的驱动轴穿过两个换位齿轮上的花键孔，安装在活动支架上的换位齿轮与驱动轴滑动连接，所述的驱动轴的两端分别转动安装在固定支架和转动支架上，所述的转动支架固定安装在底座上，所述的驱动轴与第二电机的输出轴固定连接，所述的第二电机通过电机座固定安装在固定支架上。

进一步的，所述的底座上固定安装有第一滑杆，所述的底座上还固定安装有两组转动座，其中一组转动座之间转动安装有第一丝杠，所述的活动支架滑动安装在第一滑杆上，所述的活动支架与第一丝杠形成螺纹传动，所述的第一丝杠与第一电机的输出轴固定连接，所述的第一电机固定安装在转动座上。

进一步的，所述的打孔组件包括两个滑动座，两个所述的滑动座通过横梁连接，两个所述的滑动座上转动安装有两个环形支架，两个环形支架之间通过连接杆连接，其中一个所述的环形支架上固定安装有多个固定座，所述的固定座上滑动安装有升降板，所述的升降板上固定安装有转动电机，转动电机的输出轴上固定安装有钻头，钻头用于对钢管进行打孔，所述的升降板与固定座之间设置有弹簧，其中一个滑动座与第二丝杠形成螺纹配合，所述的第二丝杠转动安装在另一组转动座之间，所述的第二丝杠与第三电机的输出轴固定连接，所述的第三电机固定安装在转动座上，另一个滑动座滑动安装在第二滑杆上，所述的第二滑杆固定安装在底座上。

进一步的，所述的升降板上设置有压杆，两个所述的滑动座的外侧滑动安装有驱动圆环，所述的驱动圆环的内侧圆周均匀设置有多个压块，压块的数量与钻头的数量相等，所述的驱动圆环的侧面上设置有齿条板，所述的齿条板与驱动齿轮形成齿轮齿条传动，所述的驱动齿轮转动安装在两个环形支架之间，驱动齿轮的齿轮轴与第四电机的输出轴固定连接，第四电机固定安装在环形支架上。

进一步的，所述的定位组件包括支撑座，所述的支撑座固定安装在横梁上，所述的驱动轴外侧滑动安装有轴套，轴套转动安装在支撑座的内部，所述的支撑座位于驱动轴两侧的位置上分别滑动安装有滑动板，两个所述的滑动板相对的面上分别设置有第一夹持板和第二夹持板，两个所述的第一夹持板用于实现对连接杆的夹持，两个所述的第二夹持板用于实现对钢管的夹持，所述的支撑座两端之间转动安装有双向丝杆，两个所述的滑动板分别与双向丝杆上两段螺纹形成螺纹配合，双向丝杆在电机的驱动下转动。

一种钢管加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：将多个钢管插入到固定支架和活动支架的通孔中，启动固定换位组件将钢管固定；

步骤二：启动定位组件，保证打孔方向穿过钢管的轴线；

步骤二：驱动打孔组件，同时对多个钢管进行打孔，完成一个位置的打孔后启动固定换位组件，将多个钢管同时转换到下一个打孔位置；

步骤三：驱动活动支架滑动，配合其上的固定换位组件对钢管在长度方向上进行传送，直至完成钢管上所有位置的打孔操作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过设置固定换位组件同时实现对多根钢管的固定以及同时驱动多根钢管自转，能够同时对多个钢管进行打孔，提高了工作效率；（2）本发明设置的定位组件使得驱动轴、钢管和连接杆三者分布在一条直线上，由此保证了打孔方向穿过钢管的轴线，保证了钢管的质量；（3）本发明设置的打孔组件设置在多根钢管的外侧，能够同时实现旋转和进给动作，结构巧妙，便于操作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明去掉打孔组件和定位组件后的结构示意图。

图3为本发明活动支架和固定换位组件的安装位置示意图。

图4为本发明部分结构示意图。

图5为打孔组件和定位组件后的结构示意图一。

图6为图5中A处的局部放大示意图。

图7为本发明打孔组件和定位组件结构示意图二。

附图标号：1-钢管；2-固定支架；3-底座；4-活动支架；5-驱动轴；6-转动支架；7-第一滑杆；8-转动座；9-第一丝杠；10-第一电机；11-电机座；12-第二电机；13-轴套；14-直孔齿轮；15-斜孔齿轮；16-固定弧板；17-换位齿轮；18-夹紧齿轮；19-伸缩杆；20-第二丝杠；21-滑动座；22-第三电机；23-环形支架；24-连接杆；25-第一夹持板；26-第二夹持板；27-滑动板；28-支撑座；29-双向丝杆；30-横梁；31-驱动圆环；32-压块；33-压杆；34-升降板；35-固定座；36-转动电机；37-钻头；38-齿条板；39-驱动齿轮；40-第四电机；41-第二滑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明，

实施例：参考图1-图7，一种钢管的加工装置，包括固定支架2、底座3和活动支架4，固定支架2固定安装在底座3上，活动支架4滑动安装在底座3上，固定支架2和活动支架4上均设置有用于钢管1穿过的通孔，固定支架2和活动支架4上的多个通孔同轴设置，固定支架2和活动支架4相对的面上设置有固定换位组件，固定换位组件用于实现钢管1的固定以及驱动钢管1绕自身轴线转动，活动支架4在底座3上滑动用于实现钢管1的轴向输送，多个钢管1的外部设置有打孔组件，底座3上还设置有用于固定打孔位置的定位组件。

如图1、图2、图3所示，固定换位组件包括与固定支架2和活动支架4上的通孔同轴设置的直孔齿轮14，直孔齿轮14转动安装在固定支架2或活动支架4上，固定支架2或活动支架4上还转动安装有换位齿轮17，换位齿轮17同时与多个直孔齿轮14形成齿轮传动，换位齿轮17中部设置有花键孔，直孔齿轮14上设置有径向方向的通孔，直孔齿轮14上转动安装有斜孔齿轮15，斜孔齿轮15上设置有与径向方向倾斜设置的通孔，固定弧板16穿过直孔齿轮14和斜孔齿轮15滑动安装在固定支架2或活动支架4上，固定弧板16用于夹持固定钢管1。

多个斜孔齿轮15同时与夹紧齿轮18形成齿轮配合，夹紧齿轮18中部镂空，夹紧齿轮18与换位齿轮17同轴设置，换位齿轮17的端面转动连接有伸缩杆19的第一端，伸缩杆19的第二端与夹紧齿轮18的端面转动连接。

驱动轴5贯穿固定支架2和活动支架4，驱动轴5穿过两个换位齿轮17上的花键孔，安装在活动支架4上的换位齿轮17与驱动轴5滑动连接，驱动轴5的两端分别转动安装在固定支架2和转动支架6上，转动支架6固定安装在底座3上，驱动轴5与第二电机12的输出轴固定连接，第二电机12通过电机座11固定安装在固定支架2上。

底座3上固定安装有第一滑杆7，底座3上还固定安装有两组转动座8，其中一组转动座8之间转动安装有第一丝杠9，活动支架4滑动安装在第一滑杆7上，活动支架4与第一丝杠9形成螺纹传动，第一丝杠9与第一电机10的输出轴固定连接，第一电机10固定安装在转动座8上。

如图4、图5、图6、图7所示，打孔组件包括两个滑动座21，两个滑动座21通过横梁30连接，两个滑动座21上转动安装有两个环形支架23，两个环形支架23之间通过连接杆24连接，其中一个环形支架23上固定安装有多个固定座35，固定座35上滑动安装有升降板34，升降板34上固定安装有转动电机36，转动电机36的输出轴上固定安装有钻头37，钻头37用于对钢管1进行打孔，升降板34与固定座35之间设置有弹簧，其中一个滑动座21与第二丝杠20形成螺纹配合，第二丝杠20转动安装在另一组转动座8之间，第二丝杠20与第三电机22的输出轴固定连接，第三电机22固定安装在转动座8上，另一个滑动座21滑动安装在第二滑杆41上，第二滑杆41固定安装在底座3上。

升降板34上设置有压杆33，两个滑动座21的外侧滑动安装有驱动圆环31，驱动圆环31的内侧圆周均匀设置有多个压块32，压块32的数量与钻头37的数量相等，驱动圆环31的侧面上设置有齿条板38，齿条板38与驱动齿轮39形成齿轮齿条传动，驱动齿轮39转动安装在两个环形支架23之间，驱动齿轮39的齿轮轴与第四电机40的输出轴固定连接，第四电机40固定安装在环形支架23上。

如图4所示，定位组件包括支撑座28，支撑座28固定安装在横梁30上，驱动轴5外侧滑动安装有轴套13，轴套13转动安装在支撑座28的内部，支撑座28位于驱动轴5两侧的位置上分别滑动安装有滑动板27，两个滑动板27相对的面上分别设置有第一夹持板25和第二夹持板26，两个第一夹持板25用于实现对连接杆24的夹持，两个第二夹持板26用于实现对钢管1的夹持，支撑座28两端之间转动安装有双向丝杆29，两个滑动板27分别与双向丝杆29上两段螺纹形成螺纹配合，双向丝杆29在电机的驱动下转动。

本发明公开的一种钢管的加工装置的工作原理为：使用时，首先将多根钢管1穿入固定支架2和活动支架4上的通孔中，同时启动伸缩杆19，伸缩杆19驱动夹紧齿轮18在换位齿轮17上转动，夹紧齿轮18驱动多个斜孔齿轮15转动，斜孔齿轮15相对于直孔齿轮14转动的同时驱动多个固定弧板16将位于通孔中的钢管1夹紧，接下来启动连接有双向丝杆29的电机，双向丝杆29转动驱动两个滑动板27相向运动，两个滑动板27上的一对第一夹持板25和第二夹持板26将钢管1和连接杆24同时夹持住，这样做的目的是保证驱动轴5、钢管1和连接杆24的轴线在一个平面上，由此保证打孔方向穿过钢管1的轴线，接下来同时启动转动电机36和第四电机40，钻头37在转动电机36的作用下转动的同时驱动齿轮39通过齿条板38驱动驱动圆环31转动，驱动圆环31转动时通过压块32实现驱动钻头37下降，实现钻孔操作，驱动齿轮39反转，在弹簧的作用下钻头37从钢管1中退回，启动第二电机12，第二电机12驱动驱动轴5转动，驱动轴5驱动换位齿轮17和夹紧齿轮18同时转动，此时多个钢管1绕自身轴线转动，转动到同一截面上另一个需要打孔的位置上，重复上述打孔操作，打孔组件通过在底座3上的滑动实现在钢管1长度方向上进行移动打孔。

当需要在长度方向上移动钢管1时，首先将活动支架4上的固定弧板16松开夹持，移动活动支架4到设定位置，然后驱动活动支架4上的固定弧板16将多个钢管1夹持住，接下来松开固定支架2上的固定弧板16对钢管1的夹持，驱动活动支架4反向运动，由此实现钢管1的输送，方便完成每个位置上的打孔操作。

一种钢管加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：将多个钢管1插入到固定支架2和活动支架4的通孔中，启动固定换位组件将钢管1固定；

步骤二：启动定位组件，保证打孔方向穿过钢管1的轴线；

步骤二：驱动打孔组件，同时对多个钢管1进行打孔，完成一个位置的打孔后启动固定换位组件，将多个钢管1同时转换到下一个打孔位置；

步骤三：驱动活动支架4滑动，配合其上的固定换位组件对钢管1在长度方向上进行传送，直至完成钢管1上所有位置的打孔操作。

Claims (9)

1.一种钢管的加工装置，其特征在于：包括固定支架（2）、底座（3）和活动支架（4），所述的固定支架（2）固定安装在底座（3）上，所述的活动支架（4）滑动安装在底座（3）上，所述的固定支架（2）和活动支架（4）上均设置有用于钢管（1）穿过的通孔，所述的固定支架（2）和活动支架（4）上的多个通孔同轴设置，所述的固定支架（2）和活动支架（4）相对的面上设置有固定换位组件，所述的固定换位组件用于实现钢管（1）的固定以及驱动钢管（1）绕自身轴线转动，所述的活动支架（4）在底座（3）上滑动用于实现钢管（1）的轴向输送，多个钢管（1）的外部设置有打孔组件，所述的底座（3）上还设置有用于固定打孔位置的定位组件。

2.根据权利要求1所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：所述的固定换位组件包括与固定支架（2）和活动支架（4）上的通孔同轴设置的直孔齿轮（14），所述的直孔齿轮（14）转动安装在固定支架（2）或活动支架（4）上，所述的固定支架（2）或活动支架（4）上还转动安装有换位齿轮（17），所述的换位齿轮（17）同时与多个直孔齿轮（14）形成齿轮传动，所述的换位齿轮（17）中部设置有花键孔，所述的直孔齿轮（14）上设置有径向方向的通孔，所述的直孔齿轮（14）上转动安装有斜孔齿轮（15），所述的斜孔齿轮（15）上设置有与径向方向倾斜设置的通孔，固定弧板（16）穿过直孔齿轮（14）和斜孔齿轮（15）滑动安装在固定支架（2）或活动支架（4）上，所述的固定弧板（16）用于夹持固定钢管（1）。

3.根据权利要求2所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：多个所述的斜孔齿轮（15）同时与夹紧齿轮（18）形成齿轮配合，所述的夹紧齿轮（18）中部镂空，所述的夹紧齿轮（18）与换位齿轮（17）同轴设置，所述的换位齿轮（17）的端面转动连接有伸缩杆（19）的第一端，所述的伸缩杆（19）的第二端与夹紧齿轮（18）的端面转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：驱动轴（5）贯穿固定支架（2）和活动支架（4），所述的驱动轴（5）穿过两个换位齿轮（17）上的花键孔，安装在活动支架（4）上的换位齿轮（17）与驱动轴（5）滑动连接，所述的驱动轴（5）的两端分别转动安装在固定支架（2）和转动支架（6）上，所述的转动支架（6）固定安装在底座（3）上，所述的驱动轴（5）与第二电机（12）的输出轴固定连接，所述的第二电机（12）通过电机座（11）固定安装在固定支架（2）上。

5.根据权利要求2所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：所述的底座（3）上固定安装有第一滑杆（7），所述的底座（3）上还固定安装有两组转动座（8），其中一组转动座（8）之间转动安装有第一丝杠（9），所述的活动支架（4）滑动安装在第一滑杆（7）上，所述的活动支架（4）与第一丝杠（9）形成螺纹传动，所述的第一丝杠（9）与第一电机（10）的输出轴固定连接，所述的第一电机（10）固定安装在转动座（8）上。

6.根据权利要求1所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：所述的打孔组件包括两个滑动座（21），两个所述的滑动座（21）通过横梁（30）连接，两个所述的滑动座（21）上转动安装有两个环形支架（23），两个环形支架（23）之间通过连接杆（24）连接，其中一个所述的环形支架（23）上固定安装有多个固定座（35），所述的固定座（35）上滑动安装有升降板（34），所述的升降板（34）上固定安装有转动电机（36），转动电机（36）的输出轴上固定安装有钻头（37），钻头（37）用于对钢管（1）进行打孔，所述的升降板（34）与固定座（35）之间设置有弹簧，其中一个滑动座（21）与第二丝杠（20）形成螺纹配合，所述的第二丝杠（20）转动安装在另一组转动座（8）之间，所述的第二丝杠（20）与第三电机（22）的输出轴固定连接，所述的第三电机（22）固定安装在转动座（8）上，另一个滑动座（21）滑动安装在第二滑杆（41）上，所述的第二滑杆（41）固定安装在底座（3）上。

7.根据权利要求6所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：所述的升降板（34）上设置有压杆（33），两个所述的滑动座（21）的外侧滑动安装有驱动圆环（31），所述的驱动圆环（31）的内侧圆周均匀设置有多个压块（32），压块（32）的数量与钻头（37）的数量相等，所述的驱动圆环（31）的侧面上设置有齿条板（38），所述的齿条板（38）与驱动齿轮（39）形成齿轮齿条传动，所述的驱动齿轮（39）转动安装在两个环形支架（23）之间，驱动齿轮（39）的齿轮轴与第四电机（40）的输出轴固定连接，第四电机（40）固定安装在环形支架（23）上。

8.根据权利要求6所述的一种钢管的加工装置，其特征在于：所述的定位组件包括支撑座（28），所述的支撑座（28）固定安装在横梁（30）上，所述的驱动轴（5）外侧滑动安装有轴套（13），轴套（13）转动安装在支撑座（28）的内部，所述的支撑座（28）位于驱动轴（5）两侧的位置上分别滑动安装有滑动板（27），两个所述的滑动板（27）相对的面上分别设置有第一夹持板（25）和第二夹持板（26），两个所述的第一夹持板（25）用于实现对连接杆（24）的夹持，两个所述的第二夹持板（26）用于实现对钢管（1）的夹持，所述的支撑座（28）两端之间转动安装有双向丝杆（29），两个所述的滑动板（27）分别与双向丝杆（29）上两段螺纹形成螺纹配合，双向丝杆（29）在电机的驱动下转动。

9.一种使用如权利要求1所述的钢管的加工装置的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将多个钢管（1）插入到固定支架（2）和活动支架（4）的通孔中，启动固定换位组件将钢管（1）固定；

步骤二：启动定位组件，保证打孔方向穿过钢管（1）的轴线；

步骤二：驱动打孔组件，同时对多个钢管（1）进行打孔，完成一个位置的打孔后启动固定换位组件，将多个钢管（1）同时转换到下一个打孔位置；

步骤三：驱动活动支架（4）滑动，配合其上的固定换位组件对钢管（1）在长度方向上进行传送，直至完成钢管（1）上所有位置的打孔操作。

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