CN204747640U - 管件坡口加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管件坡口加工设备，包括夹紧装置和切削装置；夹紧装置包括夹紧底座，夹紧底座上设有水平双向丝杠，水平双向丝杠上套设有左旋螺母和右旋螺母，左旋螺母和右旋螺母上分别固定有夹爪机构；夹爪机构包括夹爪座、设置于夹爪座上的上夹爪和下夹爪、与上夹爪和下夹爪螺纹连接的垂直双向丝杠。本实用新型的管件坡口加工设备，通过垂直双向丝杠来调节上下夹爪之间的距离，实现对不同直径工件的夹紧，无需更换夹紧装置，就能满足对不同直径工件的夹紧要求，且保证在调整夹紧直径的同时，夹紧后工件的圆心位置不变，通用性强，设备利用率高；夹紧后的工件，由切削装置完成自动开坡口，尤其适合于大型管件的自动坡口加工。

Description

管件坡口加工设备

技术领域

本实用新型涉及坡口加工设备技术领域，尤其涉及一种用于对管道或压力容器筒体等管形工件进行坡口加工的设备。

背景技术

在管道、压力容器筒体等管形工件组对焊接之前，为了增加焊缝接触面积，需要在管道、筒体的端部接口处加工出焊接坡口。目前，常用的开坡口方式有两种，即便携式坡口机和火焰切割。采用便携式坡口机开坡口时，由于刀架的轴向进给与径向进给是以手动进给为主，因而不能精确地控制切削刀具的进给，只能加工单一形式的坡口，无法加工“U”形、双“V”形等复杂的端面坡口。使用火焰切割坡口时，火焰温度很高，对某些材质的管道或筒体，若使用火焰切割坡口，极易造成材料组织发生变化，从而破坏了管道或筒体本身的特性，导致焊接后产品性能下降，因而这些材质的管道或筒体不适合使用火焰切割坡口，火焰切割方式受到限制。

另外，在开坡口时，需要对管道或筒体等管形工件预先进行固定。现有的固定方式有上下夹紧固定方式及左右夹紧固定方式。采用上下夹紧固定方式时，难以保证管道或筒体准确对中，还需要人工重新进行调节，降低了管道或筒体坡口加工的整体效率。现有的左右夹紧固定方式，由于结构上的局限性，当夹紧的管道或筒体直径范围变化大时，需要更换夹紧装置，通用性差，设备利用率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种管件坡口加工设备，工件的直径范围变化时，无需更换夹紧装置，通用性强，加工效率和设备利用率高。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：管件坡口加工设备，包括用于夹紧管形工件的夹紧装置，所述夹紧装置包括夹紧底座，所述夹紧底座上部设有由第一动力装置驱动的水平双向丝杠，所述水平双向丝杠上套有左旋螺母和右旋螺母，所述左旋螺母和所述右旋螺母上分别固定有夹爪机构；所述夹爪机构包括夹爪座、设置于所述夹爪座上的上夹爪和下夹爪以及用于调节所述上夹爪与所述下夹爪之间距离的夹爪调节装置；所述夹爪调节装置包括设于所述夹爪座上的垂直双向丝杠，所述垂直双向丝杠分别与所述上夹爪和所述下夹爪螺纹连接。

其中，所述垂直双向丝杠由手轮驱动或者由第二动力装置驱动。

其中，所述夹爪机构还包括夹爪导向装置，所述夹爪导向装置包括竖向设置于所述夹爪座上的导轨或/和导向杆。

其中，所述第一动力装置包括液压马达或电机，所述液压马达或电机的动力输出端经传动装置与所述水平双向丝杠的动力输入端传动连接。

其中，所述坡口加工设备还包括用于对所述管形工件加工坡口的切削装置，所述切削装置设于所述夹紧装置的一侧，所述切削装置包括切削底座和设于所述切削底座上的主轴传动机构与径向进给机构。

其中，所述主轴传动机构包括：空心主轴，所述空心主轴的一端与主轴电机传动连接，所述空心主轴的另一端固定有与其垂直的旋转台。

其中，所述径向进给机构包括：设于所述空心主轴内的传动轴，所述传动轴的一端与传动轴电机传动连接，所述传动轴的另一端通过锥齿轮副与滚珠丝杠机构的丝杠传动连接，所述滚珠丝杠机构设于所述旋转台上并沿其径向设置，所述滚珠丝杠机构的丝母与刀座固定连接。

其中，所述主轴电机采用变频电机，所述传动轴电机采用伺服电机。

其中，所述切削底座的下部设有轴向进给滑动机构。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的管件坡口加工设备，包括用于夹紧管形工件的夹紧装置，该夹紧装置包括夹紧底座，在夹紧底座上部设有由第一动力装置驱动的水平双向丝杠，在水平双向丝杠上套有左旋螺母和右旋螺母，在左旋螺母和右旋螺母上分别固定有夹爪机构；该夹爪机构包括夹爪座、设置在夹爪座上的上夹爪和下夹爪；夹紧工件时，通过第一动力装置驱动水平双向丝杠旋转，套在水平双向丝杠上的左旋螺母和右旋螺母带动两夹爪机构同步向中心靠近，下夹爪与管件接触，通过夹爪与管件外表面的摩擦力将管件抬起，最终通过上下夹爪的配合将管形工件悬空夹紧，同时，保证管件的中心同切削装置中心对齐。之后移动切削装置，将刀具同管口接触，即可进行开坡口加工，夹紧、对中同步完成，加工效率高。

由于还设置有夹爪调节装置，该夹爪调节装置包括设于夹爪座上的垂直双向丝杠，该垂直双向丝杠分别与上夹爪和下夹爪螺纹连接；当工件的直径范围变化时，旋转垂直双向丝杠，即可使与其螺纹连接的上夹爪和下夹爪同步靠近或远离，从而调节了上夹爪与下夹爪之间的距离，以实现对不同直径工件的夹紧，因此，无需更换夹紧装置，即能满足对不同直径工件的夹紧要求，通用性强，加工效率和设备利用率高。

同时，夹爪导向装置的导轨或/和导向杆保证上下夹爪能够沿定向运动稳定地调节开合距离，不会因为上下夹爪的偏移导致夹紧后管件同切削装置无法准确对中。

切削装置自动进给切削，同时能够通过伺服电机根据不同管件材料控制刀具的切削速度，加工灵活度高，加工效率高。

附图说明

图1是本实用新型实施例的管件坡口加工设备的夹紧装置结构剖视示意图；

图2是图1中的A-A剖视示意图；

图3是本实用新型实施例的管件坡口加工设备的切削装置结构剖视示意图；

图4是图3中的B部放大示意图；

图中：I-夹紧装置；II-切削装置；1-夹紧底座；11-导轨；2-第一动力装置；21-液压马达；22-主动齿轮；23-从动齿轮；3-水平双向丝杠；41-右旋螺母；42-左旋螺母；5-夹爪机构；51-夹爪座；52-上夹爪；53-下夹爪；54-垂直双向丝杠；55-手轮；56-导向杆；61-左滑枕；62-右滑枕；7-切削底座；8-空心主轴；81-主轴电机；82-带传动机构；83-旋转台；9-传动轴；91-传动轴电机；92-丝杠；93a-第一锥齿轮；93b-第二锥齿轮；94-丝母；95-刀座；96-导向滑座；97-刀具；10-轴向进给滑动机构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的整套管件坡口加工设备，包括用于夹紧管形工件的夹紧装置I和对夹紧后的工件自动进行坡口加工的切削装置II。

如图1和图2共同所示，其中，所述夹紧装置包括夹紧底座1，在夹紧底座1的上部设有由第一动力装置2驱动的水平双向丝杠3，在水平双向丝杠3的旋向相反的螺纹段上套有右旋螺母41和左旋螺母42，在右旋螺母41上通过左滑枕61固定有夹爪机构5，在左旋螺母42上通过右滑枕62固定有夹爪机构5，夹紧底座1上固设有与滑枕配合的导轨11，该两夹爪机构5结构相同且对称布置。

其中，夹爪机构5包括：夹爪座51、设置于夹爪座51上的上夹爪52和下夹爪53、用于调节上夹爪52与下夹爪53之间距离的夹爪调节装置；该夹爪调节装置包括设于夹爪座51上的垂直双向丝杠54，该垂直双向丝杠54分别与上夹爪52和下夹爪53螺纹连接。其中，垂直双向丝杠54可以由手轮55驱动旋转，也可以采用动力装置驱动，为了便于区分，将此处的动力装置定义为第二动力装置。

其中，上述夹爪机构5还进一步包括夹爪导向装置，便于夹爪上下移动时为其导向，该夹爪导向装置可以采用图2所示的位于垂直双向丝杠54两侧的两个或两个以上的导向杆56，导向杆56穿过设置在上夹爪52及下夹爪53上的通孔。该夹爪导向装置还可以是设置在夹爪座51上的两个或两个以上竖向设置的导轨，夹爪底部与导轨滑动配合，上下调节夹爪过程中，夹爪沿导轨上下滑动。当然，该夹爪导向装置还可以同时采用所述的导向杆和导轨相结合的形式。

其中，所述第一动力装置包括液压马达21，液压马达21的动力输出端经传动装置与所述水平双向丝杠3的动力输入端传动连接。液压马达21也可以用电机来替代。其中，传动装置可以采用图1所示的安装于液压马达21动力输出端的主动齿轮22和安装于水平双向丝杠3动力输入端的从动齿轮23所组成的齿轮传动装置，也可以采用公知的链传动装置或带传动装置。

其中，上述的第二动力装置可以采用与第一动力装置相同的结构组成，在此不再详细描述。

如图3和图4共同所示，其中，切削装置II设于夹紧装置I的一侧，切削装置II包括切削底座7和设于切削底座7上的主轴传动机构与径向进给机构，以及设于切削底座7下部的轴向进给滑动机构10。

其中，主轴传动机构包括：空心主轴8，空心主轴8的一端经带传动机构82与主轴电机81传动连接，主轴电机81优选采用变频电机，在空心主轴8的另一端固定有与其垂直的旋转台83。

其中，径向进给机构包括：设于空心主轴8内腔中的传动轴9，传动轴9的一端与传动轴电机91传动连接，传动轴电机91优选采用伺服电机，传动轴9的另一端故设有第一锥齿轮93a；在旋转台83上沿其径向设置有滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构的丝杠92上故设有第二锥齿轮93b，第二锥齿轮93b与第一锥齿轮93a啮合为锥齿轮副；该滚珠丝杠机构的丝母94与刀座95固定连接，刀座95上安装有刀具97，旋转台83上还设有便于刀座95径向滑动的导向滑座96。

其中，轴向进给滑动机构10为本领域的公知技术，在此不再详细介绍。

利用本实施例的管件坡口加工设备加工管形工件坡口的过程如下：

1、夹紧工件：根据待加工管道或筒体工件的直径，调节夹紧装置I的垂直双向丝杠54，将上夹爪52和下夹爪53调至合适的距离；启动液压马达21，通过主动齿轮22、从动齿轮23带动水平双向丝杠3旋转，使两夹爪机构5同步向中心靠近，由两上夹爪52和两下夹爪53将工件夹紧，两夹爪机构5夹紧工件的同时将其位置抬高，保证工件的中心对准切削装置II的主轴中心。

2、启动切削装置：通过轴向进给滑动机构10移动切削装置II，将刀具97对准待加工工件端面；切削装置II先空运行，主轴电机81驱动空心主轴8旋转，传动轴电机91驱动传动轴9旋转，主轴电机81与传动轴电机91同时旋转，保持转速相同，转速为V，空心主轴8与传动轴9保持相对静止；空心主轴8带动旋转台83、滚珠丝杠机构及第二锥齿轮93b旋转，传动轴9带动第一锥齿轮93a旋转，第一锥齿轮93a与第二锥齿轮93b相啮合并保持相对静止，刀具97在旋转时径向方向为静止。

3、对工件切割坡口：刀具97开始进行切割时，给传动轴电机91传递指令，使传动轴电机91的转速提高，变为V+V1，并保持传动轴电机91与主轴电机81的转速差V1，从而使该转速差V1通过啮合连接的第一锥齿轮93a与第二锥齿轮93b传递至滚珠丝杠机构的丝杠92，使丝杠92以该速度进行转动，从而通过滚珠丝杠机构的丝母94带动连接在其上面的刀座95及安装于刀座95上的刀具97沿导向滑座96进行径向移动，按照预设的刀具路径程序走刀，开始径向进刀，对工件端面实现所需求形状的坡口加工，直至加工完毕。

本实用新型的管件坡口加工设备，通过夹爪调节装置调节上夹爪与下夹爪同步靠近或远离，来调节上下夹爪之间的距离，以实现对不同直径工件的夹紧，无需更换夹紧装置，就能满足对不同直径工件的夹紧要求，且保证在调整夹紧直径的同时，夹紧后工件的圆心位置不变，通用性强，设备利用率高；夹紧后的工件，由切削装置完成自动开坡口，尤其适合于大型管件的自动坡口加工。

Claims (9)

1.管件坡口加工设备，包括用于夹紧管形工件的夹紧装置，其特征在于，所述夹紧装置包括：

夹紧底座，所述夹紧底座上部设有由第一动力装置驱动的水平双向丝杠，所述水平双向丝杠上套有左旋螺母和右旋螺母，所述左旋螺母和所述右旋螺母上分别固定有夹爪机构；所述夹爪机构包括夹爪座、设置于所述夹爪座上的上夹爪和下夹爪以及用于调节所述上夹爪与所述下夹爪之间距离的夹爪调节装置；所述夹爪调节装置包括设于所述夹爪座上的垂直双向丝杠，所述垂直双向丝杠分别与所述上夹爪和所述下夹爪螺纹连接。

2.如权利要求1所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述垂直双向丝杠由手轮驱动或者由第二动力装置驱动。

3.如权利要求2所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述夹爪机构还包括夹爪导向装置，所述夹爪导向装置包括竖向设置于所述夹爪座上的导轨或/和导向杆。

4.如权利要求1所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述第一动力装置包括液压马达或电机，所述液压马达或电机的动力输出端经传动装置与所述水平双向丝杠的动力输入端传动连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述坡口加工设备还包括用于对所述管形工件加工坡口的切削装置，所述切削装置设于所述夹紧装置的一侧，所述切削装置包括切削底座和设于所述切削底座上的主轴传动机构与径向进给机构。

6.如权利要求5所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述主轴传动机构包括：空心主轴，所述空心主轴的一端与主轴电机传动连接，所述空心主轴的另一端固定有与其垂直的旋转台。

7.如权利要求6所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述径向进给机构包括：设于所述空心主轴内的传动轴，所述传动轴的一端与传动轴电机传动连接，所述传动轴的另一端通过锥齿轮副与滚珠丝杠机构的丝杠传动连接，所述滚珠丝杠机构设于所述旋转台上并沿其径向设置，所述滚珠丝杠机构的丝母与刀座固定连接。

8.如权利要求7所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述主轴电机采用变频电机，所述传动轴电机采用伺服电机。

9.如权利要求5所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述切削底座的下部设有轴向进给滑动机构。