CN209773470U - 一种管子管板内缩式组合坡口加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，属于管子‑管板组合坡口加工领域。本实用新型一种管子管板内缩式组合坡口加工包括对刀机构、切削量控制机构、胀紧机构、切削机构和定位机构，切削量控制机构与切削机构轴向连接，胀紧机构与切削机构轴向螺纹连接且胀紧机构位于切削机构的前端，定位机构位于切削机构的后侧，对刀机构通过螺纹连接在切削机构上。本实用新型加工方法加工的坡口经过测量其尺寸精度完全满足图纸要求，改制后的设备不仅切削速度更快，而且改善了管板坡口及管端外观质量，为公司节约了采购成本，增加效益，并为生产同类产品制造积累经验。

Description

一种管子管板内缩式组合坡口加工装置

技术领域

本发明涉及一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，属于管子-管板

组合坡口加工领域。

背景技术

管子管板内缩式组合坡口加工方法主要用于某核电立式高加产品的管子-管板组合坡口加工，此坡口尺寸精度要求严格，加工过程中存在对刀困难、堵转、加工坡口尺寸不均、加工不稳定、深度不易控制、成型质量不好等问题。并且铁屑容易挤压心轴，最终造成心轴磨损，刀片如受力过大甚至会切削心轴，造成设备的损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种管子管板内缩式组合坡口加工。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述管子管板内缩式组合坡口加工包括对刀机构、切削量控制机构、胀紧机构、切削机构和定位机构，切削量控制机构与切削机构轴向连接，胀紧机构与切削机构轴向螺纹连接且胀紧机构位于切削机构的前端，定位机构位于切削机构的后侧，对刀机构通过螺纹连接在切削机构上。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述切削机构包括刀盘、刀片和低速大扭矩马达，刀片安装在刀盘上，由低速大扭矩马达通过风力驱动刀盘实现主旋转，刀盘上设置4个切削刀座。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述对刀机构包括对刀轴，对刀轴为一端带有螺纹直径12mm的棒。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述胀紧机构包括胀圈、定位心轴和锥形套筒，定位心轴连接在切削机构的刀盘上，切削量控制机构连接在定位心轴的前端。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述定位机构采用活动定位套筒和定位圈，活动定位套筒每旋转一整圈即轴向进给1mm。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述切削量控制机构包括气动马达、丝杠、螺母和驱动销，气动马达经减速器、丝杠、螺母和驱动销带动刀盘实现轴向进给。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，所述定位心轴、对刀轴采用外方螺纹，并制作外方螺纹专用扳手作为辅助工具；外方螺纹的结构为一端带有螺纹，一端带有一个方。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工方法，具体步骤为：

步骤一：将对刀机构的对刀轴安装到切削机构上，并使用辅助工具上紧；

步骤二：在切削机构的刀盘上对称安装刀片，通过对刀机构进行对刀；

步骤三：使用六角止退螺丝将刀片压紧在切削刀座的空槽上，对刀后旋转压紧，并拆卸对刀轴；

步骤四：将胀紧机构连接到切削机构上，并将锥形套筒伸入到换热管中，手动膨胀胀圈从而定位管端切削机构；

步骤五：使用定位机构中的定位圈调整定位刀头位置，通过旋转活动定位套筒设定刀头距离待切割完成位置的间距；

步骤五：通过切削机构控制刀头旋转，同时切削量控制机构控制轴向进给对管端进行切割，切割到步骤四中设定的位置，切割完成后松紧胀紧机构取出管子检查。

本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置及方法，提供一种简便加工方法，在加工过程中操作人员无须了解各部件参数及原理，按照工艺方案旋进固定圈数即可加工出合格的产品；并且操作简便，降低操作人员劳动工作强度；该加工方法加工的坡口经过测量其尺寸精度完全满足图纸要求，改制后的设备不仅切削速度更快，而且改善了管板坡口及管端外观质量，为公司节约了采购成本，增加效益，并为生产同类产品制造积累经验。

附图说明

图1为本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置的结构示意图。

图2为本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工装置的结构示意图。

图3为本发明一种管子管板内缩式组合坡口加工方法的流程图。

图中附图标记有：1为定位机构；2为刀片：3为对刀机构；4为切削机构；5为切削量控制机构；6为胀紧机构；7为堆焊层；8为管板；9为换热管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例一：如图1-3所示，本实施例所涉及的一种管子管板内缩式组合坡口加工装置及方法，管端加工安排在管板组件与管系装配完毕后，管板倒角与管端切削同时完成，并且必须满足工艺要求。这就要求管端加工机能够至少同时加工两个部位，并且尺寸精度、表面质量都必须满足设计要求。因此需要对整个切削机的执行机构进行重新改造设计。

整个切削机的执行机构的设计是为了加工服务。通过切削设备的性能及各部分零部件的了解，设计整个工艺过程如下：首先安装刀片、并将刀片定位，然后将切削器导柱伸入换热管中，手动膨胀导柱从而定位管端切削机，由间距快调定间距后进行管端切削，由于已经进行过定距，操作者只需要旋转固定的进刀圈数即可保证加工尺寸、最后松紧膨胀导柱将切削机取出，即可进行下一个管端的加工。

工艺过程中的切削运动由进给和旋转切削两部分组合而成。根据实际切削要求以及管口的情况确定，每个部件的关键作用、配合方式见下述工艺过程：

1)胀紧机构：深入管孔固定整个管端切削机，保证进给运动；原定位胀紧机构用于其他管径，经过改进将胀紧机构全部重新制造，使之适用于该型高加16.08±0.05mm的管径，并将圆柱胀紧机构改为锥柱，使胀紧机构伸人管孔轻便快捷。

2)切削量控制机构(手持设备轴向进给运动、刀片)：由进给气动马达经减速器、丝杠、螺母和驱动销带动刀盘实现轴向进给；切削盘是管端切削的主要执行元件。切削盘固定在与定心装置连接的主轴上，实现轴向移动；由低速大扭矩马达通过风力驱动切削盘实现主旋转，提供切削扭矩。其上布置4个切削刀座，每个刀座上可以装卡一把切刀。通过对切削盘刀架上不同的切刀进行组合，可加工管端余量或者管端坡口，每种坡口的角度、深度、钝边厚度等参数可根据焊接工艺的要求方便调节。刀座的稳定性是整个坡口加工稳定性的保证。

3)刀盘旋转运动：刀盘带动安装在其上的刀片，提供旋转扭矩、最终达到合适的切削力量、配合轴向进给运动完成了整个切削。

4)刀具：根据管端切削的实际经验，由于单刀片加工受力不均匀造成大部分加工过程中存在切削盘抖动、进给不稳定、堵转、加工坡口尺寸不均等问题基本上由刀座上仅安装一个刀片引起的。所以，在该切削机刀座安装双刀片的稳定性是整个坡口加工质量的保证。另外整个刀座在切削盘上沿径向可以调整位置，以保证该产品的加工精度。从而保证整个加工过程设备平稳、加工表面平整，切削效率增倍。虽然从理论角度由于对刀不够精确、刀片磨损等原因仍然不能保证两个刀片同时切削，但是非切削刀片仍然能够承受住切削刀片的抗力，保证切削的平稳以及加工均匀度。

5)对刀装置与切削量控制装置：按照设计要求换热管内缩1.4±o.2mm，仅凭目测是无法保证该尺寸的而切削量控制是最终成型的保证，所以必须采用定位机构，专门制定了“定位套筒限制设备与管板间距”配合“旋进刻度量化设备进给”的加工方式。由于手持设备进刀距离可以控制，因此定位胀紧后即可确定进刀距离。

从而保证了加工尺寸精准。且对刀装置与切削量控制装置分别控制并且可以避免误操作。加工过程中操作人员无须了解各部件参数及原理，按照工艺方案旋进固定圈数即可加工出合格的产品。而对刀装置是切削均匀的首要保证，在研究过程中发现如果双刀片采用手持设备进行对刀，但是刀片与心轴之间间隙过小，铁屑容易挤压心轴，最终造成心轴磨损，刀片如受力过大甚至会切削心轴，造成设备的损坏。因此采用了对刀装置进行对刀。

实施例二：如图1-3所示，本实施例所涉及的一种管子管板内缩式组合坡口加工装置及方法，对原有的产品进行了如下改进：

一：由于田湾产品尺寸完全不同于C2项目，所以需对此三台机器的整套胀紧装置(胀圈、定位心轴、锥形套筒)、切削装置等都重新进行设计与计算，进行了试制，并通过试验来满足加工要求。

二：由于管子内缩管板1.4mm余量比C2项目内缩量大，加工量较大，且管板表面堆焊层材料为高硬度的不锈钢材料，同样造成加工困难，所以对成型刀具强度、切削排屑要求更高，为防止铁屑掩住主轴，对锥形套筒进行了加工，让主轴与刀具之间留有足够间隙，并在满足强度的要求下适当加大返屑槽尺寸，对成型刀具尺寸进行了设计，通过试验来满足要求。

三：将原来的单刀片切削改成双刀片切削加工，这样两刀片切削时受力更加均匀，机器不易产生太大的晃动，工作更加稳定，且成型质量更好一些。(C2项目曾试使用双刀片但加工后表面不平整即出现“双眼皮”现象，后不得不用单刀片切削)。

四：田湾高加采用双刀片精确对刀，对刀问题也是C2项目比较难解决的问题(由于刀片太小，采用对刀套筒、手工对刀等效果不是很好)，若对刀问题不解决也就难以使用双刀片，此次针对该设备及产品的特点并通过计算(包括刀片尺寸)采用带螺纹的φ12对刀轴进行对刀，双刀片对刀问题得以解决。

五：采用活动式定位套筒，由于该产品换热管内缩1.4±0.2mm，所以加工过程中需采用定位装置，针对刀具实际情况并通过计算及试验后确定套筒长度L取40mm，这样工人在加工过程中进行定位后只需进给3整圈(每圈1mm)即可达到管子内缩1.4±0.2mm加工要求，这样操作起来比较方便、准确、快速。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述管子管板内缩式组合坡口加工装置包括对刀机构(3)、切削量控制机构(5)、胀紧机构(6)、切削机构(4)和定位机构(1)，切削量控制机构(5)与切削机构(4)轴向连接，胀紧机构(6)与切削机构(4)轴向螺纹连接且胀紧机构(6)位于切削机构(4)的前端，定位机构(1)位于切削机构(4)的后侧，对刀机构(3)通过螺纹连接在切削机构(4)上。

2.根据权利要求1所述的管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述切削机构(4)包括刀盘、刀片(2)和低速大扭矩马达，刀片(2)安装在刀盘上，由低速大扭矩马达通过风力驱动刀盘实现主旋转，刀盘上设置4个切削刀座。

3.根据权利要求1所述的管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述对刀机构(3)包括对刀轴，对刀轴为一端带有螺纹直径12mm的棒。

4.根据权利要求1所述的管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述胀紧机构(6)包括胀圈、定位心轴和锥形套筒，定位心轴连接在切削机构(4)的刀盘上，切削量控制机构(5)连接在定位心轴的前端。

5.根据权利要求1所述的管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述定位机构(1)采用活动定位套筒和定位圈，活动定位套筒每旋转一整圈即轴向进给1mm。

6.根据权利要求1所述的管子管板内缩式组合坡口加工装置，其特征在于，所述切削量控制机构(5)包括气动马达、丝杠、螺母和驱动销，气动马达经减速器、丝杠、螺母和驱动销带动刀盘实现轴向进给。

7.根据权利要求3或4所述的管子管板内缩式组合坡口加工，其特征在于，所述定位心轴、对刀轴采用外方螺纹，并制作外方螺纹专用扳手作为辅助工具；外方螺纹的结构为一端带有螺纹，一端带有一个方。