CN87101911A - 可移式管床 - Google Patents

Abstract

本发明是对长度不限的金属管及硬质塑料管进行切断、倒角、螺纹制作、管端内外径加工及螺杆套丝的可移式管床，加工后的管子无缩口毛刺等。该管床为卧式。被加工的工件物固定不动，刀具在旋转中作匀速自动切削。本管床有自动定心夹紧装置、自动进刀退刀装置及控制装置等。结构新颖精巧、移动方便、加工无场地要求、功能多、能耗低、劳动强度小、无环境污染、成本低、工效高、操作简单安全。

Description

本发明是一种可对长度不限的金属管及硬质塑料管进行切断、倒角、螺纹制作、管端内、外径加工及螺杆套丝的可移式管床。

本发明管床与国内外生产的一般的管子切断机比较起来，本发明的管床其加工的管子长度及场地不受限制，而一般的管子切断机往往由于工件物-管子在旋转，因此使得被加工的管子长度及场地就受到了限制。另外，本发明的管床与卧式砂轮切断机比较起来，其优点是无噪音、无砂轮灰和磨削粉末污染、无操作危险、刀具使用寿命长、价格低（一般每切割10根管子大约只要1分钱）、操作简单方便、产品规格化、加工的管子平整、光洁、垂直、无毛刺等。工效高，以壁厚为3毫米管子计算，每根切割时间约为3～5秒左右。并且被加工管子的管径，在放大设计时则不受到限制，功能多，劳动强度小。

本发明的管床是将工件物-管子穿过自动定心夹紧装置的中心和空心轴的中心，使管子紧固在自动夹紧装置和空心轴的中心不动，而刀具在旋转中等量匀速进刀，当加工完毕时，或者加工了一个行程后，均可以用手动或自动瞬时退刀。加工安全可靠，管子长度亦不受限制。

本发明可移式管床加工管子外径范围为φ18～φ108（毫米），放大设计时，则外径范围不限。对螺杆螺母制作的直径范围是φ3～φ33（毫米），对管螺纹的制作范围是 1/2 ″～2″，并可用作管端加工等。

本发明可移式管床由以下七大部分组成：

一、底盘。

二、传动箱体。

三、螺纹制作装置。

四、自动定心夹紧装置。

五、操作系统。

六、润滑与冷却系统。

七、电器开关及照明系统。

本发明的管床与1986年12月6日由发明人委托中国专利局审查部门检索服务处提供的美国专利号3276301（以下简称美国专利），题目为：“用于把细长的材料切割成为坯料（半成品）的切割机”相比较，其优点则是很明显的，现在按六个方面详细比较如下：

一、设计目的：

该美国专利的设计目的，是用于把细长的材料切割成为坯料（半成品）。

而本发明的设计目的，是用于在管加工中用途多，范围大的通用机床。

二、总体设计：

该美国专利的设计，它是由可变速电机、变速系统、液压泵及其控制传动系统、电器控制系统、机械系统等组成，它整个设计繁复、结构庞大、制造困难、维修不便、操作技术要求高、能耗大、造价大等缺点甚多。而且，它是固定设备，使用不便，又无冷却润滑等设施装置。

而本发明仅由一台普通电机、齿轮、平面螺纹、刀架及刀组成，结构简单、制造方便、维修容易、操作无要求、能源消耗低。并且设有冷却润滑照明等装置。轻便可移，不用固定的基础，可以直接到工地现场使用。设计原理明确合理。

三、功能方面：

该美国专利虽然有庞大的自动送料装置，但是，仅能局限于专用的极短距离（行程）的管接头半成品坯料的送进切削，该机床别无它用。

而本发明不仅能切削管接头坯料，而且能对长度不限的管子进行切削，切削管径范围大，并且还可以制作内外螺纹及管端处理等，使用范围极广，所以无需自动送料装置。其结构小巧、精致、迁移灵活方便、用途多、操作简单没有高的技术要求、安全可靠。在制造，按装、维修等部门均有广泛现实的实用价值。

四、旋转切削头的比较：

该美国专利旋转切削头的设计，它是由可变速电机、皮带传动而驱动的，加上复杂的机械装置、液压系统、电器控制等等，并且还需予加负载、平衡离心力、加冲击振动减振器等，进刀“迅速”无法控制、退刀迟缓、这一切总可能影响其精度、寿命和产品质量及功能用途等，并给制造、维修和使用带来了不少麻烦。

而本发明在旋转头的设计上与它截然不同，本发明旋转头相当于直接在旋转齿轮上装一只小刀架，直接旋转进刀，无冲击力，不平衡离心力极小，进刀速度又可以根据不同管径，不同材质，不同壁厚的工件物选择不同的进刀速度。并且进刀量可以预先选择最好的设计。

进刀速度为匀速进给，稳当可靠，不受任何影响，离心力不仅无害，确确相反，在工作中还要利用其离心力和弹簧力来退刀，制造更加简单容易。

五、夹紧装置比较：

该美国专利的夹紧装置，靠在运行中液压的方法夹紧管子，不可以任意调节夹紧力和松开或减小夹紧力夹紧力不变。

本发明设计是一个独立的机械自动定心夹头，它设计小而精巧，夹紧力可以任意调整，其优点是不受任何牵制，夹紧力的大小，可根据不同管子的壁厚、直径及其材质来控制和调整。并且在切削运行中亦可调整。使用自如。该夹紧装置不仅在本机床适用，而对其它机床及场所均可以独立使用。

六、退刀方面：

该美国专利退刀原理是进刀原理的相反应用，就是说它必须在一个运动行程后，由液压系统通过机械传递、电器控制，然后先减压，而后再反向加压，才能实现退刀。

而本发明是全机械的，仅靠平面螺纹块脱离（自动或手动均可）平面螺纹，应用弹簧力和离心力，即可瞬时退刀。迅速、安全、可靠，既可以手动亦可以自动任意退刀。

本发明有四幅附图，按图号说明如下：

图1.：可移式管床外形轮廓示意图。

图2.：传动箱体装配示意图。

图3.：自动定心夹紧装置张开示意图。

图4.：自动定心夹紧装置夹紧示意图。

现在对本发明可移式管床的七个组成部分的结构作如下详细说明：

为了说明简便起见，在本说明书中未注明图号的零件，均为图2中的零部件号码，其它图1、图3和图4中的零部件则在说明书中均已注明了其相应的图号，请参阅这四幅附图。

一、底盘：参见图1。底盘〔图1（18）〕内有储存冷却润滑油液的小箱体，并有铁芯橡胶轮〔图1（20）〕以及螺旋升降落地支撑脚〔图1（19）〕。

二、传动箱体：参见图2。它由4个部分组成：

1、箱体外部：包括箱体（36）、箱盖（16）、工作台（1）、工作台（34）、龙门架〔图1（15）〕、电动机（44）等。

2、齿轮及传动系统有四档：

（1）、空档。（2）、快速档。（3）中速档。（4）慢速档。

（1）空档：参见图2。传动途径如下：电动机（44）的轴头齿轮（43）→齿轮（42）→花键轴（39）→齿轮（41）和齿轮（40）的双联齿轮。该双联齿轮滑配合在花键轴（39）上，通过图1中的操作手柄〔图1（11）〕作轴向自由移动，齿轮（43）固定在电动机（44）轴上，齿轮（42）固定在花键轴（39）上，当齿轮（41）和齿轮（40）停止在齿轮（37）和齿轮（5）之间，不与任何齿轮啮合时，则为空档。

（2）快速档：参见图2。传动途径如下：电动机（44）的轴齿轮（43）→齿轮（42）→花键轴（39）→齿轮（40）→齿轮（37）和齿轮（38）〔齿轮（37）和齿轮（38）为双联齿轮并固定在轴（35）上〕→齿轮（21）〔齿轮（21）滑配合在空心轴（19）上，并可以轴向移动和绕空心轴（19）转动〕和齿轮（27）〔齿轮（27）固定在空心轴（19）上。齿轮（21）与齿轮（37），齿轮（27）与齿轮（38）齿数不同，转向相反，但齿轮（21）与齿轮（27），齿轮（37）与齿轮（38），齿数不同转向相同，所以齿轮（27）以齿轮（21）为相对静止参照物，两者就有一定的可控微量速度差。

（3）中速档：参见图2。传动途径如下：电动机（44）的轴齿轮（43）→齿轮（42）→花键轴（39）→齿轮（41）→齿轮（5）〔齿轮（5）固定在轴（35）上〕→轴（35）→齿轮（37）和齿轮（38）→齿轮（21）和齿轮（27）。同样齿轮（27）以齿轮（21）为相对静止参照物，两者就有一定的可控微量速度差。

（4）慢速档：参见图2。此档是专为制作螺纹和特种工艺加工设计的。

传动途径如下：电动机（44）的轴齿轮（43）→齿轮（42）→花键轴（39）→齿轮（41）→齿轮（4）和齿轮（11）〔齿轮（4）和齿轮（11）为双联齿轮，滑配合在轴（35）上可以绕轴（35）旋转〕→齿轮（12）〔齿轮（12）固定在轴（2）上〕→轴（2）→齿轮（3）〔齿轮（3）固定在轴（2）上〕→齿轮（7）。齿轮（7）转速：34.6转/分钟。此速度为制作螺纹和特种工艺加工速度。

3、自动进刀系统：参见图2。

扳动图1中的操纵手柄〔图1（11）〕，使齿轮（40）或齿轮（41）与齿轮（37）或齿轮（5）啮合，使齿轮（21）和齿轮（27）两者同向顺时针旋转，但齿轮（21）和齿轮（27）两者转速不同，这是由于齿轮（37）和齿轮（38）两者的齿数不相等，分别带动齿轮（21）和齿轮（27），齿轮（21）和齿轮（27）两者齿数也不相等〔但是齿轮（37）的齿数必须等于齿轮（27）的齿数;齿轮（38）的齿数也必须等于齿轮（21）的齿数，除非模数不同〕。从而产生两者同向微量相对速度差。在齿轮（21）的一侧制作一平面螺纹（23），在齿轮（21）靠近轴处的中心，车制一圈楔形凸台（图2中A面所示），齿轮（21）的另一侧装有一只活动法兰圈（20），该法兰圈（20）是定位、定向的，可径向转动和轴向移动，但不随齿轮（21）旋转，该法兰圈（20）受操作手柄〔图1（10）〕控制。在齿轮（27）上的齿根径圆内与内孔外之间，开一只长方形的通孔（参见图2刀架（29）位置处），此长方形的通孔的两侧作刀架（29）滑轨用，刀架（29）穿过这个长方形孔，刀架（29）的下端中间钻一圆形深孔，但孔不钻透，圆形深孔内装有压簧（28），压簧（28）的上端顶住刀架（29）的上部，压簧（28）的下端压住齿轮（27）的长方孔靠内径的一端，这样装好后，压簧始终将刀架（29）压向齿轮（27）的外圈，刀架（29）的一侧对着齿轮（21）的一面，在刀架（29）的这侧上，制有平面螺纹块（24），平面螺纹块（24）的内端制作有楔面（B），平面螺纹块（24）的下部制有楔面（C），刀架（29）的另一侧装有压板和刀具（30），只要把压板上的螺丝调松或者调紧，则可以调整刀具的长短和装卸刀具（30）。电动机（44）开动后，调到所需要的速度档，则齿轮（21）和齿轮27）就旋转，操纵手柄〔图1（10）〕，使齿轮（21）向齿轮（27）移动，则齿轮（21）上的平面螺纹（23）与刀架（29上的平面螺纹块（24）相啮合，刀架（29）带动刀具（30）在同一平面内垂直于空心轴（19）的轴中心线，绕工件物外圈旋转，由于以上齿轮（21）和齿轮（27）的相对速度差，则作自动微量匀速向中心进刀。

齿轮（21）每旋转一圈，则进刀量约为0.156mm。

4、机械控制装置及自动退刀：参见图2。

将图1中的操纵手柄〔图1（10）〕根部的曲轴拐（17）安插入法兰圈（18）上的一个孔内。压盖（20）压在法兰圈（18）上，压盖（20）以紧固螺钉与齿轮（21）连接。连杆（22）定位在箱体内壁上，可以作轴向移动。连杆（22）的一端与手柄〔图1（10）〕转轴活动连接，连杆（22）的另一端装有弹子一只，装到接近平面螺纹块（24）的外档内侧，这些零件与齿轮（21）上的A面和平面螺纹块（24）的B面组成退刀控制装置，这样对平面螺纹块又起到完全保护作用。当扳动操纵手柄〔图1（10）〕移动齿轮（21）时，则齿轮（21）一侧的平面螺纹（23）与平面螺纹块（24相啮合，这时操作手柄〔图1（10）〕的转动轴（17）中心线与曲轴拐（17）的中心线，以及空心轴（19）的中心线在同一平面内时，则由曲轴拐（17）与来自空心轴（19）的轴方向推力成一死角，从而保证平面螺纹（23）与平面螺纹块（24）相啮合后不至于回松。当平面螺纹块（24）向中心移到（即进刀动作）一定位置时，平面螺纹块（24）的外侧锥面C就推动连杆（22）的一端弹子沿轴方向，向另一端移动，因此就推动手柄〔图1（10）〕的转轴转动，迫使手柄〔图1（10）〕的曲轴拐（17）离开死角，然后，齿轮（21）A面与平面螺纹块（24）上的B面相楔合，则推开齿轮（21），使平面螺纹（23）与平面螺纹块（24）间的啮合分离开，压簧（28）在进刀中不断压缩，当平面螺纹（23）与平面螺纹块（24）分离后，则压簧（28）伸张，将刀架（29）立即压回原来的位置，则刀架（29）的刀具（30）自动退出工作状态，并且复位。可立即进行第二周期工作。手动操作手柄〔图1（10）〕，也能立即退刀和自动复位，可以立即进行第二周期工作。

三、螺纹制作装置：参见图2，图1，

螺纹制作装置是由滑轨支架〔图1（3）〕、滑轨〔图1（5）〕两根、轴承（8）、齿轮（7）、空心轴（6）、专用卡头（10）、手轮3、齿轮Ⅶ-1、轴Ⅶ等组成。手轮3、齿轮Ⅶ-1、轴Ⅶ图中均未画出，看不到。

图2中滑动架（9）的两侧，支持在图1的两根滑轨〔图1（5）〕上，可作轴向移动。滑轨〔图1（5）〕的一端紧固在图1中箱体端面两旁的中心水平线上，另一端紧固在图1中的滑轨支架〔图1（3）〕上。这些零件均可拆卸。滑动架（9）的中心装有轴承（8），轴承（8）的外圈与滑动架（9）的内孔配合，轴承（8）的内圈与空心轴（6）的外径配合，空心轴（19）与空心轴（6）为同心轴，以便工件物任意穿过，空心轴（6）的外端装有齿轮（7），另一端装有可以自由装卸的专用卡头（10），滑动架（9）的下方有齿条一根，由手轮3。手轮轴Ⅶ和齿轮Ⅶ-1来牵动齿条作轴向移动，从而使滑动架（9）作轴向移动，（工件物固定不动）齿轮（7）以34.6转/分钟转动时牵动专用卡头（10）上的刀具转动，从而进行螺纹制作等操作。

四、自动定心夹紧装置：参见图3，图4。

工作原理：应用等边三角形，每条边上的各个点，在以三角形中心点为圆心旋转时，则形成若干个同心而半径不相等的圆的轨迹。在三角形各条边上装有一只只能转动的特制杠杆滑块〔图4（5）〕，这三只杠杆滑块各绕其支点〔图4（4）〕转动，三角形转动时，它的每条边各自推动杠杆滑块〔图4（5）〕上的端点，在三角形的边上滑行，由于三角形旋转时，边上各个点的运动轨迹，距中心半径不等，所以杠杆滑块〔图4（5）〕的另一端-活动夹爪〔图3（2）〕距离中心的位置也就在不断变化，再利用弹簧〔图4（3）〕的弹力，使杠杆滑块〔图4（5）〕在三角形边上的那个端点紧贴在三角形边上，杠杆滑块〔图4（5）〕的另一个端点装有活动夹爪〔图3（2）〕，只要正反转动三角形就能使活动夹爪形成夹紧与张开的动作。转动三角形由图1中的手轮〔图1（8或9）〕，带动图2中的蜗杆（30），蜗轮（31）来完成的，由于蜗轮蜗杆的自锁性，使得夹紧工件物后，不会自然松开。

五、操作系统：参见图1。

操作手柄〔图1（11）〕作换档用。

操作手柄〔图1（10）〕作进刀、退刀用。

手轮〔图1（8和9）〕夹紧或松开工件物用。

六、润滑与冷却系统：参见图1

电动油泵〔图1（4）〕，为工作时提供冷却液。

七、电器开关〔图1（22）〕。照明灯〔图1（14）〕。

Claims (1)

1. 一种用于对各类金属管和硬质塑料管的切断、倒内角、倒外角、攻制三角形螺纹、套制三角形螺纹以及对长螺杆螺纹的制作和管端处理通用的可移式管床。本管床由底盘、传动箱体、螺纹制作装置、自动定心夹紧装置、操作系统、润滑与冷却系统及电器开关照明系统组成。其特征：自动定心夹紧装置的设计，是应用等边三角形在旋转时，每条边上的各个点的运动轨迹，都形成一个同心的，半径不相等的园，加上杠杆[图4(5)]原理、弹簧[图4(3)]力和蜗轮[图3(1)]蜗杆(15)的自锁性的综合应用，组成一个完整的自动定心夹头，自动进刀设计，在切断工作中，工件物-管子固定不动，刀具在绕工件物-管子旋转中匀速、微量、垂直于工件物--管子的中心线向中心自动进刀。它是应用两对齿轮-齿轮(37)与齿轮(21)和齿轮(38)与齿轮(27)的齿数差，在相互牵动旋转时，形成极小的相对速度差[齿轮(21)和齿轮(27)]，配合用于齿轮(21)的一侧制有的平面螺纹(23)和齿轮(27)内装有刀架(29)，刀架(29)的一端制有的平面螺纹块(24)平面螺纹(23)和平面螺纹块(24)在旋转时相啮合，平面螺纹块(24)就带动刀架(29)和刀(29)向工件物-管子的轴中心线作垂直、微量、匀速进给这一切组成的综合应用，构成了整个进刀机构的工作原理，自动退刀及其控制系统，是应用压缩弹簧(28)的弹力、刀架(29)旋转时的离心力、以及连杆(22)和齿轮(21)的楔面(A)、平面螺纹块(24)上的楔面(B，C)而实现瞬时自动退刀及其控制的。

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