用于加工管子的端部的加工机器和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加工机器和一种用于刨平管子的端部表面的方法。
【背景技术】
[0002]在管子的制造中，尤其是通过轧制或拉延，精加工的管子必须在某点处被及时定长切割。管子的该定长切割通常被称为切断。当切断管子时，其被分成两个管段。
[0003]对于某些应用，需要每一个精加工的定长切割的管段的端部表面具有高的表面质量和平面度。对于通过轨迹焊接而稍后连接到彼此的这种管段，设定有对管子的端部表面的表面质量的特别需要(特别是平面度)。
[0004]因此已知的是，在精加工轧制或拉延之后，S卩，在内径和/或外径减小到需要的额定尺寸之后，管子首先在第一机器中在轧制轧机的外侧被切断，且然后它们的端部或终止表面随后被加工。
[0005]已知方法被发现是不利的，因为它们使得仅能够通过极大的代价来获得需要的端部表面的表面质量。
【发明内容】
[0006]相比之下，本发明的目的是提供使得能够以改进的质量来对精加工管子的端部表面进行加工的加工机器和方法。
[0007]该目的通过这样的用于刨平管子的端部表面的加工机器实现，该加工机器具有:用于待加工管子的夹紧装置；具有刨平刀具的刀具保持架，其中刀具保持架由马达驱动并能够绕旋转轴线旋转，其中夹紧装置和刀具保持架能够由马达在平行于刀具保持架的旋转轴线的方向上驱动移动到彼此，并且其中加工机器包括冷却装置，所述冷却装置布置成使得所述冷却装置在所述装置的操作期间借助于液态和/或固态二氧化碳冷却待加工的管子和/或刨平刀具。
[0008]令人惊讶的是，利用液态或固态二氧化碳(CO2)对刀具和工件(即，管子)之间的接合区域的冷却还引起润滑，所述润滑导致以此方式加工的管子的端部表面的最优表面质量。因此，在实施例中，除0)2之外，没有必要供应另外的润滑剂。
[0009]在一个实施例中，冷却装置包括用于二氧化碳的至少一个喷嘴，其中所述喷嘴布置成使得在所述装置的操作期间，二氧化碳流出喷嘴并流动到管子或刨平刀具上，但优选的是流动到管子并流动到刨平刀具上。
[0010]这里有利的是，喷嘴被布置成使得二氧化碳流出喷嘴并在管子和刨平刀具之间的接合处附近流动到管子上。
[0011]为了使液态或固态氮可利用，冷却装置有利地另外包括经由管路连接到喷嘴的用于液态二氧化碳的贮存器。
[0012]为了使二氧化碳以有目的的方式从喷嘴排出，在一个实施例中，冷却装置包括同样通过管路连接到喷嘴的用于产生压缩空气的装置。
[0013]如果在一个实施例中利用固态二氧化碳而不是液态二氧化碳进行冷却，则有利的是，喷嘴以这样的方式设计，即:使得在加工机器的操作期间在喷嘴中从液态二氧化碳产生干冰雪形式的固态二氧化碳。
[0014]利用固态二氧化碳进行的这种类型的冷却具有这样的优势，S卩，对工件或刀具喷射干冰雪使得与使液态氮流动到其上相比能够实现更有效的冷却。避免了由于在待冷却的管子和液态二氧化碳之间的气态二氧化碳(莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)效应)产生的绝热(insulat1n)。
[0015]为了产生固态二氧化碳或干冰，有利的是，冷却装置包括用于二氧化碳的至少一个喷嘴，其中喷嘴具有膨胀室，所述膨胀室以这样的方式布置，即:使得液态二氧化碳能够在膨胀室中膨胀，使得产生干冰。
[0016]此外，在一个实施例中，冷却装置包括经由管路连接到喷嘴的用于产生压缩空气的装置。从而有意义的是，管路的端部以这样的方式布置在喷嘴中，即:使得在膨胀室中产生的干冰能够借助于压缩空气排出喷嘴。
[0017]在另一实施例中，加工机器具有用于待加工的管子的端部表面的止挡。以这种方式，能够实现引入到夹紧装置中的管子和该管子的端部表面的准确定位。然后，用于端部表面的该止挡优选地形成刨平刀具在工件，即，待加工的管子的端部表面上的前移的基准。
[0018]在本发明的实施例中，止挡能够由马达在基本上垂直于刀具保持架的旋转轴线的方向上从第一位置驱动移动到第二位置，其中在所述第一位置中，止挡以这样的方式布置，即:使得止挡能够与待加工的管子的端部表面接合，并且在所述第二位置中，止挡以这样的方式布置，即:使得止挡释放待加工的管子的端部表面。
[0019]以这种方式，端部表面可以在止挡不防止或限制利用刀具去除端部表面的情况下利用刨平刀具铣削。
[0020]应理解，在机器的操作期间的刀具保持架的旋转轴线优选地与待加工的管子的对称轴线重合。为此，特别是，夹紧装置然后以这样的方式布置，即:使得其将待加工的管子夹紧，使得管子的对称轴线与刀具保持架的旋转轴线重合。
[0021]如果平行于或垂直于旋转轴线的方向在本申请中被论述，则应理解其具有与垂直于或平行于待加工的管子的对称轴线相同的意思。此外，应理解，如果平行于或垂直于旋转轴线的方向在本申请的意义上论述，则从平行方向或垂直方向偏离在管子的加工所要求的公差的体系中是可能的。
[0022]为了能够更好地理解本发明的加工机器的功能以及其任选特征，参考能够利用加工机器实施的本发明的方法来解释该机器。
[0023]上述问题也通过用于刨平管子的端部表面的方法来解决，该方法具有以下步骤:利用夹紧装置将管子夹紧；使刨平刀具绕与待加工的管子的对称轴线重合的旋转轴线旋转；使管段和刨平刀具在平行于旋转轴线朝向彼此的方向上相对于彼此移动；使刨平刀具与管子的端部表面接合；以及刨平管子的端部表面，其特征在于，在刨平刀具和管子的端部表面之间的接合期间，利用液态和/或固态二氧化碳冷却待加工的管子和/或刨平刀具。
[0024]在一个实施例中，夹紧装置可以由马达在平行于旋转轴线的方向上驱动移动，使得待加工的管子和刨平刀具的相对前移移动能够在轴向方向，即，平行于刀具保持架的旋转轴线的方向上进行，而刀具保持架自身不必在轴向方向上进行前移。
[0025]对于在平行于旋转轴线的方向上的夹紧装置的马达驱动装置，另外地或可替代地，具有刨平刀具的刀具保持架还可包括用于在平行于旋转轴线的方向上的线性移动的驱动装置。
[0026]因此，根据本申请，如果表述“刨平刀具在平行于旋转轴线的方向上朝向管子的端部表面的前移”被使用，则该前移可以通过平行于旋转轴线的刀具保持架的马达驱动或通过使待加工的管子平行于旋转轴线移动来实现。
[0027]为了刨平管子的端部表面，刨平刀具绕旋转轴线旋转，且同时在平行于旋转轴线的方向上朝向管子的端部表面前移。刨平刀具与端部表面接合，从而管子的端部表面被刨平。
[0028]除刨平端部表面之外，接纳在刀具保持架上的刨平刀具能够用于对端部表面进行倒角。
[0029]在本发明的一个实施例中，刨平刀具是切削板或切削刀片，优选地是用于加工的、具有限定的切削刃的可转位切削板。
[0030]为此，在一个实施例中，刨平刀具包括上表面和下表面以及在上表面和下表面之间延伸的侧表面。下表面用作接触表面且在安装状态与刀具保持架的相应表面接合。在侧表面和上表面之间的两个相对边缘形成这种切削刀具的切削刃。刀具以这样的方式接纳在刀具保持架中，即:使得在刨平刀具与工件的接合期间，上表面形成刀具的加工表面。在一个实施例中，上表面或加工表面凹形地弯曲。
[0031]在本发明的一个实施例中，加工机器另外包括控制器，其中，该控制器以这样的方式布置，即:使得其以这样的方式控制加工机器的操作，即:使得其执行以下步骤:使刀具保持架绕旋转轴线旋转；在刀具保持架和夹紧装置之间产生在平行于旋转轴线的方向上的相对运动，以用于刨平管子的端部表面。总之，控制器因此以这样的方式布置，即:使得其以这样的方式在操作期间控制加工机器，即:使得加工机器执行根据本发明的方法。
[0032]在变型中，用于刨平管子的端部表面的加工机器包括:用于待加工的管子的第一夹紧装置；用于待加工的管子的第二夹紧装置；带有切断刀具的第一刀具保持架；和带有刨平刀具的第二刀具保持架，其中由马达驱动的第一刀具保持架和第二刀具保持架能够绕旋转轴线旋转，其中至少第一夹紧装置或第二夹紧装置能够由马达在平行于