一种弯管内直边浮动加工装置及其使用方法与流程

1.本发明属于弯管机加工技术领域，具体涉及一种弯管内直边浮动加工装置及其使用方法。


背景技术：

2.弯管是石油天然气行业重要管材，在石油天然气开采和输送过程中起着无可替代的作用，弯管与线路管不等壁厚连接较多，这就要求在弯管内壁加工内直边，保证弯管与线路管等壁厚焊接，为了解决弯管内壁加工内直角边的技术问题，本发明提供了一种弯管内直边浮动加工装置。传统弯管内直边加工方法是先确定管端内圆中心点再进行加工，由于确定的中心点精度不足造成刀具经常出现打刀现象，损坏刀具等问题，另外由于弯管存在不圆度(特别是大口径弯头不圆度很大)会引起严重壁厚偏析。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种弯管内直边浮动加工装置及其使用方法，以解决现有技术中弯管内壁内直角边的传统方法加工存在问题，如刀具经常出现打刀现象、严重壁厚偏析等。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种弯管内直边浮动加工装置，包括底座，底座滑动连接有滑块，滑块的外端面上插入有刀具支撑杆，滑块的外端面固定连接有外壁固定滚轮，刀具支撑杆在外壁固定滚轮的上方；
6.所述刀具支撑杆的上端设置有用于紧固刀具支撑杆的刀具调节器，所述滑块的下端连接有压缩弹簧。
7.本发明的进一步改进在于：
8.优选的，所述底座的下端通过背板连接有下限位块。
9.优选的，所述压缩弹簧的下部和下限位块连接。
10.优选的，所述滑块分为内滑块和外滑块，内滑块和外滑块之间通过连接部分连接；所述内滑块和底座滑动连接，刀具支撑杆插入在外滑块的外端面上，刀具调节器设置在外滑块的上端面上。
11.优选的，所述底座的上端面设置有上限位块，所述上限位块的下表面和外滑块的上端面之间有间隙。
12.优选的，所述刀具支撑杆上开设有用于安装刀具的凹槽。
13.优选的，所述外壁固定滚轮包括固定轴，固定轴的前端转动连接有滚轮；滚轮包括支撑部分和插入部分，所述支撑部分为圆柱体，插入部分为锥台形状，插入部分的大端面和支撑部分一体连接。
14.优选的，所述刀具调节器包括内调节器和外调解器，所述内调节器的下端面和刀具支撑杆的内部固定连接，所述外调解器的下端面和刀具支撑杆的上端面接触。
15.一种基上述的弯管内直边浮动加工装置的加工方法，包括以下步骤：
16.步骤1，将所述弯管内直边浮动加工装置根据加工弯管外径安装于车床动力刀盘上，所述加工刀具安装在刀具支撑杆上；
17.步骤2，根据弯管的壁厚加工要求，调整刀具调节器，使得刀具支撑杆的上端面和刀具调节器的下端面接触，调节至刀具和外壁固定滚轮之间的距离为加工后壁厚；
18.步骤3，上下移动滑块，使得外壁固定滚轮和弯管外表面接触；
19.步骤4，将所述弯管内直边浮动加工装置向弯管内部插入，直至加工刀具和弯管接触；
20.步骤5，通过车床动力刀盘带动弯管内直边浮动加工装置转动，加工弯管的管壁。
21.优选的，若加工车削壁厚量大于刀具的设定进给量，重复步骤2、步骤3、步骤4和步骤5，分多次加工弯管。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.本发明公开了一种弯管内直边浮动加工装置，该装置包括底座，底座滑动连接有滑块，滑块的外端面上插入有刀具支撑杆，刀具支撑杆倾斜端槽里安装矩形机加工刀具，滑块的外端面固定连接有外壁固定滚轮，刀具支撑杆和加工刀具在外壁固定滚轮的上方；刀具支撑杆的上端设置有用于紧固刀具的刀具调节器，所述滑块的下端连接有压缩弹簧。传统弯管内直边加工方法是先确定管端内圆中心点再进行加工，由于确定的中心点精度不足造成刀具经常出现打刀现象，损坏刀具，该装置在使用过程中不用精确确定中心点，提高了加工效率，节省了刀具成本。由于弯管存在不圆度，特别是大口径弯头不圆度很大，传统加工方法无法保证壁厚的一致性，而本发明设计了压缩弹簧保证刀具浮动，保证内直边加工时壁厚的一致性，壁厚的一致性保证了内焊缝余高、错边量等参数与外焊缝一致性。
24.进一步的，该装置设计了刀具浮动上限位块、下限位块，上限位块和外滑块的上端面接触，能够控制外滑块的向上最大滑动距离，刀头在合理区间内浮动，保证了装置的安全性。
25.进一步的，该装置中的滑块分为内、外滑块，一个用于滑动，一个用于固定刀具。
26.进一步的，外壁固定滚轮上的滚轮能够围绕固定轴转动，使得加工过程中减少整个夹具和弯管之间的摩擦力，同时锥台形状的滚轮使得夹具能够和更好的形状配合。
27.进一步的，本发明的刀具调节器包括内调节器和外调节器，可以适用于加工不同壁厚弯管。
28.本发明还公开了一种加工方法，该方法将弯管内直边浮动加工装置安装于车床动力刀盘上，可以根据不同外径弯管将弯管内直边浮动加工装置安装于对应车床动力刀盘位置，可以适用于不同外径的弯管。弯管内直边浮动加工装置以弯管外表面为基准，刀具位置与外表面位置加工过程中保持一致，因此，内表面加工精度极高。
附图说明
29.图1为本发明的正视图；
30.图2为本发明的侧视图；
31.图3为本发明的俯视图；
32.其中：1-外壁固定滚轮；1-1-固定轴；1-2-滚轮；1-2-1-支撑部分；1-2-2-插入部
分；2-刀具支撑杆；2-1倾斜端面；3-刀具调节器；3-1-内调节器；3-2-外调节器；4-滑块；4-1-内滑块；4-2-外滑块；4-3-连接部分；5-底座；6-上限位块；7-压缩弹簧；8-下限位块；9-第一连接件；10-第二连接件；11-背板。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.参见图1、图2和图3，本发明公开了一种弯管内直边浮动加工装置，包括底座5和滑块4，滑块4的根据其和底座5的相对位置关系分为内外两部分，具体的分为内滑块4-1和外滑块4-2，内滑块4-1的形状为圆柱体，外滑块4-2的形状为长方体，内滑块4-1的外端面和外滑块4-2的内端面通过连接部分4-3一体连接，外滑块4-2的下端面和内滑块4-1的下端面平齐，外滑块4-2的上端面比内滑块4-1的上端面高，内滑块4-1的上端面和底座5的上端面平齐。
36.底座5的整体结构为长方体结构，开设有贯穿上下端面的槽体5-1，槽体5-1的内部为圆柱体，外部为长方体，分别用于和内滑块4-1和外滑块4-2配合。内滑块4-1和槽体5-1中的圆柱体滑动连接，优选的，通过竖直方向的滑道和滑块进行滑动连接。
37.底座5的下端通过背板11和下限位块8连接，底座5的后端面、背板11的后端面和下限位块8的后端面平齐。
38.下限位块8的长和底座5的长相等，下限位块8的宽和底座5的宽相等，底座5在下限位块8的上方，二者的边部对齐设置。下限位块8通过底部的第二连接件10和底座5连接，
39.内滑块4-1的下端面和压缩弹簧7固定连接，压缩弹簧7的上端面和内滑块4-1的下端面固定连接，压缩弹簧7的下端面和下限位块8固定连接。
40.外滑块4-2的外端面固定连接有外壁固定滚轮1，外壁固定滚轮1包括固定轴1-1，固定轴1-1的前端转动连接有滚轮1-2，所述滚轮1-2能够以固定轴1-1为轴线进行转动，所述滚轮1-2的横截面从后向前(从固定轴1-1向外的方向)逐渐缩小，滚轮1-2包括支撑部分1-2-1和插入部分1-2-2，支撑部分1-2-1为圆柱体，插入部分1-2-2为锥台形状，支撑部分1-2-1和插入部分1-2-2一体连接，支撑部分1-2-1的后端面和固定轴1-1的前端一体连接，支撑部分1-2-1的前端面和插入部分1-2-2的大端面一体连接，插入部分1-2-2的小端面朝外，便于后续整个装置向弯管方向插入时，不会对弯管外壁造成损伤。
41.外滑块4-2的外端面开设有槽口，所述刀具支撑杆2的后端插入在槽口中，刀具支撑杆2的后端和内调节器3-1的下端固定连接，外调解器3-2的下端抵住刀具支撑杆2，所述内调节器3-1和外调节器3-2均为螺栓结构。内调节器3-1的位置相对于外调解器3-2在更偏
向底座5。刀具支撑杆2的前端设置有相对于水平面倾斜的倾斜端面2-1，倾斜端面2-1将刀具支撑杆2的前端面和底端面连接，刀具支撑杆2的外部开设有用于固定连接加工刀具的通槽，通槽的两端开设在倾斜端面2-1后的侧边上，进一步优选的，加工刀具为矩形刀具。
42.所述底座5的上端面设置有上限位块6，正常情况下，上限位块6的下端面和内滑块4-1之间有缝隙，当整个滑块4的滑动行程超出设定范围时，通过上限位块6进行限位。
43.所述底座5的外端面上设置有第一连接件9，所述第一连接件9用于连接车床动力刀盘。
44.所述第一连接件9和第二连接件10均为螺纹连接结构。
45.本发明提供了一种弯管内直边浮动加工装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
46.步骤一、刀具支撑杆2倾斜端槽里安装矩形机加工刀具，然后固定；
47.步骤二、将弯管内直边浮动加工装置安装于车床动力刀盘上；
48.步骤三、根据弯管内壁加工壁厚要求，调节刀具支撑杆2的内调节器3-1(刀具内调节器3-1下部与刀具支撑杆固定连接)，带动刀具支撑杆2向下移动，调节到位后，调节刀具支撑杆2的外调节器3-2与刀具支撑杆2上平面压紧，保证刀具加工稳定性；
49.步骤四、上下移动滑块4，同时压缩压缩弹簧7，使得弯管的外壁和外壁固定滚轮1的侧壁接触，将整个浮动刀具向弯管内部延伸，直至加工刀具和弯管端面相接触。
50.步骤五、车床动力刀盘带动弯管内直边浮动加工装置进行弯管内直边加工(如果加工车削壁厚量较大，要经过多次调节刀具支撑杆多次加工，重复步骤三至步骤五)。
51.本发明公开了一种弯管内直边浮动加工装置及其使用方法，该装置包括底座，底座滑动连接有滑块，滑块的外端面上插入有刀具支撑杆，刀具支撑杆倾斜端槽里安装矩形机加工刀具，滑块的外端面固定连接有外壁固定滚轮，刀具支撑杆和加工刀具在外壁固定滚轮的上方；刀具支撑杆的上端设置有用于紧固刀具的刀具调节器，所述滑块的下端连接有压缩弹簧。该装置在使用过程中不用精确确定中心点，提高了加工效率，节省了刀具成本。由于弯管存在不圆度，特别是大口径弯头不圆度很大，传统加工方法无法保证壁厚的一致性，而本发明设计了压缩弹簧保证刀具浮动，保证内直边加工时壁厚的一致性，壁厚的一致性保证了内焊缝余高、错边量等参数与外焊缝一致性。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。