内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备。


背景技术：

2.管件在加工过程中，特别是在工程施工现场经常需要进行管件的切断、切割和坡口，以便于下一步进行管件的焊接。传统的管件切断、切割和坡口一般采用车床车削加工或氧割、焊接前需磨砂磨削及焊接，但管件在车床车削加工或氧割等加工后，管件管口处的金属属性易遭破坏而使得坡口处不利于下一步管件的焊接，并且由于加工设备体积庞大、笨重且受工程施工现场环境的限制，大大影响了施工效率。
3.目前，市面上出现的一些用于管件坡口的坡口机，主要存在以下几个问题：加工设备体积大、重量大不便于户外移动作业，并且无法自动定心以及装夹等缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备，解决现有的用于管件坡口的坡口机体积大、重量大不便于户外移动作业，并且无法自动定心以及装夹等缺点。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的基础方案如下：
6.内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备，包括机体、胀紧机构总成、旋转齿盘、用于带动旋转齿盘转动的主动传动机构和用于切削管件坡口和切断管件的机械切削执行机构；
7.所述机体呈圆环状且内部中空，所述旋转齿盘也呈圆环状且安装于机体内部，且与机体转动连接，所述机体顶部设有安装盘，所述安装盘与机体内部的旋转齿盘固定连接，所述机械切削执行机构固定安装于安装盘上；
8.所述胀紧机构总成包括驱动装置、胀紧调节杆和用于抵紧管件内壁的胀紧块，所述胀紧块呈圆弧形，其圆弧中心与机体同心，且胀紧块与管件内壁抵紧的一侧其弧度与管件内壁弧度一致，胀紧块另一侧与所述胀紧调节杆一端固定连接，胀紧调节杆另一端穿过所述机体且与所述驱动装置连接，所述驱动装置固定于所述机体上。
9.进一步，所述机械切削执行机构包括坡口成型切削机构、切断切削机构和主动进刀机构，所述坡口成型切削机构包括第一刀架座、坡口夹刀块和坡口刀，所述切断切削机构包括第二刀架座、切断刀夹刀块和切断刀，所述第一刀架座和第二刀架座均固定安装在安装盘上，所述第一刀架座和第二刀架座上均设有滑槽，所述坡口夹刀块和切断刀夹刀块分别镶嵌于第一刀架座和第二刀架座的滑槽上，并与滑槽滑动连接，所述坡口夹刀块上设有用于成型管件坡口的坡口刀，所述切断刀夹刀块上设有用于切断管件的切断刀，所述坡口夹刀块和切断刀夹刀块上设有分别用于压紧坡口刀和切断刀的第一刀架压板和第二刀架压板；
10.所述第一刀架座和第二刀架座上还分别设有第一进给行星轮和第二进给行星轮，第一进给行星轮和第二进给行星轮分别传动连接有第一进刀螺杆和第二进刀螺杆，所述第一进刀螺杆和第二进刀螺杆其轴线方向分别与坡口夹刀块和切断刀夹刀块的滑动方向相同，且第一进刀螺杆和第二进刀螺杆分别与坡口夹刀块和切断刀夹刀块螺纹连接；所述主动进刀机构固定设于机体上且用于驱动第一进给行星轮和第二进给行星轮转动。
11.进一步，所述主动进刀机构包括碰刀支架和用于拨动第一进给行星轮和第二进给行星轮转动的进给挡块，所述碰刀支架固定设于机体上，所述进给挡块安装于碰刀支架上，且位于第一进给行星轮和第二进给行星轮的运动路径上。
12.进一步，所述主动进刀机构还包括挡块调整座，所述挡块调整座设于碰刀支架上且与碰刀支架滑动连接，所述进给挡块设于挡块调整座上。
13.进一步，所述挡块调整座上设有供进给挡块嵌入其中，且能供其上下滑动的通道，所述通道底部设有碰刀弹簧，碰刀弹簧底部与挡块调整座固定连接，碰刀弹簧顶部设有钢珠，所述进给挡块通过钢珠与碰刀弹簧连接。
14.进一步，所述主动进刀机构还包括挡块拉帽，所述挡块拉帽与进给挡块固定连接。
15.进一步，所述驱动装置包括气缸，所述胀紧调节杆一端与所述气缸传动连接。
16.进一步，所述主动传动机构包括电机和驱动齿轮，所述电机的输出轴固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述旋转齿盘啮合。
17.进一步，所述安装盘上还设有安装架，所述安装架顶部设有若干第一安装孔，所述第一刀架座和第二刀架座上均设有若干与第一安装孔相配合的第一连接孔，所述第一刀架座和第二刀架座与安装架之间通过螺栓可拆卸连接在一起，并且第一刀架座和第二刀架座通过安装架固定安装在安装盘上。
18.进一步，所述第一刀架座和第二刀架座上还均设有行星轮传动部，所述行星轮传动部包括上盖、下盖、行星轮螺杆、箱齿轮和进刀齿轮，所述上盖和下盖通过螺钉连接在一起，其内部形成中空的放置腔体，所述行星轮螺杆、箱齿轮和进刀齿轮均设于放置腔体内部，所述第一进给行星轮和第二进给行星轮分别同轴固定连接有行星轮螺杆，行星轮螺杆穿过上盖并伸入放置腔体内部且与下盖螺纹连接，并且行星轮螺杆置于放置腔体内部的一侧还与箱齿轮键连接，箱齿轮与进刀齿轮啮合在一起，第一进刀螺杆和第二进刀螺杆分别与各自对应的进刀齿轮键连接，并且第一刀架座和第二刀架座分别与各自对应的下盖固定连接在一起。
19.本实用新型通过主动传动机构提供的动力可带动旋转齿盘转动，从而驱动机械切削执行机构旋实现对于管件的坡口加工和切断，并且在进行管件的坡口加工之前，驱动装置可驱动胀紧块抵紧管件内壁，使本加工设备能够完成对于管件的自动装夹定位，并且胀紧块呈圆弧形，其圆弧中心与机体同心，且胀紧块与管件内壁抵紧的一侧其弧度与管件内壁弧度一致，可保证在抵紧管件内壁之后，机体、胀紧块和管件三则同心，并且由于机械切削执行机构、胀紧机构都集成在机体上，因此确保机械切削执行机构切削出来的坡口其圆心与管件的圆心同心，并且由于其集成后装夹定位的结构件相对现有的通过专用夹具进行定位夹紧相比，结构件数量少了很多，因此其体积和重量也相应减少了很多，解决了现有的加工设备体积大、重量大不便于户外移动作业，并且无法自动定心以及装夹等缺点。
20.并且本方案中坡口夹刀块和切断刀夹刀块分别镶嵌于第一刀架座和第二刀架座
的滑槽上，并与滑槽滑动连接，以此方式，坡口夹刀块和切断刀夹刀块的初始位置就可由人为滑动调整，从而适应不同管件的切削尺寸。
21.本方案在主动传动机构带动旋转齿盘转动，从而驱动坡口成型切削机构和切断切削机构旋转时，主动进刀机构上的进给挡块就可拨动坡口成型切削机构和切断切削机构上的第一进给行星轮和第二进给行星轮转动，从而带动第一进刀螺杆和第二进刀螺杆旋转，进而带动坡口夹刀块和切断刀夹刀块加工进给，利用坡口夹刀块和切断刀夹刀块上的坡口刀和切断刀实现管件的坡口成型和切断，达到坡口自动成型和管件切断的目的。
22.并且通过滑动连接在碰刀支架上的挡块调整座，可实现对于进给挡块的位移调整，使进给挡块在切削加工时能够始终处于第一进给行星轮和第二进给行星轮的运动路径上。
23.并且本方案中在进给挡块底部设置碰刀弹簧，当进给挡块拨动第一进给行星轮和第二进给行星轮旋转时，碰刀弹簧可以起到一定的缓冲作用，能够尽量减少进给挡块在拨动第一进给行星轮和第二进给行星轮旋转时的刚性碰撞。
附图说明
24.图1为本实用新型内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备实施例一的结构示意图；
25.图2为本实用新型内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备实施例一的俯视图；
26.图3为图2中a
‑
a处剖视图；
27.图4为本实用新型内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备实施例二的俯视图；
28.图5为图4的b
‑
b处剖视图；
29.图6为本实用新型实施例一第一刀架座其行星轮传动部隐藏了上盖和下盖的内部结构放大示意图。
具体实施方式
30.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
31.说明书附图中的附图标记包括：管件1、胀紧块2、胀紧调节杆3、坡口刀4、第一刀架压板5、第一刀架座6、第一进刀螺杆7、第一进给行星轮8、气缸9、碰刀支架10、进给挡块11、挡块调整座12、挡块拉帽13、机体14、切断刀15、驱动齿轮16、旋转齿盘17、主动带轮18、压缩腔室19、活塞缸20、压力阀门21、活塞22、气囊垫23、从动带轮24、钢珠25、碰刀弹簧26、安全联轴器27、密封压缩板28、旋转螺杆29、密封锁紧块30、驱动块31、导向杆32、限位块33、安装盘34、第一安装孔35、第一连接孔36、安装架37、上盖38、下盖39、行星轮螺杆40、箱齿轮41、进刀齿轮42。
32.实施例一
33.实施例一基本如附图1和图2所示：内撑式管端端面自动焊切割坡口加工设备，包括机体14、胀紧机构总成、旋转齿盘17、用于带动旋转齿盘17转动的主动传动机构和用于切削管件1坡口和切断管件1的机械切削执行机构。主动传动机构包括电机和驱动齿轮16，电机的输出轴与驱动齿轮16固定连接，驱动齿轮16与旋转齿盘17啮合。机械切削执行机构包括坡口成型切削机构、切断切削机构和主动进刀机构，坡口成型切削机构包括第一刀架座
6、坡口夹刀块和坡口刀4，切断切削机构包括第二刀架座、切断刀15夹刀块和切断刀15。
34.机体14呈圆环状且内部中空，旋转齿盘17也呈圆环状且镶嵌于机体14内部，并与机体14转动连接，机体14顶部设有安装盘34，安装盘34与机体14内部的旋转齿盘17固定连接。
35.安装盘34上还设有安装架37，安装架37顶部设有若干第一安装孔35，第一刀架座和第二刀架座上均设有若干与第一安装孔35相配合的第一连接孔36，第一刀架座和第二刀架座与安装架之间通过螺栓可拆卸连接在一起，并且第一刀架座和第二刀架座均通过安装架37固定安装在安装盘34上。
36.第一刀架座6和第二刀架座上均设有滑槽，坡口夹刀块和切断刀夹刀块分别镶嵌于第一刀架座6和第二刀架座的滑槽上，并与滑槽滑动连接，坡口夹刀块上设有用于成型管件1坡口的坡口刀4，切断刀15夹刀块上设有用于切断管件1的切断刀15，坡口夹刀块和切断刀15夹刀块上设有分别用于压紧坡口刀4和切断刀15的第一刀架压板5和第二刀架压板。
37.第一刀架座6和第二刀架座上还分别设有第一进给行星轮8和第二进给行星轮，第一进给行星轮8和第二进给行星轮分别传动连接有第一进刀螺杆7和第二进刀螺杆，如下所述：
38.如图6所示，第一刀架座6和第二刀架座上还均设有行星轮传动部，行星轮传动部包括上盖38、下盖39、行星轮螺杆40、箱齿轮41和进刀齿轮42，上盖38和下盖39通过螺钉连接在一起，其内部形成中空的放置腔体，行星轮螺杆40、箱齿轮41和进刀齿轮42均设于放置腔体内部，第一进给行星轮8和第二进给行星轮分别同轴固定连接有行星轮螺杆40，行星轮螺杆40穿过上盖38并伸入放置腔体内部且与下盖39螺纹连接，并且行星轮螺杆40置于放置腔体内部的一侧还与箱齿轮41键连接，箱齿轮41与进刀齿轮42啮合在一起，第一进刀螺杆7和第二进刀螺杆分别与各自对应的进刀齿轮42键连接，并且第一刀架座6和第二刀架座分别与各自对应的下盖39固定连接在一起。
39.第一进刀螺杆7和第二进刀螺杆其轴线方向分别与坡口夹刀块和切断刀15夹刀块的滑动方向相同，且第一进刀螺杆7和第二进刀螺杆分别与坡口夹刀块和切断刀15夹刀块螺纹连接；主动进刀机构固定设于机体14上且用于驱动第一进给行星轮8和第二进给行星轮转动。
40.主动进刀机构包括碰刀支架10、挡块调整座12、挡块拉帽13和用于拨动第一进给行星轮8和第二进给行星轮转动的进给挡块11，碰刀支架10固定设于机体14上，挡块调整座12设于碰刀支架10上且与碰刀支架10滑动连接，如图3所示，挡块调整座12上设有供进给挡块11嵌入其中，且能供其上下滑动的通道，通道底部设有碰刀弹簧26，碰刀弹簧26底部与挡块调整座12固定连接，碰刀弹簧26顶部设有钢珠25，钢珠25顶部与进给挡块11连接在一起，进给挡块11通过挡块调整座12安装于碰刀支架10上，且位于第一进给行星轮8和第二进给行星轮的运动路径上，且进给挡块11左侧还与挡块拉帽13固定连接在一起。
41.胀紧机构总成包括驱动装置、胀紧调节杆3和用于抵紧管件1内壁的胀紧块2，本实施例中驱动装置为气缸9，胀紧块2呈圆弧形，其圆弧中心与机体14同心，且胀紧块2与管件1内壁抵紧的一侧其弧度与管件1内壁弧度一致，胀紧块2另一侧与胀紧调节杆3一端固定连接，胀紧调节杆3另一端穿过所述机体14且与气缸9传动连接，气缸9固定于机体14的内环侧壁上。
42.具体实施过程如下：
43.分别在坡口夹刀块和切断刀15夹刀块上安装上坡口刀4和切断刀15，并且安装时需注意：
44.1.切断刀15和坡口刀4刀尖安装后分别伸出切断刀夹刀块和坡口夹刀块的长度应适宜，避免伸出过长加工时容易出现断刀或蹦刀。
45.2.刀具安装完后拧动对应的第一进给行星轮8和第二进给行星轮，各自调整切断刀15和坡口刀4刀尖离管件1内壁的距离，这样做的目的是让切断刀15先切入管件1后，坡口刀4再进入加工状态，利于保护刀具及后续排屑。(加工过程中应注意观察切口的出屑情况判断切断刀15和坡口刀4的进刀位置，始终保持切断刀15先切入，坡口刀4在后)。
46.刀具安装调整完毕之后，将整个加工设备置于管件1内，胀紧块2在气缸9的动力作用下同步运动直至与管件1内壁抵紧，达到自动装夹定位的目的，之后电机带动旋转齿盘17转动，从而依次带动安装盘34、安装盘34上的第一刀架座6和第二刀架座旋转，进而使坡口刀4和切断刀15开始切削管件1内壁，对管件1进行坡口加工和切断，并且在旋转齿盘17带动第一刀架座6和第二刀架座旋转的过程中，主动进刀机构的进给挡块11由于处于第一进给行星轮8和第二进给行星轮的运动路径上，因此当第一进给行星轮8和第二进给行星轮旋转到进给挡块11处时，就会被进给挡块11拨动，从而实现第一进给行星轮8和第二进给行星轮的旋转，以此方式实现坡口刀4和切断刀15的进刀运动。
47.并且当第一进给行星轮8和第二进给行星轮旋转到一定的角度或圈数时(可根据进给深度的需求决定角度或圈数)，由于与其连接的行星轮螺杆40与下盖39螺纹连接，而下盖39为固定状态，因此在第一进给行星轮8和第二进给行星轮旋转时，行星轮螺杆40也同时旋转，从而旋转伸入下盖内壁中，进而带动第一进给行星轮8和第二进给行星轮移动，直至第一进给行星轮8和第二进给行星轮的运动路径脱离挡块11，以此达到自动离合的目的，实现刀具进给的自动启停。
48.待加工完成后，通过拉动挡块拉帽13，就可将进给挡块11滑出第一进给行星轮8和第二进给行星轮的运动路径。此时第一进给行星轮8和第二进给行星轮不会由于被拨动而旋转，坡口刀4和切断刀15就不会继续进刀。
49.实施例二
50.实施例二基本如附图4所示：实施例二与实施例一的不同之处在于：所述驱动装置包括活塞缸20、活塞22、压缩腔室19、密封压缩板28、驱动块31、旋转螺杆29、从动带轮24和主动带轮18。
51.所述胀紧块2和胀紧调节杆3的一端固定连接在一起，且胀紧块2和胀紧调节杆3内部中空，且相互连通，并且胀紧块2与管件1内壁接触的一侧，开有若干通孔，通孔和胀紧块2内部连通，且通孔处固定设有用于密封通孔的气囊垫23，所述胀紧调节杆3另一端与活塞22的一端连接，活塞22上开有气孔，气孔处设有压力阀门21，并且活塞22置于活塞缸20内，活塞缸20一侧固定设于机体14的内环侧壁上，另一侧伸入压缩腔室19中，且与压缩腔室19内部连通，如图5所示，压缩腔室19底部与旋转螺杆29转动连接，旋转螺杆29顶部与密封压缩板28转动连接，密封压缩板28顶部开有阶梯孔，所述驱动块31开有与旋转螺杆29配合的螺纹孔，且驱动块31置于阶梯孔底部，驱动块31外壁与密封压缩板28阶梯孔内侧壁转动连接，驱动块31的螺纹孔与旋转螺杆29螺纹连接，并且驱动块31顶部还安装有密封锁紧块30，密
封锁紧块30开有与旋转螺杆29配合的通孔，旋转螺杆29与密封锁紧块30的通孔转动连接，且密封锁紧块30外侧壁与密封压缩板28的阶梯孔侧壁螺纹连接。
52.所述旋转螺杆29底部还设有限位块33，限位块33与旋转螺杆29固定连接。
53.所述压缩腔室19底部设有导向杆32，导向杆32的轴线与旋转螺杆29轴线平行，密封压缩板28上还开有供导向杆32伸入的导向通孔，且导向杆32与导向通孔滑动连接。
54.旋转螺杆29的底部伸出压缩腔室19并与压缩腔室19底部转动连接，旋转螺杆29伸出压缩腔室19的一端为光杆，且通过安全联轴器27与从动带轮24传动连接，从动带轮24与主动带轮18通过皮带传动连接，并且主动带轮18与主动传动机构的驱动齿轮16同轴连接在一起。
55.本实施例中采用的安全联轴器27可在达到规定的扭矩时，自动脱开，形成过载保护，为现有技术这里不再赘述。
56.具体实施过程如下：。
57.当电机带动驱动齿轮16旋转时，同步带动主动带轮18旋转，从而依次带动从动带轮24和旋转螺杆29一起转动，旋转螺杆29的转动就可带动与其螺纹连接的驱动块31在其轴向上升或下降，当其下降时就可带动密封压缩板28下降，从而压缩压缩腔室19内部的空气，使空气被加压到与压缩腔室19底部连通的活塞缸20内，被加压的空气就会依次推动活塞22、胀紧调节杆3和膨胀块抵紧管件1内壁。并且随着密封压缩板28的持续下降压缩空气，当活塞缸20内部空气压力达到规定的压强阈值时，活塞22上的压力阀门21自动打开，空气通过活塞22和胀紧调节杆3内部中空的气道进入膨胀块内部，从而推动胀紧块2通孔处的气囊垫23膨胀进一步抵紧管件1内壁，并且气囊垫23的橡胶材质还可起到防滑作用，避免加工过程中打滑。
58.而且考虑到不同管件1可能直径不同，而固定弧度的胀紧块2用于抵紧管件1内壁的一面并不能完全适用于每个不同管径的管件1内壁，可能有些管件1内壁弧度与胀紧块2的弧度不同处，就无法被胀紧块2抵紧，而本实施例中当气囊垫23在空气压力下膨胀时，还可伸出胀紧块2的通孔，从而包覆住没有被完全抵住的管件1内壁，并通过加压的空气抵紧管件1，进一步加强夹紧力度。
59.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施例等记载可以用于解释权利要求的内容。