專利名稱：厚壁長(zhǎng)筒管子開(kāi)縫機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種厚壁長(zhǎng)筒管子的開(kāi)縫機(jī)，可以在平面幾何圖形封閉的園形或非園形厚壁長(zhǎng)筒管子上開(kāi)出0.2mm以上寬度的直縫或外窄內(nèi)寬，錐度為1°～15°的梯形縫。特別適合在長(zhǎng)徑比大于5的難以從內(nèi)部加工的特長(zhǎng)管壁上開(kāi)縫。
一般厚壁長(zhǎng)筒管子從開(kāi)縫時(shí)會(huì)遇到以下問(wèn)題1.縫的分布分周向和軸向兩種，軸向比周向難加工；2.縫的寬度不等，最窄的為0.2mm，窄的比寬的難加工。
3.沿周向剖面看，縫的形狀分直線形和梯形兩種。梯形比直線形難加工。梯形因外窄內(nèi)寬，當(dāng)管子很長(zhǎng)時(shí)，從內(nèi)部加工相當(dāng)困難。
當(dāng)需要在長(zhǎng)徑比＞5，長(zhǎng)約5～15米的管子上開(kāi)出幾百至幾千道縫時(shí)，生產(chǎn)實(shí)際中往往采用以下方法1.在管子周圍鉆出許多小孔，然后纏上棕，麻等物，再用鋼絲捆綁的方法代替開(kāi)縫。這種方法的使用效果差，加工效率低；2.采用激光打孔或開(kāi)縫，這種方法加工成本高，而且難以加工出外窄內(nèi)寬的梯形縫；3.采用線切割或電火花加工，這種方法加工精度低，速度慢，加工質(zhì)量不易保證。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)出來(lái)的新型開(kāi)縫機(jī)。
本實(shí)用新型采用了該種技術(shù)方案厚壁長(zhǎng)筒管子開(kāi)縫機(jī)，由床身1，主軸箱2，刀具3，進(jìn)給箱4，工作臺(tái)5，專用夾具6，分度頭7組成。主軸箱2用螺栓固定在床身1上，通過(guò)一級(jí)皮帶傳動(dòng)9，使電動(dòng)機(jī)8輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹鬏S箱刀具軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶著刀具3高速旋轉(zhuǎn)，完成切削主運(yùn)動(dòng)。在床身1前面有燕尾形的垂直導(dǎo)軌，工作臺(tái)5可沿此導(dǎo)軌上下移動(dòng)。工作臺(tái)5上還有縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к?，搖動(dòng)手輪可使縱向工作臺(tái)和橫向工作臺(tái)作縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在床身1里面裝有進(jìn)給箱4，通過(guò)一系列齒輪傳動(dòng)，可以把進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳到垂直，縱向，橫向進(jìn)給絲桿上去，帶動(dòng)工作臺(tái)5及縱向，橫向工作臺(tái)作升降，縱向，橫向進(jìn)給的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。刀具3為盤(pán)形，用鋼基片鍍層或用銅基片燒結(jié)方法制成。刀具材料為硬質(zhì)合金，金剛石，陶瓷等。刀具材料隨管子材料而定。刀具3對(duì)稱平面形心線，與分度頭7軸線嚴(yán)格共線。專用夾具6，可用來(lái)夾持工件，并可帶著工件完成偏轉(zhuǎn)定位。分度頭7可以進(jìn)行開(kāi)縫的準(zhǔn)確分度，并與頂尖及頂尖座一起完成夾持工件。
以下結(jié)合附圖
所示的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖是該開(kāi)縫機(jī)的傳動(dòng)示意圖。
由圖可知，開(kāi)縫機(jī)由床身1，主軸箱2，刀具3，進(jìn)給箱4，工作臺(tái)5，專用夾具6，分度頭7等組成。
床身1的作用是支承主軸箱2，進(jìn)給箱4和工作臺(tái)5。工作臺(tái)5可沿床身前面燕尾形的垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。
主軸箱2的作用是帶動(dòng)刀具3完成旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)。它的傳動(dòng)過(guò)程為固定在床身的三相異步交流電動(dòng)機(jī)8，通過(guò)一級(jí)皮帶傳動(dòng)9，使電動(dòng)機(jī)8輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹鬏S箱刀具軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)。刀具3套裝在刀具軸的下端，用螺母，平型墊圈和彈簧墊圈固定。根據(jù)所加工管子的材料不同，刀具軸的轉(zhuǎn)速不同，刀具切削刃的線速度也不同，一般選擇刀具切削刃的線速度V＝25～35m／s。刀具軸轉(zhuǎn)速的改變靠更換主，從動(dòng)皮帶輪來(lái)完成。盤(pán)形刀具的寬度決定所開(kāi)縫的寬度，最小寬度為0.2mm。
進(jìn)給箱4的作用是按切削運(yùn)動(dòng)的要求，通過(guò)一系列齒輪傳動(dòng)把進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳到垂直，縱向，橫向進(jìn)給絲桿上去，帶動(dòng)工作臺(tái)5及縱向，橫向工作臺(tái)作升降，縱向，橫向進(jìn)給的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行一個(gè)方向機(jī)動(dòng)時(shí)，其余兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)有自鎖機(jī)構(gòu)控制，防止誤動(dòng)作。每一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度都有行程限位開(kāi)關(guān)控制，以保證開(kāi)縫的準(zhǔn)確長(zhǎng)度和在管子上的準(zhǔn)確位置。
工作臺(tái)5的作用是可帶著縱向工作臺(tái)和橫向工作臺(tái)一起完成升降，縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是進(jìn)給箱4控制的機(jī)動(dòng)，也可以是手輪控制的手動(dòng)。手輪上裝有刻度盤(pán)，刻度精度為0.02mm。每次進(jìn)刀量用刻度盤(pán)控制，以保證開(kāi)縫的準(zhǔn)確深度。工作臺(tái)上還固定有專用夾具6和分度頭7，工作臺(tái)面加工有T型槽，用來(lái)保證夾具6和分度頭7的定位。為使所加工的縫平直，調(diào)整工作臺(tái)面與刀具軸線垂直，還要使刀具對(duì)稱平面形心線。分度頭軸線嚴(yán)格共線。
專用夾具6的作用是用來(lái)夾持工件－管子，并可帶著管子完成偏轉(zhuǎn)定位。當(dāng)需要加工梯形縫時(shí)，將夾具6偏轉(zhuǎn)－α角，而且相應(yīng)地偏移夾具中心O至O′。OO′與α的數(shù)值隨所加工梯形縫錐度的大小而變化。偏轉(zhuǎn)定位后，重新夾緊工件，繼續(xù)加工，即可加工出梯形縫，而且保證偏轉(zhuǎn)定位前后，管子外緣處縫的寬度不變。夾具6一般為兩件，其直徑較小的凸緣處作為與管子內(nèi)孔配合，凸緣形狀與管子內(nèi)孔形狀相同，固定在管子的兩端，保證夾具中心線與管子中心線重合。
分度頭7的作用是保證工件－管子的準(zhǔn)確分度。在分度頭上裝有孔盤(pán)，按管子周向開(kāi)縫數(shù)目決定分度數(shù)，與分度頭7配套使用以完成夾持功能的還有頂尖及頂尖座。
為了提高加工效率，保證加工表面的光潔度，在切削過(guò)程中，要往刀與工件接觸工作區(qū)加注高壓油基冷卻液。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，利于推廣應(yīng)用。特別是本實(shí)用新型的切削效率高，平均每分鐘即可加工出一道縫，適合大批量工業(yè)生產(chǎn)。再加之適用范圍廣，可以加工金屬管材，其中包括普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，也包括合金鋼，耐熱、不銹、超硬等難切削鋼，還可以加工非金屬管材，如陶瓷、水泥、玻璃鋼等。另外，加工質(zhì)量高，加工后縫的寬度公差為±0.03mm，表面粗糙度Ra值為0.16～0.32μm。
本實(shí)用新型所加工的管子可以作為建筑業(yè)地下工程用的降水管，也可作為水井、油井、天然氣井等用的下井工具。
權(quán)利要求1.一種用于厚壁長(zhǎng)筒管子開(kāi)縫的機(jī)器，由床身(1)，主軸箱(2)，刀具(3)，進(jìn)給箱(4)，工作臺(tái)(5)，專用加具(6)，分度頭(7)組成，其特征在于所說(shuō)的主軸箱(2)固定在床身(1)上，通過(guò)一級(jí)皮帶傳動(dòng)(9)，使電動(dòng)機(jī)(8)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹鬏S箱刀具軸(10)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶著刀具(3)高速旋轉(zhuǎn)，完成切削主運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的開(kāi)縫機(jī)，其特征在于所說(shuō)的刀具(3)為盤(pán)形，用鋼基片鍍層或用銅基片燒結(jié)方法制成，刀具材料為硬質(zhì)合金，金剛石，陶瓷等，刀具材料隨管子材料而定，刀具(3)對(duì)稱平面形心線，與分度頭(7)軸線嚴(yán)格共線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的開(kāi)縫機(jī)，其特征在于所說(shuō)的進(jìn)給箱(4)能驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)(5)，完成上下、左右、前后三個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的開(kāi)縫機(jī)，其特征在于所說(shuō)的工作臺(tái)(5)能固定專用夾具(6)和分度頭(7)，工作臺(tái)面與刀具軸線保持垂直，在進(jìn)給箱4的驅(qū)動(dòng)下，完成相對(duì)刀具的進(jìn)、退運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的開(kāi)縫機(jī)，其特征在于所說(shuō)的專用夾具(6)可用來(lái)夾持工件，并可帶著工件完成偏轉(zhuǎn)定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的開(kāi)縫機(jī)，其特征在于所說(shuō)的分度頭(7)可以進(jìn)行開(kāi)縫的準(zhǔn)確分度，并與頂尖及頂尖座一起完成夾持工件。
專利摘要厚壁長(zhǎng)筒管子開(kāi)縫機(jī)是一種開(kāi)縫機(jī)器，可以在平面幾何圖形封閉的圓形或非圓形厚壁長(zhǎng)筒管子上開(kāi)出很細(xì)的直縫，或外窄內(nèi)寬的梯形縫。特別適合在長(zhǎng)徑比大于5的難以從內(nèi)部加工的特長(zhǎng)管壁上開(kāi)縫。
本實(shí)用新型由床身1，主軸箱2，刀具3，進(jìn)給箱4，工作臺(tái)5，專用夾具6，分度頭7等組成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，定位可靠，加工成本低，加工效率高，加工質(zhì)量好，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)?？梢约庸じ鞣N金屬或非金屬管材。所加工的管子可以用作建筑業(yè)地基工程的降水管、水井、油井。天然氣井等的下井或固井工具。
文檔編號(hào)B23C3/00GK2144545SQ9222592
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月30日
發(fā)明者楊賀來(lái), 鞏萬(wàn)安, 孫善平 申請(qǐng)人:天津城市建設(shè)學(xué)院