CN107953390B - 管材切口加工机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管材切口加工机，包括试样夹紧装置、支撑座及切割装置，所述试样夹紧装置包括第一伸缩臂、第二伸缩臂及芯轴，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂间隔设置在所述支撑座上，所述芯轴的一端与所述第一伸缩臂连接，所述芯轴的另一端与所述第二伸缩臂连接，所述芯轴用于穿过管材试样的中心孔并与所述中心孔的内壁抵接，所述支撑座用于与管材试样的外壁抵接，所述切割装置与所述试样夹紧装置对应设置。上述管材切口加工机，一方面能够保证管材试样的安装稳定性，避免切割装置在加工切口时管材试样的移动造成加工误差增大，另一方面能够满足GB/T18476‑2001的要求，提高影响试验结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及切口加工技术领域，特别是涉及一种管材切口加工机。
背景技术
对于广泛应用于给水和燃气行业的管材，在安装和使用过程中除了承受内压之外，还会受到因安装不良等原因导致的外部载荷，因此必须要求管材具有优异的耐慢速裂纹增长性能。管材切口试验被普遍地用于管材质量监控，同时也是评价管材耐慢速裂纹增长性能最常用的方法之一。管材切口加工机是用于管材切口试验的设备，它能够在管材试样上加工出符合试验要求的切口。传统的管材切口加工机无法很好地将管材试样进行固定，导致加工误差较大，影响试验结果的准确性。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种管材切口加工机，能够更好地将管材试样进行固定，减小加工误差。
一种管材切口加工机，包括试样夹紧装置、支撑座及切割装置，所述试样夹紧装置包括第一伸缩臂、第二伸缩臂及芯轴，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂间隔设置在所述支撑座上，所述芯轴的一端与所述第一伸缩臂连接，所述芯轴的另一端与所述第二伸缩臂连接，所述芯轴用于穿过管材试样的中心孔并与所述中心孔的内壁抵接，所述支撑座用于与管材试样的外壁抵接，所述切割装置与所述试样夹紧装置对应设置。
上述管材切口加工机，当需要加工管材试样上的切口时，先伸出第一伸缩臂和第二伸缩臂，然后将芯轴从管材试样的中心孔穿过，最后缩回第一伸缩臂和第二伸缩臂，使得芯轴与中心孔的内壁抵接，支撑座与管材试样的外壁抵接。如此，一方面能够保证管材试样的安装稳定性，避免切割装置在加工切口时管材试样的移动造成加工误差增大，另一方面能够满足GB/T18476-2001的要求，提高影响试验结果的准确性。
在其中一个实施例中，所述支撑座包括相连的底板及基准板，所述底板横向设置，所述基准板纵向设置，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂间隔设置在所述基准板上，所述基准板用于与管材试样的外壁抵接。整个支撑座结构简单，稳定性好。
在其中一个实施例中，所述第一伸缩臂包括第一气缸及第一安装架，所述第一气缸与所述第一安装架驱动连接，所述第一安装架上设有第一卡槽，所述第二伸缩臂包括第二气缸及第二安装架，所述第二气缸与所述第二安装架驱动连接，所述第二安装架上设有第二卡槽，所述芯轴的一端可拆卸地卡接在所述第一卡槽内，所述芯轴的另一端可拆卸地卡接在所述第二卡槽内。利用第一气缸和第二气缸将安装在第一安装架和第二安装架上的芯轴拉紧，使得管材试样被芯轴与支撑座夹紧，安装牢靠。芯轴的两端分别可拆卸地卡接在第一安装架的第一卡槽和第二安装架的第二卡槽内，提高管材试样拆装的方便性。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括移动座及用于驱动所述移动座沿管材试样的径向方向移动的深度进给装置，所述切割装置固定在所述移动座上，所述深度进给装置包括第一电机、第一丝杆轴及第一丝杆座，所述第一电机与所述第一丝杆轴驱动连接，所述第一丝杆座可移动地安装在所述第一丝杆轴上，所述移动座固定在第一丝杆座上。第一电机转动带动第一丝杆轴转动，从而带动第一丝杆座在第一丝杆轴上移动，固定在第一丝杆座上的移动座随之移动，使得切割装置进给至设定深度，运行平稳，精确度高。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括用于驱动所述移动座沿管材试样的轴向方向移动的长度进给装置，所述长度进给装置包括第二电机、第二丝杆轴及第二丝杆座，所述第二电机与所述第二丝杆轴驱动连接，所述第二丝杆座可移动地安装在所述第二丝杆轴上，所述移动座固定在第二丝杆座上。第二电机转动带动第二丝杆轴转动，从而带动第二丝杆座在第二丝杆轴上移动，固定在第二丝杆座上的移动座随之移动，使得切割装置进给至设定长度，运行平稳，精确度高。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括试样高度调节装置，所述试样高度调节装置包括第三电机、第三丝杆轴、第三丝杆座及试样托架，所述第三电机与所述第三丝杆轴驱动连接，所述第三丝杆座可移动地安装在所述第三丝杆轴上，所述试样托架固定在第三丝杆座上。第三电机转动带动第三丝杆轴转动，从而带动第三丝杆座在第三丝杆轴上移动，固定在第三丝杆座上的试样托架随之移动，使得设置在试样托架上的管材试样提升至设定高度，运行平稳，精确度高。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括试样角度调节装置，所述试样角度调节装置包括第四丝杆轴、第四丝杆座及旋转轮，所述第四丝杆轴安装在所述试样托架上并沿管材试样的径向方向设置，所述第四丝杆座可移动地安装在所述第四丝杆轴上，所述旋转轮可转动地安装在所述第四丝杆座上。当需要调节管材试样的角度时，转动第四丝杆轴带动第四丝杆座在第四丝杆轴上移动，固定在第四丝杆座上的旋转轮架随之移动，使得设置在试样托架上的管材试样被抬起，此时转动旋转轮即可调节管材试样的角度，使用方便。
在其中一个实施例中，所述切割装置包括第四电机、刀杆及铣刀，所述第四电机与所述刀杆驱动连接，所述铣刀固定在所述刀杆上。第四电机转动带动刀杆转动，从而带动刀杆上的铣刀转动，实现切口的加工。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器及控制装置，所述第一激光传感器设置在所述移动座上，所述第一激光传感器用于测量铣刀至管材试样的外壁的距离L0，所述第二激光传感器设置在所述移动座上，所述第二激光传感器用于测量铣刀至基准板的距离L1，所述第三激光传感器设置在所述基准板上，所述第三激光传感器用于测量基准板至管材试样的中心孔的内壁的距离L2，所述第一电机、第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器分别与所述控制装置电性连接。铣刀至管材试样的中心孔的内壁的距离L3＝L1+L2，控制装置通过第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器的反馈信号得到L0和L3，并根据L0和L3控制第一电机，从而实现进给深度的闭环控制，无需进行铣刀的手动调零，提高加工的精确度。
在其中一个实施例中，所述管材切口加工机还包括水准泡，所述水准泡用于可拆卸地安装在管材试样的切口上，方便找到管材试样上需要加工切口的位置。
附图说明
图1为本发明实施例所述的管材切口加工机的结构示意图一；
图2为本发明实施例所述的管材切口加工机的结构示意图二；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为本发明实施例所述的管材切口加工机的结构示意图三；
图5为图4中B处的放大示意图；
图6为本发明实施例所述的管材切口加工机的结构示意图四。
附图标记说明：
10、试样夹紧装置，100、第一伸缩臂，101、第一气缸，102、第一安装架，110、第二伸缩臂，111、第二气缸，112、第二安装架，120、芯轴，20、支撑座，200、底板，210、基准板，211、第三激光传感器，30、切割装置，300、第四电机，310、刀杆，320、铣刀，330、减速器，40、移动座，400、第一激光传感器，410、第二激光传感器，50、深度进给装置，500、第一电机，510、第一丝杆轴，520、第一丝杆座，60、长度进给装置，600、第二电机，610、第二丝杆轴，620、第二丝杆座，70、试样高度调节装置，700、第三电机，710、第三丝杆轴，720、第三丝杆座，730、试样托架，80、试样角度调节装置，800、第四丝杆轴，810、第四丝杆座，820、旋转轮，90、管材试样，900、中心孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
结合图1所示，本实施例所述的管材切口加工机，包括试样夹紧装置10、支撑座20及切割装置30。所述试样夹紧装置10包括第一伸缩臂100、第二伸缩臂110及芯轴120。所述第一伸缩臂100与所述第二伸缩臂110间隔设置在所述支撑座20上。所述芯轴120的一端与所述第一伸缩臂100连接，所述芯轴120的另一端与所述第二伸缩臂110连接。所述芯轴120用于穿过管材试样90的中心孔900并与所述中心孔900的内壁抵接，所述支撑座20用于与管材试样90的外壁抵接。所述切割装置30与所述试样夹紧装置10对应设置。
上述管材切口加工机，当需要加工管材试样90上的切口时，先伸出第一伸缩臂100和第二伸缩臂110，然后将芯轴120从管材试样90的中心孔900穿过，最后缩回第一伸缩臂100和第二伸缩臂110，使得芯轴120与中心孔900的内壁抵接，支撑座20与管材试样90的外壁抵接。如此，一方面能够保证管材试样90的安装稳定性，避免切割装置30在加工切口时管材试样90的移动造成加工误差增大，另一方面能够满足GB/T18476-2001的要求，提高影响试验结果的准确性。
在本实施例中，所述支撑座20包括相连的底板200及基准板210，所述底板200横向设置，所述基准板210纵向设置，所述第一伸缩臂100与所述第二伸缩臂110间隔设置在所述基准板210上，所述基准板210用于与管材试样90的外壁抵接。整个支撑座20结构简单，稳定性好。
具体地，所述第一伸缩臂100包括第一气缸101及第一安装架102，所述第一气缸101与所述第一安装架102驱动连接，所述第一安装架102上设有第一卡槽，所述第二伸缩臂110包括第二气缸111及第二安装架112，所述第二气缸111与所述第二安装架112驱动连接，所述第二安装架112上设有第二卡槽，所述芯轴120的一端可拆卸地卡接在所述第一卡槽内，所述芯轴120的另一端可拆卸地卡接在所述第二卡槽内。利用第一气缸101和第二气缸111将安装在第一安装架102和第二安装架112上的芯轴120拉紧，使得管材试样90被芯轴120与支撑座20夹紧，安装牢靠。芯轴120的两端分别可拆卸地卡接在第一安装架102的第一卡槽和第二安装架112的第二卡槽内，提高管材试样90拆装的方便性。另外，气缸也可以采用液压缸等代替，不限于此。
如图2-3所示，所述管材切口加工机还包括移动座40及用于驱动所述移动座40沿管材试样90的径向方向移动的深度进给装置50，所述切割装置30固定在所述移动座40上，所述深度进给装置50包括第一电机500、第一丝杆轴510及第一丝杆座520，所述第一电机500与所述第一丝杆轴510驱动连接，所述第一丝杆座520可移动地安装在所述第一丝杆轴510上，所述移动座40固定在第一丝杆座520上。第一电机500转动带动第一丝杆轴510转动，从而带动第一丝杆座520在第一丝杆轴510上移动，固定在第一丝杆座520上的移动座40随之移动，使得切割装置30进给至设定深度，运行平稳，精确度高。本实施例所述的深度进给装置50安装在所述基准板210上，结构紧凑。优选地，所述第一电机500为伺服电机，精确度高。
如图4-5所示，所述管材切口加工机还包括用于驱动所述移动座40沿管材试样90的轴向方向移动的长度进给装置60，所述长度进给装置60包括第二电机600、第二丝杆轴610及第二丝杆座620，所述第二电机600与所述第二丝杆轴610驱动连接，所述第二丝杆座620可移动地安装在所述第二丝杆轴610上，所述移动座40通过第一丝杆座520固定在第二丝杆座620上。第二电机600转动带动第二丝杆轴610转动，从而带动第二丝杆座620在第二丝杆轴610上移动，固定在第二丝杆座620上的移动座40随之移动，使得切割装置30进给至设定长度，运行平稳，精确度高。本实施例所述的长度进给装置60安装在所述基准板210上，结构紧凑。优选地，所述第二电机600为伺服电机，精确度高。
进一步地，所述管材切口加工机还包括试样高度调节装置70，所述试样高度调节装置70包括第三电机700、第三丝杆轴710、第三丝杆座720及试样托架730，所述第三电机700与所述第三丝杆轴710驱动连接，所述第三丝杆座720可移动地安装在所述第三丝杆轴710上，所述试样托架730固定在第三丝杆座720上。第三电机700转动带动第三丝杆轴710转动，从而带动第三丝杆座720在第三丝杆轴710上移动，固定在第三丝杆座720上的试样托架730随之移动，使得设置在试样托架730上的管材试样90提升至设定高度，运行平稳，精确度高。本实施例所述的试样高度调节装置70安装在所述基准板210上，结构紧凑。优选地，所述第三电机700为伺服电机，精确度高。
再进一步地，所述管材切口加工机还包括试样角度调节装置80，所述试样角度调节装置80包括第四丝杆轴800、第四丝杆座810及旋转轮820，所述第四丝杆轴800安装在所述试样托架730上并沿管材试样90的径向方向设置，所述第四丝杆座810可移动地安装在所述第四丝杆轴800上，所述旋转轮820可转动地安装在所述第四丝杆座810上。当需要调节管材试样90的角度时，转动第四丝杆轴800带动第四丝杆座810在第四丝杆轴800上移动，固定在第四丝杆座810上的旋转轮820架随之移动，使得设置在试样托架730上的管材试样90被抬起，此时转动旋转轮820即可调节管材试样90的角度，使用方便。
优选地，所述试样角度调节装置80还包括转动手柄，所述转动手柄与所述第四丝杆轴800可拆卸连接。当需要调节管材试样90的角度时，将转动手柄装上，方便操作；当不需要调节管材试样90的角度时，将转动手柄拆下，节省空间。
结合图2-3所示，所述切割装置30包括第四电机300、刀杆310及铣刀320，所述第四电机300与所述刀杆310驱动连接，所述铣刀320固定在所述刀杆310上。第四电机300转动带动刀杆310转动，从而带动刀杆310上的铣刀320转动，实现切口的加工。在本实施例中，所述切割装置30还包括减速器330，所述第四电机300通过所述减速器330与所述刀杆310驱动连接，实现稳定驱动。
在本实施例中，所述管材切口加工机还包括控制装置，所述第一气缸101、第二气缸111、第一电机500、第二电机600、第三电机700、第四电机300分别与所述控制装置电性连接，以实现各装置工作状态的控制。
本实施例所述的管材切口加工机还包括第一激光传感器400、第二激光传感器410及第三激光传感器211，所述第一激光传感器400设置在所述移动座40上，所述第一激光传感器400用于测量铣刀320至管材试样90的外壁的距离L0，所述第二激光传感器410设置在所述移动座40上，所述第二激光传感器410用于测量铣刀320至基准板210的距离L1，所述第三激光传感器211设置在所述基准板210上，所述第三激光传感器211用于测量基准板210至管材试样90的中心孔900的内壁的距离L2，所述第一电机500、第一激光传感器400、第二激光传感器410、第三激光传感器211分别与所述控制装置电性连接。铣刀320至管材试样90的中心孔900的内壁的距离L3＝L1+L2，控制装置通过第一激光传感器400、第二激光传感器410、第三激光传感器211的反馈信号得到L0和L3，并根据L0和L3控制第一电机500，从而实现进给深度的闭环控制，无需进行铣刀320的手动调零，提高加工的精确度。另外，用户输入管材试样90的规格尺寸后，控制装置能够根据输入结果控制第三电机700，从而将在试样托架730上的管材试样90提升至合适高度。
传统的管材切工加工机没有管材试样90切口均分的功能，小试样可以利用分度头进行划线均分，大试样的切口均分仍是一个亟待解决的问题。为了解决这一技术问题，本实施例所述的管材切口加工机还包括水准泡，所述水准泡用于可拆卸地安装在管材试样90的切口上。水准泡的使用方法如下：铣刀320在管材试样90上铣出一道切口后，旋转管材试样90使得该切口移动至上方，并将水准泡安装在管材试样90的该切口上，当调节管材试样90使得水准泡保持水平时再利用铣刀320在同一位置铣出下一道切口，重复以上步骤即可实现切口的均分。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种管材切口加工机，其特征在于，包括试样夹紧装置、支撑座及切割装置，所述试样夹紧装置包括第一伸缩臂、第二伸缩臂及芯轴，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂间隔设置在所述支撑座上，所述芯轴的一端与所述第一伸缩臂连接，所述芯轴的另一端与所述第二伸缩臂连接，所述芯轴用于穿过管材试样的中心孔并与所述中心孔的内壁抵接，所述支撑座用于与管材试样的外壁抵接，所述切割装置与所述试样夹紧装置对应设置；
所述管材试样的材质为聚烯烃；
所述切割装置包括第四电机、刀杆及铣刀，所述第四电机与所述刀杆驱动连接，所述铣刀固定在所述刀杆上；
所述支撑座包括相连的底板及基准板，所述底板横向设置，所述基准板纵向设置，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂间隔设置在所述基准板上，所述基准板用于与管材试样的外壁抵接；
所述第一伸缩臂包括第一气缸及第一安装架，所述第一气缸与所述第一安装架驱动连接，所述第一安装架上设有第一卡槽，所述第二伸缩臂包括第二气缸及第二安装架，所述第二气缸与所述第二安装架驱动连接，所述第二安装架上设有第二卡槽，所述芯轴的一端可拆卸地卡接在所述第一卡槽内，所述芯轴的另一端可拆卸地卡接在所述第二卡槽内。
2.根据权利要求1所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括移动座及用于驱动所述移动座沿管材试样的径向方向移动的深度进给装置，所述切割装置固定在所述移动座上，所述深度进给装置包括第一电机、第一丝杆轴及第一丝杆座，所述第一电机与所述第一丝杆轴驱动连接，所述第一丝杆座可移动地安装在所述第一丝杆轴上，所述移动座固定在第一丝杆座上。
3.根据权利要求2所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括用于驱动所述移动座沿管材试样的轴向方向移动的长度进给装置，所述长度进给装置包括第二电机、第二丝杆轴及第二丝杆座，所述第二电机与所述第二丝杆轴驱动连接，所述第二丝杆座可移动地安装在所述第二丝杆轴上，所述移动座固定在第二丝杆座上。
4.根据权利要求1所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括试样高度调节装置，所述试样高度调节装置包括第三电机、第三丝杆轴、第三丝杆座及试样托架，所述第三电机与所述第三丝杆轴驱动连接，所述第三丝杆座可移动地安装在所述第三丝杆轴上，所述试样托架固定在第三丝杆座上。
5.根据权利要求4所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括试样角度调节装置，所述试样角度调节装置包括第四丝杆轴、第四丝杆座及旋转轮，所述第四丝杆轴安装在所述试样托架上并沿管材试样的径向方向设置，所述第四丝杆座可移动地安装在所述第四丝杆轴上，所述旋转轮可转动地安装在所述第四丝杆座上。
6.根据权利要求2所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器及控制装置，所述第一激光传感器设置在所述移动座上，所述第一激光传感器用于测量铣刀至管材试样的外壁的距离L0，所述第二激光传感器设置在所述移动座上，所述第二激光传感器用于测量铣刀至基准板的距离L1，所述第三激光传感器设置在所述基准板上，所述第三激光传感器用于测量基准板至管材试样的中心孔的内壁的距离L2，所述第一电机、第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器分别与所述控制装置电性连接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的管材切口加工机，其特征在于，还包括水准泡，所述水准泡用于可拆卸地安装在管材试样的切口上。
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