CN1082408C - 多功能的管口加工成型及修整装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能的管口加工成型的修整装置，包括一个在水平面内成弧形的支架(3)，该支架上装有一对对称于垂直中心面的支承臂(3a，3b)。此支架(3)具有一个沿水平方向工作以便在待加工的管口(2a)附近夹住管(2)的夹管机构(4)；此夹管机构(4)包括一个固定夹爪(5)和一个活动夹爪(6)，这两个夹爪分别固定在支架(3)的支承臂(3a，3b)上并可合拢于中心对称面上。沿被夹管机构(4)夹紧的管(2)的轴向操作加工工具(26)。

Description

多功能的管口加工成型及修整装置

本发明与金属管管口的加工成型作业有关，并具体涉及一种多功能的管口加工成型及修整装置。

目前知道了许多所谓的多功能管口加工成型装置，它们对管口进行扩口、胀口、缩口和其它类似的管口加工成型或修整操作。

这些管口加工成型装置主要包括一个用于在待加工管口附近夹紧管的夹管机构、一个冲压工具的驱动机构，此冲压工具可沿被夹管机构夹紧的管的轴向移动。

夹管机构包括一个固定在机座上的固定夹爪和一个垂直移动以便与固定夹爪合拢的活动夹爪；活动夹爪被固定在一个横向件上，一个位于工作面下的油压致动缸通过一对侧向的立连杆驱动所述横向件。

传统的管口加工成型及修整装置的体积十分庞大且特别就耐应力而论效率很低。

实际上，这些装置配有超大型电机且具有长工作周期，从而造成电力消耗显著以及工具装配时间长。

本发明的目的是提供一种多功能管口加工成型及修整装置，它能够完成各种作业且具有尺寸小和耐应力强以及高效的特点。

按照本发明通过一种多功能的管口加工成型装置实现了上述目的。此装置包括：一个在水平面内成弧形的支架，该支架上装有一对对称于垂直中心面的支承臂；一个在水平方向上操作以便在待加工管口附近夹住管的夹管机构，此夹管机构包括一个固定夹爪和一个活动夹爪，这两个夹爪分别固定在支架支承臂上且其目的是合拢于中心对称面上；用于在被夹管机构夹紧的管的轴向上驱动加工工具的机构。

根据以下特别是参见附图的描述将更好地理解本发明的特点，附图中：

图1是本发明的管口加工成型及修整装置的示意顶视图；

图2是该装置的相应主视图；

图3是该装置工作区的放大的顶视图；

图4是该装置沿垂直横截面的相应的剖视图；

图5和6是装有特殊的管口加工成型和修整工具的装置的带局部横剖面的顶视图；

图7和8分别是本发明装置的承载小车的侧视图和主视图；

图9和10是机座的固定机架的相应视图；

图11、12和13分别是该装置的承载小车的另一个实施例的侧视图、主视图和顶视图；

图14-17是装有其它特殊的管口加工成型和修整工具的装置的带局部横剖面的顶视图。

参见上述附图，标号1整体表示在管2口上进行加工成型和修整作业的管口加工成型和修整装置。

此装置1包括一个在水平面内成弧形的支架3；具体地说，此支架包括一对对称于垂直中心面的支承臂3a、3b。

用于在待加工管口附近夹持管2的夹管机构4的夹爪被固定在支架3的支承臂3a、3b上。

在水平方向上如此操作夹管机构4，即在一个与该垂直的中心对称面重合的平面上使夹爪合拢。

确切地讲，夹管机构4的固定夹爪5被紧固在支架的第一支承臂3a上，而对置的活动夹爪6可在与上述对称中心面垂直的水平方向上受导向滑动地支承在第二支承臂3b上。

实际上，活动夹爪6被固定在一块固定在一对杆8的自由末端上的板7上，这对杆可受导向地穿过支架3的支承臂3b且受到一个与此臂3b连成一体的双程致动件9(如油压致动型机构)的操纵。

相应的棱形机构10、11被固定在夹管机构4的夹爪5、6上并与相应的垂直的棱形导槽12、13滑动配合，导槽形状与棱形机构的形状是匹配的且导槽开设在垫板14和板7中的(见图3、4)。

垫板14的特点是它具有一个与上述棱形机构相似的棱形滑块15，以便与成型于另一块从支架3的支承臂3a上凸起的板17上的相应的垂直导槽16配合。

在导槽12、13区域内，限定夹管机构4的夹爪5、6的垂直位置的相应的止动件18、19也以常见的螺纹连接方式固定在板14、7上(见图4)。

如果不是这样布置的话，则使垫板14压靠在一被固定在板17上的挡块20上。可取出垫板14以便加工大口径管，这样的大口径管需要装有大号夹爪的夹紧机构。

显然在这种情况下，固定夹爪5被直接固定在板17的导槽16中。

一个也与支架3连成一体的致动机构21操纵对管口径向加工成型和修整作业的加工工具。此加工工具位于所述中心面内且沿管2的轴向被夹管机构4夹住。

致动机构21实际上是一个带杆22的油压致动缸，而杆22可在上述轴向上移动。

杆22的前止动位置和后止动位置是由一对到位传感器23、24限定的，沿一根从支架3中伸出的杆25将所述探头安装在可调节的位置上。

例如，管口加工成型和修整工具是一个被快速离合器固定在杆22前端上的冲头26。

所以如图3所示，启动杆22的工作行程而使冲头26沿轴向穿入被夹管机构4所夹紧的管2，结果造成管口2a扩张。

为了将管2固定在管口加工成型和修整装置上，首先如图1的虚线7a所示，通过移动固定有活动夹爪6的板7而打开夹管机构4。这可以使管2***，接着使活动夹爪6合拢到固定夹爪5上，从而将管2夹在所述夹爪之间。

水平操作的夹管机构4以精确对称的方式将管2夹持在支架3中，这确保了最佳的耐应力环境。因而，夹管机构4可以在合拢步骤中承受可观的应力，所述应力值几近于待加工管的弹性变形极限值。

值得注意的是，如果支架因上述对称而变形，则在任何情况下都会使管与装有工具的杆22同轴。

因而确保了如此加工出的管的稳定质量。水平操作夹管机构4可以使操作者很容易在开启步骤中看到夹爪内部区域，从而更好地使待加工管定位。

此装置因能容易地替换在致动机构21的杆22上的工具而允许进行各种作业。

除了在压力下工作的工具(如所示冲头26)外，此装置也可使用在拉力下工作的加工工具。

还可以采用配有被固定在装置支架上的模具的特殊加工工具。

例如，图5示出了一个用标号27整体表示的且用于扩大管2的管口的胀口工具。众所周知，此胀口工具27的特点是它具有一组呈环形地绕楔29安装的径向扇形块28(胀芯)，并用与支架3导槽12、13相连的支承件30保持此扩口工具就位，而不是将前示的夹管机构4的夹爪固定在所述导槽中。

楔29被同轴地固定在杆22上并如此被杆驱动：如虚线29a所示，可相对支承件30使楔回撤。

在这种结构中，在适当的弹性机构的作用下使径向扇形块28彼此靠近，因而可以将待加工管2套在所述扇形块上。

随后的杆22的工作行程即楔29的穿入行程致使径向扇形块受力扩张而扩大了管口2a。

图6示出了一个用标号31整体表示的用于缩小管2口的缩口工具，

众所周知，此缩口工具31的特点是它具有一组呈环形地安装在环形支承件33内的且其外部成楔形的径向扇形块32，所述支承件的内部形状与径向扇形块的外形是互补的；与支架3的导槽12、13相连的不是夹管机构4的夹爪，而是支承件33。

通过一个安装在盘形板35上的弹性机构34使径向扇形块32扩张，所述板35被固定在设计用于与杆22相连的凸缘36上。

因而如虚线32a所示，可以使径向扇形块32从环形支承件33中撤出，于是可以使待加工管2***其中。

随后的杆22的工作行程使径向扇形块32合拢并因而缩小了管口2a。

参见图14，一个管口刮削工具与杆96相连。在这种情况下，也用已知的驱动机构(未示出)沿轴向R驱动此杆。

在此示出的实施例中，此刮削工具有一个平面刮削刀头99和一个倒角刀头98。平面刮削刀头99对被固定在板87、97上的夹爪85、86所夹住的管2端部进行刮削，同时沿L方向推进杆96。

倒角刀头98对经过刮削的管口进行倒角。

在图15中示出了一个装在也沿R方向转动的杆91上的锥口旋转成型工具。锥口旋转成型工具包括一个其端部支承锥形轮84、94的拱形板88，所述锥形轮的轴线逐渐会聚。锥形轮轴线的交点在管2轴线上。

当使杆沿方向R转动并沿L方向推进时，锥口成型工具进入被夹管机构4夹住的管2口中并逐步加工管口，结果将管口加工成锥形。

在此情况下，为了更好地作业，使夹爪具有与成型于管口上的锥形匹配的形状。例如，对由面向锥口成型工具的夹爪构成的孔的边缘进行锥形扩孔处理。

参见图16，在此实施例中，此装置配有一个旋转切割工具83。

杆82沿方向R转动并沿方向L移动直到其进入管2口而到达管待切割位置为止，所述管被固定在板87、97上的夹爪85、86夹住。

接着，沿方向E使杆82横向渐进以到达一与杆和管轴线偏心的位置。于是，杆的转动将切割管。

由于从内部切割管，所以这使管口外表更美观，同时通过夹管机构的夹紧动作而精确地保留了圆形。

图17示出了另一个实施例，其中成型工具与图16的成型工具相似，但此工具不是切割管，而是在管的内表面上制出环槽。

为了进行此作业，加工工具93成曲面状且夹爪具有一个与加工工具形状匹配的环槽。

在管2被夹管机构夹住后，通过沿方向L移动杆而使成型工具对准夹爪槽地定位。

接着，使杆沿方向R转动并通过沿方向E移动成型工具而使加工工具偏心，直到在管中制出槽为止。

为了改善上述操作，可以在管2的边缘和成型工具93柄部之间安装一个间隔件(为了简洁起见而未示出)。

如图7和8所示，管口加工成型和修整工具1被适当地安装在一个设计用于方便地运输成型工具的小车37上。

此小车37主要包括一个带有一对前轮39且在后部设有牵引机构或操作杆机构40的车架38，牵引机构或操作杆机构通过车叉41支承中心枢转轮42。

后轮42和操纵杆40构成了一个用于抬升小车37以脱离支腿46支承而由后轮42承担重量的杠杆机构。

当未向下压操作杆40时，重量又落在支腿46上，因而车架38得到稳固支承。

车架38有效地支承一个在压力下将油供给装置而使装置完全自激的油压控制机构43。

如果管口加工成型和修整装置1未配有自激式油压控制机构，则该装置显然配有一个用于与外部送进机构相连的传统的快速连接机构。

当然可以将车架38用作装置1的固定支承件。如图9、10所示，特别是当该装置配有油压控制机构43时，更是如此。

在管口加工成型和修整装置1的支承小车37的实施例中，车架是由圆管形标准件44制成的。该支承小车可适当地折叠；这些管形件44被固定夹45刚性地固定。

一个被上述固定夹45固定的相似管形件装着前轮39。

显然在这种情况下，小车37也可以支承用于送进装置的油压控制机构43。

因此，本装置以一种新方式解决了精确加工成型和/或修整管口的问题，此装置具有简化的刚性结构并缩小了尺寸且易于使用。

此装置可以进行各种作业而且实际上可以多方面地应用已知工具。

不言而喻的是，以上仅作为实施例而进行的描述是非限定性的，因此所有可能的结构变型是在如上面说明和所附的权利要求书要求的本发明的技术方案的保护范围内。

Claims (16)

1.一种多功能的管口加工成型和修整装置，其特征在于，它包括：

一个在水平面内成弧形的支架(3)，该支架上装有一对对称于垂直中心面的支承臂(3a，3b)；

一个水平操作以便在待加工管口(2a)附近夹住管(2)的夹管机构(4)，此夹管机构(4)包括一个固定夹爪(5)和一个活动夹爪(6)，这两个夹爪分别固定在支架(3)的支承臂(3a，3b)上且所述夹爪的目标是合拢于中心对称面上；

用于在被夹管机构(4)夹紧的管(2)的轴向上操作加工工具(26)的机构(21)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，使分别固定在夹管机构(4)的夹爪(5，6)上的棱形机构(10，11)与相应的垂直的棱形导槽(12，13)滑动配合，所述导槽的形状与上述棱形机构形状匹配且所述导槽开设于被分别固定在支架(3)的支承臂(3a，3b)上的板(14，7)中。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，作为活动间隔件的板(14)成一体地装有一个用于与一个相应的垂直导槽(16)配合的棱形滑块(15)，所述导槽(16)成型于另一块突起于支架(3)的支承臂(3a)上的板(7)中。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，支架(3)的特点是具有其上装有固定夹爪(5)的第一支承臂(3a)和第二支承臂(3b)，第二支承臂(3b)上一个机构(7)受导向以支承所述的活动夹个(6)，一个与同一支承臂(3b)连成一体的双程致动器(9)驱动该机构(7)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工工具是一个固定在一个致动机构(21)的杆(22)的前端上的冲头(26)，在工作行程中，所述致动机构使冲头(26)沿轴向穿入所述管(2)以便扩大管口(2a)。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工工具是一个与一致动机构的杆(96)相连的管口刮削工具，所述致动机构使该杆轴向转动(R)并使此工具沿轴向(L)移向管(2)，所述管口刮削工具包括一个刮削管(2)的管口的平面刮削刀头(99)和一个切削所述结果刮削的管口的角部的倒角刀头(98)。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工工具是一个与一个致动机构的杆(91)相连的锥口旋转成型工具，所述致动机构使该杆轴向转动(R)并使此加工工具沿轴向(L)移向管(2)，所述锥口旋转成型工具包括一块其端部支承有用于将管口加工成锥形的锥形轮(84，94)的拱形板(88)，所述锥形轮的轴线是会聚的。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述夹爪形状是与成型于管口上的锥形匹配的。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工工具是一个与一个致动机构的杆(82)相连的旋转切割工具(83)，所述致动机构使该杆轴向转动(R)并使此加工工具沿轴向(L)移向管(2)且横向移动(E)以使此工具与管(2)成偏心而切割管(2)的管口。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工工具是一个与一个致动机构的杆(92)相连的曲面状旋转成型工具，所述致动机构使该杆轴向转动(R)并使此加工工具沿轴向(L)移向管(2)且横向移动以使此工具与管(2)偏心而在管(2)的内表面上加工出一环槽。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述夹爪的特点是它具有一个其形状与加工工具形状匹配的环槽。

12.一种多功能的管口加工成型装置，其特征在于，它包括：

一个在水平面内成弧形的支架(3)，该支架上装有一对对称于垂直中心面的支承臂(3a，3b)；一个在水平方向上工作的且用于支承对管(2)口(2a)进行加工作业的加工工具(27，31)的第一部分，此夹管机构(4)包括一块固定板(14)和一块活动板(5)，这两块板分别固定在支架(3)的支承臂(3a，3b)上并可彼此相向运动，其中在板(14，7)中设有垂直的棱形导槽(12，13)；

用于在第一部分(2)的轴向上启动所述加工工具的第二部分的机构(21)。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述加工工具(27)的第一部分包括一组呈环形安置的且被一支承件(30)夹持就位的径向扇形块(28)，所述支承件与支架(3)的导槽(12，13)相连，加工工具(27)的第二部分包括一个被同轴地固定在致动机构(21)的杆(22)上的楔(29)，该楔可轴向移动以扩张径向扇形块(28)，于是胀大了环绕该径向扇形块末端的管(2)口(2a)或是由所属的弹性机构的作用而使此扇形块彼此靠近。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述加工工具(31)的第一部分包括一组呈环形地安置在环形支承件(33)内的且其外部成楔形的径向扇形块(32)，所述支承件与导槽(12，13)相连且其内部形状与扇形块外形是互补的，加工工具(31)的第二部分包括一块被固定在一凸缘(36)上的盘形板(35)，所述凸缘与致动机构(21)的杆(22)相连，该凸缘和盘形板可轴向移动，从而由弹性机构(24)的作用而扩张径向扇形块(32)，于是允许将管(2)口(2a)***径向扇形块(32)的末端中，或是由环形支承件(33)的楔紧作用而使此扇形块合拢，从而缩小管口(2a)。

15.如权利要求1或12所述的装置，其特征在于，此装置安装在一个小车(37)上，此小车包括一个配有一对前轮(39)且在后端设有支腿(46)的车架(38)，通过一个以控制轮(42)为支点而枢转的杠杆机构(40)抬高所述车架。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述车架(38)支承一个油压式送进控制机构(43)。

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