CN110340677A - 一种可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数控机械加工技术领域，尤其涉及到于大口径管道的坡口切割设备。可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，包括旋转刀架、旋转刀架驱动电机、刀具座、刀具和控制器，刀具座包括：水平移动座放置在底座上，水平螺杆与水平移动座螺纹连接，水平螺杆的杆头与第一电机的输出轴传动连接；水平移动座上固定安装竖直支架，垂直螺杆与垂直移动座螺纹连接，刀具固定在垂直移动座上，垂直螺杆的杆头与所述第二电机的输出轴传动连接；控制器分别与所述第一电机、第二电机电控连接。本发明能够同时进行切削和坡口的操作，避免卡刀；一把刀即可完成多种坡口形状，而不需要多把特种坡口刀片。本发明提升了现场加工质量和加工效率，降低了加工难度。
Description
技术领域
本发明涉及数控机械加工技术领域，尤其涉及到于大口径管道的坡口切割设备。
背景技术
外夹式切断坡口机是大口径管道的坡口切割的常用设备。目前，外夹式切断坡口机主要存在的问题有：
一是在切削接触面积大，切削力要求高的场合下，容易产生卡刀的问题。
二是切断坡口机在切割管道后，还需要根据需要切割出不同的坡口形状。现有的切断坡口机切割出不同的坡口形状则需要配置特制的刀具。尤其当坡口较为复杂时，需要使用多把不同的刀具。
三是需要操作者有很强经验，且需要频繁检测和换刀，因此，操作极不方便。
因此，研究一种可打多种坡口形状的外夹式切断坡口机是现实迫切的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，能够简单快捷的进行管道的切割和坡口。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，包括旋转刀架、旋转刀架驱动电机、刀具座、刀具和控制器，所述刀具座包括：底座固定在所述旋转刀架上，所述底座表面水平，水平移动座放置在所述底座上，所述底座侧面固定连接第一座板，第一电机水平固定安装在所述第一座板上，水平螺杆的杆头通过轴承安装在所述第一座板上，所述水平螺杆的丝杆部分与所述水平移动座螺纹连接，所述水平螺杆的杆头与第一电机的输出轴传动连接；
所述水平移动座上固定安装竖直支架，所述竖直支架上端安装第二座板，第二电机垂直固定安装在所述第二座板上，垂直螺杆的杆头通过轴承安装在所述第二座板上，所述垂直螺杆的杆头与所述第二电机的输出轴传动连接，所述垂直螺杆的丝杆部分与垂直移动座螺纹连接，所述刀具固定在垂直移动座上；
所述控制器分别与所述第一电机、第二电机电控连接。
优选的，所述垂直移动座为至少一面通透的块，所述刀具的主体放置在所述垂直移动座内，且刀头通过所述通透面露出，所述垂直移动座上设有顶固螺栓，所述顶固螺栓压在刀具上将刀具固定。
优选的，所述底座上设有第一限位块、第二限位块，所述第一限位块、第二限位块在各自的长度方向均与所述水平螺杆平行，所述水平移动座位于所述第一限位块、第二限位块之间，并分别与所述第一限位块、第二限位块滑动接触。
进一步的，所述第一限位块、第二限位块分别在高度方向上倾斜于所述底座，所述第一限位块、第二限位块分别斜向嵌于所述水平移动座内，限制水平移动座在垂直面上的偏移。
所述竖直支架为门式框架，垂直螺杆位于竖直支架的两个门框中间；垂直移动座与垂直螺杆相连的部位嵌入竖直支架的两个门框之间，限制垂直移动座在水平面上的偏移。
本发明设置水平和垂直方向的电机驱动的螺杆，并通过控制器控制水平和垂直方向的电机，可控调节刀具的进刀，达到以下有益效果：1.能够同时进行切削和坡口的操作，以避免切削力太大造成卡刀；2.一把刀即可完成多种坡口形状，而不需要多把特种坡口刀片3.能通过向控制器输入管径、壁厚及相关坡口要求，使管道切割坡口同时完成。
总之，本发明提升了现场加工质量和加工效率，降低了加工难度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1为本发明外夹管件时的整体结构俯视图。
图2为本发明外夹管件时的整体结构立体图。
图3为本发明外夹管件时的整体结构主视图。
图4为本发明的刀具座的一个视角的结构图。
图5为本发明的刀具座的另一个视角的结构图。
图6为本发明的刀具座的与被切割管件及切割坡口的相对示意图。
图7为本发明的控制器控制刀具切割坡口的原理图。
具体实施方式
结合图1、2、3所示，本发明外夹式切断坡口机夹通过上、下、左、右四个顶固螺钉5外夹在管件1上，外夹式切断坡口机包括旋转刀架2、旋转刀架驱动电机3、刀具座4、刀具和控制器，其中，旋转刀架2、旋转刀架驱动电机3属于现有外夹式切断坡口机的通用部件，标识6指示刀具旋转切断的环形刀口。
结合图4、5所示，刀具座4包括：底座10可通过螺孔11螺栓结构固定在旋转刀架上，底座10表面水平，水平移动座28放置在底座10上，底座10侧面固定连接第一座板12，第一电机13水平固定安装在第一座板12上，水平螺杆的杆头15通过轴承安装在第一座板12上，水平螺杆的丝杆部分与水平移动座28螺纹连接，水平螺杆15的杆头与第一电机的输出轴14通过皮带16传动连接；当然，本领域技术人员清楚，水平螺杆15的杆头与第一电机的输出轴14也可以通过链条、齿轮等传动部件连接。底座10上设有第一限位块25、第二限位块26，第一限位块25、第二限位块26在各自的长度方向均与水平螺杆平行，第一限位块25、第二限位块26分别在高度方向上倾斜于底座10，第一限位块25、第二限位块26分别斜向嵌于水平移动座28内，限制水平移动座28在垂直面上的偏移，水平移动座28分别与第一限位块25、第二限位块26滑动接触。
水平移动座28上固定安装竖直支架17，竖直支架17上端安装第二座板22，第二电机18垂直固定安装在第二座板22上，垂直螺杆的杆头24通过轴承安装在第二座板22上，垂直螺杆的杆头24与第二电机的输出轴23通过皮带29传动连接，当然，本领域技术人员清楚，垂直螺杆的杆头24与第二电机的输出轴23也可以通过链条、齿轮等传动部件连接。垂直螺杆的丝杆部分与垂直移动座19螺纹连接。垂直移动座19为至少一面通透的块，刀具20的主体放置在垂直移动座19内，且刀头通过所述通透面露出，垂直移动座19上设有顶固螺栓21，顶固螺栓21压在刀具上将刀具固定在垂直移动座19上。
竖直支架17为门式框架，垂直螺杆位于竖直支架17的两个门框中间；垂直移动座19与垂直螺杆相连的部位嵌入竖直支架17的两个门框之间，限制垂直移动座19在水平面上的偏移。
控制器分别与第一电机13、第二电机18电控连接。
第一电机13即X轴步进电机带动X轴皮带16，使得水平(X轴方向)螺杆旋转，将步进电机的旋转运动，转化为直线运动，进而产生水平移动座28--垂直移动座19--刀具在X轴方向的运动。第二电机18即Z轴步进电机通过皮带29及垂直螺杆带动垂直移动座19--刀具在Z轴方向运动。从而产生刀具的两轴受控运动。
通过控制器及电机驱动，控制X轴电机及Z轴电机，同时控制器可以读取步进电机步数，以确定各轴移动的距离，通过控制X轴和Z轴的移动使得车刀在管子表面进行切削。控制器通过有线或无线的方式发出控制信号。
结合图6、7所示，描述通用坡口形状产生方法：
1.从管子外边缘开始，即初始化x＝0；开启旋转动力电机，使得外夹式切断坡口机带动刀具围绕管子旋转。
2.先沿管子径向(x方向)，切割x+dx深的口。
3.再沿着管子表面(z方向)将该口拓宽，范围从z＝-f(x+dx)到z＝f(x+dx)。
4.重复第二步和第三步，直到管子被切断。
5.两轴联动，沿着z＝f(x)线运动，将坡口切光滑。
6.退刀，并关闭旋转动力电机。
最后，形成坡口30，坡口曲线31，标识32指示管件的外壁，标识33指示管件的内壁，
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，其特征在于，包括旋转刀架、旋转刀架驱动电机、刀具座、刀具和控制器；
所述刀具座包括：底座固定在所述旋转刀架上，所述底座表面水平，水平移动座放置在所述底座上，所述底座侧面固定连接第一座板，第一电机水平固定安装在所述第一座板上，水平螺杆的杆头通过轴承安装在所述第一座板上，所述水平螺杆的丝杆部分与所述水平移动座螺纹连接，所述水平螺杆的杆头与第一电机的输出轴传动连接；
所述水平移动座上固定安装竖直支架，所述竖直支架上端安装第二座板，第二电机垂直固定安装在所述第二座板上，垂直螺杆的杆头通过轴承安装在所述第二座板上，所述垂直螺杆的杆头与所述第二电机的输出轴传动连接，所述垂直螺杆的丝杆部分与垂直移动座螺纹连接，所述刀具固定在所述垂直移动座上；
所述控制器分别与所述第一电机、第二电机电控连接。
2.根据权利要求1所述的可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，其特征在于，所述垂直移动座为至少一面通透的块，所述刀具的主体放置在所述垂直移动座内，且刀头通过所述通透面露出，所述垂直移动座上设有顶固螺栓，所述顶固螺栓压在刀具上将刀具固定。
3.根据权利要求2所述的可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，其特征在于，所述底座上设有第一限位块、第二限位块，所述第一限位块、第二限位块在各自的长度方向均与所述水平螺杆平行，所述水平移动座位于所述第一限位块、第二限位块之间，并分别与所述第一限位块、第二限位块滑动接触。
4.根据权利要求3所述的可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，其特征在于，所述第一限位块、第二限位块分别在高度方向上倾斜于所述底座，所述第一限位块、第二限位块分别斜向嵌于所述水平移动座内，限制水平移动座在垂直面上的偏移。
5.根据权利要求4所述的可打多种坡口形状的外夹式数控切断坡口机，其特征在于，所述竖直支架为门式框架，垂直螺杆位于竖直支架的两个门框中间；垂直移动座与垂直螺杆相连的部位嵌入竖直支架的两个门框之间，限制垂直移动座在水平面上的偏移。
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