一种防止切屑被引入管道内部的坡口机的制作方法

1.本发明涉及一种管道坡口机，更加详细地，涉及一种具有防止切割管道端部时产生的切屑被引入管道内部的结构的管道坡口机。


背景技术：

2.金属管道在切割时会在其端部形成毛刺(burr)或者向管道的内径方向弯曲。这种毛刺或者弯曲的端面会妨碍流体流畅的流动或者在对管道进行施工时存在诸多问题。尤其在相对焊接管道和管道时，管道相互之间的末端因无法连接而使焊接变差，不均匀的管道端部需要进行额外的铣削并打磨均匀。
3.另外，以往采用如机床等设备打磨管道的端部，而近年来已开发并使用便携式管道坡口机。详细地，近年来开发的便携式坡口机的外形为枪状，在枪的枪口部分固定有管道，在枪口的内部布置长长的前端安装有切割尖端的旋转轴；在一侧设有马达，该马达根据驱动按钮的操作使所述旋转轴旋转，从而能够切割管道的端部。并且，在枪口的设有切割尖端的侧面，形成有用于排出切屑的排出孔，从而通过该排出孔拿出割管道时产生的切屑。
4.但是，如上所述的现有的管道坡口机由于管道的形状以及切割尖端的设置结构特征，存在切割管道时生成的切屑会在精密加工的管道内周表面产生划痕的问题。并且，随着连续进行切割，生成的切屑的长度也随之变长并相互缠结，导致难以将切屑取出至管道坡口机的外部，存在工作人员通过排出孔取出容纳在管道坡口机内部的切屑时，会存在被锋利的切屑划破手，或者拿出切屑的过程中误碰到驱动按钮，从而发生安全事故的危险等的问题。
5.因此，需要发开一种管道坡口机，该管道坡口机能够自动向管道坡口机的外部排出切割管道时产生的切屑，所形成的切屑的长度保持在预定长度之内。
6.专利文献1：韩国授权专利第10
‑
1862315号(“管道内外径综合坡口机”)
7.专利文献2：韩国公开专利公报第10
‑
2007
‑
0114110号(“用于切割及处理管道的动力式工具，本发明涉及一种用于切割及处理管道的动力式工具，更具体地，涉及一种便携且能够手动操作的动力式工具”)


技术实现要素：

8.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种管道坡口机(tube
‑
facing machine)，其能够使切割管道时产生的切屑不会被引入管道内部，还能够快速切断连续生成的长长的切屑。
9.另外，本发明的目的不限于上述提及的目的，未提及的或其他的目的可通过以下记载得到明确理解。
10.本发明的管道坡口机为用于切割管道末端面的管道坡口机，其特征在于，包括驱动部、切割部以及管道安装部；所述驱动部包括使驱动轴转动的马达以及包裹所述驱动轴的后端和马达的壳体；所述切割部包括切割尖端，所述切割尖端安装在所述驱动轴的前端，
并形成有与所述驱动轴垂直的刀片；所述管道安装部为管状，其连接在所述壳体的前部以容纳所述切割部，使切割对象管道呈同心地安装在管道安装部的内侧前端部；其中，所述切割尖端被配置为切割尖端上的刀片与所述管道的末端面的一侧相互垂直地相接，使得从假想的基准线到在所述切割尖端的旋转方向上所述刀片和所述管道的内周边缘相接的点的角度a大于从所述基准线到在所述切割尖端的旋转方向上所述刀片和所述管道的外周边缘相接的点的角度b，其中所述假想的基准线是指贯穿所述管道的中心点和所述管道的外圆周另一侧的基准线。
11.此时，所述切割尖端形成为多面体形状，所述刀片形成在所述切割尖端的一侧的边缘处，并且所述切割尖端还包括凹陷部，所述凹陷部具有在所述一侧上沿着形成有所述刀片的方向而凹陷的形状。
12.并且，所述凹陷部的侧截面的形状形成为弧形。
13.更准确地，所述凹陷部形成为其直径沿着一侧逐渐增大；所述切割尖端被设置为与所述管道相接使得所述凹陷部的直径大的部分朝向所述管道的外侧。
14.并且，所述切割尖端在不相邻的两个表面的每个边缘处分别设有所述刀片，从而在一侧边缘处的刀片磨损时，能够通过改变切割尖端的安装方向来使用另一侧边缘处的刀片。
15.并且，所述管道安装部在设置所述切割尖端的侧面具有用于排出切屑的排出孔。
16.可选地，本发明的管道坡口机包括驱动部、切割部、管道安装部以及调节部；所述驱动部包括驱动轴和壳体，所述驱动轴由第一轴与第二轴构成，所述第一轴的后端与马达连接，其前端为多边形形状，所述第二轴的后端形成有与所述第一轴的前端对应的形状的凹槽以与所述第一轴轴连接，第二轴的中心部的直径较小而形成有调节槽，所述壳体包裹所述第一轴的后端和所述马达；所述切割部包括安装在所述第二轴的前端的切割尖端；所述管道安装部为侧面具有用于排出切屑的排出孔的管状，其连接在所述壳体的前部以容纳所述切割部，使切割对象管道呈同心地安装在内侧前端部；所述调节部包括轴承和复位弹簧，所述轴承插入所述调节槽中，并且外侧形成有根据外力使所述第二轴向前或向后移动的移动突起；所述复位弹簧使由于外力而向前移动的移动突起及第二轴向后复位。
17.此时，所述调节部还包括导套，所述导套形成为管状，其前端固定在所述管道安装部，后端固定在所述壳体，并在其一侧面的前后方向上形成有预定长度的导向槽；所述移动突起插入到所述导套中，从而限定所述移动突起在前后方向的移动范围。
18.并且，所述调节部还包括移动组件和调节组件，所述移动组件为具有预定长度的管状使得包裹所述导套，在所述移动组件的内表面一侧形成有容纳所述移动突起的上端的突起容纳槽，所述移动组件的外表面形成有螺纹槽，从而使得移动组件沿所述导套的外周面前后方向移动；所述调节组件为管状，其设置在所述移动组件的外侧并与所述移动组件螺栓结合；所述移动组件随所述调节组件的旋转而前进或后退，且所述复位弹簧的一端固定在所述调节组件，另一端固定在所述壳体的前端，从而使额外卷曲的复位弹簧随所述调节组件的旋转而复位到原状，进而使所述移动组件复位到原位置。
19.更加准确地，形成在所述移动组件外表面的螺纹槽为球形螺纹槽，所述调节组件的内表面为球头螺钉螺母。
20.基于上述结构的本发明的管道坡口机具有如下效果：使由于切割尖端的安装结构
生成的切屑不会被引入到管道坡口机内部。
21.并且，基于凹陷部的形状特征，能够将生成的切屑向外引导并通过排出孔自动排出。
22.并且，在一个切割尖端上形成有多个刀片和凹陷部，从而能够重复使用多次。
23.并且，基于复位弹簧的结构，能够快速切断生成的切屑，从而防止切屑缠结的情况。
24.并且，基于螺栓结合的移动组件和调节组件，能够精确调整切割尖端的位置。
附图说明
25.图1是本发明的优选实施例的管道坡口机的立体图。
26.图2是本发明的优选实施例的管道坡口机的侧截面示意图。
27.图3是图2的部分放大图。
28.图4是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端向后移动时的状态的侧截面示意图。
29.图5是图4的部分放大图。
30.图6是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端的立体图。
31.图7是示出本发明的优选实施例的安装有切割尖端的状态的平面示意图。
32.图8是示出现有的管道坡口机的切割尖端和管道的安装结构的正视示意图。
33.图9是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端和管道的安装结构正视示意图。
34.图10是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端切割管道端面的状态的立体图。
35.附图标记说明：
36.100：驱动部
37.110：马达
38.130：驱动轴
39.131：第一轴
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133：第二轴
40.134：调节槽
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135：结合槽
41.150：壳体
42.300：把手
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310：驱动按钮
43.500：调节部
44.501：滑动轴承
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503：位置固定环
45.510：轴承
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511：移动突起
46.530：导套
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531：导向槽
47.550：移动组件
48.551：突起容纳槽
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553：球形螺纹槽
49.570：调节组件
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590：复位弹簧
50.700：管道安装部
51.710：头部
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711：排出孔
52.730：保持夹具
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750：紧固构件
53.900：切割部
54.910：尖端固定架
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930：切割尖端
55.931：凹陷部
56.1000：管道坡口机
具体实施方式
57.结合附图更加具体地说明本发明的技术思想之前，应当理解，以下对于说明书及权利要求书中所使用的术语或单词的解释不能仅限于通常的或词典中的含义，在发明人为了以最佳的方式说明其发明而可以适当定义术语概念的原则上，应被解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
58.因此，以下说明书中记载的实施例和附图中示出的结构仅是本发明的优选实施例，并不旨在代表本发明的所有技术思想，因此可以理解为在提出本技术时，可以存在可代替的多种变形例。
59.下面，结合附图更加具体地说明本发明的技术思想。附图仅是用于更加具体地说明本发明的技术思想而示出的示例，本发明的技术思想不能限定于附图中的形式。
60.图1是本发明的优选实施例的管道坡口机的立体图。
61.本发明的优选实施例的管道坡口机1000用于对管道的端面进行切割并整理平整，如图1所示，其形状大致形成为枪状，包括驱动部100、把手300、调节部500、管道安装部700以及切割部900。
62.驱动部100驱动切割尖端以使得实质上用于切割管道末端部的切割尖端沿管道的圆周边缘旋转。
63.图2是本发明的优选实施例的管道坡口机的侧截面示意图；图3是图2的部分放大图；图4是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端向后移动时的状态的侧截面示意图；图5是图4的部分放大图。
64.如图2至5所示，驱动部100包括马达110、驱动轴130以及壳体150。
65.详细地，马达110连接在驱动轴130的后端，使驱动轴130旋转。
66.驱动轴130以第一轴131和第二轴133相互轴连接的方式构成，其中，第一轴131的前端为多边形形状，后端连接在所述马达110以接收驱动力；第二轴133为杆状，其中央部形成为直径较小从而形成有调节槽134，第二轴133的后端形成有与第一轴131的前端所对应的形状的结合槽135，从而与第一轴131的前端轴连接。驱动轴130基于第一轴131的前端和结合槽135的形状特征，第二轴133和第一轴131不仅可以一体旋转，而且随着第二轴133以前后方向地移动，驱动轴130具有能够可调节整体长度的形态。作为参考，图2和图3示出由于第二轴133向前移动，驱动轴130的长度变长的状态；图4和图5示出由于第二轴133向后移动，驱动轴130的长度变短的状态。另外，所述第二轴的前端结合有切割部900，所述切割部900包括切割尖端930，在说明调节部500和管道安装部700后，对其进行较为详细的说明。
67.壳体150包裹所述第一轴131的后端及马达110，并在其下侧延长形成有把手300。在把手300的一侧布置有控制所述马达110的驱动的驱动按钮310。
68.调节部500用于使所述第二轴133向前后方向移动，进而调节结合在第二轴133前
端的切割尖端930的位置。这种调节部500包括轴承510、导套530、移动组件550、调节组件570以及复位弹簧590。
69.轴承510插入到形成在第二轴133的调节槽134中，并向外侧形成有移动突起511。其中，轴承510为滚动轴承，其内环随第二轴133的旋转一起旋转，但其外环及外环上的移动突起511不受第二轴133的旋转的影响。
70.导套530为管状，其内周面配置为与所述驱动轴130的外周面相隔预定距离，使得与驱动轴130呈同心，后端固定在所述壳体150的前方。并且，在所述导套530在一侧沿前后方向形成有长长的导向槽531，该导向槽531中容纳所述移动突起511，从而限制移动突起511在前后方向上的移动范围。这里，所述移动突起511沿导向槽531向前后方向移动时，第二轴133也随之向前后方向移动。
71.移动组件550形成为管状使得包裹导套530的外周面，其相比于导套530的长度较短，内周面的一侧形成有容纳所述移动突起511的上端的突起容纳槽551，外周面形成有球形螺纹槽553。移动组件550以能够沿导套550的外周面向前后方向移动的方式结合，移动组件550的移动时，容纳在突起容纳槽551的移动突起511和第二轴133也随之移动。
72.在移动组件550的外侧以与移动组件550呈同心的方式布置有调节组件570，调节组件570为相比于所述移动组件550较长的管状。调节组件570的内侧面由球头螺钉螺母构成，与所述移动突起511螺栓结合。
73.这里，调节组件570可旋转地夹在所述壳体150和将在后面描述的管道安装部700之间以固定其前后方向的位置，调节组件570以驱动轴为中心，沿顺时针或逆时针方向旋转时，与调节组件570螺栓结合的移动组件550向前方或后方移动。此时，移动组件550移动时，第二轴133和切割尖端930也随之移动。
74.复位弹簧590为常规的螺旋弹簧，其形成为使得包裹所述驱动轴130，其一端固定在所述调节组件570，另一端固定在所述壳体150。其中，复位弹簧590结合为在调节组件570使移动组件550向后方移动到最大程度时是正常状态，通过外力使调节组件570旋转以用于使移动组件550向前方移动时，复位弹簧590随着额外卷曲而产生弹力，外力解除的瞬间，调节组件570基于复位弹簧590的弹力以原旋转方向的反方向旋转，使移动组件550向后移动到原位置。作为参考，为了充分发挥复位弹簧590的弹力，移动组件550的外侧面形成的球形螺纹槽具有非常大的导程值(lead value)。
75.综上所述，使调节部500的调节组件570以一个方向旋转时，移动组件550、移动突起511以及第二轴133向前方移动，从而调节安装在第二轴133前端的切割尖端930的位置；随着调节组件570以一个方向旋转时复位弹簧590产生弹力，而施加在调节组件570的外力被解除时，调节组件570自动向反方向旋转，从而及时向后方移动移动突起511和第二轴133。
76.此外，驱动轴130和导套530之间可进一步安装滑动轴承501，从而使得第二轴133更加容易地向前后方向移动，调节组件570的前端和后端可进一步安装位置固定环503。
77.此外，在调节组件570的外表面形成有沿外周边缘相隔预定距离的凹槽(图中未示出)；所述壳体150与调节组件570相接的部分还可以布置有限位件(stopper，图中未示出)，该限位件仅能沿前后方向滑动，向前方滑动时，其前端插入到任意一个所述凹槽中，以支撑使得调节组件570无法旋转，向后方滑动时，从所述凹槽脱离，使得调节组件570能够旋转。
78.管道安装部700包括头部710、保持夹具730以及紧固构件750。头部710形成为管状，其侧面形成有用于排出切屑的排出孔711，所述头部710固定在所述导套530的前端或与所述导套530一体成型。头部710的内部容纳所述切割部900，优选地，所述排出孔711的形成位置与所述切割尖端930的安装位置相对应。切割对象的管道10以与头部710呈同心的方式插入至头部710的内侧前端部。为了牢固地固定多种直径规格的管道10，在所述头部710的内侧前端部插入一对半圆形状的保持夹具730，在头部710的一侧布置有能够调节所述一对保持夹具730之间距离的紧固构件750，其中，保持夹具730和紧固构件750结构与现有技术中保持夹具730及紧固构件750的结构相同，因此省略对其的详细说明。
79.作为参考，所述管道10通过插入并固定在所述一对保持夹具730之间。
80.切割部900包括尖端固定架910及切割尖端930。
81.尖端固定架910为从所述第二轴133的前端向前突出的板状，从第二轴133的中心向一侧偏离，在其中央部沿上下方向形成有螺纹槽。并且，尖端固定架910还包括支撑壁，该支撑壁向第二轴133的中心方向一侧的边缘处向上突出。
82.图6是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端的立体图。
83.如图6所示，切割尖端930形成为长方体形状且为平坦的形状，即其上下方向的长度均比左右方向和前后方向的长度短，在中央部沿上下方向形成有螺纹槽。所述切割尖端930在不相邻的两个面，更准确地，在上表面和下表面的每个边缘处均形成有刀片933，沿形成所述刀片933的方向形成有以弧形凹陷的凹陷部931。此时，每个所述凹陷部931的直径在沿着向边缘一侧的方向上逐渐增大。并且，凹陷部931的曲率半径也随之逐渐增大。这是由于曲率半径越大，切割管道10时生成的螺旋状的切屑卷起的直径越小，使得生成的切屑长度越长，其卷起的螺旋状的切屑的直径越小，从而减小切屑的体积降低切屑的缠结现象。另一方面，在切割尖端930的上表面和下表面的各边缘上分别形成刀片933，在一侧边缘的刀片933磨损时可以通过改变安装方向使用另一侧边缘处的刀片933，从而使每个切割尖端930具有8个刀片933可使用，因此具有经济效果。
84.图7是示出本发明的优选实施例的安装有切割尖端的状态的平面示意图。
85.如图7所示，切割尖端930在放置在所述尖端固定架910上的状态下，通过尖端固定架910上的螺纹槽螺栓结合切割尖端930和尖端固定架910。此时，所述切割尖端930一侧边缘处的刀片933与所述驱动轴130相互垂直。并且，所述切割尖端930的前后方向长度相比所述尖端固定架910的长度长，因此切割尖端930的前端部向尖端固定架910的前方突出。切割尖端930安装在所述尖端固定架910上时，用于切割管道10的刀片933a为向尖端固定架910的前方突出的刀片933，更准确地，向尖端固定架910的前方突出的刀片933中，位于驱动轴130旋转方向的刀片933为用于切割管道10末端面的刀片933a。并且，用于切割管道10末端面的刀片911a与管道10末端面的一侧相接且具有一定倾斜度，优选地，用于切割末端面的刀片933a和管道10的末端面以垂直的方式相接。
86.图8是示出现有的管道坡口机的切割尖端和管道的安装结构的正视示意图。
87.如图8所示，现有的管道坡口机中，切割尖端930的用于切割管道10末端面的刀片933a与管道10的中心点处于同一条线上，因此，由于管道10的形状特征，存在形成的切屑被引入到管道10内部的问题。
88.图9是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端和管道的安装结构正视
示意图。
89.为了解决上述问题，如图7所示，本发明的优选实施例的管道坡口机中，切割尖端930以角度a大于角度b的方式进行设置，其中，角度a是指贯穿管道10的中心点o和管道10的外周另一侧的假想基准线l到在切割尖端930的旋转方向上刀片933a和管道10的内周边缘接触的点的角度；角度b是指从所述基准线l到在切割尖端930的旋转方向上刀片933a和管道10的外周边缘接触的点的角度。如上所述，通过这种设置方式设置切割尖端930，可以使沿切割尖端930的旋转方向生成的切屑自动生成在管道10的外侧方向，从而能够防止切屑被引入管道10内部的问题。
90.图10是示出本发明的优选实施例的管道坡口机的切割尖端切割管道的端面的状态的立体图。
91.特别地，与切割管道10末端面的刀片933a对应的凹陷部931中，直径和曲率半径较大的部分朝向管道10的外侧，不仅能够通过凹陷部931向管道10外侧引导生成的切屑，从而更加有效地防止切屑被引入管道10内部，而且还具有通过排出孔自动排出被引导至外侧的切屑1的效果。
92.进一步地，如上所述，通过增大所述凹陷部931的曲率半径，使以螺旋状缠绕生成的切屑的直径变小，预防切屑缠结的问题，并且，由于切屑的体积小而能够通过排出孔流畅地排出切屑。
93.并且，具有切割管道10末端部时生成的切屑长度大于预定长度，进而导致切屑缠结的担忧时，可通过解除施加在所述调节组件570上的外力，使与管道10的末端面接触的切割尖端930立即隔开，进而快速地切断连续生成的切屑1。
94.本发明的技术思想不能限定于上述的实施例。本发明的适用范围广泛，且在不脱离权利要求书所请求保护的本发明的主旨的情况下，本领域技术人员可进行多种变型。因此，这种改善及修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，均属于本发明的保护范围。
95.基于本发明的坡口机，由于切割尖端和凹陷部的结构，切屑在不会被引入到管道内部的同时还可以通过排出孔自动向外侧排出；一个切割尖端具有多个刀片和凹陷部，从而能够重复使用多次；由于复位弹簧的结构，能够预防生成的切屑缠结；由于螺栓结合的移动组件和调节组件，能够精确调整切割尖端的位置，因此，跨越了现有技术的限制，使得不仅仅是对于相关技术的利用，也使适用相关技术的设备在市场或者销售方面具有充分的可能性，并且能够在实际中清楚地实施，因此，本发明具有工业上的实用性。