一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置及方法与流程

1.本发明属于钢管坡口加工技术领域，具体涉及一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置及方法。


背景技术：

2.受成型工艺及运输条件影响，金属直缝焊管的长度有限，在石油化工、海洋工程、油气输送、基建工程等行业需要较长的金属直缝焊管，因此需要对多根金属直缝焊管进行焊接加工，管端倒角加工装置主要用于对管道端面进行倒角坡口加工，从而便于后续焊接加工，管端的坡口倒角精度直接了管材焊接质量。现有的倒角坡口加工装置大多不便于调节压紧模具的位置，多采用整体焊接式安装，不便于根据金属管道外形进行相应调节，难以满足不同尺寸规格管材的生产需求；现有的倒角坡口加工装置为单侧加工倒角后反向加持坯料，再对另一侧管段进行倒角加工，使得生产周期变长，效率低下。上述传统加工装置均单独采用内支撑或外加持结构形式，在加工过程中切削力将引起管端尺寸发生微小变化，影响后续的焊接加工。因此，发明了厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置，形成与装置匹配的工艺技术，可以很好的克服传统装备的缺陷，有效提高生产线的生产效率以及管端的坡口倒角精度。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题提供了一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置及方法。
4.为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置，包括送料小车和工作主机，所述送料小车设置在送料轨道上，在所述送料小车的中部固定设置有v型支撑台，在所述v型支撑台的左右两侧均设置有液压载管台，所述液压载管台由v型载管台和位于v型载管台下方的载管液压缸组成，所述载管液压缸的缸体固定设置在送料小车上，所述载管液压缸的活塞杆与v型载管台固定连接；所述工作主机有两个，分别对称设置在送料轨道的两侧，所述工作主机包括移动支座，所述移动支座滑动设置在底座上，在所述移动支座上设置有机架，在所述机架内设置有减速箱，在所述机架上设置有工作电机，用于向减速箱输入动力，所述减速箱的输出轴上安装有转盘，在所述转盘上安装有卡台，所述卡台有4个，呈圆周均匀排列设置在转盘上，在所述卡台的一侧设置有刀座，在所述刀座的另一侧设置有一号挡块，所述一号挡块与卡台相对设置，所述一号挡块通过固定螺钉固定在转盘上，在所述一号挡块的侧面还设置有一号紧固螺钉，所述一号紧固螺钉垂直于固定螺钉设置，所述一号紧固螺钉的内侧端与刀座的侧面相接触，在所述刀座的背面固定设置有一号滑块，所述一号滑块螺纹连接在一号丝杠上，所述一号丝杠安装在转盘上，在所述刀座的正面设置有l型卡座，在所述l型卡座内卡装有刀台，所述刀台呈工字型，在所述刀台的另一侧设置有l型挡块，所述l型挡块与l型卡
座相对设置，共同完成对刀台的固定，所述l型挡块通过固定螺钉与刀座固定连接，在所述l型挡块远离刀台的一侧设置有二号挡块，所述二号挡块通过固定螺钉与刀座固定连接，在所述二号挡块上还设置有二号紧固螺钉，所述二号紧固螺钉与一号紧固螺钉平行设置，所述二号紧固螺钉的内侧端与l型挡块的侧面相接触，在所述刀台上表面的靠近转盘圆心的一侧可转动的设置有内圆滚轮，用于支撑管材防止车倒角时变形，同时也可以滚圆，保持圆度，在所述刀台上表面的中部设置有安装槽，在所述安装槽内放置有两个相对设置的楔形块，在所楔形块的外侧面放置有车刀，在所述车刀的外侧面设置有压紧板，所述压紧板通过固定螺钉与刀台连接，在所述刀座的一侧设置有与刀座平行的一号刻度尺，用于测量刀座的位置，所述一号刻度尺安装在转盘上，在相邻的所述刀座之间均设置有外圆滚轮，所述外圆滚轮可转动的设置卧式液压缸的活塞杆上，所述卧式液压缸安装在转盘上，在所述卧式液压缸的一侧设置有二号刻度尺，用于测量外圆滚轮的伸出长度，在所述机架与送料轨道之间设置有管材抱紧机构，所述管材抱紧机构固定设置在底座上，所述管材抱紧机构包括上夹块和下夹块，在所述上夹块和下夹块的相对面的中部均设置有抱紧凹槽，在所述抱紧凹槽的两侧设置有主液压缸，用于上夹块和下夹块之间的夹紧，所述主液压缸的缸体和活塞杆分别连接在上夹块和下夹块上。
5.进一步，在所述移动支座的下表面中部固定设置有二号滑块，所述二号滑块螺纹连接在二号丝杠上，所述二号丝杠通过轴承座安装在移动支座下方的地基上，所述二号丝杠的其中一端通过联轴器与丝杠电机的输出轴连接，在所述丝杠电机的输出轴上还设置有制动器，所述丝杠电机固定安装在地基上。
6.再进一步，所述二号滑块包括与二号丝杠螺纹连接的小滑块，所述小滑块设置在方形套的内部，在所述小滑块的上下表面均固定连接有一号转轴，两个所述一号转轴可转动的连接在方形套的上侧壁和下侧壁上，在所述方形套的左右两侧均设置有固定板，在所述方形套左侧壁和右侧壁的外表面均固定连接有二号转轴，两个所述二号转轴分别可转动的连接在两个固定板上，所述固定板与移动支座固定连接；通过小滑块与方形套的铰接以及方形套与固定板的铰接，实现了二号滑块自身可以产生一定角度的偏转，从而适应二号丝杠产生弯曲的突发状况。
7.更进一步，在所述二号滑块的两侧以及轴承座的内侧均设置有防护罩，所述防护罩为可伸缩型防护罩，防止碎屑进入二号滑块与二号丝杠之间的缝隙，磨损二号丝杠。
8.更进一步，在所述工作主机与送料轨道之间设置有v型液压支撑台，所述v型液压支撑台包括v型台，在所述v型台中部的下方设置有主支撑液压缸，所述主支撑液压缸的缸体和活塞杆分别与地基和v型台固定连接，在所述支撑主液压缸的两侧设置有辅助支撑液压缸，所述辅助支撑液压缸的缸体与地基铰接，所述辅助支撑液压缸的活塞杆与v型台连接。
9.更进一步，在所述v型台、v型支撑台和v型载管台的上表面均设置有垫片层，用于放置管材，同时在磨损或者损坏后方便更换，避免v型台、v型支撑台或v型载管台损伤，节省成本。
10.更进一步，在所述v型液压支撑台与工作主机之间设置有废料收集池，在所述工作主机的下方设置有废料传送带，用于将落下的废料输送至废料收集池。
11.更进一步，在所述下夹块的两侧面均设置有辅助液压缸，所述辅助液压缸的缸体
铰接在下夹块的侧面，所述辅助液压缸的活塞杆铰接在上夹块的侧面，在主液压缸工作时提供一定的动力，起到辅助作用，使工作更加的顺利。
12.更进一步，在所述抱紧凹槽内设置有橡胶层，用于夹紧时的缓冲，防止损坏管材的表面，同时提高摩擦系数，防止管材转动。
13.更进一步，所述内圆滚轮呈锥状，前端直径小，可以在管材没有完全对其的情况下，起到导向作用，使管材顺利进入到车削位置。
14.一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工方法，包括以下步骤：首先将焊管坯料放至在v型支撑台上，随后通过送料小车将焊管坯料送至两个工作主机之间，通过载管液压缸的升降动作与主支撑液压缸和辅助支撑液压缸的升降动作配合将焊管坯料放置在两个v型液压支撑台上，随后丝杠电机工作，在二号丝杠和二号滑块的作用下移动支座在底座上滑动，以使转盘靠近焊管坯料的端部，同时通过主液压缸和辅助液压缸的动作，带动上夹块向下运动，以配合下夹块夹紧焊管坯料，管材抱紧机构夹紧焊管坯料之后，手动转动一号丝杠调整刀座的位置，使内圆滚轮紧贴焊管坯料的内侧面，同时根据加工的需求调整车刀的位置，通过卧式液压缸带动外圆滚轮贴紧焊管坯料的外侧面，随后工作电机工作转动，进行焊管坯料的端面加工，二号丝杠和二号滑块配合完成进给工作，同时废料传送带工作，将加工产生的废料输送至废料收集池内。
15.与现有技术相比本发明具有以下优点：本发明两个工作主机相对设置，可以实现管材两侧端面的同时加工，提高了加工效率和加工精度；本发明设置的内圆滚轮和外圆滚轮均可调节位置，可根据不同口径的金属管道做相应的调节，满足不同尺寸规格管材的生产需求；同时本发明设置的内圆滚轮和外圆滚轮同时夹持的结构形式，不仅可以支撑管材防止车倒角时变形，同时也可以确保管材端部在受切削力的情况下不发生变形，保持管材端面圆度。
附图说明
16.图1为本发明的俯视图；图2为本发明图1中d
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d截面的剖视图；图3为本发明图1中c
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c截面的剖视图；图4为本发明车刀的安装示意图；图5为本发明车刀的安装示意图；图6为本发明图1中b
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b截面的剖视图；图7为本发明图3中e
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e截面的剖视图；图8为本发明二号滑块的结构示意图；图9为本发明v型液压支撑台的结构示意图；图10 为本发明端面加工的原理图。
具体实施方式
17.为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。
18.如图1至图10所示，一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工装置，包括送料小车1和工作主机，
所述送料小车1设置在送料轨道2上，在所述送料小车1的中部固定设置有v型支撑台3，在所述v型支撑台3的左右两侧均设置有液压载管台4，所述液压载管台4由v型载管台和位于v型载管台下方的载管液压缸组成，所述载管液压缸的缸体固定设置在送料小车1上，所述载管液压缸的活塞杆与v型载管台固定连接；所述工作主机有两个，分别对称设置在送料轨道2的两侧，所述工作主机包括移动支座5，所述移动支座5滑动设置在底座6上，在所述移动支座5上设置有机架7，在所述机架7内设置有减速箱8，在所述机架7上设置有工作电机9，用于向减速箱8输入动力，所述减速箱8的输出轴上安装有转盘10，在所述转盘10上安装有卡台11，所述卡台11有4个，呈圆周均匀排列设置在转盘10上，在所述卡台11的一侧设置有刀座12，在所述刀座12的另一侧设置有一号挡块13，所述一号挡块13与卡台11相对设置，所述一号挡块13通过固定螺钉14固定在转盘10上，在所述一号挡块13的侧面还设置有一号紧固螺钉15，所述一号紧固螺钉15垂直于固定螺钉14设置，所述一号紧固螺钉15的内侧端与刀座12的侧面相接触，在所述刀座12的背面固定设置有一号滑块16，所述一号滑块16螺纹连接在一号丝杠17上，所述一号丝杠17安装在转盘10上，在所述刀座12的正面设置有l型卡座18，在所述l型卡座18内卡装有刀台19，所述刀台19呈工字型，在所述刀台19的另一侧设置有l型挡块20，所述l型挡块20与l型卡座18相对设置，共同完成对刀台19的固定，所述l型挡块20通过固定螺钉14与刀座12固定连接，在所述l型挡块20远离刀台19的一侧设置有二号挡块21，所述二号挡块21通过固定螺钉14与刀座12固定连接，在所述二号挡块21上还设置有二号紧固螺钉22，所述二号紧固螺钉22与一号紧固螺钉15平行设置，所述二号紧固螺钉22的内侧端与l型挡块20的侧面相接触，在所述刀台19上表面的靠近转盘10圆心的一侧可转动的设置有内圆滚轮23，用于支撑管材防止车倒角时变形，同时也可以滚圆，保持圆度，所述内圆滚轮23呈锥状，前端直径小，可以在管材没有完全对其的情况下，起到导向作用，使管材顺利进入到车削位置，在所述刀台19上表面的中部设置有安装槽24，在所述安装槽24内放置有两个相对设置的楔形块25，在所楔形块25的外侧面放置有车刀26，在所述车刀26的外侧面设置有压紧板27，所述压紧板27通过固定螺钉14与刀台19连接，在所述刀座12的一侧设置有与刀座12平行的一号刻度尺28，用于测量刀座12的位置，所述一号刻度尺28安装在转盘10上，在相邻的所述刀座12之间均设置有外圆滚轮29，所述外圆滚轮29可转动的设置卧式液压缸41的活塞杆上，所述卧式液压缸41安装在转盘10上，在所述卧式液压缸41的一侧设置有二号刻度尺30，用于测量外圆滚轮29的伸出长度，在所述机架7与送料轨道2之间设置有管材抱紧机构31，所述管材抱紧机构31固定设置在底座6上，所述管材抱紧机构31包括上夹块3101和下夹块3102，在所述上夹块3101和下夹块3102的相对面的中部均设置有抱紧凹槽3103，在所述抱紧凹槽3103内设置有橡胶层3106，用于夹紧时的缓冲，防止损坏管材的表面，同时提高摩擦系数，防止管材转动。在所述抱紧凹槽3103的两侧设置有主液压缸3104，用于上夹块3101和下夹块3102之间的夹紧，所述主液压缸3104的缸体和活塞杆分别连接在上夹块3101和下夹块3102上，在所述下夹块3102的两侧面均设置有辅助液压缸3105，所述辅助液压缸3105的缸体铰接在下夹块3102的侧面，所述辅助液压缸3105的活塞杆铰接在上夹块3101的侧面，在主液压缸3104工作时提供一定的动力，起到辅助作用，使工作更加的顺利。
19.在所述移动支座5的下表面中部设置有二号滑块32，在所述二号滑块32的两侧以及轴承座的内侧均设置有防护罩36，所述防护罩36为可伸缩型防护罩，防止碎屑进入二号
滑块32与二号丝杠33之间的缝隙，磨损二号丝杠33，所述二号滑块32包括与二号丝杠33螺纹连接的小滑块3201，所述小滑块3201设置在方形套3202的内部，在所述小滑块3201的上下表面均固定连接有一号转轴3204，两个所述一号转轴3204可转动的连接在方形套3202的上侧壁和下侧壁上，在所述方形套3202的左右两侧均设置有固定板3203，在所述方形套3202左侧壁和右侧壁的外表面均固定连接有二号转轴3205，两个所述二号转轴3205分别可转动的连接在两个固定板3203上，所述固定板3203与移动支座5固定连接，所述二号丝杠33通过轴承座安装在移动支座5下方的地基上，所述二号丝杠33的其中一端通过联轴器与丝杠电机34的输出轴连接，在所述丝杠电机34的输出轴上还设置有制动器35，所述丝杠电机34固定安装在地基上。
20.在所述工作主机与送料轨道2之间设置有v型液压支撑台37，所述v型液压支撑台37包括v型台3701，在所述v型台3701中部的下方设置有主支撑液压缸3702，所述主支撑液压缸3702的缸体和活塞杆分别与地基和v型台3701固定连接，在所述支撑主液压缸3104的两侧设置有辅助支撑液压缸3703，所述辅助支撑液压缸3703的缸体与地基铰接，所述辅助支撑液压缸3703的活塞杆与v型台3701连接。在所述v型台3701、v型支撑台3和v型载管台的上表面均设置有垫片层38，用于放置管材，同时在磨损或者损坏后方便更换，避免v型台3701、v型支撑台3或v型载管台损伤，节省成本。
21.在所述v型液压支撑台37与工作主机之间设置有废料收集池39，在所述工作主机的下方设置有废料传送带40，用于将落下的废料输送至废料收集池39。
22.一种厚壁金属直缝焊管管端倒角自动加工方法，包括以下步骤：首先将焊管坯料放至在v型支撑台3上，随后通过送料小车将焊管坯料送至两个工作主机之间，通过载管液压缸的升降动作与主支撑液压缸3702和辅助支撑液压缸3703的升降动作配合将焊管坯料放置在两个v型液压支撑台37上，随后丝杠电机34工作，在二号丝杠33和二号滑块32的作用下移动支座5在底座6上滑动，以使转盘10靠近焊管坯料的端部，同时通过主液压缸3104和辅助液压缸3105的动作，带动上夹块3101向下运动，以配合下夹块3102夹紧焊管坯料，管材抱紧机构31夹紧焊管坯料之后，手动转动一号丝杠17调整刀座12的位置，使内圆滚轮23紧贴焊管坯料的内侧面，同时根据加工的需求调整车刀26的位置，通过卧式液压缸41带动外圆滚轮29贴紧焊管坯料的外侧面，随后工作电机9工作转动，进行焊管坯料的端面加工，二号丝杠33和二号滑块32配合完成进给工作，同时废料传送带40工作，将加工产生的废料输送至废料收集池39内。
23.以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
24.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。