一種定徑銑皮的加工設備的製作方法

2023-10-28 21:52:14

本實用新型涉及管坯銑皮加工技術領域，更具體地說，涉及一種定徑銑皮的加工設備。

背景技術：

連鑄後的管坯表面一般含有少量的氧化物和殘渣；且由於鑄模磨損，管坯表面也會變得粗糙並可能出現細小裂紋。這些缺陷若不消除，將導致最終產品出現質量問題。因此，在目前廣泛應用的鑄軋生產線中，在連鑄設備與軋制設備之間通常都配置有表面機加工(常用銑削或車削)設備，來去除管坯表面缺陷及氧化層；通常表面缺陷及氧化層單邊厚度約0.3mm。

但是連鑄的管坯有三個特點，一是鑄造出來的管坯在冷卻後會產生彎曲；二是由於使用過程中的磨損，同一副鑄模鑄造出來的管坯外徑大小有差異；三是管坯從結晶器出來後有被牽引機夾扁的現象。鑄造管坯的以上特點對銑皮加工質量影響很大，如果任何鑄造表面缺陷殘存在管坯上，它將對最終的管材製品(特別是薄壁的製冷空調用精密銅管)的產品質量產生極為不利的影響。若銑削的深度過淺，則會發生漏銑進而影響到最終的產品質量。

在實際生產中，同一批次鑄造出來的管坯外徑最大相差0～1mm，不同外徑的管坯後一根的頭部頂住前一根的尾部，一根接一根的進入到銑皮設備中，由於各根管坯的外徑沒有經過測量，且在線調整銑刀的壓下量難於實現，操作人員停機調整又比較繁瑣，導致實際生產過程中，只能按照銑削乾淨同一批次所有管坯外徑缺陷的原則，調整銑刀的壓下量進行銑削，通常單邊銑削量達到0.8～1mm，遠遠大於缺陷層的厚度，導致銑削工序的產品成材率非常低，也加劇了銑刀的磨損及設備的損耗。

技術實現要素：

為克服現有技術中的缺點與不足，本實用新型的目的在於提供一種可消除鑄造原因引起的不同管坯外徑差異、大幅度減小銑削深度、減少管坯表面加工量、提高材料利用率和產品成材率的定徑銑皮的加工設備。

為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現：一種定徑銑皮的加工設備，其特徵在於：包括：

用於將管坯夾緊傳輸、並且將管坯反彎矯直來消除管坯彎曲的夾送矯直裝置；

用於繞管坯表面作滾壓運動以將管坯外徑壓製成設定外徑值的定徑裝置；

用於管坯外表面銑削的銑皮裝置；

用於將管坯輸出的出料夾送裝置；

所述夾送矯直裝置、定徑裝置、銑皮裝置和出料夾送裝置依次連接。

本實用新型加工設備的工作原理是，先將管坯在夾送矯直裝置中夾緊向前傳輸，管坯經過反彎矯直將管坯彎曲處壓平來消除管坯彎曲實現矯直效果；然後將管坯送進定徑裝置，由於之前經過矯直，管坯具有良好的直線度，使管坯能夠順利地進入定徑裝置中；定徑裝置繞管坯表面作滾壓處理，使管坯外徑壓製成設定外徑值；之後銑皮裝置將管坯外表面銑削；最後管坯出料。本實用新型加工設備先將管坯矯直和定徑，使管坯外徑統一後再進行銑削，可大幅度地減小銑削深度，減少管坯表面加工量，提高材料的利用率和產品的成材率。

優選地，所述夾送矯直裝置包括矯直輥組一和矯直輥組二；所述矯直輥組一包括若干矯直輥一；所述矯直輥組二包括若干矯直輥二；各個矯直輥一和矯直輥二分別與旋轉驅動模塊一連接，以實現矯直輥一與矯直輥二之間反向轉動；各個矯直輥一與矯直輥二交錯布設在管坯兩側。矯直輥組一和矯直輥組二的作用是：(一)矯直輥組一與矯直輥組二之間反向轉動帶動管坯前進，為後續定徑裝置和銑皮裝置提供管坯前進的動力；(二)矯直輥一和矯直輥二交錯設置在管坯兩側實現管坯反彎矯直，消除管坯的彎曲，使管坯能夠順利進入定徑裝置中；(三)夾緊管坯，防止在定徑過程及銑皮過程中管坯發生轉動。

優選地，在夾送矯直裝置輸入側矯直輥一與矯直輥二在管坯徑向上的距離＜在夾送矯直裝置輸出側矯直輥一與矯直輥二在管坯徑向上的距離。該設計的好處是：反彎作用從夾送矯直裝置輸入側到夾送矯直裝置輸出側逐漸遞減，有利於提高矯直效果。

優選地，所述定徑裝置包括轉轂和可自轉地設置在轉轂內部容納腔的若干定徑輥；各個定徑輥沿與管坯中心同心的圓周一均勻分布；所述轉轂連接有旋轉驅動模塊二，以實現轉轂旋轉。由於各個定徑輥公轉的同時，緊緊夾緊管坯，而管坯在夾送矯直裝置的夾持下不能轉動，故各個定徑輥隨著轉轂公轉的同時產生被動自轉，完成對管坯外表面的滾壓加工，使管坯具有統一外徑和良好的圓柱度，消除鑄造原因引起的不同管坯外徑差異；定徑輥自轉可避免定徑輥與管坯之間的滑動摩擦，提高定徑後管坯表面的質量，及減少定徑輥輥面磨損，有利於延長使用壽命。

優選地，各個定徑輥通過調整系統設置在轉轂內部容納腔中；所述調整系統包括位於轉轂內部容納腔中的調整盤和若干楔形塊；楔形塊數量與定徑輥數量相同；所述調整盤通過可移動結構與轉轂連接，以實現調整盤可沿管坯前進方向往復移動；各個楔形塊分別可滑動地設置在調整盤的同一側面上，以實現楔形塊沿管坯徑嚮往復移動；所述轉轂內壁沿管坯前進方向逐漸向下傾斜或向上傾斜形成斜面；各個楔形塊分別與所述斜面可滑動連接，以實現楔形塊在調整盤帶動下沿管坯前進方向移動的同時受斜面限制沿管坯徑向發生位移；所述定徑輥可自轉地設置在楔形塊遠離轉轂內壁的一側。該設計的好處是，將調整盤沿管坯前進方向推動，楔形塊在調整盤帶動下沿管坯前進方向移動的同時受斜面限制沿管坯徑向也發生位移，楔形塊與管坯中心之間的距離發生變化；因此設置在楔形塊上的定徑輥與管坯中心之間的距離也發生變化。各個定徑輥與管坯之間的距離可作調整，從而調整各個定徑輥所形成的包絡孔型，可使加工設備適用於不同規格的管坯，定徑後的管坯外徑尺寸也可進行調整。

優選地，各個定徑輥軸線與管坯軸向之間分別形成相同大小與方向的傾斜角α。定徑輥與管坯之間不平行，定徑輥作用在管坯外表面時，一方面提供向內壓力使管坯外徑縮小，另一方面提供推動力輔助管坯前進。

優選地，所述銑皮裝置包括箱體和轉體，以及若干銑刀；所述轉體通過旋轉驅動模塊三設置在箱體中以實現旋轉；箱體中設置有與管坯中心同心的圓環；圓環帶有內齒；各個銑刀的刀軸分別可旋轉地設置在轉體同一側面上，且各個銑刀沿與管坯中心同心的圓周二均勻分布；各個銑刀的刀軸上分別套設有傳動齒輪；各個傳動齒輪分別通過過渡齒輪與圓環嚙合；各個過渡齒輪分別可旋轉地設置在轉體上。轉體轉動時帶動銑刀公轉；同時轉體轉動帶動過渡齒輪公轉，過渡齒輪由於與內齒嚙合而發生自轉，使與過渡齒輪嚙合的傳動齒輪以及與傳動齒輪連接的銑刀也發生自轉。銑刀圍繞管坯的自轉與公轉實現了對管坯外表面的銑削，銑削工藝效果好，可提高管坯外表面的光滑度。

優選地，所述各個銑刀的刀軸分別可旋轉地設置在轉體上是指，轉體上開設有若干安裝孔，各個安裝孔中分別設有偏心套，銑刀的刀軸可旋轉地設置在偏心套中；所述轉體上設有可旋轉的調整套；各個偏心套分別鉸接有連杆，各個連杆遠離偏心套的一端分別與調整套鉸接，以實現調整套旋轉帶動各個偏心套同時轉動，從而同時調整各個銑刀與管坯中心之間的距離。通過旋轉調整套，連杆拉動偏心套轉動，從而可以調整銑刀與管坯中心之間的距離，使加工設備適用於不同規格的管坯，還可調整銑削深度，使銑皮後的管坯更符合加工要求。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點與有益效果：

1、本實用新型加工設備先將管坯矯直和定徑，使管坯直線度良好及外徑統一後再進行銑削，可消除鑄造原因引起的不同管坯外徑差異，大幅度地減小銑削深度，減少管坯表面加工量，提高材料的利用率和產品的成材率；

2、本實用新型加工設備可適用於不同規格的管坯，調整定徑後的管坯外徑尺寸，還可調整銑皮後的管坯外徑尺寸；

3、本實用新型加工設備可減少磨損，延長使用壽命；銑削工藝效果好，可提高管坯外表面的光滑度。

附圖說明

圖1是本實用新型加工設備的結構示意圖；

圖2是本實用新型加工設備中定徑裝置的結構示意圖之一；

圖3是本實用新型加工設備中定徑裝置的結構示意圖之二；

圖4是圖3中在A向的定徑輥與管坯之間形成傾斜角的示意圖；

圖5是本實用新型加工設備中銑皮裝置的結構示意圖之一；

圖6是本實用新型加工設備中銑皮裝置的結構示意圖之二；

圖7是本實用新型加工設備中銑皮裝置的結構示意圖之三；

其中，1為夾送矯直裝置、11為矯直輥組一、12為矯直輥組二、2為定徑裝置、21為轉轂、22為定徑輥、23為旋轉驅動模塊二、24為楔形塊、25為調整盤、26為可移動結構、3為管坯、4為銑皮裝置、41為箱體、42為轉體、43為銑刀、431為銑刀的刀軸、44為圓環、45為偏心套、46為傳動齒輪、47為過渡齒輪、48為調整套、49為連杆、5為出料夾送裝置、6為排屑裝置。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的描述。

實施例

本實施例定徑銑皮的加工設備，其結構如圖1～圖7所示；包括夾送矯直裝置1、定徑裝置2、銑皮裝置4和出料夾送裝置5；夾送矯直裝置1、定徑裝置2、銑皮裝置4和出料夾送裝置5依次連接。

夾送矯直裝置1包括矯直輥組一11和矯直輥組二12；矯直輥組一包括若干矯直輥一；所述矯直輥組二包括若干矯直輥二；各個矯直輥一和矯直輥二分別與旋轉驅動模塊一連接，以實現矯直輥一與矯直輥二12之間反向轉動；各個矯直輥一與矯直輥二交錯布設在管坯兩側。矯直輥一和矯直輥二的總數量大於五，以確保充分的矯直及夾緊防止管坯轉動。矯直輥組一11和矯直輥組二12的作用是：(一)矯直輥組一11與矯直輥組二12之間反向轉動帶動管坯前進，為後續定徑裝置2和銑皮裝置4提供管坯前進的動力；(二)矯直輥一和矯直輥二交錯設置在管坯兩側實現管坯反彎矯直，消除管坯的彎曲，使管坯能夠順利進入定徑裝置2中；(三)夾緊管坯，防止在定徑過程及銑皮過程中管坯發生轉動。

在夾送矯直裝置1中，各夾送矯直輥在管坯徑向方向上，相對於管坯中心線的距離可調。在夾送矯直裝置1輸入側矯直輥一與矯直輥二在管坯徑向上的距離＜在夾送矯直裝置1輸出側矯直輥一與矯直輥二在管坯徑向上的距離。該設計的好處是：反彎作用從夾送矯直裝置輸入側到夾送矯直裝置輸出側逐漸遞減，有利於提高矯直效果。

定徑裝置2包括轉轂21和可自轉地設置在轉轂21內部容納腔的若干定徑輥22；本實施例以三個定徑輥來進行說明，實際應用中定徑輥數量為兩個以上。三個定徑輥22沿與管坯中心同心的圓周一均勻分布；轉轂21連接有旋轉驅動模塊二23，以實現轉轂21旋轉。三個定徑輥22隨著轉轂21公轉的同時被動自轉，完成對管坯外表面的滾壓加工，將管坯外徑壓製成設定外徑值，該設定外徑值由定徑輥與管坯中心之間的距離決定；使管坯具有統一外徑和良好的圓柱度，消除鑄造原因引起的不同管坯外徑差異；定徑輥22自轉可避免定徑輥22與管坯之間的滑動摩擦，提高被定徑後管坯的表面質量，減少定徑輥22的磨損，有利於延長使用壽命。

為了定徑裝置2能夠將管坯壓製出不同外徑規格，三個定徑輥22通過調整系統設置在轉轂21內部容納腔中。具體地說，調整系統包括位於轉轂21內部容納腔中的調整盤25和三個楔形塊24；調整盤25通過可移動結構26支撐在轉轂21上，以實現調整盤25可沿管坯前進方向往復移動；三個楔形塊24分別可滑動地設置在調整盤25的同一側面上，通過聯結塊與調整盤25軸向聯結，調整盤25可沿管坯前進方向往復移動帶動楔形塊24往復移動；轉轂21內壁沿管坯前進方向逐漸向下傾斜或向上傾斜形成斜面；三個楔形塊24分別與斜面可滑動連接，以實現楔形塊24在調整盤25帶動下沿管坯前進方向往復移動的同時受斜面限制沿管坯徑向發生位移；定徑輥22可自轉地設置在楔形塊24遠離轉轂21內壁的一側。該設計的好處是，將調整盤25沿管坯前進方向推動，楔形塊24在調整盤25帶動下沿管坯前進方向移動的同時受斜面限制沿管坯徑向也發生位移，楔形塊24與管坯中心之間的距離發生變化；因此設置在楔形塊24上的定徑輥22與管坯中心之間的距離也發生變化。可移動結構26可採用現有可移動結構，例如螺紋副；螺紋副包括相螺接的內螺紋部和外螺紋部；調整盤25與內螺紋部連接；外螺紋部可轉動地與轉轂21連接，並軸向定位在轉轂21上，外螺紋部的轉動帶動內螺紋部和調整盤25沿管坯前進方向往復移動。三個定徑輥22與管坯之間的距離可作調整，從而調整三個定徑輥所形成的包絡孔型來改變管坯的設定外徑值，可使加工設備適用於不同規格的管坯，定徑後的管坯外徑尺寸也可進行調整。

優選地，各個定徑輥22的軸線與管坯軸向之間分別形成相同大小與方向的傾斜角α。定徑輥22與管坯之間不平行，定徑輥22作用在管坯外表面時，一方面提供向內壓力使管坯外徑縮小，另一方面提供推動力輔助管坯前進。

銑皮裝置4包括箱體41和轉體42，以及若干銑刀43。銑刀43的數量為兩個、三個、四個，甚至更多；本實施例以三個銑刀為例進行說明。轉體42通過旋轉驅動模塊三設置在箱體41中以實現旋轉；箱體41中設置有與管坯中心同心的圓環44；圓環44帶有內齒；各個銑刀的刀軸431分別可旋轉地設置在轉體42同一側面上，且各個銑刀43沿與管坯中心同心的圓周二均勻分布；各個銑刀的刀軸431上分別套設有傳動齒輪46；各個傳動齒輪46分別通過過渡齒輪47與圓環44嚙合；各個過渡齒輪47分別可旋轉地設置在轉體42上。轉體42轉動時帶動銑刀43公轉；同時轉體42轉動帶動過渡齒輪47公轉，過渡齒輪47由於與內齒嚙合而發生自轉，使與過渡齒輪47嚙合的傳動齒輪46以及與傳動齒輪46連接的銑刀43也發生自轉。銑刀43圍繞管坯的自轉與公轉實現了對管坯外表面的銑削，銑削工藝效果好，可提高管坯外表面的光滑度。

為了能夠調整銑皮後管坯外徑值，優選的方案是：轉體42上開設有若干安裝孔，各個安裝孔中分別設有偏心套45，銑刀的刀軸431可旋轉地設置在偏心套45中；轉體42上設有可旋轉的調整套48；連杆49的一端與偏心套45鉸接，另一端與調整套48鉸接，以實現調整套48旋轉帶動偏心套45轉動，從而調整銑刀43與管坯中心之間的距離。通過旋轉調整套48，連杆49拉動偏心套45轉動，從而可以調整銑刀43與管坯中心之間的距離，使加工設備適用於不同規格的管坯，還可調整銑削深度，使銑皮後的管坯更符合加工要求。

刀軸431的中心和傳動齒輪46的中心同軸。優選地，傳動齒輪46的中心、過渡齒輪47的中心與管坯中心的連線近似組成直角三角形；採用偏心套45調整銑刀43的徑向位移的同時，微量影響傳動齒輪46與過渡齒輪47中心距，滿足傳動齒輪46與過渡齒輪47嚙合的要求。

出料夾送裝置5用於將管坯輸出；當管坯完全移出夾送矯直裝置時，出料夾送裝置可繼續夾持管坯使其不轉動，並為管坯提供前進動力。

為了避免銑皮裝置中積聚金屬碎屑，銑皮裝置優選連接有排屑裝置6將金屬碎屑自動排出；排屑裝置6可採用現有排屑裝置。

本實施例加工設備的工作原理是，先將管坯在夾送矯直裝置1中夾緊向前傳輸，管坯經過反彎作用將管坯彎曲處壓平來消除管坯彎曲實現矯直效果；然後將管坯送進定徑裝置2，由於之前經過矯直，管坯具有良好的直線度，使管坯能夠順利地進入定徑裝置2中；定徑裝置2繞管坯表面作滾壓處理，使管坯外徑壓製成設定外徑值；之後進行銑皮裝置4，經過矯直、定徑後的管坯具有良好的直線度和圓柱度，按加工需求調整銑刀的壓下量，將管坯外表面銑削；最後管坯出料。本實施例加工設備先將管坯矯直和定徑，使管坯外徑統一後再進行銑削，可大幅度地減小銑削深度，減少管坯表面加工量，提高材料的利用率和產品的成材率。

以目前應用最廣泛的工藝參數為例：按單根管坯φ90×25-22000mm規格計算，單根管坯重約1000kg；現有加工設備直接進行銑削，銑削量都在單邊0.8mm以上，若按單邊銑削量為0.8mm計算，銑屑量為43.8kg，佔比4.38％。本實施例加工設備經過矯直和定徑後單邊銑削量可降到0.3mm以下，以單邊0.3mm計算，銑屑量為16.5kg，佔比1.65％，產品的成材率可提高2.73％，按年產量20000噸計算，一年將節省546噸材料，經濟效益非常顯著。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。