用於機加工管狀件的設備的製作方法
2023-07-20 06:23:56 1
用於機加工管狀件的設備的製作方法
【專利摘要】用於機加工管狀件的設備（100），其中所述設備包括：框架元件（102）；與框架元件相連的支撐輥（103），其支撐工件並使工件圍繞縱軸線轉動。此外，框架元件設有適於朝向工件和背離工件可移動的機加工單元（104）。機加工單元包括：工具元件，例如切割工具（105）；和支撐輪（106），其適於抵靠工件（101）。通過使用輔助框架元件（108），所述機加工單元（104）設置成與框架元件（102）相連，輔助框架元件適於例如通過使用設有凹部的自楔組件（111）在不少於兩個支撐點處將自身夾到框架元件。
【專利說明】用於機加工管狀件的設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於機加工例如切割管狀件的設備。該設備也能用於某些其他類型的對工件的機加工，例如精整表面和端部。
【背景技術】
[0002]現有技術公開了用於機加工特別是切割管狀件的各種裝置。現有技術已知例如用盤式切割裝置切割圓形截面管，其中管是轉動的或切割裝置圍繞管轉動。盤式切割裝置的使用範圍為從全自動盤式切割裝置到手動轉動的管切割器。一個示例性現有設備是剛性的管切割器，其中待切割的管藉助電機轉動並且手動實現工具線性移動成抵靠管。設備具有C型框架元件，該框架元件的底部設有管轉動輥並且頂部設有相對於待切割的管可移動的盤式工具(其類似柱式鑽床中可移動的鑽頭)。
[0003]這種設備的問題之一是:為了足夠堅固以便例如承受由不對稱管轉動產生的很大的力，裝置結構將變得很重，因而不能非常容易地在工地進行運輸。此外，由於其固定有C型框架元件，該裝置僅能應用於給定直徑範圍的管，由此，對於很多種管尺寸，必須使用具有多種尺寸的框架結構的管切割器。此外，通常必須將現有技術已知的裝置附連到工作檯，這使裝置的使用更複雜並妨礙裝置的使用。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是消除或至少緩解與現有技術相關的缺陷。根據一個實施例，本發明試圖提供這種用於機加工管狀件的設備，其中所述設備能被製成是輕質結構的並且可容易地移動，而同時在其結構方面是足夠耐用的並且是堅固的。另一目的是提供這樣的設備，該設備實現機加工具有不同直徑尺寸的管，並使用該設備來精整工件。
[0005]本發明的確定目的利用權利要求1中闡述的設備實現。
[0006]根據本發明的設備的特徵是權利要求1中提供的、針對設備的內容。
[0007]根據本發明的第一實施例，用於機加工例如切割管狀或圓杆型工件的設備包括:框架元件；和支撐輥，其與框架元件相連並支撐工件，並且使工件圍繞其縱軸線轉動。此外，框架元件設有適於朝向工件可移動的機加工單元。機加工單元包括:工具元件，例如切割工具；和適於抵靠工件的支撐輪。藉助使用適於在不少於兩個支撐點處將自身夾到框架元件的輔助框架元件，所述機加工單元設置成與框架元件相連。支撐點最優選地布置成支撐輥留在所述至少兩個支撐點之間。由此實現的益處之一是待機加工的管產生的力能在其幾何形狀方面被對稱地管理，這使設備相比於現有技術是明顯輕質結構。
[0008]根據一個實施例，機加工單元包括至少一個工具元件例如切割工具，切割工具例如是最優選適於以大體垂直方向向工具移動的盤式工具。但是，應該注意，可具有超過一個工具元件，例如兩個或三個盤式工具，並且工具元件也能適於以另一角度朝向工具移動，例如30。、45。或60。的角度。
[0009]根據本發明的一個實施例，機加工單元藉助引導件與輔助框架元件相連，並適於藉助調節元件的中介作用以大體無級/連續的方式朝向或背離支撐輥和/或工件、且相對於輔助框架元件可移動。調節元件能是例如藉助螺紋軸實現的調節元件，在該螺紋軸的一端上安裝機加工單元、工具元件和/或支撐輪，並且調節元件藉助螺紋與輔助框架元件相連。因而，當調節元件轉動時，其位置(同時也是機加工單元、工具元件和/或支撐輪的位置)大致沿設備的豎直方向(換句話說，朝向或背離工具)相對於輔助框架元件改變。
[0010]根據本發明的一個實施例，支撐輪適於獨立於切割工具和其軸安裝件朝向或背離支撐輥和/或例如工件可移動。根據該實施例，支撐輪最優選地適於至少在兩個不同位置相對於機加工單元夾緊。因此，所使用的工具元件包括例如不同厚度的材料的不同尺寸或其他不同特性的切割工具。此外，支撐輪能相對於機加工元件在工具元件不接觸工件的位置夾緊。因此，支撐輪使工件牢固抵靠工件轉動支撐輥，由此設備成為沿軸向轉動工件的裝置(車床)。這增加了設備的多樣性並使設備在以下方面非常有用:例如除了僅切割管之外的機加工工作、例如精整工件的端部和表面、特別是藉助不同工具去除內部毛刺。
[0011]設備最優選地包括馬達，例如電池供電或電源供電的電機，所述馬達適於使所述支撐輥中的至少一個轉動。馬達適於使支撐輥轉動，並由此使工件轉動。根據一個實施例，轉速能例如以步進或無級的方式被調節。此外，馬達的轉動方向、因而支撐輥和工件的方向能被反轉。轉動方向的反轉通過使管往復轉動以用於進一步的機加工操作而有助於例如焊接接頭或其他硬點或例如壁的較厚部分的機加工。
[0012]根據本發明的一個實施例，支撐輥包括槽或另一種這樣的標記部件，槽或另一種這樣的標記部件更優選布置在支撐輥的為工具元件例如切割工具在工件表面上指示接觸點的這部分中。這有助於且加快了工件在設備中的安裝。
[0013]工具元件例如切割工具最優選地布置在設備的豎直中軸線上，並且支撐輥和相應的用於輔助框架元件的支撐點在所述中軸線的兩側對稱地布置。因此，在機加工過程中施加到設備組件的力能在幾何方面對稱地控制，並且設備組件能被製造為非常輕質的結構，但仍非常結實且穩定。
[0014]根據本發明的一個實施例，工具元件例如切割工具以這樣的方式軸安裝到機加工單元上，即，支撐輪或它們的懸掛元件在機加工位置(例如在切割位置)防止軸從軸孔移出。另外，在另一位置，所述元件能使軸取出並由此去除切割工具。這提供了優點:當切割例如非均勻壁厚的工件時，切割工具能實際上非常快速地更換，因為切割工具軸不需要用任何單獨的機構來緊固，但是在機加工操作過程中支撐輪或它們的懸掛元件將軸保持就位。
[0015]根據本發明的一個實施例，機加工單元、工具元件和/或支撐輪適於以豎直方向彈簧緩衝方式與輔助框架元件或框架元件相連。彈簧的墊架能例如通過盤形彈簧實現。因此，例如通過管的不對稱產生的力不損壞設備組件或例如切割工具，因為過大的力能集中在例如彈簧的變形上。
[0016]根據本發明的一個實施例，支撐輪適於被至少部分地壓縮和/或彈簧緩衝。因此，支撐輪能例如調節成與待機加工的管的表面牢固附連並且還使待機加工的管牢固壓靠管轉動支撐輥，由此待機加工的管能藉助增大的摩擦設定成更好地轉動而不使管相對於使工件轉動或沿軸向轉動的支撐輥滑動。支撐輪能由例如聚氨酯、橡膠等製成，或至少塗覆有這種材料以用於增大摩擦。此外，支撐輪最優選適於大體在工具元件例如切割工具之前與工件接觸，由此當工件放置就位時支撐輪保護工具。此外，支撐輪能以後束角安裝，這進一步使工件沿軸向穩定。
[0017]根據本發明的一個實施例，設備的輔助框架元件藉助引導件的中介作用與框架元件相連，以便與輔助框架元件相連的機加工單元距離支撐輥的距離能例如被調節，從而符合各種尺寸的工件，因而使機加工操作過程中所需的機加工單元的實際移動範圍和機加工單元的臂的長度最小化。由此獲得的優點是:能使例如由不對稱的工件產生的大的力矩最小化，因而輔助框架元件能製造為顯著輕質的結構。
[0018]輔助框架元件能適於例如藉助自楔組件將自身夾到框架元件，自楔組件能例如通過凹部和配合在其中的楔式夾緊機構實現。可選地，夾緊也能通過其他裝置例如通過盤式制動器實現，由此輔助框架元件能藉助引導件的中介作用以大體無級或連續方式相對於框架元件移動。輔助框架元件最優選地適於在至少兩個不同位置相對於所述框架元件夾緊自身，以便在第一位置的夾緊能使具有第一直徑尺寸的工件被插入支撐輥和機加工單元之間，並且在第二位置的夾緊能使具有不同於第一直徑尺寸的直徑尺寸的工件被插入支撐輥和機加工單元之間。越多凹部例如設置在框架元件上，就能用設備機加工越多種尺寸的工件。根據一個實例，設備能機加工的工件所具有的直徑尺寸至少約是IOmm至120mm，但不限於這些確定的值。
[0019]本發明的一個實施例還涉及用於製造在該文獻中提出的設備的方法，其中用於機加工例如切割管狀件的設備設有:框架元件；和與框架元件相連的支撐輥，其支撐工件並使工件繞其縱軸線轉動。此外，設備設有機加工單元，該機加工單元與框架元件相連且適於朝向工具可移動，以便機加工單元包括適於抵靠工件的支撐輪。此外，藉助適於在距離支撐輥的不少於兩個的不同支撐點處將自身夾到框架元件的輔助框架元件，機加工單元適於與框架元件相連。
[0020]本發明相比於現有技術已知的方案提供不同的優點。根據本發明的設備是輕質結構且易於運輸，同時高度耐用。此外，易於使用且用途多，並且能這樣使用，即，使管轉動同時進行切割，而且在工件上執行車床或其他機加工操作。此外，設備的設計使工具元件例如切割工具能快速更換，由此設備例如通過用不同尺寸或類型的工具彼此替換而使不同材料且壁厚不均勻的管被容易且快速地切割。
[0021]根據本發明的設備還為工具提供可靠的支撐，並且支撐輪(其至少部分地由彈性材料製成，和/或是彈性緩衝的)能在工件上施加均勻分布的載荷，即使工件可能稍不對稱，例如是扁平的。這減小了例如在機加工銅管的過程中和當工具穿過管壁時形成的抗力。在支撐輪和工件之間沒有足夠摩擦的情況下，這種抗力可在支撐輥或支撐輪相對於正被機加工的管開始滑動時(特別是當管不對稱時)阻礙機加工操作。彈性表面和/或彈性緩衝支撐輪使管在工具穿過管壁之後繼續轉動，即使管是不對稱的。最優選地，支撐輪適於在工具元件例如切割工具之前與工件的表面接觸，由此管在工具接合其表面之前就處於轉動中，這增加了例如工具的使用壽命。此外，支撐輪保護工具不與管意外接觸，意外接觸能容易地使工具損壞。另外，支撐輪通過減小操作員意外將例如他/她的手指放置成抵靠工具或處於工具和工件之間的風險來保護操作員。
[0022]此外，支撐輪能調節成使機加工單元僅具有接合工件的支撐輪，但是工具元件不接觸工件。由此，支撐輪將工件支撐在支撐輥(其僅使工件轉動)上，因而例如使用除了機加工單元的工具元件之外的工具來機加工工件。【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]在下面的部分中，參考附圖稍微更詳細地描述本發明的優選實施例，其中
[0024]圖1根據本發明的一個優選實施例以側視圖示出一個示例性設備，
[0025]圖2根據本發明的一個優選實施例示出一個示例性設備的透視圖，
[0026]圖3根據本發明的一個優選實施例以側視圖示出一個示例性設備，和
[0027]圖4根據本發明的一個優選實施例示出一個示例性的機加工單元。
【具體實施方式】
[0028]圖1示出根據本發明的一個優選實施例的用於機加工例如切割管狀件101的一個示例性設備100的側視圖，而圖2示出其透視圖。該設備包括框架元件102和與框架元件相連的支撐輥103，該支撐輥支撐工件並使工件圍繞其縱軸線轉動。框架元件還設有適於朝向工件和背離工件可移動的機加工單元104。機加工單元包括:工具元件，例如切割工具105 ;和適於抵靠工件101的支撐輪106。藉助適於在不少於兩個支撐點107處將自身夾到框架元件102的輔助框架元件108的中介作用，所述機加工單元104適於與框架元件102相連。
[0029]藉助引導件108a、108b的中介作用，輔助框架元件108與框架元件102相連，以便與輔助框架元件相連的機加工單元104距離支撐輥103的距離能容易且快速地調整，以用於例如適合各種尺寸的工件。圖1示出一個實例，其中藉助設有凹部的自楔組件111的中介作用，輔助框架元件108適於將其自身夾到框架元件102。該設備也優選設有釋放機構(在附圖中未示出)。但是，應該注意到，根據一個實施例，夾緊機構也能通過其他裝置，例如通過盤式制動器等來構造。
[0030]該設備包括在轉動速度和方向方面典型地可調節的馬達116，最優選地是電池供電的電機，該馬達適於轉動支撐輥103中的至少一個。
[0031]圖3根據本發明的一個優選實施例以側視圖示出一個示例性設備100，其中機加工單元104藉助引導件109的中介作用與輔助框架元件108相連。機加工單元104適於藉助調節元件110的中介作用朝向和背離支撐輥103或工件101、且相對於輔助框架元件108移動。調節元件能例如是藉助螺紋軸實現的調節元件，在該螺紋軸的一端上安裝機加工單元、工具元件和/或支撐輪，該調節元件藉助螺紋的中介作用與輔助框架元件相連。
[0032]如能看到的，即根據示例性的圖3，該設備具有相對於豎直中軸線114高度對稱的幾何形狀。例如，切割工具105大體布置在該設備的豎直中軸線114上，並且支撐輥103和用於輔助框架元件108的支撐點107在所述中軸線114的兩側對稱地布置。
[0033]圖4示出根據本發明的一個優選實施例的一個示例性的機加工單元104，其中支撐輪106安裝在支撐輪的懸掛元件113上並適於獨立於工具元件104 (具體地，是切割工具105)大致朝向或背離支撐輥或工件移動。最優選地，懸掛元件在其一端被軸安裝118到機加工單元104。此外，例如藉助懸掛元件的各位置的中介作用，支撐輪106優選適於在相對於機加工單元104的至少兩個不同位置117將它們自身夾緊。根據選定的位置，支撐輪106能適於大體在工具元件例如切割工具105之前與工件接觸。
[0034]工具元件例如切割工具105以以下方式被軸安裝112到機加工單元104，即，在工作位置(例如在切割位置)，支撐輪106或它們的懸掛元件113防止軸112移出軸孔。相應地，在至少一個其他位置，懸掛元件113能實現軸112的取出，由此例如拆卸切割工具05。此外，機加工單元104、工具元件105和/或支撐輪106適於以彈簧緩衝方式115 (例如藉助盤形彈簧115)與輔助框架元件108或框架元件102相連。
[0035]上面提供的是用於本發明的方案的僅一些實施例。關於例如實施細節和使用領域，根據本發明的原理能自然地在由權利要求限定的保護範圍內多樣化地實現。根據本發明的設備特別用於切割鋼、銅或鑄鐵的管。
【權利要求】
1.一種用於機加工例如切割管狀件(101)的設備(100)，其中所述設備包括:框架元件(102);支撐輥(103)，其與所述框架元件相連、支撐工件並使工件圍繞其縱軸線轉動；和機加工單元(104)，其適於朝向工件可移動，其中所述機加工單元包括適於抵靠工件的支撐輪(106)，其特徵在於，所述機加工單元(104)設置成通過使用適於在不少於兩個不同距離處將自身夾到所述框架元件的輔助框架元件(108)與所述框架元件(102)相連。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述機加工元件包括至少一個工具元件，例如切割工具(105)。
3.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述機加工單元藉助引導件(109)與所述輔助框架元件相連，並適於藉助調節元件(110)以大體無級/連續的方式朝向或背離所述支撐輥(103 )、且相對於所述輔助框架元件可移動。
4.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述支撐輪(106)適於獨立於工具元件例如切割工具(105)大致朝向或背離所述支撐輥(103)可移動，並且所述支撐輪(106)適於在至少兩個不同位置相對於所述機加工單元(104)夾緊自身。
5.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述機加工單元(104)、工具元件(105)和/或支撐輪(106)適於以彈簧緩衝方式(115)例如藉助盤形彈簧(115)與輔助框架元件(108)或框架元件(102)相連。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述支撐輪(106)適於相對於所述機加工單元能至少部分地被壓縮和/或彈簧緩衝。
7.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述支撐輪(106)適於大體在工具元件例如切割工具(105)之前與工件接觸。
8.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述支撐輪(106)以後束角被設定。
9.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述輔助框架元件(108)藉助引導件(108a, 108b)與所述框架元件(102)相連。
10.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述輔助框架元件(108)適於以大體無級的方式朝向或背離所述支撐輥(103)、且相對於所述框架元件可移動，或者所述輔助框架元件(108)適於藉助自楔組件(11)的中介作用將自身夾到所述框架元件(102)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述輔助框架元件(108)適於在至少兩個不同位置相對於所述框架元件(102)夾緊自身，以便在第一位置的夾緊能使具有第一直徑尺寸的工件被插入所述支撐輥(103)和所述機加工單元(104)之間，並且在第二位置的夾緊能使具有不同於所述第一直徑尺寸的直徑尺寸的工件被插入所述支撐輥(103 )和所述機加工單元(104)之間。
12.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述工具元件例如切割工具(105)以以下方式被軸(112)安裝到所述機加工單元，即，在工作位置，所述支撐輪(106)或它們的懸掛兀件(113)防止軸移出軸孔。
13.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述設備包括馬達，最優選地是電池供電的電機，所述馬達適於使所述支撐輥(103)中的至少一個轉動。
14.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述工具元件例如切割工具(105)大致布置在所述設備的豎直中軸線(114)上，並且所述支撐輥(103)和用於所述輔助框架元件(108)的支撐點(107)在所述中軸線(114)的兩側對稱地布置。
15.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述支撐輥(103)中的至少一個包括槽，以在工件的表面上指示用於工具元件例如切割工具(105)的接觸點。
16.一種用於生產根據前述權利要求中任一項所述的設備(100)的方法，其中所述設備設有:框架元件(102);和支撐輥(103)，其與所述框架元件相連、支撐工件並使工件圍繞其縱軸線轉動；以及機加工單元(104)，其與所述框架元件相連並且適於朝向工件可移動，以便所述機加工單元包括適於抵靠工件的支撐輪(106)，其特徵在於，所述機加工單元(104)還適於通過使用輔助框架元件(108)與所述框架元件(102)相連，所述輔助框架元件適於在距離所述支撐輥(103)的不少於兩`個不同距離處將自身夾到所述框架元件。
【文檔編號】B23D33/02GK103648696SQ201280033386
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月6日 優先權日:2011年7月6日
【發明者】M·P·普裡哈, S·A·馬科寧 申請人:精密工具有限公司