用于加工管道坡口机卡盘的镗刀机构及卡盘加工方法与流程

本发明涉及机械夹持件技术领域，具体涉及一种用于加工管道坡口机卡盘的镗刀机构及卡盘加工方法。

背景技术：

管道坡口机用于在管道上加工坡口，具有特定坡口形状的管道之间能够装配并焊接，以使管道具有不同的用途。管道坡口机通常包括沿轴向分布的两个卡盘以及位于两个卡盘之间的刀盘，两个卡盘用于固定夹持管道，刀盘用于固定设置刀具，且能够周向旋转。在刀盘旋转的过程中，刀具能够切割被夹持的管道，在管道上加工出具有特定形状的坡口。

现有技术中，管道坡口机两个卡盘的中心位置和刀盘的中心位置通常不在同一直线上，存在一定偏移。从而使得两个卡盘所夹持的管道发生倾斜，影响刀具切割管道时所形成的坡口的尺寸和角度，导致坡口的具体形状发生改变，不利于管道之间的装配、焊接，同时影响管道的外观。

技术实现要素：

本发明解决的问题是现有技术中的管道坡口机两个卡盘的中心位置和刀盘的中心位置通常不在同一直线上，影响刀具切割管道时所形成的坡口的尺寸和角度。

为解决上述问题，本发明提供一种用于加工管道坡口机卡盘的镗刀机构，包括：镗刀杆，所述镗刀杆的轴向一端固定设有镗刀；连接座，所述连接座轴向可滑动的套设于所述镗刀杆的外围，且周向固定于所述镗刀杆；紧固件，所述紧固件适于轴向固定所述镗刀杆和连接座；旋转轴套，所述旋转轴套轴向固定连接所述镗刀杆，且相对所述镗刀杆周向可旋转；所述镗刀、旋转轴套分别设置于所述连接座的轴向两侧。

可选的，所述镗刀杆的外壁上设有轴向延伸的滑槽，所述连接座上固定设有适配于所述滑槽的滑块，所述滑块设置在所述滑槽中。

可选的，所述滑槽至少为两个，沿所述镗刀杆的周向均匀分布；所述滑块至少为两个，与所述滑槽一一对应设置。

可选的，所述紧固件为锁紧螺钉，所述连接座上设有沿径向方向的螺纹孔，所述锁紧螺钉适于穿过所述螺纹孔，以固定所述镗刀杆和连接座。

可选的，所述镗刀杆的外壁上设有能够与所述螺纹孔径向相对的固定孔，所述锁紧螺钉适于伸入所述固定孔。

可选的，所述连接座上还设有固定支架，用以将所述镗刀机构固定至管道坡口机。

可选的，所述镗刀机构还包括旋转轴，所述旋转轴固定连接所述旋转轴套；所述镗刀杆轴向另一端的端面上设有凹槽，所述旋转轴的一部分伸入至所述凹槽；所述旋转轴与所述凹槽的侧壁之间固定设有滚动轴承。

可选的，所述镗刀机构还包括压盖，所述压盖固定设置于所述镗刀杆的另一端，并与所述旋转轴套或旋转轴之间形成非接触密封。

可选的，所述旋转轴套套设于所述镗刀杆的外围，所述旋转轴套与所述镗刀杆之间设有滚动轴承。

可选的，所述镗刀杆的轴向一端固定设有刀架，所述镗刀固定设置于所述刀架。

为解决上述技术问题，本技术方案还提供一种管道坡口机卡盘加工方法，包括：提供管道坡口机，所述管道坡口机具有沿轴向依次设置的第一卡座、刀盘和第二卡座；所述第一卡座轴向固定所述刀盘，所述第一卡座、第二卡座中的至少其中之一能够轴向运动，以改变所述第一卡座、第二卡座之间的轴向距离；在所述第二卡座上固定设置待加工的第二卡盘毛坯；

提供以上所述的镗刀机构；将所述连接座固定至所述刀盘，使所述镗刀朝向所述第二卡盘毛坯；利用紧固件轴向固定所述镗刀杆和连接座；启动管道坡口机，所述刀盘周向旋转，带动所述镗刀机构旋转；控制第一卡座、第二卡座相互靠近，利用所述镗刀加工所述第二卡盘毛坯，形成所述第二卡盘。

可选的，所述管道坡口机卡盘加工方法还包括：在所述第一卡座上固定设置待加工的第一卡盘毛坯；将所述连接座固定至所述刀盘，使所述镗刀朝向所述第一卡盘毛坯；控制紧固件，使所述连接座轴向可滑动的套设于所述镗刀杆；将旋转轴套固定至所述第二卡盘；启动管道坡口机，所述刀盘周向旋转，带动所述镗刀机构旋转；控制第一卡座、第二卡座相互靠近，利用所述镗刀加工所述第一卡盘毛坯，形成所述第一卡盘。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

所述的用于加工管道坡口机卡盘的镗刀机构，能够直接固定设置于管道坡口机，并对管道坡口机的两个卡盘进行加工。因此，无需测量管道坡口机的具体尺寸，不用推算两个卡盘的具体尺寸，不会出现测量两个卡盘具体尺寸时所产生的误差，以及单独加工两个卡盘时产生的误差，同时，也不会出现将单独加工成型后的两个卡盘分别安装至对应的两个卡座时产生的误差。从而能够最大限度的保证两个卡盘的中心位置与刀盘的中心位置在同一直线上。不会使两个卡盘所夹持的管道发生倾斜，不会影响刀具切割管道时所形成的坡口的尺寸和角度，从而能够最大限度的保证两个卡盘的中心位置与刀盘的中心位置在同一直线上。

附图说明

图1是本发明具体实施例镗刀机构的结构示意图；

图2是图1所示a方向的结构示意图

图3是图1所示b-b方向的剖面图；

图4是图3所示c区域的放大图；

图5是图1所示镗刀机构安装至管道坡口机，加工第二卡盘时的结构示意图；

图6是图1所示镗刀机构安装至管道坡口机，加工第一卡盘时的结构示意图。

具体实施方式

发明人研究发现，现有技术中，管道坡口机两个卡盘的中心位置和刀盘的中心位置不在同一直线上的原因在于：管道坡口机的两个卡盘通常是单独制造的；即，在管道坡口机未安装卡盘之前，通过测量管道坡口机的具体尺寸，以推算卡盘的尺寸；根据所推算的卡盘尺寸，加工卡盘。待卡盘加工完成后，再将卡盘安装至管道坡口机上。

以上卡盘的加工、形成方式在多个过程中均会产生误差。例如：测量管道坡口机具体尺寸时的误差，加工卡盘时产生的误差，以及将卡盘安装至管道坡口时的误差。以上误差均会导致管道坡口机两个卡盘的中心位置和刀盘的中心位置不在同一直线上，影响刀具切割管道时所形成的坡口的尺寸和角度，导致坡口的具体形状发生改变。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1、图2，一种镗刀机构100，所述镗刀机构100用于加工管道坡口机的卡盘。其中，镗刀机构100包括镗刀杆10和连接座20，镗刀杆10的轴向一端固定设有镗刀11，镗刀11用于加工卡盘；连接座20套设于镗刀杆10的外围，与所述镗刀杆10周向固定，但能够沿镗刀杆10轴向滑移，所述连接座20用于固定连接管道坡口机。

镗刀机构100还包括：紧固件30和旋转轴套40。其中，紧固件30适于将所述镗刀杆10与连接座20轴向固定；旋转轴套40与镗刀11分别设置于连接座20的两侧，旋转轴套40与所述镗刀杆10轴向固定，但能够围绕镗刀杆10周向旋转。

本实施例中，使连接座20与镗刀杆10周向固定，且能够沿镗刀杆10轴向滑移的方式如下：所述镗刀杆10的外壁上设有轴向延伸的滑槽10a，所述连接座20上固定设有滑块21(图3所示)，滑块21设置在所述滑槽10a中，适配于滑槽10a，能够沿所述滑槽10a滑移。

具体的，滑槽10a的槽宽与滑块21的宽度相适应，滑块21位于滑槽10a中，实现滑块21与镗刀杆10的周向固定，即连接座20与镗刀杆10的周向固定；滑块21能够沿滑槽10a的延伸方向滑移，即使得连接座20能够沿镗刀杆10的轴向滑移。

需要说明的是，在镗刀杆10的外壁上可以仅设置一个滑槽10a，也可以设置多个沿周向均匀分布的滑槽10a。当具有多个滑槽10a时，连接座20上需要设置多个沿周向均匀分布的滑块21，使滑块21与滑槽10a对应设置；此时，能够更好的周向固定所述连接座20和镗刀杆10。

参照图3，使紧固件30适于将所述镗刀杆10与连接座20轴向固定的方式如下：所述紧固件30为锁紧螺钉，所述连接座20上设有沿径向方向的螺纹孔20a，紧固件30与螺纹孔20a相配合，且能够穿过所述螺纹孔20a与镗刀杆10相抵接。

因此，当旋拧紧固件30，使紧固件20穿过螺纹孔20a，并与镗刀杆10的外壁相抵时，紧固件30能够实现镗刀杆10与连接座20的轴向固定；当旋拧紧固件30，使紧固件20不接触镗刀杆10时，能够实现连接座20沿镗刀杆10的轴向滑移。

具体的，镗刀杆10的外壁上设有能够与所述螺纹孔20a径向相对的固定孔10b。当需要轴向固定镗刀杆10与连接座20时，通过旋拧紧固件30，使紧固件30的至少一部分伸入至固定孔10b；当需要使连接座20轴向滑移时，通过旋拧紧固件30，使紧固件30脱离出固定孔10b。

进一步的，固定孔10b可以设置多个，多个固定孔10b沿轴向分布，从而使得连接座20能够在多个轴向位置固定连接镗刀杆10。

本实施例中，固定孔10b为一个，且设置在所述滑槽10a的底部。

在其他变形例中，紧固件30还可以是螺栓、销钉等其他连接件，通过在连接座20和镗刀杆10上设置能够轴向相对的孔，使螺栓、销钉等连接件能够穿过上述孔，以实现连接座20和镗刀杆10的轴向固定。

参照图3、图4，镗刀11设置于镗刀杆10的轴向一端，旋转轴套40设置于镗刀杆10的轴向另一端。使旋转轴套40轴向固定连接镗刀杆10，且能够相对镗刀杆10周向旋转的方式如下：

所述镗刀机构100还包括旋转轴41，所述旋转轴套40固定连接旋转轴41；在所述镗刀杆10的轴向一端的端面上设有凹槽10c，所述旋转轴41的一部分伸入至所述凹槽10c，且与凹槽10c的内壁之间设有滚动轴承42。

具体的，旋转轴41螺接固定于旋转轴套40。滚动轴承42具有内圈、外圈和设置于内圈、外圈之间的滚子。所述内圈固定套设于所述旋转轴41的外周面上，所述外圈固定设置于所述凹槽10c的内壁上。

本实施例中，所述镗刀机构100还包括压盖43，所述压盖43固定设置于所述镗刀杆10的另一端。压盖43能够与所述旋转轴套40或旋转轴41之间形成非接触密封，以防止外界颗粒物等杂质进入凹槽10c中，影响滚动轴承42的润滑效果，导致镗刀杆10和旋转轴套40之间无法正常旋转。

为了防止旋转轴套40与镗刀杆10之间轴向相对运动，滚动轴承42的设置方式如下：在旋转轴41上轴向套设有两个滚动轴承，分别为第一滚动轴承42a和第二滚动轴承42b。其中，旋转轴41的外周面上设有朝向凹槽内壁的环形凸起41a，第一滚动轴承42a、第二滚动轴承42b分别设置于环形凸起41a的轴向两侧。并且，第一滚动轴承42a的内圈轴向抵靠于所述环形凸起41a，外圈轴向抵靠于凹槽10c的底面；第二滚动轴承42b的内圈轴向抵靠于所述环形凸起41a，外圈轴向抵靠于所述压盖43。

第一滚动轴承42a轴向相抵于环形凸起41a和凹槽10c的底面，能够阻止旋转轴41向凹槽10c的底面靠近，远离压盖43；第二滚动轴承42b轴向相抵于环形凸起41a和压盖43，能够阻止旋转轴41向压盖43靠近，远离凹槽10c的底面。因此，能够防止滚动轴承42的内圈与旋转轴41发生轴向滑移，防止滚动轴承42的外圈与凹槽10c的内壁发生轴向滑移，以更好的轴向固定所述旋转轴套40与镗刀杆10。

在其他变形例中，旋转轴套40还可以如此设置：使旋转轴套40套设于所述镗刀杆10的外围，且在旋转轴套40与镗刀杆10之间设置滚动轴承。滚动轴承的内圈固定设置于镗刀杆10，滚动轴承的外圈固定设置于旋转轴套40，以实现旋转轴套40与镗刀杆10的轴向固定；设置于内圈、外圈之间的滚子实现旋转轴套40与镗刀杆10的周向旋转。

另外，旋转轴套40的位置并不限于镗刀杆10的轴向另一端，还可以设置在镗刀杆10的其他部位，但要满足：所述连接座20设置于所述镗刀11和旋转轴套40之间。

继续参照图1，镗刀杆10的轴向一端固定设有刀架12，所述镗刀11固定设置于所述刀架12。其中刀架12与镗刀11可拆卸连接，根据不同需要，可以将不同形状、具有不同功能的镗刀11固定设置于刀架12，以加工出不同的卡盘。

继续参照图2，所述连接座20上还设有固定支架22，所述固定支架22用以将镗刀机构100固定至管道坡口机。具体的，固定支架22为沿径向延伸的固定柱，连接座20上设有四个所述固定支架22，四个固定支架22沿周向均匀分布。

本实施例中，采用镗刀机构100加工管道坡口机卡盘的方法如下：

参照图5、图6，提供管道坡口机200，所述管道坡口机200具有沿轴向依次设置的第一卡座201、刀盘202和第二卡座203，管道坡口机200还具有轴向延伸的滑轨204。其中，第一卡座201与刀盘202轴向固定，且均设置于所述滑轨204上，能够沿滑轨204滑移，以改变第一卡座201、第二卡座203之间的轴向距离；第二卡座203固定设置在管道坡口机200的轴向一端。

利用所述管道坡口机200在管道上加工坡口时，第一卡座201用于固定第一卡盘，第二卡座203用于固定第二卡盘，刀盘用于固定刀具。待加工的管道被所述第一卡盘、第二卡盘所固定，通过控制刀盘旋转，实现刀具在管道上加工坡口。

采用镗刀机构100加工管道坡口机卡盘包括采用镗刀机构100加工第一卡盘和第二卡盘。具体的，首先加工第二卡盘，具体如下：

参照图5，在所述第二卡座203上固定设置待加工的第二卡盘毛坯203a，第二卡盘毛坯203a固定至第二卡座203的方式，与加工成型后的第二卡盘固定至第二卡座203的方式相同。

提供以上所述的镗刀机构100，将所述连接座20固定至刀盘202，确保镗刀杆10的中心轴线穿过所述刀盘202的中心，并使所述镗刀杆10具有镗刀11的一端朝向所述第二卡盘毛坯203a。旋拧紧固件30，使紧固件30伸入至固定孔10b，以轴向固定所述连接座20和镗刀杆10。此时，镗刀11对准第二卡盘毛坯203a。

启动管道坡口机200，所述刀盘202周向旋转，带动所述镗刀机构100旋转，固定设置于镗刀杆10的镗刀11随之旋转；控制第一卡座201沿滑轨204滑移，使第一卡座201、刀盘202靠近所述第二卡座203。

在此过程中，镗刀11逐渐靠近第二卡盘毛坯203a，接触并加工第二卡盘毛坯203a，直至将第二卡盘毛坯203a加工形成第二卡盘203b(图6所示)。

在所述第二卡盘203b加工完成之后，继续采用所述镗刀机构100加工第一卡盘，具体如下：

参照图6，在所述第一卡座201上固定设置待加工的第一卡盘毛坯201a，第一卡盘毛坯201a固定至第一卡座201的方式，与加工成型后的第一卡盘固定至第一卡座201的方式相同。

提供以上所述的镗刀机构100，将所述连接座20固定至刀盘202，确保镗刀杆10的中心轴线穿过所述刀盘202的中心，并使所述镗刀杆10具有镗刀11的一端朝向所述第一卡盘毛坯201a。旋拧紧固件30，使紧固件30脱离固定孔10b，以使所述连接座20和镗刀杆10之间能够轴向滑移。此时，镗刀11对准第一卡盘毛坯201a。

利用加工完成的第二卡盘203b固定所述旋转轴套40。

启动管道坡口机200，所述刀盘202周向旋转，带动所述镗刀机构100旋转，固定设置于镗刀杆10的镗刀11随之旋转；此时，旋转轴套40固定于第二卡盘203b，不会发生旋转，旋转轴套40、镗刀杆10之间发生相对旋转。控制第一卡座201沿滑轨204滑移，使第一卡座201、刀盘202靠近所述第二卡座203。

在此过程中，刀盘202带动连接座20靠近第二卡座203，镗刀杆10被所述第二卡座203轴向固定，镗刀杆10、第二卡座203的轴向位置不变，连接座20沿镗刀杆10轴向滑移。第一卡盘毛坯201a逐渐靠近所述镗刀11，所述镗刀11接触并加工第一卡盘毛坯203a，直至将第一卡盘毛坯201a加工形成第一卡盘。

以上加工第一卡盘、第二卡盘203b的过程中，镗刀机构100的中心均对准了刀盘202的中心，在镗刀机构100旋转的过程中，镗刀11加工第一卡盘毛坯201a所形成的圆心同样对准刀盘202的中心，镗刀11加工第二卡盘毛坯203a所形成的圆心同样对准刀盘202的中心。因此，能够保证加工成型后的第一卡盘的中心位置对准刀盘202的中心位置，同时能够保证加工成型后的第二卡盘的中心位置对准刀盘202的中心位置。

此种加工方式无需测量管道坡口机的具体尺寸，不用推算第一卡盘和第二卡盘的具体尺寸，因此，不会出现测量第一卡盘、第二卡盘具体尺寸时所产生的误差，以及单独加工第一卡盘、第二卡盘时产生的误差；同时，也不会出现将单独加工成型后的第一卡盘安装至第一卡座时产生的误差，不会出现将第二卡盘安装至第二卡座时产生的误差。从而能够最大限度的保证第一卡盘的中心位置、第二卡盘的中心位置与刀盘的中心位置在同一直线上。

本实施例中，管道坡口机200还包括驱动电机205，驱动电机205的输出端连接第一卡座201，用以驱动第一卡座201、刀盘202沿滑轨204滑移。

在其他变形例中，若第二卡座203设置于滑轨204上，而轴向固定的第一卡座201与刀盘202固定设置在管道坡口机200的轴向一端。则也能够采用本技术方案中的镗刀机构100加工第一卡盘和第二卡盘，具体在上述实施方式的基础上，加工第一卡盘和第二卡盘的过程中，控制第二卡座203沿滑轨204滑移，以靠近所述第一卡座201与刀盘202即可，不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。