用于管子坡口机的进退刀机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管子加工技术领域，尤其涉及一种用于管子坡口机的进退刀机构。
【背景技术】
[0002]管子在加工过程中，为适应碳钢、不锈钢、合金钢、铸铁等不同材质管子焊接时所需的坡口，现在一般采用车床车削加工或氧割及手轮磨砂磨削加工作业。但是，车床车削加工设备体积庞大、重量大，仅适合在固定场地加工，对大直径的钢管来说，运输及装夹等都很不方便。氧割及手动砂轮磨削加工虽说能在现场加工，但其加工的表面质量较差、效率低，而且被加工工件在受热后金属晶格容易发生变化，相应材质内部质量发生变化，如此引起被加工工件耐温、耐压性能降低。
[0003]此外，于2013年10月9日公开的中国发明专利申请第CN103341773A号公开了一种用于坡口机的进退刀机构，其主要通过凸轮盘上的凸轮机构来实现坡刀的进退移动。因为该种凸轮结构的进退刀方式的行程限制，使得该种进退刀机构仅适用于管壁相对较薄的管子坡口，不能适用在管壁较厚的管子坡口工作上。
[0004]因此，有必要提供一种可适用于进行较厚管壁的管子坡口操作的进退刀机构以克服上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可适用于进行较厚管壁的管子坡口操作的用于管子坡口机的进退刀机构。
[0006]为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于管子坡口机的进退刀机构，所述管子坡口机的进退刀机构包括有电机驱动机构、丝杠传动机构、轴向传动机构以及刀盘组件；所述电机驱动机构包括伺服电机及传动齿轮；所述丝杠传动机构包括有与所述传动齿轮相配合固定的丝杠螺母、与丝杠螺母相配合并可沿轴向方向滑动的丝杠以及固定在丝杠远离丝杠螺母一端的推盘，所述丝杠与所述传动齿轮相固定；所述轴向传动机构包括与所述推盘滚动配合的滚轮轴承、与所述滚轮轴承相固定的轴向齿条，所述轴向齿条突伸入刀盘组件内；所述刀盘组件包括刀盘、滑动连接在刀盘上的刀座、与所述轴向齿条啮合设置的共轭齿轮以及与共轭齿轮另一侧相啮合且垂直轴向齿条设置的径向齿条，所述径向齿条与刀座相互固定连接。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述电机驱动机构的传动齿轮包括固定在伺服电机输出端的主动齿轮、与所述主动齿轮相啮合的过渡齿轮以及与所述过渡齿轮相啮合的若干个从动齿轮，所述从动齿轮与所述丝杠相固定。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述推盘呈圆环状并且在圆周上自外表面向圆心凹陷形成凹槽，所述轴向齿条远离所述共轭齿轮的一侧贯穿设置有穿孔，所述滚轮轴承设有固定于穿孔内的固定部以及可在凹槽内滚动的滚动部。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述刀盘内固定有齿轮固定座，所述齿轮固定座上固定有所述共轭齿轮且设置有供轴向齿条滑动的滑槽。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述齿轮固定座在轴向齿条背离共轭齿轮的一侧还固定有一滚轮，所述滚轮抵持所述轴向齿条。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述刀盘组件还包括有一拉簧，所述拉簧与径向齿条和刀座平行设置，且拉簧的一端固定在所述刀盘上，另一端固定在所述刀座上。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述径向齿条呈矩形框状设置，并在其中间形成可供轴向齿条伸入的让位槽，所述径向齿条朝向推盘的一侧整体形成与所述共轭齿轮相啮合的啮合部。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述刀盘组件还包括有与刀盘相固定的刀盘齿轮以及驱动刀盘齿轮旋转的切削驱动机构，所述切削驱动机构的输出端与所述刀盘齿轮相啮合。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述刀盘上设置有沿刀盘齿轮径向延伸设置的导轨，所述刀座可在所述导轨内滑动，所述径向齿条固定于所述刀座朝向共轭齿轮的一侧。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述进退刀机构还包括有用于夹紧待坡管子的复合卡盘以及驱动所述复合卡盘的液压马达夹紧机构和手动夹紧机构。
[0016]本发明的有益效果是:本发明中的进退刀机构通过若干丝杠及推盘的配合，保证了推盘运动的一致性；并且通过推盘、滚轮轴承和轴向齿条的配合，使得轴向齿条能稳定给进；另外，通过轴向齿条和径向齿条的传动设计可有效增加刀座的移动进程，进而使得本发明中的进退刀机构可适应管壁较厚的管子的坡口操作；最后，由于采用轴向齿条、共轭齿轮和径向齿条的配合传动，可使得移动进程得以更精确的控制，进而提高管子坡口精度及质量。
【附图说明】
[0017]图1为本发明进退刀机构的移动头架的立体图。
[0018]图2为图1中圆圈A的放大结构示意图。
[0019]图3为图1中圆圈B的放大结构示意图。
[0020]图4为本发明进退刀机构的移动头架的另一方向的立体图。
[0021]图5为图4中的主视图。
[0022]图6为图5中移动头架的A-A'方向的剖视图。
[0023]图7为图6中圆圈部分的放大结构示意图。
[0024]图8为本发明进退刀机构的部分分解结构示意图。
[0025]图9为刀盘组件及轴向传动机构的部分分解结构示意图。
[0026]图10为丝杠传动机构及电机驱动机构部分分解结构不意图。
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0028]如图1至10，本发明一种用于管子坡口机的进退刀机构2主要适用于一管子坡口机的移动头架100中，以对管子进行坡口操作。所述移动头架100包括固定箱体1、设置在固定箱体I内的所述进退刀机构2、以及固定在固定箱体I内并支撑所述进退刀机构2的固定架3。
[0029]所述固定箱体I设有沿轴向贯穿以收容待坡管子的收容腔10，待坡管子可自收容腔10内穿过。所述收容腔10的轴向和径向分别与待坡管子的轴向和径向相对应。
[0030]所述进退刀机构2包括电机驱动机构21、丝杠传动机构22、轴向传动机构23、刀盘组件24以及管子夹紧机构25。所述收容腔10沿待坡管子轴向贯穿所述刀盘组件24和管子夹紧机构25，并属于所述刀盘组件24和管子夹紧机构25的一部分。所述刀盘组件24和管子夹紧机构25均可沿径向运动并伸入所述收容腔10内。
[0031 ] 如图6所示，所述电机驱动机构21包括伺服电机211和传动齿轮212，所述伺服电机211暴露在所述固定箱体I外侧的一端。所述传动齿轮212包括固定在伺服电机211输出端的主动齿轮2121、与所述主动齿轮2121相啮合的过渡齿轮2122以及与所述过渡齿轮2122相啮合的若干从动齿轮2123。在本实施例中，所述从动齿轮2123有四个。由此，伺服电机211驱动主动齿轮2121带动四个从动齿轮2123旋转，伺服电机211控制了整个进退刀机构2的精准度，并且，在一个主动齿轮2121的带动下，四个从动齿轮2123同时同向旋转，保证了旋转的同步性。
[0032]所述丝杠传动机构22包括与所述传动齿轮212相配合固定的丝杠螺母(未标号)、与丝杠螺母相配合并可沿轴向方向滑动的丝杆221以及固定在丝杠221远离丝杠螺母一端的推盘222。所述丝杠221沿所述收容腔10的轴向设置并平行于所述收容腔10。所述丝杠螺母设有四个，且与上述四个所述从动齿轮2123 —一对应且相互配合固定。因此，所述伺服电机211驱动主动齿轮2121带动四个从动齿轮2123旋转的同时，所述从动齿轮2123带动丝杠螺母旋转，所述丝杠螺母与丝杠221相配合，使得所述丝杠221也可相应的进行旋转，并可沿轴向作直线运动。由此，所述伺服电机211的旋转运动即可转换成丝杠221的轴向直线运动。
[0033]如图10所示，所述推盘222与上述四根丝杠221均固定连接。所述推盘222呈圆环状，所述收容腔10自所述推盘222圆心部分穿过。所述推盘222在圆周上自外表面向圆心凹陷形成凹槽2221。四个所述丝杠221在推盘222的圆周上均匀间隔分布，由此，所述丝杠221作轴向直线运动时，带动推盘222在固定架3上做轴向直线移动，并且所述推盘222的受力更均匀。
[0034]如图7和9所示，所述轴向传动机构23包括与所述推盘222滚动配合的滚轮轴承231、与所述滚轮轴承231相固定的轴向齿条232，所述轴向齿条232可突伸入刀盘组件24内。所述滚轮轴承231包括固定部2311以及可在固定部2311 —端并围绕所述固定部2311旋转的滚动部2312。所述轴向齿条232的一端贯穿设置有穿孔2321，所述固定部2311可固定于所述穿孔2321内，所述滚动部2312可在上述所述推盘222的凹槽2221内滚动。所述轴向传动机构23设置有四个且在圆周上均匀间隔分布。由此，所述推盘222可带动轴向齿条232轴向直线运动。
[0035]所述刀盘组件24包括刀盘241、滑动连接在刀盘241上的刀座242、固定在刀盘241内的齿轮固定座243、与所述刀盘241相固定连接的刀盘齿轮244、与所述轴向齿条232啮合设置的共轭齿轮245以及与所述共轭齿轮245另一侧相啮合且垂直轴向齿条232设置的径向齿条246，所述径向齿条246设置在轴向齿条232远离所述穿孔2321的一端。所述刀座242上可固定相应的对管子进行坡口操作的坡刀。
[0036]如图9所示，所述齿轮固定座243上固定有所述共轭齿轮245，并设置有供所述轴向齿条232滑动的滑槽2431。如图7所示，所述齿轮固定座243在轴向齿条232背离共轭齿轮245的一侧还固定有一滚轮2432，所述滚轮2432抵持所述轴向齿条232，使得轴向齿条232和共轭齿轮245啮合更紧密。上述推盘222带动所述轴向齿条232在滑槽2431内作轴向直线运动，并可通过共轭齿轮245，将轴向齿条232的轴向直线移动转化为径向齿条246的径向直线移动。所述径向齿条246固定在所述刀座242朝向共轭齿轮245的一侧，由此径向齿条246的径向直线移动可带动所述刀座242径向直线移动。所述径向齿条246呈矩形框状设计，其中间形成供轴向齿条232伸入的让位槽2461，所述径向齿条朝向推盘的一侧整体形成与共轭齿轮245相啮合的啮合部2462，由此给轴向齿条232提供了充分的移动空间。
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