环状切削单元及其制造方法、套管以及心轴与流程

本发明涉及用于使焊接管的内表面平滑化的环状切削单元。

背景技术：

在上述技术领域中，专利文献1及专利文献2公开了一种具有与环状切刀的倾斜面所接触的面积大的接触面的切刀固定辅助件。该辅助件的目的在于提供一种不管环状切刀的尺寸如何，都可以使用普通的平头螺栓，能够以大接触面积将环状切刀牢固地固定的内表面焊道切削工具。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-263128号公报

专利文献2：日本特开2001-239402号公报

然而，在上述文献记载的技术中，由于有加工误差或组装误差，所以辅助件的凹部的内曲面的形状与环状切刀的外周面并不完全一致，与环状切刀的接触受限。这样的话，当切削内表面焊道时，会对环状切刀产生弯曲应力，与不用辅助件而直接将环状切刀嵌入圆孔内的情况相比，环状切刀更易损坏。这样，若环状切刀的寿命很短的话，则焊接管的生产成本变大，因此，专利文献1的技术事实上是非常不便于使用的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决上述课题的技术。

为了实现上述目的，本发明的环状切削单元作为用于切削在焊接管的内表面上所产生的焊道的切削工具而安装于切刀保持架，在制造中的所述焊接管内部从焊接位置的上游插入有心轴，该环状切削单元被保持在所述心轴的下游侧端部，其特征在于，使具备环状刀刃的环状切刀相对于圆柱形状或角筒形状的套管嵌合而一体化，该套管具有用于在所述环状切刀的周方向上施加压缩力的圆孔。

更优选地，所述环状切刀形成为上表面倾斜的圆柱形状，所述套管的上表面与所述环状切刀的倾斜的上表面相比更加倾斜。

优选地，所述套管的圆孔具有在常温下比所述环状切刀的外径小的内径，通过热配合、冷压配合、或压入，而使所述环状切刀相对于所述套管嵌合来固定。

优选地，所述套管具有多边形的外周形状。

为了实现上述目的，本发明的套管的特征在于，用于上述环状切削单元。

提供一种心轴，其具备上述环状切削单元。

提供一种上述环状切削单元的制造方法，其特征在于，通过热配合、冷压配合、或压入，而将所述环状切刀相对于所述套管固定。

发明效果

根据本发明，能够延长环状切刀的寿命并提高焊接管的生产性。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的焊接管制造装置的结构的图。

图2是表示本发明的第1实施方式的切刀滑架的结构的立体图。

图3是表示本发明的第1实施方式的切刀滑架的结构的剖视图。

图4是表示本发明的第1实施方式的切刀滑架的结构的侧视图。

图5是表示本发明的第1实施方式的环状切削单元的结构的图。

图6是表示本发明的第2实施方式的环状切削单元的结构的图。

图7是表示本发明的第2实施方式的切刀滑架的结构的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体的举例说明。但是，以下实施方式中记载的构成要素只是示例，并不以将本发明的技术范围仅限定为以这些示例为主旨。

[第1实施方式]

使用图1来说明使用了作为本发明第1实施方式的环状切削单元101的、内表面焊道切削部附近的焊接管制造装置100。焊接管制造装置100在内表面焊道切削部附近包括：环状切削单元101、心轴102、工作线圈103等。

焊接管制造装置100通过未图示的弯曲加工装置在箭头方向21、22的方向上对金属带施加力，将其一边成形为开放管10的形状，一边沿箭头23的方向输送。

然后，通过将开放管10穿插到工作线圈103与阻抗器(impeder)121之间而对开放管10的宽度方向两端部11进行加热，之后，通过电阻对焊(upset welding)使它们熔合而形成焊接管20。在此，虽然使用了基于工作线圈进行的电阻焊，但也可以采用其他方法。

在这种焊接管20的制造工序中，在管内表面的焊接部上形成有隆起的内表面焊道12。若将内表面焊道12放置不管的话，则无法得到适合所需规格的表面尺寸精度和厚薄精度。

于是，使用环状切削单元101进行焊道切削，从而使焊接管20的内表面平滑。环状切削单元101保持在心轴102的下游侧前端。在此，心轴102相对于制造中的焊接管内部即开放管10内部，与焊接位置相比从上游侧被插入。

在心轴102的上侧周面及下侧周面上能够旋转地设有滚轮122、123，并在焊接管20内将心轴102保持在固定位置上。在上侧的滚轮122的中央部形成有用于使内表面焊道12通过的槽。

通过基于滚轮123进行的高度调节，环状切削单元101一边相对于焊接管20的内表面在规定的位置上以及以规定的压力进行推压，一边切削内表面焊道12。

图2是从上方观察到的、在心轴102的前端部安装有环状切削单元101的切刀滑架(切刀保持架；cutting holder)201的概略立体图。

该环状切削单元101构成为在环状的套管212的内侧嵌入有环状切刀211。环状切刀211由钨等的粉末冶金形成，并形成为在倾斜的上表面的内周具备环状刀刃的圆筒形状。

环状切刀211具有耐压缩但不耐弯曲的特性。对此，通过由环状的套管212包入环状切刀211的外周，而能够在环状切刀211的周方向上预先施加压缩应力，从而即使对环状切刀施加拉伸应力也能被大幅缓和，从而大幅减少环状切刀211的开裂。由此，能够长时间地使用环状切刀211本身，并能使焊接管的生产性和成品率飞跃性地提高。

进一步地，即使环状切刀211局部有了缺口或者出现了裂痕，由于套管212牢固地包入至环状切刀211的刀刃面附近，所以也能防止完全破损。进一步地，万一环状切刀211破损了的情况下，若是短时间的话，由于套管切削焊道，所以能够防止焊道撞上切刀滑架201，也能有助于切刀滑架201的长寿命化。

图3示出了图2的简略A-A剖视图。环状切削单元101嵌入在凹部213内，并为了不脱落而由螺栓(螺丝钉)214固定。螺栓214的头部与环状切刀211的倾斜的上表面301抵接，并沿箭头310的方向推挤环状切削单元101。其结果是，环状切削单元101的下表面被紧压在凹部213的底面302上，从而使环状切削单元101的位置稳定下来。由环状切刀211切削后的焊道从设于凹部213的底面302上的圆孔320中通过并被排出。通过使环状切削单元101在凹部213内旋转，能够将一个环状切削单元101长时间地用于焊道切削。使环状切削单元101旋转的时机是在环状切刀211有了缺口之后，或者在使用了一定时间之后。旋转时会放松螺栓214，并在凹部213内使整个环状切削单元101旋转。

套管212的上表面以与环状切刀211的倾斜的上表面301大致相同的角度倾斜，或者与环状切刀的倾斜的上表面相比更加倾斜。由此，具有如下效果：在环状切刀211正常的状态下，套管不会撞上焊道；另一方面，在环状切刀211破损了的情况下，能够在一定时间内仅由套管212来切削焊道。

此外，在该图3中，螺栓214的头部虽与环状切刀211的上表面301抵接，但本发明并不限定于此，还可以使螺栓214的头部与套管212的上表面抵接。

图4是从图3的箭头330的方向观察到的心轴102的侧视图。心轴102由支承部401固定。由环状切刀切削后的内表面焊道直接原样地、或者在由未图示的焊道切割机切短之后从圆孔320排出到焊接管20内部。

图5是用于说明环状切削单元101的制造方法的图。

套管212具有用于以面接触的方式包入环状切刀211的外周面的圆孔501。圆孔501具有在常温下比环状切刀211的外径小的内径。通过使环状切刀211相对于加热膨胀后的套管212嵌合(热配合)并自然冷却，而以在环状切刀的周方向上施加压缩力的方式使套管嵌合，从而形成环状切削单元101。但是，本发明并不限定为该制造方法，还可以采用冷压配合或压入。套管212由与韧性好的内表面焊道相比强度相对较高的材料形成为上表面502倾斜的圆柱形状。使用环状切刀后的套管212由于通常为无损伤的状态，所以若增压效果不降低的话，则能够通过嵌入其他环状切刀而重复使用。

套管212的上表面502以与环状切刀211的倾斜的上表面301大致相同的角度倾斜。另外，如图3所示，套管212的高度H2形成得比环状切刀211的高度H1低。

通常，在切削焊道时环状切刀的刀刃尖端会逐渐磨损，若负载变大的话，则会发生微小的裂纹或缺损，若进一步继续使用的话则会开裂。另外，还有在切削较大的焊道或切割异物时立即开裂的情况。以往，在环状切刀的刀刃尖端的一部分磨损的情况下，使其旋转并再利用，但若环状切刀开裂的话，则无法使其旋转并再利用。根据本实施方式，即使环状切刀发生了开裂，但由于用套管保持其形状，所以也能使其旋转并使用正常的刀刃尖端来进行再利用。另外，根据本实施方式，由于能够对环状切刀施与压缩的增压，所以即使在使用过程中施与了较大的负载并施加了拉伸的力，该拉伸力也会通过增压而抵消，从一开始就变得不易发生开裂。进一步地，由于若是短时间的话则能够由套管本身来支承焊道，所以能够防止焊道直接碰到切刀滑架并损伤切刀滑架。

即，如上所述，根据本实施方式，能够使环状切刀长寿命化，并且防止切刀滑架破损，进而使焊接管的生成效率提高。

[第2实施方式]

接着，使用图6、图7对本发明的第2实施方式的环状切削单元600进行说明。图6、图7是表示作为本实施方式的环状切削单元600及其制造方法的图。

与上述第1实施方式相比，本实施方式的环状切削单元600在套管601具有六边形的外周613这点上不同。其他结构及动作由于与第2实施方式相同，所以对于相同的结构及动作赋予相同的附图标记并省略其具体说明。

套管601的外周面在从其上方观察的情况下变成描绘正六边形的形状。另一方面，套管601的内周面611与第1实施方式相同地形成为与环状切刀211的外周面嵌合的形状及尺寸。另外，套管601的上表面612也与第1实施方式相同地，以与环状切刀211的上表面301大致相同的角度倾斜。

如图7所示，本实施方式的切刀滑架701具备正六边形的切削单元安装用的凹部713。

根据本实施方式的套管601，当使环状切削单元600旋转并改变刀刃的接触位置时，能够等间隔地改变六处。也就是说，能够使环状切刀211准确地每次旋转60度，能够准确地进行以往凭感觉进行的环状切刀的旋转。

此外，在本实施方式中对套管的外周为六边形的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，还可以是其他多边形或者椭圆等的外周形状。

[其他实施方式]

以上，参照实施方式对本申请发明进行了说明，但本申请发明并不限定于上述实施方式。对于本申请发明的结构和具体内容，能够在本申请发明的范围内进行本领域技术人员能够理解的各种变更。另外，将各实施方式中包括的各个特征以任何方式进行组合后得到的系统或装置也包含在本发明的范畴内。