一种管材的车丝和打孔加工装置及方法与流程

本公开属于钢管加工技术领域，具体是涉及一种管材的车丝和打孔加工装置及方法。

背景技术：

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

煤矿在采煤之前需要将煤层内的瓦斯抽采出来，防止采煤过程中发生瓦斯爆炸，保证采煤过程中的安全性。瓦斯抽采一般流程为：1)在需要采煤区域提前进行钻探深孔；2)将阻燃抗静电、带孔的瓦斯抽放管连接后插入煤层；3)将带孔的瓦斯抽放管路与主管路连接后，使用水环真空泵将煤层瓦斯从煤层内抽吸出来；4)瓦斯抽采完成后管材随着综掘机打碎在煤层内。

目前煤矿市场一般使用聚乙烯和聚氯乙烯管材进行瓦斯抽采，常规定尺2～3米/根，丝扣连接，管体上进行十字交叉打孔加工。丝扣加工：对于短定尺管材可直接使用车床加工，一端加工内丝，一端加工外丝；对于长定尺管材，车床加工丝扣短接后，与管材对焊连接；打孔：使用手钻、台钻或其他工具根据要求进行十字交叉打孔。

发明人发现：现有车丝与打孔方式的缺点如下：

1、使用手钻、台钻打孔效率慢，自动化程度低；

2、打孔前需要根据设计孔中心距，提前进行划线标记打孔位置，工序繁琐；

3、对于长定尺的管材无法使用车床加工丝扣，对焊连接会增加生产成本(焊接成本与厚壁管材的单独开机生产成本)。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种管材的车丝和打孔加工装置及方法，实现管材车丝与打孔均在一台设备上加工，提高管材打孔效率，实现各种定尺管材可直接车丝加工，降低生产成本。

本公开至少一实施例提供了一种管材的车丝及打孔加工装置，该装置包括用于传输管材的上料架；所述上料架在传输管材方向上一端与工作台连接；所述工作台上设有用于夹紧管材的弧形板；在工作台长度方向设有用于给管材加工螺纹，且可移动的车丝装置；在工作台上夹持管材的圆周方向上设有钻头。

进一步地，所述上料架设置在工作台的上方，所述上料架通过斜坡与所述工作台相连接；所述斜坡上设有阻挡管材滚下的阻挡装置；所述阻挡装置可上下调节高度。

进一步地，工作台的中心位置为v型槽。

进一步地，所述弧形板包括上弧形板和下弧形板；所述下弧形板设置在v型槽中正上方；上弧形板和下弧形板可进行上下方向的调节。

进一步地，所述弧形板还可沿着管材长度方向移动。

进一步地，所述车丝装置包括用于给管材加工内螺纹的内车丝装置和用于给管材加工外螺纹的外车丝装置。

进一步地，所述钻头可沿着管材长度方向移动。

本公开至少一实施例还提供了基于上述任一项所述的一种管材的车丝及打孔加工装置的加工方法，该方法包括如下过程：

将待加工的管材运送至上料架，通过上料架将待加工管材移动至工作台支架上的v型凹槽内；根据设计管材中心高度下夹紧装置将管材抬升至设定高度，上夹紧装置下移夹紧管材；

待加工的管材夹紧后，移动车丝装置对管材的端部进行车丝；管材端部螺纹加工完毕后，车丝装置复位；钻头启动，对管材的外壁进行打孔；

管材打孔完毕后，钻头复位回到初始位置，成品管材取出，下一根管材继续按照上述过程进行。

进一步地，上述方法可以依靠上料架的倾斜设计使得管材依靠重力滚动至工作台支架上的v型凹槽内，利用上料架上可进行上下可调节的阻挡装置使所述管材逐根落入所述v型凹槽内。

进一步地，上述方法可以对管材的端部车丝完之后，上下夹紧装置夹紧管材可沿着管材长度方向移动设定距离继续钻孔工作。

上述本公开的实施例产生的有益效果如下：

本公开的装置可通过管材车丝与打孔均在一台设备上加工，设备可使用plc自动控制，从上料开始至车丝打孔均为自动化控制，不再进行工序的增加与流转，提高管材打孔效率，实现各种定尺管材可直接车丝加工，降低生产成本。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开至少一实施例公开的管材的车丝及打孔加工装置结构示意图；

图2为本公开至少一实施例公开的车丝装置结构示意图；

图3为本公开至少一实施例公开的装置中钻头的设置示意图；

图4为本公开至少一实施例公开的装置三工位钻头的设置示意图；

图5为本公开至少一实施例公开的装置单工位钻头的设置示意图；

图6为本公开至少一实施例公开的装置中夹紧装置结构放大图。图中：1、管材，2、上料架，3、阻挡装置，4、工作台，5、下夹紧装置，6、上夹紧装置，7、内车丝装置，8、螺旋槽丝锥，9、外车丝装置，10、圆板牙，11、第一钻头，12、第二钻头。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图2所示，本公开实施例公开了一种用于煤层瓦斯抽放用管材车丝及打孔的加工装置，该装置主要包括用于盛放管材的上料架2、工作台4以及用于夹持管材的上夹持装置6和下夹持装置5，在工作台沿着管材的圆周方向设有钻头，钻头可固定在工作台上，当上下夹持装置夹持住管材的时候，所述钻头可对管材的表面进行钻孔工作，所述工作台沿着管材长度方向的两侧还设有给管材端部进行加工螺纹的车丝装置7和9，这样可以在进行钻孔工作后可立即进行车丝工作或者在进行完车丝工作后再进行钻孔工作。

进一步地，所述车丝装置包括内车丝装置7和外车丝装置9，内车丝装置7上安装有螺旋槽丝锥8，用于加工内螺纹；外车丝装置9上安装有圆板牙10，用于加工外螺纹。需要说明的就是螺旋槽丝锥是一种加工螺纹的工具，属于丝锥的一种，因为其排屑槽为螺旋状而得名；圆板牙是加工或修正外螺纹的螺纹加工工具，板牙相当于一个具有很高硬度的螺母，螺孔周围制有几个排屑孔，一般在螺孔的两端磨有切削锥。

进一步地，如图3所示，本实施例可在管材水平方向与垂直方向上设置有两工位钻头第一钻头11和第二钻头12，第一钻头11与第二钻头12成90度设计，且两钻头之间距离可调节用于满足不同中心距需求，同时上述钻头在工作台4上可沿着管材长度方向移动，在预设的距离上进行钻孔。

需要说明的就是，在另外一些实施例中，上述管材也可实现多角度的打印，如图4所示，可使用三工位钻头，这工位钻头之间夹角为120度，从三个角度同时进行钻孔加工，通过程序设定管材移动或钻头移动，根据设定中心距l完成打孔工作。或者是，如图5所示，使用单工位钻头，通过程序设定使管材转动后，根据设定中心距l逐排进行打孔。

进一步地，如图6所示，本实例中的工作台上的夹紧装置是一个与管材表面相配合的弧形片，上弧形片与下弧形片开口方向相对，且每个弧形片上连接伸缩杆，其中下弧形片的伸缩杆设置在工作台上v型槽的最底端，上弧形片的伸缩杆设置在工作台上部的吊架上，这样当弧形片夹持住管材的时候，通过上弧形片与下弧形片的升降运动实现管材的上下运动。

本实施例所述工作台沿着管材长度方向上可设置至少两组上下夹紧装置用于夹持管材。

为了便于加工不同直径管材，在其它一些实施例中，所述弧形片与伸缩杆之间是可拆卸连接的，当夹持不同直径的管材时，可更换与之相配合的弧形片。

进一步地，如图1所示，所述用于盛放管材的上料架与所述工作台相连接，所述上料架设置在工作台的左上方，且上料架向下倾斜与工作台相对接或者设置一个斜坡与所述工作台相连接，上料架用于放置管材的表面是光滑的，这样将管材放置在上料架的时候，依靠管材的自重沿着上料架滚动到工作台上。

进一步地，所述上料架的上设有阻挡装置3，该阻挡装置3可进行上下升降可阻止管材的下落，这样可以通过控制阻挡装置运动使得管材逐根落入到工作台上，无需设置相关的独立传输装置将管材传送至工作台上。

除此之外，本公开一些实施例还公开了基于上述用于煤层瓦斯抽放用管材车丝及打孔加工装置的加工方法，该方法包括如下过程：

①将生产完成的管材1运送至上料架2，通过上料架2的倾斜设计使得管材依靠重力滚动至工作台支架4上的v型凹槽内，通过控制上料架2的阻挡装置3升降运动使管材逐根进入工作台支架4的v型凹槽内，在管材进入工作台支架4上的v型凹槽后，根据设计管材中心高度下夹紧装置5将管材1抬升至指定高度，上夹紧装置6下移夹紧管材。

②管材在夹紧后，内车丝装置7与外车丝装置9运行，车丝装置可前后左右移动，实现进退动作。通过内车丝装置7上安装的螺旋槽丝锥8给管材的一端加工内螺纹；通过外车丝装置9上安装的圆板牙10给管材的另一端加工外螺纹。

③内外螺纹加工完毕后，内车丝装置7与外车丝装置9复位，钻头11与12启动，进行交叉打孔，第一组打孔后，根据程序指令水平移动钻头设定距离l后进行第二组打孔，依次类推至程序打孔结束。

④管材打孔完毕后，钻头11与12复位回到初始位置，成品管材取出，下一根管材进入v型凹槽按①～③步骤重复动作。

需要说明的就是，上述方法是通过钻头移动，管材不动进行钻孔车丝工作，在另外一些实施例也可通过钻头不动，管材移动进行钻孔车丝工作。

具体是当上下加紧装置6和5除夹紧动作外，还可夹紧管材进行管材轴向方向移动。管材夹紧后内车丝装置7与外车丝装置9运行，车丝装置可前后移动，通过内外车丝装置给管材加工内外螺纹。

进一步地，两工位钻头11和12距离一旦设定后不再移动，只进行钻孔加工动作，内外螺纹加工完毕后，内车丝装置7与外车丝装置9复位，钻头11与12启动，进行交叉打孔，第一组打孔后，根据程序指令通过上下加紧装置6和5将管材进行水平移动设定距离l后进行第二组打孔，依次类推至程序打孔结束。

管材打孔完毕后，下夹紧装置5与上夹紧装置6复位回到初始位置，成品管材取出，下一根管材进入v型凹槽按①～③步骤重复动作。

所以通过上述加工方法可实现管材的车丝和加工自动加工，无需人工参与，不再进行工序的增加与流转，提高管材打孔效率，实现各种定尺管材可直接车丝加工，降低生产成本。

最后，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。