专利名称：钢管复合加工设备和钢管加工方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管复合加工设备，特别是涉及一种加工配管用钢管的接合部分的钢管复合加工设备和钢管加工方法。
背景技术：
钢管作为流体输送用配管被广泛使用，在此场合，将按照规定长度切断的钢管接合形成所希望的装配管路。作为接合方法使用在钢管的端部加工出坡口，使两个钢管的端部对接应用对接合部的外周进行焊接的方法。此外在钢管的端部预先焊接法兰形成附有法兰的钢管。在现场，也可以使用通过螺钉和螺母将法兰彼此固定的方法。此外，也可以使用在配管端部外面加工出阳螺纹，在配管内面加工出阴螺纹的套筒型管子接头的接合方法。
配管很多情况下被设置在高处，采用在现场焊接接合部的方法，在脚手架上作业，为了对配管全周进行焊接，需要采用费力的姿态，存在被称作在焊接部分产生不均匀或引起位置偏移的问题，也存在由火花引起的对周围产生危险的问题。此外，在更换配管或进行替换时，由于一旦切断配管，必须重新进行焊接，作业不容易。
当使用配有法兰的钢管进行接合时，虽然由于可以采用螺钉和螺母固定在高处作业比较容易，但是，必须事先在钢管上焊接法兰，存在加工精度问题，而且在安装后产生或发生液体泄漏和气体泄漏，或配管不能在规定路径上的问题。
而且最近，不将法兰直接焊接在钢管上，使内周面可以沿钢管的外面滑动的松套法兰在钢管上滑动配合后，使钢管的端部向该钢管的外侧折弯进行弯缘扩口加工，在现场，利用将衬垫夹持在接合扩口加工部之间的松套法兰，夹持所述扩口加工部，用螺钉和螺母进行固定的方法作为不需焊接的仅在机械加工中可以实行配管作业的方法可以被采用。
使用现有的加工机械进行扩口加工，作为专用机，使用包括具有低角度扩开用圆锥滚子的1级加工头以及具有90°广角度的扩开用圆锥滚子的2级加工头的钢管法兰加工装置。通过使用这种钢管法兰加工装置，扩口加工工作高效化。
对于用于冷温水配管的钢管，使用在内面热浸镀锌(溶融亜鉛めつき)的钢管，因所述扩口加工，产生镀膜剥离现象，在推压力或拉延力作用下，热浸镀锌皮膜变成麻点状凹凸形状，存在导致接合面密封性能低下的问题。因而，扩口加工后，采用一边强制除去镀层一边进行平滑精加工等方法安装垫圈等。
为了使上述操作高效化，特开平10-146623号公报公开了一种钢管法兰加工装置，在2级滚子头上设置刮板，在由2级加工头扩开至90°为止的同时对接合面进行磨削。利用该装置，可以大幅度改善接合面的磨削作业。
一方面，在配管施工现场，配管系统图和实际现场配置不同，经常需要变更，虽然根据现场焊接而接合比较容易应付，由于在法兰接合时，需要返回加工地，在修正后进行再制作，在现场进行扩口加工的要求很严格。由于现有的用于钢管扩口加工的法兰加工装置必须使具有低角度扩开用圆锥滚子的1级加工头以及具有90°广角度扩开用圆锥滚子的2级加工头分别在固定的钢管的正面移动，由于形状大、重量重，很难向现场输送。
而且，为了阻止气体配管或给水配管电蚀或腐蚀而利用硬质氯乙烯等对钢管内外面镀覆(lining)的防锈镀覆管的加工，将法兰焊接在没有电镀的钢管两端面后，对管内外面和法兰的一部分进行镀覆，作为配管使用。出现在配管现场的尺寸不合适以及在现场需要进行再加工的现象。产生在远距离的现场由于加工和运输而必须中断配管施工数天的问题。
而且在现有的配管施工中，由焊接进行配管接合时，虽然焊接用接缝是由生产厂商进行坡口加工时所提供的，但是，当需要钢管的长度不定时，钢管通常在生产厂商没有进行坡口加工的状态下被供应。在坡口加工时，使用者应该在工地使用大型车床进行加工，或使用砂轮机利用手工作业加工，由于在施工现场用手工作业进行坡口加工需要长时间作业，存在精度不均匀的问题。
为了解决这个问题，特开2002-35849号公报说明了一种钢管复合加工设备和其加工方法，也就是可以移动，不仅适用于钢管的扩口加工，根据需要，也可以用于支管的形成、外部螺纹切削加工、镀覆的切削剥离、扩口面的磨削或钢管前端坡口加工。利用该钢管复合加工设备，大多数现有问题可以解决，但是仍存在由于重量重、不容易移动，难以轻易地应付现场加工的问题。
而且，作为配管使用之外的构造物，也需要在钢管前端设置法兰或扩大成圆锥形的扩开部，需要一种可以轻易形成上述扩开部的装置和方法。
发明内容
本发明对上述现有缺陷进行改进，本发明的目的是提供一种小型可轻易移动的钢管复合加工设备以及加工方法，其不仅可以进行钢管扩口加工，根据需要，也可以进行扩口面的磨削、钢管前端坡口加工或镀覆切削剥离。
本发明的钢管复合加工设备包括钢管加工装置、具有从两侧夹持上述钢管外面而保持加工位置的可更换卡盘的钢管保持装置以及公用支架，所述钢管加工装置实施将钢管端部向钢管外侧弯曲且弯缘的扩口加工、扩口面磨削加工、扩口加工时防止不锈钢挠曲、扩口加工时焊接用钢管坡口加工、镀层切削剥离加工。
上述钢管加工装置包括主轴和副轴，主轴可以进行转动和往复运动，所述副轴与主轴同轴并被容置在主轴的中空部内，被转动地固定在主轴上，且沿轴线方向可滑动，可以安装上述加工头的法兰部被设置在上述主轴前端，可安装加工头的安装台被设置在上述副轴前端。因而，通过副轴相对于主轴的前进和后退，由被安装在所述安装台或法兰部任一个上的加工头，可以进行加工。例如在扩口加工时，由被安装在所述安装台上的第一加工头，将钢管前端扩开到第一位置，通过使副轴后退，可以由被安装在主轴法兰部上的第二加工头将钢管端部连续地推压变形到规定的弯缘位置。
由于这种不同的加工刀具作为附属装置可以被安装在主轴法兰部或副轴的安装台上，利用一台钢管复合加工设备可以实施对钢管进行扩口加工、扩口面磨削、防止不锈钢管挠曲、焊接用钢管坡口加工、镀覆切削剥离加工，可以根据用途，作为选择加工组合的钢管复合加工设备。
此外，由于加工头可以沿半径移动地固定在安装台上，用1台设备可以对大范围直径的钢管进行加工。
此外，扩口加工时，可以与第二加工头合并将挠曲防止头安装在法兰部上，可以对包含不锈钢管的多种薄壁钢管进行加工。
在公用支架上，钢管保持装置利用4个侧框架和两个底框架牢固地连接被固定的前框架和推压所述保持主轴的滑动框架的后框架，将副轴组装在被可转动地保持在滑动框架上的主轴上，被这种牢固形成箱内，通过采用使钢管被推压变形加工法，在简化结构和加工的同时，可以使设备小型化和轻量化，可以向配管现场移动。
通过安装镀覆切削剥离用附属装置，在现场对被定尺量产镀覆的钢管的镀层进行切削剥离，适合现场尺寸地进行扩口加工，在扩口加工面上，通过填充O型环防锈被覆颜料凝固，可以在现场对不锈钢管进行加工，进行配管。
通过更换钢管端面坡口加工用附属装置，钢管端面的焊接用坡口加工不使用现有大型车床或使用砂轮机的手工作业，可以轻易地进行。
图1是被部分剖面的俯视图，用于说明本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的结构；图2是本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的侧视图；图3是本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的俯视图；图4是本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的前视图；图5是本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的钢管加工装置的被部分剖面的俯视图；图6是显示图5的钢管加工装置的加工部附近的模式图，其中图6(a)是前视图，图6(b)是俯视图；图7是本发明第二实施方式的钢管复合加工设备的侧视图；图8是本发明第二实施方式的钢管复合加工设备的钢管加工装置的被部分剖面的俯视图；图9是显示图8的钢管加工装置的加工部附近的前视图；图10是显示主轴形状的视图，其中图10(a)是前视图，图10(b)是侧视图，图10(c)是仰视图；图11是表示第一实施方式和第二实施方式的钢管复合加工设备动作的流程图；图12是本发明第三实施方式的钢管复合加工设备的钢管加工装置的被部分剖面的俯视图；图13是显示本发明第四实施方式的钢管复合加工设备的加工部附近的部分俯视图；图14是显示本发明第五实施方式的钢管复合加工设备的加工部附近的部分俯视图。
符号说明100钢管复合加工装置；101钢管加工装置；102钢管保持装置；110钢管；115松套法兰；121主轴；122法兰部；123第二加工头装置；124第二加工头；125锥形面磨削装置；126锥形面磨削刀；127弹簧；129驱动马达；131副轴；132第一加工头安装台；133第一加工头装置；134第一加工头；136压力框架；137栓滑动装置；138副轴滑动用栓；139第三油压缸；41滑动框架；142前滑动框架；143后滑动框架；144拉杆；145滑块；146导向轨；147第一主轴承；148第二主轴承；149第二油压缸；151卡盘；152卡盘导轨；153夹紧块；154夹持梁；159第一油压缸；161公用支架；162前框架；163后框架；164侧框架；165底支架；166电动机；167油压装置；168控制板；171加工头滑动螺杆；172滑动螺母；173固定螺钉；176挠曲防止加工头装置；177挠曲防止加工头；181坡口加工头装置；182坡口加工头；186镀覆剥离头装置；187镀覆剥离头；191栓槽；192驱动马达安装部；193第二加工头装置安装部；194扩口面磨削装置安装部。
具体实施例方式
下文参考附图对本发明实施方式进行说明首先参考图1～6说明本发明第一实施方式的钢管复合加工设备。第一实施方式的钢管复合加工设备是一种用于进行向钢管的外侧折弯钢管端部进而弯缘扩口加工的设备，由沿所述钢管的外壁内周面可滑动的松套法兰的结合，两个钢管可以联结。如图1所示，钢管复合加工设备包括用于对钢管进行扩口加工的钢管加工装置101、将加工用钢管保持在规定位置的钢管保持装置102、使钢管加工装置101和钢管保持装置102为一体且装载它们的共用支架103，成为一体使输送成为可能。
钢管加工装置101包括使钢管110的端部扩大至弯缘中间第一位置为止的第一加工头134、使被扩大至第一位置的钢管110的端面部推压变形到规定的弯缘位置为止的第二加工头124，钢管保持装置102包括可以从两侧夹持钢管110外面的可更换的卡盘151。
钢管加工装置101包括用于驱动第二加工头124的主轴121、用于驱动第一加工头134的副轴131、保持主轴121和副轴131并能沿主轴中心线方向滑动的滑动框架141。
主轴121是圆筒形，在前端具有用于安装设置有第二加工头124的第二加工头装置123的法兰部122，后端与驱动马达129的转动轴结合，并利用驱动马达129可以转动。在该实施方式下，作为驱动马达129，可以使用具有减速机构的电动机。
副轴131在前端具有用于沿与主轴121中心线垂直方向可以滑动地安装设置有第一加工头134的第一加工头装置133的安装台132，副轴131被嵌入在主轴121的内孔和法兰部122的内面内，且可以沿主轴121中心线方向滑动，而且可转动地被固定在主轴121上。栓138被保持在设置在副轴131直径方向的贯通孔内，并贯穿设置在主轴121轴向上的槽。栓138被固定在可滑动地设置在主轴121上的栓滑动装置137上，栓滑动装置137在转动方向可滑动地与非转动的压力框架136结合。一端被固定在滑动框架141上的第三油压缸139的活塞杆被固定在压力框架136上，根据第三油压缸139的动作，相对于前后进被固定在滑动框架141上的主轴121，副轴131沿前后方向滑动。由向法兰部122的安装台132的嵌合与栓138，副轴131被转动地固定在主轴121上。通过副轴131相对于主轴121沿轴线方向移动，第一加工头134和第二加工头124在主轴121的轴线方向上的相对位置变化。
如图3所示，滑动框架141具有连接前滑动框架142和后滑动框架143这两个框架的拉杆144，利用被设置在前滑动框架142上的第一主轴承147和被设置在后滑动框架143上的第二主轴承148，能够转动地保持主轴121。用于使副轴131相对于主轴121可以滑动的第三油压缸139的一端与驱动马达129的框架被固定在后滑动框架143上，驱动马达129的驱动轴被固定在主轴121后端的轴孔内。与设置在公用支架103上的导向轨146结合且使主轴121相对于公用支架103沿轴线方向可以滑动的滑块145被设置在两个框架142和143的两个侧面上。
公用支架103包括前框架162、后框架163、侧框架164和底框架165。前框架162和后框架163通过左右各两个侧框架164和两个底框架165被牢固地连接，利用第一油压缸159可将固定卡盘151的钢管保持装置102固定在前框架162上，与滑动框架141的滑块145结合的导向轨146被设置在两侧的侧框架164上，用于使滑动框架141滑动且前端被固定在滑动框架141上的第二油压缸149的后端被固定在后框架163上，电动机166、油压装置167和控制板168被搭载在底框架165上。
图2所示的电动机166驱动图中未示的油压装置167的油压泵，产生用于驱动第一油压缸159、第二油压缸149和第三油压缸139的油压。在控制板168内，用于控制钢管复合加工设备100的机器和控制软件被容置在控制板168内。与图中未示的外部限位开关等检测机器协作，自动控制钢管复合加工设备100的各个机器。在本实施方式中，虽然说明具有减速机构的电动机来说明驱动马达129，但是并不局限于具有减速机构的电动机，也可以是由油压驱动的油压驱动马达。此外，油压缸也可以是具有滑动功能的电动式往复运动油压缸(actuator)，电动式往复运动油压缸很容易进行轴线方向的位置控制。由电动机和电动式往复运动油压缸的组合，也可以不使用油压进行操作。
第一加工头134是能以其中心轴为中心自由转动的圆锥形滚子。为了与所述圆锥面外侧的钢管110端面接触的母线变成为相对于弯缘中间第一位置的角度，第一加工头134被安装在包含主轴121轴线的平面上使其中心轴倾斜的第一加工头装置133上。为了第一加工头134的圆锥部母线可以对应于在钢管保持装置102的保持可能范围的直径的钢管110端面在直径方向移动，第一加工头装置133被安装在沿与主轴121的轴线垂直方向可以滑动的副轴131的安装台132上，利用与第一加工头装置133下面的滑动螺母172螺纹啮合的安装台132的加工头滑动螺杆171的旋转，可以被设定在任意位置上，由经由副轴131的主轴121的前进和转动，将所接触的钢管110的前端扩开到对应于第一位置的角度为止。
第二加工头124是能以其中心轴为中心自由转动的圆锥形滚子。与钢管110端面接触的圆锥面外侧的母线具有对应于可以保持在钢管保持装置102内的具有规定直径范围内的钢管110的管端部的加工的长度。为了使与钢管110端面接触的圆锥面外侧的母线相对于主轴121的轴线垂直，第二加工头124安装在包含主轴121轴线的平面上可以使中心轴倾斜的第二加工头装置122上。所述第二加工头装置122被安装在主轴121的法兰部123上，由主轴121的前进和转动，使所接触的钢管110前端部变形到规定的弯缘位置为止。
在图中，第一加工头装置133和第二加工头装置123被分别显示了一对，但是并不限于一对，即使第一加工头装置133和第二加工头装置123各有一个，也可以实现发明目的。
如图5所示，主轴121和驱动马达129被保持在滑动框架141上。由设置在前滑动框架142上的第一主轴承147和设置在后滑动框架143上的第二主轴承148这两个轴承，主轴121被可以转动地保持在滑动框架141上。通过分别被设置在前滑动框架142和后滑动框架143左右的滑块145可以与设置在公用支架103两侧侧框架164上的导向轨146滑动结合，被保持在滑动框架141上的主轴121、可与主轴121滑动结合的副轴131、驱动马达129可以沿主轴121的轴线方向移动。
主轴121通过滑动框架141在第二油压缸149的作用下可以沿轴向移动。经由贯通被固定在副轴131上的主轴121的槽孔部的副轴滑动用栓138、被固定在副轴滑动用栓138上的栓滑动装置137、一边在与栓滑动装置137结合的表面上滑动一边沿主轴121轴线方向移动的非转动压力框架136，在第三油压缸139作用下，使副轴131移动。
如图4所示，钢管保持装置102包括从两侧夹持钢管110外面的卡盘151、将钢管110保持在规定位置地支持卡盘151且固定卡盘151的夹紧块153、被固定在左右夹紧块153上的夹持梁154、使夹持梁154在固定和开放位置移动的第一油压缸159。为了适合加工对象即钢管110的外径，卡盘151可以更换。
各个油压缸从油压装置167供给油压，可以由控制板168的指令序列控制。
如图3所示，被设置在公用支架103上的导向轨146可滑动地与设置在滑动框架141上的滑145结合。因而，公用支架103沿主轴121轴线方向可滑动地保持所述滑动框架141、被保持在滑动框架141上的主轴121、与主轴121结合的副轴131和驱动马达129。一端被固定在后滑动框架143上的第二油压缸149的另一端被固定的后框架163、钢管保持装置102的卡盘导轨152通过侧框架164和底支架165被牢固地连接，由主轴121的前进，利用从加工头作用到钢管110上的力，遏制钢管110的逃逸。
下文参考附图对使用本发明第一实施方式的钢管复合加工设备的扩口加工方法进行说明。
首先，将适合要被加工钢管110尺寸的卡盘151安装在钢管保持装置102上。
在副轴131相对于主轴121后退到最靠后状态，由第一加工头安装台132的加工头滑动螺杆171，使第一加工头安装台133下面的滑动螺母172移动，将第一加工头134设置在对应于钢管110的直径位置，由固定螺钉173固定(参考图6)使主轴121前进到规定的加工开始位置，在插入卡盘151的钢管110的前端接触第二加工头124的位置，使第一油压缸159作动，将钢管110固定在卡盘151上。
使主轴121后退，使副轴131前进到相对于主轴121的最前端位置，然后使主轴121转动，使主轴121缓缓地前进，首先第一加工头134接触钢管110的前端，使钢管110的管端部向外部扩开。一旦在规定位置结束所述扩开，使副轴131相对于主轴121后退，使主轴121一边转动一边前进，第二加工头124与钢管110的前端接触，向外部扩开钢管110的管端部，直至变成与主轴121轴线垂直位置的弯缘为止，结束扩口加工。
使主轴121停止转动并后退，打开卡盘151，将结束加工的钢管110从钢管保持装置102上拆卸下，结束作业。
上述作业可以由位置检测开关和预先设置在控制部168上的程序自动地进行。
这种扩口加工步骤在下述所述第二实施方式中参考图11的流程图，结合扩口面的磨削步骤进行详细地说明。
在下文参考图7～10，对本发明第二实施方式的钢管复合加工设备进行说明，在第二实施方式中，作为附属装置，将扩口面磨削装置安装在第一实施方式中。
本发明第二实施方式的钢管复合加工设备除了第一实施方式的钢管复合加工设备之外，还包括扩口面磨削装置125，对通过扩口加工被推压变形的钢管110的管端部进行磨削精加工的扩口面磨削刀126的前端被安装在扩口面磨削装置125内。扩口面磨削装置125被设置在(参考图10)与安装在主轴121法兰部122的第二加工头装置安装部193上的第二加工头124邻接的扩口面磨削装置安装部194上。如图8所示，扩口面磨削装置125包括被设置在与主轴121轴线垂直的方向上且与第二加工头124和钢管110的接触面几乎相同位置上的具有切削刃的扩口面磨削刀126。扩口面磨削刀126对应于在钢管保持装置102上能够保持规定范围直径的钢管110端面可滑动地安装在扩口面磨削装置125上。扩口面磨削装置125通过弹簧127被保持推压扩口面磨削刀126接触面，被安装在设置在法兰部122上地支持孔128内。扩口面磨削装置125的切削刃面被构成沿与由第二加工头124引起的钢管110加工时主轴转动方向相反的方向进行切削，在由第二加工头124引起的钢管110加工期间，一边保持弹力地接触钢管110的管端部一边旋转，在由第二加工头124引起的钢管110加工结束时，使主轴121逆回转，由主轴121的回转，进行由第二加工头124推压变形后钢管110管端部的磨削精加工。例如象不锈钢钢管加工那样不需要磨削精加工时的场合，扩口面磨削装置125可以从法兰部122上拆卸下。此外，决定钢管110的位置时，为了保护切削刃，也可以从第二加工头124的外侧引入。
使用第二实施方式的钢管复合加工设备的扩口面磨削加工方法与第一实施方式的扩口加工方法组合，参考显示第一实施方式和第二实施方式的钢管复合加工设备动作的图11的流程图进行说明。
一开始加工(S101)，将对应于钢管110尺寸的卡盘151安装在卡盘导轨152上(S102)，对应于钢管110尺寸地设定限位开关位置(S103)。
由第一加工头安装台132的加工头滑动螺杆171使第一加工头装置133下侧的滑动螺母172移动，使第一加工头134的位置与对应于钢管110尺寸的加工位置一致，用固定螺钉173固定，同时将扩口面磨削刀126的位置调整到对应于钢管110尺寸的加工位置(S104)。
使副轴131后退(S105)，使主轴121前进到第二加工头124的前端侧缘到达加工开始位置为止(S106)，使钢管110的前端与第二加工头124的前端侧缘接触(S107)，使第一油压缸159作动，将钢管110固定在卡盘151上(S108)。
一旦加工开关变成打开(ON)(S109)，一边使主轴121后退到后端位置为止，一边使副轴131前进到前端位置为止(S110)，然后主轴121一边转动一边前进，由第一加工头134对钢管110的前端面扩开(S111)。一旦主轴121前进到使钢管110的前端面扩开到第一位置(S112Y)，主轴121一边继续转动和前进，同时副轴131后退到后端位置(S113)。因而，第二加工头124与已经扩开的钢管110的前端面接触并进而扩开(S114)。一旦主轴121前进到钢管110的前端面被扩开到弯缘位置时(S115Y)，主轴121停止转动和前进(S116)。这就是第一实施方式的扩口加工。
然后一旦使主轴121在停止位置反向转动(S117)，扩口面磨削刀128的磨削刀与已经扩开到弯缘位置的钢管110的前端面接触，对所述前端面进行磨削(S118)。经过规定时间后(S119Y)，主轴121停止转动，主轴121后退到后端位置(S120)。这就是第二实施方式的扩口面磨削加工。
然后使第一油压缸159作动，从卡盘151松开钢管110(S121)，将钢管110从卡盘151上拆下(S122)，结束加工工序。如果继续进行加工处理(S123N)，返回步骤102，往复进行扩口加工和扩口面磨削加工。
使钢管前端部扩口的加工除了由松套法兰结合而将两个钢管连接的目的之外，也可以应用在使构造用钢管前端部扩开成法兰的工作中。
下文结合图12说明本发明第三实施方式的钢管复合加工设备。在第三实施方式中，可以替代第一实施方式的第一加工头装置的1组而安装的设施包括作为可能的附属装置的挠曲防止加工装置。
在由第一加工头134和第二加工头124引起的钢管端部弯缘的场合，当钢管是不锈钢钢管等薄壁钢管时，接近弯缘部的钢管110的内面产生向内侧膨胀挠曲现象。
挠曲防止加工头装置176与第一加工头装置133具有互换性，在其前端部设置与钢管110的内面接触且用于防止钢管110内部挠曲的挠曲防止加工头177。挠曲防止加工头177是与主轴121轴线平行的圆柱形，是一种在被安装在第一加工头安装台132上时挠曲防止加工头177的前端比第一加工头134的前端向钢管110内部突出的结构。
交换两个第一加工头装置133中的一个，将挠曲防止加工头装置176安装在第一加工头安装台132上，为了挠曲防止加工头177的圆柱侧线与扩口加工钢管110的前端内面接触，用第一加工头安装台132的加工头滑动螺杆171使挠曲防止加工头装置176下面的滑动螺母172移动，调整安装位置，用固定螺钉173进行固定。此后，通过由第一加工头134进行钢管110前端的扩开和由第二加工头124进行变形到弯缘位置，防止接近钢管110弯缘部分附近的钢管内面向内侧挠曲现象。
在此场合，即使从第一加工头134引起的加工开始向第二加工头124移动时主轴131后退，挠曲防止加工头177与钢管110的内面接触。由于挠曲防止加工头装置176以外的钢管复合加工设备的结构和动作与第一实施方式相同，省略了对其的说明。
下文结合图13说明本发明第四实施方式的钢管复合加工设备。在第四实施方式中，设置了第一实施方式作为附属装置的具有焊接用坡口加工头的坡口加工头装置。
具有焊接用坡口加工头182的坡口加工头装置181与第一加工头装置133具有互换性，代替第一加工头装置133，可以将坡口加工头装置181安装在第一加工头装置安装台132上。坡口加工头装置181具有保持规定坡口加工角度的坡口加工头182。
交换两个第一加工头装置133中的一个，将坡口加工头装置181安装在第一加工头安装台132上，为了进行坡口加工，为了坡口加工头182的切削面与由卡盘151固定的钢管110的前端面接触，用第一加工头安装台132的加工头滑动螺杆171使坡口加工头装置181下面的滑动螺母172移动，调整安装位置，用固定螺钉173固定。副轴131相对于主轴121前进到前端为止，通过使主轴121一边转动一边前进，在钢管110的管端部进行焊接用坡口加工。
坡口加工头装置181之外的钢管复合加工设备的结构和动作与第一实施方式相同，省略了对其的说明。
下文结合图14说明本发明第五实施方式的钢管复合加工设备。在第五实施方式中，设置了第一实施方式的附属装置的具有镀覆剥离头的镀覆剥离头装置。
具有镀覆剥离头187的镀覆剥离头装置186与第一加工头装置133具有互换性，代替第一加工头装置133，可以将镀覆剥离头装置186安装在第一加工头装置安装台132上。镀覆剥离头装置186具有保持规定形状的前端部的镀覆剥离头187。前端部形状最好是圆片形。
交换第一加工头装置133中的一个，将镀覆剥离头装置186安装在第一加工头安装台132上，镀覆剥离头187前端刀片为了进行内面的镀覆剥离而与由卡盘151固定的钢管110的前端面内面接触，用第一加工头安装台132的加工头滑动螺杆171使镀覆剥离头装置186下面的滑动螺母172移动，调整安装位置，用固定螺钉173固定。使副轴131相对于主轴121前进到前端为止，通过使主轴121一边转动一边前进，对涂附在钢管110的管端部内面上的镀层进行剥离。
虽然作为钢管内面镀层剥离加工进行说明，镀覆剥离头187前端刀片也可以与由卡盘151固定的钢管110的前端面外面接触，通过设定镀覆剥离头装置，对外面的镀层进行剥离加工。
在进行普通的镀层剥离加工和扩口加工后，将O型环接合内面防锈被覆圈插入到镀层剥离部分上，对扩口加工面和管内外面进行防锈被覆。
镀覆剥离头装置186之外的钢管复合加工设备的结构和动作与第一实施方式相同，省略了对其的说明。
如上所述，复合本发明的钢管复合加工设备和钢管加工方法可以使配管施工中钢管末端部的各种加工在施工现场容易地进行，作为配管施工的加工设备是有用的，此外，也可用于使用钢管的结构材料的末端扩开或法兰形成。
权利要求
1.一种钢管复合加工设备，其特征在于其包括由可更换的加工头对钢管端部进行加工的钢管加工装置、具有从两侧夹持上述钢管外面而保持加工位置的可更换卡盘的钢管保持装置以及公用支架，上述钢管加工装置包括可往复动作且在驱动马达操作下可转动的主轴、与所述主轴同轴且被容置在该主轴中空部并可沿主轴固定的轴线方向可滑动地旋转的副轴，能够安装上述加工头的法兰部被设置在上述主轴前端，沿半径方向可移动地安装上述加工头的安装台被设置在上述副轴前端，上述主轴被可转动地保持在滑动框架上，上述公用支架沿上述钢管保持装置的方向可滑动地保持上述滑动框架，同时牢固地连接上述钢管保持装置和使上述滑动框架滑动的油压缸，将规定的加工头安装在上述法兰部和上述安装台上，通过上述主轴转动以及沿上述主轴和副轴中至少一个的轴线方向移动，能够对上述钢管的管端进行规定的加工。
2.如权利要求1所述钢管复合加工设备，其特征在于包括用于进行使上述钢管端部向钢管外侧弯曲并弯缘的扩口加工的钢管加工装置，该钢管加工装置包括使上述钢管端部扩开到弯缘中间的第一位置为止的第一加工头，使被扩开到第一位置的钢管端部推压变形到规定的弯缘位置为止的第二加工头，上述第一加工头是以中心轴为中心可自由转动的圆锥形滚子，并使第一加工头的圆锥面外侧与上述钢管端面接触的母线变成为对应于第一位置的角度，且使在包含上述钢管的轴线的平面中上述中心轴倾斜保持，并被被安装在设置在上述副轴前端上的上述安装台上，根据上述主轴的转动和前进，能够一边接触上述钢管端面，一边以该钢管轴线为中心进行旋转和前进，上述第二加工头是以中心轴为中心可自由转动的圆锥形滚子，第二加工头的圆锥面外侧与上述钢管端面接触的母线变成为相对于第一主轴的轴线垂直，且使在包含上述钢管的轴线的平面中上述中心轴倾斜保持，并被安装在上述主轴的上述法兰部上，根据上述主轴的转动和前进，能够一边接触上述钢管端面，一边以该钢管轴线为中心进行旋转和前进。
3.如权利要求2所述钢管复合加工设备，其特征在于包括钢管加工装置、钢管保持装置以及公用支架，所述钢管加工装置包括圆筒形主轴、副轴和滑动框架，所述主轴具有用于将上述第二加工头装置安装在前端上的法兰部、主轴的后端与驱动马达的转动轴结合并由该驱动马达而能够转动，所述副轴具有用于可使上述第一加工头沿与上述主轴中心线垂直方向可滑动地安装在前端的安装台，所述副轴被嵌入上述主轴的内孔和所述法兰部内且可沿该主轴中心线方向滑动并与主轴为一体地转动，所述滑动框架包括前侧滑动框架和后侧滑动支架，利用设置在各个框架上的轴承可转动地保持上述主轴，上述驱动马达和相对于上述主轴可使上述副轴滑动的第三油压缸的一端被固定在上述后侧滑动框架上，在两侧面还具有与上述公用支架的导向轨结合并沿上述主轴中心线方向能够滑动的滑块，所述钢管保持装置包括适应上述钢管管径而能够更换也就是用于从两侧夹持所述钢管的卡盘，该卡盘由第一油压缸固定，所述公用支架包括前侧框架、后侧框架、侧框架和底框架，上述前侧框架和后侧框架通过左右各两个上述侧框架和两个底框架彼此相连，上述钢管保持装置被固定在上述前侧框架内，与上述滑动框架的上述滑块结合的上述导向轨被设置在上述侧框架内，前端被固定在上述滑动框架上的第二油压缸的后端被固定在上述后侧框架上，油压装置和控制板被搭载在上述底框架上，上述第一加工头是以中心轴为中心可自由转动的圆锥形滚子，作为在包括上述钢管轴线的平面上使上述中心轴这样倾斜也就是使第一加工头的圆锥面外侧与上述钢管端面接触的母线变成对应于第一位置的角度的被保持的第一加工头装置，使第一加工头的上述母线与作为加工对象的上述钢管的在规定直径范围内的端面相对地、在相对于上述主轴轴线垂直的方向上可滑动地被安装在上述副轴的安装台上，在上述副轴相对于上述主轴的前进位置，通过经由上述副轴的上述主轴的前进和转动，与上述钢管的管端部接触，使钢管的管端部扩开到对应于上述第一位置的角度，上述第二加工头是以中心轴为中心可自由转动的圆锥形滚子，圆锥面外侧与上述钢管端面接触的母线具有对应于作为加工对象的规定直径范围的上述钢管端面的长度，作为为了相对于上述主轴轴线垂直而在包括上述主轴轴线的平面上使上述中心轴倾斜地被保持的第二加工头装置被安装在设置在上述主轴的法兰上，通过上述副轴在相对于上述主轴后退状态下而经由上述主轴前进和转动动作，可使接触的上述钢管前端变形到规定的弯缘位置。
4.如权利要求2所述钢管复合加工设备，其特征在于上述主轴转动用上述驱动马达是带有减速机构的电动机。
5.如权利要求2所述钢管复合加工设备，其特征在于包括对在上述扩口加工中被推压变形的上述钢管管端面进行磨削精加工的扩口面磨削装置，该扩口面磨削装置被设置在上述主轴的上述法兰部，邻接上述第二加工头装置设置，具有被设置在与上述主轴垂直方向且与第二加工头装置和上述钢管接触面几乎在同一位置上的切削刃的扩口面磨削刀对应于钢管直径的变化被可滑动地安装，通过弹簧被保持在设置在上述法兰部上的支持孔内，通过上述第二加工头，使扩口面磨削刀的上述切削刃面与推压变形后的上述钢管的管端部接触，由上述主轴沿规定方向的转动，能够对推压变形后的上述钢管的管端部进行磨削精加工。
6.如权利要求2所述钢管复合加工设备，其特征在于沿上述主轴法兰部的直径方向以上述轴线为中心对向地设置两个上述第一加工头装置的安装台，代替上述第一加工头装置，挠曲防止加工头装置被安装在上述一个安装台中，该挠曲防止加工头装置前端的挠曲防止加工头具有与上述主轴轴线平行的圆柱部，调整在上述第一加工头安装台的安装位置，使所述圆柱部的侧线与扩口加工钢管的管端部内面接触，通过执行由上述第一加工头引起的上述钢管前端的扩开和由上述第二加工头引起的至弯缘位置为止的变形，能够防止接近上述钢管弯缘部的钢管内面内侧的挠曲现象。
7.如权利要求1所述钢管复合加工设备，其特征在于将用于在钢管前端加工焊接用坡口部分的坡口加工附属装置安装在上述副轴的上述安装台上，设置在该坡口加工附属装置前端的坡口加工刀具包括前端部倾斜的切削刃，调整上述安装台的安装位置，使该切削刃面与固定在卡盘上的钢管前端接触，通过上述主轴一边转动一边前进，能够对该钢管前端进行磨削整形形成坡口。
8.如权利要求1所述钢管复合加工设备，其特征在于将用于剥离除去被镀覆在钢管内外面上镀层的镀覆切削用附属装置安装在上述副轴的上述安装台上，在该镀覆切削用附属装置前端的镀覆切削用刀具上，与上述主轴轴线平行的切削刃面被设置在该刀具外侧及内侧任一侧上，调整上述安装台位置，使该切削刃的切削刃面与扩口加工前的上述钢管内面和外面中任一面接触，通过上述主轴一边转动一边前进，能够剥离除去被镀覆在该钢管上的镀层。
9.一种钢管加工方法，其特征在于为了能够由内周面能够沿钢管外壁滑动的松套法兰将两个钢管的端部连接，使用钢管复合加工设备，实施使钢管端部朝向与钢管中心线垂直方向向外部弯曲且弯缘的扩口加工，其具有如下工序用中心线与主轴中心线一致的钢管保持装置的卡盘，将加工对象钢管固定在上述钢管复合加工设备的规定位置上的工序；通过被安装在设置在相对主轴可前后滑动和转动地固定在主轴上的副轴前端的上述安装台上，将圆锥面母线已变成第一位置的角度且可自由转动的圆锥形滚子也就是第一加工头固定在相对于上述安装台加工位置的位置上的工序；使上述副轴前进到相对于主轴最前端的位置，通过上述主轴转动前进，由第一加工头将上述钢管管端部扩开到第一位置的工序；使上述副轴后退到相对于主轴最后端的位置，通过上述主轴转动前进，由已被安装在该主轴前端法兰部上且可自由转动的圆锥形滚子也就是第二加工头的与上述主轴轴线垂直的母线，使上述钢管管端部推压变形到规定的弯缘角度位置的工序；打开上述钢管保持装置的上述卡盘，将完成扩口加工的上述钢管取出的工序。
10.如权利要求9所述钢管加工方法，其特征在于紧跟着由第二加工头引起的对上述钢管管端部推压变形到规定的弯缘角度工序，通过上述主轴反向转动，邻接上述第二加工头装置而设置在上述主轴法兰部上并具有被设置在与上述主轴轴线垂直方向且与上述第二加工头的上述钢管的接触面几乎同一位置上还使具有沿上述钢管方向被推压的切削刃的扩口面磨削刀具沿切削方向转动，对上述扩口加工后的钢管的管端面进行磨削精加工的工序。
11.如权利要求9所述钢管加工方法，其特征在于包括用前端具有由与上述主轴轴线平行的圆柱部组成的挠曲防止加工头的挠曲防止加工头装置更换上述第一加工头安装台的2组中第一加工头中的1组加工头的工序；调整上述第一加工头安装台的安装位置，使该圆柱部的侧线与扩口加工的钢管管端部的内面接触的工序；在该圆柱部的侧线与扩口加工的钢管管端部内面接触状态下，实施上述扩口加工。
12.一种在钢管前端加工焊接用坡口部分的钢管加工方法，包括如下步骤用中心线与主轴中心线一致的钢管保持装置的卡盘，将加工对象钢管固定在上述钢管复合加工设备的规定位置上；将在前端部具有倾斜切削刀刃的坡口加工刀具使上述切削刀刃对着上述钢管管端部地固定在安装台上，该安装台设置在与上述主轴一起转动的副轴的前端，并可相对主轴前后滑动；使副轴相对于主轴前进到最前端位置，通过所述主轴转动前进，由上述切削刃对钢管管端部进行磨削整形，形成坡口；打开上述钢管保持装置的卡盘，将形成了坡口的上述钢管取出。
13.一种对被镀覆了的钢管进行剥离除去的钢管加工方法，其特征在于包括如下步骤用钢管保持装置的卡盘，将加工对象钢管固定在钢管复合加工设备的规定位置上；将镀覆切削用刀具固定在安装台上，该安装台设置在相对主轴可前后滑动旋转的固定在主轴上的副轴的前端，该镀覆切削用刀具设置了刀具的外侧及内侧的任意一个与上述主轴的轴线平行的切削刃面，该固定是使上述切削刃面与上述钢管的内面或外面的任意一面达到接触的位置；使上述镀覆切削用刀具的上述切削刃面与钢管内面和外面任一面接触，通过上述主轴转动前进，对该钢管内面和外面任一面上的镀层进行剥离除去。
全文摘要
本发明是一种小型且容易移动、不仅可进行钢管扩口加工，而且可以进行扩口面磨削、坡口加工、镀层剥离加工的钢管复合加工设备和加工方法。主轴(121)可转动地安装在相对于公用支架(103)可滑动的滑动框架(141)上，第二加工头(124)被安装在主轴(121)前端的法兰部上。副轴(131)可滑动且与所述主轴一起转动地安装在所述主轴(121)内，第一加工头(134)被设置在副轴(131)前端的安装台(132)上。通过主轴(121)的转动和前后移动以及副轴(131)相对于主轴(121)的前后移动，实施第一加工头(134)将被保持在钢管保持装置(102)上的钢管(110)的前端部扩开到第一位置、第二加工头(124)将钢管(110)的前端部扩开到规定的弯缘位置的扩口加工。
文档编号B24B9/00GK1622863SQ02828410
公开日2005年6月1日 申请日期2002年10月22日 优先权日2002年8月28日
发明者小川清 申请人:小川清