大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置

摘要

本发明公开了一种大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，其包括转子、设于转子外围的定子以及与转子连接并可与转子一起转动的铣刀安装架，所述定子外侧设有位置调节装置；所述铣刀安装架上部设有铣刀调节螺杆和滑板，所述铣刀调节螺杆外侧一端设有调节手轮；所述滑板上连接有交流电机，所述滑板下部安装有用于加工管材外圆的铣刀，所述交流电机位于铣刀调节螺杆的上方，所述交流电机的输出轴经带与铣刀的安装轴传动连接，所述铣刀调节螺杆经调节手轮驱动可带动滑板移动。该装置以管材的内径作为定位基准，同时考虑了管材椭圆度，从而能够比较精确的加工出管材的外圆，保证了管材的外连接质量。

权利要求

1.一种大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，其特征在于：其包括转子（11）、设于转子（11）外围的定子（12）以及与转子（11）连接并可与转子（11）一起转动的铣刀安装架（3），所述定子（12）外侧设有位置调节装置；

所述铣刀安装架（3）上部设有铣刀调节螺杆（4）和滑板（15），所述铣刀调节螺杆（4）外侧一端设有调节手轮（5）；所述滑板（15）上连接有交流电机（1），所述滑板（15）下部安装有用于加工管材（9）外圆的铣刀（6），所述交流电机（1）位于铣刀调节螺杆（4）的上方，所述交流电机（1）的输出轴经皮带（2）与铣刀的安装轴传动连接，所述铣刀调节螺杆（4）经调节手轮（5）驱动可带动滑板（15）移动。

2.根据权利要求1所述的大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，其特征在于：所述位置调节装置包括均匀分布于定子（12）周围的四组支撑装置以及设于转子（11）上的激光测距传感器（14）；

所述支撑装置包括伺服电机（8）以及用于调节定子的内支撑腿（7），所述伺服电机（8）固定在定子（12）上，所述伺服电机（8）通过滚珠丝杠驱动内支撑腿（7），所述内支撑腿（7）与管材（9）的内壁接触。

3.根据权利要求1所述的大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，其特征在于：所述交流电机（1）的安装座为工字型结构，所述铣刀安装架（3）上安装有强力电磁铁（16），所述强力电磁铁（16）位于交流电机（1）下方。

说明书

大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，属于塑料加工技术领域。

背景技术

[0002] 钢塑复合压力管材将钢的高刚性和塑料的防腐性实现了统一，在化工、水利等工程中应用越来越广泛，随着客户需求的不断提高，管材的口径也越来越大，压力等级也逐渐提高。目前，市场常见的钢塑复合压力管材口径多在DN600以下，压力管材多用电熔套筒或电热熔带进行管材连接，这需要对管材的端部外圆进行一定的加工。目前管材的管端外圆加工常采用内撑车削的方式进行加工，这种方式对中小口径的管材的车间加工较为常用，但对于大口径管材的管端外圆加工，尤其是在施工现场的加工，目前尚没有有效的办法。为了避免管端外圆的加工，目前工程中常采用内焊的方式。但内焊相当于降低了管材的同流直径，这种方式有时不能被客户接受。

[0003] 因此，迫切需要一种操作方便、加工精度高的工装。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便、加工精度相对较高的一种大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大口径钢塑复合压力管材外圆加工装置，其关键技术在于：其包括转子、设于转子外围的定子以及与转子连接并可与转子一起转动的铣刀安装架，所述定子外侧设有位置调节装置；

[0006] 所述铣刀安装架上部设有铣刀调节螺杆和滑板，所述铣刀调节螺杆外侧一端设有调节手轮；所述滑板上连接有交流电机，所述滑板下部安装有用于加工管材外圆的铣刀，所述交流电机位于铣刀调节螺杆的上方，所述交流电机的输出轴经皮带与铣刀的安装轴传动连接，所述铣刀调节螺杆经调节手轮驱动可带动滑板移动。

[0007] 所述位置调节装置包括均匀分部于定子周围的四组支撑装置以及设于转子上的激光测距传感器；所述支撑装置包括伺服电机以及用于调节定子的内支撑腿，所述伺服电机固定在定子上，所述伺服电机通过滚珠丝杠驱动内支撑腿，所述内支撑腿与管材的内壁接触。

[0008] 所述交流电机的安装座为工字型结构，所述铣刀安装架上安装有强力电磁铁，所述强力电磁铁位于交流电机下部。

[0009] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

[0010] 1、本发明通过四组伺服电机驱动的调节支腿固定定子，定子中装有可旋转的转子，在转子上安装有转动手轮和铣刀安装架，铣刀安装架上安装有可轴向调节的铣刀装置（即滑板、铣刀和安装在滑板上的交流电机）。用手摇动转子，转子带动铣刀安装架和铣刀装置沿定子旋转。同时开启交流电机驱动铣刀旋转，在转子旋转的同时，就可以对管端外圆进行加工。操作非常方便，并且可保证加工精度；该装置可以满足不同尺寸长度轴向外圆的加工。

[0011] 2、本发明中的定子位置也是实时调节的，用以实现铣刀的进给切削，同时消除管材椭圆的影响。设管材直径为D，D=S1+S2+S3，当D的实测值小于理论值时，则说明管材椭圆，此时，可调节四组伺服电机的相对位置，保证管材外圆的切削半径。同理，当需要铣刀进给时，则通过更改管材的理论直径设定值，来实现管材外圆切削半径的改变，能更好的保证加工精度。

[0012] 3、为减少铣刀的切削力，铣刀尺寸不宜过大，为保证轴向尺寸的切削，本装置设计了可调节的螺纹结构（即设置了铣刀调节螺杆4），在交流电机的安装位置加上强力电磁铁，通过给电磁铁通电和断电来实现铣刀位置的固定。为方便铣刀的位置调整，交流电机安装座设计成工字型，确保铣刀及交流电机仅能沿轴向移动；电机安装板上安装有强力电磁铁，方便了铣刀的位置调节和加工过程中铣刀位置的固定。

附图说明

[0013] 图1为本发明的结构示意图示意图；

[0014] 图2为定子部分定位示意图；

[0015] 图3为驱动电机安装结构示意图；

[0016] 其中，1、交流电机；2、皮带；3、铣刀安装架；4、、调节螺杆；5、调节手轮；6、铣刀；7、内撑支腿；8、伺服电机；9、管材；10、转子转动手轮；11、转子；12、定子； 14、激光测距传感器；15、滑板；16、强力电磁铁，17、磁铁定位钉。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。

[0018] 参见附图1-附图3，本发明包括转子11、设于转子11外围的定子12以及与转子11连接并可与转子11一起转动的铣刀安装架3，所述定子12外侧设有位置调节装置；所述铣刀安装架3上部设有铣刀调节螺杆4和滑板15，所述铣刀调节螺杆4外侧一端设有调节手轮5；所述滑板15上连接有交流电机1，所述滑板15下部安装有用于加工管材9外圆的铣刀6，所述交流电机1位于铣刀调节螺杆4的上方，所述交流电机1的输出轴经皮带2与铣刀的安装轴传动连接，所述铣刀调节螺杆4经调节手轮5驱动可带动滑板15移动。所述铣刀调节螺杆4（也可叫丝杆）运动带动滑板15运动 ，通过强力电磁铁16锁定定位。

[0019] 所述位置调节装置包括均匀分部于定子12周围的四组支撑装置以及设于转子11上的激光测距传感器14；所述支撑装置包括伺服电机8以及用于调节定子的内支撑腿7，所述伺服电机8固定在定子12上，所述伺服电机8通过滚珠丝杠驱动内支撑腿7，所述内支撑腿7与管材9的内壁接触。所述交流电机1的安装座为工字型结构，所述铣刀安装架3上安装有强力电磁铁16，所述强力电磁铁16位于交流电机1下方。伺服电机固定在定子12上，内撑支腿7与滚珠丝杠相连，伺服电机8通过驱动滚珠丝杠，带动内撑支腿7实现微调。

[0020] 本加工装置通过4组在平面内组成“十”字的支撑装置来实现自身的定位，采用两只激光测距传感器14来测量管材9的内径，并以此实现定子12位置的调节，保证铣削加工的切削进给，同时消除了管材9自身椭圆度对加工质量的影响。为保证加工长度，铣刀调节螺杆4与滑板15连接，交流电机1与滑板15固定在一起，铣刀6设于滑板15下部，铣刀6的位置可调，通过交流电机1驱动铣刀6实现管材9外圆的加工。

[0021] 所述定子12位置的调节，是以激光测距传感器14对内径测量后与设定值进行比较后，由伺服电机8驱动滚珠丝杠进行相应调节完成的。设D=S1+S2+S3，当实测D与管材9内径的设定值出现偏差时，则说明管材9出现了椭圆，伺服电机8驱动滚珠丝杠（滚珠丝杠与伺服电机8固定在一起），使定子12的中心始终处于实测图形的中心。当需要进给切削时，则可以通过控制系统控制S1和S3来实现定子12中心的偏移，从而实现进给切削。

[0022] 该实验装置的加工部分设有调整装置，可以满足不同尺寸长度轴向外圆的加工。为方便铣刀6的位置调整，交流电机1安装座设计成工字型，确保铣刀6及交流电机1仅能沿轴向移动；交流电机1安装板上安装有强力电磁铁16，方便了铣刀6的位置调节和加工过程中铣刀6位置的固定。

[0023] 加工前，先将装置放入待加工管材9的内侧，使8只内撑支腿7的圆弧面与管材9内壁相互接触，通过伺服电机8使定子12可以稳定的固定，用手轻轻转动转子转动手轮10，带动转子11在周向慢慢转动，带动安装在转子11上的激光测距传感器14，检查定子12自定位的情况。转子11旋转速度不宜过快。

[0024] 铣刀安装架3与转子11固定在一起，铣刀安装架3上安装有铣刀调节螺杆4和调节手轮5，铣刀6和滑板15固定在一起，与铣刀调节螺杆4连接，安装板上有强力电磁铁16，当需要铣刀6位置调节时，应先将铣刀6的切削半径设定值变为原值后，再给强力电磁铁16断电，用手慢慢转动调节手轮5，待铣刀6在轴向位置调节到位后，再给强力电磁铁16通电，使铣刀6位置固定。上述调节完成后，开启交流电机1，通过皮带2带动铣刀6转动，在控制系统中设定切削半径的初始值后，用手慢慢转动转子手轮10，实现管端外圆的加工，当需要调铣刀6需要径向调节时，可通过修改切削半径和S1和S3的数值，来实现切削量的进给。此装置主要用于管材的现场修正，由于伺服电机调整有延迟，这里需要手臂摇动铣切装置时，速度需控制在一定范围之内。

[0025] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明创造。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明创造的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明创造将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。