CN1025163C - 一种切割管件的设备 - Google Patents

Abstract

一种切割管件的设备，包括围绕着管子的刀具和一个支座，其中至少有一把刀紧靠第二把刀并是可旋转的，使活动芯棒走向刀具的传动装置，且芯棒对接面处于两把刀的切割区；特别是两把刀的内径与管子外侧成压力配合，芯棒与管子内壁也成压力配合，还有给刀具施加压力的推进装置，和安装在芯棒上具有支座的套筒。该设备在切割管子时，可同时给管子施加轴向力、径向扩张力和径向压力，从而能高速切割，避免材料损耗和保证切割面的光洁度。

Description

本发明涉及一种切割管件的设备。到目前为止，切割管件的方法实际上除了锯割或者切割进行切削之外，另一种可能的方法是气割。

所有这些方法都有一个共同的缺点，与其说大量的损耗是不可避免的，不如说切割速度是不快的。此外，切割面的质量很差，特别是选择较快的切割速度时，如果分割面的光洁度较差，则不可避免地要对这种表面进行再加工。

另外，1981年一般分册（sectionP），第29期（1981年8月26日第25页）的苏联发明公开了通过剪切切开管子。为此，通常使用连续地围住被切管子的刀具，刀对刀保持偏心。同时，还公开了管子由一根可分开的芯棒从内部来支持，这根可分离的芯棒在相互毗邻的刀具的平面里紧靠。该方法的缺点在于，从切割面的光洁度和尺寸精确度来看，切割面的质量较差。因此，采用这种切割方法时，通常在排出刀刃的范围内切断材料。

在1974年2月5日公开的苏联发明SU-774829里介绍了一种切割管子的方法，即在管子受到轴向作用力的同时在管子内插入一根直径大于管子内径的芯轴，使芯轴产生径向扩张力，在该力的作用下管子扩张至与模具内表面相抵触，所以模具内表面对管子有一与扩张力方向相反的径向压力。因此管子是在轴向力、径向扩张力和模具对管的径向压力三个方面作用力联合作用之下的，并使管子材料内的应力上升至等于或大于材料的屈服点。并且这种应力状况在加工过程中一直保持着。

在1972年4月25日公开的美国专利第3657951号里介绍了一种切管机，它具有支座和安装在支座内的二个互相紧靠的刀具，各刀具具有与管子相配合的内孔，其中至少一个由刀具偏心回转机构带动，并有管件的推进装置和芯轴的汽缸-活塞推进装置，该芯轴在位于刀具切割面处有两相互对接的部分。但该设备不能达到在被加工的管件上同时施加轴向力，径向向外的扩张力和径向向内的压力的效果。

本发明的目的在于提供一种切割管件的设备，该设备能高速切割管子，避免材料损耗以及保证切割面的光洁度。该设备包括不可分开的围绕管子的刀具和一个支座，其中至少有一把刀围绕与切割面裂口中心间距的转轴、且相对着第二把刀是可旋转的，刀平面相互靠紧，在刀具的托架里利用一个传动装置，优先采用一种汽缸-活塞部件，它使活动芯棒轴向地引向刀具，再给以压力配合，由此使芯棒分开，在被插入的状态下其相互对接的两部份处于两把刀的切割面中。

这种设备例如在上述引证的“苏联发明说明”期刊中所述，发明中虽然预先考虑用可分开工作芯棒对被切割管子进行扩张，但要强迫使管子材料沿连续的刀的内壁塑性流变，然而这根可分开的芯棒在其两个相互紧靠的端面内被紧紧抓住，例如预先考虑用从端面到外套表面呈锥形过渡，以致在扩张之后在切割面内管子材料的径向应力状态完全卸去。

采用这样一种设备，可以预计到在切割面内保持着各个方向的应力状态，因此建议两把刀的内径与被切割管子的直径构成压力配合，芯棒的两部分中相对的端面在它们周围表面的过渡区内呈边缘锋锐的外形，在该过渡区内的断面与被切割管子的光亮断面构成严格的压力配合，并设有当刀相对运动时，主要由汽缸-活塞部件给予的很大压力的推进装置。此外，被分开的芯棒通过可在所说芯棒上 移动的套筒，套筒的一端形成供被切割管子用的支座，套筒还具有可携带和接触芯棒上的支座、在芯棒向刀具运动时支撑支座的凸肩。

该措施的成功在于保持切割时被切割的管子处于各个方向的应力状态下。在管件被切割之后，芯棒的一部分仍留在管子中，从芯棒中使这段管件分开，在这根管子向前推到切割另一段管件之后，又与托架中停留的芯棒的部分接触。并保障在转向管子的套筒端面对面的芯棒的一部分总是突出相同的尺寸，故而保障了芯棒切割面的精确位置。

对于这种设备来说，还可预计到，由远离用于切割管子的推进装置的刀和在第二把刀的孔旁偏心安置的、容纳芯棒的托架的轴颈作可旋转支承，并利用一种驱动装置可相对轴颈旋转。因此，该设备的结构十分简单。

根据本发明的另一特征可以预先考虑切割管子的支座是一个与汽缸-活塞部件的空心活塞杆联接的弹簧夹头，它安置在两个压力轮之间，其中一个压力轮优先选择带有环状槽的，压力轮可围绕两个相互平行的轴旋转，轴垂直地穿过弹簧夹头，至少一个压力轮可与弹簧夹头作垂直运动，因此，从结构方面来看，切割很长的管子可能也很简单，以致使该设备不能再切割的残留管子的数量，相应来说是很少的。用两个压力轮与弹簧夹头连接需要有把管子推进刀具内的夹紧作用。

为了还能够分割较短的管子以及能够达到十分高的材料利用率，本发明的又一个特征可提供用于切割管件的推进装置有一个凹形圆柱状导向装置，它有一个向上开口的凹进部分且在其长度部分上延伸，在凹进部分中，其内壁的最下面的基体与刀的口径的最下面的基体相同，一个由延伸到导向装置的汽缸-活塞部件驱动的穿孔器。采用这种方式，相当短的管件以相互相对对接也可被插入刀中，再被切割。

参照附图，将对本发明作详细的叙述。

附图说明：

图1为本发明的一种设备的第一种实施例的剖视图。

图2为图1所示的设备的平面图;

图3为图1所示的设备的横截面图;

图4为本发明另一个实施例的平面图;

图5为图4所示的设备的纵剖视图;

图6为图4所示的设备的横截面图;

图7为更详细地说明刀具装置的示意图。

图1到图3的实施例，用于提供处理较短的管件，其中有一个用于接受管件2的受料装置1，置于一个支承结构3中。这个受料装置由一个托架4和一个可更换固定的导向装置5。

托架4固定在支承结构3中并与汽缸-活塞部件6连接，为了能把管件送入，部件6的活塞杆延伸到导向装置5里，导向装置的最大长度部分是向上开口的。在托架4中还固定着导套7，导向装置5和导套7孔径的最下面的外体线处于一条直线上。

在远离汽缸-活塞部件6的托架4的一端有一个横向偏置的轴颈8。在轴颈上经一个轴承9支撑着一个可在汽缸-活塞部件10、11上旋转的支撑部分12，它又支撑在托架13上，支撑部分12的转动轴同轴地向轴颈8的轴延伸。

一把刀14被固定在轴颈8露出的前端，刀的孔径要这样确定，以致它与管件2的外径形成压力配合，通过压力配合，管件2在预定的切割区内大体上被加载到屈服点。刀14的孔径的最下面的形成线同轴地向导向装置5和导套7延伸。

另一把刀15装在支撑部分12的朝刀14的端面中，其孔径的尺寸也与管件2形成压力配合。

在支撑部分12中的孔径16里是一个可移动的套筒17。套筒17 的一端用作管件2的支座。在其内侧，套筒17有一个凸肩18，可安置芯棒20的支座19。该芯棒20被拧入一个汽缸-活塞部件21的活塞杆的端头，该端头是支撑部分12的一部分。

芯棒20本身被分成两部分，其中一部分被拧入活塞杆，在插入的状态下，伸到14、15两把刀的切割面，芯棒的另一部分20′与芯棒20对接。

除转动区之外，芯棒20、20′具有同一个直径，与管件2的内径形成压力配合，通过这种压力配合，使管件大体上加载到它的屈服点。

切割管件2的方法是这样的，把管件2装入到导向装置5，通过汽缸-活塞部件6使它朝刀14、15方向推进，压入两把刀中，管件被加载到至少接近其屈服点。

然后，把芯棒20压入管件2中，用套筒17夹紧直到和支撑部分12的支架对面相撞，与此同时，固定管件2的位置，芯棒20、20′以其平面切割面精确地处于两把刀14、15的切割面中。

之后，支撑部分12由两个汽缸-活塞部件10、11旋转，从而使两把刀作相互移动，根据具体情况，或者固定刀14与导向装置5和汽缸-活塞部件6同轴，从而与轴颈8偏心，或者通过刀14和刀15的转轴相互移位来造成。根据刀切割面内管件2的应力状态或者切割面内材料的光滑塑性流变的晶粒，通过刀14、15的上述移位，可以得到十分光滑和实际上很平整的切割面。

图4到图6所示的实施例与图1到图3所示的实施例的区别在于用一个弹簧夹头22取代受料装置1。弹簧夹头22与汽缸-活塞部件6的空心活塞杆相连，并在支承结构3上被固定。弹簧夹头22被导入托架4的孔径中，托架还有导套7。此外，托架4接纳刀14，并且利用轴颈8和轴承9支承支撑部分12，与图1到图3所示的相同。

在转向汽缸-活塞部件6的区域内设有槽23，在其另一端内形成未开槽的套筒，管子2′与弹簧夹头22之间的夹紧由两个压力轮24、25产生，由此利用被支承在支承结构3中的轴26使压力轮24位置固定，但可旋转，弹簧夹头22在压力轮24之上。

在可在支承结构3内垂直移动的固定装置27中，利用一根轴28另一压力轮25是可旋转和垂直移动的。通过支承在支承结构3上的汽缸-活塞部件29可使固定装置27移动，以致于压力轮25可压住弹簧夹头22，而压力轮25设有尽可能地围绕弹簧夹头22的横截面形状的槽30。

两个压力轮24、25由相应的两根轴26、28的轴承31支承。

图4到图6所示的设备的工作方式与图1到图3所示的区别仅在于，图5中最前面位置上的汽缸-活塞部件6的活塞杆在缩回之前，通过汽缸-活塞部件29的合适动作，使压力轮25离弹簧夹头22略上升。在弹簧夹头22的套筒状部分中导入的管子2′与刀14可靠地维持仅仅很小的间隙，刀14与托架的轴颈8中的弹簧夹头22同轴地配置，相对于弹簧夹头的轴作位移，通过管子2′在刀14孔径中的严密的压力配合，以致使弹簧夹头缩回时，管子不可能被带走。

在管子被向前朝刀14、15移动之前，为了切割管子2′的下段管子，压力轮25再压向弹簧夹头22，以此耒携带管子2′，事先被切割的管件与由汽缸-活塞部件10、11控制的已返回到起始位置的刀15同时移动，并且管子被推入上述的刀15中。当然，为了使套筒17能推回，支撑部分12的汽缸-活塞部件21处于非受压状态下。

当管子2′被推入刀15中时，芯棒部分20′朝刀的端面到达两把刀14、15的切割面中。通过汽缸-活塞部件21相应的动作，芯棒20向前朝刀14移动，以此携带套筒17。

因此，芯棒20的自由端面也达到芯棒部分20′上的制动件，与 此同时套筒17被压向管子2的端面。

管子2′进一步移动或者推入刀14、15中为了切割下一段管件，并且通过装有刀15的支撑部分12的旋转切割那段管子，其动作与图1到图3所示的设备中使管件推入到刀14、15的相同。

在这种情况下，一段管子切割之后，刀15中的已切割的管子件通过汽缸-活塞部件6使管件2再向前移动而推出，被切割的管件2被推入。此时，切割完最后一段管子之后刀15或者支撑部分12必须回到起始位置，在该位置中，两把刀14、15的孔径成直线。

原则上，应当指出，支撑部分12相对于托架要旋转一个足够的角度，旋转角度的大小要根据支撑部分12的转轴相对于刀14的孔径的轴的移动，两把刀14、15的相对移动以被分开的管子2、2′的壁厚为准。

图7为刀14、15和芯棒20详细配置的示意图。图中部分20大体上相应于图1和图5中的部分20′，处于切割面内或者处于两把刀14、15的分离面内，部分20的直径大于被切管子2的内径，以致管子由于壁厚减小而伸长。

所以，在芯棒20的部分201的接续区内有槽202。芯棒的部分201和部分20分别装有密封圈40，密封圈40压在被切管子2的内壁上，并起密封作用。同样，密封圈41被固定在刀14、15的相应的槽中，对管子2的外壁起密封作用。

刀14中有油路32，由进油口33把压力油送到管子2的外壁和刀14、15之间以及刀14和15之间相互接触的表面，刀14中有装密封圈34的槽。

在切割管件时刀14、15作相对移动，压力油还通到芯棒20的和管子2内壁的两部分之间。按要求，供给油路中的压力油，其压力例如为400-500巴，在这种情况下，压力测定表明，芯棒20和被切管子2的相互接触的表面或刀14、15和管子2之间的油膜所产生 的压力大约为20千巴的数量级。这样配置还保证被切管子在切割面径向处于相应的高应力之下。在轴向上，如图1到图6中所示的实施例，使被切管子2保持在相应的高应力之下，以致在分割面内被切管子2在所有的方向上处于制造管子2的材料的屈服点范围内的应力下。

此外，所形成的油膜使摩擦相应减小。为了改善芯棒20的刀的抗磨性，需要在它们上面涂上氮化钛并且尽可能抛光到如镜子的金属光泽，这样它们的摩擦系数就很低，表面硬度高，以及具有良好的油润湿性。此外，进行涂层还可进一步消除部件咬住和冷压接在一起的危险。

Claims (6)

1、一种切割管件的设备，包括不可分开地围绕着管子的刀具和一个支座，其中至少有一把刀围绕与切割面裂口中心有间距的转轴且相对着第二把刀是可旋转的，刀平面相互靠紧，在刀具的托架里利用一种由汽缸-活塞部件组成的传动装置，它使活动芯棒轴向地引向刀具，再给以压力配合，使被切割管子具有光亮的断面，由此使芯棒分开，在被插入的状态下，其相互对接的两部分处于两把刀的切割面中，本发明的特征在于两把刀(14、15)的内径与被切割管子的直径构成压力配合，边缘锋锐的芯棒的两部分(20，20′)的相互转向的端面过渡到外套表面，在该过渡区的断面与被切割管子光亮断面构成严格的压力配合，并设有当刀(14，15)相对运动时施加很大的压力的推进装置，以及安装在芯棒(20)上具有支座的套筒(17)。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，由远离切割管子的推进装置的刀（15）和在第二把刀（14）的孔旁偏心地安置的、容纳芯棒（20）的托架的轴颈（8）作可旋转支承，并利用一种驱动装置可相对所说的轴颈旋转。

3、如权利要求1所述的设备，其特征在于，当刀（14，15）相对运动时施加很大压力的推进装置是汽缸-活塞部件（6）。

4、如权利要求2或3所述的设备，其特征在于，被分开的芯棒（20）通过一个在所说的芯棒上可移动的套筒（17），其一个端面构成用于切割管子（2，2’）的支座，靠近芯棒（20）支座（19）的另一端安置可携带的凸肩，在芯棒（20）向刀（15）移动时，凸肩靠近支座（19）。

5、如权利要求3所述的设备，其特征在于，被切管子（2，2’）的推进装置有一个弹簧夹头（22），与汽缸-活塞部件（6）的空心活塞连接，安置在二个压力轮（24、25）之间，其中一个压力轮选择有圆周槽（30），压力轮（24、25）可绕轴（26、28）旋转，轴（26、28）相互平行地延伸，并垂直地跨过弹簧夹头（22），至少压力轮中的一个可垂直于弹簧夹头（22）移动。

6、如权利要求3所述设备，其特征在于，被切管子的推进装置有一个凹状圆柱导向装置（5），向上开口并在该导向装置的一部分长度上延伸，其中导向装置的内壁的最下面的基体与刀（14、15）的孔径的最下面的基体重合，由汽缸-活塞部件（6）推动的活塞杆伸入所说的导向装置。

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