管端加工装置及管端加工机械以及管端加工方法.pdf

本发明公开了一种管端加工装置包括切管机构和拔管机构。采用以上技术方案的管端加工装置，安装在管端加工机械中。在加工电热管时，先使用切管机构环切电热管的金属管的周壁将其分成主体和头端，再使用拔管机构夹紧头端并将头端与主体分离，使引出棒露出来。金属管的头端分离时，其内部的绝缘粉末大部分都保留在头端内部，产生的粉尘大大减少。使用该管端加工装置加工电热管等还有填充物的管件，不仅加工的精度好、自动化程度高，而且金属管切面平滑不易变形。而且使用管件加工机械加工电热管时不会产生大量的绝缘粉末粉尘，改善了工作环境，达到环保要求。本发明还公开了一种具有该管端加工装置的管端加工机械和一种管端加工方法。

权利要求书
1.  管端加工装置，安装在用于加工含有填充物的管件的管端加工机械中，其特征在于，包括：
切管机构，用于环切管件的周壁将所述管件分成管件主体和管件头端，所述切管机构包括旋转刀头、旋转电机和传动装置，所述旋转刀头与所述旋转电机通过所述传动装置相连接；
拔管机构，用于夹紧所述管件头端并将所述管件头端与所述管件主体分离，所述拔管机构包括夹管装置、拔管动力源和平移装置，所述夹管装置通过所述平移装置与所述管端加工机械的机床相连接，所述夹管装置主要由夹头和与所述夹头连接的夹头动力源组成，所述夹头具有可开合的夹爪，所述夹头动力源用于控制所述夹爪的张开和闭合，所述拔管动力源用于推动所述拔管机构在所述管端加工机械的机床上整体移动。

2.  根据权利要求1所述的管端加工装置，其特征在于，所述旋转刀头包括刀盘、轴承座、刀盘连接块和刀爪动力源，所述刀盘一侧设有多个可开合的刀爪，另一侧具有刀盘轴，所述刀爪顶端设有切刀，所述刀盘轴通过所述传动装置与所述旋转电机相连接，所述刀盘轴通过轴承安装在所述轴承座内，所述刀盘连接块与所述轴承座滑动连接，所述刀爪动力源与所述刀盘连接块固定连接且能够推动所述刀盘连接块沿所述轴承座滑动。

3.  根据权利要求2所述的管端加工装置，其特征在于，还包括切管进退动力源，所述切管机构通过平移装置与所述管端加工机械的机床相连接，所述切管进退动力源用于推动所述切管机构在所述管端加工机械的机床上整体移动。

4.  根据权利要求1所述的管端加工装置，其特征在于，还包括扭动动力源，所述拔管机构设有支撑轴和轴承座，所述支撑轴一端通过所述传动装置与所述扭动动力源相连接，另一端与所述夹管装置固定，所述支撑轴安装所述传动装置的一端通过轴承安装在所述轴承座内，所述扭动动力源用于驱动所述支撑轴在所述轴承座内进行转动，所述轴承座通过所述平移装置与所述管端加工机械的机床相连接，所述拔管动力源用于推动所述轴承座在所述管端加工机械的机床上整体移动。

5.  根据权利要求1任一项所述的管端加工装置，其特征在于，所述切 管机构的传动装置为皮带和皮带轮的组合，所述拔管机构的传动装置为齿轮和驱动尺的组合。

6.  根据权利要求3所述的管端加工装置，其特征在于，所述拔管动力源为油缸，所述夹头动力源为油缸，所述刀爪动力源为油缸，所述切管进退动力源为油缸，所述扭动动力源为气缸。

7.  一种管端加工机械，其特征在于，所述管端加工机械中装有两组用于同时加工管件两端的管端加工装置，所述管端加工装置为权利要求1至6中的任一种。

8.  一种管端加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用切管机构环切管件的周壁，将所述管件分成管件主体和管件头端；
S2、使用夹管装置夹紧所述管件头端，使所述管件头端发生变形，并使所述管件头端内部的填充物破碎；
S3、使用拔管动力源驱动所述夹管装置，使所述夹管装置沿与所述管件平行的方向向后平移，从而将所述管件头端及其内部填充物与所述管件主体分离。

9.  根据权利要求8所述的管端加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、使用所述夹管装置夹紧所述管件头端，使所述管件头端发生变形，并使所述管件头端内部的填充物破碎；
S22、松开所述夹管装置，使所述管件头端与所述夹管装置分离；
S23、轴向旋转所述夹管装置，使所述夹管装置在不同的方向再次夹紧所述管件头端管件，使所述管件头端发生变形，并使所述管件头端内部的填充物松动和脱落。

10.  根据权利要求8或9所述的管端加工方法，其特征在于，所述夹管装置在夹紧所述管件头端时还进行一次或者多次小于一周的轴向旋转。

说明书管端加工装置及管端加工机械以及管端加工方法
技术领域
本发明涉及管件加工机械，特别涉及管端加工装置及具有该装置的管端加工机械以及管端加工方法。
背景技术
电热管又名发热管、加热管，学名管状电加热器元件，是专门将电能转化为热能的电器元件。其具有结构简单，机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点，广泛适用于各种硝石槽、水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加热炉、干燥炉、干燥箱、热压模等装置。附图1表示的是电热管的一般结构，如图所示，电热管1一般由金属管1a、发热丝和具有良好耐热性、导热性和绝缘性的绝缘粉末9b构成。其中发热丝设于金属管1a内部。发热丝两端部具有引出棒1c。引出棒1c用于与导线连接。绝缘粉末1b填充在发热丝的周围以及发热丝与金属管1a之间的空隙部分。绝缘粉末1b一般为氧化镁(MgO)粉末。在制造特定形状或者规格的电热管时，将电热管的两端进行加工，使引出棒1c两端露出来往往必要的工序。现有的管件加工机械在加工电热管时一般采取的时旋切的方式削除电热管两端的金属管，不仅加工的精度和效率低，而且由于刀具与高速旋转的电热管之间产生的大量热量会导致金属管切面不平滑甚至发生变形。而且使用管件加工机械加工电热管时会产生大量的绝缘粉末粉尘，污染很大且难以处理。
发明内容
本发明的目的是提供管端加工装置及具有该装置的管端加工机械以及管端加工方法，以解决现有的加工机械及管端加工方法的不足。
根据本发明的一个方面，提供了管端加工装置，安装在用于加工含有填充物的管件的管端加工机械中，包括：
切管机构，用于环切管件的周壁将管件分成管件主体和管件头端，切管机构包括旋转刀头、旋转电机和传动装置，旋转刀头与旋转电机通过传动装置相连接；
拔管机构，用于夹紧管件头端并将管件头端与管件主体分离，拔管机构包括夹管装置、拔管动力源和平移装置，夹管装置通过平移装置与管端 加工机械的机床相连接，夹管装置主要由夹头和与夹头连接的夹头动力源组成，夹头具有可开合的夹爪，夹头动力源用于控制夹爪的张开和闭合，拔管动力源用于推动拔管机构在管端加工机械的机床上整体移动。
传动装置为皮带和皮带轮的组合或者齿轮和齿轮的组合或者齿轮和驱动尺的组合或者齿轮和链条的组合。拔管动力源和夹头动力源可以分别为油缸，气缸、电推杆或者电机。
采用以上技术方案的管端加工装置，安装在管端加工机械中，尤其适合用于加工含有填充物的管件。在加工电热管时，先使用切管机构环切电热管的金属管的周壁将其分成主体和头端，再使用拔管机构夹紧头端并将头端与主体分离，从而将引出棒裸露出来。金属管的头端分离时，其内部的绝缘粉末大部分都保留在头端内部，产生的粉尘大大减少。使用该管端加工装置加工电热管等还有填充物的管件，不仅加工的精度好、自动化程度高，而且金属管切面平滑不易变形。而且使用管件加工机械加工电热管时不会产生大量的绝缘粉末粉尘，改善了工作环境，达到环保要求。
在一些实施方式中，旋转刀头包括刀盘、轴承座、刀盘连接块和刀爪动力源，刀盘一侧设有多个可开合的刀爪，另一侧具有刀盘轴，刀爪顶端设有切刀，刀盘轴通过传动装置与旋转电机相连接，刀盘轴通过轴承安装在轴承座内，刀盘连接块与轴承座滑动连接，刀爪动力源与刀盘连接块固定连接且能够推动刀盘连接块沿轴承座滑动。刀爪动力源可以为油缸，气缸、电推杆或者电机。刀爪不仅可以自由开合，而且还可以通过刀爪动力源控制刀爪闭合的程度，由此可以调节切刀环切的深度，使切刀产生的切痕既不会太浅导致拔管机构无法拉断管件头端，又不会太深导致切刀损坏和产生绝缘粉末粉尘。
在一些实施方式中，还包括切管进退动力源，切管机构通过平移装置与管端加工机械的机床相连接，切管进退动力源用于推动切管机构在管端加工机械的机床上整体移动。切管进退动力源可以为油缸，气缸、电推杆或者电机。由此切管机构在环切完成之后马上脱离管件，将分离工序交由专门的拔管机构完成，更加适合自动化加工。
在一些实施方式中，还包括扭动动力源，拔管机构设有支撑轴和轴承座，支撑轴一端通过传动装置与扭动动力源相连接，另一端与夹管装置固定，支撑轴安装传动装置的一端通过轴承安装在轴承座内，扭动动力源用于驱动支撑轴在轴承座内进行转动，轴承座通过平移装置与管端加工机械的机床相连接，拔管动力源用于推动轴承座在管端加工机械的机床上整体移动。扭动动力源可以为油缸，气缸、电推杆或者电机。扭动动力源可以驱动支撑轴在轴承座内进行转动，不仅可以配合刀爪动力源使夹管装置在 不同的方向多次夹紧管件头端管件，使管件头端内部的填充物松动和脱落从而易于拔下，而且可以使夹管装置在夹紧管件头端时还进行一次或者多次小于一周的轴向旋转从而使管件头端更容易分离。
在一些实施方式中，切管机构的传动装置为皮带和皮带轮的组合，拔管机构的传动装置为齿轮和驱动尺的组合。由此，切管机构和拔管机构的结构更加简单，成本更低，运行也更加稳定。
在一些实施方式中，拔管动力源为油缸，夹头动力源为油缸，刀爪动力源为油缸，切管进退动力源为油缸，扭动动力源为气缸。由此，切管机构和拔管机构的结构更加简单，成本更低，运行也更加稳定。
根据本发明的另一个方面，提供了一种管端加工机械，管端加工机械中装有两组用于同时加工管件两端的管端加工装置，管端加工装置以上所述的任一种。该管端加工机械可以同时加工管件的两端，提高了工作效率，降低了生产成本。
根据本发明的又一个方面，提供了一种管端加工方法，包括以下步骤：
S1、使用切管机构环切管件的周壁，将管件分成管件主体和管件头端；
S2、使用夹管装置夹紧管件头端，使管件头端发生变形，并使管件头端内部的填充物破碎；
S3、使用拔管动力源驱动夹管装置，使夹管装置沿与管件平行的方向向后平移，从而将管件头端及其内部填充物与管件主体分离。
采用以上方法在加工电热管，使用的是拔出的方式整体分离金属管的头端，分离时，头端内部的绝缘粉末大部分都保留在其内部，产生的粉尘大大减少。使用该方法加工电热管等还有填充物的管件，不仅加工的精度好、效率高，金属管切面平滑不易变形，而且不会产生大量的绝缘粉末粉尘，改善了工作环境。
在一些实施方式中，步骤S2包括以下步骤：
S21、使用夹管装置夹紧管件头端，使管件头端发生变形，并使管件头端内部的填充物破碎；
S22、松开夹管装置，使管件头端与夹管装置分离；
S23、轴向旋转夹管装置，使夹管装置在不同的方向再次夹紧管件头端管件，使管件头端发生变形，并使管件头端内部的填充物松动和脱落。
由此，可以使管件头端内部的填充物变松，更加易于分离。
在一些实施方式中，夹管装置在夹紧管件头端时还进行一次或者多次小于一周的轴向旋转。通过旋转管件头端，可以扭断的方式将管件头端与管件主体断开，特别适用于不锈钢管或者铜管的加工。
附图说明
图1为电热管的结构示意图。
图2为本发明一种实施方式的管端加工装置的结构示意图。
图3为图1所示管端加工装置的切管机构的结构示意图。
图4为图3中A所示部分的放大图。
图5为图1所示管端加工装置的切管机构的装配图。
图6为图1所示管端加工装置的拔管机构的结构示意图。
图7为图1所示管端加工装置的拔管机构的装配图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图2至图7示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的管端加工装置。该装置安装在用于加工含有填充物的管件的管端加工机械中。如图所示，该装置包括用于环切管件的周壁将管件外层的金属管分成管件主体和管件头端的切管机构2和用于夹紧管件头端并将管件头端与管件主体分离的拔管机构3。
其中，切管机构2包括旋转刀头和旋转电机21。旋转电机21通过传动装置7与旋转刀头相连接。
旋转刀头包括刀盘23、轴承座5、刀盘连接块26和刀爪动力油缸25。刀盘23一侧设有三个可开合的刀爪22，另一侧具有刀盘轴24。刀爪22顶端设有切刀221。
传动装置7包括主动皮带轮71、从动皮带轮72和皮带73。主动皮带轮71设于旋转电机21的电机轴上，从动皮带轮72设于刀盘轴24上。主动皮带轮71与从动皮带轮72通过皮带73相连接。
刀盘轴24通过轴承4安装在轴承座5内。轴承座5安装于刀盘连接块26内。刀盘连接块26两侧设有沿刀盘轴24的轴向的定位槽261。轴承座5两侧设有与定位槽261相匹配的定位柱51。定位柱51位于定位槽261内。刀盘连接块26可以在定位柱51和定位槽261的限制下沿刀盘轴24的轴向前后移动。
刀爪动力油缸25与刀盘连接块26固定连接。刀爪动力油缸25的油缸轴与轴承座5连接，由此能够推动刀盘连接块26沿轴承座5滑动。当刀盘连接块26靠近刀盘23时，刀爪22相互合拢，反之当刀盘连接块26远离刀盘23时，刀爪22相互分开。由此可以调节切刀221环切的深度，使切刀221产生的切痕既不会太浅导致拔管机构无法拉断管件头端，又不会太深导致切刀221损坏和产生绝缘粉末粉尘。
在本实施例中，切管机构2还包括切管进退动力油缸27。轴承座5固定在切管固定板29上。切管固定板29通过平移装置6与固定在管端加工机械的机床上的切管底板28相连接。
平移装置6包括滑轨61和套设于滑轨61外且与滑轨61相匹配的滑套62。滑套62可以在滑轨61上来回滑动。滑轨61与切管底板28固定，切管固定板29与滑套62固定。切管进退动力油缸27与切管底板28固定连接，其油缸轴与切管固定板29相连接，由此切管进退动力油缸27可以推动切管机构2在管端加工机械的机床上整体移动。切管机构2在环切完成之后可以马上脱离管件，将分离工序交由专门的拔管机构3完成，更加适合自动化加工。
拔管机构3包括夹管装置31、拔管动力油缸34、支撑轴32、平移装置6、轴承座5和扭动动力气缸35。
夹管装置31主要由两个可开合的夹爪311和与夹爪311连接的夹头动力油缸32组成。夹头动力油缸34用于控制夹爪311的张开和闭合。
支撑轴32一端与夹管装置31固定，另一端具有旋转轴321。旋转轴321通过轴承4安装在轴承座5内。轴承座5通过平移装置6与管端加工机械的机床相连接。
平移装置6包括拔管底板63和滑动板42。其中，拔管底板63与管端加工机械的机床固定，滑动板42与轴承座5固定。拔管底板63上部设有滑块631，滑动板64下部设有与滑块631配合的滑槽641。拔管动力油缸34与拔管底板63固定连接，其油缸轴通过拔管连接块341与轴承座5相连接，由此可以推动夹管装置31在管端加工机械的机床上整体移动。
旋转轴321通过传动装置7与扭动动力气缸35相连接。传动装置7包括齿轮和74和与其相配合的驱动尺73。其中，齿轮和74套设于旋转轴321上，驱动尺73通过平移装置6与滑动板64相连接。平移装置6包括滑轨61和滑套62。滑轨61与滑动板64固定，滑套62与驱动尺73固定。
扭动动力气缸35安装在滑动板64上，其气缸轴通过扭动连接头36与滑套62相连接。扭动动力气缸35可以驱动支撑轴32在轴承座5内进行转动，不仅可以使夹管装置31在不同的方向多次夹紧管件头端管件，使管件头端发生局部断裂以及使其内部的填充物松动从而易于拔下，而且可以使夹管装置31在夹紧管件头端时还进行一次或者多次小于一周的轴向旋转从而使管件头端更容易分离。
下面以加工铜管电热管为例简述该管端加工装置加工过程：
1、旋转电机21工作，带动旋转刀头高速旋转，此时刀爪22为张开；
2、电热管就位，加工机械的压管装置将电热管固定；
3、旋转刀头在切管进退动力油缸27的作用下进到指定的位置；
4、刀爪22在刀爪动力油缸25的作用下开始夹紧电热管，切刀221开始切削电热管的外部铜管；
5、切到一定深度后，在刀爪动力油缸25的作用下，刀爪22松开电热管； 
6、在切管进退动力油缸27的作用下，旋转刀头回位；
7、压管装置回位，机械手将电热管送到下一工位，下一工位的压管装置将电热管固定；
8、夹管装置31在拔管动力油缸34的作用下进到指定的位置，此时夹管装置31的夹爪311为张开；
9、夹爪311在夹头动力油缸34作用下夹紧电热管然后松开，夹紧部位是电热管已切削的管件头端部分，夹紧程度是将管夹扁一下，使所夹部分管内的镁粉疏松，铜管从已切的位置出现局部断裂；
10、夹爪311在夹头动力油缸34作用下夹紧电热管的头端，夹管装置31在扭动动力气缸35的作用下转动一定的角度后停止；
11、在拔管油缸34的作用下，夹管装置31夹住管件头端回位，从而将管件头端拨掉。
在其他的实施例中，传动装置7还可以为齿轮和齿轮的组合或者齿轮和链条的组合。刀爪动力源、拔管动力源和夹头动力源还可以分别为气缸、电推杆或者电机。扭动动力源还可以分别为油缸、电推杆或者电机。
在另外的一些实施例中，加工的电热管为铁管电热管、钢管电热管、不锈钢管电热管或者其他具有硬质外管的电热管，此时为保护切刀221，切管机构在加工时，可以仅预切管件周壁形成一圈切痕，再通过拔管机构使管件头端和管件主体沿切痕处断开。
采用以上技术方案的管端加工装置，安装在管端加工机械中，尤其适合用于加工含有填充物的管件。在加工电热管时，先使用切管机构2环切电热管的金属管的周壁将其分成主体和头端，再使用拔管机构3夹紧头端并将头端与主体分离，从而将引出棒裸露出来。金属管的头端分离时，其内部的绝缘粉末大部分都保留在头端内部，产生的粉尘大大减少。使用该管端加工装置加工电热管等还有填充物的管件，不仅加工的精度好、自动化程度高，而且金属管切面平滑不易变形。而且使用管件加工机械加工电热管时不会产生大量的绝缘粉末粉尘，改善了工作环境，达到环保要求。
实施例2
一种管端加工机械，在机床两侧分别装有实施例1中所述的管端加工 装置，该管端加工机械可以同时加工管件的两端，提高了工作效率，降低了生产成本。
实施例3
一种管端加工方法，包括以下步骤：
S1、使用切管机构环切管件的周壁，将管件分成管件主体和管件头端；
S21、使用夹管装置夹紧管件头端，使管件头端发生变形，并使管件头端内部的填充物破碎；
S22、松开夹管装置，使管件头端与夹管装置分离；
S23、轴向进行一次或者多次小于一周地旋转夹管装置，使夹管装置在不同的方向再次夹紧管件头端管件，使管件头端发生变形，并使管件头端内部的填充物松动和脱落。
S3、使用拔管动力油缸驱动夹管装置，使夹管装置沿与管件平行的方向向后平移，从而将管件头端及其内部填充物与管件主体分离。
采用以上方法在加工电热管，使用的是拔出的方式整体分离金属管的头端，分离时，头端内部的绝缘粉末大部分都保留在其内部，产生的粉尘大大减少。使用该方法加工电热管等还有填充物的管件，不仅加工的精度好、效率高，金属管切面平滑不易变形，而且不会产生大量的绝缘粉末粉尘，改善了工作环境。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。