轨道式切削装置制造方法及图纸

一种轨道式切削装置，包括：芯轴旋转单元，其连接至主体部的一个表面以便旋转（C轴）；多个相连接的刀具单元，其在芯轴旋转单元的前表面上朝向芯轴旋转单元的中心往复运动（X轴）；相对运动单元，其在与芯轴旋转单元的相对侧连接至主体部以能够与芯轴旋转单元同步地旋转，并用于将动力传递至多个刀具单元以促使其往复运动；连接齿轮，形成于刀具单元的传动轴的端部，以便可选择地与相对运动单元接合以接收动力；操作单元，用于促使所选的连接齿轮与相对运动单元接合或脱离；以及控制单元，用于控制芯轴旋转单元和相对运动单元的运动。根据本发明专利技术的装置能够自由地并可选择地控制多个切削刀具的前后运动，从而实现各种形状的加工以及切削和倒角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轨道式切削装置，更具体而言，涉及一种取决于同步轮的旋转速度比，能够自由地并可选择性地控制进入材料的多个切削刀具的运动的轨道式切削装置。
技术介绍
与管道的切削技术相关，当管道的尺寸和重量逐渐增大时，人们开发出轨道式切削装置，其中切削刀具在围绕固定管道的外周旋转时进行切削，将固定管道的外周逐渐剥除至预定深度。目前，用于管道的轨道式切削装置能够通过配备切削刀具和倒角刀具两者来进行倒角和切削。作为上述轨道式切削/倒角装置的实例，已公开了一种图1和图2中所示的装置（在下文中称为“现有技术1”）。如图1和图2中所示，现有技术1包括主体部10，其配置为固定定位在其中心的管道材料P。当管道材料P经过主体部10的任何一侧（前侧）时，配置为由电动机15旋转的旋转体20连接至管道材料P。切削刀具31和倒角刀具32在旋转体20的前侧相对于彼此（或相平衡的两个或更多个刀具）安装，以将切削刀具31和倒角刀具32配置为每当旋转体20旋转一次便竖直地（朝向管道材料的中心）运动预定深度。此处，将切削刀具31和切削刀具32安装在块部40上，块部40经导向能够朝向旋转体20的前表面上的管道材料P的中心往复运动，且块部40经螺纹连接至旋转轴50，旋转轴50的上端形成有齿轮51。因此，每当齿轮51与伸出主体部10的指形止挡60接触时，旋转轴50便将块部40竖直地运动与齿轮51的旋转角相对应的节距，以使切削刀具31和倒角刀具32向前朝向管道材料P的中心运动。如上文中所述，现有技术1涉及一种当切削刀具31和倒角刀具围绕管道材料旋转一圈时，能够通过促使切削刀具31和倒角刀具32凿入管道材料P预定的深度来切削管道材料或同时对管道材料进行切削和倒角的装置，但其是一种有限的技术，不能随意地控制切削刀具和倒角刀具的运动。换言之，现有技术1不能在旋转体20运动时，随意地调节切削刀具和倒角刀具。当切削刀具和倒角刀具不能调节时，意味着切削条件不能依据工件的尺寸、材料、种类等改变。这可能会自然地降低切削效率，且还可能损坏切削本身。另外，麻烦在于，在完成切削操作后将切削刀具和倒角刀具恢复至其初始位置，需要再次对旋转体逆向进行旋转，或者使用单独的反向旋转装置将旋转体恢复至其初始位置。另外，在现有技术1中的切削/倒角装置的情况下，很难预测切削刀具和/或倒角刀具何时变钝或受到损坏，从而使工件由于切削刀具和/或倒角刀具的损坏而经常受到损坏。换言之，在现有技术1的切削/倒角装置中的刀具处于变钝或受损情况下，即使由于该刀具的异常条件使工件处于非切削状态下，该刀具也会通过齿轮的旋转而持续地凿入工件。当此状态重复时，刀具与工件之间的荷载增大，以致荷载可能会导致整个刀具或工件受到损坏。另外，该切削/倒角装置的问题在于，不能够加工各种形状，不能够切削具有比预定厚度还厚的管道材料，齿轮与指形止挡之间的碰撞可能导致损坏，不能调节切削深度，切削刃口应取决于切削角度和形状而经常更换。这些问题将结合一个案例更详细地描述，其中现有技术1按图3中所示的操作顺序加工管道材料。换言之，切削刀具31和倒角刀具32如图3中的第一个附图所示凿入管道材料P，且在促使切削刀具31和倒角刀具32按照第二个至第四个附图中所示的顺序逐渐且更深地凿入管道材料P以便管道材料P在切削的同时进行倒角时进行加工。因此，现有技术1加工管道材料的局限之处在于，现有技术1能够进行的加工限于图4(a)中所示的切削和图4(b)中所示的一侧倒角。如图5中所示，自然的是，供切削管道材料使用的切削刀具31应具有与待切削的管道材料的厚度t相比较长的长度以便切削管道材料。然而，当增加切削刀具的长度L以便切削具有数十毫米或更大的厚度t的管道材料时，切削刀具可能不能承受施加在其上的力且因此可能容易受到损坏。另外，如图6中所示，自然的是，用于改进和加工管道材料的切削表面的倒角刀具32的刃口的长度lb应长于管道材料的倾斜表面的长度。然而，如图7中所示，由于倒角刃口的长度lb基本上长于切削刃口的长度lc，倒角刃口还应耐受对应于施加至其上的力的相当大的荷载。另外，可理解，现有技术1以如下方式工作：切削刀具每旋转一圈便切削中心部分一预定值，且在进行切削时受到的荷载和进行倒角时受到的荷载彼此不同，亦即，切削阻力P可变化地起作用。此处，切削阻力P由比切削阻力Ks根据待切削的材料数量、切削宽度l和加工深度dp决定，并可使用如下方式表示：P=Ks×l×dp因此，如图7(b)中所示，在使用用于切削的切削尖部时，可通过估算切削宽度lc和加工深度dp，同时根据待切削的材料质量忽略比切削阻力来计算节距。然而，在进行倒角时，如图7(a)中所示，由于切削宽度lb取决于管道材料的厚度t而变化，难以计算适合倒角的节距值（每旋转一圈加工的深度）。由于此原因，倒角可能不能满足各种加工要求，这使得商业化困难，且倒角刀具经常受到损坏，这也会导致用来克服它的机械设计问题。齿轮与指形止挡啮合，以便当齿轮旋转固定角度时，切削刀具和倒角刀具降低以进行预定深度的切削。当打算对具有数十毫米厚度的管道材料进行切削和倒角时，问题在于，当齿轮和指形止挡彼此碰撞数百次时，齿轮、齿轮下方的附件、指形止挡等可能受到损坏。例如，假定齿轮具有五个齿时，齿轮旋转一圈时的节距为1mm，管道厚度是20mm，指形止挡和齿轮将相互碰撞5次以将管道材料切削1mm，并将相互碰撞100次以加工200mm。当每天执行该加工100次时，将发生10,000次碰撞，且当执行该加工100天时，将发生1,000,000次碰撞。当在高速旋转期间发生该碰撞时，将产生相当大的冲击，这将对该装置的耐久性施加有害的影响。另外，在现有技术1中，由于仅当指形止挡与齿轮啮合时才执行切削预定深度，不可能随意地调节切削深度且工件的选择范围变窄。换言之，取决于工件的材料和刀具的种类，确定切削速度、切削深度等。然而，现有技术1的问题在于，即使存在加工条件，其也不能对该加工条件进行调节。另外，倒角角度可取决于管道材料的种类和设计而变化。然而，现有技术1的不方便之处在于，为了改变倒角角度，需要更换倒角刀具。为克服如上所述的现有技术的问题，本申请案的专利技术人已研究能够自由地控制切削刀具向前运动和向后运动的措施，使切削刀具不仅能够在垂直于待切削的圆形材料的方向上运动，而且能够在待切削的材料的轴向方向上运动，从而能够实现各种形状的加工以及切削和倒角，且能够同时进行具有数十毫米或更大厚度的重型管道（例如管道材料或难以切削材料）的切削和倒角操作。具体而言，专利技术人已研究用于一种能够自由地控制刀具在旋转体内的运动的方法的各种措施。因此，提出了基于无线通信的第一种控制方法，基于离心力的第二种控制方法，以及基于液压的第三种方法，且最后一种使用旋转速度比的控制方法。本申请案的申请人和专利技术人在韩国专利第1407327号（于2014年6月9日登记）提出一种基于无线通信（这是第一种建议的技术）的刀具控制方法，在韩国专利第1407328号（于2014年6月9日登记）还提出一种基于离心力（这是第二种建议的技术）的刀具控制方法，在韩国专利第1415513号（于2014年6月30日登记）提出一种基于液压（这是第三种建议的技术）的刀具控制方法，在未公布的韩国专利第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道式切削装置，其能够使用旋转速度比自由地并可选择性地控制旋转体内的多个切削刀具，所述轨道式切削装置包括：芯轴旋转单元，其连接至主体部的任何一个表面以便旋转（C轴）；多个相连接的刀具单元，其在所述芯轴旋转单元的前表面上朝向所述芯轴旋转单元的中心往复运动（X轴），以轨道方式切削和加工夹紧的材料；相对运动单元，其在与所述芯轴旋转单元的相对侧连接至所述主体部以能够与所述芯轴旋转单元同步地旋转，并构造成将动力传递至所述多个刀具单元以促使所述刀具单元往复运动；连接齿轮，其分别在所述刀具单元的传动轴的端部形成，以便可选择性地与所述相对运动单元接合以接收所述相对运动单元的动力；操作单元，其构造成促使选自所述连接齿轮的一个连接齿轮与所述相对运动单元接合或与所述相对运动单元脱离；以及控制单元，其构造成控制所述芯轴旋转单元和所述相对运动单元的运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.13 KR 10-2014-01374451.一种轨道式切削装置，其能够使用旋转速度比自由地并可选择性地控制旋转体内的多个切削刀具，所述轨道式切削装置包括：芯轴旋转单元，其连接至主体部的任何一个表面以便旋转（C轴）；多个相连接的刀具单元，其在所述芯轴旋转单元的前表面上朝向所述芯轴旋转单元的中心往复运动（X轴），以轨道方式切削和加工夹紧的材料；相对运动单元，其在与所述芯轴旋转单元的相对侧连接至所述主体部以能够与所述芯轴旋转单元同步地旋转，并构造成将动力传递至所述多个刀具单元以促使所述刀具单元往复运动；连接齿轮，其分别在所述刀具单元的传动轴的端部形成，以便可选择性地与所述相对运动单元接合以接收所述相对运动单元的动力；操作单元，其构造成促使选自所述连接齿轮的一个连接齿轮与所述相对运动单元接合或与所述相对运动单元脱离；以及控制单元，其构造成控制所述芯轴旋转单元和所述相对运动单元的运动。2.根据权利要求1所述的轨道式切削装置，其特征在于，所述连接齿轮与所述相对运动单元接合或与所述相对运动单元脱离，同时靠所述操作单元在所述传动轴的所述端部往复运动以致动或停用刀具。3.根据权利要求2所述的轨道式切削装置，其特征在于，可将所述连接齿轮构造成可重复地靠所述操作单元的推动装置按照一次接触方式进入和移出。4.根据权利要求2所述的轨道式切削装置，其特征在于，与所述相对运动单元啮合的所述连接齿轮的起始部分具有成形为逐渐变细的外径。5.根据权利要求1所述的轨道式切削装置，其特征在于，所述操作单元包括构造成水平地往复运动的推动装置，且两个推动装置单独地配备或双重构造，以推动所述连接齿轮或压紧用于固定所述连接齿轮的止动装置。6.根据权利要求1所述的轨道式切削装置，其特征在于，所述控制单元靠传感器检查所述多个连接齿轮与所述相对运动单元是接合还是脱离，同时旋转所述芯轴旋转单元一次到数次，以监视每一刀具的连接状态。7.根据权利要求1所述的轨道式切削装置，其特征在于，所述控制单元确定所述连接齿轮的每一者是否安装在正确位置，并将所述连接齿轮对齐，以通过所述操作单元重新安装一次所述连接齿轮的每一者。8.一种轨道式切削装置，其能够使用旋转速度比自由地并可选择性地控制旋转体内的多个切削刀具，所述轨道式切削装置包括：芯轴旋转单元，其连接至主体部的任何一个表面以便旋转；多个相连接的刀具单元，其在所述芯轴旋转单元的前表面上朝向所述芯轴旋转单元的中心往复运动，以轨道方式切削夹紧的材料；相对运动单元，其在与所述芯轴旋转单元的相对侧连接至所述主体部以能够与所述芯轴旋转单元同步地旋转，并构造成将动力传递至所述多个刀具单元以促使所述刀具单元往复运动；以及控制单元，其构造成控制所述芯轴旋转单元和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仁诚，
申请(专利权)人：DCSENG公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR