用于加工管子的端部的加工機器和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種加工機器和一種用于刨平管子的端部表面的方法。
【背景技術】
[0002]在管子的制造中，尤其是通過軋制或拉延，精加工的管子必須在某點處被及時定長切割。管子的該定長切割通常被稱為切斷。當切斷管子時，其被分成兩個管段。
[0003]對于某些應用，需要每一個精加工的定長切割的管段的端部表面具有高的表面質量和平面度。對于通過軌跡焊接而稍后連接到彼此的這種管段，設定有對管子的端部表面的表面質量的特別需要(特別是平面度)。
[0004]因此已知的是，在精加工軋制或拉延之后，S卩，在內徑和/或外徑減小到需要的額定尺寸之后，管子首先在第一機器中在軋制軋機的外側被切斷，且然后它們的端部或終止表面隨后被加工。
[0005]已知方法被發現是不利的，因為它們使得僅能夠通過極大的代價來獲得需要的端部表面的表面質量。
【發明內容】
[0006]相比之下，本發明的目的是提供使得能夠以改進的質量來對精加工管子的端部表面進行加工的加工機器和方法。
[0007]該目的通過這樣的用于刨平管子的端部表面的加工機器實現，該加工機器具有:用于待加工管子的夾緊裝置；具有刨平刀具的刀具保持架，其中刀具保持架由馬達驅動并能夠繞旋轉軸線旋轉，其中夾緊裝置和刀具保持架能夠由馬達在平行于刀具保持架的旋轉軸線的方向上驅動移動到彼此，并且其中加工機器包括冷卻裝置，所述冷卻裝置布置成使得所述冷卻裝置在所述裝置的操作期間借助于液態和/或固態二氧化碳冷卻待加工的管子和/或刨平刀具。
[0008]令人驚訝的是，利用液態或固態二氧化碳(CO2)對刀具和工件(即，管子)之間的接合區域的冷卻還引起潤滑，所述潤滑導致以此方式加工的管子的端部表面的最優表面質量。因此，在實施例中，除0)2之外，沒有必要供應另外的潤滑劑。
[0009]在一個實施例中，冷卻裝置包括用于二氧化碳的至少一個噴嘴，其中所述噴嘴布置成使得在所述裝置的操作期間，二氧化碳流出噴嘴并流動到管子或刨平刀具上，但優選的是流動到管子并流動到刨平刀具上。
[0010]這里有利的是，噴嘴被布置成使得二氧化碳流出噴嘴并在管子和刨平刀具之間的接合處附近流動到管子上。
[0011]為了使液態或固態氮可利用，冷卻裝置有利地另外包括經由管路連接到噴嘴的用于液態二氧化碳的貯存器。
[0012]為了使二氧化碳以有目的的方式從噴嘴排出，在一個實施例中，冷卻裝置包括同樣通過管路連接到噴嘴的用于產生壓縮空氣的裝置。
[0013]如果在一個實施例中利用固態二氧化碳而不是液態二氧化碳進行冷卻，則有利的是，噴嘴以這樣的方式設計，即:使得在加工機器的操作期間在噴嘴中從液態二氧化碳產生干冰雪形式的固態二氧化碳。
[0014]利用固態二氧化碳進行的這種類型的冷卻具有這樣的優勢，S卩，對工件或刀具噴射干冰雪使得與使液態氮流動到其上相比能夠實現更有效的冷卻。避免了由于在待冷卻的管子和液態二氧化碳之間的氣態二氧化碳(萊頓弗羅斯特(Leidenfrost)效應)產生的絕熱(insulat1n)。
[0015]為了產生固態二氧化碳或干冰，有利的是，冷卻裝置包括用于二氧化碳的至少一個噴嘴，其中噴嘴具有膨脹室，所述膨脹室以這樣的方式布置，即:使得液態二氧化碳能夠在膨脹室中膨脹，使得產生干冰。
[0016]此外，在一個實施例中，冷卻裝置包括經由管路連接到噴嘴的用于產生壓縮空氣的裝置。從而有意義的是，管路的端部以這樣的方式布置在噴嘴中，即:使得在膨脹室中產生的干冰能夠借助于壓縮空氣排出噴嘴。
[0017]在另一實施例中，加工機器具有用于待加工的管子的端部表面的止擋。以這種方式，能夠實現引入到夾緊裝置中的管子和該管子的端部表面的準確定位。然后，用于端部表面的該止擋優選地形成刨平刀具在工件，即，待加工的管子的端部表面上的前移的基準。
[0018]在本發明的實施例中，止擋能夠由馬達在基本上垂直于刀具保持架的旋轉軸線的方向上從第一位置驅動移動到第二位置，其中在所述第一位置中，止擋以這樣的方式布置，即:使得止擋能夠與待加工的管子的端部表面接合，并且在所述第二位置中，止擋以這樣的方式布置，即:使得止擋釋放待加工的管子的端部表面。
[0019]以這種方式，端部表面可以在止擋不防止或限制利用刀具去除端部表面的情況下利用刨平刀具銑削。
[0020]應理解，在機器的操作期間的刀具保持架的旋轉軸線優選地與待加工的管子的對稱軸線重合。為此，特別是，夾緊裝置然后以這樣的方式布置，即:使得其將待加工的管子夾緊，使得管子的對稱軸線與刀具保持架的旋轉軸線重合。
[0021]如果平行于或垂直于旋轉軸線的方向在本申請中被論述，則應理解其具有與垂直于或平行于待加工的管子的對稱軸線相同的意思。此外，應理解，如果平行于或垂直于旋轉軸線的方向在本申請的意義上論述，則從平行方向或垂直方向偏離在管子的加工所要求的公差的體系中是可能的。
[0022]為了能夠更好地理解本發明的加工機器的功能以及其任選特征，參考能夠利用加工機器實施的本發明的方法來解釋該機器。
[0023]上述問題也通過用于刨平管子的端部表面的方法來解決，該方法具有以下步驟:利用夾緊裝置將管子夾緊；使刨平刀具繞與待加工的管子的對稱軸線重合的旋轉軸線旋轉；使管段和刨平刀具在平行于旋轉軸線朝向彼此的方向上相對于彼此移動；使刨平刀具與管子的端部表面接合；以及刨平管子的端部表面，其特征在于，在刨平刀具和管子的端部表面之間的接合期間，利用液態和/或固態二氧化碳冷卻待加工的管子和/或刨平刀具。
[0024]在一個實施例中，夾緊裝置可以由馬達在平行于旋轉軸線的方向上驅動移動，使得待加工的管子和刨平刀具的相對前移移動能夠在軸向方向，即，平行于刀具保持架的旋轉軸線的方向上進行，而刀具保持架自身不必在軸向方向上進行前移。
[0025]對于在平行于旋轉軸線的方向上的夾緊裝置的馬達驅動裝置，另外地或可替代地，具有刨平刀具的刀具保持架還可包括用于在平行于旋轉軸線的方向上的線性移動的驅動裝置。
[0026]因此，根據本申請，如果表述“刨平刀具在平行于旋轉軸線的方向上朝向管子的端部表面的前移”被使用，則該前移可以通過平行于旋轉軸線的刀具保持架的馬達驅動或通過使待加工的管子平行于旋轉軸線移動來實現。
[0027]為了刨平管子的端部表面，刨平刀具繞旋轉軸線旋轉，且同時在平行于旋轉軸線的方向上朝向管子的端部表面前移。刨平刀具與端部表面接合，從而管子的端部表面被刨平。
[0028]除刨平端部表面之外，接納在刀具保持架上的刨平刀具能夠用于對端部表面進行倒角。
[0029]在本發明的一個實施例中，刨平刀具是切削板或切削刀片，優選地是用于加工的、具有限定的切削刃的可轉位切削板。
[0030]為此，在一個實施例中，刨平刀具包括上表面和下表面以及在上表面和下表面之間延伸的側表面。下表面用作接觸表面且在安裝狀態與刀具保持架的相應表面接合。在側表面和上表面之間的兩個相對邊緣形成這種切削刀具的切削刃。刀具以這樣的方式接納在刀具保持架中，即:使得在刨平刀具與工件的接合期間，上表面形成刀具的加工表面。在一個實施例中，上表面或加工表面凹形地彎曲。
[0031]在本發明的一個實施例中，加工機器另外包括控制器，其中，該控制器以這樣的方式布置，即:使得其以這樣的方式控制加工機器的操作，即:使得其執行以下步驟:使刀具保持架繞旋轉軸線旋轉；在刀具保持架和夾緊裝置之間產生在平行于旋轉軸線的方向上的相對運動，以用于刨平管子的端部表面。總之，控制器因此以這樣的方式布置，即:使得其以這樣的方式在操作期間控制加工機器，即:使得加工機器執行根據本發明的方法。
[0032]在變型中，用于刨平管子的端部表面的加工機器包括:用于待加工的管子的第一夾緊裝置；用于待加工的管子的第二夾緊裝置；帶有切斷刀具的第一刀具保持架；和帶有刨平刀具的第二刀具保持架，其中由馬達驅動的第一刀具保持架和第二刀具保持架能夠繞旋轉軸線旋轉，其中至少第一夾緊裝置或第二夾緊裝置能夠由馬達在平行于