專利名稱:管道銑刀頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
管道接頭,如鍋爐管道組的接頭,通過采用包括從管道接頭要進(jìn)行錐面加工的部分或要進(jìn)行錐面加工部分的相鄰區(qū)域上切除直徑一薄層的步驟的方法的各種各樣的組合進(jìn)行準(zhǔn)備。將管道直徑一薄層切除的步驟可提供一暴露的、清潔的金屬表面,該表面有益于隨后對(duì)管道進(jìn)行的焊接或連接。作為優(yōu)選,該方法采用帶有可進(jìn)行互換的銑刀頭或切削頭的管道加工工具進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中,還公開了一種專用銑刀頭,它至少可用來實(shí)施管道直徑一薄層的切除步驟。有益的是,所述管道薄層切除銑刀頭在一個(gè)具體實(shí)施方式
中還切除管道一側(cè)或兩側(cè)的堆焊層。該管道薄層切除銑刀頭包括一個(gè)連接到其上面的銑刀,該銑刀能切除管道薄層,具有平面構(gòu)造和連接裝置。在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中,還公開了一種適于切除管道薄層,并在管道接頭上進(jìn)行錐面加工的管道銑刀頭。
背景技術(shù):
發(fā)電廠或其它工廠采用管道或管道組,流體如水或蒸汽通過其進(jìn)行循環(huán)。流體通常被加熱使用,如用來驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
所述管道通常被布置成大塊板狀或平行的管道組,采用位于管道組一對(duì)相鄰管道之間的連續(xù)金屬薄板(membrane)或網(wǎng)格連接在一起,形成管道墻。管道的外徑通??蓮拇蠹s1英寸到大約3英寸,壁厚可達(dá)大約0.5英寸。將相鄰管道連接到一起的網(wǎng)格或薄板通常和管道具有大致相同的厚度,網(wǎng)帶的寬度一般從大約0.25英寸到大約0.75英寸。網(wǎng)格或薄板通常被焊接到相鄰管道的外壁上以形成管道組。在一些情況下,在管道組的部分區(qū)域上帶有包含金屬或合金的堆焊層,以防止腐蝕或性能變差。在一些具體實(shí)施方式
中,堆焊層位于管道組的兩側(cè)。由于由腐蝕和類似情形導(dǎo)致性能變差,管道有時(shí)候需要更換。一般地,受損或破裂管道的修理要切割并切除掉管道組的相當(dāng)大一部分,并用新的管道組進(jìn)行更換。被更換的管道組通常呈大矩形,典型的長(zhǎng)度尺寸為從幾英尺到10英尺、20英尺、100英尺甚至200英尺。
需要更換的管道組部分通常采用動(dòng)力鋸或火焰切割機(jī)切割掉。將鍋爐管道墻一部分切割掉的方法和裝置在美國(guó)專利5,033,347中進(jìn)行了描述和圖示,在此全部并入本申請(qǐng),以做參照。
在管道墻需要更換的受損或破裂部分被切割掉并移走后,在將新的管道組部分于舊管道墻開口內(nèi)就位之前,需要通過將老舊部分切除掉,以適當(dāng)?shù)厥构艿澜宇^暴露。使現(xiàn)有鍋爐管道墻的管道接頭適當(dāng)?shù)乇┞兑髮?duì)該管道接頭進(jìn)行錐面加工,以在新的管道墻部分和現(xiàn)有的鍋爐管道墻之間實(shí)現(xiàn)良好焊接。更具體地講,現(xiàn)有管道墻的管道接頭和和新的或管道墻更換部分的管道接頭應(yīng)被加工成平頂錐體(frustoconical bevel),以使得當(dāng)所述管道接頭被對(duì)準(zhǔn)放置時(shí),形成一個(gè)環(huán)行槽,接受焊條的熔融金屬。管道墻的更換部分通常在現(xiàn)有管道墻的受損或破裂部分被切除前在場(chǎng)外進(jìn)行制造和準(zhǔn)備以用來焊接用。然而,用于焊接的現(xiàn)有管道暴露的管道接頭則通常必須在有限的現(xiàn)場(chǎng)空間準(zhǔn)備。將在現(xiàn)有管道墻上進(jìn)行的所有工作盡可能快地有效完成,以使因維修造成的蒸汽發(fā)電機(jī)停機(jī)的時(shí)間縮短到最少是非常理想的。因此,用于焊接的現(xiàn)有管道暴露的管道接頭的準(zhǔn)備通常采用手持式銑刀完成,這些銑刀的例子在美國(guó)專利4,449,871和4,889,454中進(jìn)行了披露,在此全部并入本申請(qǐng),以做參照。
為了使用常規(guī)的加工工具將現(xiàn)有管道墻暴露的管道接頭快速有效地加工出錐面,并繞管道接頭的整個(gè)環(huán)狀面在垂直相鄰的管道之間提供充足的空間進(jìn)行焊接,將現(xiàn)有管道墻暴露的一對(duì)管道接頭之間薄板的一部分切除是非常理想的,也是通常需要的。典型地,將由切除受損的管道墻部分而暴露的相鄰管道接頭之間的薄板進(jìn)行切除是理想的,薄板的切除從現(xiàn)有鍋爐管道墻的水平切口開始,深度至少等于在管道接頭將被加工成的平頂錐體的深度。典型地,薄板材料從兩個(gè)相鄰管道之間的水平切口開始被切除的深度為從切口處大約3/8英寸、3/4英寸或更多。
迄今為止,采用旋轉(zhuǎn)加工工具在現(xiàn)有管道墻的一個(gè)管道上切除薄板一直局限于切削范圍僅達(dá)到該管道的外徑處?,F(xiàn)有的薄板切除頭由于銑刀頭銑刀的構(gòu)造和設(shè)計(jì)問題,不能夠進(jìn)行管道清理和/或堆焊層的切除?,F(xiàn)有的薄板切除頭和堆焊層或管道材料接觸時(shí)會(huì)被抓住、卡住和/或停止進(jìn)行切削。當(dāng)薄板材料和/或堆焊層材料被切除后,管道的整個(gè)環(huán)狀面被加工成平頂錐體。然后,具有相應(yīng)錐面的第二管道和第一錐面管道配合,所述管道通過位于被連接管道周圍,特別是位于由連接的錐面管道接頭形成的環(huán)形槽內(nèi)的熔融金屬或焊料被焊接在一起。人們發(fā)現(xiàn)用這種現(xiàn)有的方式連接的錐面管道,由于沒有進(jìn)行清理或管道薄層切除,通常在焊接區(qū)域存在弱點(diǎn),有時(shí)由于起斑點(diǎn),產(chǎn)生氣泡或焊接強(qiáng)度不夠。在具有錐面接頭的連接管道之間形成高強(qiáng)度堅(jiān)固的焊縫是有益的。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及修理管道的方法,特別涉及用于修理鍋爐管道組的方法。所述方法包括用帶有一專用管道薄層切除銑刀頭的旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備或動(dòng)力工具從實(shí)質(zhì)上環(huán)繞管道接頭的整個(gè)環(huán)狀面切除直徑的一小部分或一薄層厚度的一個(gè)步驟。管道薄層被切除的部分優(yōu)選至少在要被進(jìn)行錐面加工的區(qū)域,或在鄰近要進(jìn)行錐面加工的區(qū)域的一縱向區(qū)域也進(jìn)行薄層切除。更有益的是,所述薄層切除銑刀頭也能夠從管道表面切除任何堆焊層。采用管道外環(huán)狀面薄層切除這一步驟,可從管道外環(huán)狀面上切除一預(yù)定的徑向厚度或環(huán)狀物。優(yōu)選地,徑向薄層切除能提供一實(shí)質(zhì)上暴露的金屬表面。所述薄層切除步驟能夠提供沒有銹蝕、氧化皮的管道表面,并有益于在相鄰的管道之間提供性能更高的焊縫。
在一個(gè)
具體實(shí)施例方式
中,所述方法包括一個(gè)常規(guī)步驟,通過該常規(guī)步驟將受損或破裂的部分從現(xiàn)有的鍋爐管道墻上切除,以在管道墻上獲得一個(gè)具有包括管道墻垂直管道縱向上的上部水平切口和下部水平切口的開口。根據(jù)本發(fā)明的原理,如果在鍋爐管道墻的相鄰管道之間有薄板材料,它將被帶有專用旋轉(zhuǎn)銑刀頭的動(dòng)力工具沿切入鍋爐管道墻的水平切口在暴露的管道接頭的緊鄰區(qū)域被切除。所述銑刀頭一般包括一位于其一個(gè)軸向端的安裝部分,以將之連接到動(dòng)力旋轉(zhuǎn)工具的心軸或軸上,和多個(gè)位于銑刀頭的另一側(cè)或末端的薄板銑刀。該銑刀頭包括一個(gè)心軸,所述心軸能夠插入到一個(gè)破裂或受損部分已經(jīng)從其上切除的現(xiàn)有鍋爐管道墻暴露的管道接頭中。所述心軸使銑刀頭定位并穩(wěn)固,以防止工具在加工過程中偏離管道的長(zhǎng)度方向移動(dòng)或振動(dòng)。對(duì)薄板切除來說,多個(gè)按一定角度布置的銑刀的每一個(gè)都有一從薄板銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸處徑向布置的刀刃,從而確定一環(huán)狀切削范圍(cutting sweep)。該加工范圍的內(nèi)半徑(innerradius)尺寸比管道墻一個(gè)管道的名義外半徑尺寸大。典型地,加工范圍的徑向厚度(即沿穿越環(huán)狀加工范圍的軸或中心線的內(nèi)環(huán)狀面和外環(huán)狀面的尺寸之差)從大約3/8英寸到大約1/2英寸,以獲得足夠的空間繞管道接頭進(jìn)行隨后的錐面加工和焊接。從而,刀刃的切削范圍能夠從鄰近管道接頭管道墻的一對(duì)相鄰管道之間切除掉足夠多的薄板材料,而不對(duì)管道墻造成損壞風(fēng)險(xiǎn)或被加工掉的風(fēng)險(xiǎn)。
在加工的過程中,有一個(gè)在心軸和徑向分布銑刀形成的切削范圍之間在徑向分布的環(huán)狀凹槽,用來容納和接收管道墻的管道接頭。所述凹槽的深度至少等于在每一個(gè)管道接頭上要加工出的錐面深度。在加工過程中,在心軸插入到一個(gè)管道接頭中,動(dòng)力工具的驅(qū)動(dòng)裝置被開啟后,所述工具和連接到其上的銑刀頭被移向管道接頭,從緊鄰管道接頭的區(qū)域逐漸加工掉需要量的薄板材料。對(duì)每一個(gè)暴露的管道接頭重復(fù)薄板加工操作,以在管道接頭上加工出錐面并在相鄰的管道之間提供足夠的空間,從而將新管道組部分焊接到現(xiàn)有的管道墻上。薄板被加工到合適的深度以在從管道接頭算起的預(yù)定管道長(zhǎng)度上可隨后進(jìn)行清理。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中更進(jìn)一步的步驟中,在管道清理或薄層切除步驟之前和/或之后對(duì)管道進(jìn)行錐面加工。作為優(yōu)選,對(duì)管道進(jìn)行錐面加工的步驟在管道清理步驟之后進(jìn)行。對(duì)管道進(jìn)行錐面加工的步驟采用連接到旋轉(zhuǎn)加工裝置的單獨(dú)銑刀頭進(jìn)行。美國(guó)專利5,542,177中披露了一個(gè)在一些具體實(shí)施方式
中能夠?qū)艿肋M(jìn)行薄層切除和進(jìn)行錐面加工的銑刀頭。其中的錐面加工銑刀是本領(lǐng)域已知的,它成一定角度,對(duì)暴露的管道接頭進(jìn)行加工,從而在管道上準(zhǔn)備一平頂錐體。
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是,提供一種包括優(yōu)選在管道的外面部分進(jìn)行管道薄層切除步驟,并可用于為隨后的焊接工序進(jìn)行管道準(zhǔn)備或清理的方法。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中,管道薄層切除步驟和采用同一個(gè)銑刀頭的堆焊層切除步驟和/或薄板切除步驟同時(shí)進(jìn)行。在又一個(gè)具體實(shí)施方式
中,采用新的薄層切除銑刀頭,除了切除任何存在的薄板外,只切除堆焊層,而不實(shí)質(zhì)性地切除任何管道的外直徑。管道薄層切除的步驟在不實(shí)質(zhì)性地使管道性能變差的情況下提供一個(gè)有益的焊接界面。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是,提供一套使用同一旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備或動(dòng)力工具的銑刀頭,所述銑刀頭除了具有進(jìn)行管道薄層切除的功能外,還具有進(jìn)行薄板切除、堆焊層切除、對(duì)管道接頭進(jìn)行錐面加工或其組合的功能。該套可互換的銑刀頭能夠用于管道準(zhǔn)備,和單一的加工設(shè)備使用,能夠使用戶更有效率,因此減少停機(jī)時(shí)間和費(fèi)用。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是,提供一帶有其構(gòu)造能夠進(jìn)行管道薄層切除的銑刀和另外至少一個(gè)其構(gòu)造可以對(duì)管道接頭進(jìn)行錐面加工銑刀的銑刀頭。除此以外,該銑刀頭適于將存在于管道上的薄板和/或堆焊層切除掉一預(yù)定深度。所述的銑刀頭能夠?qū)艿澜宇^進(jìn)行精密加工,其中的管道表面被加工成適用于隨后的焊接工序。所述的銑刀頭能夠同時(shí)進(jìn)行多種加工,從而使得用戶高效率地完成管道的準(zhǔn)備。
附圖簡(jiǎn)要說明申請(qǐng)人認(rèn)為說明本發(fā)明最好模式的優(yōu)選具體實(shí)施方式
,將在下面的說明書中進(jìn)行描述、在附圖中予以圖示并在所附的權(quán)利要求書中特別并清楚地予以指出和陳述。
圖1為管道墻的俯視平面圖,表示通過切除管道墻的一部分已經(jīng)暴露的管道接頭;圖2為圖1中管道墻的正視圖;
圖3為一薄板銑刀頭的側(cè)視圖;圖4為圖3中所示薄板銑刀頭的仰視圖;圖5為帶有連接到其上的管道薄層切除、薄板切除、堆焊層切除或其組合的銑刀頭的加工工具的立體圖。
圖6為一錐面銑刀頭的側(cè)面立體圖;圖7為圖6中所示錐面銑刀頭的仰視圖;圖8為一管道薄層切除銑刀頭一個(gè)具體實(shí)施方式
的側(cè)視圖;圖9為圖8中銑刀頭的仰視圖;圖10為一薄層切除銑刀的正視圖;圖10A為圖10沿線10A的剖視圖;圖11為位于采用其進(jìn)行加工的管道上方的一管道薄層切除和錐面加工銑刀頭的側(cè)視圖;圖12為圖11中銑刀頭的仰視圖;圖13為在錐面加工銑刀區(qū)域,圖11中銑刀頭的部分側(cè)視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述閱讀本對(duì)優(yōu)選具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述的說明書應(yīng)結(jié)合附圖,附圖為本發(fā)明整個(gè)說明書的一部分。在本說明書中,貫穿始終的相應(yīng)標(biāo)號(hào)用來表示同一個(gè)或功能相似的零部件。相關(guān)術(shù)語(yǔ)“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“頂部”和“底部”及它們的派生詞(如“水平地”、“向下地”、“向上地”,等等)應(yīng)被理解為用來表示描述的或正在討論的附圖中所示出的方向。這些相關(guān)術(shù)語(yǔ)是為了描述方便而不是想規(guī)定一個(gè)特定的方向,除非被具體表示為相對(duì)于“向外”的“向內(nèi)”、相對(duì)于“橫向”的“縱向”及其它被解釋為和另一個(gè)方向相對(duì)或如果適當(dāng),相對(duì)于延長(zhǎng)軸、旋轉(zhuǎn)軸或旋轉(zhuǎn)中心處于相對(duì)方向位置。有關(guān)連接、配合及類似情形的術(shù)語(yǔ),如“連接的”和“相互連接的”,除非做出其它明確說明,是指其中的結(jié)構(gòu)通過中間結(jié)構(gòu)直接或間接地相互緊固到一起或連接到一起的關(guān)系,及其中的結(jié)構(gòu)都能移動(dòng)或固定不動(dòng)的連接或關(guān)系。術(shù)語(yǔ)“功能性連接”是指能使相關(guān)結(jié)構(gòu)根據(jù)其連接關(guān)系按預(yù)定方式運(yùn)行的結(jié)合、配合或連接。
圖1和圖2示出了鍋爐管道墻10的一部分,其中的一端已被切除以暴露管道接頭12。鍋爐管道墻10由一排平行的、典型地處于垂直方向的管道14組成,每一個(gè)管道通過網(wǎng)格或薄板16連接到相鄰的管道上。管道14和薄板16通常單獨(dú)地由金屬或合金如鋼材制成,然后再焊接在一起。對(duì)管道墻進(jìn)行修理一般要切掉管道墻破裂或受損的一段,對(duì)通過切除管道墻破裂或受損部分暴露的管道接頭進(jìn)行錐面加工,并將新的或更換用管道墻部分焊接到被切除的受損部分的位置上。受損的管道墻部分通常通過切削兩道相對(duì)于管道14的縱向位置處于橫向位置的兩道分隔開的水平切口和兩道分隔開的垂直切口進(jìn)行切除,兩道分隔開的垂直切口和兩道分隔開的水平切口一起確定一個(gè)將要被更換掉的矩形空間。在安裝新的或更換用管道墻部分之前,需要通過首先從管道接頭之間切除薄板材料,再對(duì)管道接頭進(jìn)行錐面加工,并在被進(jìn)行錐面加工或?qū)⒁M(jìn)行錐面加工的部分下面的一定長(zhǎng)度上采取管道薄層切除或直徑清理步驟來準(zhǔn)備管道接頭。
在一些
具體實(shí)施例方式
中,管道會(huì)在管道墻的一側(cè)或兩側(cè)帶有堆焊層17,如圖1所示。堆焊層典型地為金屬覆層,如純金屬,但更典型地為合金材料如因科內(nèi)爾鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金(inconel)或其它本技術(shù)領(lǐng)域和文獻(xiàn)熟知的合金,它們被應(yīng)用到管道上保護(hù)管道免受銹蝕和/或磨損。堆焊層17的厚度多種多樣,通常沒有精確要求。因此,在一些情形下,盡管切除所述堆焊層困難,但必須切除以準(zhǔn)備用于焊接的管道接頭。
在一個(gè)
具體實(shí)施例方式
中,管道接頭采用旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備或動(dòng)力工具18進(jìn)行準(zhǔn)備,如圖5所示。所述的旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備或動(dòng)力工具最好能夠采用可進(jìn)行互換的圖3、6和8中示出的銑刀頭20、220和320。旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備在本技術(shù)領(lǐng)域是熟知的,并能從市場(chǎng)上購(gòu)買到,如從位于俄亥俄州瓦德斯沃斯的高安工具公司購(gòu)買。所述設(shè)備的例子包括但不限于MB型、MS型、B型、MT型和MFT型。旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備通常為電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)。
在一個(gè)
具體實(shí)施例方式
中,本發(fā)明中的薄板切除旋轉(zhuǎn)銑刀頭20(如圖3和圖4所示)被用來從管道之間切除薄板材料。銑刀頭20有一個(gè)通常為圓柱形的主體24,在主體的一端帶有多個(gè)軸向伸展的徑向銑刀支座26,另一端帶有一個(gè)直徑縮小的共軸圓柱形工具安裝部分28,中間的平頂錐體部分30連接主體24和安裝部分28。安裝部分有一個(gè)同軸圓柱形孔32,以可拆卸地接收動(dòng)力工具18的心軸。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中,圓柱形孔32優(yōu)選包括鍵槽,它和工具傳動(dòng)裝置的鍵進(jìn)行配合連接,以將旋轉(zhuǎn)銑刀頭鎖緊到工具上。旋轉(zhuǎn)銑刀頭20優(yōu)選包括一個(gè)孔33,通過該孔,中心軸或心軸50可以穿越。旋轉(zhuǎn)銑刀頭20的安裝部分28帶有多個(gè)徑向螺紋孔,用來接收六角凹頭螺釘。所述六角凹頭螺釘用來將銑刀頭可拆卸地固定到動(dòng)力工具18上。當(dāng)然,可以采用各種各樣的其它裝置將旋轉(zhuǎn)銑刀頭20安裝到旋轉(zhuǎn)工具的輸出軸上,如在銑刀頭的安裝部分采用螺紋孔將銑刀頭通過螺紋連接到旋轉(zhuǎn)工具的帶螺紋的輸出軸上,或采用常規(guī)的用于將工具零部件安裝到旋轉(zhuǎn)動(dòng)力工具輸出軸上的刀夾或其它裝置。
銑刀38由在每一個(gè)銑刀支座26螺紋孔42中的六角凹頭螺釘40可拆卸地固定到每一個(gè)銑刀支座26上。銑刀38優(yōu)選常用的矩形,并帶有至少三個(gè)刀刃44、46和48,刀刃44通常和銑刀頭20的旋轉(zhuǎn)軸垂直,而另兩個(gè)刀刃46、48則和銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸平行,它們之間的距離等于刀刃44的長(zhǎng)度并確定銑刀38的切削范圍。環(huán)狀切削范圍的內(nèi)半徑優(yōu)選大于將要加工的管道墻管道的外半徑,或如果存在的話,大于從管道中心點(diǎn)或管道的縱向軸測(cè)量的堆焊層的最大徑向距離,切削范圍的外半徑(outer radius)等于管道墻管道的半徑總量,或堆焊層外半徑加上相鄰管道之間薄板材料寬度的50%到100%。
更優(yōu)選的方案是,矩形銑刀38除帶有刀刃44、46和48外,還有一個(gè)和刀刃44處于相對(duì)位置的第四刀刃。這種情形使得銑刀38的使用得到延伸。例如如果其中的一個(gè)刀刃斷刃,就可以松開螺釘40,旋轉(zhuǎn)銑刀38以使受損的刀刃朝向銑刀支座并不再作為刀刃使用,然后再重新旋緊螺釘40。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
,刀刃44、46和48優(yōu)選帶有正前角以獲得最快可能的切削速度。然而,也可以采用零前角(neutral rake)或負(fù)前角(negative rake),它們也有其它的一些優(yōu)點(diǎn)。例如,負(fù)前角銑刀耐磨性好,但需要較長(zhǎng)的切削時(shí)間。具有零前角刀刃的銑刀(即平刀口的銑刀)耐磨,并能以正前角刃刀和負(fù)前角刃刀之間的中間速度進(jìn)行切削。零前角銑刀具有能繞垂直于刀刃的軸旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn),從而可用于擴(kuò)大的用途。
其它銑刀形狀,如三角形銑刀,也可采用但不理想。同樣地,每一個(gè)銑刀的一個(gè)刀刃和銑刀頭20的旋轉(zhuǎn)軸垂直也不必要。但是,布置矩形銑刀的一個(gè)刀刃44和銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸垂直是非常理想的,因?yàn)樗鼈兡芴峁┳畲蟮那邢餍?,銑刀的磨損和損壞的可能性最低。人們發(fā)現(xiàn),采用更多的銑刀可獲得更好的切削效率和減少銑刀損壞和磨損。但是,加工帶有超過四個(gè)或五個(gè)銑刀支座的銑刀頭和當(dāng)有超過四個(gè)或五個(gè)銑刀支座時(shí)進(jìn)行銑刀更換會(huì)越來越困難。因此,銑刀頭20最好帶有大約4個(gè)或五個(gè)銑刀支座,這些銑刀支座呈一定角度地環(huán)銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱分布。銑刀38可由任意合適的堅(jiān)硬材料制成,如碳化鎢、通常用于切削或銑加工的鋼和其它金屬或合金。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,旋轉(zhuǎn)加工工具包括心軸50,它從銑刀頭的切削端向外伸展,以在銑加工的過程中對(duì)旋轉(zhuǎn)銑刀進(jìn)行導(dǎo)向并使之穩(wěn)固。心軸和穩(wěn)固裝置為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。圖5中示出了帶有連接到其上的固定夾頭的心軸50的一個(gè)例子。心軸50在銑加工之前被插入到管道一端開口中,并優(yōu)選和銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整為同軸。心軸50優(yōu)選采用固定裝置如夾頭52可拆卸地固定于管道內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中,夾頭52包括由一塊板、螺釘和一個(gè)O形環(huán)連接到一起的三個(gè)部分并形成一個(gè)單獨(dú)部件。所述夾頭通過穿過心軸50的螺紋棒54連接到銑刀18的心軸50上。夾頭上帶有的相應(yīng)錐度,和心軸50可通過旋轉(zhuǎn)螺紋棒54使夾頭在心軸50上被拉起,從而使夾頭向外擴(kuò)張,直到其和管道的內(nèi)徑接觸并與之鎖緊。當(dāng)銑刀頭繞該軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削加工時(shí),夾頭52和心軸50在管道內(nèi)保持穩(wěn)定。在加工過程中,旋轉(zhuǎn)加工工具沿心軸進(jìn)入到被加工的管道內(nèi)部,或者從其內(nèi)部退出以進(jìn)行所需要的銑加工,即切除薄板或管道接頭的材料等。一旦需要的管道加工完成,心軸和其它任何相應(yīng)的固定裝置如夾頭52,將被從管道中移出。
第二銑刀頭,本發(fā)明的錐面銑刀頭220如圖6和圖7所示。錐面銑刀頭220能夠用來在管道組10的管道14的接頭上形成平頂錐體22。錐面銑刀頭220有一通常為圓柱形的主體224,主體224上有多個(gè)開口225,如圖中所示的矩形凹槽,用于限定銑刀支座226。刀刃230帶有一刀刃固定部分232,正好放入主體224的開口225中,由銑刀支座226限制并由固定元件如固定螺釘227固定在開口中。開口228的尺寸應(yīng)適當(dāng),并能夠使用諸如六角螺絲起子或類似工具將刀刃230連接到銑刀支座上。
錐面銑刀頭220包括一同軸圓柱形孔240,用來接收旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置或輸出軸。圓柱形孔240優(yōu)選包括一鍵槽242,它和驅(qū)動(dòng)裝置上的一個(gè)鍵配合,從而將錐面銑刀頭220鎖緊到所述工具的旋轉(zhuǎn)部分上。錐面銑刀頭220還可以進(jìn)一步使用固定元件如擰入螺紋孔245的固定螺釘進(jìn)行固定。圖示的固定方法可以用本領(lǐng)域已知的安裝銑刀頭的多種其它方法進(jìn)行替代。其它的安裝機(jī)構(gòu)包括提供一帶有內(nèi)螺紋的圓柱形孔240,它和旋轉(zhuǎn)加工工具帶螺紋的輸出軸配合,以及其它多種用于將工具零部件安裝到旋轉(zhuǎn)動(dòng)力工具輸出軸上的其它常用的工具夾頭。
通過螺紋固定裝置如位于螺紋孔229中的固定螺釘227固定到銑刀支座226上的錐面銑刀230有一具一定角度的刀刃234,它通常與孔240的旋轉(zhuǎn)加工設(shè)備的心軸成一角度布置。錐面銑刀230的刀刃234以一適當(dāng)?shù)慕嵌炔贾?,用以提供需要的錐面。刀刃234與銑刀旋轉(zhuǎn)軸的角度通常從大約30°到大約60°,優(yōu)選從大約30°到大約45°。一個(gè)或多個(gè)用于錐面加工的銑刀在軸向上布置,從而使錐面銑刀確定一個(gè)能從管道的內(nèi)徑到外徑進(jìn)行錐面加工的環(huán)狀切削范圍。連接到旋轉(zhuǎn)加工工具的錐面銑刀頭220使用的情況和銑刀頭20類似。在加工開始時(shí),錐面銑刀頭向管道接頭移動(dòng)直到錐面銑刀頭的刀刃234接觸到管道接頭。旋轉(zhuǎn)加工工具18優(yōu)選采用夾頭或其它本領(lǐng)域已知及在此說明書中描述的固定裝置臨時(shí)連接或固定到要進(jìn)行錐面加工的管道上。錐面加工刀刃234向管道移動(dòng),直到在管道上加工出需要的錐面。
優(yōu)選的管道直徑薄層切除銑刀頭320如圖5、8和9所示,它被用來準(zhǔn)備用于隨后焊接的管道接頭。管道直徑薄層切除的步驟優(yōu)選在采用錐面銑刀頭220對(duì)所述管道進(jìn)行錐面加工之前或之后進(jìn)行。管道直徑薄層切除的步驟采用切削、研磨或其它方式從管道的外表面上切除薄層或薄的環(huán)狀物,優(yōu)選實(shí)質(zhì)上完全地或完全地從管道的環(huán)狀面進(jìn)行切除。即,除了堆焊層材料和/或保留在管道上或管道周圍要進(jìn)行清理區(qū)域的薄板材料外,還要切除管道外直徑的一部分。
管道直徑清理銑刀頭320的構(gòu)造或設(shè)計(jì)能使它的銑刀加工管道的一部分以及任何堆焊層和/或位于管道一側(cè)或兩側(cè)的薄板材料。銑刀的切削面是自清理的,并可以連續(xù)切削表面,特別是連續(xù)的或半連續(xù)的表面,例如但不限于管道的環(huán)狀面、堆焊層和薄板材料。所述銑刀頭的自清理能力實(shí)質(zhì)性地防止在加工過程中銑刀頭被卡住、俘獲或停止運(yùn)行,并從銑刀切削面擺脫碎片或切屑,從而能夠進(jìn)行連續(xù)的、不間斷的切削和旋轉(zhuǎn)。
如采用銑刀頭320的管道薄層切除,和選擇性的堆焊層切除和/或薄板材料切除,從管道接頭起被加工到預(yù)定的深度,一般從大約0.25英寸到大約0.75英寸,理想的到大約1英寸,優(yōu)選到大約1.5英寸或更多。采取管道薄層切除步驟切除的外部徑向部分的量的范圍為基于管道總的徑向厚度(環(huán)狀物)從大約2%到大約20%,或大約25%,理想的到大約15%,優(yōu)選的到大約5%或10%,徑向厚度為從中心點(diǎn)或管道的縱軸沿徑向從管道的內(nèi)半徑測(cè)量到管道的外半徑的尺寸。采用管道薄層切除的步驟能在清理區(qū)的管道外面部分暴露一個(gè)清潔的、裸露的金屬表面。在清理的過程中,銹蝕、氧化皮及類似物都被切除掉。經(jīng)加工的管道表面為隨后的焊接工序提供了一個(gè)堅(jiān)固的焊接區(qū)域。
如圖8所示,優(yōu)選的多功能管道薄層切除銑刀頭320在一端包括多個(gè)軸向伸展的徑向銑刀支座326,在另一端包括一工具安裝部分328,主體324位于兩者之間。安裝部分328有一個(gè)圓柱形孔332,用來可拆卸地接收旋轉(zhuǎn)加工工具18的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中,圓柱形孔332包括一個(gè)和工具旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置上的鍵進(jìn)行配合連接的鍵槽,以將直徑清理銑刀頭320鎖緊到工具的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置上。本說明書中上面描述的用于安裝該銑刀頭的各種各樣的其它裝置或本領(lǐng)域已知的其它裝置也可選擇使用。
銑刀338優(yōu)選通過不易察覺的固定元件340,如位于為每一個(gè)銑刀支座326設(shè)計(jì)的螺紋孔354中的螺釘或固定器,可拆卸地固定到每一個(gè)銑刀支座326上。
在圖10和10A所示的一個(gè)具體實(shí)施方式
中,銑刀338包括一個(gè)帶有環(huán)繞孔354的沉頭孔或凹槽352的工作面350。通過孔354,固定元件340將銑刀338連接到銑刀頭的一部分,即銑刀支座326上。在一個(gè)能夠方便地將管道薄層、堆焊層、薄板或它們的組合切除掉的優(yōu)選具體實(shí)施方式
中,不易察覺的固定元件的一部分,如螺絲頭、端部或類似部分從工作面伸離或伸出一個(gè)距離A,距離A小于或等于距離B,所述距離B為從固定元件340的外端低沿到刀刃344的下表面或底部的距離,如圖10A所示。與距離B相比,距離A通常少大約100%,理想的少大約95%,優(yōu)選少大約90%。在一個(gè)更進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中,銑刀凹槽352的加工尺寸使得固定元件340坐靠于其中,從而使工作面350具有平的表面。即,固定元件340被平鑲,或沉頭安裝在工作面350上。
如圖10所示,銑刀338通常優(yōu)選矩形,并至少有三個(gè)刀刃344、346、348,下刀刃344通常和銑刀頭320的旋轉(zhuǎn)軸垂直,另兩個(gè)刀刃346和348和銑刀頭320的旋轉(zhuǎn)軸平行,兩者之間的距離和刀刃344的長(zhǎng)度相同并確定銑刀338的切削范圍。環(huán)狀切削范圍內(nèi)半徑的大小為能夠使管道的外部徑向部分在上述范圍內(nèi)被切除掉預(yù)定的量。如上所述,銑刀的刀刃具有正前角、零前角或負(fù)前角。作為選擇,直徑清理銑刀頭的銑刀可以制成如上面描述的銑刀38的其它形狀。
本發(fā)明中的銑刀頭20、220和320通常和帶有旋轉(zhuǎn)軸的各種各樣的動(dòng)力工具一起使用。工具的馬達(dá)可為電動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或風(fēng)動(dòng),通常優(yōu)選空氣驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。人們發(fā)現(xiàn)銑刀頭的旋轉(zhuǎn)速度,如從大約55到大約6000轉(zhuǎn)/分(rpm),更優(yōu)選地從大約80到大約150轉(zhuǎn)/分(rpm)對(duì)實(shí)現(xiàn)有效的切削和減少銑刀和銑刀頭的磨損和損壞是非常理想的。在操作過程中,加工工具配以需要的銑刀頭,并根據(jù)銑刀頭的設(shè)計(jì)或目的用于對(duì)管道進(jìn)行加工。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,薄板銑刀頭用于切除將一管道連接到另一管道的薄板。薄板的切除達(dá)到一預(yù)定深度。隨后,管道薄層切除銑刀頭被連接到旋轉(zhuǎn)加工工具上并用來從管道的外直徑上切除預(yù)定量的管道薄層,以及堆焊層和/或存在的薄板材料。管道薄層的切除應(yīng)進(jìn)行到預(yù)定的深度,該深度應(yīng)超過要進(jìn)行錐面加工的區(qū)域。更進(jìn)一步,將錐面銑刀頭220連接到旋轉(zhuǎn)工具上,在如通過焊接的方式將第二接頭連接到該管道接頭之前對(duì)之進(jìn)行錐面加工。在又一個(gè)具體實(shí)施方式
中,對(duì)管道薄層切除可以在對(duì)管道錐面加工完成之后進(jìn)行。在另外的一個(gè)具體實(shí)施方式
中,管道薄層切除銑刀頭可用于切除薄板、堆焊層、管道薄層或它們的組合。單一的工具使用多個(gè)可互換的銑刀頭,為后道工序如焊接工序準(zhǔn)備管道接頭是本發(fā)明的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的又一個(gè)具體實(shí)施方式
中,銑刀頭420如圖11和圖12所示。銑刀頭420優(yōu)選用在旋轉(zhuǎn)加工工具,如本說明書中描述的加工工具18上。銑刀頭420包含第一加工部分430和獨(dú)立的并與第一部分分隔開的第二加工部分440。所述銑刀頭能夠分別使用第一和第二加工部分進(jìn)行管道薄層切除和對(duì)管道接頭進(jìn)行錐面加工。如果在管道上有堆焊層和/或薄板,也可通過采用銑刀頭420的第一加工部分將之從管道的外環(huán)狀面或外直徑上切除掉。
銑刀頭420被制成帶有一通常為圓柱形的主體,并包括一工具安裝部分422。該工具安裝部分422帶有一個(gè)孔424,以可拆卸地接收旋轉(zhuǎn)加工工具18的傳動(dòng)裝置或輸出軸。在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,孔424包括一個(gè)與旋轉(zhuǎn)工具上的鍵配合連接的鍵槽,以將銑刀頭420鎖緊到加工工具18上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。固定螺釘423在一些具體實(shí)施方式
中被用于將銑刀頭固定到加工工具18上。其它本領(lǐng)域一般技術(shù)人員已知的替代裝置也可以用來將銑刀頭固定到加工工具18上。
第一加工部分430通常位于銑刀頭420相對(duì)于工具安裝部分的最遠(yuǎn)端。第一加工部分的構(gòu)造優(yōu)選如上面描述的銑刀330及相關(guān)結(jié)構(gòu),即銑刀支座326、固定元件340等,如圖5、8和9所示。因此,第一加工部分430包括一個(gè)或多個(gè)銑刀432,每一個(gè)都可拆卸地連接到在銑刀頭420的主體中形成的銑刀支座434上。具有不易察覺連接的固定元件436位于孔438中,以將銑刀固定到銑刀頭上。
在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,固定元件連接銑刀432到銑刀頭420上,它能夠進(jìn)行管道薄層切除、堆焊層切除、薄板切除或?qū)θ咭积R切除而不造成旋轉(zhuǎn)銑刀的加工困難或突然停機(jī)。固定元件436的一部分,如頭部、端部或類似部分從工作面伸離或伸出一個(gè)距離A,距離A小于或等于距離B,所述距離B為從固定元件的外端低沿到刀刃432的下表面或底部的距離。圖10A中示出了相應(yīng)的距離A和距離B。與距離B相比,距離A通常少大約100%,理想的少大約95%,優(yōu)選少大約90%。
在一個(gè)更進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中,銑刀432包括一個(gè)凹槽,該凹槽使得固定元件436坐靠于其中進(jìn)行連接,從而使被連接的銑刀具有平的表面。固定元件436的頂部被平鑲,或沉頭安裝在銑刀432的面上。
銑刀432通常為矩形并至少有三個(gè)刀刃461、462和463,下刀刃463通常和銑刀頭421的旋轉(zhuǎn)軸垂直,另兩個(gè)刀刃462和461和銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸平行,兩者之間的距離和刀刃463的長(zhǎng)度相同并確定銑刀432的切削范圍。環(huán)狀切削范圍內(nèi)半徑的大小為能夠使管道的外部徑向部分在上面描述的管道薄層切削范圍內(nèi)被切除掉預(yù)定的量。如上所述,其它形狀和/或設(shè)計(jì)的銑刀也可以采用。
第二加工部分440適于在管道接頭12上進(jìn)行錐面加工,并如圖11所示賦予管道接頭12一錐面22。第二加工部分440位于銑刀頭420的第一加工部分430和工具安裝部分422之間。
銑刀頭420包括至少一個(gè)位于中心空腔或內(nèi)部部分與銑刀頭的外表面之間,銑刀頭主體內(nèi)的開口。開口442一般為任意的尺寸或形狀并且至少足夠大,以采用位于孔447中的固定元件446將錐面銑刀444連接到銑刀頭420上。在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,采用一個(gè)、兩個(gè)、或三個(gè)每一個(gè)帶有相應(yīng)開口的錐面銑刀。銑刀的數(shù)量通常由銑刀頭的尺寸決定,較大直徑的銑刀頭可以帶有較多數(shù)目的錐面銑刀。當(dāng)錐面銑刀連接到銑刀頭420時(shí),開口442僅有相當(dāng)小的部分或空間被錐面銑刀占據(jù)。在使用過程中有利的是,由對(duì)管道接頭加工產(chǎn)生的刨花、切屑或薄片可通過開口442從銑刀頭420排出。至少有一個(gè)錐面銑刀444連接到銑刀頭上,以使刀刃448如圖12所示向內(nèi)伸入到環(huán)狀凹槽426中。銑刀444優(yōu)選如圖12所示,沿銑刀頭420的中心軸向外伸出的徑向平面布置。
錐面銑刀444的刀刃448相對(duì)于銑刀的旋轉(zhuǎn)軸421以一個(gè)一定的角度布置,以為管道接頭提供一個(gè)需要的錐面角度。刀刃448相對(duì)于銑刀頭420的旋轉(zhuǎn)軸421以大約20°到大約60°固定,理想的是大約30°到大約45°,優(yōu)選為37.5°。第二加工部分440的錐面銑刀的位置位于在徑向上達(dá)到第一加工部分的銑刀432的徑向內(nèi)刀刃,并由此處向內(nèi)。至少一個(gè)錐面銑刀形成的環(huán)狀切削范圍通常與管道薄層切除銑刀432的切削范圍同軸并沿徑向向內(nèi)。
錐面銑刀444固定連接到優(yōu)選位于豎直方向并與銑刀頭420的縱向中心旋轉(zhuǎn)軸421平行的開口442的壁上,即如圖11所示穿越第一加工部分和工具安裝部分中心軸的線。在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中,所述的壁面相對(duì)于銑刀頭的中心軸421為一徑向平面。錐面銑刀444的一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式
如圖13所示,錐面銑刀444為實(shí)質(zhì)性的三角形并包括三個(gè)刀刃448、449和450。當(dāng)然,錐面銑刀444可為其它形狀,如菱形或其它幾何形狀,并不僅僅局限于圖示具體實(shí)施方式
中的三角形。如圖11所示,僅采用一個(gè)刀刃448來對(duì)管道接頭進(jìn)行錐面加工,而不使用其它的刀刃。一刀刃緊靠開口442的上壁并將錐面銑刀撐牢到所述銑刀頭的主體上,以在加工的過程中實(shí)質(zhì)性地阻止銑刀444的移動(dòng)。
錐面銑刀444可具有零前角、正前角或負(fù)前角,優(yōu)選正前角。有益的是,當(dāng)使用的刀刃448破損或發(fā)生類似情形時(shí),可將錐面銑刀444卸掉、旋轉(zhuǎn)并重新連接,從而使用新的刀刃449或450。在需要更換或重新開刃之前,每一個(gè)錐面銑刀444可使用多次。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中,錐面銑刀的孔447有一個(gè)用于連接固定部件、或不易察覺的固定部件或兩者的組合的凹槽。
在又一個(gè)具體實(shí)施方式
中,使用的錐面銑刀444為如圖13所示的切屑斷裂錐面銑刀,它能在管道接頭上準(zhǔn)備一光滑的錐面。切屑斷裂錐面銑刀有一類似典型小刀逐漸變窄的刀刃。該逐漸變窄的刀刃從銑刀的厚部開始,到能夠?yàn)橐庸さ墓艿澜宇^提供清潔加工面的相對(duì)薄的尖點(diǎn)一端結(jié)束。切屑斷裂器66可通過磨削、切除或增強(qiáng)所述刀刃區(qū)域刀面的一部分以獲得逐漸變窄的刀刃制成。
第二加工部分440的錐面銑刀444從第一加工部分430和管道薄層切除刀432處分開一預(yù)定距離,以準(zhǔn)備具有需要特征的管道。錐面銑刀起作用的刀刃最下面的部分從管道薄層切除銑刀432的下刀刃451處離開一段距離,通常從大約0.25英寸(0.63cm)到大約1.50cm(3.81cm)或大約2.0英寸(5.08cm),理想的從大約0.75英寸(1.91cm)到大約1.35英寸(3.43cm),優(yōu)選從大約1英寸(2.54cm)到大約1.25英寸(3.18cm)。
在加工過程中,銑刀頭通過工具安裝部分422連接到旋轉(zhuǎn)加工工具18上。旋轉(zhuǎn)加工工具18優(yōu)選暫時(shí)采用連接到軸50上,如圖5所示的夾頭52連接或固定到管道上。銑刀頭420向管道行進(jìn),其中的第一加工部分銑刀432接觸并隨后加工掉管道的外環(huán)狀面預(yù)定部分。在進(jìn)行切削操作時(shí),銑刀頭420進(jìn)一步沿管道行進(jìn)。在銑刀面432切削范圍內(nèi)處于管道表面上的任何薄板和/或堆焊層也都被切除掉。隨著銑刀頭沿管道前進(jìn),第二加工部分440錐面銑刀444接觸管道接頭12并在管道上加工出需要的錐面。當(dāng)需要的加工操作已經(jīng)完成后,將旋轉(zhuǎn)銑刀從管道上移出。這時(shí),管道就帶有一被加工成錐面的接頭,在被加工成錐面的接頭下面一部分,管道薄層已被切除掉達(dá)一預(yù)定距離。
根據(jù)專利法規(guī),本說明書給出了最好的模式和優(yōu)選的具體實(shí)施方式
,但本發(fā)明的范圍并不局限于此,而是由所附的權(quán)利要求書的范圍進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于旋轉(zhuǎn)加工工具的銑刀頭,包括一帶有環(huán)狀凹槽的圓柱形主體,所述主體適于連接到旋轉(zhuǎn)加工工具上;通過固定元件連接到所述主體的一個(gè)或多個(gè)銑刀,每一個(gè)銑刀繞銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸呈圓周狀布置,每一個(gè)所述的銑刀有一個(gè)刀刃用于確定一環(huán)狀切削范圍,該環(huán)狀切削范圍的內(nèi)半徑適于從環(huán)狀管道的外面徑向切除一厚度,所述厚度為管道厚度的從大約2%到大約25%,其外半徑至少達(dá)到所述管道的外直徑,并且其中的固定元件有一個(gè)頭部從所述銑刀工作面伸出一第一距離,第一距離小于或等于一從固定元件的下沿到所述銑刀下刀刃的第二距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的銑刀頭,其中所述的銑刀有一工作面,帶有一貫穿銑刀的孔,所述的固定元件通過該孔將所述銑刀連接到所述主體上,所述銑刀有一個(gè)環(huán)繞所述孔的凹槽,該凹槽能夠接收所述固定元件頭部的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的銑刀頭,其中所述的固定元件將所述銑刀連接到所述主體上,該固定元件頭部有一端相對(duì)于所述的銑刀工作面平鑲或沉頭安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的銑刀切削范圍的內(nèi)半徑為所述環(huán)狀管道厚度的大約2%到大約15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的銑刀切削范圍的內(nèi)半徑為所述環(huán)狀管道厚度的大約2%到大約10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的第一距離小于所述第二距離的大約95%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的第一距離小于所述第二距離的大約90%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的銑刀頭還包括至少一個(gè)從銑刀頭的外部伸入到在所述主體中適于接收管道一接頭的凹槽中的開口和一個(gè)連接到所述開口壁上的錐面銑刀,該錐面銑刀的一個(gè)正在使用的刀刃伸入到主體的凹槽中,以在管道的接頭上加工出錐面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃與銑刀頭的中心旋轉(zhuǎn)軸呈大約20°到大約60°角布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀位于中心旋轉(zhuǎn)軸的一個(gè)徑向平面內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分沿中心旋轉(zhuǎn)軸離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約0.25英寸到大約2.0英寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的角度為大約30°到大約45°,其中錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約0.75英寸到大約1.35英寸,其中所述的管道錐面銑刀的一部分緊靠所述開口的上壁,并且其中所述的錐面銑刀呈三角形。
13.根據(jù)權(quán)利要求8到12任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀帶有一個(gè)切屑斷裂刀刃,并且在所述的銑刀頭內(nèi)有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)開口,每個(gè)開口的壁上連接有一錐面銑刀。
14.根據(jù)權(quán)利要求8到13任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約1.0英寸到大約1.25英寸,其中所述的管道錐面銑刀的一部分緊靠所述開口的上壁,并且其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的角度為大約37.5°。
15.一種準(zhǔn)備焊接用管道接頭的方法,包括下列步驟采用帶有第一銑刀頭的旋轉(zhuǎn)加工工具從所述管道的外徑上切除預(yù)定量的徑向厚度至一預(yù)定深度,所述的第一銑刀頭包括一個(gè)帶有環(huán)狀凹槽的圓柱形主體,所述主體適于連接到旋轉(zhuǎn)加工工具;通過固定元件連接到所述主體的一個(gè)或多個(gè)銑刀,每一個(gè)銑刀繞銑刀頭的旋轉(zhuǎn)軸呈圓周狀布置,每一個(gè)所述的銑刀有一個(gè)刀刃用于確定一環(huán)狀切削范圍,該環(huán)狀切削范圍的內(nèi)半徑適于從環(huán)狀管道的外面徑向切除一厚度,所述厚度為管道厚度的從大約2%到大約25%,其外半徑至少達(dá)到所述管道的外直徑,并且其中的固定元件有一頭部從所述銑刀工作面伸出一第一距離,第一距離小于或等于一從固定元件的下沿到所述銑刀下刀刃的第二距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法,還包括固定管道的接頭、切除與所述管道接頭鄰接的薄板至一預(yù)定深度、切除與所述管道接頭鄰接的堆焊層至一預(yù)定深度、或它們的組合的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法,還包括采用所述的第一銑刀頭在與所述管道徑向厚度切除步驟的同時(shí)或在所述管道徑向厚度切除步驟之后從所述管道的前部或后部或前后部切除掉堆焊層至一預(yù)定深度的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17任一權(quán)利要求的方法,其中在所述管道直徑切除步驟中,從大約2%到大約25%的管道徑向厚度被切除,并且其中所述的管道直徑切除步驟切除的深度從所述管道的接頭起算為從大約0.25英寸到大約1.5英寸。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18任一權(quán)利要求的方法,其中達(dá)10%的管道徑向厚度被切除,并且其中所述的深度為從大約0.25英寸到大約1英寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求16到19任一權(quán)利要求的方法,其中采用第一銑刀頭或單獨(dú)的第二銑刀頭進(jìn)行錐面加工步驟,并且其中所述的第一銑刀頭包括至少一個(gè)從銑刀頭的外部伸入到在所述主體中適于接收管道接頭的凹槽中的開口,和一連接到所述開口壁上的錐面銑刀,其中該錐面銑刀一個(gè)正在使用的刀刃伸入到主體的凹槽中,以在管道的接頭上加工出錐面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃與銑刀頭的中心旋轉(zhuǎn)軸成大約20°到大約60°角布置。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀位于中心旋轉(zhuǎn)軸的一個(gè)徑向平面內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20到22任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分沿中心旋轉(zhuǎn)軸離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約0.25英寸到大約2.0英寸。
24.根據(jù)權(quán)利要求20到23任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的角度為大約30°到大約45°,其中錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約0.75英寸到大約1.35英寸,其中所述的管道錐面銑刀的一部分緊靠所述開口的上壁,并且其中所述的錐面銑刀呈三角形。
25.根據(jù)權(quán)利要求20到24任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀帶有一個(gè)切屑斷裂刀刃,并且在所述的銑刀頭內(nèi)有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)開口,每個(gè)開口的壁上連接有一個(gè)錐面銑刀。
26.根據(jù)權(quán)利要求20到25任一權(quán)利要求的銑刀頭,其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的最低管道切削部分離管道薄層切除銑刀的下刀刃的距離為大約1.0英寸到大約1.25英寸,其中所述的管道錐面銑刀的一部分緊靠所述開口的上壁,并且其中所述的錐面銑刀正在使用的刀刃的角度為大約37.5°。
全文摘要
管道接頭,如鍋爐管道組的接頭,通過采用包括從管道接頭要進(jìn)行錐面加工的部分或要進(jìn)行錐面加工部分的相鄰區(qū)域上切除直徑一薄層的步驟的方法的各種各樣的組合進(jìn)行準(zhǔn)備。將管道直徑一薄層切除的步驟可提供一暴露的、清潔的金屬表面,該表面有益于隨后對(duì)管道進(jìn)行的焊接或連接。作為優(yōu)選,該方法采用帶有可進(jìn)行互換的銑刀頭或切削頭的管道加工工具進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中,還公開了一種專用銑刀頭,它至少可用來實(shí)施管道直徑一薄層的切除步驟。
文檔編號(hào)B23C3/00GK1849196SQ200480025797
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者蘭道爾·霍爾J. 申請(qǐng)人:高安工具公司