鋼管自動切斷工具機的製作方法

2023-09-15 11:47:20 1

專利名稱：鋼管自動切斷工具機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及管材機械加工技術領域，特別是一種鋼管自動切斷工具機。
背景技術：
在機械加工等行業，要大量使用鋼管加工機械零件，若將長的鋼管料切成所需的長度，就需要切斷設備。目前，管材加工常用的切斷機械有車床、砂輪切割機、帶鋸床以及切管工具機等。車床由於受到中心孔的限制，以及震動大，效率低，不適宜鋼管下料。砂輪切割機效率低，砂輪片損耗大，只適用於小規模及單件生產。帶鋸床非常適合於鋸切實心鋼料， 鋸切管料時帶鋸條易發生蹦齒及齒面早期損壞，造成鋸條跑偏，從而形成管材斷面與長度方向不垂直，俗稱馬蹄形。目前市場上有一種鋼管切斷工具機，如圖5與圖6示這種工具機利用彈簧夾頭夾緊、氣動送料、車刀切斷的原理，採用車刀橫向進給，鋼管高速旋轉工作過程進行鋼管切斷，它切斷效率較高，尺寸也精確。但其如下缺點首先；該工具機使用彈簧夾頭， 由於彈簧夾頭鬆緊行程只有不到1毫米，所以鋼管直徑每變化1毫米，必須更換相應的彈簧夾頭，無法作到通用化，因此它只適用於單一零件大批量生產，如軸承套圈；對於經常變換工件直徑，且直徑範圍較大，工件尺寸較長的企業是不適用的。其次；車刀寬度是鋸條寬度的一倍以上，鋸口損耗大。第三；對操作人員的操作技術要求高，需要經常對刀、磨刀，切斷刀的修磨和對刀是車刀類難度較高的。縱觀目前工業領域，缺少一種通用性強的、能夠切斷從小的直逕到一個大的直徑的、工件長度範圍較大的、自動化程度高的鋼管切斷工具機，本實用新型就是要達到這個目的。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種通用性強、適於切割各種鋼管管徑的鋼管自動切斷工具機。這種工具機切斷鋼管的直徑範圍大，只使用一個夾緊系統既可適用於多種直徑各種長度的鋼管的精確下料工作，調整容易，自動高效。為了實現以上目的，本實用新型採用如下技術方案一種鋼管自動切斷工具機，包括中心規，卡盤，導軌座，床頭箱；其特徵在於還包括鋼管旋轉裝置，安裝於導軌座上的送料裝置，安裝於床頭箱的切斷裝置與四輪定心夾緊裝置；送料裝置包括送料前車、送料後車、 滾珠絲槓、送料導軌與送料電機，滾珠絲槓的前部連接送料前車、後部連接送料後車，送料導軌固定於導軌座，送料電機連接於滾珠絲槓；鋼管旋轉裝置安裝於送料前車；鋼管旋轉裝置包括旋轉電機、減速機與卡盤，旋轉電機連接減速機，減速機輸出端連接卡盤。切斷裝置是現有技術的帶鋸切斷裝置，它包括帶鋸、驅動電機和傳動機構，驅動電機連接傳動機構，傳動機構包括兩個帶鋸輪，帶鋸安裝在兩個帶鋸輪上，驅動電機經傳動機構驅動兩個帶鋸輪轉動，從而帶動帶鋸條旋轉，鋸斷鋼管。四輪定心夾緊裝置作用是夾持鋼管使其中心線與中心規和卡盤的中心連線保持同軸。四輪定心夾緊裝置包括兩個導軌、兩個滑動體、兩個擺杆、液壓油缸與四連杆機構；兩個導軌對稱固定於床頭箱上面，每個導軌上面滑動連接滑動體，滑動體內端通過固定螺絲固定安裝有滾輪架，滾輪架上、下端部分別安裝有滾輪，滑動體外端安裝有調節絲杆，調節絲杆上安裝調節螺母，滑動體上安裝有鎖緊螺絲，鎖緊螺絲與調節螺母鎖緊式連接；床頭箱底部對稱設置鉸鏈座，擺杆下端與鉸鏈座鉸接，擺杆上端與調節螺母鉸接，擺杆中部鉸接有水平拉杆；四連杆機構的兩個連杆共同鉸接於水平拉杆，兩個連杆的另一端分別鉸接於液壓油缸的上、下部，兩滾輪架下方、床頭箱內固定設置有上滑套、下滑套，液壓油缸的上、下端分別滑動連接於上滑套、下滑套。本實用新型還包括自動控制系統，用於實現定長、給料與切割等按序進行。本實用新型還包括安裝在床頭箱的操控面板，操控面板安裝有各種操縱按鈕及顯示屏。本實用新型主要優勢是第一，由於四輪定心夾緊裝置採用四輪定心夾頭，定心精度高，中心不漂移；夾持範圍大，一個四輪定心夾緊裝置就能夾持鋼管直徑小到40毫米，大到200毫米。能夠滿足一個企業所有管料的下料任務。其次，操作容易，對操作人員的技術要求低，定期更換帶鋸條即可。第三，被切割鋼管與切割刀具共同旋轉，切割效率高；切割精度尚。第四，省料降耗，特別對長度較短的工件，每個鋸口省出1毫米，每年加工幾十萬件甚至幾百萬件就很有意義了。本實用新型的核心技術在於四輪定心夾緊裝置、送料裝置與鋼管旋轉裝置，鋼管旋轉裝置帶動鋼管旋轉，利用帶鋸將鋼管鋸斷。本實用新型加工鋼管，生產效率高，操作方便，加工精度高，下料精確，切斷的鋼管質量好，鋼管端面垂直度好，鋼管直徑適用範圍大， 自動化程度高。
圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是四輪定心夾緊裝置的結構示意圖，圖3是鋼管旋轉裝置與送料裝置的關係示意圖，圖4是圖3的左視圖，圖5是現有技術鋼管切斷工具機的彈簧夾頭與鋼管的關係示意圖，圖6是圖5的左視圖，圖7是現有技術帶鋸床切割鋼管的示意圖，圖8是本實用新型切割鋼管的示意圖，圖9是帶鋸床切割的鋼管外觀形狀示意圖。圖中1 一中心規，2—落料支撐，3—鋼管，4 一帶鋸，4a —車刀，5—操控面板，6— 四輪定心夾緊裝置，6a_導軌，6b—調節絲杆，6c—鎖緊螺絲，6d—滑動體，6dl—右滑動體，6e—固定螺絲，6f—定位銷，6g—滾輪，6gl—彈簧夾頭，6h—滾輪架，6hl—右側滾輪架，6i—螺母，6j—上滑套，6k—擺杆，61—四連杆機構，6m—水平拉杆，6η—液壓油缸，6ο— 下滑套，6ρ—鉸鏈座，7—驅動電機，8—前端支撐，9一中間旋轉活動支撐，10—送料導軌， 11 一卡盤，12—滾珠絲槓，13—送料前車，14一減速機，15—旋轉電機，16—送料後車，17— 送料電機，18—鋼絲繩，19一送料車返回卷揚機，20—後車制動鎖緊裝置，21—前車制動鎖緊裝置，22—導軌座，23—床頭箱。
具體實施方式
如圖1所示一種鋼管自動切斷工具機，包括中心規1，卡盤11，導軌座22，床頭箱23 ；還包括鋼管旋轉裝置，安裝於導軌座22上的送料裝置，安裝於床頭箱23的切斷裝置與四輪定心夾緊裝置；送料裝置包括送料前車13、送料後車16、滾珠絲槓12、送料導軌10與送料電機17，滾珠絲槓12的前部連接送料前車13、後部連接送料後車16，送料導軌10固定於導軌座22，送料電機17連接於滾珠絲槓12 ；鋼管旋轉裝置安裝於送料前車13 ；鋼管旋轉裝置包括旋轉電機15、減速機14與卡盤11，旋轉電機15連接減速機14，減速機14輸出端連接卡盤11。參見圖7:切斷裝置是現有技術的帶鋸切斷裝置，它包括帶鋸4、驅動電機7和傳動機構，驅動電機連接傳動機構，傳動機構包括兩個帶鋸輪，帶鋸安裝在兩個帶鋸輪上，驅動電機經傳動機構驅動兩個帶鋸輪轉動，從而帶動帶鋸條旋轉，鋸斷鋼管。四輪定心夾緊裝置6作用是夾持鋼管3使其中心線與中心規1和卡盤11的中心連線保持同軸。四輪定心夾緊裝置6包括兩個導軌6a、兩個滑動體6d、兩個擺杆6k、液壓油缸6η與四連杆機構61 ；兩個導軌6a對稱固定於床頭箱23上面，每個導軌6a上面滑動連接滑動體6d，滑動體6d內端(指近於中心線端)通過固定螺絲6e固定安裝有滾輪架他， 滾輪架他上、下端部分別安裝有滾輪6g，滑動體6d外端安裝有調節絲杆6b，調節絲杆6b 上安裝調節螺母6i，滑動體6d上安裝有鎖緊螺絲6c，鎖緊螺絲6c與調節螺母6i鎖緊式連接；床頭箱23底部對稱設置鉸鏈座6p，擺杆故下端與鉸鏈座6p鉸接，擺杆故上端與調節螺母6i鉸接，擺杆故中部鉸接有水平拉杆6m ；四連杆機構61的兩個連杆共同鉸接於水平拉杆6m，兩個連杆的另一端分別鉸接於液壓油缸6η的上、下部，兩滾輪架他下方、床頭箱 23內固定設置有上滑套6j、下滑套6ο，液壓油缸61的上、下端分別滑動連接於上滑套6j、 下滑套6ο。安裝在床頭箱M的前部的中心規1，它的圓錐中心與卡盤11的中心在一條直線上。用來對四輪定心夾緊機構6和所有支撐進行找正。卡盤11的作用是對鋼管3進行夾持，使其保持水平，並將送料電機17的旋轉動力傳遞至鋼管使其旋轉。滾珠絲槓12的作用是將送料後車16上驅動電機17的動力傳遞至送料前車13。 當滾珠絲槓正傳時，推動固定在前車13上的螺母移動使前後兩車間距擴大，當滾珠絲槓反向旋轉時，送料前車13與送料後車16的間距縮小。四輪定心夾緊裝置運行原理過程如下由四連杆機構61組成一個菱形，當液壓油缸6η的活塞杆伸出時，菱形的形狀發生變化，上下兩個節點之間的距離變長，左右兩個節點之間的距離變短，由於左右兩節點發生水平移動，通過水平拉杆帶動擺杆故擺動， 與擺杆6鉸鏈連接的調節螺母6i帶動調節絲杆6b移動並通過調節絲杆6b帶動滑動體6d 沿導軌6a移動。安裝在滑動體6d上的滾輪架他也隨著一起移動。當兩個滾輪架Mi相向移動，它們之間的距離縮短時達到夾持鋼管的目的。當兩個滾輪架他背向移動，間距擴大時，鋼管3被脫開。由於四連杆機構61被液壓油缸6η分割成兩個全等三角形，無論液壓油缸的行程或大或小、如何變化，這兩個三角形都是全等的，也就是左右兩個擺杆故的擺動距離永遠是相等的，由擺杆帶動的兩個滾輪架的移動距離也永遠是相等的。由於以上機構左右完全對稱，兩個滾輪架的中心線永遠不會漂移，從而達到夾緊定心的目的。調節螺杆的作用是調節滑動體6d與螺母6i、擺杆故的相對位置，轉動絲杆6b，螺母6i就會左右移動，從而帶動和它鉸鏈連接的擺杆故同步移動。鎖緊螺絲6c安裝在6d 上，擰緊鎖緊螺絲6c，調節絲杆6b就不能轉動。每個滾輪架裝有兩個滾輪6g，兩個滾輪架相對移動，間距縮小，可將鋼管夾持在四輪中間。鋼管在兩滾輪架間可自由旋轉。擺杆的作用是將四連杆機構61變形所產生的力傳遞到滑動體6d及滾輪架他，使滑動體6d和滾輪架 6h沿導軌6a滑動。兩滾輪架的中心與上下滑套6j、6o處在同一根軸線上。由於製造的誤差不可避免，四輪夾緊時總有一個輪子是懸空的。為解決這個問題， 作為本實用新型的完善，將其中的一個滾輪架做成浮動的，如圖2所示定位銷6f將右側滾輪架固定在右滑動體6dl上，不能做任何移動。而左邊的滾輪架可圍繞χ軸銷做微小擺動，以補償製造和安裝的誤差，以便使四個滾輪全部與鋼管貼合。為了約束藕斷絲連的管件，以免其甩起來損壞鋸齒，作為本實用新型的完善，床頭箱23的前部設有落料支撐2，當一段鋼管被切至似斷非斷時，落料支撐2約束被切割下來的管料。為了在四輪定心夾緊裝置的滾輪6g張開時對鋼管3進行支撐，以保證鋼管3的中心始終與四輪定心夾緊裝置的中心重合，作為本實用新型的進一步完善，床頭箱23上、位於四輪定心夾緊機構6後面設有前端支撐8。當鋸切直徑較小的鋼管時，為了防止鋼管3中部彎曲垂下，以保證鋼管處於直線狀態，以減小振動和噪音，對其進行支撐，導軌座22上安裝有中間旋轉活動支撐9，旋轉活動支撐9與液壓系統(圖中未示出)連接，由油缸驅動，可根據需要升起或落下；液壓系統安裝於床頭箱23。本實用新型還包括自動控制系統(圖中未示出)，用於實現定長、給料與切割等按序進行。本實用新型還包括安裝在床頭箱的操控面板5，操控面板5安裝有各種操縱按鈕及顯示屏。當一根鋼管被鋸完，送料前車與送料後車處於最前端，為了使兩個送料小車快速拉回到導軌的後部送料，為下一根鋼管的鋸切做好準備，作為本實用新型的又一步完善，導軌座22的尾部安裝有送料車返回卷揚機19，送料車返回卷揚機19連接鋼絲繩18，鋼絲繩 18另一端連接送料後車16。參見圖1與圖4 本實用新型在送料後車16的下部與導軌10相鄰處，設有後車制動鎖緊裝置20，其作用是當滾珠絲槓12正轉時，將送料後車固定在導軌10上，這時滾珠絲槓正轉，送料後車不動，兩車間距擴大，送料前車13相對於送料後車向前行走，達到送料的目的。同理，在送料前車13的下部與導軌10的相鄰處，設有前車制動鎖緊裝置21，其作用是當滾珠絲槓12反轉時將送料前車13固定在導軌10上，這時滾珠絲槓反轉，前車不動，送料後車16向前行走，兩車間距縮小，為下一次的送料前車的送料行走做好準備。本實用新型與傳統鋼管下料方式主要區別以及優點如下傳統帶鋸床切削鋼管時，其鋸齒的水平有效切削長度在大部分情況下等於鋼管的壁厚，鋸條的上下切削行程等於鋼管3的外徑。如圖7所示鋸條每轉一圈，每個鋸齒在切割的起始點都要產生衝擊切削，很容易造成齒尖不均勻裂損，致使鋸條偏向一側。鋼管壁厚越薄，鋸條跑偏越嚴重，造成如圖9所示的鋼管斷面馬蹄形越大。如圖5與圖6所示 市場上現有的一種鋼管切斷工具機利用車刀如橫向進給，彈簧夾頭6gl夾緊鋼管高速旋轉的原理進行鋼管切斷。車刀寬度是鋸條寬度的一倍以上，鋸口損耗大；對人要求高，需要經常對刀、磨刀；因使用彈簧夾頭，鋼管直徑每變化1毫米，就必須更換相應的彈簧夾頭，無法作到通用化。本實用新型切削鋼管時其鋸齒的有效切削長度相當於半連續切削，如圖8所示 鋸條向右進刀，鋼管3逆時針旋轉，鋼管圓周上的每一部分依次被切削，當鋸條向下行程等於鋼管的壁厚時，鋼管被切斷。鋸齒切削工況大大改善，即可增加鋸條的使用壽命，又可大大減小鋼管斷面馬蹄形，可作到精確下料，避免二次加工。本實用新型在產品出廠前由製造廠使用中心規調整四輪定心夾緊裝置至中心位置，使用時管料直徑變動後由操作調整所有支撐到與管料相適應的位置。運行工作原理過程大致如下上料、鎖緊卡盤11、啟動自動按鈕、旋轉電機15啟動，送料電機17正轉，帶鋸4開始旋轉、送料前車13向前運行、送料前車13制動鎖緊，四輪定心夾緊裝置6夾緊鋼管3、送料電機17反轉，送料後車16快速前行並制動鎖緊、帶鋸4快速下行、帶鋸接觸鋼管後變慢速下行至切斷、帶鋸快速上行、四輪定心夾緊裝置鬆開、送料電機正轉，送料前車13快速前行，……當送料前車靠近中間旋轉活動支撐9時，限位開關動作，中間旋轉活動支撐9下行至圖1中的虛線位置。當一根鋼管切完，送料前車13觸動限位開關，驅動送料車返回卷揚機19，送料前車、後車鬆開制動快速返回，旋轉電機停止，帶鋸4停止。
權利要求1.一種鋼管自動切斷工具機，包括中心規，卡盤，導軌座，床頭箱；其特徵在於它還包括鋼管旋轉裝置，安裝於導軌座(22)上的送料裝置，安裝於床頭箱(23)的切斷裝置與四輪定心夾緊裝置；送料裝置包括送料前車(13)、送料後車(16)、滾珠絲槓(12)、送料導軌(10)與送料電機(17)，滾珠絲槓(12)的前部連接送料前車(13)、後部連接送料後車(16)，送料導軌(10)固定於導軌座(22)，送料電機(17)連接於滾珠絲槓(12);鋼管旋轉裝置安裝於送料前車(13);鋼管旋轉裝置包括旋轉電機(15)、減速機(14)與卡盤(11)，旋轉電機(15)連接減速機(14)，減速機(14 )輸出端連接卡盤(11)。
2.如權利要求1所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於四輪定心夾緊裝置(6)包括兩個導軌(6a)、兩個滑動體(6d)、兩個擺杆(6k)、液壓油缸(6n )與四連杆機構(61)；兩個導軌(6a)對稱固定於床頭箱(23)上面，每個導軌(6a)上面滑動連接滑動體(6d)，滑動體 (6d)內端通過固定螺絲(6e)固定安裝有滾輪架(6h)，滾輪架(6h)上、下端部分別安裝有滾輪(6g)，滑動體(6d)外端安裝有調節絲杆(6b)，調節絲杆(6b)上安裝調節螺母(6i)，滑動體(6d)上安裝有鎖緊螺絲(6c)，鎖緊螺絲(6c)與調節螺母(6i)鎖緊式連接；床頭箱(23) 底部對稱設置鉸鏈座(6p)，擺杆(6k)下端與鉸鏈座(6p)鉸接，擺杆(6k)上端與調節螺母 (6i)鉸接，擺杆(6k)中部鉸接有水平拉杆(6m);四連杆機構(61)的兩個連杆共同鉸接於水平拉杆(6m)，兩個連杆的另一端分別鉸接於液壓油缸(6η)的上、下部，兩滾輪架(6h)下方、 床頭箱(23)內固定設置有上滑套(6j)、下滑套(6ο)，液壓油缸(61)的上、下端分別滑動連接於上滑套(6j)、下滑套(6ο)。
3.如權利要求2所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於定位銷(6f)將右側滾輪架(6hl)固定在右滑動體(6dl)上。
4.如權利要求1所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於床頭箱(23)的前部設有落料支撐(2)。
5.如權利要求1所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於導軌座(22)上安裝有中間旋轉活動支撐(9)，中間旋轉活動支撐(9)與液壓系統連接，液壓系統安裝於床頭箱 (23)。
6.如權利要求1所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於送料後車(16)的下部與導軌(10)相鄰處，設有後車制動鎖緊裝置(20)；送料前車(13)的下部與導軌(10)的相鄰處，設有前車制動鎖緊裝置(21)。
7.如權利要求1至6任意一項所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於導軌座 (22)的尾部安裝有送料車返回卷揚機(19)，送料車返回卷揚機(19)連接鋼絲繩(18)，鋼絲繩(18)另一端連接送料後車(16)。
8.如權利要求7所述的一種鋼管自動切斷工具機，其特徵在於鋼管自動切斷工具機還包括自動控制系統；床頭箱(23 )安裝有操控面板(5 )，操控面板(5 )安裝有各種操縱按鈕及顯示屏。
專利摘要本實用新型涉及管材機械加工技術領域，特別是一種鋼管自動切斷工具機，它包括中心規，卡盤，導軌座，床頭箱；其特徵在於還包括鋼管旋轉裝置，安裝於導軌座上的送料裝置，安裝於床頭箱的切斷裝置與四輪定心夾緊裝置；送料裝置包括送料前車、送料後車、滾珠絲槓、送料導軌與送料電機，滾珠絲槓的前部連接送料前車、後部連接送料後車，送料導軌固定於導軌座，送料電機連接於滾珠絲槓；鋼管旋轉裝置安裝於送料前車；鋼管旋轉裝置包括旋轉電機、減速機與卡盤，旋轉電機連接減速機，減速機輸出端連接卡盤。本實用新型生產效率高，操作方便，加工精度高，下料精確，切斷的鋼管質量好，鋼管端面垂直度好，鋼管直徑適用範圍大，自動化程度高。
文檔編號B23D55/04GK202224755SQ20112039900
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者王憲民 申請人:王憲民