一種鋁材擠壓切割一體的加工工裝的製作方法

2023-05-31 05:14:56

本發明涉及鋁型材的生產加工領域，具體是指一種鋁材擠壓切割一體的加工工裝。

背景技術：

現有技術中，鋁型材在擠壓機中的成型工序是不間斷的，需要根據需要通過切割機將其切割成不同長度和型號的鋁型材，即鋁型材質的產品均為擠壓和切割的方式成型的，但在目前從總體上來看鋁型材加工設備還存在著一些不合理的地方，在現實生產中會受到眾多因素的制約，由於鋁型材擠壓機和切割機的體積一般都比較大，佔地面積較多，並且工廠內的鋁型材擠壓機和切割機都是分離的，需要較大的廠房空間，即生產線路長，同時導致生產成本的增加。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種鋁材擠壓切割一體的加工工裝，縮短型材冷卻線路，進而達到降低生產成本的目的。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種鋁材擠壓切割一體的加工工裝，包括擠壓機和切割機，所述擠壓機通過輥筒傳送帶與切割機連接，所述擠壓機包括擠壓本體以及安裝在支架上的水冷箱，在水冷箱的兩端分別設有同軸的進料管和出料管，所述擠壓本體的出料筒與進料管對接，在所述水冷箱內安裝有隔熱腔體，且進料管和出料管分別貫穿隔熱腔體的兩側壁，在隔熱腔體內設有向下彎曲的弧形支管，支管將進料管和出料管之間的區域覆蓋，在支管兩個彎曲段端末分別安裝有多個側噴頭，在支管下壁中部設有多個並排分布的主噴頭，支管上壁中部連接有注水管，所述注水管上端貫穿隔熱腔體以及水冷箱的上壁且向外延伸，且在水冷箱下端開有與隔熱腔體連通的排水口，所述出料管的縱向截面為形，在所述出料管內壁上設有倒置的U形海綿塊，所述海綿塊的厚度沿型材移動的方向遞增，且在所述出料管底面上開有水槽；

所述切割機包括殼體以及安裝在殼體上端的罩體，所述罩體兩端分別設有進口與出口，在所述殼體內由上至下依次設置有導杆和電機，滑塊套設在導杆上，在滑塊上安裝有鋸片，所述鋸片的轉軸通過皮帶與電機的輸出端連接，在殼體側壁安裝有氣缸，所述氣缸的輸出端活動貫穿殼體外壁後與滑塊的側壁連接，在殼體上表面開有與導杆平行的切割孔，鋸片上部貫穿所述切割孔，在罩體內開有正對所述切割孔的空腔；在殼體內壁上轉動設置有與導杆垂直的轉杆，且轉杆置於滑塊與電機之間，在所述滑塊的下端安裝有調節塊，在調節塊底面上安裝有齒帶，轉杆上固定有與齒帶相配合的齒輪，在轉杆的外圓周壁上對稱設置有兩個連杆，且在連杆的末端轉動設置有與轉杆平行的輥筒，所述輥筒的外壁與所述皮帶的內側壁接觸。擠壓機與切割機之間通過輥筒傳送帶連接，由擠壓機擠壓成型且經過冷卻處理的型材由出料管移出後，在輥筒傳送帶上進行一段時間的自然冷卻後，然後直接傳送至切割機上進行切割工序，即實現型材的擠壓成型與切割連續加工，與現有技術中成型與切割分開進行的工藝相比，減小了對廠房空間的佔用，避免了工人對型材的轉運頻率，降低勞動強度的同時，降低了型材的生產成本。

在型材擠壓成型後，通常採用風冷方式來降溫，然而風冷運輸線的冷卻效果差而導致的運輸線路增長，對廠房、設備的要求增高導致整個生產成本加大的問題，發明人對型材擠壓機進行改進，即在擠壓本體的出料筒處增設水冷箱，利用水冷方式對高溫的鋁材進行快速冷卻，在水冷箱中多個主噴頭與側噴頭同步對型材的不同部分進行噴淋，以高速密集的冷卻介質流與型材之間進行熱交換，而殘留在水冷箱箱底的液體則通過排水口快速外排，而溫度降低正常溫度的型材則通過出料管向外傳送，即在較短的水冷線路下實現對型材的連續冷卻，大大降低了冷卻設備對廠房空間的佔用，同時達到了降低生產成本的目的。其中，與注水管連接的支管為圓弧形，該圓弧形的支管可將型材由進料管至出料管之間的區域進行完全覆蓋，即型材在水冷箱中型材以開始進料便進行冷卻工序，且主噴頭與側噴頭則分別對型材的上端面以及兩個側面進行噴淋；並且在水冷箱內安裝有隔熱腔體，該隔熱腔體能夠將型材所散發以及冷卻介質在升溫後所產生的熱量與水冷箱的外壁隔絕開，防止在整個冷卻過程中冷卻箱的外壁持續發熱，避免工作人員發生安全事故。

而在對鋁型材進行切割時，所產生的碎屑四處飛濺，在影響切割進度的同時碎屑還容易影響操作人員的視線，進而增加安全事故的發生機率；發明人為解決該類問題，設計出一種新型切割設備，即在殼體內安裝有電機，電機的輸出端通過皮帶與鋸片的轉軸連接，在殼體上壁開有切割孔，鋸片的上端貫穿切割孔且向上突出，罩體將切割孔完全覆蓋，即鋁型材的切割步驟在罩體的空腔內進行，使得切割所產生的碎屑只在空腔內活動，而無法四處濺射，並且罩體可選擇透明的塑料罩，以方便操作人員隨時觀察鋁型材的切割情況，產生的碎屑通過切割孔下移至殼體內部，通過集中收集還能對碎屑進行回收利用，進而達到避免切割碎屑四處濺灑，同時提高鋁型材切割的安全可靠度的目的。使用時，鋸片的初始位置位於切割孔的一端端部，啟動氣缸，使得氣缸輸出端帶動滑塊移動，此時鋸片則沿切割孔朝其另一端端部移動，直至與鋁型材接觸，即開始對鋁型材進行切割工序；在移動過程中，為保證皮帶自身的張緊度，在鋸片在導杆上進行直線往復運動時，調節塊底面上安裝的齒帶與齒輪嚙合，進而帶動轉杆自由轉動，在轉杆轉動的同時，位於轉杆外壁上的兩個連杆進行同步轉動，即以轉杆的中心為圓心，兩個與皮帶內側壁接觸的輥筒開始繞圓心做圓周運動，當鋸片的轉軸與電機的輸出端之間間距最小時，連杆呈水平放置狀態，皮帶被兩個輥筒所支撐，並且向外擴張的幅度達到最大，以保證皮帶的張緊度，確保電機帶動鋸片轉動的頻率維持不變；當鋸片的轉軸與電機的輸出端之間的間距最大時，鋸片完成對鋁型材的切割，此時連杆發生圓周運動後，兩個連杆呈傾斜狀態，即兩個輥筒呈一高一低分布，並保證兩個輥筒與皮帶的內側壁接觸，此時皮帶向外擴張的弧度最小，而自身的張緊度保持不變。通過轉杆、連杆以及輥筒與滑塊的同步運動，可保證鋸片無論是在初始狀態還是在切割狀態，皮帶自身的張緊度始終保持不便，保障鋸片對鋁型材的穩定切割，避免鋸片因皮帶的張緊度變化而在切割時產生停頓、跳動等狀況，達到提高鋁型材切割效率的目的。

進一步地，在型材由出料管傳送出時，由於水冷方式的特殊性，在型材的外壁上會附帶有一定量的液體，在自然環境下型材容易發生氧化而降低其自身質量，因此發明人在出料管的內壁上安放由倒置的U形海綿塊，且海綿塊的厚度沿型材移動的方向遞增，使得型材在出料管內移動時，海綿塊直接對型材的上表面以及兩側壁進行清理，隨著型材的移動，海綿塊厚度較大的一端開始發生形變，即開始將海綿塊所吸收的液體擠出且沿水槽流出，而在型材外壁上殘留的部分液體則在傳輸過程中被自然風乾，進而保證型材冷卻後的質量。

在所述隔熱腔體與進料管連接的一側內壁上設有導流板，所述導流板沿進料管水平指向出料管的方向向下傾斜。在隔熱腔體的側壁上安裝有傾斜的導流板，該導流板能對隔熱腔體底部的液體進行疏導，加快液體由排水口流出的速度，以避免液體在隔熱腔體中殘留。

所述主噴頭以及側噴頭均為螺旋噴嘴。作為優選，選用螺旋噴頭，可使支管中的冷卻介質以錐狀水幕的形式噴灑在型材上，使得冷卻介質在單位時間內附著在型材上的面積增加，同時多個主噴頭以及多個側噴頭均為並排分布，即型材在移動過程中，同一部分可進行多次重複噴淋，大大增加了型材的冷卻速度，同時冷卻介質的利用率也相應增加，從而減小冷卻介質的耗費量。

所述隔熱腔體為多個XPS擠塑板拼接構成的無縫腔體。作為優選，XPS擠塑板又叫擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板，其具有完美的閉孔蜂窩狀結構，同樣具備高抗壓性、抗老化性、低熱導係數以及較低的吸水性，可將型材冷卻時所產生的熱量與水冷箱的外壁之間完全隔絕開，避免水冷箱的溫度過高而增加工人的操作難度。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明擠壓機與切割機之間通過輥筒傳送帶連接，由擠壓機擠壓成型且經過冷卻處理的型材由出料管移出後，在輥筒傳送帶上進行一段時間的自然冷卻後，然後直接傳送至切割機上進行切割工序，即實現型材的擠壓成型與切割連續加工，與現有技術中成型與切割分開進行的工藝相比，減小了對廠房空間的佔用，避免了工人對型材的轉運頻率，降低勞動強度的同時，降低了型材的生產成本；

2、本發明在隔熱腔體的側壁上安裝有傾斜的導流板，該導流板能對隔熱腔體底部的液體進行疏導，加快液體由排水口流出的速度，以避免液體在隔熱腔體中殘留；

3、本發明選用螺旋噴頭，可使支管中的冷卻介質以錐狀水幕的形式噴灑在型材上，使得冷卻介質在單位時間內附著在型材上的面積增加，同時多個主噴頭以及多個側噴頭均為並排分布，即型材在移動過程中，同一部分可進行多次重複噴淋，大大增加了型材的冷卻速度，同時冷卻介質的利用率也相應增加，從而減小冷卻介質的耗費量。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為擠壓機的結構示意圖；

圖3為擠壓機的縱向截面圖；

圖4為切割機的結構示意圖；

圖5為出料管的結構示意圖。

附圖中標記及相應的零部件名稱：

1-擠壓機、11-擠壓本體、12-出料筒、13-進料管、14-隔熱腔體、15-水冷箱、16-支管、161-主噴頭、17-側噴頭、18-注水管、19-導流板、110-支架、111-出料管、112-排水口、113-型材、114-海綿塊、115-水槽、2-輥筒傳送帶、3-切割機、31-氣缸、32-導杆、33-滑塊、34-殼體、35-罩體、36-鋸片、37-皮帶、38-空腔、39-切割孔、310-連杆、311-調節塊、312-輥筒、313-轉杆、314-電機。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1~圖5所示，本實施例包括擠壓機1和切割機3，所述擠壓機1通過輥筒傳送帶2與切割機3連接，所述擠壓機1包括擠壓本體11以及安裝在支架110上的水冷箱15，在水冷箱15的兩端分別設有同軸的進料管13和出料管111，所述擠壓本體11的出料筒12與進料管13對接，在所述水冷箱15內安裝有隔熱腔體14，且進料管13和出料管111分別貫穿隔熱腔體14的兩側壁，在隔熱腔體14內設有向下彎曲的弧形支管16，支管16將進料管13和出料管111之間的區域覆蓋，在支管16兩個彎曲段端末分別安裝有多個側噴頭17，在支管16下壁中部設有多個並排分布的主噴頭161，支管16上壁中部連接有注水管18，所述注水管18上端貫穿隔熱腔體14以及水冷箱15的上壁且向外延伸，且在水冷箱15下端開有與隔熱腔體14連通的排水口112，所述出料管111的縱向截面為形，在所述出料管111內壁上設有倒置的U形海綿塊114，所述海綿塊114的厚度沿型材113移動的方向遞增，且在所述出料管111底面上開有水槽115；

所述切割機3包括殼體34以及安裝在殼體34上端的罩體35，所述罩體35兩端分別設有進口與出口，在所述殼體34內由上至下依次設置有導杆32和電機314，滑塊33套設在導杆32上，在滑塊33上安裝有鋸片36，所述鋸片36的轉軸通過皮帶37與電機314的輸出端連接，在殼體34側壁安裝有氣缸31，所述氣缸31的輸出端活動貫穿殼體34外壁後與滑塊33的側壁連接，在殼體34上表面開有與導杆32平行的切割孔39，鋸片36上部貫穿所述切割孔39，在罩體35內開有正對所述切割孔39的空腔38；在殼體34內壁上轉動設置有與導杆32垂直的轉杆313，且轉杆313置於滑塊33與電機314之間，在所述滑塊33的下端安裝有調節塊311，在調節塊311底面上安裝有齒帶，轉杆313上固定有與齒帶相配合的齒輪，在轉杆313的外圓周壁上對稱設置有兩個連杆310，且在連杆310的末端轉動設置有與轉杆313平行的輥筒312，所述輥筒312的外壁與所述皮帶37的內側壁接觸。

型材在擠壓成型後，通常採用風冷方式來降溫，然而風冷運輸線的冷卻效果差而導致的運輸線路增長，對廠房、設備的要求增高導致整個生產成本加大的問題，發明人對型材113擠壓機進行改進，即在擠壓本體11的出料筒12處增設水冷箱15，利用水冷方式對高溫的鋁材進行快速冷卻，在水冷箱15中多個主噴頭161與側噴頭17同步對型材113的不同部分進行噴淋，以高速密集的冷卻介質流與型材113之間進行熱交換，而殘留在水冷箱15箱底的液體則通過排水口112快速外排，而溫度降低正常溫度的型材113則通過出料管111向外傳送，即在較短的水冷線路下實現對型材113的連續冷卻，大大降低了冷卻設備對廠房空間的佔用，同時達到了降低生產成本的目的。其中，與注水管18連接的支管16為圓弧形，該圓弧形的支管16可將型材113由進料管13至出料管111之間的區域進行完全覆蓋，即型材113在水冷箱15中型材113以開始進料便進行冷卻工序，且主噴頭161與側噴頭17則分別對型材113的上端面以及兩個側面進行噴淋；並且在水冷箱15內安裝有隔熱腔體14，該隔熱腔體14能夠將型材113所散發以及冷卻介質在升溫後所產生的熱量與水冷箱15的外壁隔絕開，防止在整個冷卻過程中冷卻箱的外壁持續發熱，避免工作人員發生安全事故。

型材113進行切割時，所產生的碎屑四處飛濺，在影響切割進度的同時碎屑還容易影響操作人員的視線，進而增加安全事故的發生機率；發明人為解決該類問題，設計出一種新型切割設備，即在殼體34內安裝有電機314，電機314的輸出端通過皮帶37與鋸片36的轉軸連接，在殼體34上壁開有切割孔39，鋸片36的上端貫穿切割孔39且向上突出，罩體35將切割孔39完全覆蓋，即鋁型材113的切割步驟在罩體35的空腔38內進行，使得切割所產生的碎屑只在空腔38內活動，而無法四處濺射，並且罩體35可選擇透明的塑料罩，以方便操作人員隨時觀察鋁型材113的切割情況，產生的碎屑通過切割孔39下移至殼體34內部，通過集中收集還能對碎屑進行回收利用，進而達到避免切割碎屑四處濺灑，同時提高鋁型材113切割的安全可靠度的目的。

使用時，鋸片36的初始位置位於切割孔39的一端端部，啟動氣缸31，使得氣缸31輸出端帶動滑塊33移動，此時鋸片36則沿切割孔39朝其另一端端部移動，直至與鋁型材113接觸，即開始對鋁型材113進行切割工序；在移動過程中，為保證皮帶37自身的張緊度，在鋸片36在導杆32上進行直線往復運動時，調節塊311底面上安裝的齒帶與齒輪嚙合，進而帶動轉杆313自由轉動，在轉杆313轉動的同時，位於轉杆313外壁上的兩個連杆310進行同步轉動，即以轉杆313的中心為圓心，兩個與皮帶37內側壁接觸的輥筒312開始繞圓心做圓周運動，當鋸片36的轉軸與電機314的輸出端之間間距最小時，連杆310呈水平放置狀態，皮帶37被兩個輥筒312所支撐，並且向外擴張的幅度達到最大，以保證皮帶37的張緊度，確保電機314帶動鋸片36轉動的頻率維持不變；當鋸片36的轉軸與電機314的輸出端之間的間距最大時，鋸片36完成對鋁型材113的切割，此時連杆310發生圓周運動後，兩個連杆310呈傾斜狀態，即兩個輥筒312呈一高一低分布，並保證兩個輥筒312與皮帶37的內側壁接觸，此時皮帶37向外擴張的弧度最小，而自身的張緊度保持不變。通過轉杆313、連杆310以及輥筒312與滑塊33的同步運動，可保證鋸片36無論是在初始狀態還是在切割狀態，皮帶37自身的張緊度始終保持不便，保障鋸片36對鋁型材113的穩定切割，避免鋸片36因皮帶37的張緊度變化而在切割時產生停頓、跳動等狀況，達到提高鋁型材113切割效率的目的。

進一步地，在型材113由出料管111傳送出時，由於水冷方式的特殊性，在型材113的外壁上會附帶有一定量的液體，在自然環境下型材113容易發生氧化而降低其自身質量，因此發明人在出料管111的內壁上安放由倒置的U形海綿塊114，且海綿塊114的厚度沿型材113移動的方向遞增，使得型材113在出料管111內移動時，海綿塊114直接對型材113的上表面以及兩側壁進行清理，隨著型材113的移動，海綿塊114厚度較大的一端開始發生形變，即開始將海綿塊114所吸收的液體擠出且沿水槽115流出，而在型材113外壁上殘留的部分液體則在傳輸過程中被自然風乾，進而保證型材113冷卻後的質量。

其中，在所述隔熱腔體14與進料管13連接的一側內壁上設有導流板19，所述導流板19沿進料管13水平指向出料管111的方向向下傾斜。在隔熱腔體14的側壁上安裝有傾斜的導流板19，該導流板19能對隔熱腔體14底部的液體進行疏導，加快液體由排水口112流出的速度，以避免液體在隔熱腔體14中殘留。

作為優選，選用螺旋噴頭，可使支管16中的冷卻介質以錐狀水幕的形式噴灑在型材113上，使得冷卻介質在單位時間內附著在型材113上的面積增加，同時多個主噴頭161以及多個側噴頭17均為並排分布，即型材113在移動過程中，同一部分可進行多次重複噴淋，大大增加了型材113的冷卻速度，同時冷卻介質的利用率也相應增加，從而減小冷卻介質的耗費量。

作為優選，XPS擠塑板又叫擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板，其具有完美的閉孔蜂窩狀結構，同樣具備高抗壓性、抗老化性、低熱導係數以及較低的吸水性，可將型材113冷卻時所產生的熱量與水冷箱15的外壁之間完全隔絕開，避免水冷箱15的溫度過高而增加工人的操作難度。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。