一種螺旋衝切口機的製作方法

2023-07-11 19:33:31 1

本發明涉及機械技術領域，尤其涉及一種螺旋衝切口機。

背景技術：

摩託車和汽車等交通工具通常設置消音器，以夠降低發動機的排氣噪聲。消音器內部的進氣管管壁設有呈螺旋上升的通孔陣列，用以降低進氣管內的氣流速度，同時只有在孔的固有頻率附件的某些頻率的聲波才能通過該孔，從而達到濾波消聲的目的。因此，進氣管的衝孔質量決定了消音器的質量。但現有的衝孔工具機為逐孔手動加工的，不適用於多孔多件加工；而且，人工調節打孔位置，導致衝孔的尺寸不規整、精度差，不能實現穩定的螺旋上升的通孔陣列，用工成本高，用電能耗高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出一種實現自動衝孔，適用於加工具有螺旋上升通孔陣列的管體，衝孔精度高，衝孔質量穩定的螺旋衝切口機。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

一種螺旋衝切口機，包括機械傳動單元、衝切單元和基座，所述基座的頂部設有安裝面板，所述機械傳動單元設置於所述安裝面板的一端，所述衝切單元設置於所述安裝面板的另一端；

所述機械傳動單元包括傳動螺杆、傳動直線導軌、傳動滑座和傳動電機，所述傳動直線導軌安裝於所述安裝面板，所述傳動滑座安裝於所述傳動直線導軌上並沿所述傳動直線導軌滑動，所述傳動電機安裝於所述傳動滑座上，所述傳動螺杆的一端和所述傳動電機的轉軸連接，所述傳動電機驅動所述傳動螺杆旋轉；工件卡接於所述傳動螺杆的另一端，工件隨著所述傳動螺杆同步進行旋轉的同時進行直線移動；

所述衝切單元包括用於安裝在所述工件內的模芯以及衝切頭，所述衝切頭用於向所述工件上衝切出孔。

優選地，所述機械傳動單元還包括螺母固定塊，所述傳動直線導軌安裝於所述安裝面板並且垂直於所述安裝面板的一端，所述傳動電機的轉軸朝向安裝面板的另一端；

所述傳動螺杆的另一端設有定位卡槽，所述螺母固定塊安裝於所述安裝面板並靠近所述傳動直線導軌的一端設置，所述螺母固定塊設有螺母安裝通孔，所述傳動螺母通過所述螺母安裝通孔安裝於所述螺母固定塊上，所述傳動螺杆的另一端穿過所述傳動螺母向所述安裝面板的另一端延伸；

所述衝切單元還包括衝切氣缸、氣缸安裝座和模芯固定塊，所述模芯固定塊安裝於所述安裝面板的另一端並且和所述螺母固定塊相對，所述模芯的一端固定於所述螺母固定塊，所述模芯的另一端向所述安裝面板的一端延伸，並且所述模芯的中軸線和所述傳動螺杆的中軸線重合；

所述氣缸安裝座安裝於所述安裝面板並設置於所述模芯和所述傳動螺杆之間，所述氣缸安裝座的底部為中空，所述衝切氣缸安裝於所述氣缸安裝座的頂部，所述衝切氣缸的活塞杆向所述氣缸安裝座的底部延伸，並且所述衝切氣缸的活塞杆和所述傳動螺杆的中軸線垂直，所述衝切頭安裝於所述衝切氣缸的活塞杆上。

優選地，所述衝切單元包括導引氣缸和衝切墊塊，所述導引氣缸安裝於所述安裝面板的一側並且設置於所述氣缸安裝座的底部；

所述導引氣缸的活塞杆向所述安裝面板的另一側延伸，所述衝切墊塊和所述導引氣缸的活塞杆連接。

優選地，所述氣缸安裝座包括氣缸固定板和兩根支撐柱，兩根所述支撐柱豎直設置於所述安裝面板，兩根所述支撐柱設置於所述模芯和所述傳動螺杆之間，並且兩根所述支撐柱相對所述傳動螺杆的中軸線對稱；

兩根所述支撐柱通過所述氣缸固定板連接，所述氣缸固定板的中部設有活塞杆活動通孔，所述衝切氣缸安裝於所述氣缸固定板上並且所述衝切氣缸的活塞杆穿過所述活塞杆活動通孔向所述基座延伸；

所述衝切單元還包括衝切接近開關，所述衝切接近開關安裝於所述氣缸固定板的一側。

優選地，所述衝切單元還包括刀片安裝塊、連接法蘭、兩個衝切導柱和兩個衝切導套，所述刀片安裝塊通過所述連接法蘭和所述衝切氣缸的活塞杆連接，所述衝切頭安裝於所述刀片安裝塊的底部；

所述刀片安裝塊的兩端分別設有導套安裝通孔，兩個所述衝切導套通過所述導套安裝通孔分別安裝於所述刀片安裝塊的兩端；

兩個所述衝切導柱的一端均安裝於所述安裝面板，並且兩個所述衝切導柱的另一端分別穿過對應的所述衝切導套向上延伸。

優選地，所述衝切單元還包括刀片旋轉器，所述刀片旋轉器的頂部和所述刀片安裝塊的底部連接，所述衝切頭安裝於所述刀片旋轉器的底部；

所述刀片旋轉器驅動所述衝切頭旋轉。

優選地，所述機械傳動單元還包括傳動聯軸器、傳動限位塊和多個傳動接近開關，所述傳動螺杆的一端通過所述傳動聯軸器和所述傳動電機的轉軸連接；

所述傳動限位塊安裝於所述螺母固定塊的朝向所述傳動直線導軌的一側；

多個所述傳動接近開關安裝於所述安裝面板並且靠近所述傳動直線導軌的兩端設置。

優選地，所述機械傳動單元還包括螺杆防塵套和電機防塵罩，所述電機防塵罩安裝於所述安裝面板，所述傳動螺母、螺母固定塊、傳動直線導軌、傳動滑座和傳動電機、傳動聯軸器、傳動限位塊和多個傳動接近開關均設置於所述電機防塵罩的內部；

所述電機防塵罩的朝向所述模芯固定塊的一端設置作業通孔，所述傳動螺杆的另一端穿過所述作業通孔向所述安裝面板的另一端延伸；

所述螺杆防塵套為柔性材料，所述螺杆防塵套套於所述傳動螺杆的外側，並且所述螺杆防塵套的一端和所述電機防塵罩的一端連接，所述螺杆防塵套的另一端和所述傳動螺杆的另一端連接。

優選地，還包括操控裝置、和操控安裝座，所述操控安裝座安裝於所述安裝面板上，所述操控裝置安裝於操控安裝座上。

所述螺旋衝切口機用於對中空管體自動衝切出呈螺旋上升的通孔陣列。所述傳動電機驅動所述傳動螺杆旋轉，在所述傳動螺母作用下，所述傳動螺杆邊自轉邊平移，從而帶動在傳動滑座上的所述傳動電機沿所述傳動直線導軌滑動，所述傳動滑座無需任何驅動機構，簡化結構，充分利用機械能，減少能耗。實現對中空管體衝切打孔的自動化，提高加工效率和加工質量穩定性。

附圖說明

附圖對本發明做進一步說明，但附圖中的內容不構成對本發明的任何限制。

圖1是本發明其中一個實施例的螺旋衝切口機整體結構示意圖；

圖2是本發明其中一個實施例的機械傳動單元和衝切單元結構圖；

圖3是本發明其中一個實施例的導引氣缸結構圖；

圖4是本發明其中一個實施例的氣缸安裝座結構放大圖；

圖5是本發明其中一個實施例的螺旋衝切口機剖切結構示意圖；

圖6是本發明其中一個實施例的螺杆防塵套結構示意圖。

其中：機械傳動單元1；衝切單元2；基座4；安裝面板41；傳動螺杆11；傳動螺母12；螺母固定塊13；傳動直線導軌14；傳動滑座15；傳動電機16；模芯21；衝切頭22；衝切氣缸24；氣缸安裝座25；模芯固定塊212；導引氣缸27；衝切墊塊28；氣缸固定板252；支撐柱251；衝切接近開關29；刀片安裝塊23；連接法蘭26；衝切導柱231；衝切導套232；刀片旋轉器221；傳動聯軸器17；傳動限位塊19；傳動接近開關18；螺杆防塵套112；電機防塵罩113；操控裝置31；操控安裝座32；儲物箱42；中空管體5。

具體實施方式

下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

本實施例的螺旋衝切口機，如圖1所示，包括機械傳動單元1、衝切單元2和基座4，所述基座4的頂部設有安裝面板41，所述機械傳動單元1設置於所述安裝面板41的一端，所述衝切單元2設置於所述安裝面板41的另一端；

如圖2所示，所述機械傳動單元1包括傳動螺杆11、傳動直線導軌14、傳動滑座15和傳動電機16，所述傳動直線導軌14安裝於所述安裝面板41，所述傳動滑座15安裝於所述傳動直線導軌14上並沿所述傳動直線導軌14滑動，所述傳動電機16安裝於所述傳動滑座15上，所述傳動螺杆11的一端和所述傳動電機16的轉軸連接，所述傳動電機16驅動所述傳動螺杆11旋轉；工件卡接於所述傳動螺杆11的另一端，工件隨著所述傳動螺杆11同步進行旋轉的同時進行直線移動；

所述衝切單元2包括用於安裝在所述工件內的模芯21以及衝切頭22，所述衝切頭22用於向所述工件上衝切出孔。

優選地，如圖2所示，所述機械傳動單元1還包括螺母固定塊13，所述傳動直線導軌14安裝於所述安裝面板41並且垂直於所述安裝面板41的一端，所述傳動電機16的轉軸朝向安裝面板41的另一端；

所述傳動螺杆11的另一端設有定位卡槽，所述螺母固定塊13安裝於所述安裝面板41並靠近所述傳動直線導軌14的一端設置，所述螺母固定塊13設有螺母安裝通孔，所述傳動螺母12通過所述螺母安裝通孔安裝於所述螺母固定塊13上，所述傳動螺杆11的另一端穿過所述傳動螺母12向所述安裝面板41的另一端延伸；

如圖3、圖5所示，所述衝切單元2還包括衝切氣缸24、氣缸安裝座25和模芯固定塊212，所述模芯固定塊212安裝於所述安裝面板41的另一端並且和所述螺母固定塊13相對，所述模芯21的一端固定於所述螺母固定塊13，所述模芯21的另一端向所述安裝面板41的一端延伸，並且所述模芯21的中軸線和所述傳動螺杆11的中軸線重合；

所述氣缸安裝座25安裝於所述安裝面板41並設置於所述模芯21和所述傳動螺杆11之間，所述氣缸安裝座25的底部為中空，所述衝切氣缸24安裝於所述氣缸安裝座25的頂部，所述衝切氣缸24的活塞杆向所述氣缸安裝座25的底部延伸，並且所述衝切氣缸24的活塞杆和所述傳動螺杆11的中軸線垂直，所述衝切頭22安裝於所述衝切氣缸24的活塞杆上。

所述螺旋衝切口機用於對中空管體5自動衝切出呈螺旋上升的通孔陣列。所述傳動電機16驅動所述傳動螺杆11旋轉，在所述傳動螺母12作用下，所述傳動螺杆11邊自轉邊平移，從而帶動在傳動滑座15上的所述傳動電機16沿所述傳動直線導軌14滑動，所述傳動滑座15無需任何驅動機構，簡化結構，充分利用機械能，減少能耗。

衝切前，所述傳動螺杆11在所述傳動電機16驅動下邊自轉邊向所述模芯固定塊212移動，帶動所述傳動滑座15滑動至所述傳動直線導軌14的一端；然後，所述中空管體5的一端活動套接在所述模芯21，所述中空管體5的另一端固定卡接於所述傳動螺杆11的定位卡槽。衝切時，所述衝切氣缸24向下伸出活塞杆，從而帶動所述衝切頭22對所述中空管體5進行打孔；然後，所述衝切氣缸24帶動所述衝切頭22向上移動，所述傳動螺杆11在所述傳動電機16驅動下邊自轉邊向傳動直線導軌14的另一端移動，從而帶動所述中空管體5也邊自轉邊向傳動直線導軌14的另一端移動直至下一個打孔位置，完成一個打孔周期。如此重複所述打孔周期直至打完所有孔，完成中空管體5的衝切打孔。

根據生產要求，預先設定好每個所述打孔周期中，所述傳動電機16的轉軸的旋轉方向和旋轉角度，以及所述衝切氣缸24的升降行程和衝切力大小，即可實現對中空管體5衝切打孔的自動化，提高加工效率和加工質量穩定性。所述衝切氣缸24驅動衝切頭22，與電機驅動相比，升降行程調節更為直觀準確，而且調節缸體內的氣壓即可調節衝切力大小，易於操控，節省能耗。所述模芯21的中軸線和所述傳動螺杆11的中軸線重合，從而確保衝切時所述中空管體5與所述傳動螺杆11始終在同一水平面上，防止因所述中空管體5傾斜而使衝切頭22與所述中空管體5的各個打孔位置的接觸面積不一致，從而導致所述中空管體5的各個孔的孔徑大小不一致。所述定位卡槽對所述中空管體5進行固定，防止所述中空管體5和所述傳動螺杆11發生相對旋轉而導致打孔位置發生偏差，提高打孔準確度。

優選地，如圖3所示，所述衝切單元2包括導引氣缸27和衝切墊塊28，所述導引氣缸27安裝於所述安裝面板41的一側並且設置於所述氣缸安裝座25的底部；所述導引氣缸27的活塞杆向所述安裝面板41的另一側延伸，所述衝切墊塊28和所述導引氣缸27的活塞杆連接。

所述衝切墊塊28對所述中空管體5起到支撐作用，防止在衝切後期所述中空管體5脫離所述模芯21時所述中空管體5因失去支撐而發生傾斜，確保在衝切期間所述中空管體5和傳動螺杆11始終保持在同一水平面上；而且，可在衝切時提供支撐，防止所述中空管體5受到衝切頭22的衝切壓力時發生折彎。所述導引氣缸27用於驅動所述衝切墊塊28前後移動，以適應不同口徑大小的所述中空管體5，通過調節所述衝切墊塊28的位置以使所述中空管體5的中軸線和所述衝切墊塊28的中軸線重合，確保所述衝切墊塊28和所述中空管體5充分接觸，提高支撐可靠性。所述衝切墊塊28可拆卸地安裝於所述導引氣缸27的活塞杆上，可根據不同形狀大小的中空管體5，更換不同結構的所述衝切墊塊28，提高使用靈活性。

優選地，如圖3所示，所述氣缸安裝座25包括氣缸固定板252和兩根支撐柱251，兩根所述支撐柱251豎直設置於所述安裝面板41，兩根所述支撐柱251設置於所述模芯21和所述傳動螺杆11之間，並且兩根所述支撐柱251相對所述傳動螺杆11的中軸線對稱；

兩根所述支撐柱251通過所述氣缸固定板252連接，所述氣缸固定板252的中部設有活塞杆活動通孔，所述衝切氣缸24安裝於所述氣缸固定板252上並且所述衝切氣缸24的活塞杆穿過所述活塞杆活動通孔向所述基座4延伸；

所述衝切單元2還包括衝切接近開關29，所述衝切接近開關29安裝於所述氣缸固定板252的一側。

所述氣缸安裝座25通過兩根支撐柱251將所述衝切氣缸24架起，衝切時所述中空管體5在所述衝切氣缸24下方，即所述衝切頭22向下對所述中空管體5進行衝切打孔，打孔產生的碎片自由下落在基座4上，若所述衝切頭22向上對所述中空管體5進行衝切打孔，則打孔產生的碎片會向上飛出，容易損壞設備和刮傷操作人員。所述衝切接近開關29用於檢測所述刀片安裝塊23是否已復位，當檢測到所述刀片安裝塊23上升至原始位置時即已復位時，所述傳動電機16驅動所述傳動螺杆11邊自轉邊向傳動直線導軌14的另一端移動，從而帶動所述中空管體5也邊自轉邊向傳動直線導軌14的另一端移動直至下一個打孔位置，防止所述刀片安裝塊23未復位，所述中空管體5就開始移動去下一個打孔位置而導致所述衝切頭22刮花所述中空管體5。

優選地，如圖4所示，所述衝切單元2還包括刀片安裝塊23、連接法蘭26、兩個衝切導柱231和兩個衝切導套232，所述刀片安裝塊23通過所述連接法蘭26和所述衝切氣缸24的活塞杆連接，所述衝切頭22安裝於所述刀片安裝塊23的底部；

所述刀片安裝塊23的兩端分別設有導套安裝通孔，兩個所述衝切導套232通過所述導套安裝通孔分別安裝於所述刀片安裝塊23的兩端；

兩個所述衝切導柱231的一端均安裝於所述安裝面板41，並且兩個所述衝切導柱231的另一端分別穿過對應的所述衝切導套232向上延伸。

所述刀片安裝塊23通過所述連接法蘭26和所述衝切氣缸24的活塞杆連接，從而衝切時所述衝切氣缸24驅動所述刀片安裝塊23上下移動，繼而帶動安裝於所述刀片安裝塊23底部的衝切頭22上下移動。所述刀片安裝塊23通過衝切導套232活動套接於兩個所述衝切導柱231之間，所述衝切導柱231起到導向作用，限制所述刀片安裝塊23僅可上下移動而不可水平轉動，從而防止衝切時所述衝切頭22水平轉動而導致實際打孔位置偏移，提高打孔準確度。

優選地，如圖4所示，所述衝切單元2還包括刀片旋轉器221，所述刀片旋轉器221的頂部和所述刀片安裝塊23的底部連接，所述衝切頭22安裝於所述刀片旋轉器221的底部；所述刀片旋轉器221驅動所述衝切頭22旋轉。可根據不同的生產要求，所述刀片旋轉器221驅動所述衝切頭22旋轉不同角度，以改變通孔的布置方向。優選地，所述衝切頭22通過螺栓鑲接於所述刀片旋轉器221的底部。由於所述衝切頭22長期使用後容易發生損壞或變鈍，而且根據不同生產要求常常需使用不同刃口形狀的衝切頭22，採用螺栓鑲接方式，便於衝切頭22的快速更換，提高使用靈活性。

優選地，如圖5所示，所述機械傳動單元1還包括傳動聯軸器17、傳動限位塊19和多個傳動接近開關18，所述傳動螺杆11的一端通過所述傳動聯軸器17和所述傳動電機16的轉軸連接；所述傳動限位塊19安裝於所述螺母固定塊13的朝向所述傳動直線導軌14的一側；多個所述傳動接近開關18安裝於所述安裝面板41並且靠近所述傳動直線導軌14的兩端設置。

所述傳動螺杆11的一端通過所述傳動聯軸器17和所述傳動電機16的轉軸連接,實現所述傳動螺杆11和所述傳動電機16的轉軸的共同旋轉。所述傳動接近開關18用於檢測所述傳動滑座15的位置，當檢測到所述傳動滑座15靠近所述傳動直線導軌14的兩端時，所述傳動電機16停止轉動，從而所述傳動滑座15停止繼續滑動，防止所述傳動滑座15脫離所述傳動直線導軌14。所述傳動限位塊19起到防撞保護，防止所述螺母固定塊13和所述傳動電機16發生碰撞。

優選地，如圖6所示，所述機械傳動單元1還包括螺杆防塵套112和電機防塵罩113，所述電機防塵罩113安裝於所述安裝面板41，所述傳動螺母12、螺母固定塊13、傳動直線導軌14、傳動滑座15和傳動電機16、傳動聯軸器17、傳動限位塊19和多個傳動接近開關18均設置於所述電機防塵罩113的內部；

所述電機防塵罩113的朝向所述模芯固定塊212的一端設置作業通孔，所述傳動螺杆11的另一端穿過所述作業通孔向所述安裝面板41的另一端延伸；

所述螺杆防塵套112為柔性材料，所述螺杆防塵套112套於所述傳動螺杆11的外側，並且所述螺杆防塵套112的一端和所述電機防塵罩113的一端連接，所述螺杆防塵套112的另一端和所述傳動螺杆11的另一端連接。

所述螺杆防塵套112和電機防塵罩113起到防塵保護作用，防止衝切時產生的碎屑對設備造成損壞，影響設備的運行精度和使用壽命，尤其是防止碎屑掉進所述傳動螺杆11的螺紋裡而導致所述傳動螺杆11發生卡死或打滑。所述螺杆防塵套112為柔性材料，從而可隨著所述傳動螺杆11的水平移動而伸縮。

優選地，如圖5所示，還包括操控裝置31和操控安裝座32，所述操控安裝座32安裝於所述安裝面板41上，所述操控裝置31安裝於操控安裝座32上。所述操控裝置31用於控制所述機械傳動單元1和衝切單元2，所述傳動電機16、衝切氣缸24、導引氣缸27、刀片旋轉器221、衝切接近開關29和傳動接近開關18均與所述操控裝置31電連接，操作人員通過所述操控裝置31設置所述傳動電機16的轉速和旋轉角度、所述衝切氣缸24的升降行程和輸出壓力大小、所述刀片旋轉器221的旋轉角度、衝孔個數等。所述操控裝置31根據衝切接近開關29和傳動接近開關18檢測到的位置信號，分別制停所述衝切氣缸24和傳動電機16。所述操控裝置31易於操作，便於操作人員控制所述螺旋衝切口機。所述操控裝置31安裝於操控安裝座32上，高於所述傳動螺杆11，衝切產生的碎屑不易飛濺到所述操控裝置31上。

優選地，如圖6所示，所述基座4的底部設有儲物箱42，用於放置與控制所述機械傳動單元1和衝切單元2的繼電器和伺服器等電氣控制元件。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護範圍之內。