高強度高速斜切式銑頭裝置的製作方法

2023-05-29 22:02:31 1

專利名稱：高強度高速斜切式銑頭裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於冶金行業鋼或其它材料管生產線的在線定尺切斷設備，具體涉及一種高強度高速斜切式銑頭裝置。
背景技術：
目前，傳統的在線定尺切斷設備屬於摩擦鋸切，依靠摩擦鋸切，屬於熱切削，切削過程中會產生很大的熱量，鋸片對鋼管產生很大的壓力，造成管壁管口變形等質量缺陷，內外毛刺很大，需要進行平頭倒角等後續處理，增加了人力能源和原材料消耗成本，鋸片依靠摩擦來切斷，能耗高、噪音大，切削速度不高，只能滿足30m/min生產線速度的要求，生產線速度提不上來的原因是切斷設備的切削速度跟不上，運動方式是由普通電機作動力，採用的是搖臂式，重量體積也笨重，不利於快速切削。

實用新型內容本實用新型提供一種高強度高速斜切式銑頭裝置，解決摩擦鋸阻力大，功率消耗大，運動速度慢的問題，採用銑削切斷和高性能鋸片，鋸片轉速快，切削力很小，切削速度很快。為實現上述目的，本實用新型提供一種高強度高速斜切式銑頭裝置，該銑頭裝置設置在工具機上，用於切割管材，其特點是，該銑頭裝置包含小車底板，該小車底板在該銑頭裝置所切割管材的軸向方向的兩端上設有託輥裝置；以及分別設置在上述的小車底板上的夾緊組件、四輥導向裝置、伺服電機、進給斜機座和銑刀組件；上述的伺服電機與銑刀組件沿管材軸向通過轉軸連接；上述的夾緊組件與四輥導向裝置沿管材軸向間隔設置；上述的進給斜機座上還設有進給導軌座，該進給導軌座上架設有進給裝置；上述的進給裝置與銑刀組件機械連接。上述的夾緊組件包含夾緊機座和若干個設置在所述的夾緊機座上的夾緊裝置；上述的夾緊裝置包含豎直設置在夾緊機座內側的導杆、設置在該夾緊機座側邊上部的伺服夾緊油缸、固定在該伺服夾緊油缸下部的上夾緊塊座、固定在上夾緊塊座下部的上夾緊塊、固定在該夾緊機座側邊下部的下夾緊塊座，以及固定在該下夾緊塊座上的下夾緊塊；上述的上夾緊塊座與下夾緊塊座套設在所述的導杆上；上述的上夾緊塊與下夾緊塊對應設置，並分別設有對應設置的槽口。各個上述的夾緊裝置的槽口的軸向的中軸線都與管材的軸向的中軸線重合。上述的四輥導向裝置包含導向機架，水平設置在該導向機架上的若干個平導向輥，以及設置在該導向機架上的若干個立導向輥；[0017]若干個上述的平導向輥與立導向輥之間串設管材；若干個上述的平導向輥與立導向輥相互之間的距離可調。上述的進給斜機座的頂面設為斜面，其傾斜方向與管材的軸向垂直。上述的進給導軌座的軸向與管材的軸向垂直設置；該進給導軌座的軸向沿該進給斜機座頂面傾斜設置。上述的進給裝置包含進給伺服電機，與該進給伺服電機機械連接的聯軸器，與該聯軸器機械連接的支持塊，與該支持塊機械連接的精密絲杆，與該精密絲杆機械連接的絲杆固定座，與該絲杆固定座機械連接的絲杆支持端，以及設置在該絲杆固定座上的定位塊；該定位塊上固定上述的銑刀組件；上述的銑刀組件隨著該進給裝置沿上述的進給導軌座的軸向傾斜運動。本銑頭裝置內還設有NC控制模塊，該NC控制模塊分別與上述的伺服夾緊油缸、進給伺服電機和伺服電機電路連接。上述的託輥裝置、夾緊組件、四輥導向裝置、進給裝置、進給導軌座、進給斜機座、 小車底板和銑刀組件採用鋁合金材料。根據管材的直徑調整四輥導向裝置，使其與管材的直徑相適配，將管材串設在夾緊組件的夾緊孔中，另將管材串設入四輥導向裝置中。啟動本銑頭裝置，進給裝置帶動銑刀組件轉動，銑頭裝置作往回運動，根據設定管材切割的長度，當到達預設的回覆點時夾緊組件夾緊管材，進給裝置帶動銑刀組件作進給式運動，銑刀組件對管材進行銑切，同時，銑頭裝置往前運動，也帶動管材往前運動，到達設定回復點時夾緊組件放開管材，作往回運動並進行下一次銑切。本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置和現有技術相比，其優點在於，本實用新型採用銑刀組件，該銑刀組件由伺服電機驅動，把現有技術的摩擦熱切斷方式，改變為冷銑切，利用圓銑刀來切削，切削力很小，對材料的壓力很小，不會造成變形等損傷，斷面質量好，切斷後無需再做處理，節省人力，鋸片厚度薄，鋸片轉速提高；本實用新型所有機座的結構材料都採用高強度的鋁合金材料，重量只是原來設備的1/3，慣性很小，利於快速往復運動；本實用新型的進給裝置由NC控制模塊控制，其控制銑刀組件的運動方式採用進給式，由進給伺服電機和精密絲槓傳動進給，移動距離精確，由進給伺服電機控制可以實現以最短的行程切斷材料，通過以上措施來提高切削速度；本實用新型利用進給導軌座的傾斜設置，實現銑刀組件斜切管材，對於方管是最佳的切入方向，使切削麵積均勻，切削速度穩定，利於快速切削，同時切屑不至於落到機體內，不用常清掃工具機，利於生產。

圖1為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的主視圖；圖2為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的側視圖；圖3為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的夾緊組件的主視圖；圖4為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的進給裝置的結構示意圖；[0036]圖5為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的夾緊組件的側視圖；圖6為本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的四輥導向裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1和圖2所示，本實用新型公開了一種高強度高速斜切式銑頭裝置，該銑頭裝置包含小車底板8，以及分別設置在該小車底板8上的託輥裝置1、夾緊組件2、四輥導向裝置3、伺服電機4、進給斜機座7和銑刀組件9。小車底板8採用高強度的鋁合金材料製成，其中部水平設置為平臺，上述的夾緊組件2、四輥導向裝置3、伺服電機4、進給斜機座7和銑刀組件9分別設置在該平臺上。小車底板8的兩端以一定角度向上傾斜設置，在該小車底板8的兩端上分別各設有一個高強度的鋁合金材料製成的託輥裝置1，該兩個託輥裝置1設置在同一水平上，通過該兩個託輥裝置1本銑頭裝置架設在外部的工具機上，實現本銑頭裝置沿上述兩個託輥裝置1所連成的軸線作前後往復運動。同時，在本銑頭裝置對管材進行銑切的過程中，管材的軸向與本實用新型銑頭裝置的往復運動方向一致。伺服電機4固定在小車底板8中部水平平臺上的一側，為減輕整機重量，該伺服電機4的外殼採用高強度的鋁合金材料製成。伺服電機4通過轉軸與銑刀組件9連接，該伺服電機4與銑刀組件9的連接方向與管材的軸向方向一致，實現銑刀組件9的切割邊與管材的軸線方向垂直，在銑切工藝中銑刀組件9的切割邊垂直於管材的軸向對管材進行銑切。伺服電機4帶動銑刀組件9旋轉，轉速為2000r/min，銑切工藝中銑刀組件9鋸片線速度達100m/S，可以在最短距離切割完成，例如在0. 5秒內完成對直徑76mm的鋼管材切割。本實用新型的高強度高速斜切式銑頭裝置採用銑刀組件9，切斷是通過銑切，而不是靠摩擦來切斷，銑削每齒的切削量為0. 08mm左右，所以銑削力很小，利於快速切削，銑削很精細，微小的毛刺都銑削乾淨，銑削的線速度達到100米/秒以上，銑削斷面光滑，切削速度很快，以76鋼管(壁厚為3)為例，鋸片直徑為500mm，(轉速為63. 7r/S)，齒數為340齒， 切削時間只有0. 58秒，特點速度快，適用高速生產的軋鋼生產線，生產線速度可達120m/ min,斷面光滑，無需再處理，節省人力物力，鋸片厚度薄，可以節省很多材料。夾緊組件2採用高強度的鋁合金材料製成，其固定在小車底板8中部水平平臺上的另一側。如圖3和圖1所示，夾緊組件2包含有夾緊機座22和兩個並排設置在該夾緊機座22上的夾緊裝置21。該兩個夾緊裝置21之間以一定距離間隔設置，兩個夾緊裝置21的設置方向與管材的軸向平行。上述銑刀組件9與該兩個夾緊裝置21之間間隔的間隙對應設置，實現銑刀組件9能自由順暢地在上述的兩個夾緊裝置21之間的間隙中作進給式運動。進給斜機座7採用高強度的鋁合金材料製成，固定在小車底板8中部水平平臺上， 對應設置在銑刀組件9的下方。進給斜機座7的頂面設為傾斜面，該傾斜面的傾斜方向與管材的軸線方向垂直，如圖2所示，靠近夾緊組件2的一端為低的一端，外端為高的一端。進給斜機座7的頂面上固定有進給導軌座6，該進給導軌座6採用高強度的鋁合金材料製成，其軌道的軸向與管材的軸向方向垂直，並與進給斜機座7頂面的傾斜方向一致。在進給導軌座6上架設有進給裝置5，該進給裝置5採用進給裝置5，其與銑刀組件9機械連接，銑刀組件9隨著該進給裝置5在上述的進給導軌座6上沿進給導軌座6的軸向傾斜地往復運動。如圖4所示，進給裝置5包含進給伺服電機51，與該進給伺服電機51機械連接的聯軸器52，與該聯軸器52機械連接的支持塊53，與該支持塊53機械連接的精密絲杆54，與該精密絲杆M機械連接的絲杆固定座55，與該絲杆固定座55機械連接的絲杆支持端56， 以及設置在絲杆固定座陽上的定位塊57，該定位塊57上固定上述的銑刀組件9。進給伺服電機51帶動精密絲杆M在進給導軌座6上作往復運動，精密絲杆M通過定位塊57帶動銑刀組件9，實現進給伺服電機51精密帶動銑刀組件9沿進給導軌座6的軌道軸向作往復運動，由於銑刀組件9與進給導軌座6設置的位置與夾緊組件2相對應，實現銑刀組件9 由夾緊組件2帶動自由順暢地在夾緊組件2的兩個夾緊裝置21之間的間隙中作進給式運動。進給伺服電機51轉數為3000r/min，配合精密絲杆M傳動精確。進給導軌座6固定在進給斜機座7上使銑刀組件9在進給導軌座6上沿斜面往復運動，實現銑刀組件9從傾斜角度向管材進行斜切割，該斜切割對於方管是最佳的切入方向，使切削麵積均勻，切削速度穩定，利於快速切削，同時切屑不至於落到機體內，不用常清掃工具機，利於生產。如圖5所示，夾緊裝置21包含豎直固定在夾緊機座22內側中的導杆沈、設置在該夾緊機座22側邊上部的伺服夾緊油缸211、固定在該伺服夾緊油缸211下部的上夾緊塊座212、固定在上夾緊塊座212下部的上夾緊塊213、固定在夾緊機座22側邊下部的下夾緊塊座214，以及固定在該下夾緊塊座214上的下夾緊塊215。上夾緊塊座212與下夾緊塊座 214套設在導杆沈上，上夾緊塊座212沿導杆沈上下運動，使上夾緊塊座212與下夾緊塊座214對應設置，以及上夾緊塊213與下夾緊塊215對應設置。在上夾緊塊213與下夾緊塊215相對的一端上分別設有對應的半圓形槽口，當上夾緊塊213與下夾緊塊215閉合時， 上述的兩個半圓形槽口組合成圓形的夾緊孔，該夾緊孔的內徑與所加工的管材的外徑相適配，同時其軸向的中軸線與需加工的管材軸向的中軸線重合，使夾緊裝置21可穩定固定管材。在銑切工藝中，兩個夾緊裝置21同時在管材上切割點的兩端夾緊，伺服夾緊油缸 211採用伺服油缸，夾緊時間為0. 1秒，使管材在銑切工藝中保持穩定，然後銑刀組件9在兩個夾緊裝置21之間作進給式運動，對管材進行銑切。如圖6所示，四輥導向裝置3包含導向機架31，水平設置在該導向機架31上的兩個平導向輥32，以及設置在該導向機架31上的兩個立導向輥33。導向機架31上部設為L型的支架，兩個平導向輥32水平設置在L型支架的豎直部分上，該兩個平導向輥32與L型支架的水平部分平行，該兩個相互平行的平導向輥32之間的距離可根據與管材的直徑調整，使其與管材的直徑相適配。兩個立導向輥33豎直設置在L型支架的水平部分上，該兩個立導向輥33與L型支架的豎直部分平行，該兩個相互平行的立導向輥33之間的距離可根據與管材的直徑調整，使其與管材的直徑相適配。上述的平導向輥32與立導向輥33圍成方形，該方形的中心點與管材的軸線重合， 同時也與上述的夾緊組件2的夾緊孔的中軸線重合。管材套設在四輥導向裝置3的平導向輥32與立導向輥33圍成的方形中，其與夾緊組件2配合控制管材的運動方向和運動姿態。本實用新型公開的銑頭裝置內還設有NC控制模塊，該NC控制模塊分別與上述的伺服夾緊油缸211、進給伺服電機51和伺服電機4電路連接。[0055]NC控制模塊控制伺服夾緊油缸211進行夾緊，實現夾緊時間為0. 1秒，使管材在銑切工藝中保持穩定。NC控制模塊控制進給伺服電機51，實現進給裝置5快速進給和返回時間0. 08秒， 快速退回時間1秒，加速同步時間0. 2秒，一個切斷過程需要1. 78秒的時間，120m/min(2m/ s)生產線速度，在6m軌道上，運行時間為3秒，在這個時間內，完全可以完成切削，因此可以滿足120m/min鋼管(圓管，方管)生產線速度的要求。NC控制模塊控制伺服電機4，控制伺服電機4帶動銑刀組件9旋轉，轉速為2000r/ min,銑切工藝中銑刀組件9鋸片線速度達100m/S，可以在最短距離切割完成，例如在0. 5秒內完成對直徑76mm的鋼管材切割。本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置中，託輥裝置1、夾緊組件2、四輥導向裝置3、伺服電機4、進給裝置5、進給導軌座6、進給斜機座7、小車底板8和銑刀組件9採用鋁合金材料。銑頭裝置重量只是傳統設備的1/3，慣量很小，僅需要制動力很小就可以制動，利於快速往復運動，比原來的時間縮短1/3。本實用新型高強度高速斜切式銑頭裝置的運作流程如下。根據管材的直徑調整四輥導向裝置3的平導向輥32與立導向輥33，使其與管材的直徑相適配。使管材中軸線與夾緊組件2的中心一致，確保鋼管能順利進入夾緊塊而不會撞到夾緊塊的端面，將管材串設在夾緊組件2的夾緊孔中。另調整管材的入口和四輥導向裝置3的導向輥中心對準，將管材串設入四輥導向裝置3中，實現管材穩定的設置在銑頭裝置中。啟動本實用新型的高強度高速斜切式銑頭裝置，進給裝置5帶動銑刀組件9轉動。 銑頭裝置作往回運動，根據設定管材切割的長度，當到達預設的回覆點時夾緊組件2夾緊管材，進給裝置5帶動銑刀組件9作進給式運動，銑刀組件9從斜向對管材進行銑切。同時， 銑頭裝置往前運動，也帶動管材往前運動，到達設定回復點時夾緊組件2放開管材，作往回運動並進行下一次銑切。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種高強度高速斜切式銑頭裝置，該銑頭裝置設置在工具機上，用於切割管材，其特徵在於，該銑頭裝置包含小車底板(8)，該小車底板(8)在所述的銑頭裝置所切割管材的軸向方向的兩端上設有託輥裝置(1);以及分別設置在所述的小車底板(8)上的夾緊組件(2)、四輥導向裝置(3)、伺服電機 (4 )、進給斜機座(7 )和銑刀組件(9 )；所述的伺服電機(4)與銑刀組件(9)沿管材軸向通過轉軸連接；所述的夾緊組件(2)與四輥導向裝置(3)沿管材軸向間隔設置；所述的進給斜機座(7 )上還設有進給導軌座(6 )，所述的進給導軌座(6 )上架設有進給裝置(5)；所述的進給裝置(5)與銑刀組件(9)機械連接。
2.如權利要求1所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的夾緊組件(2) 包含夾緊機座(22 )和若干個設置在所述的夾緊機座(22 )上的夾緊裝置(21);所述的夾緊裝置(21)包含豎直設置在夾緊機座(22)內側的導杆(216)、設置在所述的夾緊機座(22)側邊上部的伺服夾緊油缸(211)、固定在所述的伺服夾緊油缸(211)下部的上夾緊塊座(212)、固定在上夾緊塊座(212)下部的上夾緊塊(213)、固定在所述的夾緊機座(22)側邊下部的下夾緊塊座(214)，以及固定在所述的下夾緊塊座(214)上的下夾緊塊 (215)；所述的上夾緊塊座(212)與下夾緊塊座(214)套設在所述的導杆(216)上；所述的上夾緊塊(213)與下夾緊塊(215)對應設置，並分別設有對應設置的槽口。
3.如權利要求2所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，各個所述的夾緊裝置(21)的槽口的軸向的中軸線都與管材的軸向的中軸線重合。
4.如權利要求1所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的四輥導向裝置(3 )包含導向機架(31)，水平設置在所述的導向機架(31)上的若干個平導向輥(32 )，以及設置在所述的導向機架(31)上的若干個立導向輥(33)；若干個所述的平導向輥(32)與立導向輥(33)之間串設管材；若干個所述的平導向輥(32)與立導向輥(33)相互之間的距離可調。
5.如權利要求2所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的進給斜機座 (7)的頂面設為斜面，其傾斜方向與管材的軸向垂直。
6.如權利要求5所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的進給導軌座 (6)的軸向與所述的管材的軸向垂直設置；所述的進給導軌座(6)的軸向沿所述的進給斜機座(7)頂面傾斜設置。
7.如權利要求6所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的進給裝置(5) 包含進給伺服電機(51)，與所述的進給伺服電機(51)機械連接的聯軸器(52)，與所述的聯軸器(52)機械連接的支持塊(53)，與所述的支持塊(53)機械連接的精密絲杆(54)，與所述的精密絲杆(54)機械連接的絲杆固定座(55)，與所述的絲杆固定座(55)機械連接的絲杆支持端(56)，以及設置在所述的絲杆固定座(55)上的定位塊(57)；所述的定位塊(57)上固定所述的銑刀組件(9)；所述的銑刀組件(9)隨著該進給裝置(5)沿所述的進給導軌座(6)的軸向傾斜運動。
8.如權利要求7所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，本銑頭裝置內還設有NC控制模塊，所述的NC控制模塊分別與所述的伺服夾緊油缸(211)、進給伺服電機(51) 和伺服電機(4)電路連接。
9.如權利要求1所述的高強度高速斜切式銑頭裝置，其特徵在於，所述的託輥裝置 (1)、夾緊組件(2)、四輥導向裝置(3)、進給裝置(5)、進給導軌座(6)、進給斜機座(7)、小車底板(8 )和銑刀組件(9 )採用鋁合金材料。
專利摘要本實用新型公開一種高強度高速斜切式銑頭裝置，該銑頭裝置設置在工具機上，用於切割管材，該銑頭裝置包含小車底板，以及分別設置在小車底板上的託輥裝置、夾緊組件、四輥導向裝置、伺服電機、進給斜機座和銑刀組件；伺服電機與銑刀組件沿管材軸向連接；夾緊組件與四輥導向裝置沿管材軸向間隔設置；進給斜機座上設有進給導軌座，進給導軌座上架設有進給裝置；進給裝置與銑刀組件機械連接。本實用新型採用銑刀組件，削力小，不造成變形，斷面質量好，節省人力，鋸片厚度薄；結構材料都採用高強度的鋁合金材料，重量小，慣性很小，利於快速往復運動；NC控制模塊控制進給裝置進給式的運動，實現以最短的行程切斷材料；採用斜切式，利於切割。
文檔編號B23D47/00GK202174286SQ20112027171
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者周燕強 申請人:上海先德機械工程有限公司