CN100467177C - 用于高速横切的横切工具和用于高速横切的横切颚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高速横切的横切工具，所述横切工具(40；50)包括本体(43，420；52，520)和切削刃(46)，所述本体具有用于待切割棒材(W)的通孔(41，51)，所述切削刃限定了所述通孔(41，51)的至少一部分，其中，所述切削刃(46)由至少两个定位于所述本体(43，420；52，520)内部并支撑于所述本体内部的切割颚(401，402；403，404)所形成。

Description

用于高速横切的横切工具和用于高速横切的横切颚

技术领域

本发明涉及一种用于高速横切(crosscutting)的横切工具，所述横切工具包括本体和切削刃，所述本体具有用于待切割的棒材的通孔，所述切削刃限制了所述通孔的至少一部分。

背景技术

例如，依据US3,735,656，已知了一种用于高速横切的工具装置。因此，依靠高能量供给速度使用上述工具装置来切割棒状材料也属于已知。尽管使用该方法具有许多潜在的优点，但是这种方法还是没有在制造工业领域普遍地使用和确立。这项技术不能够更大规模地确立的原因是由于所述工具的结构有所欠缺以及因而所造成的不期望的生产中断。这种欠缺体现在:在固定工具以及可移动工具对齐时，经常不能够获得足够高的精确度。传统工具结构的共同之处在于，横切工具，至少可移动横切工具是矩形的。出于生产工程方面的原因，无论是在横向还是垂直方向上，工具和工具外壳之间必须具有一定程度的公差。用于相对于工具一边的材料的中央孔的测量精度也需要一定程度的公差。总而言之，这意味着，用于两工具的中央孔的位置不是确定的准确的相互对齐，这样在每次切割之间将材料穿过工具供给时将会引起问题。另外的缺点是，已知结构采用一种罩(helmet)，将冲击能量从冲击活塞转移到可移动横切工具，从许多方面来讲，这都是不期望的结构。已知结构另外的缺点是，在更换工具时，需要拆卸工具外壳，因而造成机器具有不期望的很长的装配时间。

WO03086690公开了一种用于高速横切的工具装置，该装置消除了上述的各种缺点。上述结果通过一种用于高速横切的工具装置来实现，所述工具装置包括冲击单元、工具外壳、阻尼(damper)单元、可移动横切工具和固定横切工具，其中，工具外壳具有用于可移动横切工具的至少两个弯曲的支撑表面，所述支撑表面具有相同的半径，并且在所述支撑表面之间具有凹部，所述凹部用于隶属于冲击单元的冲击活塞。

然而，在对具有超大强度的材料进行横切时，例如用于奥图(Otto)引擎的排气阀的棒材，就难于获得期望的可操作性。往往，材料中就会发生不期望的裂纹问题。因此，在大直径原料时(>12mm)经常出现大尺寸偏差，所述原料是通过滚压(rolling)制造的(被对置地拉伸并进行表面研磨的棒材和丝材，这些杆材和丝材体现了更好的尺寸精确度)，上述大尺寸偏差被证明降低了操作的效率，导致在使用特大机械时，由于使用了更大的力量和冲击，所以具有更大的能源消耗、噪音水平和总应变。

发明内容

本发明的一个目的是将用于高速横切的横切工具中出现的上述问题消除或者至少最小化，上述横切工具包括本体和切削刃，所述本体具有用于待切割棒材(W)的通孔，所述切削刃定义了所述通孔的至少一部分，其中，所述切削刃由至少两个切割颚所形成，所述颚定位在所述本体内部，并被所述本体支撑。

得益于本发明，提供了一种具有改进性能的横切工具。通过使用两个切割颚，在至少一个反作用(counteracting)的横切工具中，在切割动作中(在分离面内)所产生的反作用力将通过棒材被分离到几个方向上。因此，在棒材分离面上作用的力将被更加均匀地分配，从而将会降低裂纹形成的风险并减少棒材的变形。所以，本发明提供了实质的优点，特别是针对具有超高强度和/或厚度和/或尺寸偏差的切割操作时。

按照本发明的其它方面:

-每个所述切割颚具有切削刃，所述切削刃具有扩展部分(1)，所述扩展部分相当于待切割棒材W周长的5-45％，优选为10-24％，其为每个颚的边缘部分提供了最优的分配。

-所述切削刃是弯曲的，其曲率半径(r_j)等于或大于，优选为略大于棒材(W)的曲率半径(r_w)，在棒材具有圆形的外部结构时，就提供了切削刃与棒材之间有利的接触。

-每个所述的切割颚被可更换地设置在所述本体内，这样做具有非常重要的成本优势，因为其使得只对一个或几个颚进行更换更为便利，而不需要对横切工具的本体进行更换。

-所述本体被设置为具有与每个切割颚的外部构造的一部分相适应的凹部，所述的部分优选地为定位在与所述切削刃相对应位置的部分，这样就提供了本体和切割颚之间的优良的接触，例如，因为平衡力可以转移到本体和切割颚之间而不经过任何的尖锐边缘。

-所述构造包括弯曲的部分，该部分是外部构造为了获得高强度/耐久性的特别有利的设计，例如，因为平衡力可以被转移到本体和切割颚之间，不需要经过任何尖锐的边缘。

-调节手段被设置为为了每个切割颚提供位置的轴向调节能力，以相对于本体对切削刃的定位(positioning)进行轴向调节，这样具有如下优点，即，仅仅通过颚的调节就完全可以使磨损后的横切工具重新使用，与之相比，在传统工具中则需要对工具的整个本体进行调节。同样，即使是在针对磨损的调节之后，切断面也可以被保持在相同的位置，而在磨损后的传统工具被压迫(ground down)时，(切断面被保持在相同的位置)更难于实现。

-每个切割颚枢转地设置在所述凹部之内，这样具有如下优点，即，各颚能够“自动地”通过反作用力自定位，从而在对棒材进行切割操作时处于最优位置。

-支撑手段被设置在所述本体内，也限定了所述通孔的一部分，这样具有如下优点，即，降低了棒材“甩鞭(whip lashing)”的风险，也可以在工具插入时协助棒材的导向。

-所述支撑装置相对于所述切割颚对称地定位，这样具有如下优点，即，有利于支撑装置相对于切割颚的定位。

-至少两个所述切割颚，优选为每一个，具有相同的构造，将横切工具以及甚至同时在两种反作用的横切工具之中所需的所有的颚都采用相同的一种颚，这样就提供了节约成本的优点。

-所述本体包括两种不同的材料，所述两种不同的材料优选地由内部和外部同心的基本圆环状单元所构成，这样提供了弹性。

-此种可移动横切工具以及固定横切工具具有弯曲的表面，所述弯曲的表面具有相同的半径(R)，这样方便了横切工具的中心对准。

附图说明

下面将参照WO03086690所公开的现有技术中的模块单元的附图以及按照本发明的横切工具的优选的示意性实施例的附图对本发明进行详细的描述，其中:

图1图示了现有技术中的模块单元的斜上方方向的透视图；

图2图示了从另一个方向的相同装置的透视图；

图3图示了隶属于模块单元的工具外壳的斜上方方向的透视图；

图4图示了如图3所示的相同的外壳，不同的是图4的方向为正前方；

图5图示了按照图4中A-A线的截面图，其中设置了按照本发明的横切工具；

图6图示了由前方观察的按照本发明的可移动横切工具的侧视图；

图7图示了由后方观察的按照本发明的可移动横切工具的侧视图；

图8图示了图6和7中所示的可移动横切工具的固定部分的透视图；

图9图示了按照图6和7中所示的工具的可调部分之一的透视图；

图10图示了按照图6和7中所示的横切工具的另一固定部分的透视图；

图11图示了由前方观察的按照本发明的固定横切工具的侧视图；

图12图示了按照图11所示的固定横切工具的固定部分；

图13图示了从上方观察的按照本发明的两个横切工具的透视图；

图14A-E图示了按照本发明的横切工具的操作的成功方式；

图15A-B图示了在使用现有技术时，横切工具的传统操作方式如何影响棒材；

图16A-B图示了在采用按照本发明的方法时，横切工具对棒材施加的影响。

具体实施方式

图1图示了现有技术中的模块单元的斜上方方向的透视图。所述工具装置包括冲击单元10、工具外壳20和阻尼器30。在工具外壳20内设置了可移动横切工具40和固定横切工具50。冲击活塞11，由冲击单元10所驱动，能够按照已知的方式从下至上地给予可移动横切工具40高动能的冲击(blow)，固定横切工具50在待切割工件(未示出)上施加一阻力。阻尼器30设置为在切割完成之后阻止可移动横切工具40的冲击动作。冲击单元10和阻尼器30、相关联的阻尼器外壳34、液压升降龙骨墩(hydraulic block)31以及压力蓄力器(accumulator)32，由于与本发明无关因此在此将不详细描述。然而，需要提及的是，阻尼器30上凸出的轮形件33构成了用于设置期望阻尼的调节机构，同时，如图所示的在圆柱外壳10上向下凸出的圆柱部分12构成了指示器外壳的位置。

按照示出的示意性实施例，图1以及图2中所示的工具模块被设置为用于切割圆柱状棒材。为了引导待切割棒材，设置有棒材-导向单元60，该棒材导向单元位于工具外壳20背面的中央(如图2所示)。工具外壳20包括固体基底元件21，该基底元件的顶上具有封盖22。封盖22首先通过螺钉固定在基底单元21的后边缘上，其次通过螺栓固定在基底单元的前边缘上。这些双头螺栓(stud bolt)也将所述模块的其它部分，也就是冲击单元10和隶属于工具外壳的基板23，保持在一起。所述基板23包括悬挂机构，该悬挂机构使得快速简单的安装和拆卸整个工具模块成为可能。

所述位于基板23上的悬挂机构为固体，并且其宽度超过了工具外壳20的真实宽度。从而在工具外壳20的两边形成了凸出部分23A、23B。在每个凸出部分23A、23B上分别地具有两个孔230、231以及232、234，在上述孔中设置装配螺栓235-238。在这些装配螺栓上具有橡胶衬垫239-242。所述装配螺栓235-238被设计为要装配到实际横切机械中的匹配孔中，籍此，所述工具装置被固定到所述机械的水平平面上。由于上述橡胶衬垫的原因，所以在垂直方向上允许某种程度的弹性，因而同时提供了声绝缘和减振的作用。得益于使用装配螺栓的方案，获得了可以非常迅速流畅地更换整个模块单元的便利，籍此消除了将造成浪费的中断。在其它的已知装置中，在不需要花费时间对各个不同组件拆卸时，整个单元不能按照要求被更换。

图3图示了如图1和图2所示的模块单元的工具外壳20的基本部分。可以看出，基底元件21由具有相对较高高度H以及相对较大厚度T的固体件所组成。在其端面210上是用于紧固封盖22的螺孔211。另外，还设置有用于给封盖22定位的导向销212。在该基底元件的前表面设置了两个踵状部分213和214，使得在每个向内的端面213A和214A上形成平行的导向表面，上述表面通常被垂直地定位，使得上述导向表面213A和214A能够防止可移动横切工具40的旋转。在每个踵状件213和214上分别地紧固了固定件24和25。类似于踵状件213、214，这些固定用具24和25被设置为相对于与待切割线材的中心线C重合的对称垂直面完全地对称。每个固定用具24、25通过三个螺钉241被分别固定地锚定在踵状件213上。所述固定用具24具有与基底单元21对齐的低端表面，并且向上伸展到分别稍低于踵状件213、214的上端面为止。从固定用具24的基本为矩形的主体部分开始，支撑部分242和252向中心线C凸出。与中心线相平行，在每个所述的支撑部分242、252上，具有凹部243和253。在所述的凹部243和253中分别设置有弹性锁定用具244和254。在锁定用具244、254的辅助下，支撑窗口(hatch)26被固定在垂直方向上。在横向上以及向外/向前方向上，窗口26分别通过固定用具24、25固定，并由踵状件213、214的向外的表面213B、214B向内地保持在位置上。支撑窗口26的中心具有凹部260。在基底元件21的底部上设置有导向销215，所述导向销被设计为用于将位于基板23上的基底元件21固定到工具装置上。另外，如图3所示，基底元件21的一面上具有润滑孔216，用于为横切装置的侧表面润滑。最后，如图3所示，在基底单元21的底部可以辨认出凹部217，所述凹部217具有U形形状，并且为冲击活塞11提供了朝向可移动横切工具40向上穿入的空间。

图4图示了按照图3所示的单元的前视图。可以看出，窗口的前表面端部具有边缘部分26A、26B，上述边缘部分与支撑部分242、252的相对的侧表面相互作用与配合。锁定用具244、254的解锁允许窗口26在垂直方向上的位移，也就是平行于导向表面26B、26A的方向的位移。还可以看出，设置在窗口26中央的凹部260具有上端部分26，该部分穿过整个窗口而伸展。在从所述通孔向外朝前表面方向上向下，有一个向下方向的凹部262，籍此形成了倾斜的底部部分262A。在通孔26的扩展部分，在可移动横切工具40上同心地定位着通孔41，以及位于之后的通孔62之中的导向套筒61(如图5所示)。在窗口26的上边缘上显现的是润滑管216的开口216A，使得润滑油能够向下流动，实现润滑滑动表面的目的。在用于冲击活塞11的凹部217的扩展部分，可以辨别出可移动横切工具40的底边缘44A。明显地，该底边缘形成了平面边缘表面42，所述切削刃表面被设计为用于接收活塞11的冲击。还可以看出，相互接邻的边缘表面43a、43b组成了弯曲的表面。这些弯曲的表面被配置为具有一个给定的半径R。在基本元件21上的表面218处也能够找到相同的半径R，该表面靠在横切工具的半径-支配(radius-possessing)低端表面上。

图5图示了沿着图4中A-A线的截面图。可以看出，控制单元60包括内导向套筒61，该套筒位于待切割棒材W的中心线的中心。依次地，所述导向套筒61被同心地固定在张力套筒62中。为了能够将导向套筒61固定在张力套筒62内部，导向套筒61具有倾斜的表面610，该表面被设计为与止动螺钉620相作用，所述止动螺钉具有螺纹，并且被设置在张力套筒62的端部的孔621之中。在张力套筒62的另一个端部具有一个法兰状部分622，所述法兰完全的与基底元件21上的孔219相匹配。这个孔是完全圆柱形的，半径为R。与这一半径R相对应的，该半径R还在弯曲的边缘部分中发现，例如冲击工具40、50(下文中将详细描述)的43A、43B。张力套筒62的所述法兰部分622具有的直径与穿过基底元件21的孔219的直径基本相同。为了张力套筒与法兰622的定位，以及因此产生的法兰的定位表面622A，提供了压力螺钉63，该压力螺钉为套筒状并且被同心地设置在张力套筒62的外部。在压力螺钉的外部表面上具有螺纹630。螺纹630被设计为与闩块64相互作用，所述闩块64上有具有相应螺纹的通孔640。所述闩块64通过固定螺钉被固定在基底元件21上。通过提供具有贯通插槽641以及与之相互作用的螺纹接头642的闩块64，能够将通过螺纹640施加到压力螺钉63上的夹紧力调节到所需要的水平，能够通过夹紧/摩擦力容易地将压力螺钉63固定。通过将压力螺钉63拧到期望的位置，也因此获得了张力套筒62的导向表面622A的期望位置。同时，也通过结构而获得了穿过导向套筒中的通孔612的中心线C的精确的中心对准。

还可以由图5看出，固定横切工具50包括几部分，即外围套筒状部分53和内部套筒状部分520。外围套筒53的材料选择主要是优先选择能够即时吸收较大的力的冲击又不会有塑性变形或者出现裂纹风险的材料(例如，具有高冲击强度的工具钢)。相应地，可移动工具40也包括几个部分，即外部套筒状部件43和内部套筒状部件420。

如图5所示，固定横切工具50的内部侧表面与张力套筒62的导向表面622A相抵。所述固定工具50被定位在基底元件21的腔219之内，使得固定工具既旋转地固定又在横向方向上与基底元件21保持固定关系。由于工具50具有四个弯曲的边缘表面53A、53B、53C、53D，上述弯曲的边缘表面与通孔219的半径精确地匹配，因而获得工具的精确定位和排列。棒材的中心线C将因此与工具50的中心线一致。相应地，可移动工具40的同样的定位也通过后来的，其低端的，具有的半径表面43A、43B与在底部向前突出的基底元件的部件222的半径-支配表面相互作用地抵住而获得，并且用于冲击活塞11的U形开口被设置在基底元件的底部。由图5可以看出，可移动以及固定50工具的相对的表面被设计为相对彼此滑动，上述滑动必须与棒材的切割相联系地发生，所述棒材同时从固定横切工具50的通道51和可移动工具40的通道41中穿过。同时，在可移动工具40的相对的侧面40A发生导向，上述导向通过窗口26的内向表面26C实现。出于防止固定工具50的旋转的目的，使用了可调节支撑件405的突出部分，该部分被设计为与设置在基底元件21的底部的通孔29的壁相互作用。

图6图示了按照本发明的优选实施例的可移动横切工具40的前视图。然而，图6中所示的横切工具40与图5中所示的位置相互颠倒。原因是，通常按照本发明的横切工具被用于需要额外的高冲击工件W。因此，在多数情况下，优选地使冲击单元从上至下地作用，因为正常情况下，不采取额外的测量以创造出所需的空间，也就是在地上打洞，这种强有力的冲击单元大到不能够装配到机械内，实现从下至上的冲击。因此，这种横切工具更多地与从上至下进行冲击的冲击单元一起使用。然而，显然对于本领域的技术人员来说，无论冲击单元被设置为从下至上或从上至下又或者从侧面冲击，对本发明都没有任何限制地影响。

横切工具40包括外部套筒43和内部套筒420，它们相对彼此同心地定位。在工具40的中心处是通道41，该通道允许具有适合直径的棒材W通过。如图8所示出的，内部套筒420包括环形法兰状部分424，图6中图示了该法兰的后侧。从法兰状环形部分424开始，半圆形套筒部分421以及桩部分422向内突起。在与法兰状部分24的相对的一侧，形成矩形凹部429。而且，还设置有两个穿过环形法兰状部分424的具有螺纹的通孔425和426。在矩形凹部429内，定位有L形支撑装置423(如图10所示)，这提供了在一个方向上保持棒材W位置的功能。为了切割棒材W，设置了两个切割颚401和402。每个颚401、402都定位在套筒状部分21与桩部分422之间所形成的每一边的间隙内。

图7图示了从可移动横切工具40后面观察的视图，也就是图示了执行真实的切割动作的分离面。可以看出，切割颚401、402被设置在外部套筒部分43内的弯曲的凹部430内。凹部430与每个切割颚401、402的弯曲的外部结构402A(如图9所示)的曲率半径精确地适应。因此在相应的凹部430内每个颚401、402能够稍微地旋转。图7还图示了，在桩部分422和每个横切颚401、402之间设置弹性元件45。这些弹性元件45将对颚401、402施加力，使其向外旋转，也就是与套筒状突出部分421的上表面427相邻接。为了能够将每个横切颚401、402定位在与分离面相关的期望的平面上，在通孔425、426内部设置了调节螺钉(未示出)，使得通过调节所述螺钉，其前端与切割颚的后壁相邻接，籍此，获得每个颚401、402的切削刃46的期望的精确定位。因此，每个颚401、402精确定位在轴向方向上，同时它们可以相对于平行于棒材W的中心线C的虚拟轴在每个凹部430内枢转少量距离。

图9中图示了一个横切颚402的透视图。其中，颚402的外部结构402A面向外，也就是所述颚的该侧与通孔426内的调节螺钉的前端相互作用。其中还图示了，一种边缘状构成402C，意在创造与突出的桩部分422相互作用的空间。每个颚401、402的向内暴露的表面的凹面的曲率半径r_j相同或略大于待切割棒材W的半径r_w。因此将获得如下结果，即，从颚所施加的压力(在切割过程中)沿着并穿过棒材W地均匀地分布，以沿着切削刃46执行期望的切割。如图所示，一个颚的切削刃46的扩展部分

大约为棒材W的周长的20-24％。

如图10所示，其图示了L状支撑件423也被设置为具有弯曲表面423C，该表面具有曲率半径r_L，其通常与颚的曲率半径r_j一致。

横切工具40的外部形状的优点是，弯曲的表面43A能够通过使用传统的节约成本的机械加工手段，例如车削加工，实现非常高的精度。因为这些弯曲的表面43A被用于在工具外壳20之内的定位/排列，这意味着能够轻松地获得高精度的排列，即，沿着预定轴C穿过工具的通孔41的设置。横切工具40的平面表面44A被用于接受冲击活塞11的冲击，同时相对一侧的44C，用于在执行过冲击之后为横切工具40向着阻尼单元30的移动制动。如图10所示，工具40的尖锐边缘由于自身的斜切而消除。

图11图示了固定横切工具50的前视图。从中可以看出，按照本发明优选实施例的固定横切工具50具有与可移动横切工具40精确地相同的外部结构，这在许多方面都是合理的，尤其是在降低生产成本方面。而且，固定工具还包括内部套筒520和外部套筒53本体。

如图11所示，固定工具50被设置为也具有两个切割颚403、404。与可移动工具40相比，这些横切颚403、404被定位在外部套筒53内的最低侧。如图12所示，固定工具50的内部套筒520的基础设计大致上与可移动工具相同。而且，外部套筒53内弯曲的凹部530内的设置也与固定工具53相似。通常，在基础设计中，可移动工具和固定工具之间只有一点区别。在固定工具50中，一个可调节棒状件405被用于支撑，而这在可移动工具40之中是由L形状装置423执行的。然而，棒状支撑装置405也被设置在具有与颚的曲率半径r_j相似曲率半径的端面(未特别地示出)上。图12还图示了穿过内部套筒的被设置为支撑棒405的通道的孔522A。

图13图示了相互邻接地定位的两个横切工具40、50的透视图，也就是图示了它们的工作位置。其中可移动工具40的冲击表面44A为向上的方向，如上文中所述的在使用较大的冲击单元时最好采用的方式。然而，结合图5中所示的内容，横切工具40、50被颠倒地定位(与图13相比)，因为这里的冲击单元被安装在横切工具40、50的下面。

在图5中还可以看出，在冲击单元从下至上执行冲击时，包括可移动横切单元40和固定横切单元50的工具单元如何被定位于横切机械内。显然从图5中可以看出，切割颚402、403在轴向上伸展了相对于横切工具40、50的整个宽度的一段有限的距离。通过内部(未示出)具有调节螺钉的通孔425、526；525、526(螺纹孔)，能够实现切削刃46的精确定位。这种调节可能性的另一优点是，切割颚在磨损后仍可以使用。而且，这些通孔425、526；525、526的存在还使得能够容易地更换切割颚。显然，这是按照本发明的横切工具的一个主要的优点，因为在传统技术中损坏工具的主要部件将不得不更换。而且仅仅更换横切颚的以及支撑件405、423的可能性，使得使用一个相同的本体去切割具有不同尺寸的棒材W变得切实可行，因为能够制造许多个在后端具有精确的相同形状，即曲率和宽度，但是却在切削刃46处具有不同的长度和/或半径r_j的切割颚。支撑件405、423的目标主要是消除在切割操作执行时的甩鞭效应(Whiplash Effect)。得益于切割颚轻微的枢转，在切割过程中，支撑件将“自动地”定位在最理想的位置上。

在使用工具时，各部件将如图1和2所示的集成起来。而且，如前文所示，整个模块单元10、20、30、40和50通过装配螺栓236-239被固定到横切机械(未示出)上。在特别适应的供料装置的帮助下，供给棒状材料W，穿过导向套筒61的腔612，随后继续穿过固定横切工具50的通道51，最后也穿过可移动横切工具40内的通道41。所述横切机械随之准备开动，这意味着冲击单元10使得活塞11向上加速，从而最终以一个非常高的能量/速率碰撞在可移动工具40的冲击表面44A(如图5所示)上。可移动横切工具40随后向上加速，离开冲击活塞11。如图7和11，显然可以看出，切割颚401-404被定位在含有C的水平平面内的相对的两侧，一对是位于所述水平表面下方的可移动工具40的404、402，另一对是位于所述水平表面上方的403、404。因此，一旦可移动横切工具开始向上移动(由于从下而上的冲击)，切割颚401、402将与棒材W的最低侧相接触，棒材将会由固定工具上的切割颚403和404产生反作用力。因此，将会发生挤压动作，其中，力将会从四个不同的方向大致对称地施加，在分离面内围绕着棒材W被分割。得益于切割颚401-404在它们的凹部430、530内轻微地移动，每个切削刃46能够自动地定位，从而反作用力能够均匀地施加到棒材W的表面上。因此，由切割颚401-404所产生的反作用力将防止任何仅仅在一个方向上的压缩(如同在使用传统横切工具是所发生的一样)，而将力分配，使得通常在切割操作中保持棒材W的形状。得益于切割颚的这一动作，降低了形成裂纹的风险。因此，按照本发明的横切工具特别利于被用于切割具有高强度和/或大截面的棒材。

随后，横切工具40被阻尼单元30所阻止，由于工具的上平面表面44C倚靠在隶属于阻尼器30的可移动单元(未示出)上，使得冲击动作被阻止，此后，由于工具被所述阻尼器上的可移动单元不断地向下，向着冲击位置，施压导致随后横切工具返回冲击位置。由于与侧向平面表面44B、44D相互作用的窗口上的导向表面26E、26F的原因，所以能够防止横切工具的旋转，其中，相同的弯曲表面43A、43B与基底元件21的弯曲表面218再次相接触。某种程度上，有时是完全地，旋转保护可以通过上平面表面44C和隶属于阻尼器30可移动压力用具(未示出)之间的相互作用而获得。因为基底元件21和可移动横切工具40之间的相互作用表面被配置为具有相同的半径R，所以将会实现可移动横切工具的精确定位/排列的效果。任何在冲击过程中散开的灰尘将能够向下穿过基底元件21内的凹部217而消失。从而进一步保证能够获得精确的定位/排列。在冲击过程中，由于下述事实，固定横切工具50被保持在位置上，即，固定横切工具的四个半径为R的端面53A-53D精确地装配在基底元件21上的圆形凹部219内。从这一观点出发，考虑精度的原因，使用半径也是有利的，因为相对于其它的多维形状而言，具有一致半径的固体件容易被制造为具有更高的精度。因此能够在固定横切工具和基底元件21的凹部219之间获得非常良好的装配，无论是从机械的观点还是从耐用的观点考虑这都是有利的。

一旦可移动横切工具40归位，一段具有新的期望长度的棒材可以被插入到可移动工具40的通孔41之中。因此，小段的已切割棒材将从孔41中移出，并将在窗口26内的腔260内沿着倾斜平面262A滑动，从而随后被适当地收集。

通过拆卸窗口26，可移动横切工具40被暴露出来，使得冲击工具40、50能够在线材的方向上被容易地从拆卸窗口26后所产生的开口中取出。因而，横切工具40、50能够快速和容易地检查/更换和/或调整。

图14A-E以连贯的方式图示了按照本发明棒材是如何被横切的。

图14A中图示了供给位置，也就是两个横切工具43、53定位为相互共轴地关系时的位置，使得可移动横切工具43的横切颚401、402定位于棒材W的稍上方的一段距离，而固定横切工具53(位于可移动工具43后面)的横切颚403、404定位于棒材W的稍下方。因此，能够将棒材W供给到这一位置。

图14B图示了可移动横切工具43从上至下冲击之后不久的情况。其中，可移动工具43被轻微地向下施压(优选为被单独的压力单元施压)，使得颚401、402、403、404与棒材W相接触。在这一位置，颚401-404不旋转，而是保持在它们未受影响的位置上，使得各颚与棒材的边缘相接触。

图14C图示了可移动工具43被压力单元进一步地向下施压，以进入棒材W的冲击位置，从而也将棒材移动到相对于固定工具53的切割颚403、404的冲击位置，导致产生反作用力。在这个施压动作中，颚401-404也将旋转以保持相对于棒材的最优定位。图中已经图示了，按照本发明，反作用力将会在四个垂直的方向上生成，也就是说，横切力对棒材W的影响被分配在棒材W圆周上四个不同的位置上。因此，在这一位置，所述切割颚被最优地定位以执行横切动作。

图14D图示了在真正的横切工作执行时，在获得绝热横切动作时，力是如何从颚401-404上转移到棒材W上的。

图14E图示了在横切动作完成之后不久，横切工具43、53的位置。从而，可移动横切工具43进行向下的运动，以把从棒材W上切割下来的棒材块W₁带下来(bring along)。从这一位置可移动工具将会返回开始位置，如图14A所示，在图14A所示位置横切工具401、404不再直接与棒材W相接触。此后(或者与此一起)，棒材W能够前进到可移动横切工具43内，从而也将已经切割掉的W₁推出工具，并且可以执行新的横切动作。

在图15A-B以及图16A-B中，通过将传统方法(图15A-B)与本发明(图16A-B)的使用相比较，以比较的方式图示了关于横切动作影响的本发明所获得的改进。图15A-B图示了传统横切工具将如何影响正在被横切的棒材W的材料地分配。在图15A中图示了将要被采用一个上横切颚和一个下横切颚的传统方法横切的棒材W。在横切之前，棒材W在所有的方向上具有相同的直径d1。棒材W被具有横切表面的上下切割颚切割，所述切割表面具有一个曲率，所述曲率相应于大致地大于d1的一个直径D，通过该直径能够将棒材供给到横切工具。棒材W以及横切工具的曲率的不同导致在每个侧面的棒材和横切工具的内壁之间都获得间隙s1。在横切工具的冲击动作中，棒材W将伸缩以填充间隙s1。在横切动作停止之后，由于棒材自身的弹性，棒材W将会恢复。然而，由于棒材W的一些塑性变形，将会残留某种程度的变形，这种残留的变形将导致棒材在水平面上的横截面距离d2的增加。因此，棒材W将不会完全恢复到间隙的所有距离s1，而是仅仅恢复上述距离中的一小部分s2。所以，在执行了按照传统方法的切割之后，棒材W将会在截面上获得一个椭圆形构造的截面。

图16A-B以相对应的方式图示了在使用按照本发明的方法时，在切割动作过程中，棒材W是如何受到影响的。所以，可以看出，得益于按照本发明的方法的使用，横切工具沿着棒材的外围周长在四个不同的位置上对棒材W施加影响，棒材可以恢复的间隙s3大大地小于采用传统方法时的间隙。所以，得益于使用了按照本发明的方法，残留的变形s4也将大大地减小。

本发明不限于上文中的描述，而是能够在本发明的专利权利要求书所限定的范围内进行改变。因而，本发明能够实现为，例如，将有利的横切工具设计与传统的、矩形的横切工具相结合。本发明还能够被实现为，在某些条件下，能够使用可移动、半径-支配横切工具和传统截面构造的固定横切工具的结合。另外，本发明还可以被实现为，可移动工具40能够被配置为使得对称只在一个平面内存在。而且，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，根据实际需求而确定在每个工具40、50之中使用超过两种的横切颚，比如3或4种。也显而易见的是，可以采用多种不同的材料。另外，显而易见的是，在某些情况下，不需要为横切工具的本体使用内部和外部套筒，而用于横切颚的凹部以及支撑装置可以被直接地设置在同质的本体之中，例如将固定部件的颚设置在外壳20的结构内部，例如在工具外壳20的固体基底元件21内部。显而易见的是，在不偏离权利要求书范围的情况下，内部套筒的构造也可以改变。而且，显而易见的是，本文所描述的原则也可以被用于超出已经示出的棒材种类的切割操作，例如非圆形棒材、管状棒材、正方形和/或六边形棒材。

按照依据上文中所示的内容的改变，显而易见的是，可移动横切工具的颚可以被设置为在可移动横切工具内轴向地可移动。通过这样的设置，在横切动作时横切颚将被允许轴向的移动，也就是能够跟随棒材W的轴向运动。通过使用这种设置，连续工料的棒材的横切变得切实可行，例如与通过旋转校直机与产品相联系。这种设置还可以被用于推进更高的生产率，因为与可移动棒材内的切割颚轴向不可动的情况相比，这种设置便利于棒材W更早地开始在轴向方向上移动。所述可移动颚将受到回缩力的影响(优选为连续作用，例如弹簧、气压和/或液压断续作用手段的弹性手段)以能够将各颚轴向地快速地重新定位，使之在随后的横切动作之前进入横切位置，例如快速地恢复到起始位置。还显而易见的是，可移动颚的回缩可以通过自动控制单元主动地控制。

Claims (18)

1.一种用于高速横切的横切工具，所述横切工具(40；50)包括本体(43，420；52，520)和切削刃(46)，所述本体具有用于待切割棒材(W)的通孔(41，51)，所述切削刃限定了所述通孔(41，51)的至少一部分，所述横切工具的特征在于:所述切削刃(46)由至少两个定位于所述本体(43，420；52，520)内部并由所述本体支撑的切割颚(401，402；403，404)所形成。

2.如权利要求1所述的横切工具，其特征在于:所述切割颚(401，402；403，404)中的每一个都具有切削刃(46)，所述切削刃具有扩展部分(1)，所述扩展部分相应于待切割棒材W周长的5-45％。

3.如权利要求2所述的横切工具，其特征在于:所述扩展部分相应于待切割棒材W周长的10-24％。

4.如权利要求3所述的横切工具，其特征在于:所述切削刃(46)为弯曲的，其中所述曲率半径(r_j)等于或大于棒材(W)的曲率半径(r_w)。

5.如权利要求4所述的横切工具，其特征在于:所述曲率半径(r_j)稍大于棒材(W)的曲率半径(r_w)。

6.如上述任一权利要求所述的横切工具，其特征在于:所述的切割颚(401，402；403，404)中的每一个都被设置为可互换地安装在所述本体(43，420；52，520)内部。

7.如权利要求6所述的横切工具，其特征在于:所述本体(43，420；52，520)被设置为具有与每个切割颚的外部结构(402A)的一部分相适应的凹部(430；530)，所述一部分为与所述切削刃(46)的定位相对应位置的一部分。

8.如权利要求7所述的横切工具，其特征在于:所述结构(402A)包括弯曲的部分。

9.如权利要求8所述的横切工具，其特征在于:所述弯曲的部分(402A)具有固定的半径(r_s)。

10.如权利要求1-5中任一项所述的横切工具，其特征在于:设置有通孔(425，426；525，526)与其内部的螺钉形成调节装置，用来为给每个切割颚(401，402；403，404)提供位置的轴向调节能力，以相对于本体(43，420；52，520)对切削刃(46)的定位进行轴向调节。

11.如权利要求1-5中任一项所述的横切工具，其特征在于:每个切割颚枢轴地设置在所述凹部(430；530)内。

12.如权利要求1-5中任一项所述的横切工具，其特征在于:支撑装置(405；423)设置在所述本体(43，420；52，520)内部，也限定了所述通孔(41；51)的一部分。

13.如权利要求12所述的横切工具，其特征在于:所述支撑装置(405；423)相对于所述切割颚对称地定位。

14.如权利要求1-5中任一项所述的横切工具，其特征在于:至少所述切割颚(401，402；403，404)中的两个具有相同的构造。

15.如权利要求14所述的横切工具，其特征在于:所述切割颚(401，402；403，404)中的每一个具有相同的构造。

16.如权利要求1-5中任一项所述的横切工具，其特征在于:所述本体(43，420；52，520)包括两种不同的材料，所述两种不同的材料由内部(420；520)和外部(43；43)同心地设置的基本的环形单元所组成。

17.如权利要求11所述的横切工具，其特征在于:所述横切工具(40，50)具有弯曲的表面(43A，43B；53A，53B)，所述弯曲表面具有相同的半径(R)。

18.一种用于高速横切的横切颚，其特征在于:适于用在权利要求1所述的横切工具中。

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