CN101780638A - 一种钢管切断倒棱机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢管切断倒棱机，包括机床床座，机床床座上安装夹紧装置、主轴箱导轨和主轴箱推进电机，主轴箱导轨上安装移动平台，移动平台通过主机推动装置与主轴箱驱动电机连接，移动平台上安装主轴箱、主轴电机、进刀电机，主轴箱内安装主轴和传动轴，主电机通过传动装置与传动轴连接，主轴一端安装刀盘，刀盘上设置切刀滑座和倒棱刀滑座。本发明的有益效果在于：能够解决公知技术中存在的不足，节约设备投资，原有需要两台设备完成的工作只需一台即可，能够减少一半设备的投入，降低生产成本；输送台架的数量减少，减少占地面积，节省厂房投资；所需人手少；设备维修费用和电力消耗大幅降低，仅为原有设备的一半，生产成本较低等。

Description

一种钢管切断倒棱机
技术领域
本发明涉及管材加工机械领域，具体是一种钢管切断倒棱机床。
背景技术
目前在冶金系统的管材加工精整线的生产中，广泛采用的是切管机(或锯床锯断)和倒棱机分别布置，其中在切管机上进行钢管切头、分切定尺，在倒棱机上对切断的钢管和经过分切定尺的钢管进行平头倒角，在切管机(或锯床)和倒棱机中间通过传送台架连接。这样在加工时，钢管须经过四次装卡，四次对中，才有切管机(或锯床)、倒棱机四台设备完成钢管两端的切断、倒棱工作。这种结构的管材加工装置在使用中存在以下问题：所需设备较多，投资较高；输送台架的数量多，占地面积大；夹紧、定位等辅助工艺次数较多，辅助工艺和管材输送均耗时较长，所需人手多，如果按两班计算需配备8个工人，而且加工效率低等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢管切断倒棱机，它可以解决公知技术中存在的不足，能够在一台机床上完成管材一端的切断和倒棱，大大提高了生产效率。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种钢管切断倒棱机，包括机床床座，机床床座上安装夹紧装置、主轴箱导轨和主轴箱推进电机，主轴箱导轨上安装移动平台，移动平台通过主机推动装置与主轴箱驱动电机连接，移动平台上安装主轴箱、主轴电机、进刀电机，主轴箱内安装主轴和传动轴，主电机通过传动装置与传动轴连接，传动轴上安装第一主传动斜齿轮和第一进刀斜齿轮，第一主传动斜齿轮和第一进刀斜齿轮的旋向相反，主轴上安装第二主传动斜齿轮和第二进刀斜齿轮，第二进刀斜齿轮与主轴间安装轴承，第二主传动斜齿轮与第一主传动斜齿轮啮合，第二进刀斜齿轮与第一进刀斜齿轮啮合，主轴一端安装刀盘，传动轴上安装进刀箱，进刀箱通过进刀传动装置与进刀电机连接，第二进刀斜齿轮上安装切刀拨块和倒棱刀拨块，刀盘上设置切刀滑座和倒棱刀滑座，切刀滑座上安装切刀刀具，倒棱刀滑座上安装滑轨和浮动装置用弹簧，滑轨上安装倒棱刀座，倒棱刀座上安装倒棱刀具和浮动滚轮，浮动装置用弹簧与倒棱刀座连接，切刀滑座通过切刀传动变向装置与切刀拨块连接，倒棱刀滑座通过倒棱刀传动变向装置与倒棱刀拨块连接。
所述切刀传动变向装置由拨块架和切刀拨轴组成，拨块架上安装拨块架轴，拨块架轴固定在刀盘上，拨块架上开设第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽内放置切刀拨块，第二凹槽内放置切刀拨轴，切刀拨轴与切刀滑座连接。
所述倒棱刀传动变向装置由进刀大齿轮和进刀小齿轮组成，进刀大齿轮和进刀小齿轮均安装在刀盘上并相互啮合，进刀大齿轮上开设凹口，凹口内放置倒棱刀拨块，倒棱刀滑座上设置齿条，与进刀小齿轮同轴的齿轮与齿条啮合。
所述主机推动装置是滚珠丝杠传动装置。
所述进刀传动装置包括进刀导轨、进刀滚珠丝杠、进刀滑板和进刀臂，移动平台上安装进刀导轨、进刀滚珠丝杠和进刀臂，进刀电机通过传动装置与进刀滚珠丝杠连接，进刀滚珠丝杠上安装进刀滑板，进刀滑板与进刀臂一端连接，进刀臂与进刀箱连接。
所述夹紧装置与主轴箱间设置挡料定位装置。
所述夹紧装置由刚性卡盘和弹性卡盘组成，刚性卡盘位于主轴箱前端，主轴箱上安装弹性卡盘。
所述机床上设置控制计算机，控制计算机分别通过导线与主电机、主轴箱推进电机、进刀电机、卡紧装置、挡料定位装置和弹性卡盘连接。
本发明的有益效果在于：能够解决公知技术中存在的不足，节约设备投资，原有需要两台设备完成的工作只需一台即可，能够减少一半设备的投入，降低生产成本；输送台架的数量减少，减少占地面积，节省厂房投资；所需人手少，按照两班配置，只需4人即可，减少了一半的技术工人，降低人工成本；设备维修费用和电力消耗大幅降低，仅为原有设备的一半，生产成本较低；可以大量节省辅助工艺时间，有效提高生产效率，传统设备需要两次卡装、两次对中才能完成加工，本发明仅需一次装卡，即可完成切管、倒棱的全部工作，大大减少了钢管在传送辊道上的运行时间，大幅度提高生产效率；采用齿轮差动来完成进刀，结构简洁合理，操作简便；加工精度高，切过的钢管断面垂直度好等。
附图说明
附图1是本发明的主视结构示意图；附图2是附图1的右视图；附图3是附图1中A-A剖面放大结构示意图；附图4是附图3中B-B剖面结构示意图；附图5是附图1中C向放大结构示意图；附图6是附图4中D-D剖面结构示意图。
具体实施方式
对照附图对本发明作进一步说明：
本发明所述一种钢管切断倒棱机，包括机床床座1，机床床座1上安装夹紧装置、主轴箱导轨15和主轴箱驱动电机10。主轴箱导轨15上安装移动平台，所述移动平台通过主机推动装置与主轴箱驱动电机10连接，移动平台上安装主轴箱5、主轴电机6、进刀电机9，主轴箱5内安装主轴29、传动轴49。主电机6通过皮带传动装置与传动轴49连接，传动轴49上安装第一主传动斜齿轮12和第一进刀斜齿轮41，第一主传动斜齿轮12和第一进刀斜齿轮41的旋向相反，主轴29上安装第二主传动斜齿轮13和第二进刀斜齿轮26，第二进刀斜齿轮26与主轴29间安装轴承，第二主传动斜齿轮13与第一主传动斜齿轮12啮合，第二进刀斜齿轮26与第一进刀斜齿轮41啮合，为了确保进刀斜齿轮与主轴转速同步，第一主传动斜齿轮12和第一进刀斜齿轮41的齿数相同。主轴29一端安装刀盘32，传动轴4外安装进刀箱50，进刀箱50通过进刀传动装置与进刀电机9连接，进刀箱50受进刀电机9控制实现直线进给，从而带动传动轴49移动，实现第一主传动斜齿轮12和第一进刀斜齿轮41的移动。第二进刀斜齿轮26上安装切刀拨块28和倒棱刀拨块55，刀盘32上设置切刀滑座44和倒棱刀滑座35，切刀滑座44上安装切刀刀具，倒棱刀滑座35上安装滑轨和浮动装置用弹簧36，滑轨上安装倒棱刀座34，倒棱刀座34上安装倒棱刀具37和浮动滚轮33，浮动装置用弹簧36与倒棱刀座34连接，切刀滑座44通过切刀传动变向装置与切刀拨块28连接，倒棱刀滑座35通过倒棱刀传动变向装置与倒棱刀拨块55连接。在工作时，第一主传动斜齿轮12随传动轴49转动，并将动力通过第二主传动斜齿轮13传递到主轴29，带动主轴29及刀盘32旋转，同时，第一进刀斜齿轮41随传动轴49转动，带动第二进刀斜齿轮26随主轴29及刀盘32一同旋转，确保第二进刀斜齿轮26与主轴29转速保持同步。进刀箱50运动时，带动传动轴49及第一进刀斜齿轮41沿第二进刀斜齿轮26齿廓运动，由于第二进刀斜齿轮26与主轴29间安装有轴承，从而带动第二进刀斜齿轮26在主轴29上相对摆动。第二进刀斜齿轮26通过安装其上的切刀拨块28和倒棱刀拨块55带动切刀传动变向装置、倒棱刀传动变向装置进行动作，实现对钢管的切断和倒棱工作。
本发明所述切刀传动变向装置、倒棱刀传动变向装置有多种实施方式，实施例之一的结构是，所述切刀传动变向装置由拨块架30和切刀拨轴45组成，拨块架30上安装拨块架轴，拨块架轴固定在刀盘32上，拨块架30上开设第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽内放置切刀拨块28，第二凹槽52内放置切刀拨轴45，切刀拨轴45与切刀滑座44连接。，第一凹槽和第二凹槽间夹角优选90°，这样位移从圆周位移向径向位移转换时更加精确，切刀刀具的进刀更加准确快速。本实施例所述方案也可以适用于倒棱刀传动变向装置，其具体结构可以由上述实施例直接推知，在此不再进行详细描述。
实施例之二的结构是：所述倒棱刀传动变向装置由进刀大齿轮31和进刀小齿轮23组成，进刀大齿轮31和进刀小齿轮23均安装在刀盘32上并相互啮合，进刀大齿轮31上开设凹口，凹口内放置倒棱刀拨块55，倒棱刀滑座35上设置齿条22，与进刀小齿轮23同轴的齿轮21与齿条22啮合。本实施例所述方案也可以适用于切刀传动变向装置，其具体结构可以由上述实施例直接推知，在此不再进行详细描述。
在本发明中，由于切刀刀具的行程较短，优选采用实施例之一的结构，其进刀快速准确；倒棱刀具的行程较长，优选采用实施例之二的结构，此时若采用实施例之一的结果，往往较难达到理想的进刀行程。
本发明中，切刀刀具和倒棱刀具可以分别设置为3个或4个，优选方案是刀盘32圆周上均匀间隔设置两套切刀刀具和倒棱刀具，此时刀具定位定心更加准确，切削效率高。每套刀具均分别相应设置一套传动变向装置，其结构及连接关系同上述实施例。
所述主机推动装置优选采用滚珠丝杠传动装置，其具有传递动力稳定，移动位置准确的优点。为了进一步提高主轴箱5移动的准确性，可在主轴箱导轨15上配置光栅尺，进一步保证主轴箱5进给的精度，有效提高机床的加工精度。
本发明进一步特征在于：所述进刀传动装置可以有多种，例如通过齿轮齿条传动等，本发明公开一种结构简洁、传动精确的进刀传动装置，包括进刀导轨11、进刀滚珠丝杠、进刀滑板8和进刀臂3，移动平台上安装进刀轨道11、进刀滚珠丝杠和进刀臂3，进刀电机9通过传动装置与进刀滚珠丝杠连接，进刀滚珠丝杠上安装进刀滑板8，进刀滑板8与进刀臂3一端连接，进刀臂3与进刀箱50连接。
为了提高送料时定位精度，实现自动定位，在夹紧装置与主轴箱5间设置挡料定位装置4。使用时钢管输送到挡料定位装置4时，夹紧装置进行夹紧定位，然后挡料定位装置4收回，机床开始进行加工。在本发明中，所述卡紧装置可以采用多种结构，例如采用两个刚性卡盘等，优选方案为：夹紧装置由刚性卡盘2和弹性卡盘18组成，刚性卡盘2位于主轴箱5前端，主轴箱5上安装弹性卡盘18。在加工前定位时，刚性卡盘2可以准确给管材定位，弹性卡盘23可以夹住管材等待切掉的成品部分，辅助定位；在切削时，刚性卡盘2提供足够的夹持力固定管材，弹性卡盘23辅助固定切除部分；在切断完成后，弹性卡盘18松开，同时主轴箱推进电机10带动主轴箱5前进一定距离，此时被切除下的管材料头被管材前端推出弹性卡盘18，该方案能够防止倒棱时，倒棱刀滑座35以及浮动滚轮33受到料头干涉，提高加工安全性。
本发明中，为了提高加工精度，实现自动化生产，在机床上设置控制数控系统，数控系统分别通过导线与主电机、主轴箱驱动电机10、进刀电机9、夹紧装置、挡料定位装置4和弹性卡盘18连接。由数控系统对整个加工过程进行操控，其加工精度大大提高。
本发明使用时，分为初始状态、管材切断加工状态和倒棱加工状态三种状态：
初始状态：切刀刀具和浮动滚轮位于中间位置(进刀零点)，方便钢管进入。
切断状态：钢管送到位后，刚性卡盘2夹紧钢管，挡料定位装置4退回，弹性卡盘18同时夹紧钢管。钢管夹紧后，在主轴箱驱动电机10的驱动下，主轴箱5由初始位置快速移动到钢管切断位置。主电机6带动主轴29及刀盘32旋转，进刀电机9通过进刀滚珠丝杠驱动进刀滑板8移动，从而驱动进刀臂3带动进刀箱50移动，实现传动轴49移动，由于采用了斜齿轮差动原理，齿轮轴49移动时带动第一进刀斜齿轮41移动，进而让第二进刀斜齿轮26转过一个角度，装在第二进刀斜齿轮26上的切刀拨块28，切刀拨块28拨动拔块架30转动，同时带动切刀拨轴45转动，在切刀拔轴45的带动下，装在切刀滑座44上的切刀刀具进刀，实现对钢管进行切断。
同时，在切刀刀具进刀，对钢管进行切断的过程中，第二进刀斜齿轮26通过倒棱刀拨块55带动进刀大齿轮31转动，进刀大齿轮31继而带动进刀小齿轮23转动，与进刀小齿轮23同轴的齿轮21随之转动，带动装在倒棱刀滑座35上的齿条22移动，从而带动倒棱刀滑座35作与切刀刀具反向的移动，使倒棱刀座34后退，确保在切断过程中，浮动滚轮33不会与钢管干涉。
在钢管料头被切下时，倒棱刀座34后亦退至刀盘32最外端的位置。在切断过程中，主轴箱5保持固定不动，主轴箱推进电机10及相关装置不参与插补动作。
倒棱状态：钢管被切断后，进刀电机9反向转动，通过进刀电机9驱动进刀臂3带动进刀箱50移动，实现传动轴49反向移动，通过上述两套进刀结构，带动切刀刀具和倒棱刀具后退至零点位置。弹性卡盘18松开。主轴箱推进电机10经传动装置推动主轴箱5前进一定距离，此时切下的料头被钢管前端推出弹性卡盘18。
随后主轴箱5向后移动一段距离，当倒棱刀座34及浮动滚轮33让开钢管加工端部时，进刀电机9通过驱动进刀臂13带动进刀箱50移动，进而带动传动轴49迅速反向回退。与切断状态同样的道理，传动轴49反向回退时带动第一进刀斜齿轮41同时反向回退，进而让第二进刀斜齿轮26反转过一个角度，装在第二进刀斜齿轮26上的切刀拨块28和倒棱刀拨块55同时反向转动，倒棱刀拨块55带动进刀大齿轮31转动，进刀大齿轮31继而带动进刀小齿轮23转动，与进刀小齿轮23固定在一起的齿轮21同时转动，进而带动倒棱刀滑座35快进到设定的位置。同时，第二进刀斜齿轮26的转动还驱动切刀滑座44快速后退。倒棱刀具到达加工位置时，切刀滑座44已退刀至最外端。
主电机6带动主轴29及刀盘32旋转。主轴箱推进电机10驱动主轴箱5向前进给，当浮动滚轮33接触到钢管时，在浮动装置用弹簧36的作用下，浮动滚轮33紧靠在钢管内壁，并随钢管内壁尺寸变化而浮动，同时倒棱刀座34随浮动滚轮33浮动。随着主轴箱5的向前进给，由装在倒棱刀座34上的倒棱刀具37对钢管进行倒棱加工。在浮动装置用弹簧36作用力及切削力的作用下，浮动滚轮33紧压在钢管内壁上，可确保尺寸的公差要求，提高加工精度。
在倒棱过程中，进刀电机9保持固定，不参与任何插补动作。
当平端面、倒角加工完成后，主轴箱5返回到初始位置，刚性卡盘3打开，钢管退出；同时，倒棱刀座34及倒棱刀具37返回到零点位置，一个工作循环结束。
附图中14是进刀滑板轨道。

Claims (8)

1.一种钢管切断倒棱机，包括机床床座(1)，其特征在于：机床床座(1)上安装夹紧装置、主轴箱导轨(15)和主轴箱推进电机(10)，主轴箱导轨(15)上安装移动平台，移动平台通过主机推动装置与主轴箱驱动电机(10)连接，移动平台上安装主轴箱(5)、主轴电机(6)、进刀电机(9)，主轴箱(5)内安装主轴(29)和传动轴(49)，主电机(6)通过传动装置与传动轴(49)连接，传动轴(49)上安装第一主传动斜齿轮(12)和第一进刀斜齿轮(41)，第一主传动斜齿轮(12)和第一进刀斜齿轮(41)的旋向相反，主轴(29)上安装第二主传动斜齿轮(13)和第二进刀斜齿轮(26)，第二进刀斜齿轮(26)与主轴(29)间安装轴承，第二主传动斜齿轮(13)与第一主传动斜齿轮(12)啮合，第二进刀斜齿轮(26)与第一进刀斜齿轮(41)啮合，主轴(29)一端安装刀盘(32)，传动轴(49)上安装进刀箱(50)，进刀箱(50)通过进刀传动装置与进刀电机(9)连接，第二进刀斜齿轮(26)上安装切刀拨块(28)和倒棱刀拨块(55)，刀盘(32)上设置切刀滑座(44)和倒棱刀滑座(35)，切刀滑座(44)上安装切刀刀具，倒棱刀滑座(35)上安装滑轨和浮动装置用弹簧(36)，滑轨上安装倒棱刀座(34)，倒棱刀座(34)上安装倒棱刀具(37)和浮动滚轮(33)，浮动装置用弹簧(36)与倒棱刀座(34)连接，切刀滑座(44)通过切刀传动变向装置与切刀拨块(28)连接，倒棱刀滑座(35)通过倒棱刀传动变向装置与倒棱刀拨块(55)连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：切刀传动变向装置由拨块架(30)和切刀拨轴(45)组成，拨块架(30)上安装拨块架轴，拨块架轴固定在刀盘(32)上，拨块架(30)上开设第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽内放置切刀拨块(28)，第二凹槽(52)内放置切刀拨轴(45)，切刀拨轴(45)与切刀滑座(44)连接。
3.根据权利要求1所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：倒棱刀传动变向装置由进刀大齿轮(31)和进刀小齿轮(23)组成，进刀大齿轮(31)和进刀小齿轮(23)均安装在刀盘(32)上并相互啮合，进刀大齿轮(31)上开设凹口，凹口内放置倒棱刀拨块(55)，倒棱刀滑座(35)上设置齿条(22)，与进刀小齿轮(23)同轴的齿轮(21)与齿条(22)啮合。
4.根据权利要求1所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：主机推动装置是滚珠丝杠传动装置。
5.根据权利要求1所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：进刀传动装置包括进刀导轨(11)、进刀滚珠丝杠、进刀滑板(8)和进刀臂(3)，移动平台上安装进刀导轨(11)、进刀滚珠丝杠和进刀臂(3)，进刀电机(9)通过传动装置与进刀滚珠丝杠连接，进刀滚珠丝杠上安装进刀滑板(8)，进刀滑板(8)与进刀臂(3)一端连接，进刀臂(3)与进刀箱(50)连接。
6.根据权利要求1所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：夹紧装置与主轴箱(5)间设置挡料定位装置(4)。
7.根据权利要求1或6所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：夹紧装置由刚性卡盘(2)和弹性卡盘(18)组成，刚性卡盘(2)位于主轴箱(5)前端，主轴箱(5)上安装弹性卡盘(18)。
8.根据权利要求7所述的一种钢管切断倒棱机，其特征在于：机床上设置控制计算机，控制计算机分别通过导线与主电机、主轴箱推进电机(10)、进刀电机(9)、卡紧装置、挡料定位装置(4)和弹性卡盘(18)连接。
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