CN102441708A - 切割工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种切割工具，包括：壳体；设置在壳体内的动力源；由所述动力源驱动的往复杆；以及连接在往复杆一端的锯片，所述动力源驱动所述往复杆进而带动所述锯片沿往复杆的轴线方向做往复运动；所述往复杆的往复频率大于等于6000次/分。本发明提供的的切割工具的往复杆的往复频率大大提高，会相应提高锯片往复移动的频率，相邻两次切割之间的间隔时间缩短，从而锯片在工件表面上留下的刀痕的间隔距离会大大缩短，这会大大提高工件的表面切割精度；往复杆的往复频率提高，锯片往复移动的速度也会加快，锯片在工件上的进给速度可以大大的加快，从而提高切割效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种切割工具，尤其涉及一种往复切割工具。
背景技术
往复类切割工具，如曲线锯、往复锯等是非常普及的电动工具，广泛应用于汽车、船舶、木模、装潢、皮革等行业。在一般环境条件下对木材、金属、塑料、橡胶进行直线或曲线的锯割。
曲线锯和往复锯一般由电动机或电磁铁作为动力，通过传动机构驱动工作头进行往复运动而达到切割的目的，这二种工具的工作原理是一样的：电动机的高速旋转经齿轮减速后，由驱动轴驱动曲柄滑块机构，再由滑块带动往复杆实现往复运动，锯片装在往复杆上的夹紧装置内，作往复运动，以实现锯割。
但是，目前常规的往复类切割工具，往复杆的往复频率一般在3000次/分左右，转速低，相邻两次切割留下的刀痕距离较大，表面精度不高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种往复杆具有较高的往复频率的切割工具。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：
一种切割工具，包括：壳体；设置在壳体内的动力源；由所述动力源驱动的往复杆；以及连接在往复杆一端的锯片，所述动力源驱动所述往复杆进而带动所述锯片沿往复杆的轴线方向做往复运动；所述往复杆的往复频率大于等于6000次/分。
优选地，所述往复杆的往复频率在6000次/分到20000次/分之间。
优选地，所述往复杆的往复频率在10000次/分到20000次/分之间。
优选地，所述往复行程大于5mm。
优选的，所述切割工具上设置有循环冷却装置。
优选的，所述壳体上设置有增大散热面积的鳍片。
优选的，所述动力源为电机，所述切割工具还包括控制器，所述控制器监测所述电机的工作电压和负载电流，并根据所述电机的负载电流计算达到预设转速所需的目标电压，调整所述电机的工作电压至所述目标电压，使所述电机在预设转速下恒定转动。
优选的，所述切割工具上设置有管道，所述管道向所述锯片喷射冷却介质。
优选的，所述动力源包括气泵，所述往复杆由所述气泵驱动。
优选的，所述往复杆至少部分由金属材料制成，所述金属材料的密度小于等于5g/cm3。
本发明提供的的切割工具的往复杆的往复频率大大提高，会相应提高锯片往复移动的频率，相邻两次切割之间的间隔时间缩短，从而锯片在工件表面上留下的刀痕的间隔距离会大大缩短，这会大大提高工件的表面切割精度；往复杆的往复频率提高，锯片往复移动的速度也会加快，锯片在工件上的进给速度可以大大的加快，从而提高切割效率。
附图说明
下面结合附图及本发明的优选实施例作进一步详细说明。
图1是本发明提供的曲线锯的局部剖视图。
图2是图1所示的曲线锯各驱动机构的工作示意图。
图3是本发明曲线锯用气泵驱动往复机构的示意图。
其中，相关元件对应编号如下：
1.壳体 2.旋转驱动机构 4.抬刀驱动机构
6.驱动机构结合部 10.壳体 11.电机
12.往复杆 13.锯片 15.大齿轮
16.主轴 17.驱动轴 18.电机轴
26.滑槽 110.电机壳体 112.循环冷却装置
114.凹凸部 5.锯片冷却装置 51.管道
52.喷头 8.气泵 81.活塞块
82.第一气管道 83.第二气管道 84.气泵轴
85.腔室 851.第一空间 852.第二空间
53.冷却液箱 181.电机轴轴承
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种切割工具，尤其是往复类切割工具，特别为一种曲线锯10。曲线锯10包括一个壳体1，在壳体1内设置一动力源，本优选实施例中动力源为电机11，为方便起见，将壳体1收容电机11的部分称为电机壳体110。在壳体1的前部设置一个可以被电机驱动的往复杆12，往复杆具有一轴线X；在往复杆12的下端连接一个锯片13。在壳体1上还设置有能使锯片13旋转的旋转驱动机构2和能使锯片13摆动的抬刀驱动机构4，当曲线锯壳体1接触障碍物后不能转动时，旋转驱动机构2可使锯片13旋转进而得到所需要的切割角度；旋转驱动机构2还可使锯片13旋转进而得到波浪线切割轨迹；抬刀驱动机构4可使锯片摆动，进而提高了锯片对工件的切割力，且提高了曲线锯的切割速度。壳体1上还设置有一个驱动机构结合部6，用于连接上述的旋转驱动机构2和抬刀驱动机构4。
壳体内部结构参照图2所示，固定在壳体1内的电机11旋转驱动一电机轴18，电机轴轴承181对电机轴18起支承作用，轴承181可以使用普通的球轴承，优选使用在提供极高转速的同时，摩擦小，耐高温的轴承，例如气浮轴承，液压轴承等，这些轴承利用气体或液体作为润滑剂，阻力较低，允许较高的转速，同时保持较低的振动水平；阻力小进而摩擦小，动力损失和产生的热量小，从而温度上升较小。当然，不仅电机轴轴承可以使用气浮轴承、液压轴承，其它轴承也可使用气浮轴承，液压轴承。电机轴18通过减速机构驱动往复杆12，具体地，与电机轴18相隔一定距离、平行设置一主轴16，该主轴16被固定在壳体1上。有一个大齿轮15套接在主轴16上，所述大齿轮15能绕着主轴16旋转，且其外周与电机轴18外表面的齿啮合。在大齿轮15上偏心设置一驱动轴17，该驱动轴17伸入到与往复杆12轴向固定的滑槽26内。滑槽26为一常规的带有长槽和通孔的折弯板。往复杆12可以使用多种材料制成，如为降低成本，往复杆与滑槽26连接的部分可使用高强度塑料、陶瓷等；而往复杆12与锯片13连接的部分为满足钢度和强度要求，优选用金属材料制成，该金属材料的密度优选小于等于5g/cm3，例如，往复杆12与锯片13连接的部分由钛合金制成，从而往复杆质轻且强度高，刚性好，耐热性能好。
如图2所示，当电机11驱动电机轴18旋转后，电机轴18能带动大齿轮15绕着主轴16旋转。位于大齿轮15上的驱动轴17就能把自身的旋转运动转化成滑槽26沿X轴线方向上的往复运动，即往复杆12和锯片13沿图中A方向做往复运动。此时，X轴线方向与A方向平行。锯片13具有一往复行程，该往复行程大于5mm，可以满足大多数的切割要求。
本实施例驱动轴17的转速大于等于6000转/分，优选驱动轴17的转速在6000次/分到20000次/分之间，更优选的，驱动轴17的转速在10000次/分到20000次/分之间。例如，本实施例的驱动轴17的转速为12000转/分，驱动轴17旋转一周，往复杆12进行一次往复运动，从而往复杆12的往复频率为12000次/分，锯片13上下移动的频率为12000次/分，锯片移动的频率非常快。锯片13在切割时，不可避免的会在工件上留下刀痕，当锯片13上下移动的频率加快时，可以使相邻两次切割之间的间隔时间缩短，从而锯片13在工件表面上留下的刀痕的间隔距离会大大缩短，这会大大提高工件的表面切割精度。锯片13上下移动的频率加快，会使锯片13移动的速度加快，则锯片13在工件上的进给速度可以大大的加快，从而提高切割效率。在锯片的进给速度和切割精度提高的基础上，用户推动曲线锯在工件上的进给会更轻松，使用更方便。
驱动轴17转速提高，需要电机11高速工作，电机11温度将升高，这将影响电机11的寿命，而电机11的温度升高，电机壳体110的温度也将升高，可能会烫到用户，为解决这一问题，本实施例在电机壳体110内表面设置循环冷却装置112，例如循环水冷却装置，该循环水冷却装置包括设置在电机壳体内表面的多个管道，水在管道内不断循环流动，与电机壳体交换热量从而降低电机壳体的温度，在电机壳体110外设置可密封的注水口，水使用一段时间后温度升高，此时可通过该注水口更换水，当然，冷却介质也可使用比热较大的其他任何介质。本实施例将循环冷却装置设置在壳体的电机壳体部分，但并不限于此，凡是壳体温度较高的部分，如收容传动机构的部分，均可设置循环冷却装置对壳体进行降温。循环冷却装置112也不限于只对壳体降温，对曲线锯10工作过程中温度较高的部件，如电机轴承181及其支座等均可使循环冷却装置对其降温。电机壳体110优选由散热性能良好的材料，如铝、镁合金等制成。为进一步降低壳体10的温度，还可在壳体10表面设置凹凸部114，以增大电机壳体的散热面积，本实施例的凹凸部的形式为鳍片，其它形式的凹凸部也可实现该功能。当然，循环冷却装置和鳍片可以单独使用。本实施例还可以采用其它方式对曲线锯10降温，如在壳体内安装两个以上的风扇对壳体内的部件，如对电机降温，还在壳体外安装风扇对壳体外表面及锯片降温，这些风扇可以直接由电机驱动，也可使用独立的电机驱动。
为使锯片在近似恒定的往复频率下运动，本实施例的曲线锯10内设置有控制器，其监测电机11的工作电压和负载电流，并根据电机11的负载电流计算出电机11达到预设转速所需的目标电压，调整电机11的工作电压至目标电压，从而使所述电机11在预设转速下恒定转动，获得稳定的性能。
锯片13的高频往复运动，工作过程中温度将升高，这会对锯片的寿命构成影响，为降低锯片工作时的高温，如图1所示，本实施例在壳体1上设置有锯片冷却装置5。具体地，该锯片冷却装置5包括管道51、喷头52和冷却液箱53，冷却介质从冷却液箱53经管道51和喷头52喷向锯片13从而对锯片降温。冷却介质优选为气体，该冷却气体喷向锯片后不会对锯切位置的造成遮挡，且会将锯屑吹离工件，冷却介质为气体时，冷却液箱内装压缩气体。冷却介质也可使用液体，使用冷却液时，优选不导电的物质，这样不会引起漏电而造成危险，当然在做好对带电部件密封的情况下也可以使用最简单的水作为冷却液，使用冷却液时，由于冷却液可能会挡住锯切位置，优选在锯片13的前方冷却液喷射不到的地方设置其它导向装置，如激光导向等。本实施例还可以有一些替换方案，如使用气体介质冷却锯片时，可以不使用存储在冷却液箱53内的压缩气体，而使用鼓风机或风扇对锯片吹风而冷却锯片。
本实施例的曲线锯10的往复杆12的往复频率较目前市场上常规往复类切割工具的往复杆往复频率大大提高，这可以通过多种方式实现，如在不改变原有减速比的情况下选用高输出转速电机，或者在不更换电机时，通过改变电机输出轴与驱动轴之间的减速比达到驱动轴需要的转速，进而使往复杆达到需要的往复频率，甚至可以由电机输出轴直接驱动往复杆从而获得很高的往复频率。总之，只要合理选用电机和/或合理配置减速比就可以达到理想的往复杆往复频率。
图3是本发明第二实施例的示意图，本实施例由气泵8驱动往复杆12往复运动，进而带动锯片13往复运动。气泵8包括一气泵轴84，气泵轴84与驱动轴17连接并垂直于驱动轴17，气泵轴84外围设有一密闭的腔室85，一活塞块81固定套设在气泵轴84上并与腔室85的内表面紧密接触，从而将腔室85分成两个密闭的空间851和852，第一气管道82和第二气管道83分别与两个密闭的空间851和852相通，当通过第一气管道82向第一空间851充气并通过第二气管道83从第二空间852放气时，活塞块81朝向第二空间852移动，即沿图中的双箭头A的上方箭头所指的方向移动(以下简称“向上移动”)，活塞块81向上移动将带动气泵轴84向上移动，从而气泵轴84推动驱动轴17向上移动，往复杆12及锯片13在驱动轴17的驱动下也将向上移动。当需要往复杆12及锯片13向下移动时，只需反向充放气即可，即通过第二气管道83向第二空间852充气并通过第一气管道82从第一空间851放气。如些反复充放气，即可使锯片13往复运动。由气泵驱动往复杆，不再需要传动机构，可以使曲线锯10的体积大大减小；而不需要传动机构时，则不用担心传动机构的产生的高温和失效问题；且气泵驱动同样可以达到使往复杆很高的往复频率。
长期以来，本领域技术人员认为往复杆往复频率提高会带来一些无法解决的问题，如高温而导致的机器寿命问题等，本实施例采用多种方式对曲线锯10进行降温，同时采用一些其它措施应对往复频率提高可能会带来的一些其它问题，在获得锯片高速运动带来的高切割精度和高切割效率的同时避免了一些可能出现的问题，使往复频率大于等于6000次/分的曲线锯得以实施。
上述实施例以曲线锯为例，其它的往复类切割工具如往复锯等均可采用本发明的技术方案，从而达到提高工件表面切割精度和提高切割效率的目的。凡采用等同变换或等效替换的技术方案均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种切割工具，包括：
壳体；
设置在壳体内的动力源；
由所述动力源驱动的往复杆；
以及连接在往复杆一端的锯片，所述动力源驱动所述往复杆进而带动所述锯片沿往复杆的轴线方向做往复运动；
其特征在于：所述往复杆的往复频率大于等于6000次/分。
2.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述往复杆的往复频率在6000次/分到20000次/分之间。
3.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述往复杆的往复频率在10000次/分到20000次/分之间。
4.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述往复行程大于5m m。
5.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述切割工具上设置有循环冷却装置。
6.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述壳体上设置有增大散热面积的鳍片。
7.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述动力源为电机，所述切割工具还包括控制器，所述控制器监测所述电机的工作电压和负载电流，并根据所述电机的负载电流计算达到预设转速所需的目标电压，调整所述电机的工作电压至所述目标电压，使所述电机在预设转速下恒定转动。
8.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述切割工具上设置有管道，所述管道向所述锯片喷射冷却介质。
9.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述动力源包括气泵，所述往复杆由所述气泵驱动。
10.如权利要求1所述的切割工具，其特征在于：所述往复杆至少部分由金属材料制成，所述金属材料的密度小于等于5g/cm3.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107253083A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-17 | 中山市翔实机械设备有限公司 | 一种设有冷却清洁装置的切割机 |
| CN107671360A (zh) * | 2017-09-09 | 2018-02-09 | 浙江亚特电器有限公司 | 用于降低往复锯振动的控制方法 |
| CN114619500A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-14 | 江苏润硕管业有限公司 | 一种塑胶合成材料的切割装置 |
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120509 |