CN102814543A - 一种复合运动快速切管机构 - Google Patents

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Abstract

一种复合运动快速切管机构，包括旋转刀片（1.2），刀片转轴（1.4），刀片转轴驱动机构和管夹持机构，其特征在于：还包括一个星系轮系（1.3），管夹持机构与行星轮系的太阳轮（1.3.2）同轴，刀片转轴（1.4）上的刀片轮（1.4.1）与行星轮系的行星轮（1.3.1）啮合，双筒摇臂（1.6）的两个筒分别套在刀片转轴（1.4）和行星轮轴（1.5）上；行星轮轴（1.5）固定在旋转齿轮箱上。本发明结构简单、造价低廉、功能齐全，能够使刀片同时自转和公转，自动旋转切割并切割面完整，高效快速。

Description

一种复合运动快速切管机构
技术领域
本发明涉及一种复合运动快速切管机构，特别是涉及一种刀片即能自转又能公转，同时还能径向进刀的复合运动切管机构，属于机械工程（作业切割）领域。
背景技术
随着社会的不断进步，人们对快速率、高品质的机械器材的需求不断增强，如何满足这个要求，主要从结构上的设计和功能上的完善。现有的切管机，可以分为三大类，1车削式——管子旋转，车刀切削；或管子固定，车刀公转切削；2旋切式——管子固定，刀片自转旋切；3管子旋转，刀片自转旋切（如中国专利200520111997.4一种螺旋卷管数控多刀随机自动切机）。
纵观目前已有的各种切管器械，大多都还是传统的单刀片进刀，或者是采用较为复杂的机构来实现其切管功能，这些机械要么效率低切割效果不好，要么造价高，也不适合个体作为生产使用。车削式，其消耗功率大，管子容易变形。旋切式，管子固定，刀片自转，刀片要切过整个管子，行程长，切口容易倾斜。管子旋转，刀片自转，旋管机构结构复杂，而且长管或不圆管都很难加工。
如此现状不符合当今社会发展的要求，造成很多社会资源的浪费，所以需要一个造价低、切管效率高、切割成型好的机械来满足这种要求。由此，本发明应运而生，能够很好地解决造价、实际应用性、效率等的关系，成为一种具有结构简单，使用方便，能够完好地切割的机械。
发明内容
    本发明的目的是在于提供一种复合运动快速切管机构，是一种结构简单、造价低廉、功能齐全的机械，能够使刀片同时自转和公转，自动旋转切割并切割面完整，高效快速。
本发明的技术方案是：一种复合运动快速切管机构，包括旋转刀片，刀片转轴，刀片转轴驱动机构和管夹持机构，其特征在于：还包括一个星系轮系，管夹持机构与行星轮系的太阳轮同轴，刀片转轴上的刀片轮与行星轮系的行星轮啮合，双筒摇臂的两个筒分别套在刀片转轴和行星轮轴上；行星轮轴固定在旋转齿轮箱上。
由于采用了星系轮系，并且将刀片轮与行星轮连接，然后用双筒摇臂来实现进刀，实现了在刀片既能公转又能自转的条件下，方便的进刀，其结构非常简单，可靠性高。
如上所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：如上所述的刀片、刀片转轴、刀片轮、行星轮和双筒摇臂构成一个刀片组，具有多个刀片组。采用二个或三个，或三个以上的刀片组（根据管的口径大小需要而定），可以在被切管的多个方向同时切割，提交切割速度，对于薄壁管件还可以减少变形。
如上所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：刀片转轴的另一端安装楔形轮，其轴向外侧安装有楔形轮式压紧盘，楔形轮式压紧盘与轴向平移机构连接。
如上所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：所述的轴向平移机构由操作手柄、弹簧、圆柱凸轮和挡圈组成。
本发明的动力加载在旋转齿轮箱上，动力可以为电力或人力，传动方式可以为皮带或齿轮。
较之于现有技术本专利申请有以下显著优势：
1. 结构简单，高效，快速。本切管机采用行星轮系，仅使用一台电机就能完成多个刀片复合运动，能效高。是为了有效提高刀轴转速，刀盘的进刀是以转臂绕中间轴完成的，而且进刀量在切割过程中是可控制的，适应不同管径的切割。
2.加工过程中管道始终被夹紧不动，工件的切割精度由刀头保证，不受管材质量的影响。
3.有多个刀片同时切割，高速复合旋转的刀片，无论是薄壁管或厚壁管均有较好的切割效果，且特别适合薄壁管材切断。
4.本切管机容易进行自动化切割生产，特别是在线切割，效率高。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图剖视示意图；
图2为本发明实施例的装配图；
图3为刀片部分内部结构示意图；
图4为刀片部分的装配图；
图5为操控部分的爆炸图；
图6为操控部分的装配图。
图中标记说明：
第一刀头部分：齿轮箱壳1.1.1，齿轮箱盖1.1.2，旋转刀片1.2，行星轮系1.3，行星轮1.3.1，太阳轮1.3.2，刀片转轴1.4，刀片轮1.4.1，行星轮轴1.5，双筒摇臂1.6，楔形轮1.7 ；
第二操控部分：操作手柄2.1、锥形压紧盘2.2，弹簧2.3；圆柱凸轮2.4，挡圈2.5；
第三电机部分；电机3.1，皮带轮3.2，皮带3.3；
第四机架部分：压盖4.1，圆柱筒4.2，支撑座4.3，支架4.4，外壳4.5；支撑板4.6。
具体实施方式
以下结合附图的实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1～图6.一种复合运动快速切管机构，包括旋转刀片1.2，刀片转轴1.4，刀片转轴驱动机构和管夹持机构，其特征在于：还包括一个星系轮系1.3，管夹持机构与行星轮系的太阳轮1.3.2同轴，刀片转轴1.4上的刀片轮1.4.1与行星轮系的行星轮1.3.1啮合，双筒摇臂1.6的两个筒分别套在刀片转轴1.4和行星轮轴1.5上；行星轮轴1.5固定在旋转齿轮箱（由齿轮箱壳1.1.1，和齿轮箱盖1.1.2构成）上。
由于采用了星系轮系1.3，并且将刀片轮1.4.1与行星轮1.3.1连接，然后用双筒摇臂1.6来实现进刀，实现了在刀片1.2既能公转又能自转的条件下，方便的进刀，其结构非常简单，可靠性高。
在本发明实施例中，所述的刀片1.2、刀片转轴1.4、刀片轮1.4.1、行星轮1.3.1和双筒摇臂1.6构成一个刀片组，具有三个刀片组。可以在被切管的三个方向同时切割，提交切割速度，对于薄壁管件（比如汽车消音器管）还可以减少变形。
本发明实施例中，刀片转轴1.4的另一端安装楔形轮1.7，其轴向外侧安装有楔形轮式压紧盘2.2，楔形轮式压紧盘2.2与轴向平移机构连接。所述的轴向平移机构由操作手柄2.1、弹簧2.3、圆柱凸轮2.4和挡圈2.5组成。
本发明的实施例还披露了更多的具体细节，可以更为详细的看出其具体结构和工作方式，便于读者理解本发明。如图2所示实施例，同步进刀的多刀片复合运动快速切管机械，包括刀头部分1、操控部分2、动力部分3、机架4。
参见图1～图3。刀头部分1包括旋转齿轮箱（由齿轮箱壳1.1.1，和齿轮箱盖1.1.2组成）、行星轮系1.3，固定在圆柱筒上的太阳轮1.3.2，位于中间的行星轮轴1.5，其上的用来传递运动的行星轮1.3.1，刀片转轴1.4及其上的刀片轮1.4.1，分布在两端的用来切割管子的旋转刀片1.2和可旋转的楔形轮1.7 ；
所述的行星轮系1.3包括太阳轮1.3.2、行星轮1.3.1；太阳轮固定在圆柱筒上，行星轮1.3.1与太阳轮啮合，通过一对轴承固定在行星轮轴1.5上，刀片转轴1.4上的刀片轮1.4.1与行星轮1.3.1啮合，刀片转轴通过套在行星轮轴和刀片转轴上的双筒摇臂（沿月牙槽）绕行星轮轴转动，刀片转轴的左端安装旋转刀片，右端安装锥形轮。
操控部分2（图2、图5、图6）包括安装在圆柱筒上用来推动锥形压紧盘2.2的圆柱凸轮2.4、通过螺纹连接在圆柱凸轮上来推动锥形压紧盘2.2的操作手柄2.1、安装在圆柱筒上用来压紧楔形轮的锥形压紧盘2.2达到刀片转轴1.2在双筒摇臂1.6的限定下（沿月牙槽）收紧的目的、定位圆柱凸轮的带销钉孔的挡圈2.5限制圆柱凸轮2.4的移动，以及手柄松开时推回锥形压紧盘2.2的弹簧2.3。
所述的操控部分包括手柄、锥形压紧盘、弹簧、圆柱凸轮；其中弹簧一端与固定旋转箱体的轴承接触，一端与锥形压紧盘接触，锥形压紧盘通过键连接在圆柱筒上，可以沿圆柱筒轴向移动，操作手柄通过螺纹连接在圆柱凸轮上，圆柱凸轮套在圆柱筒上。
本实施例的刀片转轴驱动机构：电机部分3（图2）包括固定在用来调节皮带松紧电机支撑板4.6上的电机3.1，通过皮带3.3连接皮带轮3.2和旋转齿轮箱；
机架4包括支架4.4，电机支撑板4.6，与支撑座4.3相配合的压盖4.1，的圆柱筒4.2压盖固定在支撑架4.3上，用来防护的铁皮外壳4.5。电机支撑板4.6靠螺栓连接在支架4.4上，可以调节皮带传动的中心距，压盖4.1与支撑座4.3配合用来固定圆柱筒4.2；
本实施例中的行星轮系，太阳轮为外圈与行星轮啮合，同理也可以太阳轮用内圈与行星轮啮合，这样构成另外一种实施方式。
实施例的多刀片切管机的工作原理和工作过程如下：
电机3.1转动通过皮带轮3.2带动旋转齿轮箱转动，旋转齿轮箱转动使行星轮1.3.1在绕固定在圆柱筒4.2上的太阳轮1.3.2转动的同时自转，进而带动刀片转轴1.4在自转的同时公转，也就实现了刀片的自转和公转；
摇动操作手柄2.1，通过圆柱凸轮2.4推动锥形压紧盘2.2，锥形压紧盘压紧楔形轮1.7，此时，带刀片的刀片转轴1.4受双筒摇臂1.6的牵制沿月牙槽（只起让位作用）向圆柱筒4.2的轴心靠拢，实现进刀、切管；
切管完毕后，松开手柄，在弹簧2.3的作用下将锥形压紧盘2.2推开，同时带刀片的刀片转轴1.4在离心力的作用下向外扩张，恢复到初始位置。
切管的整个工作行程包括：刀片旋转（自转与公转），操控手柄，进刀切管和自动退刀。
在不脱离本发明专利精神和范围的前提下，凡在此结构原理基础上所做的构件替代、或所述技术领域人员显而易见的结构变化，均属落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种复合运动快速切管机构，包括旋转刀片（1.2），刀片转轴（1.4），刀片转轴驱动机构和管夹持机构，其特征在于：还包括一个星系轮系（1.3），管夹持机构与行星轮系的太阳轮（1.3.2）同轴，刀片转轴（1.4）上的刀片轮（1.4.1）与行星轮系的行星轮（1.3.1）啮合，双筒摇臂（1.6）的两个筒分别套在刀片转轴（1.4）和行星轮轴（1.5）上；行星轮轴（1.5）固定在旋转齿轮箱上。
2.如权利要求1所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：如上所述的刀片（1.2）、刀片转轴（1.4）、刀片轮（1.4.1）、行星轮（1.3.1）和双筒摇臂（1.6）构成一个刀片组，具有多个刀片组。
3.如权利要求1或2所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：刀片转轴（1.4）的另一端安装楔形轮（1.7），其轴向外侧安装有楔形轮式压紧盘（2.2），楔形轮式压紧盘（2.2）与轴向平移机构连接。
4.如权利要求3所述的复合运动快速切管机构，其特征在于：所述的轴向平移机构由操作手柄（2.1）、弹簧（2.3）、圆柱凸轮（2.4）和挡圈（2.5）组成。
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