CN103317175B - 一种坡口铣削设备 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及一种坡口铣削设备</b><b>，用于对平板材料的侧边进行坡口加工，它包括：工作台，用于装夹沿纵向连续向前进给的待加工钢板，工作台沿纵向延伸；机架，所述的机架具有横向滑座，横向滑座上固定设置有电机、与电机减速器以及刀头；刀头包括刀具座、与减速器传动连接的第一转轴、与第一转轴传动连接的第三转轴，刀具座可转动地连接在所述的横向滑座上，并且刀具座和横向滑座之间设置有使两者相对止转的锁定机构，所述的第一转轴通过皮带与减速器的输出轴传动连接，刀具座的转动轴心线与所述的第一转轴的轴心线相重合，且平行于待加工钢板的侧边；第三转轴上同轴固定安装有铣刀。</b>

Description

一种坡口铣削设备

技术领域

本发明涉及一种加工机床，尤其涉及一种专用于为平板材料边缘加工坡口的坡口铣床。

背景技术

通常，钢板由钢厂制造生产出来时，钢板边缘都是直角边，在焊接制造加工过程中，为了保证焊接质量,需要在焊接前对工件的焊接处开坡口，现有技术中，多采用坡口机对钢板进行坡口加工，市面上主要的坡口机有两种：

第一种坡口机利用铣削原理，主要是采用端铣刀或者盘铣刀对板材进行铣削加工，如CN102689052A公开的，其缺陷是铣削速度慢，刀具的切削位置始终在同一点，刀具磨损严重。

第二种坡口机采用滚剪原理，依靠齿轮箱输出大功率扭矩，使用专用滚剪刀具，在低转速工作状态，上下夹轮夹紧，利用滑块和刀具自身往里剪切的动力作为导向，可以迅速地在钢板边缘进行倒角。

为适应不同的焊接要求，往往需要一台加工设备能够加工不同的坡口角度，CN102689052A中公开的坡口机具有角度调节机构，可以对刀盘的角度进行调整，以加工不同角度的坡口，然而其机构稳定性较差，安装复杂，特别是铣削过程中产生的振动会直接传递到调节机构，使其角度调节难以保持精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种平板材料的坡口铣削设备，能够精确调节刀具角度，加工不同厚度和不同坡口角度的平板材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种坡口铣削设备，用于对平板材料的侧边进行坡口加工，它包括：

工作台，用于装夹沿纵向连续向前进给的待加工钢板，所述的工作台沿纵向延伸；

机架，架设在所述的工作台上方，所述的机架具有横向滑座，所述的横向滑座上固定设置有电机、与所述电机传动连接的减速器以及与所述减速器传动连接的刀头；

所述的刀头包括刀具座、与所述的减速器传动连接的第一转轴、与所述的第一转轴传动连接的第三转轴，所述的刀具座可转动地连接在所述的横向滑座上，并且所述的刀具座和横向滑座之间设置有使两者相对止转的锁定机构，所述的第一转轴通过皮带与所述的减速器的输出轴传动连接，所述的刀具座的转动轴心线与所述的第一转轴的轴心线相重合，且平行于待加工钢板的侧边；所述的第三转轴上同轴固定安装有铣刀。

进一步地，所述的工作台上设置有用于压抵在钢板表面上的一对减震压头，所述的横向滑座上设置有一对所述的刀头，一对所述的刀头沿纵向前后设置在所述的横向滑座上，且一对所述的减震压头分别设置在一对所述的刀头的相对侧。

进一步地，所述的刀具座内还转动设置有绕第二轴心线能够转动地设置在所述的刀具座内的第二转轴、绕第二轴心线能够转动地设置在所述的刀具座上的转动座，所述的第三转轴绕第三轴心线能够转动地设置在所述的转动座内，所述的第三轴心线垂直于所述的第二轴心线。

更进一步地，所述的第一转轴和第二转轴之间、所述的第二转轴和第三转轴之间均通过圆锥齿轮进行传动连接。

更进一步地，所述的刀具座上开设有弧形的第二滑槽，所述的第二滑槽以所述的第二轴心线上的点为圆心，所述的转动座上设置有多个滑动插接在所述的第二滑槽内的滑块，所述的刀具座上还转动设置有蜗杆，所述的转动座上设置有与所述的蜗杆相啮合的蜗轮。

进一步地，所述的机架包括一对立柱、顶梁、能够升降地设置在所述的立柱上的横梁，所述的顶梁上设置有用于驱动所述的横梁上下的升降机构，所述的横梁包括横梁主体、滑动设置在所述的横梁主体上的横向滑座以及用于驱动所述的横向滑座沿横向移动的水平调节机构。

更进一步地，所述的水平调节机构包括转动连接在所述的横梁主体上的横向丝杆，所述的横向丝杆与所述的横向滑座螺纹连接。

进一步地，所述的刀具座上开设有多个定位孔，所述的锁定机构包括锁紧螺帽和固定连接在所述的横向滑座上的螺栓，所述的螺栓的端部穿过所述的刀具座上的定位孔与锁紧螺帽螺纹配合，多个所述的定位孔分布在以所述的第一轴心线上的点为圆心的同一个圆周上。

更进一步地，所述的定位孔有3个，且相邻两个所述的定位孔相隔90度圆心角。

本发明与传统技术相比，具有以下优点：本发明的刀头通过皮带将减速器和刀具座分开，可以减少铣刀振动；同时，刀具座转动设置在横向滑座上，并通过锁定机构锁紧固定，可以使刀具座稳定固定在横向滑座上，一方面刀头可承受较大切削力，可提高铣削速度，另一方面坡口角度精确、加工稳定。

附图说明

附图1为本发明的主视图；

附图2为附图1中沿A-A的剖视图；

附图3为本发明的工作台的主视图；

附图4为本发明的工作台的俯视图；

附图5为位于后侧的刀头的剖视图；

附图6为位于前侧的刀头的剖视图；

附图7为附图6中沿B-B的剖视图；

附图8为位于前侧的刀头的仰视图；

附图9、10为刀头绕第一轴心线转动的示意图；

附图11为刀头绕第一轴心线转动时铣刀切割位置的变化示意图；

附图12为减震压头的主视图；

附图13为附图12中沿C-C的剖视图；

附图14为附图12中沿D-D的剖视图；

附图15为圆柱铣刀切削角度示意图；

其中：100、工作台；11、台座；12、减震压头；120、底板；121、座体；122、压板；1221、导柱；123、托辊；124、压轮；1241、凸起；125、托辊架；126、第一丝杠；127、第二丝杠；128、弹簧；129、压力调节螺栓；13、导向机构；131、导向轮；132、导向辊；

200；机架；21、底座；22、横梁；221、横向导轨；222、横梁主体；223、横向滑座；2231、螺栓；2232、锁紧螺帽；23、立柱；24、顶梁；25、升降机构；251、手轮；252、升降丝杠；253、蜗轮；254、蜗杆；27、横向丝杠；

300、机头；31、电机；32、减速器；33、刀头；331、第一转轴；332、第二转轴；333、第三转轴；334、刀具座；3342、第二滑槽；3343、蜗杆；335、转动座；3351、滑块；3352、蜗轮；34、圆柱铣刀；35、皮带；351、皮带轮；

4、钢板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。本说明书中所述的“纵向”与附图2中的左右方向相同，其中，附图2中的左侧对应说明书中所述的“前侧”，相反地，附图2中的右侧对应说明书中的“后侧”，说明书中所述“前侧”还与附图4和附图15中箭头指向方向相同；本说明书中所述的“横向”与附图1中的左右方向相同，本说明书中所述的“外侧”指附图4中的上侧和下侧：

参见附图1和附图2所示，一种坡口铣床，用于对钢板4的侧边加工坡口，加工前，卷状的钢板带先经过放卷、矫直，然后将矫直后的钢板4装夹在的工作台100上并通过放卷机实现钢板的连续向前进给。如图4所示，钢板4沿长度方向的侧边平行于纵向装夹。

所述的坡口铣床包括：架设在所述的工作台100上方的机架200，所述的机架200包括一对底座21、分别连接在一对底座21上方的立柱23、滑动连接在一对立柱23上的横梁22、顶梁24。所述的顶梁24上设置有用于驱动所述的横梁22升降的升降机构25。横梁22包括横梁主体222、沿横向延伸的横向导轨221以及滑动设置在所述的横向导轨221上的横向滑座223，且所述的横梁22上还转动连接有横向丝杆27，所述的横向丝杆27与所述的横向滑座223螺纹配合，转动与横向丝杆27相连的手轮可以对横向滑座223的横向位置进行调节。

本实施例中，该横向滑座223的前侧和后侧分别设置了一对机头300，各机头300分别包括：电机31、减速器32和刀头33，减速器32与电机31的输出轴传动连接，减速器32的输出轴与刀头33之间通过皮带35传动连接。这样可以减小电机和减速器传递至刀头的振动。

参见图5至图8，所述的刀头33包括通过锁紧机构固定连接在所述的横向滑座223上的刀具座334、能够转动地连接在刀具座334底部的转动座335、绕第一轴心线转动设置在所述的刀具座334中的第一转轴331、绕第二轴心线能够转动地设置在所述的刀具座334内的第二转轴332、绕第三轴心线能够转动地设置在所述的转动座335内的第三转轴333。其中，第一转轴331通过皮带轮与减速器32的输出轴传动连接，第三轴心线和第一轴心线都垂直于第二轴心线，第一转轴331和第二转轴332、第二转轴332和第三转轴333之间分别通过成对设置的圆锥齿轮进行传动和转向。第三转轴333上同轴固定有直齿圆柱铣刀34。

为提高铣削速度，增加铣刀工作切削面的长度，延长铣刀使用寿命，本发明中，将圆柱铣刀34的轴心线倾斜于钢板4的侧边设置，使圆柱铣刀34的齿与钢板的侧边倾斜，具体地说，所述的圆柱铣刀34的轴心线与钢板4的侧边在钢板所在平面上的投影呈5~20°的夹角（如图15所示），该夹角可根据圆柱铣刀的尺寸或钢板进给速度V _a 的不同进行选取，一般来说夹角越大，切削速度越快，本实施例中，该角度优选为9-10°；另外需要注意的是，本实施例中铣刀对钢板进行顺铣加工，这样可以减小铣削振动，并提高加工表面的光洁度，如图所示15，钢板的进给速度V _a 方向向前，而圆柱铣刀34的切削速度V _b 方向为沿切线方向向前，所述的圆柱铣刀34的切削速度V _b 在纵向上的分量与钢板的进给速度方向相同。这样设置的好处是：每次下刀铣削时，都有多个齿参加切削，并且单齿的切削长度得到增加，一方面减小了单个齿的受力，延长刀具的使用寿命，另一方面可以提高切削速度。

如图5、6所示，为实现第三转轴333相对工作台200的转动调节，所述的刀具座334上开设有沿圆周方向延伸的第二滑槽3342，所述的转动座335上设置有多个滑动插接在所述的第二滑槽3342内的滑块3351，且所述的第二滑槽3342所在的圆周以所述的第二轴心线上的点为圆心，这样转动座335的转动并不会影响第二转轴332和第三转轴333之间的传动关系，如图6和图7所示，所述的刀具座334上还转动设置有蜗杆3343及微调手轮，所述的转动座335上设置有与所述的蜗杆3343相啮合的涡轮3352，且所述的蜗轮3352的转动轴心线与所述的第二轴心线相重合。转动与蜗杆3343相连的微调手轮，可以驱动转动座335绕第二轴心线转动，从而调节铣刀与钢板的侧边的夹角。为提高切削的稳定性，优选地，刀具座334的底部开设两条第二滑槽3342，如图8所示，两条第二滑槽同心，且两条第二滑槽分别位于圆柱铣刀34的两侧，这使得第三转轴333的两端部均能够得到有力的支撑，从而避免切削时圆柱铣刀晃动。

为满足不同坡口角度和不同厚度钢板的加工需要，本发明还特别设计了刀具座334与横向滑座223的转动连接，本实施例中，所述的刀具座334上开设有多个定位孔，所述的横向滑座223上固定连接有螺栓2231，所述的螺栓2231的端部穿过所述的刀具座上的定位孔与锁紧螺帽2232螺纹配合，多个定位孔分布在以第一轴心线上的点为圆心的同一个圆周上，本实施例中该定位孔是3个，且相邻两个定位孔相隔90度圆心角设置。在其他实施例中，不开设定位孔，而是通过在刀具座334上开设沿圆周方向延伸的多段滑槽来实现刀具座334的无极转动。即：所述的刀具座334的侧端面开设有多段沿圆周方向延伸的滑槽，所述的横向滑座223上开设有螺栓安装孔，所述的横向滑座223上设置有多个螺栓2231，各螺栓的一端滑动插在刀具座334上的滑槽内，另一端穿过横向滑座，并通过锁紧螺帽2232锁紧固定在横向滑座上。当所加工钢板的厚度发生变化时或者所需加工坡口的角度变化时，需要调节松开锁紧螺帽2232，取下连接减速器32和刀头33的皮带35，然后旋转刀具座334至合适的角度，再更换合适规格的皮带35，并重新旋紧紧固螺栓2231，使刀具座334固定连接在横向滑座223上。从图9、10、11中可以看出，调节刀具座334的角度以后，可以改变圆柱铣刀34的切削位置和角度，从而加工出不同角度的坡口，也可以用于不同厚度的钢板的加工。刀具座334的角度调节好之后，再根据需要调整刀头33的高度或横向位置。

一对所述的刀头沿纵向前后分布，且分别位于所述的工作台的两侧，对钢板的两个侧边进行加工，这样也可以平衡钢板受力，减小铣削振动。前侧刀头和后侧刀头的传动原理及结构均相同，不同之处在于两个刀具座334的部分结构稍有差异，如图5和图6所示，该差异仅为机构布置考虑，并不影响刀头的工作性能，因此不再做特别说明。

本发明同时还公开了一种铣床工作台100，用于在铣削工作中夹持连续进给的钢板4，该工作台100包括：台座11、设置在所述的台座11上的导向机构13和一对减震压头12，一对所述的减震压头12沿钢带的进给方向排布，如图4所示，减震压头12与刀头33相对设置，且一对减震压头12对称排布在钢板4的两侧。参见附图12-14所示，各所述的减震压头12包括固定设置在所述的工作台100上的座体121、可升降地弹性连接在所述的座体121上的压板122、多个轴心线沿横向延伸的托辊123，钢板放置在托辊123上。压板122通过固定设置在座体121上的一对导柱1221实现上下滑动，所述的压板122一侧转动连接有一组被动压轮124，该压轮124位于托辊123的上方，所述的压轮124的下部具有凸出于底面且直径变小的凸台1241，该凸台1241在压轮124上形成台阶，当钢板4进给时，钢板4的侧边与凸台1241的外圆柱表面滚动摩擦接触，压轮124被动旋转，而压轮124的底面与钢板4边缘的上表面滑动摩擦接触，由于压板122弹性连接在座体121上，因此压轮124可以弹性地压在钢板4上，从而吸收铣削振动。

所述的座体121的上部螺纹连接有压力调节螺栓129，所述的压力调节螺栓129的下部与所述的压板122之间设置有弹簧128，通过旋紧或旋出压力调节螺栓129可以实现对压轮压力大小的调节。

为适应不同宽度规格的钢板加工要求，所述的减震压头12包括固定设置在所述的台座11上的底板120、转动连接在所述的底板120上的第一丝杆126，所述的座体121与所述的第一丝杆126螺纹配合连接，通过旋转第一丝杆126，可以改变座体121与底板120的相对位置，进而调节压轮的横向位置，使其适应更宽或者更窄的钢板。所述的底板120上开设有沿横向延伸的滑轨，所述的滑轨上滑动配合连接有托辊架125，所述的托辊架125上转动连接有多个轴心线相互平行托辊123，所述的托辊123位于所述的压轮122的内侧。所述的托辊123的轴心线沿横向延伸，所述的底板120上转动连接有第二丝杆127，所述的第二丝杆127与所述的托辊架125螺纹连接。调节第二丝杆127可以调节托辊架125的位置，从而使相对于座体121移动。调整好座体121位置以后，座体121就固定在底板120和台座11上，以便开始对钢板进行坡口加工。

为更稳定的保持钢带，减小铣削振动，各减震压头12上均包括两个所述的压轮122，两个所述的压轮122的轴心线沿纵向排列。

为防止钢板移动过程中走偏，所述的导向机构13包括至少一对转动设置在所述的工作台100上的导向辊132和至少一对导向轮131，一对导向辊132的轴心线上下排列且沿横向延伸，一对所述的导向辊132之间具有与钢板4厚度相等的间隙，一对导向轮131的轴心线横向排列且垂直于所述的钢板4所在的平面，且一对所述的导向轮131之间具有与钢板4宽度相等的距离，钢板分别在一对导向轮131和一对导向辊132之间穿过，并被上述成对设置的导向辊132和导向轮131导正。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。作为本发明的一种变换，本领域技术人员可以根据常规一些设计手段对本发明进行简化或改进，比如简化机架设计，将本发明的技术方案实施成为一种手持铣削设备；或者，对本发明公开的减速机、刀头等结构进行常规手段的替换或修改。因此凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种坡口铣削设备，用于对平板材料的侧边进行坡口加工，它包括：

工作台（100），用于装夹沿纵向连续向前进给的待加工钢板（4），所述的工作台（100）沿纵向延伸；

机架（200），架设在所述的工作台（100）上方，所述的机架（200）具有横向滑座（223），所述的横向滑座（223）上固定设置有电机（31）、与所述电机（31）传动连接的减速器（32）以及与所述减速器（32）传动连接的刀头（33）；

其特征在于：所述的刀头（33）包括刀具座（334）、与所述的减速器（32）传动连接的第一转轴（331）、与所述的第一转轴（331）传动连接的第三转轴（333），所述的刀具座（334）可转动地连接在所述的横向滑座（223）上，并且所述的刀具座（334）和横向滑座（223）之间设置有使两者相对止转的锁定机构，所述的第一转轴（331）通过皮带与所述的减速器（32）的输出轴传动连接，所述的刀具座（334）的转动轴心线与所述的第一转轴（331）的轴心线相重合，且平行于待加工钢板的侧边；所述的第三转轴（333）上同轴固定安装有铣刀。

2.根据权利要求1所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的工作台（100）上设置有用于压抵在钢板（4）表面上的一对减震压头（12），所述的横向滑座（223）上设置有一对所述的刀头（33），一对所述的刀头（33）沿纵向前后设置在所述的横向滑座（223）上，且一对所述的减震压头（12）分别设置在一对所述的刀头（33）的相对侧。

3.根据权利要求1所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的刀具座（334）内还转动设置有第二转轴（332）、转动座（335），所述的第三转轴（333）转动地设置在所述的转动座（335）内，所述的第二转轴（332）具有第二轴心线，所述的第三转轴（333）具有第三轴心线，所述的第三轴心线垂直于所述的第二轴心线。

4.根据权利要求3所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的第一转轴（331）和第二转轴（332）之间、所述的第二转轴（332）和第三转轴（333）之间均通过圆锥齿轮进行传动连接。

5.根据权利要求3所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的刀具座（334）上开设有弧形的第二滑槽（3342），所述的第二滑槽（3342）以所述的第二轴心线上的点为圆心，所述的转动座（335）上设置有多个滑动插接在所述的第二滑槽（3342）内的滑块（3351），所述的刀具座（334）上还转动设置有蜗杆（3343），所述的转动座（335）上设置有与所述的蜗杆（3343）相啮合的蜗轮（3352）。

6.根据权利要求1所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的机架（200）包括一对立柱（23）、顶梁（24）、能够升降地设置在所述的立柱（23）上的横梁（22），所述的顶梁（24）上设置有用于驱动所述的横梁（22）上下的升降机构，所述的横梁（22）包括横梁主体（222）、滑动设置在所述的横梁主体（222）上的横向滑座（223）以及用于驱动所述的横向滑座（223）沿横向移动的水平调节机构。

7.根据权利要求6所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的水平调节机构包括转动连接在所述的横梁主体（222）上的横向丝杆（27），所述的横向丝杆（27）与所述的横向滑座（223）螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的刀具座（334）上开设有多个定位孔，所述的锁定机构包括锁紧螺帽（2232）和固定连接在所述的横向滑座（223）上的螺栓（2231），所述的螺栓（2231）的端部穿过所述的刀具座（334）上的定位孔与锁紧螺帽（2232）螺纹配合，所述第一转轴（331）绕第一轴心线转动，多个所述的定位孔分布在以所述的第一轴心线上的点为圆心的同一个圆周上。

9.根据权利要求8所述的一种坡口铣削设备，其特征在于：所述的定位孔有3个，且相邻两个所述的定位孔相隔90度圆心角。