CN104148724A - 确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，包括工作台(1)、滚刀架、被剪钢带定位装置及控制系统，滚刀架通过导轨结构及滚刀架驱动机构安装在工作台(1)上；被剪钢带(2)通过钢带固定装置固定安装在工作台(1)上。采用上述技术方案，将钢带设计为不运动，刀架运动，既保证了剪切边缘的毛刺小，又避免了薄钢带在送料、收料过程中造成的大圆弧扭曲；通过一组齿轮齿条传动机构提供刀架剪切钢片和回位运动，保证了刀架的运行速度与滚剪的切向速度完全相同，提高了剪切质量；通过多个电磁铁，工作台面上均匀产生磁力，将被剪钢带平整的吸牢，保证在剪切过程中被剪钢带不会移动，提高了剪切质量。

Description

确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机

技术领域

本发明属于机械产品加工工艺的技术领域，涉及机械产品加工设备，更具体地说，本发明涉及一种确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机。

背景技术

近年来，随着国内外对于高速风洞的建设需求，具有风阻小、流场均匀，且由金属蜂窝状结构组成的通风窗口应用越来越多。这种蜂窝状通风窗被称为蜂窝窗。

如图5、图6和图7所示，蜂窝窗由外框23和蜂窝板24组成。

根据需要，这些窗口由尺寸不同的六角蜂窝状网格组成，网格材料为约0.1mm左右厚，13mm左右宽的软磁钢带或特殊的不锈钢带。网格尺寸的精度直接影响蜂窝板的产品质量。工装中的剪切、成形，焊接准确度，切割工序中出现的毛刺、缝隙、焊接飞溅等都将决定产品的性能。由于蜂窝板产品的精度要求高，因此必须使用专用高精度设备。

蜂窝板生产的工艺顺序为：

将软磁钢带剪切成标准宽度的窄钢带；

将窄钢带滚压成半蜂窝状的齿条；

将齿条整形并定长度切断；

将半蜂窝状齿条焊接成蜂窝板；

将蜂窝板切割到尺寸；

将蜂窝板装入边框并与其焊接。

蜂窝板的系列生产设备主要分为：钢带剪切、半蜂窝滚齿成型、半蜂窝齿条整形切断、蜂窝板焊接、蜂窝板切割和观察窗焊接成型等设备。

由于蜂窝板生产工艺的特殊性，国内国外均无此类产品生产设备的介绍。

生产用于确保强迫对流流场均匀的蜂窝板需要用的材料为厚度约0.1mm左右、宽度约13mm左右的软磁钢带或特种不锈钢带。这种尺寸的钢带没有成熟产品，只能用厚度0.1mm左右的宽钢带剪切而成。这种钢带的剪切具有以下特点和要求：

1、剪下的钢带剪切边缘的毛刺应越小越好；否则，将会影响产品性能；

2、剪出的钢带在宽度尺寸高度一致的前提下直线度要好，不能有大圆弧扭曲；否则，在蜂窝板成型阶段将会有局部高低不平，这样也会影响产品性能；

3、钢带的长度不要求太长，因为蜂窝板的最大长度在1m左右；而且，过长的钢带在使用过程中容易扭曲变形；因此，可以将宽钢带预先剪成长度1～2m的段，再进行13mm左右宽剪切。

剪切钢带通常有两种方法：平剪和滚剪。

平剪设备就是通用的剪板机。它是通过人工送料、限位制控制宽度尺寸、上下刀平行剪切而成。如果用它加工蜂窝板钢带，将会有两个缺点：

其一，蜂窝板钢带的厚度只有0.1mm左右，人工送料很难保证宽度尺寸精度，而且容易产生局部扭曲变形；

其二，同样由于材料的厚度过薄，平行刀口的剪切很难保证切口毛刺的最小化。

滚剪设备就是通用的滚剪机。它是通过上下滚刀的反向旋转连续剪切，滑差电机驱动收料成盘。如果用它加工蜂窝板钢带，也存在两个缺点：

其一，因为蜂窝板钢带的厚度只有0.1mm左右、宽度只有13mm左右，剪出的钢带抗拉伸和抗扭曲的能力都很差，普通的送料和收料机构极易产生剪出的钢带大圆弧扭曲。

其二，普通的滚剪机刀片和锁紧机构尺寸较大，调整不到13mm左右。

发明内容

本发明提供一种确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其目的是提高蜂窝板的产品质量和生产效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的蜂窝板钢带剪切机，包括工作台、滚刀架、被剪钢带定位装置及控制系统，所述的滚刀架通过导轨结构及滚刀架驱动机构安装在工作台上；所述的被剪钢带通过钢带固定装置固定安装在所述的工作台上。

所述的导轨结构为：在所述的工作台上设有直线导轨；在所述的滚刀架上设有导轨滑块；所述的滚刀架通所述的导轨滑块及直线导轨的配合，安装在工作台上。

所述的滚刀架设有主动轴和从动轴，所述的主动轴通过联轴器与减速电机的主轴连接；所述的减速电机的电路与所述的控制系统连接；所述的主动轴和从动轴上各设有一个滚刀驱动齿轮，且两个所述的滚刀驱动齿轮互相啮合；所述的主动轴和从动轴上均设有滚刀片，所述的滚刀片通过刀片夹盘分别固定在所述的主动轴和从动轴上。

所述的滚刀架驱动机构为：在所述的主动轴上设有刀架驱动齿轮；在所述的滚刀架上设有刀架驱动齿条；所述的刀架驱动齿轮与刀架驱动齿条互相啮合。

所述的钢带固定装置是在所述的工作台的台面设置多个电磁铁，所述的电磁铁通过电路与所述的控制系统连接。

所述的被剪钢带定位装置为：在所述的滚刀架上设置定位托板。

在所述的工作台的台面的滚刀架运行方向设置两个位置传感器，其位置分别设在滚刀片的刀口起始位置及与刀口起始位置相距被剪钢带长度的位置。

本发明采用上述技术方案，改变了现有滚剪设备送料、收料机理，将钢带设计为不运动，刀架运动，既保证了剪切边缘的毛刺小，又避免了薄钢带在送料、收料过程中造成的大圆弧扭曲；通过一组齿轮齿条传动机构提供刀架剪切钢片和回位运动，保证了刀架的运行速度与滚剪的切向速度完全相同，提高了剪切质量；通过多个电磁铁，工作台面上均匀产生磁力，将被剪钢带平整的吸牢，保证在剪切过程中被剪钢带不会移动，提高了剪切质量；在刀架完成剪切工作回位后，系统给电磁铁断电，便于操作者送料；通过位置传感器，提供系统控制刀架剪切到位和回位到位信号，可以方便地调整钢片剪切长度，结构简单、使用调整方便；可以根据需要，通过在两根轴的输出端增减刀片和刀片夹盘的数量，以达到适当增加或减少一次性剪片数量的目的。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示结构的左视图。

图3为图1所示结构的俯视图。

图4为图1所示刀架部分的结构图

图5为蜂窝窗的正面视图；

图6为图5所示结构的俯视图；

图7为蜂窝结构局部放大的视图。

图中标记为：

1、工作台，2、被剪钢带，3、电磁铁，4、定位托板，5、直线导轨，6、导轨滑块，7、刀架驱动齿条，8、刀片夹盘，9、滚刀片，10、锁紧片，11、限位环，12、主动轴，13、从动轴，14、轴承，15、滚刀驱动齿轮，16、刀架驱动齿轮，17、锁紧螺母，18、联轴器，19、电机安装板，20、减速电机，21、刀架外壳，22、位置传感器，23、外框，24、蜂窝板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

通过对现有技术的分析，提出本发明的改进要求：

1、利用滚剪原理，设计新设备，确保剪切边缘的毛刺小或无毛刺；

2、利用蜂窝板钢带的长度不要求太长的特点，改变送料方式，保证剪出的钢带没有大圆弧扭曲。

所以本发明采用钢带不运动、剪切刀具自动进给的滚剪设备，将有效提高蜂窝板产品的质量和效率。

如图1至图4所示的结构，是本发明的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其基本结构包括工作台1、滚刀架、被剪钢带定位装置及控制系统。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高蜂窝板的产品质量和生产效率的发明目的，本发明采取的具体技术方案为：

如图1至图4所示，本发明的蜂窝板钢带剪切机，其中，所述的滚刀架通过导轨结构及滚刀架驱动机构安装在工作台1上；所述的被剪钢带2通过钢带固定装置固定安装在所述的工作台1上。

所述的导轨结构为：在所述的工作台1上设有直线导轨5；在所述的滚刀架上设有导轨滑块6；所述的滚刀架通所述的导轨滑块6及直线导轨5的配合，安装在工作台1上。

所述的滚刀架设有主动轴12和从动轴13，所述的主动轴12通过联轴器18与减速电机20的主轴连接；所述的减速电机20的电路与所述的控制系统连接；所述的主动轴12和从动轴13上各设有一个滚刀驱动齿轮15，且两个所述的滚刀驱动齿轮15互相啮合；所述的主动轴12和从动轴13上均设有滚刀片9，所述的滚刀片9通过刀片夹盘8分别固定在所述的主动轴12和从动轴13上。

所述的滚刀架驱动机构为：在所述的主动轴12上设有刀架驱动齿轮16；在所述的滚刀架上设有刀架驱动齿条7；所述的刀架驱动齿轮16与刀架驱动齿条7互相啮合。

采用以上技术方案带来的效果是：

1、改变了现有技术中滚剪设备送料、收料机理，将钢带设计为不运动，而刀架运动，既保证了剪切边缘的毛刺小，又避免了薄钢带在送料、收料过程中造成的大圆弧扭曲；

2、通过一组齿轮齿条传动机构，提供刀架剪切钢片和回位运动；齿轮齿条的啮合参数与提供刀片滚剪的齿轮组啮合参数完全相同，保证了刀架的运行速度与滚剪的切向速度完全相同，提高了剪切质量；

3、可以根据需要，通过在两根轴的输出端增减刀片和刀片夹盘的数量，以达到适当增加或减少一次性剪片数量的目的。

所述的钢带固定装置是在所述的工作台1的台面设置多个电磁铁3，所述的电磁铁3通过电路与所述的控制系统连接。

在放置被剪钢带的工作台面上设计了多个电磁铁；在剪切开始前系统会给电磁铁通电，在桌面均匀产生磁力，将被剪钢带平整的吸牢，保证在剪切过程中被剪钢带不会移动，提高了剪切质量。在刀架完成剪切工作回位后，系统给电磁铁断电，便于操作者送料。

所述的被剪钢带定位装置为：在所述的滚刀架上设置定位托板4。

定位托板4用于支撑钢带，并对钢带进行定位。

在所述的工作台1的台面的滚刀架运行方向设置两个位置传感器22，其位置分别设在滚刀片的刀口起始位置及与刀口起始位置相距被剪钢带2长度的位置。

在工作台面的刀架运行方向上设计了前后两个位置传感器，提供系统控制刀架剪切到位和回位到位信号；其中，刀架剪切到位传感器可以在台面的腰形槽内移动装配，可以方便的调整钢片剪切长度；结构简单、使用调整方便。

本发明中的刀架组件的装配与调整：

在主动轴12和从动轴13上分别装入一个滚刀驱动齿轮15后，再从两边分别装入三个轴承14。将装好的两个轴组件装入刀架外壳21，并用四个端盖从两边将两个轴组件固定。

在主动轴12的尾端装入刀架驱动齿轮16，并用锁紧螺母17锁紧，随后装入联轴器18。将减速电机20与电机安装板19连接后，装入联轴器18的另一端，并将电机安装板19固定安装在刀架外壳21上。

在两个限位环11的内孔槽内分别装入四个锁紧片10。锁紧片10的形状为四分之一圆环，四个锁紧片10可以拼接成连接有缝的圆环，每个锁紧片10的位置对应限位环11上有一个用于锁紧的螺孔。

上述结构的工作原理是：

当限位环11在主动轴12或从动轴13上锁紧时，限位环11表面的四个螺钉的受力点分别在四个锁紧片10上，然后再由四个锁紧片10锁紧主动轴12或从动轴13，避免了轴面损坏；

将装好的两个限位环11分别套入主动轴12和从动轴13的前端，然后再在两轴上分别套入一个滚刀片9和刀片夹盘8，并在刀片夹盘8侧面用三个螺钉将滚刀片9夹紧在限位环11上；

这时，先将主动轴12和从动轴13上的两个滚刀片9间的间隙调整合适后，再分别锁紧限位环11上的四个螺钉。此时，第一组刀片已固定在主动轴12和从动轴13上了。如果需要多组刀片同时剪切，只需按同样方式分别再向两轴套入滚刀片9和刀片夹盘8并锁紧即可。

最后，在刀架外壳21的底部安装四个导轨滑块6，就完成了刀架组件。

本发明的装配与调整过程是：

在工作台1的台面上装入数个电磁铁3，并将电磁铁3平面与工作台1的台面调平；然后在工作台1的台面上装入两根直线导轨5和刀架驱动齿条7，将前面已装好的刀架组件底部四个导轨滑块6套入两根直线导轨5；滑动刀架组件同时调整锁紧直线导轨5和导轨滑块6至无阻力为止；再在工作台1的台面右侧装入刀架驱动齿条7，调整齿条7与直线导轨5平行并锁紧。

在刀架外壳21上装入定位托板4，放上一张被剪钢带2作为模板，调整定位托板4位置，使剪口位置合适并使限位边与刀片口垂直。

最后，在工作台1的台面上装入两个位置传感器22。在控制系统通电的前提下，调整两个位置传感器22位置。下端的位置传感器22以刀口起始位置为准，上端位置传感器22以被剪钢带2长度为准。在使用过程中，上端位置传感器22可以根据被剪钢带2长度的变化不断调整位置。

本发明的的工作原理及操作方法：

当被剪钢带2放入工作台1的台面后，人工将其边缘靠在定位托板4的限位边上。此时，被剪钢带2的边缘与剪料方向是平行的。

按下启动开关；剪切开始前，系统会给电磁铁3通电，在台面均匀产生磁力，将被剪钢带2平整的吸牢；接着，减速电机20顺时针旋转开始工作；减速电机20通过联轴器18带动主动轴12转动；主动轴12上的滚刀驱动齿轮15与从动轴13上的滚刀驱动齿轮15啮合，带动从动轴13逆时针旋转；由此，两轴前端的刀片成滚剪功能；

在主动轴12的后端装有刀架驱动齿轮16，在滚剪功能形成的同时，刀架驱动齿轮16与刀架驱动齿条7啮合，带动整个刀架向前稳定移动；由于刀架驱动齿轮16和刀架驱动齿条7的啮合参数与滚刀驱动齿轮15的啮合参数完全相同，保证了刀架的运行速度与滚剪的切向速度完全相同，这样就使被剪钢带2的剪切边缘达到最理想的效果；

当滚剪到位后，位置传感器22收到信号并报告控制系统。控制系统控制减速电机20反转；刀架在刀架驱动齿轮16和刀架驱动齿条7的啮合下向回移动；

移动到原始位置时，位置传感器22收到信号，控制系统关闭减速电机20，然后切断电磁铁3电源；

完成剪片并处于等待状态。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，包括工作台(1)、滚刀架、被剪钢带定位装置及控制系统，其特征在于：所述的滚刀架通过导轨结构及滚刀架驱动机构安装在工作台(1)上；所述的被剪钢带(2)通过钢带固定装置固定安装在所述的工作台(1)上。

2.按照权利要求1所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：所述的导轨结构为：在所述的工作台(1)上设有直线导轨(5)；在所述的滚刀架上设有导轨滑块(6)；所述的滚刀架通所述的导轨滑块(6)及直线导轨(5)的配合，安装在工作台(1)上。

3.按照权利要求1所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：所述的滚刀架设有主动轴(12)和从动轴(13)，所述的主动轴(12)通过联轴器(18)与减速电机(20)的主轴连接；所述的减速电机(20)的电路与所述的控制系统连接；所述的主动轴(12)和从动轴(13)上各设有一个滚刀驱动齿轮(15)，且两个所述的滚刀驱动齿轮(15)互相啮合；所述的主动轴(12)和从动轴(13)上均设有滚刀片(9)，所述的滚刀片(9)通过刀片夹盘(8)分别固定在所述的主动轴(12)和从动轴(13)上。

4.按照权利要求3所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：所述的滚刀架驱动机构为：在所述的主动轴(12)上设有刀架驱动齿轮(16)；在所述的滚刀架上设有刀架驱动齿条(7)；所述的刀架驱动齿轮(16)与刀架驱动齿条(7)互相啮合。

5.按照权利要求1所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：所述的钢带固定装置是在所述的工作台(1)的台面设置多个电磁铁(3)，所述的电磁铁(3)通过电路与所述的控制系统连接。

6.按照权利要求1所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：所述的被剪钢带定位装置为：在所述的滚刀架上设置定位托板(4)。

7.按照权利要求1所述的确保强迫对流流场均匀的蜂窝板钢带剪切机，其特征在于：在所述的工作台(1)的台面的滚刀架运行方向设置两个位置传感器(22)，其位置分别设在滚刀片的刀口起始位置及与刀口起始位置相距被剪钢带(2)长度的位置。