CN104384596B - 一种全自动导管管端切割装置 - Google Patents

Abstract

一种全自动导管管端切割装置，用于弯曲后导管管端余量去除的自动化装置，切管时管材不动，刀具在双电机驱动下沿直线导轨轴向运动的同时进行旋转运动完成管材切割。所述全自动导管管端切割装置包括：伺服电机(1)、直线导轨机构、刀具旋转驱动装置、管子自动夹紧机构(8)、工作台(10)、管子限位套(13)；所述直线导轨机构构成如下：滚珠丝杠(2)和直线导轨(3)；滚珠丝杠(2)安装在直线导轨(3)上，所述伺服电机(1)与滚珠丝杠(2)相连接，所述直线导轨(3)位于工作台(10)上；所述全自动导管管端切割装置电气结合，结构相对简单，操作方便。

Description

一种全自动导管管端切割装置

技术领域

本发明涉及切割装置的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种全自动导管管端切割装置。

背景技术

随着各行业的快速发展，对于管件的需求也在不断地增大，随之而来的是管件加工量的增长。目前的管材加工方法有砂轮切割、气割和锯割等方法，这些切割方式噪音大，粉尘污染严重，形成的导管端面质量、尺寸精度较差，同时容易造成管端出现椭圆现象，需经打磨后才能进入下道工序。还有的管材是在车床上进行车断加工，管件在高速度运转的情况下，因为管壁较薄、刚性较差，工作时因为管壁厚度不均匀，管材旋转就会产生偏心误差，产生的旋转离心力也很大，容易导致管材产生大幅度的振动，还会使管材和夹具发生挤压产生夹紧变形等现象，根本就不能达到所需要的加工精度。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的全自动导管管端切割装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动导管管端切割装置，用于弯曲后导管管端余量去除的自动化装置，切管时管材不动，刀具在双电机驱动下沿直线导轨轴向运动的同时进行旋转运动完成管材切割。

所述全自动导管管端切割装置包括：伺服电机1、直线导轨机构、刀具旋转驱动装置、管子自动夹紧机构8、工作台10、管子限位套13；所述直线导轨机构构成如下：滚珠丝杠2和直线导轨3；滚珠丝杠2通过轴承安装在直线导轨3的支座上，所述伺服电机1与滚珠丝杠2相连接，所述直线导轨3位于工作台10上；所述刀具旋转驱动装置构成如下：进刀座4、步进电机5、减速器6、支架7、刀具9、轴套11、连接件12；所述步进电机5与减速器6通过电机轴和导向键配合连接，利用螺栓固紧；减速器6的轴与轴套11内孔过盈配合连接，过盈量不小于0.02mm，两者利用导向键导向；所述刀具9与轴套11外径过盈配合连接，所述步进电机5、减速器6和轴套11通过连接件12固定连接在支架7上，所述支架7连接于进刀座4上，通过螺栓销子固紧，进刀座4位于直线导轨3上；管子限位套13套在管子14外侧，管子限位套13和管子自动夹紧机构8分别固定连接于工作台10上，所述管子限位套13的轴线与管子自动夹紧机构8的轴线同轴度公差不大于0.02mm。

所述管子自动夹紧机构8构成如下：气缸15、下支座16、下夹爪17、上夹爪18、上支座20和转接套22；工作时通过双气缸驱动上下夹爪夹紧被切管子。通过气缸调节夹紧力以防止夹伤管子。所述气缸15的数量为2个，所述转接套22的一端与上支座20相连接，具体通过螺纹相连，转接套22的另一端与下支座16间隙配合，所述下支座16套在气缸15外侧一端，气缸轴与下支座间隙配合，配合间隙在0.007至0.01mm；转接套22与气缸15相连接，具体通过螺纹相连，所述下支座16的上端和上支座20的下端均设置有T形凹槽结构，下夹爪17和上夹爪18均为V型结构，下夹爪17和上夹爪18的直径不同，通过更换不同尺寸的上下夹爪达到夹紧不同管径管子的目的。可以满足各种规格管子的夹紧要求，夹爪可以更换，下夹爪17和上夹爪18通过T形凹槽结构与下支座16和上支座20相连接。所述下支座16和下夹爪17固定在工作台10上，上夹爪和下夹爪位置上下对应，通过气缸的伸缩带动上夹爪上下运动，夹紧管子。该夹紧机构结构简单、紧凑，操作方便。

所述下夹爪17和上夹爪18均为齿式啮合结构，为使夹紧稳定精确，齿与凹槽结构采用H7/f7间隙配合。

所述转接套22通过夹套19与上支座20相连。

所述下夹爪17和上夹爪18与T形凹槽结构连接处设置有垫片21。起调整间隙和减震缓冲的作用，避免夹伤被切管子。

所述刀具9通过连接件12固紧在与轴套11上。

所述全自动导管管端切割装置的工作原理如下：伺服电机1驱动滚珠丝杠2旋转，滚珠丝杠2带动进刀座4和刀具组件沿直线导轨3作往返运动，运动过程中利用行程控制器控制刀具直线进给到指定的切管位置；利用滚珠丝杠和直线导轨驱动刀具进给可以提高传动效率和行程精度。利用另一组步进电机和减速器与切断刀采用轴键配合，驱动刀具作旋转运动；采用双气缸自对中式夹紧机构，其上装配有可更换的夹爪，夹爪设计为V形，可以满足各种规格管子的夹紧要求。由于采用双气缸双向夹紧，夹紧平稳，夹紧力可调，夹紧管子稳定性和可靠性好，省时省力效率高。管子限位机构采用套筒式限位块，实现管材定长切割，长度误差为±0.05mm，管材的可利用率提高了百分之三十左右。该装置电气结合，结构相对简单，操作方便，经应用后导管的端面质量、尺寸精度较好，取消了加工后的打磨工序，消除了加工过程的人为因素影响，提高管端加工精度等级及加工效率，降低工人的劳动强度。

所述全自动导管管端切割装置是管材静止状态下采用刀具旋转完成切割，安全性较高，节能效果好，噪音小；自动进刀系统进给迅速精确，自动夹料系统夹紧方便快捷，稳定性和可靠性好，可以实现自动夹料、进刀、送料、尺寸设置等功能，提升导管管端垂直度、圆度及粗糙度等加工精度，每分钟可切10～20次，切管长度精确度±0.05mm，切口光滑无毛边，提高生产效率，缩短了导管的生产周期。

所述全自动导管管端切割装置电气结合，结构相对简单，操作方便，已经成功应用于发动机多个规格导管的管端余量切割，导管端面一次成形，端面质量、尺寸精度较好，消除了加工过程中的人为因素影响，提高管端加工精度等级，降低工人的劳动强度。通过更换夹爪可以推广应用于各种材料各种管径的导管管端余量切割，开发前景广阔。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为全自动导管管端切割装置结构示意图；

图2为自对中式夹紧机构结构示意图；

图3为下夹爪结构示意图；

图4为下夹爪侧视图；

图5为上夹爪结构示意图；

图6为上夹爪侧视图；

图7是全自动导管管端切割装置应用示意图。

具体实施方式

实施例1

所述全自动导管管端切割装置包括：伺服电机1、直线导轨机构、刀具旋转驱动装置、管子自动夹紧机构8、工作台10、管子限位套13；所述直线导轨机构构成如下：滚珠丝杠2和直线导轨3；滚珠丝杠2通过轴承安装在直线导轨3的支座上，所述伺服电机1与滚珠丝杠2相连接，所述直线导轨3位于工作台10上；所述刀具旋转驱动装置构成如下：进刀座4、步进电机5、减速器6、支架7、刀具9、轴套11、连接件12；所述步进电机5与减速器6通过电机轴和导向键配合连接，利用螺栓固紧；减速器6的轴与轴套11内孔过盈配合连接，过盈量不小于0.02mm，两者利用导向键导向；所述刀具9与轴套11外径过盈配合连接，所述步进电机5、减速器6和轴套11通过连接件12固定连接在支架7上，所述支架7连接于进刀座4上，通过螺栓销子固紧，进刀座4位于直线导轨3上；管子限位套13套在管子14外侧，管子限位套13和管子自动夹紧机构8分别固定连接于工作台10上，所述管子限位套13的轴线与管子自动夹紧机构8的轴线同轴度公差不大于0.02mm。

所述管子自动夹紧机构8构成如下：气缸15、下支座16、下夹爪17、上夹爪18、上支座20和转接套22；工作时通过双气缸驱动上下夹爪夹紧被切管子。通过气缸调节夹紧力以防止夹伤管子。所述气缸15的数量为2个，所述转接套22的一端与上支座20相连接，具体通过螺纹相连，转接套22的另一端与下支座16间隙配合，所述下支座16套在气缸15外侧一端，气缸轴与下支座间隙配合，配合间隙在0.007至0.01mm；转接套22与气缸15相连接，具体通过螺纹相连，所述下支座16的上端和上支座20的下端均设置有T形凹槽结构，下夹爪17和上夹爪18均为V型结构，下夹爪17和上夹爪18的直径不同，通过更换不同尺寸的上下夹爪达到夹紧不同管径管子的目的。可以满足各种规格管子的夹紧要求，夹爪可以更换，下夹爪17和上夹爪18通过T形凹槽结构与下支座16和上支座20相连接。所述下支座16和下夹爪17固定在工作台10上，上夹爪和下夹爪位置上下对应，通过气缸的伸缩带动上夹爪上下运动，夹紧管子。该夹紧机构结构简单、紧凑，操作方便。

所述下夹爪17和上夹爪18均为齿式啮合结构，为使夹紧稳定精确，齿与凹槽结构采用H7/f7间隙配合。

所述转接套22通过夹套19与上支座20相连。

所述下夹爪17和上夹爪18与T形凹槽结构连接处设置有垫片21。起调整间隙和减震缓冲的作用，避免夹伤被切管子。

所述刀具9通过连接件12固紧在与轴套11上。

所述全自动导管管端切割装置的工作原理如下：伺服电机1驱动滚珠丝杠2旋转，滚珠丝杠2带动进刀座4和刀具组件沿直线导轨3作往返运动，运动过程中利用直线导轨3控制刀具直线进给到指定的切管位置；利用滚珠丝杠和直线导轨驱动刀具进给可以提高传动效率和行程精度。利用另一组步进电机和减速器与切断刀采用轴键配合，驱动刀具作旋转运动；采用双气缸自对中式夹紧机构，其上装配有可更换的夹爪，夹爪设计为V形，可以满足各种规格管子的夹紧要求。由于采用双气缸双向夹紧，夹紧平稳，夹紧力可调，夹紧管子稳定性和可靠性好，省时省力效率高。管子限位机构采用套筒式限位块，实现管材定长切割，长度误差为±0.05mm，管材的可利用率提高了百分之三十左右。该装置电气结合，结构相对简单，操作方便，经应用后导管的端面质量、尺寸精度较好，取消了加工后的打磨工序，消除了加工过程的人为因素影响，提高管端加工精度等级及加工效率，降低工人的劳动强度。

所述全自动导管管端切割装置是管材静止状态下采用刀具旋转完成切割，安全性较高，节能效果好，噪音小；自动进刀系统进给迅速精确，自动夹料系统夹紧方便快捷，稳定性和可靠性好，可以实现自动夹料、进刀、送料、尺寸设置等功能，提升导管管端垂直度、圆度及粗糙度等加工精度，每分钟可切10～20次，切管长度精确度±0.05mm，切口光滑无毛边，提高生产效率，缩短了导管的生产周期。

所述全自动导管管端切割装置电气结合，结构相对简单，操作方便，已经成功应用于发动机多个规格导管的管端余量切割，导管端面一次成形，端面质量、尺寸精度较好，消除了加工过程中的人为因素影响，提高管端加工精度等级，降低工人的劳动强度。通过更换夹爪可以推广应用于各种材料各种管径的导管管端余量切割，开发前景广阔。

实施例2

使用全自动导管管端切割装置前首先检查刀具是否完好，有打缺、裂纹时应更换。调节限位套13限位位置，将管子14待切端端面靠紧限位套13的内孔端面，打开管子自动夹紧机构(8)气源开关，夹紧汽缸运动，调整气缸将待切管子14夹紧在管子自动夹紧机构(8)上，按动伺服电机1脚踏开关，伺服电机1驱动刀具9沿直线导轨自动送进，利用直线导轨3控制器控制刀具进给距离，另一组步进电机5通过减速器驱动刀具9作旋转运动，刀具9进给到切管位置切断管子14，刀具沿直线导轨后退，停机，关闭自对中式夹紧机构气源开关，夹紧汽缸松开，此时便可将被切断管子14取下，被加工管子14的切割工作完成。

Claims (4)

1.一种全自动导管管端切割装置，其特征在于：所述全自动导管管端切割装置包括：伺服电机(1)、直线导轨机构、刀具旋转驱动装置、管子自动夹紧机构(8)、工作台(10)、管子限位套(13)；所述直线导轨机构构成如下：滚珠丝杠(2)和直线导轨(3)；滚珠丝杠(2)安装在直线导轨(3)上，所述伺服电机(1)与滚珠丝杠(2)相连接，所述直线导轨(3)位于工作台(10)上；所述刀具旋转驱动装置构成如下：进刀座(4)、步进电机(5)、减速器(6)、支架(7)、刀具(9)、轴套(11)、连接件(12)；所述步进电机(5)与减速器(6)配合连接，减速器(6)的轴与轴套(11)过盈配合连接，所述刀具(9)与轴套(11)过盈配合连接，所述电机(5)、减速器(6)和轴套(11)通过连接件(12)固定连接在支架(7)上，所述支架(7)连接于进刀座(4)上，进刀座(4)位于直线导轨(3)上；管子限位套(13)套在管子(14)外侧，管子限位套(13)和管子自动夹紧机构(8)分别固定连接于工作台(10)上，所述管子限位套(13)的轴线与管子自动夹紧机构(8)的轴线同轴度公差不大于0.02mm，所述管子自动夹紧机构(8)构成如下：气缸(15)、下支座(16)、下夹爪(17)、上夹爪(18)、上支座(20)和转接套(22)；所述气缸(15)的数量为2个，所述转接套(22)的一端与上支座(20)相连接，转接套(22)的另一端与下支座(16)间隙配合，所述下支座(16)套在气缸(15)外侧一端，转接套(22)与气缸(15)相连接，所述下支座(16)的上端和上支座(20)的下端均设置有T形凹槽结构，下夹爪(17)和上夹爪(18)均为V型结构，下夹爪(17)和上夹爪(18)通过T形凹槽结构与下支座(16)和上支座(20)相连接；所述下夹爪(17)和上夹爪(18)均为齿式啮合结构，齿与凹槽结构为H7/f7间隙配合。

2.按照权利要求1所述全自动导管管端切割装置，其特征在于：所述转接套(22)通过夹套(19)与上支座(20)相连。

3.按照权利要求2所述全自动导管管端切割装置，其特征在于：所述下夹爪(17)和上夹爪(18)与T形凹槽结构连接处设置有垫片(21)。

4.按照权利要求1－3之一所述全自动导管管端切割装置，其特征在于：所述刀具(9)通过连接件(12)固紧在轴套(11)上。