CN104607709B - 金属板切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属板切割装置，其特征在于，所述金属板切割装置包括：底座部，在其上表面竖直放置有金属板；第一框架部，其在所述底座部的上表面以竖直方向被支撑；及切割部，其可沿着所述第一框架部向竖直方向移动，其中，所述切割部包括锯齿部，对于所述锯齿部，在旋转轴位于所述金属板的右侧的情况下，以顺时针方向旋转而切割所述金属板；在旋转轴位于所述金属板的左侧的情况下，以逆时针方向旋转而切割所述金属板，并提供一种在金属板的切割面不会产生切割毛刺，而且无需进行二次加工的金属板切割装置。

Description

金属板切割装置

技术领域

本发明涉及一种金属板切割装置(Device for cutting metal plate)，更详细地，涉及一种通过切割竖直放置的金属板而容易实现切割过程的金属板切割装置。

背景技术

在现有技术中，在切割金属板，尤其在切割厚板的情况下使用气焊焊炬(gastorch)进行切割。此时，利用气焊焊炬来切割金属板的情况下，切割金属板的原理如下：被气焊焊炬加热的金属板与氧气发生氧化反应，并且在被氧化反应热加热的部分生成金属熔融部，该金属熔融部因重力而流向下侧，使得在金属板之间形成缝隙，从而实现切割金属板。

在该情况下，流向下侧的被熔融的金属，凝结在切割面的下部及金属板的下部表面和边缘部，从而形成称为“切割毛刺”的部位。这种现象不仅在气焊焊炬时发生，也在等离子及激光切割、或布朗气切割时均发生，是在利用使待切割的材料的切割部位熔融而产生的缝隙来实现切割的方式中均存在的现象。

但是，“切割毛刺”存在于已切割的金属板的情况下，“切割毛刺”本身就对金属板的形状产生不良影响，而且当金属板在之后以如船舶、钢管、或构造物等特别的用途为目的进行焊接或其他的加工时，可能会存在对最终产品的形状和结构造成不良影响的可能。为解决这种问题，可以考虑通过二次加工工艺来去除形成有“切割毛刺”的金属板的切割面，但这样不仅会消耗时间及成本，而且即使通过这种二次加工工艺也无法完全去除“切割毛刺”。

发明内容

发明要解决的课题

本发明提供一种在切割金属板时不产生“切割毛刺”，从而提高金属板切割面的质量的金属板切割装置。

解决课题的方法

本发明的实施例的金属板切割装置包括：底座部，在其上表面竖直放置有金属板；第一框架部，其在所述底座部的上表面以竖直方向被支撑；及切割部，其可沿着所述第一框架部向竖直方向移动，其中，所述切割部包括锯齿部，对于所述锯齿部，在旋转轴位于所述金属板的右侧的情况下，以顺时针方向旋转而切割所述金属板；在旋转轴位于所述金属板的左侧的情况下，以逆时针方向旋转而切割所述金属板。

此处，所述切割部可沿着所述第一框架部向竖直向下方向移动，并可使所述锯齿部旋转，从而切割所述金属板。

另外，可进一步包括用于使所述切割部移动的第一驱动部，及用于使所述锯齿部旋转的第二驱动部。

另外，所述第一框架部可包括螺杆部，随着所述第一驱动部使所述螺杆部旋转，连接于所述螺杆部的所述切割部可进行移动。

另外，可进一步包括第二框架部，所述第二框架部在相对于所述金属板与所述第一框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置，并且可朝向接近或远离所述金属板的一面的方向移动。

另外，所述底座部可以具备第一导向部，所述第一导向部用于引导所述第二框架部的移动。

另外，在所述锯齿部旋转而切割所述金属板时，所述第二框架部可以紧贴于所述金属板的一面。

另外，可进一步包括第三框架部，所述第三框架部在相对于所述金属板与所述第二框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置，并且紧贴于所述金属板的另一面而支撑所述金属板。

另外，所述第一框架部及所述第三框架部的下侧由所述底座部固定支撑，所述金属板切割装置可进一步包括上方框架部，所述上方框架部用于固定支撑所述第一框架部及所述第三框架部的上侧。

另外，在所述第三框架部形成有第二导向部，所述切割部通过所述第二导向部向竖直方向引导。

另外，进一步包括分隔部，所述分隔部设置在所述切割部的移动方向的相反侧，并且用于在所述切割部经过所述金属板后，使所述金属板的切割面之间分隔规定距离。

另外，所述分隔部可包括：楔子部，其插入在所述金属板的切割面之间；及第三驱动部，其用于使所述楔子部移动，其中，若所述切割部移动规定距离，则所述第三驱动部使所述楔子部插入到所述金属板的切割面之间。

另外，所述底座部可包括主体部和支撑部，所述支撑部设置在所述主体部并用于支撑所述金属板。

另外，所述支撑部可包括：支撑辊，其用于使所述金属板移动至切割位置；及上升部，若所述金属板位于所述切割位置，则所述上升部以是所述金属板从所述支撑辊分隔规定高度而支撑所述金属板。

另外，可进一步包括：第四框架部，其在相对于所述金属板与所述第一框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置；及回收部，其沿着所述第四框架部竖直移动至与所述切割部相对应的位置，并用于回收由所述锯齿部的切割产生的所述金属板的碎屑。

下文中，将参照附图进行详细说明，从而进一步明确本发明的特征及优点。

在此，首先应注意本说明书及权利要求中所使用的术语或单词不可理解为词典定义的含义，而是从发明者为了以最佳方式说明其发明时可适当地定义术语的概念的原则来解释，应理解为符合本发明的技术构思的含义及概念。

发明的效果

根据本发明的金属板切割装置，使用包括旋转的锯齿部的切割部来切割金属板，因此不会形成“切割毛刺”，从而金属板的切割面的质量得到提高，并且无需进行二次加工工艺，因此能够减少成本及时间。

附图说明

图1是示出从正面看本发明一实施例的金属板切割装置的示意剖视图。

图2是示出从侧面看图1所示的金属板切割装置的示意剖视图。

图3是示出图1所示的金属板切割装置的第二框架部和底座部的第一导向部的立体图。

图4是示出图1所示的金属板切割装置的锯齿部切割金属板时的状态的立体图。

图5及图6是用于与图1所示的金属板切割装置进行比较的图。

图7及图8是示意性地示出在图1所示的金属板切割装置的锯齿部切割金属板的过程中所施加的力的分布的图。

图9是示出图1所示的金属板切割装置的切割速度的图表。

图10是示出通过气焊焊炬切割的金属板的切割面的照片。

图11是示出图1所示的通过金属板切割装置切割的金属板的切割面的照片。

附图标记说明

110：底座部

112：支撑部

120：进出部

130：固定部

140：第一框架部

150：第一驱动部

160：切割部

161：锯齿部

164：旋转轴

167：第二驱动部

170：分隔部

180：第二框架部

181：第三框架部

182：上方框架部

190：第四框架部

191：回收部

200：金属板

210：切割面

具体实施方式

通过与附图相关的下文中的详细说明和实施例，能够更加明确本发明的目的、特定优点、及新颖性特征。应注意，本说明书中对各附图的构成要素标注附图标记时，在不同附图里的相同构成要素尽可能标注了相同的附图标记。另外，说明本发明时，认为对于相关的现有技术的具体说明会使本发明的要点不清楚的情况下，将省略其详细说明。

下面，参照附图，详细说明本发明的实施例。

图1是示出从正面看本发明一实施例的金属板切割装置100的示意剖视图，图2是示出从侧面看图1所示的金属板切割装置100的示意剖视图。下面，参照图1、图2，对本实施例的金属板切割装置100进行说明。此处，为了便于说明，仅示出图2所示的金属板切割装置100的部分构成要素。

如图1及图2所示，本实施例的金属板切割装置100包括底座部110、第一框架部140、及切割部160，并且能够以竖直方向切割金属板200。

底座部110是用于在其上表面支撑竖直放置的金属板200的构件，是成为金属板切割装置100的基底的部分。

此处，底座部110可以包括平板形状的主体部111和支撑部112，支撑部112设置于主体部111，用于支撑竖直放置的金属板200。此时，支撑部112可包括：支撑辊112a(参照图2)，其用于使金属板200移动至切割位置，或在切割过程结束时能够使金属板200容易脱离切割位置；上升部112b(参照图2)，其在金属板200移动至切割位置时，使金属板200从支撑辊112a上升规定高度，从而稳定地支撑金属板200。另外，对于上升部112b而言，若切割过程结束，则使金属板200下降至原位，从而能够使已切割的金属板200从金属板切割装置100中导出。此时，支撑辊112a可以以辊子的方式形成，上升部112b例如可以以包括汽缸的方式形成，由此可以使金属板200上升。

另外，本实施例的金属板切割装置100进一步包括进出部120(参照图2)及固定部130(参照图2)。具体而言，使金属板200在切割位置出入时，进出部120可以夹住金属板200而移动至切割位置。此时，在金属板200进出时，上升部112b处于下降的状态，通过旋转支撑辊112a而容易使金属板200移动。另外，固定部130是用于当金属板200位于切割位置且上升部112b已上升时，固定竖直放置的金属板200而使其不会倒下的构件，若切割工艺结束，则可以解除对金属板200的固定。

第一框架部140是向竖直方向延伸并被支撑在底座部110的上表面的构件。

此处，第一框架部140可以被设置有金属板200的底座部110的上表面支撑，并且可以引导切割部160的移动并支撑切割部160。另外，第一框架部140可以包括在外表面形成有螺纹的螺杆部143，用于使这种螺杆部143旋转的例如马达类的第一驱动部150，可以与第一框架部140相邻设置。例如，若使第一驱动部150驱动，则螺杆部143发生旋转，由此与螺杆部143螺纹连接的切割部160可沿着第一框架部140向竖直向下方向移动。但是，本发明不限定于此，第一驱动部150例如也可以采用油压汽缸，直接使切割部160移动，而第一框架部140可以只发挥引导切割部160的作用。另外，第一驱动部150也可以使额外的传送轨道例如传送带等分体式传送轨道驱动，此时，可使与传送轨道连接的切割部160进行移动。此处，第一驱动部150使传送轨道驱动而使切割部160移动的结构，可适用于金属板200的长度相对较长的情况。

切割部160是沿着第一框架部140向竖直方向移动并切割金属板200的构件。

此处，切割部160可以沿着第一框架部140移动，由此可以与需切割金属板200的部位相对应地进行移动。因此，切割部160沿着第一框架部140移动，并且以与第一框架部140平行的方向切割金属板200。此时，用于移动切割部160的构件可以是如上所述的第一驱动部150，切割部160可以通过第一驱动部150的驱动，朝向竖直向下方向移动。

另外，切割部160作为用于直接切割金属板200的构件，可以包括锯齿部161。此时，锯齿部161可以呈具有多个锯齿165的圆板形状，例如可以受到类似马达的第二驱动部167的驱动力而旋转，从而切割金属板200。另外，切割部160沿着第一框架部140竖直移动，从而使锯齿部161旋转而切割金属板200，因此，即使金属板200的长度很长，也能容易切割金属板200。另外，锯齿部161可以进一步具有衬垫部162，衬垫部162可以使锯齿部161在切割金属板200时不会左右摆动。另外，在锯齿部161处可以形成有散热孔，这种散热孔可以将在锯齿部161的切割过程中由于摩擦产生的热量排除到外部，从而减小施加在锯齿部161的应力。另一方面，在第二驱动部167与锯齿部161之间可具有驱动力传递部163，驱动力传递部163可以适当地减少第二驱动部167的驱动力而传递到锯齿部161。

另外，锯齿部161可根据旋转轴164相对于金属板200位于哪一侧而确定其旋转方向。具体而言，若锯齿部161的旋转轴164位于金属板200的右侧，则锯齿部161可以以顺时针方向旋转(参照图1)；若旋转轴164位于金属板200的左侧，则锯齿部161可以以逆时针方向旋转。对此，参照下面的图5至图8，进行具体说明。

另外，本实施例的金属板切割装置100进一步包括第二框架部180、第三框架部181、第四框架部190、回收部191、上方框架部182、或分隔部170。下面，参照图1至图4，进行具体说明，其中图3是示出图1所示的金属板切割装置100的第二框架部180和底座部110的第一导向部113的立体图，图4是示出图1所示的金属板切割装置100的锯齿部161切割金属板200时的状态的立体图。

如图1所示，第二框架部180可与第一框架部140相同地，向竖直方向延伸而设置。但是，第二框架部180与第一框架部140不同之处在于，第二框架部并不是固定在底座部110处，而是相对于底座部110可进行移动。具体而言，第二框架部180位于相对于金属板200与第一框架部140成相反侧的那一侧，并可以朝向接近或远离金属板200的一面的方向移动。此时，如图3所示，在底座部110可形成有第一导向部113，以使第二框架部180可稳定地移动，由此，第二框架部180可沿着底座部110的第一导向部113朝向接近或远离金属板200的方向移动。此处，以可移动的方式构成第二框架部180的理由是为了能够稳定地支撑竖直放置的金属板200，在进行切割工艺时，即在锯齿部161旋转而切割金属板200时，第二框架部180紧贴于金属板200的一面并支撑金属板200，在切割工艺结束后，第二框架部180朝向远离金属板200的一面的方向移动，以使金属板200可以容易排出。此时，可以改变第二框架部180所移动的距离，由此，即使金属板200的厚度发生改变，也能够将第二框架部180稳定地紧贴在金属板200的一面。另外，第二框架部180的移动可以通过以油压工作的额外的驱动部进行。

另外，如图1所示，第三框架部181与第一框架部140及第二框架部180相同地，向竖直方向延伸而设置在底座部110的上表面。此时，第三框架部181位于相对于金属板200与第二框架部180成相反侧的那一侧，以可以支撑金属板200的另一面。另外，第二框架部180以可移动的方式构成，因此无需使第三框架部181必须可进行移动，可以固定在底座部110处。此时，第三框架部181支撑竖直放置有第三框架部181的金属板200的另一面，因此在进行切割工艺时具有稳定性。

另外，第三框架部181在与第一框架部140相同的方向(在附图中为金属板的右侧)上位于金属板200与第一框架部140之间，切割部160可以靠近第三框架部181的方式向竖直方向移动。从而，为了更稳定地传送切割部160，可使切割部160不仅被第一框架部140引导，还被第三框架部181引导。

在该情况下，切割部160是两点支撑的，因此，即使设置有相对较重的锯齿部161也能够顺利地传送切割部160。此时，第二导向部可以以与底座部110的第一导向部113相似的形状(突出结构)或相反的形状(凹陷结构)形成在第三框架部181处，由此，通过所述第二导向部的引导，切割部160能够被更加稳定地支撑的情况下朝向竖直方向移动。

另外，如图1所示，第四框架部190在与第二框架部180相同的方向上向竖直方向延伸而设置在底座部110处，可以位于以第二框架部180为基准与金属板200成相反侧的那一侧。此处，回收部191以可移动的方式连接在第四框架部190处，由此，第四框架部190可以与第一框架部140相同地包括螺杆部或驱动部等。此时，在第四框架部190中，可使回收部191以对应于沿着第一框架部140移动的切割部160的速度及位置，由此，切割部160和回收部191可以位于相对应的高度。因此，能够及时回收切割部160的锯齿部161切割金属板200时产生的碎屑166，从而能够解决碎屑166侵入到金属板切割装置100的其他部件中的问题。

另外，如图1所示，上方框架部182是用于稳定地支撑第一框架部140、第二框架部180、第三框架部181、及第四框架部190的构件。具体而言，第一框架部140至第四框架部190的一侧被底座部110支撑，而另一侧被上方框架部182支撑。此时，在上方框架部182处可形成有与底座部110的第一导向部113相对应的导向部，由此，可使第二框架部180在上侧和下侧均被引导，从而稳定地接近或远离金属板200而移动。

另外，如图4所示，锯齿部161向竖直方向移动并旋转而切割金属板200的情况下，在锯齿部161的顶端方向的金属板200处产生拉伸力，而在锯齿部161的后端方向的金属板200处产生压缩力。因此，锯齿部161可能会被夹在金属板200的切割面210之间，在该情况下，可能会对用于传送切割部160的第一驱动部150或用于旋转锯齿部161的第二驱动部167造成负担。

为了解决这种问题，如图1所示，本实施例的金属板切割装置100进一步包括用于使金属板200的切割面210之间分隔规定距离的分隔部170。此处，分隔部170可以设置在切割部160的移动方向的相反侧，即设置在图1中的上侧，并且可以在切割部160经过后开始工作而使金属板200的切割面210之间分隔。另外，分隔部170可包括楔子部171和第三驱动部172，若切割部160移动规定距离后第三驱动部172开始工作，则楔子部171可向与切割部160的移动方向相同的方向移动，从而插入到切割面210之间(参照图2)。

此时，楔子部171以随着朝向端部锥形化的方式形成，以使楔子部171容易插入到切割面210之间，若楔子部171插入到切割面210之间，则金属板200的切割面210之间分隔一定间隔，从而切割部160能够容易地切割剩余的金属板200。

此时，用于使楔子部171工作的第三驱动部172可以以手动方式实现，也可以包括额外的控制部来检测切割部160的移动，从而可以在切割部160经过后使第三驱动部172开始工作。

图5及图6是用于与图1所示的金属板切割装置100进行比较的图，图7及图8是示意性地示出图1所示的金属板切割装置100的锯齿部161切割金属板200的过程中所施加的力的分布的图。下面，参照图5至图8，进一步具体说明本实施例的金属板切割装置100的锯齿部161。

如图5及图6所示，锯齿部10的旋转轴11比金属板20更靠向下方而设置，锯齿部10向右侧移动并以顺时针方向旋转的情况下，传送力与切割力的合力的方向可以为从锯齿部10推出金属板200的方向。即，从如图5所示咬合在金属板20的锯齿12的方面，和如图6所示脱离金属板20的锯齿13的方面来看，所有合力的方向在附图中均具有朝向右侧方向的成分，因此可以产生从锯齿部10推出金属板20的斥力。从而，不能有效地进行切割过程，可能导致锯齿部10空转。

但是，如图7及图8所示，本实施例的金属板切割装置100的情况下，可在竖直切割金属板200的情况下，适当地考虑锯齿部161的旋转轴164的位置和旋转方向，从而使得在锯齿部161与金属板200之间不产生斥力。具体而言，如图7所示，从咬合于金属板200的锯齿165a的方面来看，切割力和传送力的合力的方向为水平方向，因此，金属板200不会被推出；如图8所示，从离开金属板200的锯齿165b的方面来看，合力的方向可以为拉引金属板200的方向。即，这样反而会在金属板200与锯齿部161之间产生拉伸力，从而使金属板200被顺利切割而不会被推出。此时，碎屑166通过自由落体向下侧方向下落，因此可适当地设置回收部191来回收。

可知，如本实施例，锯齿部161的旋转方向和旋转轴164的位置设定是重要因素，具体而言，若锯齿部161的旋转轴164位于金属板200的右侧，则锯齿部161可向顺时针方向旋转；若旋转轴164位于金属板200的左侧，则锯齿部161可向逆时针方向旋转。另外，切割部160的移动方向可以为重力方向即竖直向下方向，以使对第一驱动部150不造成负担。

图9是示出图1所示的金属板切割装置100的切割速度的图表，图10是示出通过气焊焊炬切割的金属板的切割面的照片，图11是示出图1所示的通过金属板切割装置100切割的金属板的切割面的照片。下面，参照图9-11，进一步具体说明本实施例的金属板切割装置100。

图9是对具有强度为400MPa、切割长度为1200mm、厚度为200mm的金属板进行实际测试的结果，利用气焊焊炬的情况下，切割速度仅为约150mm/min，但是当利用本实施例中的金属板切割装置100时，切割速度达到约350mm/min，与利用气焊焊炬的情况相比快2倍以上。此时，在上述结果中，是使金属板切割装置100的锯齿部利用圆形形成的情况，在利用带形形成的情况下，切割速度是30-40mm/min，得出了切割速度非常慢的结果，因此，锯齿部优选以圆形形成。另外，如图10所示，利用气焊焊炬的情况下，存在“切割毛刺”而导致金属板的切割面不平滑；但如图11所示，在利用金属板切割装置100的情况下，能够得到非常平滑的金属板的切割面。此时，通过进行测试，利用气焊焊炬的情况下，出现2-3mm的数值偏差，但利用金属板切割装置100的情况下，出现0.02-0.04mm这一非常小的数值偏差。从而，本实施例的情况下，金属板切割面非常平滑，因此不需要额外的二次加工工艺，从而，能够减少成本及时间。

上文中，通过具体的实施例详细说明了本发明，但这是为了具体说明本发明，本发明的金属板切割装置并不限定于此，应理解在不脱离本发明的技术构思的范围内本领域中具有普通知识的技术人员能够进行变形或改良。

本发明的简单的变形及变更均属于本发明的范围，本发明的具体保护范围应由权利要求书确定。

Claims (12)

1.一种金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置包括：

底座部，在其上表面竖直放置有金属板；

第一框架部，其在所述底座部的上表面以竖直方向被支撑；及

切割部，其可沿着所述第一框架部向竖直方向移动，其中，

所述切割部包括锯齿部，对于所述锯齿部，在旋转轴位于所述金属板的右侧的情况下，以顺时针方向旋转而切割所述金属板；在所述旋转轴位于所述金属板的左侧的情况下；以逆时针方向旋转而切割所述金属板，

所述切割部沿着所述第一框架部向竖直向下方向移动，并使所述锯齿部旋转，从而切割所述金属板，

所述底座部包括主体部和支撑部，所述支撑部设置在所述主体部并用于支撑所述金属板；

所述支撑部包括：

支撑辊，其用于使所述金属板移动至切割位置；及

上升部，若所述金属板位于所述切割位置，则所述上升部使所述金属板从所述支撑辊分隔规定高度而支撑所述金属板。

2.根据权利要求1所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置进一步包括：

第一驱动部，其用于使所述切割部移动；及

第二驱动部，其用于使所述锯齿部旋转。

3.根据权利要求2所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述第一框架部包括螺杆部，

随着所述第一驱动部使所述螺杆部旋转，连接于所述螺杆部的所述切割部进行移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置进一步包括第二框架部，所述第二框架部在相对于所述金属板与所述第一框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置，并且可朝向接近或远离所述金属板的一面的方向移动。

5.根据权利要求4所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述底座部具备第一导向部，所述第一导向部用于引导所述第二框架部的移动。

6.根据权利要求4所述的金属板切割装置，其特征在于，

在所述锯齿部旋转而切割所述金属板时，所述第二框架部紧贴于所述金属板的一面。

7.根据权利要求4所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置进一步包括第三框架部，所述第三框架部在相对于所述金属板与所述第二框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置，并且紧贴于所述金属板的另一面而支撑所述金属板。

8.根据权利要求7所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述第一框架部及所述第三框架部的下侧由所述底座部固定支撑

所述金属板切割装置进一步包括上方框架部，所述上方框架部用于固定支撑所述第一框架部及所述第三框架部的上侧。

9.根据权利要求7所述的金属板切割装置，其特征在于，

在所述第三框架部形成有第二导向部，

所述切割部通过所述第二导向部向竖直方向引导。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置进一步包括分隔部，所述分隔部设置在所述切割部的移动方向的相反侧，并且用于在所述切割部经过所述金属板后，使所述金属板的切割面之间分隔规定距离。

11.根据权利要求10所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述分隔部包括：楔子部，其插入在所述金属板的切割面之间；及第三驱动部，其用于使所述楔子部移动，其中，

若所述切割部移动规定距离，则所述第三驱动部使所述楔子部插入到所述金属板的切割面之间。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的金属板切割装置，其特征在于，

所述金属板切割装置进一步包括：

第四框架部，其在相对于所述金属板与所述第一框架部成相反侧的那一侧向竖直方向延伸而设置；及

回收部，其沿着所述第四框架部竖直移动至与所述切割部相对应的位置，并用于回收由所述锯齿部的切割产生的所述金属板的碎屑。