CN104722832A - 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，包括：底座部，在其上表面放置有金属板；框架部，被所述底座部所支撑；以及切割部，能够沿所述框架部移动，其中，所述切割部包括：锯齿部，通过旋转而切割所述金属板；以及引导部，在所述金属板形成槽，以引导所述锯齿部沿所述槽移动。据此，提供一种金属板的切割面不形成切割结块且不需要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。

背景技术

以往在切割金属板(尤其是厚板)的情况下使用气焊枪。此时，在利用气焊枪而切割金属板的情况下，被气焊枪所加热的金属板将与氧气产生氧化反应，并在氧化反应热的作用下在被加热的部分生成金属熔融部，并借助于重力而使金属熔融部向下方流淌，于是在金属板之间产生缝隙，从而使金属板被切割。

在这种情况下，向下方流淌下来的熔融金属凝结于切割面的下部以及金属板的下表面和边缘部，从而形成被称为“切割结块”的部位。这样的现象不仅发生于气焊枪切割，而且在等离子切割、激光切割或布朗气体(Brown Gas)切割中也同样发生，其为利用对想要切割的材料的切割部位进行熔融而产生的缝隙的切割方式中皆出现的共同现象。

然而，当“切割结块”存在于切割的金属板时，本身决定金属板的形状不够理想，不仅如此，当金属板在以后以船舶、钢管或结构物之类的特别用途被焊接或得到专门的加工时，存在造成最终产品的形状和结构不良的隐患。为了解决这样的问题，可以考虑执行用于除去形成有“切割结块”的金属板的切割面的二次加工工序，然而这不仅耗用时间和成本，而且还存在即使通过这样的二次加工工序也难以完全除去“切割结块”的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止切割金属板时产生“切割结块”而提高金属板切割面的品质的金属板切割装置。

根据本发明的实施例的一种金属板切割装置，可包括：底座部，其上表面放置有金属板；框架部，被所述底座部所支撑；以及切割部，能够沿所述框架部移动，其中，所述切割部包括：锯齿部，通过旋转而切割所述金属板；以及引导部，在所述金属板形成槽，从而将所述锯齿部引导为沿所述槽而移动。

其中，所述引导部可设置于所述锯齿部的移动方向前端。

并且，所述引导部可包括：刀具部，切削所述金属板的至少一部分而形成所述槽。

而且，所述刀具部的宽度可以小于或等于所述锯齿部的宽度。

并且，所述引导部还可以包括：弹性部，朝包括与所述切割部的移动方向相同的方向的方向提供弹性力。

而且，所述槽的深度可以是1mm以内。

并且，所述引导部可通过挤压所述金属板的至少一部分而形成所述槽。

而且，所述引导部可包括：挤压辊，通过与所述金属板之间的接触而旋转，并形成所述槽。

并且，所述挤压辊可包括：挤压单元部，表面具有V字形状而用于在所述金属板形成所述槽；强度增强部，分别位于所述挤压单元部的两面而强化所述挤压单元部。

而且，所述强度增强部的宽度可以是所述挤压单元部的宽度的2倍以上。

并且，所述挤压单元部的宽度可以小于或等于所述锯齿部的宽度。

而且，所述挤压辊还可以包括：轴部，贯通所述挤压单元部和所述强度增强部，从而将所述挤压单元部和所述强度增强部可旋转地支撑。

并且，所述轴部的直径可以是所述挤压单元部的直径的2/3以上。

而且，所述引导部还可以包括：缸部，用于固定所述挤压辊的位置。

并且，所述引导部还可以包括：弹性部，朝包括所述挤压辊的挤压方向的方向提供弹性力。

而且，所述锯齿部的旋转轴可位于所述金属板的上方。

并且，当所述切割部沿所述框架部而向右侧移动时，所述锯齿部可沿顺时针方向旋转而切割所述金属板；当所述切割部沿所述框架部而向左侧移动时，所述锯齿部可沿逆时针方向旋转而切割所述金属板。

而且，所述切割部沿所述框架部移动并使所述锯齿部旋转，从而可以切割所述金属板。

通过结合附图的以下详细说明将会更加明白本发明的特征和优点。

应予声明，本说明书和权利要求书中使用的术语或用词不应局限于一般性的词典含义进行解释，而是应当立足于发明人可以为了以最优的方式说明自己的发明而恰当地定义术语概念的原则，从而解释为符合于本发明的技术思想的含义和概念。

根据本发明的金属板切割装置，利用包括旋转的锯齿部的切割部将金属板进行切割，于是不形成“切割结块”，从而使金属板的切割面品质提高，且无需二次加工工序，因此可以节省成本和时间。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的金属板切割装置的立体图。

图2为图1所示金属板切割装置的概略剖视图。

图3为图1所示金属板切割装置的引导部的立体图。

图4至图6为用于与图1所示金属板切割装置进行比较的图。

图7和图8为概略地表示基于图1所示金属板切割装置的锯齿部切割金属板的过程的力的分布的图。

图9为根据本发明的另一实施例的金属板切割装置的立体图。

图10为图9所示金属板切割装置的引导部的挤压辊的侧面图。

图11为沿着图9所示的A-A′线截断的剖视图。

符号说明：

110：底座部                 112：支撑部

120：装载部                 130：固定部

140：框架部                 141：第一框架部

142：第二框架部             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：隔离部                 180a、180b：引导部

181：刀具部                 183：挤压辊

200：金属板                 210：切割面

220a、220b：槽

具体实施方式

通过与附图相关的以下说明和实施例，将会更加明白本发明的目的、特定优点和崭新的特征。需注意，在本说明书中，在给各个附图的构成要素赋予参考编号时，如果是同一构成要素则即使在不同的附图中图示也尽量赋予了相同的编号。并且，在说明本发明的过程中，如果认为对相关公知技术的具体说明有可能对本发明的主旨造成不必要的混乱，则省略其详细说明。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1为根据本发明的一个实施例的金属板切割装置100a的立体图，图2为图1所示金属板切割装置100a的概略剖视图。以下，参照这些附图而观察根据本实施例的金属板切割装置100a。

如图1和图2所示，根据本实施例的金属板切割装置100a包括底座部110、框架部140以及切割部160，切割部160可包括：锯齿部161；引导部180a，通过在金属板200上形成槽220a而引导锯齿部161。

底座部110作为用于将金属板200支撑于上面的部件，是成为金属板切割装置100a的基座的部分。

其中，底座部110可包括：平板形状的主体部111；支撑部112，设置于主体部111而将金属板200支撑于主体部111。在此，支撑部112作为用于防止金属板200移动过程中在金属板200的表面产生摩擦缺陷的部件，例如可由多个球脚轮(Ball Casters)实现。在这种球脚轮中，球113可在壳114内自由旋转，且在球113与壳114之间配备有弹簧，从而即使在金属板200的表面不均匀而凹凸不平的情况下也能够与金属板200的各个位置保持点接触而稳定地支撑金属板200。

另外，金属板200可通过装载部120而被装载于底座部110上，装载部120的驱动例如可利用油压等。而且，装载部120还可以执行在将金属板200切割之后将金属板200从金属板切割装置100a卸载的功能。并且，在底座部110区域中的排出金属板200的出料侧可配备辊等，从而使金属板200的排出过程易于执行。

而且，底座部110可具有固定部130，该固定部130用于将金属板200朝底座部110方向加压而保持金属板200的位置。在此，固定部130可从金属板200的上部下降而压住金属板200的上面，据此，即使在切割工序进行时也可以避免金属板200的位置晃动。这样的固定部130例如可由支撑台131、油压部132、夹持轴133以及夹持板134构成，并通过启动连接于支撑台131的油压部132而使夹持轴133伸长，据此使夹持板134接触于金属板200的上面，从而可下压金属板200而固定金属板200。

框架部140被支撑于金属板200所处的底座部110的上面，从而引导切割部160的移动并提供支撑。

框架部140可被支撑于底座部110的主体部111上面。并且，框架部140可包括：第一框架部141，连接于底座部110；第二框架部142，从第一框架部141弯折而与底座部110的上表面平行地延伸。在此，第一框架部141可配备一对，第二框架部142可将一对第一框架部141连接起来，据此框架部140整体上可具有“冂”之类的形状。而且，第一框架部141可起到将第二框架部142支撑于底座部110的作用，第二框架部142可起到作为切割部160移动的导轨或引导部的功能。

另外，第二框架部142还可以具有在外表面形成有螺纹的螺丝部143，且例如可以将马达之类的用于旋转这样的螺丝部143的第一驱动部150设置为相邻于第二框架部142。

切割部160沿着框架部140而与底座部110的上表面平行地移动，并切割金属板200。

在此，切割部160可沿着第二框架部142移动，据此可以与金属板200上的想要切割的部位相对应地移动。因此，切割部160沿着第二框架部142而移动，于是可以沿平行于第二框架部142的方向切割金属板200。在此，用于移动切割部160的部件可以是前述的第一驱动部150，第一驱动部150可以是以旋转第二框架部142的螺丝部143的方式移动切割部160，所述切割部160例如可以与螺丝部143螺接。然而，本发明并不局限于此，第一驱动部150例如可以由油压缸实现而直接移动切割部160，而第二框架部142可局限于纯粹用于引导切割部160。而且，第一驱动部150也可以用于驱动专门的移送导轨，例如可用于驱动传送带之类的分割型移送导轨，从而还可以采用第一驱动部150驱动专门的移送导轨时使连接于移送导轨的切割部160移动的构造。其中，第一驱动部150驱动移送导轨而使切割部160移动的构造在金属板200的长度相对较长时可能较有用。

另外，切割部160作为直接切割金属板200的部件，可包括锯齿部161。在此，锯齿部161可具有形成有多个锯齿165的圆盘形状，并例如可以在马达之类的第二驱动部167的作用下得到驱动力的传递而旋转并切割金属板200。并且，切割部160沿着第二框架部142而水平移动，并使锯齿部161旋转而切割金属板200，即使金属板200的长度较长也易于将金属板200切割。而且，锯齿部161可附加有衬垫部162，衬垫部162可在锯齿部161切割金属板200时防止锯齿部161左右移动。并且，锯齿部161还可以形成有散热孔163，这样的散热孔163可将锯齿部161切割过程中因摩擦而产生的热量排出到外部，从而减少锯齿部161承受的应力。

另外，切割部160也可以配备一对以上，并分别设置于相反侧，以便隔着一定时差或距离差而操作。

另外，当锯齿部161沿水平方向移动并旋转而切割金属板200时，锯齿部161的前端方向的金属板200中可能产生张拉力，而锯齿部161的后端方向的金属板200中可能产生压缩力。因此，锯齿部161在金属板200的切割面210之间可能被夹住，在此情况下，用于移送切割部160的第一驱动部150或用于旋转锯齿部161的第二驱动部167中可能出现故障。

为了解决这样的问题，根据本实施例的金属板切割装置100a还可以额外包括用于使金属板200的切割面210之间相隔预定距离的隔离部170。在此，隔离部170可设置于切割部160移动的方向的相反侧，并可在切割部160经过之后启动而将金属板200的切割面210之间隔开。并且，隔离部170可包括楔形部171和第三驱动部172，如果切割部160移动预定距离之后第三驱动部172启动，则楔形部171可沿与切割部160的移动方向相同的方向移动而插入到切割面210之间。在此，楔形部171可呈现随着趋向端部而锥面化的形状以便易于插入到切割面210之间，如果楔形部171插入到切割面210之间，则金属板200的切割面210之间隔开预定间距，从而使切割部160可容易地切割剩余的金属板200。

在此，用于驱动楔形部171的第三驱动部172既可以通过手动方式操作，也可以通过设置专门的控制部而感测切割部160的移动，从而在切割部160经过之后使第三驱动部172工作。

另外，切割部160借助于第一驱动部150而移动，于是包含于其中的锯齿部161也借助于第二驱动部167而旋转，并可以与切割部160一起移动。在此，锯齿部161作为直接切割金属板200的部分，可移动到所需的位置这一点可能很重要。然而，在切割厚而长的金属板200或强度较高的金属板200时产生的较大的切割负荷作为反复冲击荷载而作用于锯齿部161，因此可能以物理方式在锯齿部161和切割部160引起振动、锯齿165的磨损等。尤其，在切割面的大小逐渐增加的初始切割时间点以及切割面的大小逐渐减小的切割终止时间点上这种切割负荷可能会显著增加，此时锯齿165的末端可能会由于与金属板200之间的接触而产生源于剪切变形的塑性热，且锯齿165的温度可能因这种塑性热而急剧增加。而且，没有与金属板200接触的锯齿部161的部分可能会产生温度因切削油或空气而急剧降低的热循环，由此可能承受热疲劳。这样的机械疲劳/热疲劳减少锯齿165的寿命，随着为了高速切割金属板200而加快移动速度或加快锯齿部161的旋转速度，疲劳寿命可能会急剧减少，由此使锯齿部161脱离所期望的位置或线路而切割金属板200，从而可能导致金属板200的切割面不光滑。

为了解决这样的问题，本发明的切割部160还可以包括：引导部180a，预先在金属板200形成槽220a而引导锯齿部161。在此，引导部180a可随着借助于第一驱动部150的切割部160的移动而与切割部160一起移动。其中，引导部180a可设置于切割部160或锯齿部161的移动方向前端(示于图1和图2)，据此可以比锯齿部161先到达金属板200的切割位置而形成槽220a。锯齿部161可联动于切割部160而沿着这样的槽220a移动，由此可以提高锯齿部161的直行性，并可减少施加于锯齿165的剪力和应力，从而可以提高锯齿165的寿命。并且，随着槽220a的形成，金属板200上表面的温度上升，因此在锯齿部161切割金属板200时可降低切割负荷，并可减少锯齿165的磨损量。

图3为图1所示金属板切割装置100a的引导部180a的立体图。以下，参照图1至图3而更加具体地观察根据本实施例的金属板切割装置100a的引导部180a。

如前所述，引导部180a可在金属板200形成槽220a，作为形成这种槽220a的结构可包括刀具部181。刀具部181可切削金属板200上表面的至少一部分而形成槽220a，据此可以使锯齿部161容易沿着槽220a移动。此时，如果槽220a的宽度大于锯齿部161的宽度，则切割金属板200以后槽220a的一部分仍然可能残留，因此用于形成槽220a的刀具部181的宽度可以小于或等于锯齿部161的宽度。

另外，由于引导部180a也与切割部160联动而借助于第一驱动部150而移动，因此切削阻力可以朝与引导部180a的移动方向相反的方向作用。为了防止基于这样的引导部180a或刀具部181的切削阻力的切割部160的移动速度的降低，由刀具部181形成的槽220a的深度可以是1mm以内。而且，为了抵消基于切削阻力的力，引导部180a还可以包括：弹性部182，朝与基于切削阻力的力相反的方向提供力，即，朝包括与引导部180a或切割部160的移动方向相同的方向的方向提供力。这样的包含于引导部180a的弹性部182朝与切割部160的移动方向相同的方向提供弹性力，从而抵消基于切削阻力的力，由此可以防止切割部160的移动速度降低。

并且，引导部180a可通过固定单元189而固定于切割部160。

图4至图6是用于与图1所示的金属板切割装置100a进行比较的图，图7和图8为概略地表示基于图1所示金属板切割装置100a的锯齿部161切割金属板200的过程的力的分布的图。以下，参照这些附图而更加具体地观察根据本实施例的金属板切割装置100a的锯齿部161。

如图4和图5所示，如果锯齿部10的旋转轴11存在于金属板20的下部，且锯齿部10向右侧移动并顺时针旋转，则作为移送力与切割力之和的合力可成为将金属板20从锯齿部10推开的方向。即，无论是从如图4所示地咬合于金属板20的锯齿12的观点考察，还是从如图5所示地从金属板20脱离的锯齿13的观点考察，合力的方向在图中都具有朝向右侧的分量，因此可能产生将金属板20从锯齿部10推开的斥力。因此，切割过程可能无法有效地进行，从而导致锯齿部10空转。为了解决这样的问题，虽然可以如图6所示地考虑沿逆时针方向旋转锯齿部10的方案，然而由于被锯齿部10所切割的碎屑14被锯齿部10带起，因此碎屑14可能夹在金属板20的上部或驱动部，从而导致切割工序无法顺利进行。

然而，如图7和图8所示，对于根据本实施例的金属板切割装置100a而言，由于锯齿部161的旋转轴164位于金属板200的上部，因此可以使锯齿部161与金属板200之间不产生斥力，并使碎屑166顺利排出。具体而言，当从如图7所示地咬合于金属板200的锯齿165a的观点考察时，作为切割力与移送力之和的合力朝向下部，因此金属板200不会被推开，而如果从如图8所示地从金属板200脱离的锯齿165b的观点考察，则合力可成为牵引金属板200的方向。即，金属板200与锯齿部161之间反而产生作为牵引力的引力，从而可避免金属板200被推开而顺利地进行切割。并且，由于切割部160水平移动，因此可以使切割反作用力引起的影响最小化，且由于切割面积小，因此即使移送力相对较小也可以使切割部160的移动容易进行。因此，可减少第一驱动部150的马达容量。此时，碎屑166沿着锯齿部161而朝金属板200的下部方向移动，于是容易实现排出。如果要如上所述地既避免锯齿部161与金属板200之间产生斥力又使碎屑166易于排出，则锯齿部161的旋转方向与移动方向相对应这一点较为重要，具体而言，如图7和图8所示，在移送方向朝向右侧的情况下，可以使锯齿部161沿顺时针方向旋转，而在移送方向朝向左侧的情况下，可以使锯齿部161沿逆时针方向旋转。

本发明的发明人进行了将本发明与现有的气焊枪(gas torch)方法进行比较的测试，在利用气焊枪的情况下，切割速度仅止于150mm/min左右，然而在利用根据本实施例的金属板切割装置100a的情况下，切割速度约为350mm/min，由此可以确认与利用气焊枪的情况相比高达2倍以上。而且，与利用气焊枪的情形不同，在利用本发明的金属板切割装置的情况下，可确认不会形成切割结块，能够非常光滑地制出金属板的切割面。因此，根据本实施例时，由于金属板切割面光滑，因此不需要专门的二次加工工序，据此可以节省成本和时间。

图9为根据本发明的另一实施例的金属板切割装置100b的立体图，图10为图9所示金属板切割装置100b的引导部180b的挤压辊183的侧面图，图11为沿着图9所示的A-A′线截断的剖视图。以下，参照这些附图而观察根据本实施例的金属板切割装置100b。

如图9所示，根据本实施例的金属板切割装置100b包括底座部110、框架部140以及切割部160，切割部160的引导部180b可挤压金属板200而在金属板200形成槽220b。

具体而言，根据本实施例的引导部180b例如可包括挤压辊183，以通过挤压金属板200而在金属板200上形成槽220b。在此，挤压辊183例如可以不用专门的驱动部而接触于金属板200的表面旋转，并可挤压金属板200的表面而在金属板200的表面形成槽220b。

并且，挤压辊183例如可包括挤压单元部184、强度增强部185以及轴部186。其中，挤压单元部184在表面具有V字形状，从而可以用尖端部分挤压金属板200的表面而形成槽220b，此时如果槽220b的宽度大于锯齿部161的宽度，则切割之后槽220b可能会残留，因此用于形成槽220b的挤压单元部184的宽度w₁可以小于或等于锯齿部161的宽度。而且，强度增强部185为用于强化宽度w₁相对较窄的挤压单元部184的部件，为了防止在针对挤压单元部184的挤压反作用力的作用下导致挤压单元部184破损，可设置为分别接触于挤压单元部184的两面。此时，为了使强度增强部185的增强力充足，各个强度增强部185的宽度w₂可成为挤压单元部184的宽度w₁的2倍以上。而且，轴部186贯通强度增强部185和挤压单元部184而将挤压辊183可旋转地支撑于引导部180b主体或切割部160主体，为了足够有能力承受针对挤压单元部184的挤压反作用力，轴部186的直径d₂可以是挤压单元部184的直径d₁的2/3以上。

另外，引导部180b还可以包括缸部187和弹性部188，以便可以将挤压辊183支撑于切割部160。其中，缸部187可将挤压辊183的位置固定于切割部160，此时挤压反作用力可能会传递到缸部187，从而可能使应力集中于缸部187。为了防止这样的应力集中现象，弹性部188可朝包括与挤压方向相同的方向的方向提供弹性力，从而使引导部180b足够有能力承受挤压反作用力。

以上已通过具体实施例详细说明本发明，然而这只是为了具体说明本发明，根据本发明的金属板切割装置并不局限于此，本领域中具有普通知识的人员可在本发明的技术思想内实现变形或改良这一点毋庸置疑。

本发明的单纯的变形乃至变更均属于本发明的范围，通过权利要求书将会明白本发明的具体保护范围。

Claims (18)

1.一种金属板切割装置，包括：

底座部，其上表面放置有金属板；

框架部，被所述底座部所支撑；以及

切割部，能够沿所述框架部移动，

其中，所述切割部包括：

锯齿部，通过旋转而切割所述金属板；以及

引导部，在所述金属板形成槽，以引导所述锯齿部沿所述槽移动。

2.如权利要求1所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部设置于所述锯齿部的移动方向前端。

3.如权利要求1所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部包括：

刀具部，切削所述金属板的至少一部分而形成所述槽。

4.如权利要求3所述的金属板切割装置，其特征在于，所述刀具部的宽度小于或等于所述锯齿部的宽度。

5.如权利要求3所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部还包括：

弹性部，朝包括与所述切割部的移动方向相同的方向的方向提供弹性力。

6.如权利要求3所述的金属板切割装置，其特征在于，所述槽的深度为1mm以内。

7.如权利要求1所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部通过挤压所述金属板的至少一部分而形成所述槽。

8.如权利要求7所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部包括：

挤压辊，通过与所述金属板之间的接触而旋转，并形成所述槽。

9.如权利要求8所述的金属板切割装置，其特征在于，所述挤压辊包括：

挤压单元部，表面具有V字形状而用于在所述金属板形成所述槽；

强度增强部，分别位于所述挤压单元部的两面而强化所述挤压单元部。

10.如权利要求9所述的金属板切割装置，其特征在于，所述强度增强部的宽度为所述挤压单元部的宽度的2倍以上。

11.如权利要求9所述的金属板切割装置，其特征在于，所述挤压单元部的宽度小于或等于所述锯齿部的宽度。

12.如权利要求9所述的金属板切割装置，其特征在于，所述挤压辊还包括：

轴部，贯通所述挤压单元部和所述强度增强部，从而将所述挤压单元部和所述强度增强部可旋转地支撑。

13.如权利要求12所述的金属板切割装置，其特征在于，所述轴部的直径为所述挤压单元部的直径的2/3以上。

14.如权利要求8所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部还包括：

缸部，用于固定所述挤压辊的位置。

15.如权利要求14所述的金属板切割装置，其特征在于，所述引导部还包括：

弹性部，朝包括所述挤压辊的挤压方向的方向提供弹性力。

16.如权利要求1至15中的任意一项所述的金属板切割装置，其特征在于，所述锯齿部的旋转轴位于所述金属板的上方。

17.如权利要求1至15中的任意一项所述的金属板切割装置，其特征在于，

当所述切割部沿所述框架部而向右侧移动时，所述锯齿部沿顺时针方向旋转而切割所述金属板；

当所述切割部沿所述框架部而向左侧移动时，所述锯齿部沿逆时针方向旋转而切割所述金属板。

18.如权利要求1至15中的任意一项所述的金属板切割装置，其特征在于，所述切割部沿所述框架部移动并使所述锯齿部旋转而切割所述金属板。