CN105537627B - 爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备 - Google Patents

爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备。所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置包括导向筒体和多个抱爪转轴，导向筒体包括能容置待加工物料的筒芯，所述多个抱爪转轴沿所述筒芯的周向分布，抱爪转轴固定连接有抱爪，抱爪能随着抱爪转轴的转动抱紧或松开所述筒芯内的所述待加工物料。所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向设备包括机座、空心主轴、卡盘刀具和如上所述的加工导向装置，空心主轴设置于机座内，空心主轴能够相对于机座转动，卡盘刀具与空心主轴的一端固定连接，所述加工导向装置插设于空心主轴内。本发明在待加工物料的加工剥皮时能够夹紧待加工物料，防止待加工物料产生旋转。

Description

爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备
技术领域
本发明涉及一种与剥皮机配套配合使用导向装置和设备，特别是一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，还是一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工设备。
背景技术
由于世界产业结构的调整以及中国市场对金属加工质量要求的不断提高，现代的加工业和制造业正向“少切削”的方向发展。这样的发展趋势对原料的性能和尺寸提出了越来越高的要求。
银亮材在这种发展趋势下应运而生，它是指热轧棒线材经过剥皮、矫直、抛光等工序或部分工序的处理，从而形成高精度、表面无缺陷(表面裂纹和脱碳层)的光亮的棒线材。银亮材的表面光洁度和尺寸精度能够满足用户较高的使用要求。钢种主要是弹簧钢、合金钢、轴承钢、不锈钢、阀门钢、工具钢和高温合金钢、优质碳素结构钢等品种。
银亮材大致适用于冷成型加工的原料，如轴、活塞杆、轴承、车削加工件、汽车弹簧、钢管生产中的顶杆及各种机械轴。银亮材在汽车、火车、摩托车、核工业、航空等行业的制造领域应用非常普遍，用于生产紧固件、齿轮、弹簧及各种杆类轴类。
银亮材和普通热轧材相比，可节省材料10％至30％，尤其是对于生产加工制造业来说，可提高功效2倍至4倍，零件生产成本可降低25％，优势非常明显。
近几年来，国内涌现出大批的高档优质企业，其现代化的生产线及高档次的产品需要使用大量机械性能优良、尺寸精度高、无表面缺陷和脱碳的银亮材。银亮材被列为具有发展潜力的高附加值的优质产品之一。
国外热轧钢材精整工艺较为完善，据欧美方面的统计，其不锈钢产品总量的一半是冷拔、剥皮、抛光等深加工产品。日本早在2000年的时候，银亮材产量就占特钢棒线材产量的17.2％。而我国的银亮材等深加工棒线材的产量却很小，加工能力严重不足，且生产出的银亮材质量不稳定、表面缺陷多、综合成材率较低。
发明内容
针对目前银亮材生产质量不稳定、表面缺陷多的问题，本发明提出了一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备，能够夹紧待加工物料，防止待加工物料旋转，确保在高速、高精度加工状态下保持待加工物料的稳定和不震动，从而保障高精度的加工产品的生产加工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，包括导向筒体和多个抱爪转轴，导向筒体包括能容置待加工物料的筒芯，所述多个抱爪转轴沿所述筒芯的周向分布，抱爪转轴固定连接有抱爪，抱爪能随着抱爪转轴的转动抱紧或松开所述筒芯内的所述待加工物料。
所述筒芯的侧壁内有设置有用于安装抱爪转轴的孔道，抱爪转轴与所述筒芯的轴线平行，抱爪转轴与所述孔道间隙配合，所述筒芯的侧壁开设有连通所述筒芯的外部和所述筒芯的内腔的多个豁口，抱爪的位置与所述豁口的位置一一对应，当抱爪松开所述筒芯内的所述待加工物料时，抱爪能够缩回所述豁口内。
所述筒芯的一端固定有法兰盘，所述筒芯的另一端设有喷射口，导向筒体内有设置有冷却水道，冷却水道包括依次连通的主水道和支水道，所述喷射口与所述支水道连通，所述支水道沿着所述筒芯的轴向设置于所述筒芯的侧壁内，所述主水道沿着所述法兰盘的径向设置于所述法兰盘内。
所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置还包括用于使多个抱爪转轴同步转动的联动机构和能够驱动所述联动机构的驱动部件。
所述联动机构设置于所述筒芯的一端外，所述联动机构包括与每个抱爪转轴的一端固定连接的从动杆，相邻的两个从动杆之间设有连杆，所述连杆的两端分别与所述相邻的两个从动杆铰接。
从动杆为T型结构，从动杆含有横轴和纵轴，纵轴的一端与抱爪转轴的一端固定连接，纵轴的另一端与横轴的中部固定连接，横轴的端部与连杆铰接，连杆的长度能够调节。
所述驱动部件为液压缸，液压缸通过主动杆与一个从动杆连接，液压缸的活塞杆与主动杆的一端铰接，主动杆的另一端与所述一个从动杆固定连接，液压缸的缸筒能够转动，液压缸的缸筒的转动轴线与所述筒芯的轴线平行。
导向筒体外设有支撑筒环，支撑筒环的轴线与所述筒芯的轴线重合，所有的从动杆均位于支撑筒环内，液压缸位于支撑筒环外，支撑筒环的侧壁上设置有用于主动杆转动的开口，支撑筒环的一端与导向筒体固定连接，支撑筒环的另一端设置有能封闭支撑筒环的盖板。
多个抱爪转轴沿所述筒芯的周向均匀分布，每根抱爪转轴上均设置有多个抱爪；位于相异的抱爪转轴上的相对应的抱爪设置于同一个垂直于所述筒芯的轴线的平面上。
本发明还提出了一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工设备，包括机座、空心主轴、卡盘刀具和如上所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，空心主轴设置于机座内，空心主轴能够相对于机座转动，卡盘刀具与空心主轴的一端固定连接，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的所述筒芯插设于空心主轴内，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置相对于机座固定。
本发明的有益效果是：在待加工物料的加工剥皮过程中，本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备能够在待加工物料喂入夹送装置时夹紧待加工物料，防止待加工物料产生旋转，并防止由于待加工物料的旋转而带动生产刀具颤动产生颤刀，从而确保在高速、高精度的加工状态下，能够保持待加工物料的稳定和不震动，对达到高精度的加工产品起到很重要的保障作用。
附图说明
图1是本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的结构示意图；
图2是图1去掉盖板后的A向示意图；
图3是从动杆的结果示意图。
附图标记说明：
1、导向筒体，2、支撑筒环，3、盖板，4、抱爪，5、抱爪转轴，6、连接短轴，7、主动杆，8、连接键，9、从动杆，91、横轴，92、纵轴，10、连杆，11、液压缸，12、冷却水道，20、机座，21、空心主轴，22、卡盘刀具，23、切削刀片，24、待加工物料。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提出了一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，包括导向筒体1和多个抱爪转轴5，导向筒体1包括能容置待加工物料24的筒芯，所述多个抱爪转轴5沿所述筒芯的周向分布，抱爪转轴5固定连接有抱爪4，抱爪4能随着抱爪转轴5的转动抱紧或松开所述筒芯内的待加工物料24。
在本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置中，可以采用高强度螺钉将抱爪4和抱爪转轴05固定连接，以确保抱爪4和抱爪转轴5以抱爪转轴5的轴线为轴同步进行转动，并确保抱爪4能够随着抱爪转轴5的转动打开闭合，从而抱紧或松开所述筒芯内的待加工物料24。在待加工物料24的剥皮过程中，抱爪转轴5转动，并带动抱爪4转动进入所述筒芯内，抱紧所述筒芯内的待加工物料24，从而协助剥皮机的喂入夹送装置夹紧待加工物料24；当待加工物料24的剥皮过程结束后，抱爪转轴5再向反方向转动，带动抱爪4松开待加工物料24。被夹紧后的待加工物料24在剥皮过程中，不能进行旋转，从而有效避免了现有技术中生产刀具由于待加工物料24的旋转而颤动所产生的颤刀作用。由此，本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，能够确保在高速、高精度的加工状态下，保持待加工物料24的稳定和不震动，对达到高精度的加工产品起到很重要的保障作用。
在一个可选的实施方式中，所述筒芯的侧壁内有设置有用于安装抱爪转轴5的孔道，抱爪转轴5与所述筒芯的轴线平行，抱爪转轴5与所述孔道间隙配合，以便于抱爪转轴5在所述孔道中围绕抱爪转轴5的轴线转动时，抱爪转轴5与所述孔道之间不产生摩擦，避免抱爪转轴5与所述孔道的磨损，提高抱爪转轴5和所述筒芯的使用寿命，也可以采用高强度高韧性的合金钢来制作抱爪转轴5，以延长抱爪转轴5的使用寿命。所述筒芯的侧壁开设有连通所述筒芯的外部和所述筒芯的内腔的多个豁口，抱爪4的位置与所述豁口的位置一一对应，抱爪4随着抱爪转轴5来回转动时，抱爪4在所述豁口内来回运动；当抱爪4抱紧所述筒芯内的待加工物料24时，抱爪4自所述豁口处伸出至所述筒芯的内部；当抱爪4松开所述筒芯内的待加工物料24时，抱爪4能够缩回所述豁口内。
为了便于将导向筒体1固定于剥皮机的机座20上，所述筒芯的一端固定有法兰盘。具体的是，所述筒芯和所述法兰盘组焊为一体。导向筒体1由连接螺栓固结所述法兰盘于剥皮机的机座20上；所述筒芯可采用优质钢精加工而成。在所述筒芯的另一端设有喷射口，导向筒体1内有设置有冷却水道12，冷却水道12包括依次连通的主水道和支水道，所述喷射口与所述支水道连通，所述支水道沿着所述筒芯的轴向设置于所述筒芯的侧壁内，所述主水道沿着所述法兰盘的径向设置于所述法兰盘内。具体的是，多个冷却水道12的所述支水道周向均匀地设置于所述筒芯的侧壁内，在开始切削加工待加工物料24前，高压冷却液通过冷却水道12，喷向切削刀片23，从而起到冷却和润滑的作用，以提高切削刀片23的使用寿命和切削精度。
所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置还包括用于使多个抱爪转轴5同步转动的联动机构和能够驱动所述联动机构的驱动部件。所述联动机构在所述驱动部件的驱动作用下，带动多个抱爪转轴5同步进行转动，从而使设置于不同的抱爪转轴5上的多个抱爪4也能够随着抱爪转轴5同步进行转动，由此，多个抱爪4能够同时抱紧待加工物料24，并同时松开待加工物料24。
在如图2所示的实施方式中，所述联动机构设置于所述筒芯的一端外，所述联动机构包括与每个抱爪转轴5的一端固定连接的从动杆9，相邻的两个从动杆9之间设有连杆10，所述连杆10的两端分别与所述相邻的两个从动杆9铰接，以使从动杆9和连杆10可以相互自由转动。当任一从动杆9或者连杆10转动时，剩余的从动杆9或者连杆10均会随着该从动杆9或者连杆10转动，从而带动多个抱爪转轴5同步转动。
从动杆9的结构可以为杆状，或者，也可以如图3所示，为T型结构。T型结构的从动杆9含有横轴91和纵轴92，纵轴92的一端通过高强度连接键8与抱爪转轴5的一端固定连接，纵轴92的另一端与横轴91的中部固定连接，横轴91的端部通过连接短轴6与连杆10铰接，连杆10的长度能够调节，从而精确消除不同的抱爪4由于加工和安装所引起的作动不一致的问题，以确保多个抱爪4能够同时抱紧或松开待加工物料24，且多个抱爪4的抱紧力更趋于一致。横轴91和纵轴92也可以一体成型。
在如图1所示的一个具体实施方式中，所述驱动部件为液压缸11，液压缸11通过主动杆7与一个从动杆9连接，液压缸11的活塞杆通过销轴与主动杆7的一端铰接，主动杆7的另一端与所述一个从动杆9固定连接，液压缸11的缸筒能够转动，如液压缸11的缸筒与机座20铰接，液压缸11的缸筒的转动轴线与所述筒芯的轴线平行。主动杆7的另一端与所述一个从动杆9可以一体成型。
为了保护所述联动机构，在导向筒体1外设有支撑筒环2，支撑筒环2的轴线与所述筒芯的轴线重合，所有的从动杆9均位于支撑筒环2内，液压缸11位于支撑筒环2外，液压缸11不与主动杆7相连接的一端以螺栓固定设置于导向筒体1的法兰盘上，支撑筒环2的侧壁上设置有用于主动杆7转动的开口，支撑筒环2的一端与导向筒体1固定连接，支撑筒环2的另一端设置有能封闭支撑筒环2的盖板3，盖板3以螺栓与支撑筒环2固定连接，支撑筒体2以螺栓固定连接于导向筒体1的法兰盘上。
在一个具体的实施方式中，多个抱爪转轴5沿所述筒芯的周向均匀分布，沿着所述筒芯的轴向，每根抱爪转轴5上均设置有多个抱爪4；位于相异的抱爪转轴5上的相对应的抱爪4设置于同一个垂直于所述筒芯的轴线的平面上。具体的是，导向筒体1的筒芯周向均匀开设有三个轴向的用于容纳抱爪转轴5的孔道，也可开设四个所述孔道，这可以根据待加工物料24的规格尺寸范围而进行不同的设置。
下面以图1为例，说明本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的工作原理。
图中的X方向为待加工物料24喂入进给方向。例如当切削加工棒料时，所述棒料在剥皮机的喂入夹送装置的夹持下，沿着空心主轴21的轴线轴向推进移送，空心主轴21在驱动带轮的驱动下，带动刀盘及切削刀片23和卡盘刀具22一起旋转，旋转的切削刀片23在所述喷射口喷射出的高压冷却液的冷却和润滑作用下，把所述棒料的表皮切削而下，实现剥皮加工；
当切削加工后的所述棒料的端部进入导向筒体1一定距离后，液压缸11的活塞杆推出，推动主动杆7并带动抱爪转轴5转动，抱爪4也随着抱爪转轴5的转动开始转动抱向所述棒料；由于主动杆7通过三个连杆10和其它三个从动杆9相互连接，从动杆9又和抱爪转轴5、抱爪4连接为一体，所以主动杆7的转动会同时带动从动杆9带动的其它抱爪4同时转动抱紧所述棒料。
同理，当加工完毕，所述棒料的尾端即将离开导向筒体1时，液压缸11缩回，带动7主动杆回转，同时带动所有的抱爪4松开所述棒料。
本发明还提出了一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工设备，包括机座20、空心主轴21、卡盘刀具22和如上所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，空心主轴21设置于机座20内，空心主轴21能够相对于机座20转动，卡盘刀具22与空心主轴21的一端固定连接，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的所述筒芯插设于空心主轴21内，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置相对于机座20固定。
本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备，属于冶金(有色金属加工、黑色金属加工)行业的机械设备，是特殊钢领域的棒材、线材或管材的深度加工、银亮材生产及精整方面的机械加工设备；本发明的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置和设备对于待加工物料24的夹持力大，抱爪的角度可以调整，且抱爪更换方便、稳定可靠。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所应当地涵盖了与本案发明点有关的其他组合及具体应用。

Claims (6)

1.一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，其特征在于，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置包括导向筒体(1)和多个抱爪转轴(5)，导向筒体(1)包括能容置待加工物料(24)的筒芯，所述多个抱爪转轴(5)沿所述筒芯的周向分布，抱爪转轴(5)固定连接有抱爪(4)，抱爪(4)能随着抱爪转轴(5)的转动抱紧或松开所述筒芯内的待加工物料(24)；
所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置还包括用于使多个抱爪转轴(5)同步转动的联动机构和能够驱动所述联动机构的驱动部件；
所述联动机构设置于所述筒芯的一端外，所述联动机构包括与每个抱爪转轴(5)的一端固定连接的从动杆(9)，相邻的两个从动杆(9)之间设有连杆(10)，所述连杆(10)的两端分别与所述相邻的两个从动杆(9)铰接；
所述驱动部件为液压缸(11)，液压缸(11)通过主动杆(7)与一个从动杆(9)连接，液压缸(11)的活塞杆与主动杆(7)的一端铰接，主动杆(7)的另一端与所述一个从动杆(9)固定连接，液压缸(11)的缸筒能够转动，液压缸(11)的缸筒的转动轴线与所述筒芯的轴线平行；
导向筒体(1)外设有支撑筒环(2)，支撑筒环(2)的轴线与所述筒芯的轴线重合，所有的从动杆(9)均位于支撑筒环(2)内，液压缸(11)位于支撑筒环(2)外，支撑筒环(2)的侧壁上设置有用于主动杆(7)转动的开口，支撑筒环(2)的一端与导向筒体(1)固定连接，支撑筒环(2)的另一端设置有能封闭支撑筒环(2)的盖板(3)；
抱爪转轴(5)的材质为合金钢。
2.根据权利要求1所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，其特征在于，所述筒芯的侧壁内有设置有用于安装抱爪转轴(5)的孔道，抱爪转轴(5)与所述筒芯的轴线平行，抱爪转轴(5)与所述孔道间隙配合，所述筒芯的侧壁开设有连通所述筒芯的外部和所述筒芯的内腔的多个豁口，抱爪(4)的位置与所述豁口的位置一一对应，当抱爪(4)松开所述筒芯内的待加工物料(24)时，抱爪(4)能够缩回所述豁口内。
3.根据权利要求2所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，其特征在于，所述筒芯的一端固定有法兰盘，所述筒芯的另一端设有喷射口，导向筒体(1)内有设置有冷却水道(12)，冷却水道(12)包括依次连通的主水道和支水道，所述喷射口与所述支水道连通，所述支水道沿着所述筒芯的轴向设置于所述筒芯的侧壁内，所述主水道沿着所述法兰盘的径向设置于所述法兰盘内。
4.根据权利要求1所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，其特征在于，从动杆(9)为T型结构，从动杆(9)含有横轴(91)和纵轴(92)，纵轴(92)的一端与抱爪转轴(5)的一端固定连接，纵轴(92)的另一端与横轴(91)的中部固定连接，横轴(91)的端部与连杆(10)铰接，连杆(10)的长度能够调节。
5.根据权利要求1所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，其特征在于，多个抱爪转轴(5)沿所述筒芯的周向均匀分布，每根抱爪转轴(5)上均设置有多个抱爪(4)；位于相异的抱爪转轴(5)上的相对应的抱爪(4)设置于同一个垂直于所述筒芯的轴线的平面上。
6.一种爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工设备，其特征在于，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工设备包括机座(20)、空心主轴(21)、卡盘刀具(22)和权利要求1至5中任意一项所述的爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置，空心主轴(21)设置于机座(20)内，空心主轴(21)能够相对于机座(20)转动，卡盘刀具(22)与空心主轴(21)的一端固定连接，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的所述筒芯插设于空心主轴(21)内，所述爪型环抱式棒材、线材或管材剥皮加工导向装置的导向筒体(1)相对于机座(20)固定。
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