CN105728837B - 一种偏心驱动曲线旋转切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏心驱动曲线旋转切割机构，包括切割主电机，固定切割主电机的电机座，切割主电机连接固定在切割电机座上，切割电机座通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，切割电机座的一端通过偏心轴、支撑座与Y轴连接；切割电机座的另一端与Z轴铰接，切割主电机工作过程中切割电机座至少有一端沿Z轴或Y轴移动且切割电机座在运动过程中由偏心轴带动沿曲线运动。本技术方案切割主电机在Z或Y轴方向上给进的同时，切割锯片也同时进行相应的曲线回旋运动，上述过程，使得切割锯片与切割面的接触面处于时刻进行的变化中之中，切割锯片与切割面的有效切割接触面变小，且切割位置由原来沿某一方向直线推进，变成绕切割面弧线变化推进。

Description

一种偏心驱动曲线旋转切割机构

技术领域

本发明涉及切割装置， 具体地说是一种偏心驱动曲线旋转切割机构。

背景技术

目前已有的切割机，往往是采用沿水平或竖直方向的直线行程进行切割，锯片只有转动和进给运动，没有往复运动。这种方式对于小工件是比较理想的切割方式，但在切割特大截面的工件或材质比较硬的工件存在以下缺点：

（1）切割大截面工件时，随着切割深度的增加，锯片与工件的接触面积也随之增大，工件对锯片的摩擦力就增大，容易造成夹锯卡死现象。

（2）大截面的工件对锯片的摩擦力较大，锯片易发热易烧伤工件，对切割的工件试样进行金相分析时，由于过热会导致试样的组织失真，对工件试样组织分析数据的准确性造成影响。

（3）工件对锯片的摩擦力过大还有可能损坏工件、锯片甚至烧坏切割主电机。

授权公告号为CN 101879630 B的中国发明专利公开了一种锯片往复运动式自保护切割机，该切割机设置有下端铰接于底座(1)，上端铰接于切割主电机安装板(7)的摆动支架(2)； 在摆动支架(2)后侧安装有电动推杆(3)。电动推杆(3)通过缓冲器(5)以及力值传感器(6) 与切割主电机安装板(7)铰接。在切割仓地板(13) 表面通过滑板(15)安装有往复移动电机(16)，往复移动电机(16) 传动连接有曲轴连杆机构， 连杆与摆动支架(2) 铰接。切割锯片往复运动。

上述技术方案通过设置摆动支架、电动推杆及切割主电机板形成杠杆结构，切割主电机设置于切割主电机板的一端，通过电动推杆的活动形成位于杠杆一端的切割主电机的活动，通过传动机构、曲轴连杆机构驱动摆动支架往复摆动，实现了切割锯片的往复运动。切割锯片的运动轨迹是一条弧线，使得对特大工件和硬度高的工件的切割变得相对容易。

上述技术方案存在的问题是：

（1）设备结构复杂，体积大，成本高；不便于实验室或研究人员使用。

（2）切割锯片的运动通过力值传感器及预设值进行调整，对控制系统的设定有要求，不同的工作需要进行复杂的系统参数的采集设定，进一步限止了使用的便捷性及灵活性。

（3）切割锯片的运行轨迹是沿杠杆端的规则弧线；切割锯片与切割面的变化是连续、沿续的变化，变化量小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种偏心驱动曲线旋转切割机构，该装置结构简单、体积小、成本低，且能够满足不同工件特别是金属工作试样的切割，完全避免由于切割面过热导致试样的组织失真，保障实验效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种偏心驱动曲线旋转切割机构，包括切割主电机，固定切割主电机的电机座，其特征在于：切割主电机连接固定在切割电机座上，切割电机座通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，切割电机座的一端通过偏心轴、支撑座与Y轴连接；切割电机座的另一端与Z轴铰接，切割主电机工作过程中切割电机座至少有一端沿Z轴或Y轴移动且切割主电机在运动过程中由偏心轴带动沿曲线运动。

本技术方案通过将切割电机座的两端通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，切割电机座的一端通过偏心轴、支撑座与Y轴连接；切割电机座的另一端与Z轴铰接，上述结构使切割电机座沿Z轴向下运动的同时，切割电机座的另一端通过偏心轴的转动带动，做与偏心轴的形状相应的曲线回旋运动，即，切割主电机在Z轴方向上给进的同时，切割锯片也同时进行相应的曲线回旋运动，上述过程，使得切割锯片与切割面的接触面处于时刻进行的变化中之中，切割锯片与切割面的有效切割接触面变小，且切割位置由原来沿某一方向直线推进，变成绕切割面弧线变化推进。

进一步的优选技术方案如下：

所述的Y轴设有底座，底座上设有支撑座，支撑座的底部与底座活动连接，支撑座沿底座运动，支撑座的顶部连接偏心轴，切割电机座设有偏心轴套，偏心轴套与偏心轴连接。通过设置底座，支撑座与底座之间活动连接，可以通过支撑座与底座之间的相对运动实现切割主电机沿Y轴进给。利用支撑座连接偏心轴，切割电机座通过偏心轴套与偏心轴套接连接，可以保障偏心轴转动通过偏心轴套、切割电机座带动切割主电机沿曲线回旋运动。

所述的底座与支撑座之间设有导轨；底座设有Y轴电机；底座与支撑座之间设有Y轴丝母座、Y轴丝杠，Y轴电机通过Y轴丝母座、Y轴丝杠推动支撑座沿水平方向运动。

所述的Z轴设有Z轴丝杠，Z轴丝杠通过Z轴丝杠旋转座与底座连接。

所述的Z轴设有Z轴电机，Z轴电机设置在Z轴丝杠旋转座下方，Z轴电机驱动Z轴转动。

所述的切割电机座的底部设有电机固定座台，切割电机座的一端设有铰接座，切割电机座的另一端设有偏心轴套。

所述的铰接座与Z轴对应位置设有Z轴活动槽。切割电机座在偏心轴的带动下沿曲线运动时，Z轴活动槽使切割电机座与Z轴有更好的活动配合。

所述的切割电机座的一端设有连接板，连接板设有电机连接孔，切割电机轴端通过电机连接孔与连接板连接固定。

通过设置连接板，切割主电机与切割电机座的连接更稳定，且保证了偏心轴、偏心轴套的转动传导给切割主电机。

所述的支撑座设有偏心轴电机，偏心轴电机驱动偏心轴。

所述的偏心轴电机的轴端连接小同步带轮，偏心轴与小同步带轮相应位置设有大同步带轮，小同步带轮驱动大同步带轮转动。

本发明的有益效果在于：

（1）设备结构简单，体积小，成本低；便于实验室或研究人员使用。

（2）切割锯片的运动通过相互垂直设置的Z轴、Y轴实现，沿上述轴运动过程中实现给进或后退，控制方便，运动灵活。

（3）切割锯片的运行轨迹是Z轴、Y轴行进过程中的曲线运动；切割锯片与切割面的变化是由于偏心轴的作用，变化量大，可进一步减小切割过程中锯片与工件的接触面积，工件对锯片的摩擦力会更小，完全避免了夹锯卡死现象及试样的组织的失真，提高工件试样组织分析数据的准确性。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是图1中A－A向半剖视图。

图3是图1中B向视图的半剖视图。

图4是图1中切割电机座的立体图。

图5是本发明的工作原理图。

图6是图5所示沿Z轴给进时的运动路径示意图。

图7是图5所示沿Y轴给进时的运动路径示意图。

附图标记说明：1－Z轴丝杠；2－Z轴丝母旋转座；3－Z轴丝杠旋转座；4－Z轴电机；5－切割主电机；6－切割电机座；7－偏心轴；8－支撑座；9－导轨；10－底座；11－小同步带轮；12－偏心轴电机；13－大同步带轮；14－Y轴电机；15－Y轴丝母座；16－Y轴丝杠；17－铰接座；18－Z轴活动槽；19－电机连接孔；20－连接板；21－偏心轴套。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1、图2可知，本发明的一种偏心驱动曲线旋转切割机构，由切割主电机5，固定切割主电机5的切割电机座6组成，切割主电机5连接固定在切割电机座6上，切割电机座6通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，切割电机座6的一端通过偏心轴7、支撑座8与Y轴连接；切割电机座6的另一端与Z轴铰接，切割主电机5工作过程中切割电机座6至少有一端沿Z轴或Y轴移动且切割电机座6在运动过程中由偏心轴7带动沿曲线运动。

Z轴设有Z轴丝杠1，Z轴丝杠1通过Z轴丝杠旋转座3与底座10连接。所述的Z轴设有Z轴电机4，Z轴电机4设置在Z轴丝杠旋转座3下方，Z轴电机4驱动Z轴丝杠1转动。

所述的Y轴设有底座10，底座10上设有支撑座8，支撑座8的底部与底座10活动连接，支撑座8沿底座10运动，支撑座8的顶部连接偏心轴7，切割电机座6设有偏心轴套21，偏心轴套21与偏心轴7连接。通过设置底座10，支撑座8与底座10之间活动连接，可以通过支撑座8与底座10之间的相对运动实现切割主电机5沿Y轴进给。

所述的切割电机座6的底部设有电机固定座台，切割电机座6的一端设有铰接座17，切割电机座6的另一端设有偏心轴套21。所述的铰接座17与Z轴对应位置设有Z轴活动槽18。铰接座17通过Z轴丝母旋转座2与Z轴丝杠1连接；切割电机座6在偏心轴7的带动下沿曲线运动时，Z轴活动槽18使切割电机座6与Z轴有更好的活动配合。

结合图3可知，所述的支撑座8设有偏心轴电机12，偏心轴电机12驱动偏心轴7。所述的偏心轴电机12的轴端连接小同步带轮11，偏心轴7与小同步带轮11相应位置设有大同步带轮13，小同步带轮11驱动大同步带轮13转动。

所述的底座10与支撑座8之间设有导轨9；底座10设有Y轴电机14；底座10与支撑座8之间设有Y轴丝母座15、Y轴丝杠16，Y轴电机14通过Y轴丝母座15、Y轴丝杠16推动支撑座8沿水平方向运动。Y轴丝母座15将Y轴丝杠16与Y轴的底座10连接固定，实现Z轴、Y轴的垂直设置，且Y轴丝杠16旋转实现切割电机座6与Z轴铰接位置沿Z轴的运动，实现切割主电机5沿Z轴的给进或后退。

结合图4可知，所述的切割电机座6的一端设有连接板20，连接板20设有电机连接孔19，切割主电机5轴端通过电机连接孔19与连接板20连接固定。通过设置连接板20，切割主电机5与切割电机座6的连接更稳定，且保证了偏心轴7、偏心轴套21的转动传导给切割主电机5。

结合图5可知，利用支撑座8连接偏心轴7，切割电机座6通过偏心轴套21与偏心轴7接连接，可以保障偏心轴7转动通过偏心轴套21、切割电机座6带动切割主电机5沿曲线回旋运动。将切割电机座6的两端通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，切割电机座6的一端通过偏心轴7、支撑座8与Y轴连接；切割电机座6的另一端与Z轴铰接，上述结构使切割电机座6沿Z轴向下运动的同时，切割电机座6的另一端通过偏心轴7的转动带动，做与偏心轴7的形状相应的曲线回旋运动，即，切割主电机5在Z轴方向上给进的同时，切割锯片也同时进行相应的曲线回旋运动，上述过程，使得切割锯片与切割面的接触面处于时刻进行的变化中之中，切割锯片与切割面的有效切割接触面变小，且切割位置由原来沿某一方向直线推进，变成绕切割面弧线变化推进。

同理，切割主电机5在Y轴方向上给进的同时，切割锯片也同时进行相应的曲线回旋运动，上述过程，使得切割锯片与切割面的接触面处于时刻进行的变化中之中，切割锯片与切割面的有效切割接触面变小，且切割位置由原来沿某一方向直线推进，变成绕切割面弧线变化推进。

由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种偏心驱动曲线旋转切割机构，包括切割主电机，固定切割主电机的电机座，切割主电机连接固定在切割电机座上，切割电机座通过相互垂直设置的Z轴、Y轴固定，其特征在于:切割电机座的一端通过偏心轴、支撑座与Y轴连接，切割电机座的另一端与Z轴铰接，切割主电机工作过程中切割电机座至少有一端沿Z轴或Y轴移动且切割主电机在运动过程中由偏心轴带动沿曲线运动。

2.根据权利要求1所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的Y轴设有底座，底座上设有支撑座，支撑座的底部与底座活动连接，支撑座沿底座运动，支撑座的顶部连接偏心轴，切割电机座设有偏心轴套，偏心轴套与偏心轴连接。

3.根据权利要求2所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的底座与支撑座之间设有导轨；底座设有Y轴电机；底座与支撑座之间设有Y轴丝母座、Y轴丝杠，Y轴电机通过Y轴丝母座、Y轴丝杠推动支撑座沿水平方向运动。

4.根据权利要求2所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的Z轴设有Z轴丝杠，Z轴丝杠通过Z轴丝杠旋转座与底座连接。

5.根据权利要求2所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的Z轴设有Z轴电机，Z轴电机设置在Z轴丝杠旋转座下方，Z轴电机驱动Z轴丝杠转动。

6.根据权利要求1所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的切割电机座的底部设有电机固定座台，切割电机座的一端设有铰接座，切割电机座的另一端设有偏心轴套。

7.根据权利要求6所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的铰接座与Z轴对应位置设有Z轴活动槽。

8.根据权利要求1所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的切割电机座的一端设有连接板，连接板设有电机连接孔，切割电机轴端通过电机连接孔与连接板连接固定。

9.根据权利要求1所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的支撑座设有偏心轴电机，偏心轴电机驱动偏心轴。

10.根据权利要求8所述的偏心驱动曲线旋转切割机构，其特征在于:所述的偏心轴电机的轴端连接小同步带轮，偏心轴与小同步带轮相应位置设有大同步带轮，小同步带轮驱动大同步带轮转动。