CN105881022B - 一种多功能无划痕切管机 - Google Patents

Abstract

一种多功能无划痕切管机，涉及一种专用机床，切管机床主要由传动装置、伺服送料装置、夹紧装置、气动倒角装置、伺服切管装置和伺服车外圆装置组成，其送料夹头通过气缸实现对管子的夹紧和放松，当伺服送料装置向后运动来抓管时，送料夹头被放松，使送料夹头和管子表面不接触，从而对管子表面不造成摩擦划伤，使得管子表面无划痕。通过滑动花键和销轴的连接和滑动作用既能实现部件间的轴向相对运动，又能实现各回转件的同步回转。该切管机采用电脑PLC控制，实现长管车外圆、倒角、切管一体化全自动加工，并且对管子表面不造成摩擦划伤，具有定位精度高，稳定性好，速度快，效益高，节约人工和生产成本。

Description

一种多功能无划痕切管机

技术领域

本发明涉及一种专用机床，特别是一种多功能无划痕切管机，产品适用长圆形钢管的切割加工。

背景技术

我国改革开放以来，国民经济得到快速增长，以“科技创新，自主创新”成为我国目前工业发展的主流，我国工业逐步向集约型，节能减排，低碳的方向发展。切管机作为管材切割设备广泛用于工业生产中。现有切管机一般有两种切管方式：一种是钢管旋转，刀具只作进给运动，但由于钢管原料的长度较长，其旋转发出的振动和噪音很大，难以保证切割精度，刀具也很容易损坏；另一类切管机是钢管不转动，刀具旋转并进给，能切割长钢管，但其进给运动通过手动，使得进刀不均，难以保证切割质量。随着机械化生产的迅速发展，人们对机械加工产品的要求越来越高，现有的长管类切割机器已经达不到现金社会高速发展及大批量生产加工的需要，而且现有的切割机器都无法做到无痕切割。为了满足社会发展需要，科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种性能优越的全自动切管机，以克服现有技术存在的缺陷，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种多功能无划痕切管机，该切管机采用电脑PLC控制，实现长管车外圆、倒角、切管一体化全自动加工，并且对管子表面不造成摩擦划伤，具有定位精度高，稳定性好，速度快，效益高，节约人工和成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：主要含有机架、电机、伺服送料装置、夹紧装置、传动装置、气动倒角装置、伺服切管装置、伺服车外圆装置、伺服驱动装置，长方形的机架箱体内设有电机，电机输出轴上设有主动皮带轮，主动皮带轮通过两根V形带与传动装置中的从动皮带轮相连接，主动皮带轮和从动皮带轮为两个异径双槽组合皮带轮，从动皮带轮固定在主轴上，主轴设在主轴箱体内部，主轴箱体设置在机架上方，在主轴两端主轴箱体两侧凹槽内各设有一个圆锥滚子轴承，主轴为空心轴，内部设有送料管，在主轴与送料管之间还设有送料夹头推管和夹紧夹头推管，送料夹头推管套在送料管外面，夹紧夹头推管套设在送料夹头推管外面，夹紧夹头推管外面为主轴，其中送料管、送料夹头推管和夹紧夹头推管分别以从长到短阶梯状设置在主轴内，在送料管的左端部设置有伺服送料装置，伺服送料装置主要由伺服驱动装置、送料台、送料管、送料气缸缸体、送料气缸活塞、送料夹头推管、送料夹头锥套和送料夹头构成，伺服驱动装置设置在机架左端，送料台在伺服驱动装置的驱动下能够在直线导轨上滑动，送料台的下端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，送料台上设置有送料气缸缸体，在送料气缸缸体内的送料气缸活塞内部穿设有送料管，送料气缸活塞的右侧与送料夹头推管相连接，送料夹头推管的右侧连接有送料夹头锥套，送料夹头锥套内设有送料夹头，送料夹头设置在送料管右端部；伺服送料装置右侧通过滑动花键滑动连接有夹紧装置，夹紧装置固定在主轴箱体上，夹紧装置主要由夹紧气缸缸体、夹紧气缸活塞、夹紧夹头推管、夹紧夹头锥套和夹紧夹头构成，夹紧气缸缸体及夹紧气缸活塞穿设在伺服送料装置的送料夹头推管外部，夹紧气缸活塞的右侧与夹紧夹头推管相连接，夹紧夹头推管的右侧连接有夹紧夹头锥套，夹紧夹头锥套内设有夹紧夹头，夹紧夹头设置在送料夹头右侧外层，夹紧夹头由主轴端盖封设在主轴内；在机床主轴箱体的右上方设置有气动倒角装置，气动倒角装置主要有气缸A、燕尾导轨、倒角刀刀台、倒角刀刀座及倒角刀构成，倒角刀刀台固定在主轴箱体上端，倒角刀刀台上设有燕尾导轨，燕尾导轨上设有倒角刀刀座在其上滑动，倒角刀刀座下方设有双刃倒角刀，上方连接有气缸A，气缸A固定在倒角刀刀台上；在主轴箱体右侧的机架上并列设有伺服切管装置和伺服车外圆装置，伺服切管装置主要由伺服驱动装置、直线导轨、切刀刀台、切刀刀座及切割刀构成，伺服驱动装置设置在机架上，切刀刀台在伺服驱动装置的驱动下能够在直线导轨上滑动，切刀刀台的下端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，在切刀刀台靠近主轴的一个边角上固定有切刀刀座，切刀刀座上设有切割刀；伺服车外圆装置主要由车刀、车刀刀座、燕尾导轨B、伺服驱动装置、车刀刀台、汽缸B构成，伺服驱动装置固定在机架上，车刀刀台在伺服驱动装置能够在直线导轨上滑动，车刀刀台上端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，车刀刀台上设有汽缸B和燕尾导轨B，燕尾导轨B上设有车刀刀座，车刀刀座上固定有车刀。

上述伺服驱动装置由丝杆、联轴器和伺服电机构成，联轴器为梅花型联轴器，伺服电机和丝杆通过联轴器连接。

本发明解决其技术问题所采用的技术原理是：本多功能无痕切管机采用可编程控制器 PLC控制，实现长圆钢管车外圆、倒角、切管一体化全自动加工。切管机床主要由传动装置、伺服送料装置、夹紧装置、气动倒角装置、伺服切管装置和伺服车外圆装置组成：伺服送料装置中的送料气缸活塞在气压推动下向前运动，送料气缸活塞同时推动送料夹头推管和送料夹头锥套向前运动，向前运动的送料夹头锥套使送料夹头径向收缩，从而将管子夹紧。管子被夹紧后，伺服驱动装置开始驱动送料台带动送料气缸缸体及长管向前运动一个预先设定的距离，实现管子的精确送料。当管子切割完成后，伺服送料装置在设定程序控制下开始回退，进入下一个送料程序，以此循环，直到整根管子被自动切完。该送料过程送料精准且不需要定位装置。

夹紧装置在伺服送料装置每次送料到设定距离后，其夹紧气缸活塞在气压推动下向前运动，并推动夹紧夹头推管和夹紧夹头锥套向前运动，向前运动的夹紧夹头锥套使夹紧夹头径向收缩，进而将管子夹紧，使长管在被切割过程中能随主轴一起转动，并能保持足够的夹紧力。夹紧夹头在管子被切断后，继续保持夹紧，直到伺服送料装置回退到位，送料气缸再次夹紧管子后，夹紧夹头才松开。

传动装置中的主动皮带轮和从动皮带轮为两个异径双槽组合皮带轮，主轴由电机通过两根V形带驱动，主轴上的从动皮带轮位置固定不动，通过改变电机的位置来改变主动皮带轮的位置，在电机速度不变的情况下能实现主轴的四种速度。

气动倒角装置设置在传动装置的上方，在伺服切管装置的切割刀开始切断动作，并切割到一定深度后，成直角的双刃倒角刀在气缸A的作用下，沿着燕尾导轨急速下行运动，实现管子的双面倒角。气动倒角装置采用SDAJ薄型、行程可调气缸，燕尾导轨实现直线运动，具有总体尺寸小、稳定性好等特点。

伺服切管装置的切割刀被安装在切刀刀座上，切刀刀座用螺丝固定在切刀刀台上，切刀刀台被固定在两根直线导轨上，并由伺服驱动装置中的伺服电机驱动丝杆旋转来驱动切刀刀台前后运动，从而实现进刀和退刀。伺服切管装置采用伺服驱动能方便的调节进刀速度，同时能匀速进刀。

伺服车外圆装置中的车刀通过杠杆式方法被压紧在车刀刀座上，车刀刀座通过气缸B 驱动而沿着固定在车刀刀台上的燕尾导轨B作横向直线运动，实现车刀的横向进刀和退刀。车刀刀台被固定在两根直线导轨上，并由伺服驱动装置中的伺服电机驱动丝杆旋转来驱动车刀刀台前后运动，从而实现车刀刀具的纵向进刀和退刀。

本发明有益效果是：本切管机的送料夹头通过气缸实现对管子的夹紧和放松，当伺服送料装置向后运动来抓管时，送料夹头被放松，使送料夹头和管子表面不接触，从而对管子表面不造成摩擦划伤、使得管子表面无划痕。通过滑动花键和销轴的连接和滑动作用既能实现部件间的轴向相对运动，又能实现各回转件的同步回转。该切管机采用电脑PLC控制，实现长管车外圆、倒角、切管一体化全自动加工，并且对管子表面不造成摩擦划伤，具有定位精度高，稳定性好，速度快，效益高，节约人工和成本。本多功能无痕切管机如果配备一台自动上料装置，能实现数十根管子的连续的全自动切管。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

图1是一种多功能无划痕切管机的主视图；

图2是一种多功能无划痕切管机的俯视图；

图3是一种多功能无划痕切管机的内部结构图；

图4是一种多功能无划痕切管机的局部俯视图；

在图1、图2、图3、图4中：1.机架、2.电机、3.主动皮带轮、4.伺服送料装置、5. 夹紧装置、6.传动装置、7.气动倒角装置、8.伺服切管装置、9.伺服车外圆装置、10.伺服驱动装置、11送料台、12.送料管、13.送料气缸缸体、14.送料气缸活塞、15.滑动花键、 16.送料夹头推管、17.夹紧气缸缸体、18.夹紧气缸活塞、19.夹紧夹头推管、20.主轴箱体、 21.主轴、22.从动皮带轮、23.送料夹头锥套、24.送料夹头、25.夹紧夹头锥套、26.夹紧夹头、27.气缸A、28.燕尾导轨、29.倒角刀刀台、30.倒角刀刀座、31.倒角刀、32.切割刀、33.切刀刀座、34.切刀刀台、35.丝杆、36.联轴器、37.伺服电机、38.直线导轨、39. 车刀、40.车刀刀座、41.燕尾导轨B、42.车刀刀台、43.气缸B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施列作详细描述。

在图1、图2、图3、图4中，长方形的机架1箱体内设有电机2，电机2输出轴上设有主动皮带轮3，主动皮带轮3为两个异径双槽组合皮带轮，主动皮带轮3通过两根V形带与传动装置中的从动皮带轮22相连接，通过左右移动电机2的位置实现四种速度变换，从动皮带轮22与主动皮带轮3相同，但是安装方向相反，从动皮带轮22固定在主轴21上，主轴21设在主轴箱体20内部，主轴箱体20设置在机架1上方，在主轴21两端主轴箱体20两侧凹槽内各设有一个圆锥滚子轴承，主轴21为空心轴，内部设有送料管12，在主轴21与送料管12之间还设有送料夹头推管16和夹紧夹头推管19，送料夹头推管16套设在送料管12外面，夹紧夹头推管19套设在送料夹头推管16外面，夹紧夹头推管19外面为主轴21，其中送料管12、送料夹头推管16和夹紧夹头推管19分别以从长到短阶梯状设置在主轴21内，在送料管12的左端部设置有伺服送料装置4，伺服送料装置4主要由伺服驱动装置10、送料台11、送料管12、送料气缸缸体13、送料气缸活塞14、送料夹头推管16、送料夹头锥套23和送料夹头24构成，伺服驱动装置10设置在机架1左端，伺服驱动装置 10驱动送料台在直线导轨上滑动，送料台11的下端面连接在伺服驱动装置10的丝杆35上，送料台11上设置有送料气缸缸体13，在送料气缸缸体13内的送料气缸活塞14内部穿设有送料管12，送料气缸活塞14的右侧与送料夹头推管16相连接，送料夹头推管16的右侧连接有送料夹头锥套23，送料夹头锥套23内设有送料夹头24，送料夹头24设置在送料管12 右端部；伺服送料装置4右侧通过滑动花键15滑动连接有夹紧装置5，保证所有管子同步转动，夹紧装置5固定在主轴21箱体上，夹紧装置5主要由夹紧气缸缸体17、夹紧气缸活塞18、夹紧夹头推管19、夹紧夹头锥套25和夹紧夹头26构成，夹紧气缸缸体17及夹紧气缸活塞18穿设在伺服送料装置4的送料夹头推管16外部，夹紧气缸活塞18的右侧与夹紧夹头推管19相连接，夹紧夹头推管19的右侧连接有夹紧夹头锥套25，夹紧夹头锥套25内设有夹紧夹头26，夹紧夹头26设置在送料夹头24右侧外层，夹紧夹头26由主轴端盖封设在主轴21内；在机床主轴箱体20的右上方设置有气动倒角装置7，气动倒角装置7主要有气缸A 27、燕尾导轨28、倒角刀刀台29、倒角刀刀座30及倒角刀31构成，倒角刀刀台 29固定在主轴箱体20上端，倒角刀刀台29上设有燕尾导轨28，燕尾导轨28上设有倒角刀刀座30在其上滑动，倒角刀刀座30下方设有双刃倒角刀31(可完成对管子的双面倒角)，上方连接有气缸A 27，气缸A 27固定在倒角刀刀台29上；在主轴箱体20右侧的机架1上并列设有伺服切管装置8和伺服车外圆装置9，伺服切管装置8主要由伺服驱动装置10、直线导轨38、切刀刀台34、切刀刀座33及切割刀32构成，伺服驱动装置10设置在机架1 上，切刀刀台34在伺服驱动装置10的驱动下能够在直线导轨38上滑动，切刀刀台34的下端面连接在伺服驱动装置10的丝杆35上，在切刀刀台34靠近主轴21的一个边角上固定有切刀刀座33，切刀刀座33上设有切割刀32；伺服车外圆装置9主要由车刀39、车刀刀座40、燕尾导轨B 41、伺服驱动装置10、车刀刀台42、汽缸B 43构成，伺服驱动装置 10固定在机架1上，车刀刀台42在伺服驱动装置10的驱动下能够在直线导轨上滑动，车刀刀台42上端面连接在伺服驱动装置10的丝杆35上，车刀刀台42上设有汽缸B 43和燕尾导轨B 41，燕尾导轨B 41上设有车刀刀座40，车刀刀座40上固定有车刀39。

上述伺服驱动装置10由丝杆35、联轴器36和伺服电机37构成，联轴器36为梅花型联轴器，伺服电机37和丝杆35通过联轴器36连接。

本多功能无痕切管机采用可编程控制器PLC控制，实现长圆钢管车外圆、倒角、切管一体化全自动加工。切管机床主要由伺服送料装置4、夹紧装置5、传动装置6、气动倒角装置7、伺服切管装置8和伺服车外圆装置9组成：伺服送料装置4中的送料气缸活塞14 在气压推动下向前运动，送料气缸活塞14同时推动送料夹头推管16和送料夹头锥套23向前运动，向前运动的送料夹头锥套23使送料夹头24径向收缩，从而将管子夹紧。管子被夹紧后，伺服驱动装置10开始驱动送料台11带动送料气缸缸体13及长管向前运动一个预先设定的距离，实现管子的精确送料。当管子切割完成后，伺服送料装置4在设定程序控制下开始回退，进入下一个送料程序，以此循环，直到整根管子被自动切完。该送料过程送料精准且不需要定位装置。

夹紧装置5在伺服送料装置4每次送料到设定距离后，其夹紧气缸活塞18在气压推动下向前运动，并推动夹紧夹头推管19和夹紧夹头锥套25向前运动，向前运动的夹紧夹头锥套25使夹紧夹头26径向收缩，进而将管子夹紧，使长管在被切割过程中能随主轴21一起转动，并能保持足够的夹紧力。夹紧夹头26在管子被切断后，继续保持夹紧，直到伺服送料装置4回退到位，送料气缸再次夹紧管子后，夹紧夹头26才松开。

传动装置6中的主动皮带轮3和从动皮带轮22为两个异径双槽组合皮带轮，主轴21由电机2通过两根V形带驱动，主轴21上的从动皮带轮22位置固定不动，通过改变电机2的位置来改变主动皮带轮3的位置，在电机2速度不变的情况下能实现主轴的四种速度。

气动倒角装置7设置在传动装置6的上方，在伺服切管装置8的切割刀32开始切断动作，并切割到一定深度后，成直角的双刃倒角刀31在气缸A 27的作用下，沿着燕尾导轨28急速下行运动，实现管子的双面倒角。气动倒角装置7采用SDAJ薄型、行程可调气缸，燕尾导轨实现直线运动，具有总体尺寸小、稳定性好等特点。

伺服切管装置8的切割刀32被安装在切刀刀座33上，切刀刀座33用螺丝固定在切刀刀台34上，切刀刀台34被固定在两根直线导轨38上，并由伺服驱动装置10中的伺服电机37驱动丝杆35旋转来驱动切刀刀台34前后运动，从而实现进刀和退刀。伺服切管装置 8采用伺服驱动能方便的调节进刀速度，同时能匀速进刀。

伺服车外圆装置9中的车刀39通过杠杆式方法被压紧在车刀刀座40上，车刀刀座40 通过气缸B 43驱动而沿着固定在车刀刀台42上的燕尾导轨B 41作横向直线运动，实现车刀39的横向进刀和退刀。车刀刀台42被固定在两根直线导轨上，并由伺服驱动装置10中的伺服电机37驱动丝杆35旋转来驱动车刀刀台42前后运动，从而实现车刀39刀具的纵向进刀和退刀。

当一根长管被装入送料管12，并穿过送料夹头24和夹紧夹头26到达一个适当位置后，按手动切割按钮，切掉管子端部毛头，然后按下自动切割按钮，进入自动切管循环，直到整根管子被自动切完。

Claims (2)

1.一种多功能无划痕切管机，主要含有机架、电机、伺服送料装置、夹紧装置、传动装置、气动倒角装置、伺服切管装置、伺服车外圆装置、伺服驱动装置，其特征是：长方形的机架箱体内设有电机，电机输出轴上设有主动皮带轮，主动皮带轮通过两根V形带与传动装置中的从动皮带轮相连接，主动皮带轮和从动皮带轮为两个异径双槽组合皮带轮，从动皮带轮固定在主轴上，主轴设在主轴箱体内部，主轴箱体设置在机架上方，在主轴两端主轴箱体两侧凹槽内各设有一个圆锥滚子轴承，主轴为空心轴，内部设有送料管，在主轴与送料管之间还设有送料夹头推管和夹紧夹头推管，送料夹头推管套在送料管外面，夹紧夹头推管套设在送料夹头推管外面，夹紧夹头推管外面为主轴，其中送料管、送料夹头推管和夹紧夹头推管分别以从长到短阶梯状设置在主轴内，在送料管的左端部设置有伺服送料装置，伺服送料装置主要由伺服驱动装置、送料台、送料管、送料气缸缸体、送料气缸活塞、送料夹头推管、送料夹头锥套和送料夹头构成，伺服驱动装置设置在机架左端，送料台在伺服驱动装置的驱动下能够在直线导轨上滑动，送料台的下端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，送料台上设置有送料气缸缸体，在送料气缸缸体内的送料气缸活塞内部穿设有送料管，送料气缸活塞的右侧与送料夹头推管相连接，送料夹头推管的右侧连接有送料夹头锥套，送料夹头锥套内设有送料夹头，送料夹头设置在送料管右端部；伺服送料装置右侧通过滑动花键滑动连接有夹紧装置，夹紧装置固定在主轴箱体上，夹紧装置主要由夹紧气缸缸体、夹紧气缸活塞、夹紧夹头推管、夹紧夹头锥套和夹紧夹头构成，夹紧气缸缸体及夹紧气缸活塞穿设在伺服送料装置的送料夹头推管外部，夹紧气缸活塞的右侧与夹紧夹头推管相连接，夹紧夹头推管的右侧连接有夹紧夹头锥套，夹紧夹头锥套内设有夹紧夹头，夹紧夹头设置在送料夹头右侧外层，夹紧夹头由主轴端盖封设在主轴内；在机床主轴箱体的右上方设置有气动倒角装置，气动倒角装置主要有气缸A、燕尾导轨、倒角刀刀台、倒角刀刀座及倒角刀构成，倒角刀刀台固定在主轴箱体上端，倒角刀刀台上设有燕尾导轨，燕尾导轨上设有倒角刀刀座在其上滑动，倒角刀刀座下方设有双刃倒角刀，上方连接有气缸A，气缸A固定在倒角刀刀台上；在主轴箱体右侧的机架上并列设有伺服切管装置和伺服车外圆装置，伺服切管装置主要由伺服驱动装置、直线导轨、切刀刀台、切刀刀座及切割刀构成，伺服驱动装置设置在机架上，切刀刀台在伺服驱动装置的驱动下能够在直线导轨上滑动，切刀刀台的下端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，在切刀刀台靠近主轴的一个边角上固定有切刀刀座，切刀刀座上设有切割刀；伺服车外圆装置主要由车刀、车刀刀座、燕尾导轨B、伺服驱动装置、车刀刀台、汽缸B构成，伺服驱动装置固定在机架上，车刀刀台在伺服驱动装置能够在直线导轨上滑动，车刀刀台上端面连接在伺服驱动装置的丝杆上，车刀刀台上设有汽缸B和燕尾导轨B，燕尾导轨B上设有车刀刀座，车刀刀座上固定有车刀。

2.根据权利要求1所述的一种多功能无划痕切管机，其特征是：所述伺服驱动装置由丝杆、联轴器和伺服电机构成，联轴器为梅花型联轴器，伺服电机和丝杆通过联轴器连接。