CN108032361B - 海绵切削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海绵加工技术领域，公开了一种海绵切削装置，包括机架，机架上设有支撑筒，支撑筒上设有上箱体和下箱体，上箱体和下箱体均包括箱柱和两个半箱体，上箱体和下箱体的两个半箱体卡合后分别形成上型腔和下型腔；上箱体上具有下凸起，下箱体上具有上凸起，上、下凸起盖合后能形成放置海绵的空腔；支撑筒内安装有液氮供给箱和水泵，上箱体和下箱体均通过软管连通液氮供给箱和水泵；机架上滑动连接有切削机构，切削机构包括设在机架上的定位杆，定位杆上铰接有连杆，连杆上连接有切刀，定位杆内设有数控系统。本发明通过设置上箱体和下箱体将海绵压实，增大了海绵的相对硬度，解决了海绵在切削过程中由于切刀挤压变形导致切口不平整的问题。
Description
技术领域
本发明涉及海绵加工技术领域，具体涉及了一种海绵切削装置。
背景技术
海绵的主要成分是聚氨酯发泡塑料，结构呈网状，密度较低、易变形，很难采用一般机械装置进行切削加工。因此当前针对有形状要求的海绵进行加工，采用模具发泡成型，由专业厂家完成，导致海绵加工的成本增加。
为了解决上述问题，中国专利(CN104148671B)公开了一种海绵的切削装置，包括车床、固定装置和导向装置；所述的车床包括车床主轴、车床溜板箱；所述的固定装置和车床主轴固定连接；所述的导向装置与车床溜板箱固定连接。上述方案是利用车床主轴旋转的作用再改造而成的一种海绵的切削装置，实现了使用一般机械装置解决了海绵固定易变形的问题，也解决了海绵在切削过程中由于刀盘挤压变形导致切口不平整的问题，并且能够适应复杂旋转曲面的加工。
上述专利方案在切割时，是将海绵切成块状，整面穿过支撑柱并向转盘方向推动，直至海绵与双面粘性胶带贴合，实现对海绵的固定，但在海绵穿过支撑柱时支撑柱易在海绵上留下孔洞，对海绵的质量造成影响，此外，由于海绵密度较低且切刀与海绵接触面大，在切削时海绵仍然会发生形变，导致切口不平整，进而影响切削效果；另外，该方案是通过手工推动移动刀架对海绵进行切割，导致切割效率较低。
发明内容
针对上述存在的不足，本发明的目的是提供一种海绵切削装置，以解决海绵在切削过程中由于刀盘挤压变形导致切口不平整的问题，提高切割的效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
海绵切削装置，包括机架，机架上安装有支撑筒，支撑筒上沿竖直轴线方向滑动连接有上箱体和下箱体，上箱体和下箱体均包括滑动连接在支撑筒上的箱柱和两个半箱体，两个半箱体一端铰接在箱柱上，上箱体和下箱体的两个半箱体卡合后分别形成上型腔和下型腔；上箱体上具有向下的下凸起，下箱体上具有向上的上凸起，下凸起和上凸起为间隔错位相对，且上、下凸起盖合后能形成放置海绵的空腔；支撑筒内安装有液氮供给箱和水泵，上箱体和下箱体均通过软管连通液氮供给箱和水泵，液氮供给箱和水泵之间的软管上设有单向阀；机架上滑动连接有切削机构，切削机构包括滑动连接在机架上的定位杆，定位杆上铰接有连杆，连杆上连接有切刀，定位杆内设有用于控制切削机构切削的数控系统，定位杆上设有调节数控系统的操作屏，操作屏上设有控制按钮。
本发明的原理：通过滑动调节上箱体和下箱体的位置，将待切削的海绵夹紧，在夹紧的过程中利用下凸起和上凸起的间隔错位，将海绵内的空气进一步排出，从而将海绵压实，增大海绵的密度，从而增大海绵的相对硬度，减小海绵与切刀接触时的形变，保证切口的平整度。夹紧海绵后，先启动水泵向上型腔和下型腔中通水，此时由于设有单向阀，水只能进入上型腔和下型腔中，不会进入液氮供给箱内；待上型腔和下型腔中的水满后关闭水泵，启动液氮供给箱向上型腔和下型腔中通入液氮，由于液氮温度很低，可迅速将上型腔和下型腔中的水冷冻，使水固化成冰，形成冰模，此外液氮本身是惰性的，除直接与其接触造成冻伤外，通常不会有危险，安全性高。随后，关闭液氮供给箱，通过操作屏上的控制按钮设定好数控系统，再以箱柱为轴向两侧打开上箱体和下箱体的两个半箱体，此时海绵将通过冰模进行短暂地固定，再启动数控系统，定位杆将按照设定好的数据滑动到目标位置，然后切刀将对海绵进行切削，切削的同时将冰模和海绵一起切掉，此时由于海绵的硬度较压缩前变大，当海绵与切刀接触时极大地减小了海绵的形变，使得海绵切口处平整；通常情况下，切削时切刀会发热，使海绵切口遇热变形，导致海绵切口处不平整，而本发明用冰模作为海绵的固定夹具，在切割时能够对切刀进行降温，避免切刀发热而导致的海绵切口处平整问题。
本发明的有益效果：与现有技术相比，1、设置上箱体和下箱体作为夹具，通过滑动调节上箱体和下箱体之间的距离将夹紧海绵，再通过下凸起和上凸起在夹紧时进一步排出海绵中存留的空气，将海绵压实，增大了海绵的相对硬度，减小了海绵与切刀接触时的形变，保证了切口的平整度；2、将上箱体和下箱体设置为开合式的，并利用冰模作为暂时夹具，切割时不仅能够夹紧固定海绵使切口平整，而且能够对切刀进行降温延长切刀的寿命，还能够使上型腔和下型腔重复利用，节约了成本；3、设置由数控系统控制的切刀，实现自动化切削，利用液氮具有低温的性质对上型腔和下型腔中的水进行冷却，使水快速固化成冰模，有效地提高了海绵切割的效率。
进一步，所述支撑筒上设有刻度线。设置刻度线后，对于同一批次的海绵，仅需第一次调节好上箱体和下箱体之间的距离，记录下该距离，之后可直接将海绵夹紧至该距离进行切削，提高了整个切削的效率。
进一步，所述切刀可拆卸地连接在连杆上，便于拆卸、更换切刀。
进一步，所述机架上安装有废料槽，废料槽位于下箱体的下方。废料槽的设置，便于回收切掉的冰和海绵废料。
进一步，所述上箱体和下箱体均由透明材料制成，便于观察上型腔和下型腔中水的注入和结冰情况，使得能够及时控制液氮供给箱和水泵的启闭，有效地节约成本。
进一步，所述支撑筒上滑动连接有锁扣。设置锁扣，便于固定上箱体和下箱体，即当上箱体和下箱体将海绵夹紧后，为了防止海绵的形变作用力使上箱体和下箱体发生滑动，利用锁扣将上箱体和下箱体的位置固定。
附图说明
图1为本发明实施例中海绵切削装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中海绵切削装置中上箱体的仰视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：支撑筒1、上箱体2、下箱体3、下凸起4、上凸起5、液氮供给箱6、水泵7、单向阀8、定位杆9、连杆10、切刀11、数控系统12、操作屏13、废料槽14。
实施例基本如附图1、图2所示：
海绵切削装置，包括机架，机架上通过螺栓连接有支撑筒1，支撑筒1侧壁上设置有刻度线，支撑筒1上沿竖直轴线方向滑动连接有相对的上箱体2和下箱体3，上箱体2和下箱体3均由透明材料制成，透明材料优选为透明塑料，上箱体2和下箱体3均包括滑动连接在支撑筒1上的箱柱和两个半箱体，两个半箱体左端铰接在箱柱上，上箱体2和下箱体3的两个半箱体卡合后分别形成上型腔和下型腔；上箱体2上具有五个向下的下凸起4，下箱体3上具有五个向上的上凸起5，下凸起4和上凸起5为间隔错位相对，且上凸起4和下凸起5 盖合后能形成放置海绵的空腔；支撑筒1内通过螺栓固定有液氮供给箱6和水泵7，上箱体 2和下箱体3均通过软管连通液氮供给箱6和水泵7，液氮供给箱6和水泵7之间的软管上安装有单向阀8；机架上滑动连接有切削机构，切削机构位于上箱体2和下箱体3的右侧，切削机构包括滑动连接在机架上的定位杆9，定位杆9上铰接有连杆10，连杆10上可拆卸地连接有切刀11，可拆卸方式优选卡合连接，切刀11位于上箱体2的上方，定位杆9内安装有用于控制切削机构切削的数控系统12，定位杆9上安装有调节数控系统12的操作屏13，操作屏13与数控系统12电接，操作屏13上分布有控制按钮；机架上通过螺栓固定有废料槽14，废料槽14位于下箱体3的下方，支撑筒1上滑动连接有锁扣，锁扣与上箱体2和下箱体3均为卡扣卡合连接。
使用时，根据海绵所需切削的形状，预先选好切刀11的形状、大小，并将切刀11卡合连接在连杆10上；并通过操作屏13上的控制按钮设定好数控系统12，设定的参数包括连杆 10与定位杆9之间的夹角、定位杆9横向与纵向移动的速度以及切削时间；再将待切削的海绵夹放置在上箱体2和下箱体3之间，滑动调节上箱体2和下箱体3的位置将待切削的海绵夹紧，用锁扣固定上箱体2和下箱体3，并记录下上箱体2和下箱体3之间的距离，对同一批次的海绵，下次直接将上箱体2和下箱体3调节到该距离即可夹紧海绵，节省了夹紧的操作时间，提高整个切削的效率；然后启动水泵7，使其向上型腔和下型腔中通水，由于设有单向阀8，水只能进入上型腔和下型腔中，不会进入液氮供给箱6内，又由于上箱体2和下箱体3均由透明塑料制成，通过观察注水情况，待上型腔和下型腔中的水满后关闭水泵7；接着启动液氮供给箱6向上型腔和下型腔中通入液氮，由于液氮温度很低，可迅速将上型腔和下型腔中的水冷冻，使水固化成冰，形成冰模；随后，关闭液氮供给箱6，解除锁扣，再以箱柱为轴向两侧打开上箱体2和下箱体3的两个半箱体，此时海绵将通过冰模进行短暂地固定，再启动数控系统12，定位杆9将按照设定好的数据滑动到目标位置，然后定位杆9 再以设定好的速度在机架上移动，并带动切刀11对海绵进行切削，切削的同时将冰模和海绵一起切掉，此时由于海绵的硬度较压缩前变大，当海绵与切刀11接触时极大地减小了海绵的形变，使得海绵切口处平整；通常情况下，切削时切刀11会发热，而海绵切口遇热变形，导致海绵切口处不平整，而本发明中用冰模作为海绵的固定夹具，在切割时能够对切刀 11进行降温，避免因切刀11发热而导致的海绵切口处不平整问题；切掉的冰模和海绵将掉入下方的废料槽14内回收，切削完成后直接将剩余的冰模破碎，取出切削好的海绵即可。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.海绵切削装置，包括机架，其特征在于：机架上安装有支撑筒，支撑筒上沿竖直轴线方向滑动连接有上箱体和下箱体，上箱体和下箱体均包括滑动连接在支撑筒上的箱柱和两个半箱体，两个半箱体一端铰接在箱柱上，上箱体和下箱体的两个半箱体卡合后分别形成上型腔和下型腔；上箱体上具有向下的下凸起，下箱体上具有向上的上凸起，下凸起和上凸起为间隔错位相对，且上、下凸起盖合后能形成放置海绵的空腔；支撑筒内安装有液氮供给箱和水泵，上箱体和下箱体均通过软管连通液氮供给箱和水泵，液氮供给箱和水泵之间的软管上设有单向阀；机架上滑动连接有切削机构，切削机构包括滑动连接在机架上的定位杆，定位杆上铰接有连杆，连杆上连接有切刀，定位杆内设有用于控制切削机构切削的数控系统，定位杆上设有调节数控系统的操作屏，操作屏上设有控制按钮。
2.如权利要求1所述的海绵切削装置，其特征在于：所述支撑筒上设有刻度线。
3.如权利要求2所述的海绵切削装置，其特征在于：所述切刀可拆卸地连接在连杆上。
4.如权利要求3所述的海绵切削装置，其特征在于：所述机架上安装有废料槽，废料槽位于下箱体的下方。
5.如权利要求4所述的海绵切削装置，其特征在于：所述上箱体和下箱体均由透明材料制成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的海绵切削装置，其特征在于：所述支撑筒上滑动连接有锁扣。
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