CN108620664B - 一种高效循环冲击低应力的精密断料机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效循环冲击低应力的精密断料机，涉及机加工技术领域，其击打块的下部设置有与第一涡线转盘相配合的等间距槽，在其工作的过程中，当待下料的棒料上设置的V型槽的底部由于应力集中效应出现起裂时，第一电机启动工作，第一电机通过联轴器带动第一转轴转动，由于第一转轴与涡状线盘固定，涡状线盘随第一转轴转动，通过涡状线盘上的涡状线凸起与击打块下部的等间距槽之间的配合，可以使击打块上下移动，进而自动改变棒料上的作用力矩，实现自动调节载荷在棒料上作用点位置，进而棒料在扩展过程中通过改变载荷作用点的位置促使棒料在扩展阶段能够稳定扩展，提高棒料的下料断面质量。

Description

一种高效循环冲击低应力的精密断料机

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及一种高效循环冲击低应力的精密断料机。

背景技术

在金属制品和机械制造行业中，下料是金属成形加工的第一道工序，其广泛应用于模锻、冷挤压、金属链条销、螺栓、滚动轴承滚子、汽车配件生产等的备料工序中。目前国内每年需精密下料的棒料需求量巨大。

低应力下料是利用裂纹技术，在金属棒料表面的圆周上预先加工一个尖锐的环状V型槽，施加载荷后使棒料在V型槽底部产生局部裂纹，依靠裂纹的扩展完成下料。低应力冲击剪切型下料效率较高，它充分利用环向V型槽的缺口效应和弯曲效应，实现材料在低应力水平下的脆断，获得无几何畸变、断口垂直平整、无需倒角的毛坯。

目前学者们已就低应力弯曲下料技术从应力集中、机构设计、断口形貌等方面进行了一些研究。例如，西安交通大学设计了偏心块变频振动下料机，在下料机机构设计方面进行了详细的研究，通过控制偏心块振动频率来提高断面质量。但低应力弯曲下料方法仍存在一些问题，比如棒料断面质量仍需提高，生产效率较低下，能耗及污染问题等。

为加快振兴我国装备制造业发展，研究高效、高品质、节能、环境友好型金属材料成形下料新技术及材料分离机理势在必行。针对低应力下料，鉴于在下料效率、节能等方面取得的重要成果，但仍然存在裂纹扩展不稳定、高速旋转部件磨损、下料效率低下等技术难题，进而还需解决目前唯一制约规模化应用的断面质量问题，为此提出采用突变理论和微裂纹理论，揭示棒料在起裂、裂纹扩展及瞬断全过程的材料变化，建立外力与裂纹长度之间的确切关系。

但是，上述下料装置在研究外力与棒料裂纹起裂和扩展之间的关系和提高下料效率方面具有一定的局限性，主要体现在其载荷作用点的位置不能随着裂纹的出现和扩展而实时改变，并且效率比较低，一次只能下一节棒料。

然而，现有的低应力下料机在研究外力与棒料裂纹起裂和扩展之间的关系和提高下料效率方面具有一定的局限性，其载荷作用点的位置不能随着裂纹的出现和扩展而实时改变，导致其作用力臂的大小无法调节，同时现有的低应力振动下料机不能在裂纹起裂之后方便的改变作用力矩，提高棒料的断面质量，并且下料效率比较低，一次只能下一节棒料。

发明内容

本发明提供一种高效循环冲击低应力的精密断料机，旨在实现自动调节载荷在棒料上作用点位置，进而棒料在扩展过程中通过改变载荷作用点的位置促使棒料在扩展阶段能够稳定扩展，提高棒料的下料断面质量，并且能显著提高下料效率。

为达到上述目的，本发明提供一种高效循环冲击低应力的精密断料机，包括机架、可移动安装在所述机架上的第一夹持装置、固定安装在所述机架上的第二夹持装置、固定安装在所述机架上的动力装置、可旋转安装在所述机架上的转盘、固定在所述转盘内部的可动式击打装置，其中所述可动式击打装置包括固定在所述机架上的通孔座、击打块、固定在所述转盘上的第一电机、采用联轴器与所述第一电机的输出轴连接的第一转轴、固定在所述转盘上的轴承和空心转轴、与所述第一转轴相固定的第一涡线转盘，所述第一涡线转盘上设置有涡状线凸起，所述击打块的下部设置有与所述第一涡线转盘相配合的等间距槽。

可选的，所述第二夹持装置包括夹持底座、设置在所述夹持底座上的旋转杆、安装在所述夹持底座上的滑块和第二涡状线盘，其中，所述夹持底座上设置有导轨，所述滑块可移动安装在所述导轨内，所述滑块与所述旋转杆之间同步联动。

可选的，所述第二涡状线盘与所述第一涡状线盘的结构相同；所述第一夹持装置包括与所述第二加持装置相同的夹持底座、旋转杆和滑块，其中，所述夹持底座上设置有导轨，所述滑块可移动安装在所述导轨内，所述滑块与所述旋转杆之间同步联动。

可选的，所述动力装置包括连杆、皮带、第二电机、小皮带轮、大皮带轮、第二转轴和后支座，所述第二电机固定在所述机架上，所述大皮带轮固定在所述第二电机的输出轴上，所述后支座固定在所述机架上，所述第二转轴采用轴承安装在所述后支座内，所述小皮带轮与所述第二转轴的一端相连，所述皮带安装在所述大皮带轮和所述小皮带轮之间，所述第二转轴的另一端驱动所述转盘转动。

可选的，所述动力装置还包括后轴承盖，所述后轴承盖固定在所述后支座上，所述夹持底座上设置有4个相同的导轨，每一个所述导轨内设置有一个所述滑块。

可选的，所述精密断料机还包括安装在所述机架上的手轮、前支座和滚珠丝杠，所述前支座上安装有前轴承盖，所述手轮和所述前支座相配合用于调节所述第一夹持装置与所述第二夹持装置之间的距离。

可选的，所述连杆的一端与所述第二转轴相连，所述连杆的另一端与所述转盘固定。

可选的，所述空心转轴安装在所述前支座中，所述空心转轴的一端与所述转盘相固定。

本发明的实施例至少具有如下有益技术效果：

本发明实施例的一种高效循环冲击低应力的精密断料机，其击打块的下部设置有与第一涡线转盘相配合的等间距槽，在其工作的过程中，当待下料的棒料上设置的V型槽的底部由于应力集中效应出现起裂时，第一电机启动工作，第一电机通过联轴器带动第一转轴转动，由于第一转轴与涡状线盘固定，涡状线盘随第一转轴转动，通过涡状线盘上的涡状线凸起与击打块下部的等间距槽之间的配合，可以使击打块上下移动，进而自动改变棒料上的作用力矩，实现自动调节载荷在棒料上作用点位置，进而棒料在扩展过程中通过改变载荷作用点的位置促使棒料在扩展阶段能够稳定扩展，提高棒料的下料断面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高效循环冲击低应力的精密断料机的等轴侧视图；

图2为本发明实施例提供的一种高效循环冲击低应力的精密断料机的整体结构图；

图3为本发明实施例提供的一种高效循环冲击低应力的侧视结构图；

图4为图3中的A-A向剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种可动式击打装置的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二夹持装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二夹持装置的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图1～附图7，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

参考图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明实施例的一种高效循环冲击低应力的精密断料机包括机架1、可移动安装在机架1上的第一夹持装置2、固定安装在机架1上的第二夹持装置3、固定安装在机架1上的动力装置4、可旋转安装在机架1上的转盘5、固定在转盘5内部的可动式击打装置6，其中，可动式击打装置6包括固定在机架1上的通孔座601、击打块602、固定在转盘5上的第一电机603、采用联轴器604与第一电机603的输出轴连接的第一转轴605、固定在转盘5上的轴承606和空心转轴607、与第一转轴605相固定的第一涡线转盘608，其中，第一涡线转盘608上设置有涡状线凸起，击打块602的下部设置有与第一涡线转盘608上的涡状线凸起相配合的等间距槽。

具体的，参考图6和图7所示，第二夹持装置3包括夹持底座301、设置在夹持底座301上的旋转杆302、安装在夹持底座301上的滑块303和第二涡状线盘304，其中，夹持底座301上设置有导轨3011，滑块303可移动安装在导轨3011内，滑块303与旋转杆302之间同步联动。

示例的，旋转杆302顺时针转动时，由于滑块303上的等间距槽与第二涡状线盘304之间的配合，滑块303将沿着夹持底座301上的导轨3011向上移动，此时夹紧棒料；当旋转杆302逆时针转动时，滑块303将沿着导轨3011向下移动，此时棒料将被放松，方便棒料进给。

参考图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，第二涡状线盘304与第一涡状线盘608的结构相同；第一夹持装置2包括与第二加持装置3相同的夹持底座、旋转杆和滑块，其中，同样的，夹持底座上设置有导轨，滑块可移动安装在导轨内，滑块与旋转杆之间同步联动。

参考图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，动力装置4包括连杆401、皮带402、第二电机403、小皮带轮404、大皮带轮405、第二转轴406和后支座407，其中，第二电机403固定在机架1上，大皮带轮405固定在第二电机403的输出轴上，后支座407固定在机架1上，第二转轴406采用轴承安装在后支座407内，小皮带轮404与第二转轴406的一端相连，皮带402安装在大皮带轮405和小皮带轮404之间，第二转轴406的另一端驱动转盘5转动。

进一步的，参考图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，动力装置4还包括后轴承盖408，后轴承盖408固定在后支座407上，夹持底座301上设置有4个相同的导轨，每一个导轨内设置有一个滑块303，进而本发明实施例的精密断料机一次可以夹持四根棒料，并且可以通过滚珠丝杠进行进给，实现装置的连续下料，极大的提高下料效率。

进一步的，参考图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明实施例的精密断料机还包括安装在机架1上的手轮7、前支座8和滚珠丝杠9，前支座8上安装有前轴承盖10，手轮7和前支座8相配合用于调节第一夹持装置2与第二夹持装置3之间的距离，也即手轮7和前支座8相互配合用于进料。

具体的，参考图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，连杆401的一端与第二转轴406相连，连杆401的另一端与转盘5固定。空心转轴607安装在前支座8中，空心转轴607的一端与转盘5相固定。

手轮7与滚珠丝杠9安装在一起，第一夹持装置2安装在滚珠丝杠9上，滚珠丝杠9固定在机架1上，第二夹持装置3固定在机架1上，25空心转轴安装在10前支座中，空心转轴607的一端与转盘5固定，另一端固定在通孔座601，通孔座601上开有4个均匀分布的槽，该槽里配合设置击打块602，击打块602下部开有与第一涡线转盘608相配合的等间距槽，第一涡线转盘608与第一转轴605固定在一起，并随之转动，第一转轴605通过空心转轴607，并由轴承606固定在空心转轴607内，第一转轴605的一端与联轴器604连接，联轴器604连接第一电机603的输出轴，第一电机603固定在转盘5中心的方形槽内。转盘5通过第二转轴406与连杆401相连，连杆401与动力装置相连。

下料时，第二电机403通过大皮带轮405带动皮带402转动，使空心转轴的转速达到2000r/min左右，根据曲柄摇杆原理，空心转轴607带动击打块602做快速无间歇循环往复运动，击打块602击打棒料，击打块602两侧有5°的斜面，会对棒料施加压力，压力和击打块602的撞击力一同作用在棒料上。因为第一电机603固定在转盘5中，所以空心转轴607转动时，第一转轴605、联轴器604、第一电机603一同随空心转轴5做往复循环运动，保持相对静止状态。当声发射设备(未画出)检测到棒料上设置的V型槽底部由于压力和撞击力的合力作用而起裂时，为了使裂纹稳定扩展，需要改变作用在棒料上的力，这时第一电机603启动工作，第一电机603通过联轴器604带动第一转轴605转动，第一转轴605与第一涡线转盘608固定，第一涡线转盘608随第一转轴转动，通过第一涡线转盘608上的涡状线凸起与击打块602下部的等间距槽之间的配合，可以使击打块上下移动，进而改变棒料上的作用力矩。

当下完一节棒料时，拧动第二夹持装置3上的旋转杆302，减小滑块对棒料的夹紧力。转动手轮7，通过滚珠丝杠9使第一夹持装置2向前移动，使棒料进给到合适的位置，再次拧动第二夹持装置3上的旋转杆302，使棒料被夹紧，进行下一次的低应力下料。

本发明实施例的一种高效循环冲击低应力的精密断料机，其击打块的下部设置有与第一涡线转盘相配合的等间距槽，在其工作的过程中，当待下料的棒料上设置的V型槽的底部由于应力集中效应出现起裂时，第一电机启动工作，第一电机通过联轴器带动第一转轴转动，由于第一转轴与涡状线盘固定，涡状线盘随第一转轴转动，通过涡状线盘上的涡状线凸起与击打块下部的等间距槽之间的配合，可以使击打块上下移动，进而自动改变棒料上的作用力矩，实现自动调节载荷在棒料上作用点位置，进而棒料在扩展过程中通过改变载荷作用点的位置促使棒料在扩展阶段能够稳定扩展，提高棒料的下料断面质量。

本发明实施例的精密断料机，当棒料V型槽底部由于应力集中效应起裂时，由第一电机的正反转可以灵活的改变击打块在棒料上的施力位置，进而实时改变棒料所受的载荷，使得低应力下料机实现高效率、高质量下料。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高效循环冲击低应力的精密断料机，其特征在于，所述精密断料机包括机架、可移动安装在所述机架上的第一夹持装置、固定安装在所述机架上的第二夹持装置、固定安装在所述机架上的动力装置、可旋转安装在所述机架上的转盘、固定在所述转盘内部的可动式击打装置，其中所述可动式击打装置包括固定在所述机架上的通孔座、击打块、固定在所述转盘上的第一电机、采用联轴器与所述第一电机的输出轴连接的第一转轴、固定在所述转盘上的轴承和空心转轴、与所述第一转轴相固定的第一涡线转盘，所述第一涡线转盘上设置有涡状线凸起，所述击打块的下部设置有与所述第一涡线转盘相配合的等间距槽。

2.根据权利要求1所述的精密断料机，其特征在于，所述第二夹持装置包括夹持底座、设置在所述夹持底座上的旋转杆、安装在所述夹持底座上的滑块和第二涡状线盘，其中，所述夹持底座上设置有导轨，所述滑块可移动安装在所述导轨内，所述滑块与所述旋转杆之间同步联动。

3.根据权利要求2所述的精密断料机，其特征在于，第二涡状线盘与所述第一涡状线盘的结构相同；所述第一夹持装置包括与所述第二加持装置相同的夹持底座、旋转杆和滑块，其中，所述夹持底座上设置有导轨，所述滑块可移动安装在所述导轨内，所述滑块与所述旋转杆之间同步联动。

4.根据权利要求3所述的精密断料机，其特征在于，所述动力装置包括连杆、皮带、第二电机、小皮带轮、大皮带轮、第二转轴和后支座，所述第二电机固定在所述机架上，所述大皮带轮固定在所述第二电机的输出轴上，所述后支座固定在所述机架上，所述第二转轴采用轴承安装在所述后支座内，所述小皮带轮与所述第二转轴的一端相连，所述皮带安装在所述大皮带轮和所述小皮带轮之间，所述第二转轴的另一端驱动所述转盘转动。

5.根据权利要求4所述的精密断料机，其特征在于，所述动力装置还包括后轴承盖，所述后轴承盖固定在所述后支座上，所述夹持底座上设置有4个相同的导轨，每一个所述导轨内设置有一个所述滑块。

6.根据权利要求5所述的精密断料机，其特征在于，所述精密断料机还包括安装在所述机架上的手轮、前支座和滚珠丝杠，所述前支座上安装有前轴承盖，所述手轮和所述前支座相配合用于调节所述第一夹持装置与所述第二夹持装置之间的距离。

7.根据权利要求4所述的精密断料机，其特征在于，所述连杆的一端与所述第二转轴相连，所述连杆的另一端与所述转盘固定。

8.根据权利要求6所述的精密断料机，其特征在于，所述空心转轴安装在所述前支座中，所述空心转轴的一端与所述转盘相固定。