CN108723781A - 一种多工位切管铣削集成数控设备及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位切管铣削集成数控设备，包括了机架，在机架上固定有冲切机构，该冲切机构包括了模架、压力机和冲切模具，在上模的顶面上开设有切口槽，切口槽与模腔上下正对，在所述压力机上设置有冲杆，由压力机驱动冲杆快速上下运动，在冲杆上固定有切刀，切刀能由所述切口槽切入模具中，并对模腔内的管件进行切割；在冲切机构的两侧分别设置了一个多工位铣削机构，所述多工位铣削机构包括了至少一个上铣削工位和一个下铣削工位，所述上铣削工位和下铣削工位上下分布且相互不干涉，在上铣削工位和下铣削工位上均对应设置有一个铣削动力头，所述的两个铣削动力头分别用于对管件的两端进行铣削。

Description

一种多工位切管铣削集成数控设备及其加工工艺

技术领域

本发明涉及制管生产技术领域，具体的是涉及了一种多工位切管铣削集成数控设备及其加工工艺。

背景技术

现有技术中，对管件的铣削和切割是两种不同的工序，需要在不同的设备上进行，而现有的切管方式，通常采用的是锯片锯切的方式，工作效率较低，对锯片的消耗也很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种多工位切管铣削集成数控设备及其加工工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多工位切管铣削集成数控设备，包括了机架，在所述机架顶部形成有水平的工作台面，在所述工作台面的中央固定有冲切机构，所述冲切机构包括了模架、压力机和冲切模具，所述压力机设置在所述模架的顶部，所述冲切模具支承在所述模架中，所述冲切模具由上模和下模构成，所述上模和下模相互正对，所述下模支承在所述模架上，所述上模通过若干导柱连接在所述压力机上，由所述压力机提供驱动力驱动所述上模上升或下降，当上模下降至与所述下模合拢时，由所述上模和下模形成有模腔，待加工的管件被锁紧在所述模腔中，在上模的顶面上开设有切口槽，切口槽与模腔上下正对，在所述压力机上设置有冲杆，由压力机驱动冲杆快速上下运动，在冲杆上固定有切刀，切刀能由所述切口槽切入模具中，并对模腔内的管件进行切割；

在冲切机构的两侧分别设置了一个多工位铣削机构，所述多工位铣削机构包括了至少一个上铣削工位和一个下铣削工位，所述上铣削工位和下铣削工位上下分布且相互不干涉，在上铣削工位和下铣削工位上均对应设置有一个铣削动力头，所述的两个铣削动力头分别用于对管件的两端进行铣削。

作为本发明的优选，在所述压力机上设置有与所述导柱数量相同的合模气缸，所述导柱连接在所述合模气缸的气缸杆上，由所述合模气缸提供驱动力驱动所述导柱上升或下降，所述上模套设在所述导柱上。

作为本发明的改进，所述铣削动力头包括了铣削电机和铣刀，所述铣刀固定在所述铣削电机上并由所述铣削电机驱动其转动。

作为本发明的进一步改进，在所述上模中可拆卸地固定着上模块，在所述下模中可拆卸地固定着下模块，当所述上模和所述下模合模时，由所述上模块和所述下模块形成所述模腔。

作为本发明的具体技术方案，所述可拆卸地固定是指在所述上模和下模上开设有安装槽，所述上模块和下模块卡接在所述安装槽中。

作为本发明的进一步改进，在所述上模块上开设有切口，所述切口和所述切口槽正对。

作为本发明的优选，在所述压力机上设置有冲切气缸，所述冲杆连接在所述冲切气缸上并由所述冲切气缸提供驱动力驱动所述冲杆上下运动。

一种采用上述多工位切管铣削集成数控设备对管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

一、测量管坯的轮廓，并根据管坯的轮廓制造上模块和下模块，当上模块和下模块合拢后能形成与管坯轮廓一致的模腔；

二、将上模块和下模块分别安装到上模和下模中；

三、装夹管坯，将管坯的两端分别通过上铣削工位中的夹具固定，同时将管坯的中间待切割段摆放在下模上；

四、驱动压力机上的合模气缸，使得整个上模下降直至与下模合拢，此时所述上模和下模能将管坯的中间待切割段锁定在模腔中；

五、启动冲切气缸，由冲杆带动切刀对管坯进行冲切，将管坯切成两根短管，同时由管坯两端的铣削动力头对管坯的端部进行铣削；

六、打开冲切模具和上铣削工位中的夹具，将切割后的两根短管取下，随后更换到下铣削工位，将短管装夹到下铣削工位中；

七、由下铣削工位中的铣削动力头对短管切割后形成的端部进行铣削；

八、将经过步骤七铣削加工后的短管取下。

作为上述工艺的改进，在步骤六中，将短管装夹到下铣削工位的同时，将新的管坯装夹到上铣削工位中，如果新的管坯与前一根管坯轮廓一致，则重复步骤三至五的加工，如果新的管坯与前一根管坯轮廓不同，则重复步骤一至五的加工。

作为上述工艺的进一步改进，在步骤七中，切割形成的两根短管的铣削加工同时进行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：一方面，它能够使得铣削、倒角和切管两个工艺在一台设备上同时进行，并且在切管后不需要重新进行装夹就能对管件的切割端进行铣削、倒角，此外，采用冲切的方式来代替传统的锯切方式，极大的提高了切管效率，也降低了锯片的损耗；另一方面，本发明的铣削、倒角、冲切设备通过设置多个工位，可以使得一个管件在进行冲切时，另一个工位可以对切割后的管件进行切割端铣削，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中多工位切管铣削集成数控设备的结构示意图；

图2为图1中冲切模具的局部结构示意图；

图3为图1中铣削动力头的结构示意图；

图4为图1中芯铁的放置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。

如附图所示，本实施例为一种多工位切管铣削集成数控设备，包括了机架1，在机架顶部形成有水平的工作台面，在工作台面的中央固定有冲切机构，该冲切机构包括了模架2、压力机3和冲切模具4，模架是由模具钢制成的方形框架，压力机设置在模架的顶部，冲切模具支承在模架中，冲切模具由上模41和下模42构成，上模和下模呈上下正对，具体的，在模架的底部形成有一个方形的安装台21，下模固定在该安装台的顶部，上模则通过若干导柱5连接在压力机上，该压力机包括了与导柱数量一致的合模气缸31，每一个合模气缸均对应着一根导柱，导柱连接在合模气缸的气缸杆底部，由合模气缸提供驱动力，驱动导柱做垂直升降运动，在上模上开设有多个安装孔，导柱能从安装孔中穿过，由此将上模套设在这些导柱上，当合模气缸驱动导柱升降时，就能通过导柱带动上模升降，当上模下降至与下模合拢时，这一过程为合模，反之，当上模上升与下模逐渐分离时，这一过程称之为开模。

为了使得一副模具能适应多种轮廓的管坯11的冲切，在上模中可拆卸地固定着上模块411，在下模中可拆卸地固定着下模块421，这里所说的可拆卸地固定是指在上模和下模上开设有安装槽（安装型腔），上模块和下模块卡接在安装槽中并通过销钉、螺杆等紧固件固定，上模块的底面与下模块的底面是根据管坯的轮廓来设计的，它们可以分别与管坯的顶面、底面贴合，由此，当上模块和下模块合拢时能形成模腔，模腔的腔壁能与管坯的外壁贴合，进而将管坯的中间段锁定在模腔中。

在上模的顶面上开设有切口槽412，切口槽贯通整个上模后与模腔上下正对，前述的压力机包括了冲切气缸32，在该冲切气缸的底部连接有冲杆6，当冲切气缸启动时，能带动冲杆快速上下运动。在冲杆的底部固定着切刀61，或者直接将冲杆的底部加工成切刀，切刀能由切口槽伸入模腔中，并对模腔中的管坯进行切割，具体的，在上模块开设有切口413，切口和切口槽正对，当切刀在冲切气缸的驱动下伸入切口槽继续向下时，能穿过切口进入到模腔中，随后利用冲切力快速切断管坯。而现有技术中对管坯进行切割通常是采用锯片来进行，圆锯片切割管件效率低下，且由于其是通过高速旋转利用摩擦切割管件的，故锯片的磨损极大，需要经常更换，且在切割过程中会溅起大量火星，需要配备冷却装置对其进行散热冷却。相比于锯切的方式，冲切的方式具有快速、损耗小的优点，但目前冲切工艺主要应用于实心板件，很少应用在空心件中，这是由于冲切时采用的瞬时冲击力较大，在对管坯进行冲切的同时会压瘪冲切位置附近的管壁，造成管壁塌陷。针对于此，在本实施例中做出了以下改进，在管坯内部设置有两块芯铁10，芯铁能与管坯的内壁贴合，两块芯铁均带有磁性，能相互吸附在一起，两块芯铁的吸附位置正对着管坯预定的切割线，当切刀对管坯进行快速冲切时，能在将管坯切开的同时沿两块芯铁的吸附线将芯铁分开。

在冲切机构的两侧分别设置了一个多工位铣削机构，所述多工位铣削机构包括了一个上铣削工位7和一个下铣削工位8，上铣削工位和下铣削工位上下分布且相互不干涉，在上铣削工位和下铣削工位上均对应设置有一个铣削动力头9，铣削动力头包括了铣削电机91和铣刀92，铣刀固定在所铣削电机上并由铣削电机驱动其转动，铣刀用于对管坯的端部进行铣削、倒角。

一种采用上述多工位切管铣削集成数控设备对管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

一、测量管坯的轮廓，并根据管坯的轮廓制造上模块和下模块，当上模块和下模块合拢后能形成与管坯轮廓一致的模腔；

二、将上模块和下模块分别安装到上模和下模中；

三、装夹管坯，将管坯的两端分别通过上铣削工位中的夹具固定，同时将管坯的中间待切割段摆放在下模上；

四、驱动压力机上的合模气缸，使得整个上模下降直至与下模合拢，此时所述上模和下模能将管坯的中间待切割段锁定在模腔中；

五、启动冲切气缸，由冲杆带动切刀对管坯进行冲切，将管坯切成两根短管，同时由管坯两端的铣削动力头对管坯的端部进行铣削；

六、打开冲切模具和上铣削工位中的夹具93，将切割后的两根短管取下，随后更换到下铣削工位，将短管装夹到下铣削工位中，这里，换铣削工位的方式可以采用机械手换管，也可以采用工人人工换管；

七、由下铣削工位中的铣削动力头对短管切割后形成的端部进行铣削；

八、将经过步骤七铣削加工后的短管取下。

在步骤六中，将短管装夹到下铣削工位的同时，将新的管坯装夹到上铣削工位中，如果新的管坯与前一根管坯轮廓一致，则重复步骤三至五的加工，如果新的管坯与前一根管坯轮廓不同，则重复步骤一至五的加工。

在步骤七中，切割形成的两根短管的铣削加工可以同时进行，也可以错开分别单独进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：包括了机架，在所述机架顶部形成有水平的工作台面，在所述工作台面的中央固定有冲切机构，所述冲切机构包括了模架、压力机和冲切模具，所述压力机设置在所述模架的顶部，所述冲切模具支承在所述模架中，所述冲切模具由上模和下模构成，所述上模和下模相互正对，所述下模支承在所述模架上，所述上模通过若干导柱连接在所述压力机上，由所述压力机提供驱动力驱动所述上模上升或下降，当上模下降至与所述下模合拢时，由所述上模和下模形成有模腔，待加工的管件被锁紧在所述模腔中，在上模的顶面上开设有切口槽，切口槽与模腔上下正对，在所述压力机上设置有冲杆，由压力机驱动冲杆快速上下运动，在冲杆上固定有切刀，切刀能由所述切口槽切入模具中，并对模腔内的管件进行切割；在冲切机构的两侧分别设置了一个多工位铣削机构，所述多工位铣削机构包括了至少一个上铣削工位和一个下铣削工位，所述上铣削工位和下铣削工位上下分布且相互不干涉，在上铣削工位和下铣削工位上均对应设置有一个铣削动力头，所述的两个铣削动力头分别用于对管件的两端进行铣削。

2.根据权利要求1所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：在所述压力机上设置有与所述导柱数量相同的合模气缸，所述导柱连接在所述合模气缸的气缸杆上，由所述合模气缸提供驱动力驱动所述导柱上升或下降，所述上模套设在所述导柱上。

3.根据权利要求1所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：所述铣削动力头包括了铣削电机和铣刀，所述铣刀固定在所述铣削电机上并由所述铣削电机驱动其转动。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：在所述上模中可拆卸地固定着上模块，在所述下模中可拆卸地固定着下模块，当所述上模和所述下模合模时，由所述上模块和所述下模块形成所述模腔。

5.根据权利要求4所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：所述可拆卸地固定是指在所述上模和下模上开设有安装槽，所述上模块和下模块卡接在所述安装槽中。

6.根据权利要求5所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：在所述上模块上开设有切口，所述切口和所述切口槽正对。

7.根据权利要求1所述的多工位切管铣削集成数控设备，其特征在于：在所述压力机上设置有冲切气缸，所述冲杆连接在所述冲切气缸上并由所述冲切气缸提供驱动力驱动所述冲杆上下运动。

8.一种采用如权利要求1所述的多工位切管铣削集成数控设备对管件进行加工的工艺，包括了如下步骤：

一、测量管坯的轮廓，并根据管坯的轮廓制造上模块和下模块，当上模块和下模块合拢后能形成与管坯轮廓一致的模腔；

二、将上模块和下模块分别安装到上模和下模中；

三、装夹管坯，将管坯的两端分别通过上铣削工位中的夹具固定，同时将管坯的中间待切割段摆放在下模上；

四、驱动压力机上的合模气缸，使得整个上模下降直至与下模合拢，此时所述上模和下模能将管坯的中间待切割段锁定在模腔中；

五、启动冲切气缸，由冲杆带动切刀对管坯进行冲切，将管坯切成两根短管，同时由管坯两端的铣削动力头对管坯的端部进行铣削；

六、打开冲切模具和上铣削工位中的夹具，将切割后的两根短管取下，随后更换到下铣削工位，将短管装夹到下铣削工位中；

七、由下铣削工位中的铣削动力头对短管切割后形成的端部进行铣削；

八、将经过步骤七铣削加工后的短管取下。

9.根据权利要求8所述的加工工艺，其特征在于：在步骤六中，将短管装夹到下铣削工位的同时，将新的管坯装夹到上铣削工位中，如果新的管坯与前一根管坯轮廓一致，则重复步骤三至五的加工，如果新的管坯与前一根管坯轮廓不同，则重复步骤一至五的加工。

10.根据权利要求9所述的加工工艺，其特征在于：在步骤七中，切割形成的两根短管的铣削加工同时进行。