CN109570433B - 一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机 - Google Patents

一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机 Download PDF

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Abstract

本发明一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，包括下料机构和径向加载机构，下料机构包括工作台，工作台上水平安装有主轴，主轴一端连接有电机a，另一端内部设置有能随主轴旋转的下料模具，下料模具靠近电机a的一侧设置有斜面a，与斜面a相对的一侧内安装有下料套筒；径向加载机构包括支架，支架内设置有能沿主轴轴心线运动的推杆，推杆自由端位于主轴内部，推杆端部上套设有斜楔，斜楔与推杆之间设置有轴承c，斜楔靠近下料模具的一端端面设置为与斜面a相切的斜面b。本发明通过伺服电机控制推杆的位移，实现径向实时调节位移量，控制偏心距离，进而控制施加疲劳载荷的大小，保证了断面平整和端部无变形。

Description

一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机
技术领域
本发明属于棒管材下料机械设备技术领域，具体涉及一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机。
背景技术
金属棒管材作为一种重要的毛坯料在机加工过程中被广泛的使用，棒管材的下料是机加工过程的第一步，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。
传统的下料方法包括锯切下料和剪切下料两种，锯切下料原理简单，工艺比较成熟，应用广泛，但这种下料方式噪音大、刀具磨损快、下料断面精度低、原材料浪费严重等。剪切下料相对于锯切下料，对原材料基本没有浪费，但目前的剪切下料机不能定量控制剪切速度及剪切力度，使棒管材产生塌角，分离断面质量差，甚至使所下的毛坯产生诸如菱形的畸变等。为了克服这些缺陷，一些技术人员提出轴、径向加压剪切、渐进剪切、高速剪切等新型下料工艺，以此来改善断面质量，但采用这些新型工艺所需工装结构复杂，对模具的损耗较大，资源浪费严重，尚未能得到大规模使用。因此，有必要探索一种新型下料方式，以期满足绿色环保和精密制造的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，解决现有棒管材下料机的径向加载位移不可控使端面质量差的问题。
本发明采用的技术方案是，一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，包括下料机构和径向加载机构，下料机构包括工作台，工作台上水平安装有主轴，主轴一端连接有电机a，主轴另一端内部设置有能随主轴旋转的下料模具，下料模具靠近电机a的一侧设置有斜面a，与斜面a相对的一侧沿主轴轴心线开设有水平凹槽，凹槽内安装有下料套筒，下料模具与主轴底部均开设有漏料槽；
其中，径向加载机构包括支架，支架内设置有能沿主轴轴心线运动的推杆，推杆自由端位于主轴内部，推杆自由端端部上套设有斜楔，斜楔与推杆之间设置有轴承c，斜楔靠近下料模具的一端端面设置为与斜面a相切的斜面b。
本发明的技术特征还在于，
主轴内部开设有能使推杆穿过的圆孔和与下料模具、斜楔相配合的方孔。
径向加载机构还包括电机b，电机b连接有齿轮a，推杆另一端螺纹连接有套筒，套筒外套设有齿轮b，齿轮a与齿轮b相互啮合。
齿轮b一端具有凸台，支架与齿轮b的凸台之间设置有轴承b。
下料模具与下料套筒之间设置有轴承a。
电机a的输出轴上设置有大带轮，主轴靠近电机a的一端外套设有小带轮，大带轮通过皮带与小带轮相连接。
主轴的自由端外部设置有支撑座a，支撑座a与主轴之间设置有轴承d。
轴承c为圆锥滚子轴承。
电机b与齿轮a之间设置有减速机。
本发明的有益效果是，通过伺服电机控制推杆的位移，实现径向实时调节位移量，控制偏心距离，进而控制施加疲劳载荷的大小；采用下料模具与斜楔相互配合，结构简单紧凑；采用两个动力源促使棒管材上微裂纹的快速萌生和稳定扩展，直至断裂，提高了下料效率；利用疲劳断裂原理，促使棒管受力部位产生多个疲劳裂纹源，诱导裂纹快速扩展，实现对管棒料快速下料，保证了断面平整和端部无变形，减少了资源浪费，绿色节能。
附图说明
图1是本发明棒管材疲劳断裂下料机的结构示意图；
图2是本发明棒管材疲劳断裂下料机的局部剖示图；
图3是本发明棒管材疲劳断裂下料机中下料模具的结构示意图；
图4是本发明棒管材疲劳断裂下料机中径向加载机构的结构示意图；
图5是本发明棒管材疲劳断裂下料机中径向加载机构的局部俯视图；
图6是使用本发明棒管材疲劳断裂下料机的结构示意图。
图中，1.工作台，2.电机a，3.大带轮，4.皮带，5.主轴，6.小带轮，7.下料模具，8.下料套筒，9.轴承a，10.螺钉，11.螺母，12.支架，13.电机b，14.减速器，15.齿轮a，16.齿轮b，17.螺母(套筒)，18.推杆，19.轴承b，20.斜楔，21.轴承c。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不局限于该具体实施方式。
本发明一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，包括下料机构和径向加载机构。
参照图1和图2，下料机构包括工作台1，工作台1顶面上水平固定有变频调速三相异步电机a2，电机a2的输出轴上安装有大带轮3，大带轮3通过皮带4连接有小带轮6，小带轮6内部设置有能随小带轮转动的主轴5，主轴5远离小带轮6的一端设置有支撑座a，主轴5穿过支撑座a内部且与支撑座之间安装有轴承d，降低了主轴5转与支撑座a之间的摩擦力。
主轴5远离小带轮6的一端内部开设有方孔，方孔内安装有下料模具7，使下料模具7可随主轴5旋转，方孔高度大于下料模具高度，使下料模具7可在方孔内上下移动；下料模具7靠近小带轮6的一侧设置为斜面a，下料模具7与斜面a相对的一侧沿轴心线方向开设有圆柱形凹槽，凹槽内安装有圆环形下料套筒8，下料套筒8与凹槽内壁间安装有一对圆锥滚子轴承a9，轴承a9外侧安装有轴承端盖，轴承a9与轴承端盖之间设置有调节螺母11，螺母11与下料套筒8螺纹连接，轴承端盖与下料模具7的外端面通过螺钉10固定连接，下料模具7与主轴5底部均开设有长方形漏料槽，便于被切断的棒管从漏料槽落下，不阻碍对后面棒管的剪切(见图3)。
参照图4和5，径向加载机构包括支架12、推杆18和支撑座b，支撑座b上固定有伺服电机b13，电机b13连接有减速机14，减速机14键连接有齿轮a15；推杆18一端外螺纹连接有套筒17，套筒17外套设固定有带凸台的齿轮b16，齿轮a15与齿轮b16相互啮合。齿轮b16水平穿过支架12，齿轮b16的凸台与支架12内壁之间设置有角接触轴承b19，轴承b19外端设置有轴承端盖。
主轴5靠近小带轮6的一端内部沿轴心线方向开设有能使推杆18通过的孔，推杆18穿过主轴5，推杆18无螺纹的一端端部上套设有方形斜楔20，斜楔20一侧开设有圆柱形凹槽，推杆18端部嵌入凹槽内，推杆18与斜楔20之间反向安装有一对圆锥滚子轴承c21，以保证斜楔20不随推杆18转动；斜楔20与凹槽相对的一侧设置为与斜面a相切的斜面b，可使斜楔20沿下料模具7的斜面a运动，主轴5内部开设有与斜楔相互配合的方孔，使斜楔可随主轴5转动。
参照图6，使用本发明棒管材下料机时，先用固定机构将管棒料加紧固定，在进行下料时，将棒管一端伸入下料套筒8内，开启变频调速三相异步电机a2，驱动主轴5带动下料模具7与斜楔20转动；与此同时，启动伺服电机b13，推杆18在伺服电机b13的驱动下轴向进给，推动斜楔20沿下料模具的斜面a移动，使下料模具产生倾斜，下料套筒8的轴心线偏离主轴5的轴心线，对位于下料套筒8外端口处的棒管产生弯曲应力；随着斜楔20沿斜面a的持续上移，下料套筒8外端口的偏心距不断增大，棒管所受弯曲应力也不断增大，最后促使棒管沿下料套筒8外端口处断裂，完成下料，断裂后的棒管沿漏料槽自由落下。

Claims (7)

1.一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，包括下料机构和径向加载机构，下料机构包括工作台(1)，工作台(1)上水平安装有主轴(5)，主轴(5)一端连接有电机a(2)，主轴(5)另一端内部设置有能随主轴(5)旋转的下料模具(7)，下料模具(7)靠近电机a(2)的一侧设置有斜面a，与斜面a相对的一侧沿主轴5轴心线开设有水平凹槽，凹槽内安装有下料套筒(8)，下料模具(7)与主轴(5)底部均开设有漏料槽；
所述径向加载机构包括支架(12)，支架(12)内设置有能沿主轴(5)轴心线运动的推杆(18)，推杆(18)自由端位于主轴(5)内部，推杆(18)自由端端部上套设有斜楔(20)，斜楔(20)与推杆(18)之间设置有轴承c(21)，斜楔(20)靠近下料模具(7)的一端端面设置为与斜面a相切的斜面b；所述主轴(5)内部开设有能使推杆(18)穿过的圆孔和与下料模具(7)、斜楔(20)相配合的方孔；所述径向加载机构还包括电机b(13)，电机b(13)连接有齿轮a(15)，推杆(18)另一端螺纹连接有套筒(17)，套筒(17)外套设有齿轮b(16)，齿轮a(15)与齿轮b(16)相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述齿轮b(16)一端具有凸台，支架(12)与齿轮b(16)的凸台之间设置有轴承b(19)。
3.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述下料模具(7)与下料套筒(8)之间设置有轴承a(9)。
4.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述电机a(2)的输出轴上设置有大带轮(3)，主轴(5)靠近电机a(2)的一端外套设有小带轮(6)，大带轮(3)通过皮带(4)与小带轮(6)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述主轴(5)的自由端外部设置有支撑座a，支撑座a与主轴(5)之间设置有轴承d。
6.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述轴承c(21)为圆锥滚子轴承。
7.根据权利要求1所述的一种径向加载位移实时可调的棒管材疲劳断裂下料机，其特征在于，所述电机b(13)与齿轮a(15)之间设置有减速机(14)。
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