CN109865894B - 多方位切片机构及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多方位切片机构及其加工方法，壳体后方位置设置有电机、带轮、主动齿轮、上飞轮和下飞轮，带轮和主动齿轮固定安装在主动轴的两端，电机通过皮带与带轮连接，主动齿轮与上飞轮啮合，上飞轮与下飞轮啮合；壳体的前方位置为工作台，在工作台的上方设置有上铲削机构，下方设置有下铲削机构，上、下飞轮会同步驱动上铲削机构和下铲削机构进行铲削；在工作台上设置有用于压紧工件的压紧机构和用于驱动工件进给的间歇进给机构。本发明可以实现对多工件的双向错位精确铲削，多条材料同时间歇进给，使铲削工作循环能够连续进行，在多条材料两面分别形成均匀的翅片，并尽可能减少材料浪费。

Description

多方位切片机构及其加工方法

技术领域

本发明属于铲削机械领域，特别是涉及一种多方位切片机构及其加工方法。

背景技术

国内现有热交换产品从材质上来说，大部分应用铜(Cu、Copper)或铝(AL、Aluminum)或者铜铝相互组合的基材。传统的热交换产品加工工艺一般先分别加管道和翅片，然后使用焊接、管路穿插翅片，张紧管路实现管路和翅片的过盈配合制成热交换产品。这些加工工艺的共同点都是由两种以上的单体通过不同的加工方式形成一个整体，这样的话，在其结合部位会产生额外的接触热阻，因而整体上热阻高，在热交换过程中传热效率低；而且，此类加工工艺难以保证产品的一致性；而且，此类加工工艺的工序复杂，材料成本高，使得加工成本居高不下，很难形成大批量生产。

因此，亟待推出一种材料本体上加工翅片，减少材料热阻，提高换热效率的铲片工艺。采用铲削加工工艺，材料耗损小，效率高。现有铲削方法主要是单面铲削，效率偏低，成本偏高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多方位切片机构及其加工方法。其可以实现对多工件的双向错位精确铲削，多条材料同时间歇进给，使铲削工作循环能够连续进行，在多条材料两面分别形成均匀的翅片，并尽可能减少材料浪费。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多方位切片机构，包括壳体，壳体后方位置设置有电机、带轮、主动齿轮、上飞轮和下飞轮，所述带轮和主动齿轮固定安装在主动轴的两端，电机通过皮带与带轮连接，带轮同步带动主动齿轮转动，所述主动齿轮与上飞轮啮合，上飞轮与下飞轮啮合，从而实现上、下飞轮同步反向转动；

壳体的前方位置为工作台，在工作台的上方设置有上铲削机构，在工作台的下方设置有下铲削机构，所述上铲削机构和下铲削机构的结构相同，均包括滑座、滑板、刀架，所述滑板滑动安装在滑座上，刀架固定在滑板上，刀架上装夹刀具，滑板能够沿滑座直线运动，从而实现对工件上表面的铲削动作；所述滑座的前端通过前支撑转动安装在工作台上，滑座的后端通过螺栓安装在壳体上的圆弧安装通道上，圆弧安装通道的圆心与前支撑的转动轴心重合，通过调节螺栓能够任意调节在圆弧安装通道中的位置，从而调整滑座的倾斜角度，实现刀具的下刀角度调整；在滑板和滑座之间设有弹簧；

所述上飞轮连接有第一曲轴，第一曲轴通过上连杆连接上铲削机构的滑板；下飞轮连接有第二曲轴，第二曲轴通过下连杆连接下铲削机构的滑板；当上、下飞轮运转时，会同步驱动上铲削机构和下铲削机构进行铲削；

在工作台上设置有用于压紧工件的压紧机构，压紧机构包括压板、支撑弹簧、拉杆，所述压板通过多个支撑弹簧水平设置在工作台上，拉杆的顶端连接压板，拉杆的底端设置液压缸，液压缸的驱动杆与拉杆的底端连接；

在工作台上设置有用于驱动工件进给的间歇进给机构，间歇进给机构包括驱动滚轴、支座、棘轮、棘爪、摇杆和摆杆，驱动滚轴通过支座安装在工作台上，棘轮位于驱动滚轴外端并与驱动滚轴传动连接，摇杆的一端铰接在曲柄上，摇杆的另一端与摆杆底端铰接，摆杆的顶端安装所述棘爪，棘爪与棘轮相配合；所述曲柄与下飞轮或者上飞轮同轴连接，曲轴运转时，通过摇杆和摆杆使棘爪驱动棘轮间歇单向旋转，进而棘轮带动驱动滚轴对工件进行间歇进给。

在上述技术方案中，在工作台上方设置有辅助支撑导向机构，上铲削机构的刀具切削时工作台作为支撑实现精准切片，下铲削机构的刀具切削时工作台上方的辅助支撑导向机构作为支撑。

在上述技术方案中，壳体为整体铸造而成。

在上述技术方案中，上铲削机构和下铲削机构前后错位摆布，实现工件正反面的错位切片。

在上述技术方案中，所述曲柄为一圆盘，摇杆与该圆盘偏心安装，从而形成曲柄摇杆机构。

在上述技术方案中，刀架上设有刀片调整装置，用于微调进刀深度和平行度。

在上述技术方案中，滑板和滑座之间弹簧的数量为多个。

在上述技术方案中，压紧机构的支撑弹簧的数量为4个，分布在压板的四个角。

在上述技术方案中，在主连杆机构中采用专用轴承增加设备寿命和切片精度。

在上述技术方案中，间歇进给机构的棘轮和驱动滚轴之间还具有减速机构，所述减速机构包括内齿圈和与内齿圈啮合的小齿轮，所述内齿圈与驱动滚轴的外端固定安装，所述小齿轮与棘轮同轴连接，棘轮是转动安装在轴承支座上的，这样当棘轮受驱动时，通过小齿轮和内齿圈的传动比，实现减速作用，以更加准确的适应对工件的进给量要求。

本发明的多方位切片机构及其加工方法的铲削加工方法为：上、下飞轮带动各自曲轴运转，曲轴通过上、下连杆同步驱动上、下铲削机构动作，曲轴每转动一周，完成一个工作循环，每个工作循环切出上下错位的两排切片，每个工作循环包括压紧、切片、退刀、进给4个步骤：

1、压紧：当上、下刀具向前推进接近工件时，控制器控制液压缸的驱动杆向下运动，使拉杆带动压板下压并维持压紧状态，将工件压紧在工作台上；

2、切片：压紧机构压紧工件后，上、下飞轮同步驱动上、下铲削机构的刀具对工件的上、下面进行铲削切片，切片过程中压紧机构维持压紧状态；

3、退刀：上、下飞轮带动各自曲轴驱动上、下铲削机构的刀具向后退出工件；

4、进给：上、下飞轮带动各自曲轴继续向后运动过程中，控制器控制液压缸使压紧机构脱离工件；与此同时，曲柄驱动摇杆向前运动，摇杆驱动摆杆，棘爪在摆杆的带动下驱动棘轮逆时针旋转，进而棘轮带动驱动滚轴对工件进给一定距离，为下次铲削做好准备。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的多方位切片机构及其加工方法可以实现对多工件的双向错位精确铲削，多条材料同时间歇进给，使铲削工作循环能够连续进行，在多条材料两面分别形成均匀的翅片，并尽可能减少材料浪费。

2、上、下铲削机构的铲削角度可根据工件要求调整角度。

3、采用了整体铸造工作台提高结构刚度，铸造上下滑座进一步解决设备刚度问题。

4、在连杆机构中采用专用轴承增压设备寿命和切片精度，因为整个切片连续受力过程，不同于冲床的瞬间冲击，适合选用专用圆柱轴承。

5、在滑板和滑座之间设有弹簧，通过弹簧消除传动过程中的间隙对工件的加工精度影响。

6、在工作台上方设置有辅助支撑导向机构，上刀具切削时工作台作为支撑实现精准切片，下刀具切削时工作台上方的辅助支撑导向机构作为支撑。可实现切片厚度0.1mm-0.8mm高精度切片，普通切片机无法到达这个精度，切片厚度和间隔大小，对于工件切片后的产品的换热面积或散热面积影响巨大。

7、本装置采用上、下飞轮分别驱动上、下铲削机构，其结构紧凑，整体体积小。飞轮每转动一周，完成压紧、切片、退刀、进给等四个步骤的工作循环，每个工作循环切出上下错位的两排切片，其设计合理，简化了加工工艺，提高了加工的同步性、稳定性和连续性。

附图说明

图1是本发明的多方位切片机构的立体结构示意图。

图2是本发明的多方位切片机构的立体结构示意图。

图3是本发明的多方位切片机构的正视图。

图4是本发明的多方位切片机构的局部放大图。

图5是实施例二的间歇进给机构的结构示意图。

图6是实施例二的间歇进给机构的侧视结构示意图。

图7是图6所示间歇进给机构的透视结构示意图。

其中：

1：壳体，2：电机，3：带轮，4：主动齿轮，51：上飞轮，52：下飞轮，61：上连杆，62：下连杆，7：上铲削机构，71：上滑座，72：上滑板，73：上刀架，74：上弹簧，8：下铲削机构，81：下滑座，82：下滑板，83：下刀架，84：下弹簧，9：压紧机构，91：压板，92：支撑弹簧，93：拉杆，94：液压缸，10：间歇进给机构，101：驱动滚轴，102：支座，103：棘轮，104：棘爪，105：摇杆，106：摆杆，107：内齿圈，108：小齿轮，11：辅助支撑导向机构。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

参见附图1-4，一种多方位切片机构，其包括整体铸造而成的壳体1，壳体1后方位置设置有电机2、带轮3、主动齿轮4、上飞轮51和下飞轮52，所述带轮3和主动齿轮4固定安装在主动轴的两端，电机2通过皮带与带轮3连接，进而能够带动带轮3转动，带轮3同步带动主动齿轮4转动，所述主动齿轮4与上飞轮51啮合，上飞轮51与下飞轮52啮合，从而实现上、下飞轮同步反向转动。

壳体1的前方位置为工作台1-1，在工作台的上方设置有上铲削机构7，在工作台的下方设置有下铲削机构8。所述上铲削机构7包括上滑座71、上滑板72、上刀架73，所述上滑板72滑动安装在上滑座71上的第一直线导轨713上，上刀架73固定在上滑板71上，上刀架73上装夹上刀具，上滑板72能够沿上滑座71的第一直线导轨运动，从而实现对工件上表面的铲削动作；进一步的，所述上滑座71的前端通过第一前支撑711转动安装在工作台1-1上，上滑座71的后端通过螺栓b安装在壳体1上的第一圆弧安装通道a上，第一圆弧安装通道的圆心与第一前支撑711的转动轴心重合，通过调节螺栓b能够任意调节在第一圆弧安装通道中的固定安装位置，从而调整上滑座71的倾斜角度，进而实现上刀具的下刀角度调整；进一步的，上刀架上设有刀片调整装置，用于微调进刀深度和平行度；进一步的，在上滑板72和上滑座71之间设有上弹簧74(即，上弹簧的一端连接上滑板，另一端连接上滑座)，通过上弹簧74消除传动当中各机构间隙累加后造成的进刀深度不一致，提高加工精度。进一步的说，上弹簧74的数量可以是多个。

所述下铲削机构8的结构与上铲削机构7相同，其包括下滑座81、下滑板82、下刀架83，下滑板82滑动安装在下滑座81上的第二直线导轨813上，下刀架83固定在下滑板82上，下刀架上装夹下刀具，下滑板82能够沿下滑座81的第二直线导轨运动，从而实现对工件底面的铲削动作；进一步的，所述下滑座81的前端通过第二前支撑811转动安装在工作台上，下滑座81的后端通过螺栓d安装在壳体1上的第二圆弧安装通道c上，第二圆弧安装通道的圆心与第二前支撑811的转动轴心重合，通过调节螺栓c能够任意调节在第二圆弧安装通道中的固定安装位置，从而调整下滑座81的倾斜角度，进而实现下刀具的下刀角度调整；进一步的，下刀架上设有刀片调整装置，用于微调进刀深度和平行度；进一步的，在下滑板和下滑座之间设有下弹簧84(即，下弹簧的一端连接下滑板，另一端连接下滑座)，通过下弹簧84消除传动当中各机构间隙累加后造成的进刀深度不一致，提高加工精度。

上飞轮51连接有第一曲轴，第一曲轴通过上连杆61连接上铲削机构的上滑板；下飞轮52连接有第二曲轴，第二曲轴通过下连杆62连接下铲削机构的下滑板；当上、下飞轮运转时，会同步驱动上铲削机构和下铲削机构进行铲削。进一步的说，上铲削机构7和下铲削机构8前后错位摆布，实现切片时上刀具、下刀具同时进给，但是错位切片，提高铲片精度。

在工作台上设置有用于压紧工件的压紧机构9，压紧机构包括压板91、支撑弹簧92、拉杆93，所述压板91通过四个支撑弹簧92水平设置在工作台上，拉杆93的顶端连接压板91，拉杆93的底端设置液压缸94，液压缸的驱动杆与拉杆93的底端连接；通过采集曲轴转动角度信号液压缸在控制器的配合下驱动拉杆93实现压板91的下压动作控制；进一步的说，当上、下刀具向前推进接近工件时，控制器控制液压缸的驱动杆向下运动，使拉杆93带动压板下压并维持压紧状态，将工件压紧在工作台上，使刀具能够对工件实现稳定的铲削，铲削完成后刀具向后退出脱离工件，控制器驱动液压缸的驱动杆向上运动同时压板在支撑弹簧92的作用下向上抬起，脱离工件。

在工作台上设置有用于驱动工件进给的间歇进给机构10，间歇进给机构包括驱动滚轴101、支座102、棘轮103、棘爪104、摇杆105和摆杆106，驱动滚轴101通过支座102转动安装在工作台上，棘轮103位于驱动滚轴101外端，并且棘轮103与驱动滚轴101传动连接，摇杆105的一端铰接在曲柄13上，摇杆105的另一端与摆杆106底端铰接，摆杆106的顶端安装所述棘爪104，棘爪104与棘轮103相配合；所述曲柄13与下飞轮52同轴连接，曲柄13安装在下飞轮52的另一侧，当下飞轮52和曲柄13同步运转时，通过摇杆和摆杆使棘爪驱动棘轮间歇单向旋转，进而棘轮能够驱动滚轴对工件进行间歇进给。进一步的说，所述曲柄13为一圆盘，摇杆105与该圆盘偏心安装，从而形成曲柄摇杆机构。

需要说明的是，工作时，压紧机构和间歇进给机构是通过相互配合，实现对工件的压紧定位以及间歇进给。具体来讲：压紧机构处于压紧工件状态时，棘爪在摆杆的带动下沿棘轮顺时针运动，不会驱动棘轮转动；当压紧机构处于脱离工件状态时，棘爪在摆杆的带动下驱动棘轮逆时针旋转，从而实现对工件的间歇进给。

在工作台上方还设置有辅助支撑导向机构11，辅助支撑导向机构设置在上铲削机构的前支撑位置，上刀具切削时工作台作为支撑实现精准切片，下刀具切削时工作台上方的辅助支撑导向机构11作为支撑实现精准切片。

本发明的多方位切片机构的铲削加工方法为：上、下飞轮带动各自曲轴运转，曲轴通过上、下连杆同步驱动上、下铲削机构动作，曲轴每转动一周，完成一个工作循环，每个工作循环切出上下错位的两排切片，每个工作循环包括压紧、切片、退刀、进给4个步骤：

1、压紧：当上、下刀具向前推进接近工件时，控制器控制液压缸的驱动杆向下运动，使拉杆93带动压板下压并维持压紧状态，将工件压紧在工作台上；

2、切片：压紧机构压紧工件后，上、下飞轮同步驱动上、下铲削机构的刀具对工件的上、下面进行铲削切片，切片过程中压紧机构维持压紧状态；

3、退刀：上、下飞轮带动各自曲轴驱动上、下铲削机构的刀具向后退出工件；

4、进给：上、下飞轮带动各自曲轴继续向后运动过程中，控制器控制液压缸使压紧机构脱离工件；与此同时，曲柄13驱动摇杆105向前运动，摇杆105驱动摆杆，棘爪在摆杆的带动下驱动棘轮逆时针旋转，进而棘轮带动驱动滚轴对工件进给一定距离，为下次铲削做好准备。

实施例二：

进一步的，参见附图5-7，间歇进给机构10的棘轮103和驱动滚轴101之间还具有减速机构，所述减速机构包括内齿圈107和与内齿圈啮合的小齿轮108，所述内齿圈与驱动滚轴101的外端固定安装，所述小齿轮与棘轮103同轴连接，棘轮103是转动安装在轴承支座109上的，这样当棘轮103受驱动时，通过小齿轮和内齿圈的传动比，实现减速作用，以更加准确的适应对工件的进给量要求。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多方位切片机构，其特征在于：包括壳体，壳体后方位置设置有电机、带轮、主动齿轮、上飞轮和下飞轮，所述带轮和主动齿轮固定安装在主动轴的两端，电机通过皮带与带轮连接，带轮同步带动主动齿轮转动，所述主动齿轮与上飞轮啮合，上飞轮与下飞轮啮合，从而实现上、下飞轮同步反向转动；

壳体的前方位置为工作台，在工作台的上方设置有上铲削机构，在工作台的下方设置有下铲削机构，所述上铲削机构和下铲削机构的结构相同，均包括滑座、滑板、刀架，所述滑板滑动安装在滑座上，刀架固定在滑板上，刀架上装夹刀具，滑板能够沿滑座直线运动，从而实现对工件上表面的铲削动作；所述滑座的前端通过前支撑转动安装在工作台上，滑座的后端通过螺栓安装在壳体上的圆弧安装通道上，圆弧安装通道的圆心与前支撑的转动轴心重合，通过调节螺栓能够任意调节在圆弧安装通道中的位置，从而调整滑座的倾斜角度，实现刀具的下刀角度调整；在滑板和滑座之间设有弹簧；

所述上飞轮连接有第一曲轴，第一曲轴通过上连杆连接上铲削机构的滑板；下飞轮连接有第二曲轴，第二曲轴通过下连杆连接下铲削机构的滑板；当上、下飞轮运转时，会同步驱动上铲削机构和下铲削机构进行铲削；

在工作台上设置有用于压紧工件的压紧机构，压紧机构包括压板、支撑弹簧、拉杆，所述压板通过多个支撑弹簧水平设置在工作台上，拉杆的顶端连接压板，拉杆的底端设置液压缸，液压缸的驱动杆与拉杆的底端连接；

在工作台上设置有用于驱动工件进给的间歇进给机构，间歇进给机构包括驱动滚轴、支座、棘轮、棘爪、摇杆和摆杆，驱动滚轴通过支座安装在工作台上，棘轮位于驱动滚轴外端并与驱动滚轴传动连接，摇杆的一端铰接在曲柄上，摇杆的另一端与摆杆底端铰接，摆杆的顶端安装所述棘爪，棘爪与棘轮相配合；所述曲柄与下飞轮或者上飞轮同轴连接，曲轴运转时，通过摇杆和摆杆使棘爪驱动棘轮间歇单向旋转，进而棘轮带动驱动滚轴对工件进行间歇进给。

2.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：在工作台上方设置有辅助支撑导向机构，上铲削机构的刀具切削时工作台作为支撑实现精准切片，下铲削机构的刀具切削时工作台上方的辅助支撑导向机构作为支撑。

3.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：壳体为整体铸造而成。

4.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：上铲削机构和下铲削机构前后错位摆布，实现工件正反面的错位切片。

5.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：所述曲柄为一圆盘，摇杆与该圆盘偏心安装，从而形成曲柄摇杆机构。

6.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：刀架上设有刀片调整装置，用于微调进刀深度和平行度。

7.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：滑板和滑座之间弹簧的数量为多个。

8.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：在主连杆机构中采用专用轴承增加设备寿命和切片精度。

9.根据权利要求1所述的多方位切片机构，其特征在于：间歇进给机构的棘轮和驱动滚轴之间还具有减速机构，所述减速机构包括内齿圈和与内齿圈啮合的小齿轮，所述内齿圈与驱动滚轴的外端固定安装，所述小齿轮与棘轮同轴连接，棘轮是转动安装在轴承支座上的，这样当棘轮受驱动时，通过小齿轮和内齿圈的传动比，实现减速作用，以更加准确的适应对工件的进给量要求。

10.根据权利要求1-9之一所述的多方位切片机构的铲削加工方法，其特征在于：上、下飞轮带动各自曲轴运转，曲轴通过上、下连杆同步驱动上、下铲削机构动作，曲轴每转动一周，完成一个工作循环，每个工作循环切出上下错位的两排切片，每个工作循环包括压紧、切片、退刀、进给4个步骤：

1、压紧：当上、下刀具向前推进接近工件时，控制器控制液压缸的驱动杆向下运动，使拉杆带动压板下压并维持压紧状态，将工件压紧在工作台上；

2、切片：压紧机构压紧工件后，上、下飞轮同步驱动上、下铲削机构的刀具对工件的上、下面进行铲削切片，切片过程中压紧机构维持压紧状态；

3、退刀：上、下飞轮带动各自曲轴驱动上、下铲削机构的刀具向后退出工件；

4、进给：上、下飞轮带动各自曲轴继续向后运动过程中，控制器控制液压缸使压紧机构脱离工件；与此同时，曲柄驱动摇杆向前运动，摇杆驱动摆杆，棘爪在摆杆的带动下驱动棘轮逆时针旋转，进而棘轮带动驱动滚轴对工件进给一定距离，为下次铲削做好准备。