CN110914003B - 挤压机的剪切装置 - Google Patents

Abstract

具备将滚珠丝杠(31)的旋转运动转换为剪切滑块驱动框架(29)的直线运动的转换部件、安装于剪切滑块驱动框架(29)的前端的剪切滑块(41)、以及安装于剪切滑块驱动框架(29)的液压缸(32)的挤压机的剪切装置(10)，将转换部件的滚珠丝杠(31)和液压缸(32)并行配置，使滚珠丝杠(31)旋转而使剪切滑块(41)上下移动，利用液压缸(32)将挤压残块(13)切断。

Description

挤压机的剪切装置

技术领域

本发明涉及在铝合金等金属挤出成形用的挤压机中，在挤出成形后使挤压筒从模具离开而在模具的前表面切断作为坯料的残留部的挤压残块并从挤出制品部分离的挤压机的剪切装置。

背景技术

在以往的挤压机的剪切装置中，在设置于保持模具的端台板的上部的挤压筒侧的框架上，朝向下方安装有挤压残块切断用的液压驱动的剪切缸，在剪切缸的活塞杆下端部，经由剪切滑块设置有剪切刀。

在专利文献1所示那样的现有的剪切装置中，液压驱动的剪切缸、框架、剪切滑块和剪切刀呈直列连接。进而，在使挤压筒接近模具时，需要使剪切装置下端的剪切刀向上方避让，以防止与挤压筒干涉。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-138235号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所示那样的现有的挤压机的剪切装置中存在以下那样的课题。

在剪切装置的上升极限，为了避免剪切装置下端的剪切刀与挤压筒支架的干涉，在液压驱动的剪切缸的上升极限位置，需要使剪切装置下端的剪切刀位于比挤压筒上表面高的位置(以后称为待命位置)。

另外，在切断挤压残块时，虽然低速但需要较大的力(低速高输出)，且在剪切刀上作用有由切断抵抗产生的各种方向的力(切断阻力)。为了克服这样的切断阻力而准确地切断挤压残块，需要在挤压残块的切断位置(以后称为“切断位置”)的剪切刀动作(基于剪切刀驱动的挤压残块的切断)中，使剪切刀被可靠地引导(导向)成不向下方以外的方向移动。

可是，剪切刀除了进行剪切刀动作的情况之外处于待命位置，因此，无法在比待命位置靠下方的位置配置引导剪切刀的构件。因此，即使是在使剪切刀从待命位置下降至切断位置的状态下，在剪切刀动作时，也为了可靠地引导剪切刀而采用以下的方式，即，将剪切刀安装于具有与从待命位置到切断位置为止的距离大致相同的全长的剪切滑块的下端，该剪切滑块由剪切引导件引导，利用剪切缸驱动该剪切滑块。当然，引导该剪切滑块的剪切引导件也需要与从待命位置到切断位置为止的距离大致相同的全长。

因此，为了确保剪切装置下端的剪切刀的、从待命位置到切断位置为止的升降行程，与该升降行程对应的液压驱动的剪切缸和剪切滑块(剪切引导件)呈直列地配设于端台板上方，因此剪切装置的整体高度变高，进而，具备该剪切装置的挤压机的整体高度也变高。据此，需要提高建筑物的高度等。

另外，如之前说明的那样，在切断挤压残块时需要较大的力(低速高输出)，因此，现有的剪切装置采用能够以所供给的工作液压力将挤压残块切断的、具有规定的受压面积的液压驱动的剪切缸。因此，除了进行需要大的力的剪切刀动作时以外的、例如剪切刀动作前后的使位于待命位置的剪切刀下降至切断位置正上方(挤压残块正上方)的下降动作，以及在切断挤压残块后，在使剪切刀从切断完成位置上升至待命位置的上升动作(挤压筒回避动作)中，也需要向剪切缸供给工作油，关于向挤压机供给工作油用的液压泵及液压泵用马达的驱动，未能有助于节能。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种挤压机的剪切装置，具备：转换部件，将滚珠丝杠的旋转运动转换为剪切滑块驱动框架的直线运动；剪切滑块，安装于所述剪切滑块驱动框架的前端；以及液压缸，安装于所述剪切滑块驱动框架，其中，将所述转换部件的所述滚珠丝杠与所述液压缸并行地配置，使所述滚珠丝杠旋转而使所述剪切滑块上下移动，通过所述液压缸切断挤压残块。

也可以是，在所述液压缸随着通过所述滚珠丝杠的旋转而移动的所述剪切滑块驱动框架的移动而使该液压缸的杆进退时，使该液压缸的缸盖侧室与杆侧室流体连通而使工作油在所述缸盖侧室与所述杆侧室之间移动。

也可以是，在将向所述液压缸供给工作油的液压泵马达作为变频马达或伺服马达使所述工作油移动时，使动作停止。

发明效果

即使在剪切刀的行程相对于以往的剪切装置相同的情况下，也能够通过将驱动装置分为第一驱动部件和第二驱动部件这两个并将该两个驱动装置并列地配置而大幅降低剪切装置的高度，因此，进而能够降低具备该剪切装置的挤压机的整体高度。因此，能够降低安装挤压机的建筑物的相应部位的高度。

附图说明

图1是本发明的剪切装置的主视图。

图2是现有的剪切装置的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的挤压机的剪切装置的实施方式进行详细说明。

图1表示本发明的剪切装置的主视图。

附图标记1是保持未图示的模具的端台板，13是从未图示的模具突出的、作为未图示的坯料的残留部的挤压残块，剪切装置10经由后述的剪切引导件35被固定在端台板1的上部的挤压筒(未图示)侧。

利用配置于固定框架25的伺服马达21驱动驱动带轮22、带23、从动带轮24，由此使被固定板25支承为上方能够旋转的滚珠丝杠31旋转。滚珠丝杠31的旋转运动通过螺母28转换为直线运动(转换部件/第一驱动部件)。螺母28固定于剪切滑块驱动框架29，因此通过使滚珠丝杠31旋转，剪切滑块驱动框架29上下移动(直线运动)。另外，剪切滑块驱动框架29被引导件27引导而上下移动。如图1所示，固定框架25也可以通过多个引导件27与剪切引导件35连结，但例如也可以是在图1的背面侧利用与剪切引导件35不同的未图示的连结构件等连结固定框架25以及剪切引导件35的方式。

在剪切滑块驱动框架29的下方(前端)安装有剪切滑块41，在剪切滑块41的下端安装有剪切刀42。因此，在剪切滑块驱动框架29上下移动时，剪切滑块41和剪切刀42也一体地移动。另一方面，在安装于剪切滑块41的下端的剪切刀42上，如之前说明的那样，在基于剪切刀42的切断中，即剪切刀动作时，由于是使剪切刀从挤压残块的上方向下方驱动来进行基于剪切的切断，因此，在剪切刀动作时，不仅受到图1的上方，还受到自未图示的模具端面(前表面)使剪切刀42向图1近前方向移动的方向、图1左右方向等的、由剪切抵抗产生的各种方向的力(切断阻力)。因此，在下端安装有剪切刀42的剪切滑块41与对剪切滑块驱动框架29的上下移动进行引导的引导件27不同，通过固定于端台板1的上部的挤压筒(未图示)侧的剪切引导件35，与剪切滑块驱动框架29一体的上下移动被引导。

这是为了防止如之前说明那样的、在剪切刀动作时作用于剪切刀42的各种方向的切断阻力被直接传递到引导剪切滑块驱动框架29的上下移动的引导件27、使剪切滑块驱动框架29上下移动的转换部件(滚珠丝杠31、螺母28、以及将滚珠丝杠31支承为能够在固定框架25上旋转的旋转支承部等)而使它们破损的支承方式。

因此，剪切滑块驱动框架29及剪切滑块41的连结更优选采用以下那样的结构，即，在剪切滑块驱动框架29及剪切滑块41两构件上，以仅传递相互作用的上下方向的力那样的结构、例如连结部成为偏芯自如的方式设置其他构件，并经由连结销或者连结构件连结，允许因彼此作用的上下方向的力以外的力引起的两构件的位移。

另外，在剪切引导件35上，在各个液压缸本体上安装有两个液压缸32(第二驱动部件)，液压缸32的杆33固定于剪切滑块驱动框架29。

在本实施方式中，使两个液压缸32与滚珠丝杠31并行地设置，因此，液压缸32和剪切滑块41(剪切引导件35)不呈直列地配设于端台板上方，即，通过使这些结构要素的全长的至少一部分重叠并并行地配置，能够降低剪切装置的整体高度。

而且，在两个液压缸32中，仅在剪切动作时，从未图示的液压泵向液压缸32的杆侧室供给工作油，进行挤压残块的切断。即，基于液压缸32的推出力而进行挤压残块的切断。

另外，在本实施方式中，示出了将液压缸32的液压缸本体固定于剪切引导件35、并将杆33固定于剪切滑块驱动框架29的方式，但也可以与本方式相反，是将液压缸32的杆33固定于剪切引导件35、并将液压缸本体固定于剪切滑块驱动框架29的方式。通过将液压缸32的杆33固定于比剪切刀42的待命位置靠上方且剪切引导件35的下方，能够使液压缸32以及剪切滑块41(剪切引导件35)各自的全长的大部分在高度方向上重叠。另外，根据该方式，能够向液压缸32的杆侧室供给工作油，进行挤压残块的切断。

另外，两个液压缸32分别经由切换阀51连结有缸盖侧室和杆侧室的端口，当使切换阀51开放时，能够使缸盖侧室与杆侧室成为连通状态，使工作油在这两个油室之间移动。

通常，剪切装置10的剪切刀42在图1所示的待命位置待命。如之前说明的那样，该待命位置是能够避免剪切刀42与挤压筒支架的干涉的位置。

对本发明的挤压机的剪切装置10的剪切动作进行说明。首先，通过伺服马达21使滚珠丝杠31旋转，使剪切刀42从待命位置向下方移动(下降/切断刀电动驱动)至挤压残块13的正上方(切断位置正上方)。

在利用该伺服马达21进行的剪切刀42下降时，不需要从向挤压机供给工作油用的液压泵(未图示)向两个液压缸32供给工作油。另外，此时，伴随剪切滑块驱动框架29的下降，固定于剪切滑块驱动框架29的液压缸32的杆33被压入液压缸32的液压缸本体部内。因此，优选使切换阀51开放，使液压缸32的缸盖侧室的工作油向液压缸32的杆侧室移动，以使液压缸32不会成为剪切滑块驱动框架29下降时的阻力。

另外，从缸盖侧室向杆侧室移动的工作油的量的从缸盖侧室排出的工作油的量比应向杆侧室供给的工作油的量多。为了使液压缸32不会成为剪切滑块驱动框架29下降时的阻力，更优选在使工作油从缸盖侧室向杆侧室移动时，使切换阀52开放，使过剩的工作油适当地排出到油箱53。

若使剪切刀42下降至挤压残块板13正上方(切断位置正上方)，则从液压泵(未图示)向两个液压缸32的杆侧室供给工作油，利用液压缸32的杆33使剪切滑块驱动框架29下降，利用安装于剪切滑块41的下端的剪切刀42使挤压残块13切断(剪切刀动作)。

在剪切刀动作时，从液压缸32的缸盖侧室排出的工作油通过未图示的液压管路向油箱53排出。

在剪切滑块驱动框架29下降时，滚珠丝杠31通过固定于剪切滑块驱动框架29的螺母28而旋转，该旋转扭转被传递至伺服马达21。为了防止伺服马达21成为剪切滑块驱动框架29下降时的阻力，或者为了不对伺服马达21、转换部件(滚珠丝杠31、螺母28、以及将滚珠丝杠31支承为能够在固定框架25上旋转的旋转支承部等)等作用未设想的负荷，伺服马达21也可以设为自由扭矩的状态，或者进行旋转控制以追随与剪切滑块驱动框架29的下降相伴的滚珠丝杠31的旋转速度。

从缩短挤出成形周期的观点出发，优选使剪切刀42从剪切装置10的待命位置高速地移动至挤压残块13的正上方(切断位置正上方(高速低输出)。如本实施方式所述，只要是利用伺服马达21使滚珠丝杠31旋转的方式、或者取代伺服马达21而采用变频马达等能够进行转速控制的电动马达的方式，则在至剪切刀42的切断位置正上方为止的向下方的移动动作的控制中，尽可能地长至更接近切断位置的位置，使滚珠丝杠31高速地旋转，鉴于减速区域，通过在切断位置正上方准确地停止的控制是优选的。

在将挤压残块13切断后(切断完成位置)，使剪切刀42向上方移动(上升/剪切刀电动驱动)至待命位置。

在利用该伺服马达21使剪切刀42上升时，也与使剪切刀42下降时同样地，无需从液压泵向两个液压缸32供给工作油。仅驱动伺服马达21，使剪切刀42从切断完成位置上升至待命位置。

此时，伴随剪切滑块驱动框架29的上升，固定于剪切滑块驱动框架29的液压缸32的杆33从液压缸32的液压缸本体部内被拉出。因此，为了防止液压缸32成为剪切滑块驱动框架29上升时的阻力，优选与剪切滑块驱动框架29的下降时相反，使切换阀51开放，使液压缸32的活塞杆侧室的工作油向液压缸32的缸盖侧室移动。

此时，由于从液压缸32的杆侧室向缸盖侧室移动的工作油不足，因此优选使切换阀52成为开放状态，使不足的工作油从油箱53吸引。

图2表示现有的剪切装置的主视图。与图1所示的本发明的剪切装置的主要差异在于以下的这一点，即，具备剪切引导件65的剪切框架64固定于端台板1上部的挤压筒侧，在通过从剪切框架64立设的两根连结杆63而与剪切框架64连结的基台部，固定有一个液压缸61的杆62的突出侧端部。

现有的剪切装置为了确保剪切装置下端的剪切刀42的、从待命位置到挤压残块13的切断完成位置的升降行程，将与该升降行程对应的一个液压缸61和剪切滑块66(剪切引导件65)呈直列地配置在端台板1上方，因此，剪切装置的整体高度变高。因此，挤压机自身的整体高度变高，其结果是，需要提高安装挤压机的建筑物的顶棚等的高度。

本发明能够得到以下的效果。

即使在剪切刀的行程相对于现有的剪切装置相同的情况下，也能够通过将驱动装置分为电动的第一驱动部件和液压驱动的第二驱动部件这两个并将该两个驱动装置并列地配置而大幅降低剪切装置的高度，进而也能够降低具备该剪切装置的挤压机的整体高度。因此，能够降低安装挤压机的建筑物的相应部位的高度。

另外，在剪切刀动作的前后，能够完全停止从剪切刀的待命位置到切断位置的下降中、以及从剪切刀的切断完成位置到待命位置的上升中、即剪切刀电动驱动时的从液压泵向剪切装置的工作油供给。因此，相对于需要对剪切刀的全部驱动供给工作油的现有的剪切装置，能够大幅减少也包括在剪切刀动作的前后，由于剪切刀在待命位置以及切断位置(切断完成位置)间的上下移动而向剪切装置供给的工作油的必要量，关于向挤压机供给工作油用的液压泵以及液压泵用马达的驱动，能够有助于节能。

另外，通过在这些液压泵的驱动用马达中使用变频马达或伺服马达，按照这些切断刀电动驱动时的工作油的必要量的减少及其减少的时机，能够进行多个液压泵的转速控制、有选择性的一部分液压泵的停止控制、或者基于这些最佳混合的最佳的工作油供给量调整，关于向挤压机供给工作油用的液压泵的驱动，能够进一步有助于节能。

另外，在挤压机的控制中，一般与剪切刀动作大致同时地使主十字头(主压头)后退(远离端台板1的方向)。在采用本发明的剪切装置的挤压机中，如之前说明的那样，能够大幅减少向剪切装置供给的工作油的必要量，因此，能够将以往供给到剪切装置的工作油的大部分为了主十字头(主压头)的后退动作而向关联液压设备供给。其结果，不仅能够减少向挤压机供给工作油用的液压泵的工作油总供给量，而且还能够增加主十字头(主压头)等挤出关联构件的后退速度，除了对节能的贡献以外，还能够实现挤出工序结束直至下一个挤出工序开始为止的空转时间的缩短。

在剪切刀动作前后的、以相对于剪切动作时小的驱动力即可的剪切刀电动驱动时，为了高速输出用(高速旋转及高速上升用)而装备电动马达作为第一驱动装置的驱动源，为了低速高输出用(挤压残块切断用/剪切刀动作)而装备液压缸作为第二驱动装置的驱动源，而且，在剪切刀的高速下降及高速上升时，通过切换阀使第二驱动装置的液压缸内的缸盖侧室和活塞杆侧室之间任意地成为连通状态，使工作油在两个油室之间移动，因此，第二驱动装置不会成为剪切刀上下移动时的阻力，仅通过第一驱动装置就能够进行高速动作，因此能够实现空转时间的缩短。

另一方面，在由第二驱动部件的液压缸进行的挤压残块切断(剪切刀动作)中，只要使剪切刀相对于剪切刀的升降行程少，与插入到挤压筒内的坯料直径大致相同，从切断位置下降到切断完成位置即可。相对于剪切刀电动驱动时，剪切刀动作中的剪切刀下降速度可以较慢，另外，只要能够通过多个(在本实施方式中为两个)液压缸得到必要的切断力即可，因此能够降低向第二驱动部件的液压缸供给的工作油的量和压力。在这一点上，本发明的挤压机的剪切装置关于向挤压机供给工作油用的液压泵的驱动，也能够有助于节能。

另外，如之前说明的那样，能够降低向剪切装置供给的工作油的量和压力，因此也能够实现从与向挤压机供给工作油用的液压泵(组)不同的、具备专用的油箱的小容量的液压泵单元进行向剪切装置供给工作油的方式。在该情况下，通过将该液压泵单元设为难燃性的水/二醇类工作油规格，也有助于安全性的提高。

附图标记的说明

1 端台板

10 剪切装置

13 挤压残块

21 伺服马达

22 驱动带轮

23 带

24 从动带轮

25 固定框架

27 引导件

28 螺母

29 剪切滑块驱动框架

31 滚珠丝杠

32 液压缸

33 杆

35 剪切引导件

41 剪切滑块

42 剪切刀

51 切换阀

52 切换阀

53 油箱

61 液压缸

62 杆

63 连结杆

64 剪切框架

65 剪切引导件

66 剪切滑块

Claims (3)

1.一种挤压机的剪切装置，具备：转换部件，将基于伺服马达的滚珠丝杠的旋转运动转换为剪切滑块驱动框架的直线运动；剪切滑块，安装于所述剪切滑块驱动框架的前端，在该剪切滑块的下端安装有剪切刀；以及液压缸，与所述转换部件的所述滚珠丝杠并行地设置，且安装于所述剪切滑块驱动框架，该挤压机的剪切装置使所述滚珠丝杠旋转而使所述剪切滑块上下移动，通过所述液压缸切断挤压残块，其特征在于，

在所述剪切滑块的所述剪切刀为了切断所述挤压残块而从所述挤压残块的切断位置正上方向下方移动至切断完成位置的期间，所述液压缸产生的驱动力作用于所述剪切滑块驱动框架，

在所述剪切滑块的所述剪切刀从待命位置向下方移动至所述切断位置正上方的期间以及从所述切断完成位置向上方移动至所述待命位置的期间，仅所述伺服马达被驱动，且使所述液压缸的缸盖侧室与杆侧室流体连通而使所述液压缸的工作油在所述缸盖侧室与所述杆侧室之间移动。

2.根据权利要求1所述的挤压机的剪切装置，其特征在于，

向所述液压缸供给工作油的液压泵的马达是变频马达或伺服马达，

在工作油在所述液压缸的所述缸盖侧室与所述杆侧室之间移动时，使所述液压泵的马达的动作停止。

3.根据权利要求1或2所述的挤压机的剪切装置，其特征在于，

在工作油从所述缸盖侧室向所述杆侧室移动时，来自所述缸盖侧室的工作油的一部分向油箱排出，

在工作油从所述杆侧室向所述缸盖侧室移动时，向所述缸盖侧室移动的工作油的一部分从所述油箱被吸引而进行补给。

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