CN112453577A - 一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向掰断低应力下料机，尤其是一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，属于智能制造技术领域。包括机架、安装在机架上的外壳、位于外壳内且安装在机架上的夹持机构、下料机构以及开槽机构，其中，夹持机构滑动安装在机架上，用于实现对棒料的柔性固定，从而消除或减少棒料表面产生的刮痕；下料机构固定安装在机架上，用于对开槽完成后的棒料进行低应力下料，具体通过调节下料模具与止推锤头位置来改变下料过程中的加载力臂和夹持力臂，从而得到不同长度的毛坯；开槽机构固定安装在下料机构上，用于在棒料上制造V型槽，实现开槽下料一体化；同时，由于夹持机构在机架上的位置可以调节，因此可以实现对不同长度的棒料进行下料。

Description

一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机

技术领域

本发明涉及一种径向掰断低应力下料机，尤其是一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，属于智能制造技术领域。

背景技术

低应力下料是将裂纹技术应用于棒材下料中，先人为地在棒材表面上预制一条环向V型槽，然后对带有环向V型槽表的棒材施加一定外力，使其以低应力脆断的形式动态分离。它利用环向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。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。但低应力弯曲下料的材料分离机理、高效精密实现方法和质量评价标准等关键核心技术仍未突破，因而提高产品精度和生产效率，降低能耗以及减少污染等的综合目标也未能真正实现。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近净成形下料新技术及材料分离机理势在必行。

公开号为CN109955044A的中国发明专利公开了一种径向掰断高效精密的低应力下料机，该专利通过改变棒料的加载方式克服了现有技术下料断面质量较差、断面平整度较低的问题。但是，该专利下料时棒料需要预制V型槽过程繁琐；棒料与夹持机构之间为刚性固定且下料模具、止推锤头与棒料之间为均为刚性接触，在棒料表面容易产生刮痕；下料模具与止推锤头位置固定不能移动，使得下料过程中的加载力臂和夹持力臂不能改变，从而只能得到特定长度的毛坯；夹持机构在机架上的位置固定，导致只能对特定长度的棒料进行下料。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，具有开槽机构，能够在棒料上制造V型槽，实现开槽下料一体化，不需要预制V型槽，使得操作过程方便快捷；还能够通过调节下料模具与止推锤头位置来改变下料过程中的加载力臂和夹持力臂，从而得到不同长度的毛坯；通过引入径向阵列分布的弹簧实现夹持结构对棒料的柔性固定，从而消除或减少棒料表面产生的刮痕；同时，由于夹持机构在机架上的位置可以调节，因此可以实现对不同长度的棒料进行下料。

本发明采用的技术方案如下：

一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，包括机架、安装在机架上的外壳、位于外壳内且安装在机架上的夹持机构和下料机构，其特征在于，还包括开槽机构，所述夹持机构滑动安装在所述机架上，所述下料机构固定安装在所述机架上，所述开槽机构固定安装在所述下料机构上；

所述夹持机构包括安装在所述机架上的夹持机构液压缸，所述夹持机构液压缸输出端固定连接有夹持机构机架，所述夹持机构机架上端固定连接有夹持机构外壳，所述夹持机构外壳内腔设置有卡盘体，所述卡盘体通过弹簧与所述夹持机构外壳连接，且其外侧固定连接有用于固定棒料的活动卡爪；

所述下料机构包括固定安装于所述外壳的上导轨以及固定安装于所述机架的下导轨，所述上导轨上设置有止推锤头调节机构，所述止推锤头调节机构两端分别与止推锤头环形机架上端固定连接，所述止推锤头环形机架内侧圆周阵列分布有四个止推锤头，所述止推锤头环形机架下端与所述下导轨滑动连接，所述下导轨上设置有下料模具调节机构，所述下料模具调节机构两端分别与下料模具环形机架下端固定连接，所述下料模具环形机架内侧圆周阵列分布有四个下料模具，所述下料模具环形机架上端与所述上导轨滑动连接，所述下料模具调节机构下端与下料机构液压缸输出端连接，四个所述下料模具与所述下料模具环形机架通过柱销连接，并可根据棒料加载过程中的挠度变化自动实现一定角度的转动；

所述开槽机构包括开槽刀，所述开槽刀安装在刀具槽内，所述刀具槽内还固定安装有开槽刀液压缸，所述开槽刀液压缸输出端与所述开槽刀连接，所述刀具槽固定安装在所述开槽刀带轮内壁上，所述开槽刀带轮外部设置有开槽刀机架，所述开槽刀机架与所述开槽刀带轮之间设置有滚珠，所述开槽刀机架固定安装在所述下导轨上，所述开槽刀带轮与皮带一端连接，所述皮带另一端与安装在电机11输出端的带轮连接，所述电机固定安装在所述上导轨上。

优选的，所述弹簧设置有八个且在夹持机构外壳内腔呈圆周阵列分布，并且所述弹簧一端与所述卡盘体固定连接，另一端与所述夹持机构外壳内壁固定连接。

优选的，所述机架上端开设有燕尾槽，所述夹持机构机架下端设置有与所述燕尾槽配合的滑块，通过所述滑块在所述燕尾槽内滑动来改变所述夹持机构与所述下料机构之间的距离。

优选的，所述止推锤头调节机构包括止推锤头调节旋钮、止推锤头第一调节连杆、止推锤头第二调节连杆，所述止推锤头调节旋钮转动安装在所述上导轨上，所述止推锤头第一调节连杆与所述止推锤头调节旋钮固定连接，所述止推锤头第一调节连杆两端分别通过圆柱销与所述止推锤头第二调节连杆连接，所述止推锤头第二调节连杆与所述止推锤头环形机架固定连接，通过旋转止推锤头调节旋钮即可改变两对称设置的止推锤头环形机架之间的距离，实现夹持力臂对称改变。

优选的，所述下料模具调节机构包括下料模具连接柱销、下料模具第一调节连杆、下料模具第二调节连杆，所述下料模具连接柱销安装在所述下导轨上，所述下料模具第一调节连杆安装在所述下料模具连接柱销上，所述下料模具第一调节连杆两端分别通过圆柱销与所述下料模具第二调节连杆连接，所述下料模具第二调节连杆与所述下料机构液压缸输出端固定连接，所述下料模具第二调节连杆上端与所述下料模具环形机架固定连接，通过所述下料机构液压缸驱动与其连接的所述下料模具第二调节连杆运动即可改变两个对称设置的下料模具第二调节连杆之间的距离，进而改变两对称设置的所述下料模具环形机架之间的距离，实现加载力臂对称改变。

优选的，所述外壳顶部开设有用于安装所述上导轨的矩形槽，所述上导轨固定安装在所述矩形槽内。

优选的，所述上导轨上开设有四个滑槽，用于所述止推锤头环形机架与所述下料模具环形机架上部在其内滑动。

优选的，所述下导轨上开设有四个滑槽，用于所述止推锤头环形机架与所述下料模具环形机架下部在其内滑动。

优选的，两个所述止推锤头环形机架对称设置于所述开槽刀两侧，两个所述下料模具环形机架对称设置于所述开槽刀两侧，且两个所述止推锤头环形机架设置于两个所述下料模具环形机架内侧。

优选的，所述开槽刀滑动安装在所述刀具槽内，刀刃延伸至刀具槽外部。

本发明具有如下优点：

(1)、本发明的径向掰断低应力下料机配有开槽机构，能够在棒料上制造V型槽，实现开槽下料一体化，不需要预制V型槽，使得操作过程方便快捷。

(2)、本发明的下料模具与止推锤头可随下料模具环形机架与止推锤头环形机架水平对称移动，进而改变加载力臂和夹持力臂，从而扩大了下料长度范围，也即能够通过调节下料模具与止推锤头位置来改变下料过程中的加载力臂和夹持力臂，从而得到不同长度的毛坯。

(3)、本发明通过引入八个径向阵列分布的弹簧实现对棒料的柔性固定，从而消除或减少棒料表面产生的刮痕。本发明的下料模具与下料模具环形机架通过柱销连接，并可根据棒料加载过程中的挠度变化自动实现一定角度的转动，使得下料模具、止推锤头与棒料之间为柔性接触，从而进一步从而消除或减少棒料表面产生刮痕。

(4)、本发明的机架上端开设有燕尾槽，夹持机构机架下端设置有与燕尾槽配合的滑块，通过滑块在燕尾槽内滑动来改变夹持机构与下料机构之间的距离，夹持机构与下料机构的距离可调节，能够更好的实现径向掰断低应力下料这一过程；同时，由于夹持机构在机架上的位置可以调节，因此可以实现对不同长度的棒料进行下料。

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为本发明实施例一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机的结构示意图；

图2为本发明实施例一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机图1的左视图；

图3为本发明实施例一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机图1的内部结构俯视图；

图4为本发明实施例一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机图1的剖视图；

图5为本发明实施例一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机的开槽结构意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合图1-图5对本发明实施例的一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机进行详细的说明。

参考图1、图2、图3所示，本发明实施例提供了一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，包括机架7、安装在机架7上的外壳23、安装在机架7上的夹持机构和下料机构、安装在下料机构上的开槽机构。其中，夹持机构滑动安装在机架7上且位于外壳23内，下料机构固定安装在机架7上，开槽机构固定安装在下料机构上。

参考图4、图5所示，夹持机构包括弹簧1、卡盘体2、活动卡爪3、夹持机构外壳5、夹持机构机架6、夹持机构液压缸8；其中，夹持机构液压缸8固定安装在机架7上，夹持机构液压缸8输出端固定连接有夹持机构机架6，夹持机构液压缸8用于驱动夹持机构机架6沿机架7长度方向移动，夹持机构机架6上端固定连接有夹持机构外壳5，夹持机构外壳5内腔设置有卡盘体2，卡盘体2通过弹簧1与夹持机构外壳5连接，且卡盘体2外侧固定连接有用于固定棒料4的活动卡爪3。具体的，机架7上端开设有燕尾槽，夹持机构机架6下端设置有与燕尾槽配合的滑块，通过滑块在燕尾槽内滑动来改变夹持机构与下料机构之间的距离，夹持机构与下料机构的距离可调节，能够更好的实现径向掰断低应力下料这一过程。同时，由于夹持机构在机架7上的位置可以调节，因此可以实现对不同长度的棒料4进行下料。

需要说明的是，弹簧1设置有八个且在夹持机构外壳5内腔呈圆周阵列分布，并且弹簧1一端与卡盘体2固定连接，另一端与夹持机构外壳5内壁固定连接。本发明通过引入八个径向阵列分布的弹簧1实现对棒料4的柔性固定，从而消除或减少棒料4表面产生刮痕。具体的，在下料过程中，棒料4的夹持端会发生一定程度的摆动，夹持结构通过卡盘(卡盘体2与活动卡爪3)与弹簧1组合，实现对棒料4的柔性固定，夹持机构不但能够夹紧棒料4，还能够随棒料4摆动，起到减震效果，从而使下料过程更加稳定可靠。

参考图4、图5所示，下料机构包括止推锤头调节机构9、上导轨10、止推锤头环形机架12、下料模具环形机架13、下料模具18、止推锤头19、下导轨20、下料模具调节机构21、下料机构液压缸22；其中，上导轨10与下导轨20分别固定安装在外壳23与机架7上，上导轨10上设置有止推锤头调节机构9，止推锤头调节机构9两端分别与止推锤头环形机架12上端固定连接，止推锤头环形机架12内侧圆周阵列分布有四个止推锤头19，止推锤头19用于对棒料4进行径向夹持定位，止推锤头环形机架12下端与下导轨20滑动连接。下导轨20上设置有下料模具调节机构21，下料模具调节机构21两端分别与下料模具环形机架13下端固定连接，下料模具环形机架13内侧圆周阵列分布有四个下料模具18，下料模具环形机架13上端与上导轨10滑动连接，下料模具调节机构21下端与下料机构液压缸22输出端连接，四个下料模具18与下料模具环形机架13通过柱销连接，并可根据棒料加载过程中的挠度变化自动实现一定角度的转动，使得下料模具18、止推锤头19与棒料4之间为柔性接触，从而进一步从而消除或减少棒料4表面产生刮痕。

具体的，止推锤头调节机构9包括止推锤头调节旋钮9.1、止推锤头第一调节连杆9.2、止推锤头第二调节连杆9.3；其中，止推锤头调节旋钮9.1转动安装在上导轨10上，止推锤头第一调节连杆9.2与止推锤头调节旋钮9.1固定连接，止推锤头第一调节连杆9.2两端分别通过圆柱销与止推锤头第二调节连杆9.3连接，止推锤头第二调节连杆9.3与止推锤头环形机架12固定连接，通过旋转止推锤头调节旋钮9.1即可改变两对称设置的止推锤头环形机架12之间的距离，实现夹持力臂对称改变。下料模具调节机构21包括下料模具连接柱销21.1、下料模具第一调节连杆21.2、下料模具第二调节连杆21.3；其中，下料模具连接柱销21.1安装在下导轨20上，下料模具第一调节连杆21.2安装在下料模具连接柱销21.1上，下料模具第一调节连杆21.2两端分别通过圆柱销与下料模具第二调节连杆21.3连接，下料模具第二调节连杆21.3与下料机构液压缸22输出端固定连接，下料模具第二调节连杆21.3上端与下料模具环形机架13固定连接，通过下料机构液压缸22驱动与其连接的下料模具第二调节连杆21.3运动即可改变两个对称设置的下料模具第二调节连杆21.3之间的距离，进而改变两对称设置的下料模具环形机架13之间的距离，实现加载力臂对称改变。本发明的下料模具18与止推锤头19可随下料模具环形机架13与止推锤头环形机架12水平对称移动，进而改变加载力臂和夹持力臂，从而扩大了下料长度范围，也即能够通过调节下料模具18与止推锤头19位置来改变下料过程中的加载力臂和夹持力臂，从而得到不同长度的毛坯。

需要说明的是，下料模具18用于对棒料4加载，止推锤头19用于对棒料4夹持定位；外壳23顶部开设有用于安装上导轨10的矩形槽，上导轨10固定安装在该矩形槽内；上导轨10上开设有四个滑槽，用于止推锤头环形机架12与下料模具环形机架13上部在其内滑动；下导轨20上开设有四个滑槽，用于止推锤头环形机架12与下料模具环形机架13下部在其内滑动。两个止推锤头环形机架12对称设置于开槽刀17两侧，两个下料模具环形机架13对称设置于开槽刀17两侧，且两个止推锤头环形机架12设置于两个下料模具环形机架13内侧。

参考图4、图5所示，开槽机构包括电机11、皮带14、开槽刀机架15、开槽刀带轮16、开槽刀17、外壳23、滚珠24、刀具槽25、开槽刀液压缸26；其中，开槽刀17安装在刀具槽25内，刀具槽内还固定安装有开槽刀液压缸26，开槽刀液压缸26输出端与开槽刀17连接，刀具槽25固定安装在开槽刀带轮16内壁上，开槽刀带轮16外部设置有开槽刀机架15，开槽刀机架15与开槽刀带轮16之间设置有滚珠24，开槽刀机架15固定安装在下导轨20上，开槽刀带轮16与皮带14一端连接，皮带14另一端与安装在电机11输出端的带轮连接，用于传递动力，电机11固定安装在上导轨10上。具体的，开槽刀17滑动安装在刀具槽25内，刀刃延伸至刀具槽25外部。本发明的径向掰断低应力下料机上配有开槽机构，能够在棒料4上制造V型槽，实现开槽下料一体化，不需要预制V型槽，使得操作过程方便快捷。

本发明下料时，夹持机构实现对棒料4的柔性固定，具体通过卡盘体2和活动卡爪3夹紧棒料4，八个弹簧1实现夹持机构在下料过程中随动。开槽机构实现在棒料4上制造V型槽，具体通过启动电机11与开槽刀液压缸26，电机11通过皮带14带动开槽刀带轮16转动，开槽刀液压缸26带动开槽刀17做径向进给运动，安装在刀具槽25内开槽刀17绕棒料4旋转一圈完成V型槽的制造。下料机构用于对开槽完成后的棒料4进行低应力下料，具体通过止推锤头调节机构9调节两组止推锤头19的位置来改变夹持力臂；通过下料模具调节机构21调节两组下料模具18的位置来改变加载力臂。在对棒料4进行掰断过程中，两组止推锤头19顶住棒料4之后，两组下料模具18向棒料4的V型槽两端同时施加载荷，由于止推锤头19与下料模具18分别在止推锤头环形机架12与下料模具环形机架13上沿圆周方向对称分布，各个方向依次加载将会在V型槽处产生交变载荷，在交变载荷作用力下V型槽处开始萌生裂纹，并保证沿V型槽尖端截面呈圆周逐渐向圆心扩展，提高了棒料4的断面质量和平整度。

需要说明的是，本发明中所用到的三个液压缸，也即夹持机构液压缸8、下料机构液压缸22以及开槽刀液压缸26除采用液压缸外，还可以用气压缸或者电缸来代替。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，包括机架、安装在机架上的外壳、位于外壳内且安装在机架上的夹持机构和下料机构，其特征在于，还包括开槽机构，所述夹持机构滑动安装在所述机架上，所述下料机构固定安装在所述机架上，所述开槽机构固定安装在所述下料机构上；

所述夹持机构包括安装在所述机架上的夹持机构液压缸，所述夹持机构液压缸输出端固定连接有夹持机构机架，所述夹持机构机架上端固定连接有夹持机构外壳，所述夹持机构外壳内腔设置有卡盘体，所述卡盘体通过弹簧与所述夹持机构外壳连接，且其外侧固定连接有用于固定棒料的活动卡爪；

所述下料机构包括固定安装于所述外壳的上导轨以及固定安装于所述机架的下导轨，所述上导轨上设置有止推锤头调节机构，所述止推锤头调节机构两端分别与止推锤头环形机架上端固定连接，所述止推锤头环形机架内侧圆周阵列分布有四个止推锤头，所述止推锤头环形机架下端与所述下导轨滑动连接，所述下导轨上设置有下料模具调节机构，所述下料模具调节机构两端分别与下料模具环形机架下端固定连接，所述下料模具环形机架内侧圆周阵列分布有四个下料模具，所述下料模具环形机架上端与所述上导轨滑动连接，所述下料模具调节机构下端与下料机构液压缸输出端连接，四个所述下料模具与所述下料模具环形机架通过柱销连接，并可根据棒料加载过程中的挠度变化自动实现一定角度的转动；

所述开槽机构包括开槽刀，所述开槽刀安装在刀具槽内，所述刀具槽内还固定安装有开槽刀液压缸，所述开槽刀液压缸输出端与所述开槽刀连接，所述刀具槽固定安装在所述开槽刀带轮内壁上，所述开槽刀带轮外部设置有开槽刀机架，所述开槽刀机架与所述开槽刀带轮之间设置有滚珠，所述开槽刀机架固定安装在所述下导轨上，所述开槽刀带轮与皮带一端连接，所述皮带另一端与安装在电机11输出端的带轮连接，所述电机固定安装在所述上导轨上。

2.根据权利要求1所述的开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述弹簧设置有八个且在夹持机构外壳内腔呈圆周阵列分布，并且所述弹簧一端与所述卡盘体固定连接，另一端与所述夹持机构外壳内壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述机架上端开设有燕尾槽，所述夹持机构机架下端设置有与所述燕尾槽配合的滑块，通过所述滑块在所述燕尾槽内滑动来改变所述夹持机构与所述下料机构之间的距离。

4.根据权利要求1所述的开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述止推锤头调节机构包括止推锤头调节旋钮、止推锤头第一调节连杆、止推锤头第二调节连杆。所述止推锤头调节旋钮转动安装在所述上导轨上，所述止推锤头第一调节连杆与所述止推锤头调节旋钮固定连接，所述止推锤头第一调节连杆两端分别通过圆柱销与所述止推锤头第二调节连杆连接，所述止推锤头第二调节连杆与所述止推锤头环形机架固定连接，通过旋转止推锤头调节旋钮即可改变两对称设置的止推锤头环形机架之间的距离，实现夹持力臂对称改变。

5.根据权利要求1所述的开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述下料模具调节机构包括下料模具连接柱销、下料模具第一调节连杆、下料模具第二调节连杆。所述下料模具连接柱销安装在所述下导轨上，所述下料模具第一调节连杆安装在所述下料模具连接柱销上，所述下料模具第一调节连杆两端分别通过圆柱销与所述下料模具第二调节连杆连接，所述下料模具第二调节连杆与所述下料机构液压缸输出端固定连接，所述下料模具第二调节连杆上端与所述下料模具环形机架固定连接，通过所述下料机构液压缸驱动与其连接的所述下料模具第二调节连杆运动即可改变两个对称设置的下料模具第二调节连杆之间的距离，进而改变两对称设置的所述下料模具环形机架之间的距离，实现加载力臂对称改变。

6.根据权利要求1所述的开槽下料一体化径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述外壳顶部开设有用于安装所述上导轨的矩形槽，所述上导轨固定安装在所述矩形槽内。

7.根据权利要求1所述的开槽下料一体径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述上导轨上开设有四个滑槽，用于所述止推锤头环形机架与所述下料模具环形机架上部在其内滑动。

8.根据权利要求1所述的开槽下料一体径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述下导轨上开设有四个滑槽，用于所述止推锤头环形机架与所述下料模具环形机架下部在其内滑动。

9.根据权利要求1所述的开槽下料一体径向掰断低应力下料机，其特征在于，两个所述止推锤头环形机架对称设置于所述开槽刀两侧，两个所述下料模具环形机架对称设置于所述开槽刀两侧，且两个所述止推锤头环形机架设置于两个所述下料模具环形机架内侧。

10.根据权利要求1所述的开槽下料一体径向掰断低应力下料机，其特征在于，所述开槽刀滑动安装在所述刀具槽内，刀刃延伸至刀具槽外部。

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