CN113649929A - 一种小型矩形铁芯对中全切割装置 - Google Patents

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Abstract

一种小型矩形铁芯对中全切割装置，包括直线导轨运动机构、砂轮切割片、切割夹钳和弹性对中定位切割模组件，所述弹性对中定位切割模组件包括一体化结构的第3、第4切割模及两块侧板，第3、第4切割模中央分别开有第3、第4切割槽，至少一个矩形铁芯套在第4切割模上，两块侧板分别设有至少一排、每排至少设有一个弹性定位件，所述弹性定位件的弹性前端部位于侧板内侧，弹性对中定位切割模组件置放在切割夹钳的压紧板与框架的前板之间并通过第2定位块与压紧板的定位槽匹配定位接触连接。本装置通过采用弹性对中定位切割模组件对被对中全切割的矩形铁芯外圈宽度两侧面进行弹性对中定位固定，生产出来的产品全部为合格品。

Description

一种小型矩形铁芯对中全切割装置
技术领域
本发明涉及小型卷铁芯制造技术领域，特别涉及一种小型矩形铁芯对中全切割装置。
背景技术
将小型矩形卷铁芯对中全切割成两个形状相同的C型铁芯，而成为小型CD型铁芯，广泛应用于音响系统、通讯设备、电气控制系统中的电源变压器。在小型矩形铁芯对中全切割是制造小型CD型铁芯工艺过程中的一个中间工艺步骤，在下一步的装配工艺步骤中需要将它装入绝缘护套中。这里所说的小型矩形铁芯的尺寸范围为内圈长度18～80mm，内圈宽度10～30mm，高度5～15mm，厚度5～20mm。下面所述的矩形铁芯就是指这一尺寸范围的小型矩形卷铁芯。由于后工序使用的绝缘护套是以相同规格尺寸模压而成的，要求该矩形铁芯对中全切割出来的两个C型铁芯的外圈长度差≤1mm，相当于该矩形铁芯标称中心线OO’与实际切割中心线MM’的间距F小于或等于0.5mm，即F≤0.5mm，参见图1所示。
现有的用于上述规格尺寸的矩形铁芯对中全切割装置包括直线导轨运动机构、砂轮切割机、切割夹钳和切割模组件，参见图2～图4所示。切割夹钳2主要由框架2-4、螺母2-5、第2螺杆2-6、压紧板2-1及其中央开有定位槽2-1-1、导杆2-3和直线轴承2-2组成，用于定位和夹紧切割模组件11。切割模组件11由一体化结构的第1切割模11-1、第2切割模11-2和固定柱11-3以及压板11-4、第1螺杆11-5组成，第1切割模11-1设有第1定位块11-1-1和第1切割槽11-1-2，第2切割模11-2设有第2切割槽11-2-2和定位面11-2-1，两个叠放的矩形铁芯1套入第2切割模11-2中且其内圈同一侧宽度面与第2切割模的定位面11-2-1通过第1螺杆11-5和压板11-4作紧密接触连接，切割模组件11通过第1定位块11-1-1与切割夹钳2压紧板的定位槽2-1-1匹配定位接触连接。
上述矩形铁芯与第1切割模的安装及定位固定方式是采用单侧面定位固定，即以矩形铁芯内圈一侧宽度面作为基准定位面，再根据该矩形铁芯内圈长边尺寸计算设计出切割模中的切割槽位置，这样的结构存在如下缺点：
（1）由于矩形铁芯是由芯模卷绕而成，芯模的外形尺寸直接决定铁芯内圈的尺寸，然而芯模外形尺寸受到加工精度、生产批次、工作过程产生磨损的影响会使铁芯内圈长度尺寸有所不同，现有切割模是以铁芯内圈一宽度侧面定位，所以铁芯内圈长度尺寸的不同会造成对中切割后其F值大于0.5mm，成为不合格产品。
（2）由于下一工序要求被对中切割开的两半铁芯要分别装入规格相同的绝缘护套内，所以其两中心线间距F要小于或等于0.5mm，因为切割模是以矩形铁芯内圈一宽度侧面定位，而检测是以该两半铁芯的外圈长度差进行测量的，同时，矩形铁芯实际切割中心线的偏移还会受到矩形铁芯叠厚尺寸误差的影响。
（3）由于切割模是一次同时切割两个矩形铁芯，当两个矩形铁芯长度尺寸存在较大差异时，以矩形铁芯内圈一宽度侧面为定位基准，这样，在切割时就无法找到两矩形铁芯的共同中心线，所以切割出来的两半铁芯对标称中心线偏差较大，成为不合格产品。如矩形铁芯内圈长度公差为A±B=A±0.5mm，当以两个矩形铁芯的内圈宽度一侧平齐，则两矩形铁芯的标称中心线之间的最大偏差为0.5mm。
上述诸因素会造成单边定位套模对中全切割的矩形铁芯的标称中心线与实际切割中心线的间距F大于0.5mm。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种小型矩形铁芯对中全切割装置，它通过采用弹性对中定位切割模组件对被对中全切割的矩形铁芯外圈宽度两侧面进行弹性对中定位固定，实现小型矩形铁芯对中全切割的产品不合格率为零。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种小型矩形铁芯对中全切割装置，包括设在机座上的直线导轨运动机构，以及设在所述直线导轨运动机构正前上方的砂轮切割片及其砂轮切割机，所述直线导轨运动机构包括两条直线导轨、滚珠丝杆副、底座和伺服电机，由程序控制器控制的伺服电机通过滚珠丝杆副、两条直线导轨驱动底座作前后直线往复运动，在所述底座上设有切割夹钳，所述切割夹钳包括框架及设在框架内的压紧板，螺杆通过螺母、两根导杆及其直线轴承驱动压紧板作前后往复直线运动，所述压紧板中央上中部开有定位槽，在所述框架前板中央开有第5切割槽，还设有弹性对中定位切割模组件，所述弹性对中定位切割模组件包括一体化结构的第3切割模和第4切割模以及两块侧板，所述第3切割模中央开有第3切割槽，至少1个矩形铁芯套在第4切割模上，所述第4切割模中央开有第4切割槽，所述第3切割模还设有第2定位块，所述相互平行的两块侧板分别设有至少一排、每排至少设有一个弹性定位件，所述弹性定位件的弹性前端部位于所述侧板内侧，所述弹性对中定位切割模组件置放在所述切割夹钳的压紧板与框架的前板之间并通过第2定位块与压紧板的定位槽匹配定位接触连接。
所述弹性定位件由螺纹筒、弹簧、钢珠和限位板组成，螺纹筒筒内依次装入弹簧和钢珠，中部开通有小半球面的限位板与钢珠匹配接触连接且固定连接在螺纹筒开口端部。所述弹性定位件中的钢珠的最大伸缩量为1.4mm左右，有效使用伸缩量为0.4～0.9mm之间。所述每块侧板设有2排弹性定位件，每排设有两个弹性定位件，两块侧板等高相对应的一排弹性定位件的弹性前端部分别与对应的矩形铁芯外圈两宽度侧面中部弹性定位接触连接。在所述两侧板装设弹性定位件处开有第2螺孔，与所述弹性定位件的螺纹筒匹配螺纹固定连接。所述砂轮切割片的中心平面、第4切割槽的中心线、第3切割槽的中心线、第5切割槽的中心线和两块侧板的中心线均位于同一垂直平面中。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
由于现有对中全切割的小型矩形铁芯在治具中是单边定位压紧的，即以矩形铁芯的内圈一宽度侧面作为标准定位面与治具中切割模的定位面定位接触连接，并通过压板和螺杆压紧，这种单边定位压紧结构在矩形铁芯的内圈长度公差、外圈长度公差和卷绕芯模制造公差及磨损程度等三种主要因素影响下，被对中全切割出来的两半C型铁芯的长度差会有一小部分产品是超差的，成为不合格产品。
本发明对中全切割的小型矩形铁芯在治具中是被对边定位弹力压紧的，矩形铁芯1外圈相对的两个宽度侧面作为定位面，对应的安装在侧板3-3上的一排两个弹性定位件3-1的钢珠3-1-3与对应的矩形铁芯1外圈宽度侧面中部弹性接触连接，使该矩形铁芯1稳定地位于两块侧板3-3正中央，这样，该矩形铁芯1实际切割中心线与标称中心线是位于同一垂直面，与上述影响对中全切割矩形铁芯的对中度的三个主要因素无关，所有对中全切割出来的两半C型铁芯的长度差都符合要求，全部都是合格产品。
附图说明
图1是对中全切割矩形铁芯的主视示意图。
图2是现有一种用于对中全切割小型矩形铁芯的第1切割模、第2切割模结构示意图。
图3是采用图2所示第1切割模、第2切割模的切割模组件结构示意图。
图4是图3所示切割模组件与切割夹钳装配结构示意图。
图5是本发明一种小型矩形铁芯对中全切割装置的结构示意图。
图6是图5所示弹性对中定位切割模组件的结构示意图。
图7是图6所示弹性对中定位切割模组件与两个矩形铁芯装配结构示意图。
图8是图6所示弹性定位件的结构示意图。
图中标记说明：1.矩形铁芯；2.切割夹钳；2-1.压紧板；2-1-1.定位槽；2-2.直线轴承；2-3.导杆；2-4.框架；2-5.螺母；2-6.第2螺杆；2-7.第5切割槽；3. 弹性对中定位切割模组件；3-1.弹性定位件；3-1-1.螺纹筒；3-1-2.弹簧；3-1-3.钢珠；3-1-4.限位板；3-2.第4切割模；3-2-1.第4切割槽；3-3.侧板；3-3-1.第2螺孔；3-4.第3切割模；3-4-1.第3切割槽；3-4-2.第2定位块；4.砂轮切割片；5.直线导轨；6.滚珠丝杆副；7.伺服电机；8.机座；9.底座；11.切割模组件；11-1.第1切割模；11-1-1.第1定位块；11-1-2.第1切割槽；11-2.第2切割模；11-2-1.定位面；11-2-2.第2切割槽；11-3.固定柱；11-3-1.第1螺孔；11-4.压板；11-5.第1螺杆。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1、图5～图8所示，一种小型矩形铁芯对中全切割装置，包括设在机座8上的直线导轨运动机构，以及设在所述直线导轨运动机构正前上方的砂轮切割片4及其砂轮切割机，所述直线导轨运动机构包括两条直线导轨5、滚珠丝杆副6、底座9和伺服电机7，由程序控制器控制的伺服电机7通过滚珠丝杆副6、两条直线导轨5驱动底座9作前后直线往复运动，在所述底座9上设有切割夹钳2，所述切割夹钳2包括框架2-4及设在框架2-4内的压紧板2-1，螺杆2-6通过螺母2-5、两根导杆2-3及其直线轴承2-2驱动压紧板2-1作前后往复直线运动，所述压紧板2-1中央上中部开有定位槽2-1-1，在所述框架2-4前板中央开有第5切割槽2-7，还设有弹性对中定位切割模组件3，所述弹性对中定位切割模组件3包括一体化结构的第3切割模3-4和第4切割模3-2以及两块侧板3-3，所述第3切割模3-4中央开有第3切割槽3-4-1，至少1个矩形铁芯1套在第4切割模3-2上，所述第4切割模3-2中央开有第4切割槽3-2-1，所述第3切割模3-4还设有第2定位块3-4-2，所述相互平行的两块侧板3-3分别设有至少一排、每排至少设有一个弹性定位件3-1，所述弹性定位件3-1的弹性前端部位于所述侧板3-3内侧，所述弹性对中定位切割模组件3置放在所述切割夹钳2的压紧板2-1与框架2-4的前板之间并通过第2定位块3-4-2与压紧板2-1的定位槽2-1-1匹配定位接触连接。
所述弹性定位件3-1由螺纹筒3-1-1、弹簧3-1-2、钢珠3-1-3和限位板3-1-4组成，螺纹筒3-1-1筒内依次装入弹簧3-1-2和钢珠3-1-3，中部开通有小半球面的限位板3-1-4与钢珠3-1-3匹配接触连接且固定连接在螺纹筒3-1-1开口端部。所述弹性定位件3-1中的钢珠3-1-3的最大伸缩量为1.4mm左右，有效使用伸缩量为0.4～0.9mm之间。所述每块侧板3-3设有2排弹性定位件3-1，每排设有两个弹性定位件3-1，两块侧板3-3等高相对应的一排弹性定位件3-1的弹性前端部分别与对应的矩形铁芯1外圈两宽度侧面中部弹性定位接触连接。在所述两侧板3-3装设弹性定位件3-1处开有第2螺孔3-3-1，与所述弹性定位件3-1的螺纹筒3-1-1匹配螺纹固定连接。所述砂轮切割片4的中心平面、第4切割槽3-2-1的中心线、第3切割槽3-4-1的中心线、第5切割槽2-7的中心线和两块侧板3-3的中心线均位于同一垂直平面中。
本发明一种小型矩形铁芯对中全切割装置的工作原理和工作过程是这样的：
在弹性对中定位切割模组件3中，第3切割模3-4两侧面通过螺丝分别固定有相互平行的两块侧板3-3，每块侧板3-3设有上、下两排、每排两个弹性定位件3-1，与叠套在第4切割模3-2的两个矩形铁芯1外圈宽度侧面中部弹性接触连接。为了使被弹性定位且要承受一定弹力的矩形铁芯1的标称中心线与第3切割模3-4的第3切割槽3-4中心线、第4切割模3-2的第4切割槽3-2-1中心线、两侧块3-3的中心线和第2定位块3-4-2中心线相重合，要求各弹性定位件3-1中各零件物理性能基本一致、钢珠3-1-3有效使用伸缩行程范围为0.4～0.9mm、钢珠3-1-3对相接触连接的矩形铁芯1外圈宽度侧面施加的弹力为20～50N，再加上矩形铁芯1每个外圈宽度侧面中部都有两个钢珠3-1-3同时施加相同的弹力，使该矩形铁芯1不但能左右移动，而且在两侧各两个钢珠3-1-3弹力作用下能受力定位于两块侧板3-3的中央，即矩形铁芯1的实际切割中心线MM’与其标称中心线OO’相重合。可见，本申请的矩形铁芯1弹性对中定位结构的对中度不受矩形铁芯1的外圈长度公差、内圈长度公差和卷绕芯模制造公差及磨损程度三个主要因素影响，同时，第3切割模3-4和第4切割模3-2为一体化结构，用一件工件经线切割加工而成，保证第4切割模3-2与第3切割模3-4的相互位置尺寸固定不变，考虑到其它一些次要因素的影响，矩形铁芯1被切割后其两个C型铁芯的外圈长度差｜L1-L2︱≤0.4mm，完全满足下一工序的装配工艺要求。
工作时，将两个同规格的矩形铁芯1叠套入弹性对中定位切割模组件3的第4切割模3-2中，叠后两个矩形铁芯1的高度比两块侧板3-3的高度稍高一些。该第4切割模3-2一侧边设有半圆弧形凹嵌是用于暂存卷绕铁芯的片头。每个矩形铁芯1外圈宽度侧面中部分别被同高度的、相对的两排、每排两个弹性定位件3-1的钢珠3-1-3弹力对中定位顶住。然后，将弹性对中定位切割模组件3置于切割夹钳2的压紧板2-1与框架2-4之间，第2定位块3-4-2与压紧板2-1中央的定位槽2-1-1匹配定位接触连接，同时还支承在切割夹钳2的底板上，旋动第2螺杆2-6通过压紧板2-1、第3切割模3-4和框架2-4的前板将两个矩形铁芯1夹紧。砂轮切割机的砂轮切割片4设在直线导轨运动机构也是切割夹钳2正前上方仰角为5～10°的位置，砂轮切割片4的中心平面与第4切割槽3-2-1中心线处于同一垂直平面上。切割夹钳2固定在底座9上，底座9与两条直线导轨5滑动连接，机座8上设有两条直线导轨5、伺服电机7和设于伺服电机7输出轴与底座9之间的滚珠丝杆副6，由程序控制器控制的伺服电机7通过滚珠丝杆副6、两条直线导轨5驱动底座9作前后往复直线运动，实现砂轮切割片4对两个矩形铁芯1的对中全切割，得到的产品全部为合格品。

Claims (6)

1.一种小型矩形铁芯对中全切割装置，包括设在机座（8）上的直线导轨运动机构，以及设在所述直线导轨运动机构正前上方的砂轮切割片（4）及其砂轮切割机，所述直线导轨运动机构包括两条直线导轨（5）、滚珠丝杆副（6）、底座（9）和伺服电机（7），由程序控制器控制的伺服电机（7）通过滚珠丝杆副（6）、两条直线导轨（5）驱动底座（9）作前后直线往复运动，在所述底座（9）上设有切割夹钳（2），所述切割夹钳（2）包括框架（2-4）及设在框架（2-4）内的压紧板（2-1），螺杆（2-6）通过螺母（2-5）、两根导杆（2-3）及其直线轴承（2-2）驱动压紧板（2-1）作前后往复直线运动，所述压紧板（2-1）中央上中部开有定位槽（2-1-1），在所述框架（2-4）前板中央开有第5切割槽（2-7），其特征在于：还设有弹性对中定位切割模组件（3），所述弹性对中定位切割模组件（3）包括一体化结构的第3切割模（3-4）和第4切割模（3-2）以及两块侧板（3-3），所述第3切割模（3-4）中央开有第3切割槽（3-4-1），至少1个矩形铁芯（1）套在第4切割模（3-2）上，所述第4切割模（3-2）中央开有第4切割槽（3-2-1），所述第3切割模（3-4）还设有第2定位块（3-4-2），所述相互平行的两块侧板（3-3）分别设有至少一排、每排至少设有一个弹性定位件（3-1），所述弹性定位件（3-1）的弹性前端部位于所述侧板（3-3）内侧，所述弹性对中定位切割模组件（3）置放在所述切割夹钳（2）的压紧板（2-1）与框架（2-4）的前板之间并通过第2定位块（3-4-2）与压紧板（2-1）的定位槽（2-1-1）匹配定位接触连接。
2.根据权利要求1所述的小型矩形铁芯对中全切割装置，其特征在于：所述弹性定位件（3-1）由螺纹筒（3-1-1）、弹簧（3-1-2）、钢珠（3-1-3）和限位板（3-1-4）组成，螺纹筒（3-1-1）筒内依次装入弹簧（3-1-2）和钢珠（3-1-3），中部开通有小半球面的限位板（3-1-4）与钢珠（3-1-3）匹配接触连接且固定连接在螺纹筒（3-1-1）开口端部。
3.根据权利要求2所述的小型矩形铁芯对中全切割装置，其特征在于：所述弹性定位件（3-1）中的钢珠（3-1-3）的最大伸缩量为1.4mm左右，有效使用伸缩量为0.4～0.9mm之间。
4.根据权利要求1所述的小型矩形铁芯对中全切割装置，其特征在于：所述每块侧板（3-3）设有2排弹性定位件（3-1），每排设有两个弹性定位件（3-1），两块侧板（3-3）等高相对应的一排弹性定位件（3-1）的弹性前端部分别与对应的矩形铁芯（1）外圈两宽度侧面中部弹性定位接触连接。
5.根据权利要求1所述的小型矩形铁芯对中全切割装置，其特征在于：在所述两侧板（3-3）装设弹性定位件（3-1）处开有第2螺孔（3-3-1），与所述弹性定位件（3-1）的螺纹筒（3-1-1）匹配螺纹固定连接。
6.根据权利要求1所述的小型矩形铁芯对中全切割装置，其特征在于：所述砂轮切割片（4）的中心平面、第4切割槽（3-2-1）的中心线、第3切割槽（3-4-1）的中心线、第5切割槽（2-7）的中心线和两块侧板（3-3）的中心线均位于同一垂直平面中。
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