CN113770455B - 双面飞翼铲齿设备及其送料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双面飞翼铲齿设备及其送料装置，所述送料装置用于输送被加工型材，包括送料驱动电机、涡轮蜗杆组件、送料滚轮、送料滚轮轴和除间隙组件；所述除间隙组件包括除间隙驱动电机、除间隙齿条、除间隙齿轮、齿条联动块和除间隙偏心轴，所述除间隙偏心轴安装于所述齿条联动块上；当所述双面齿条在工作行程时，可通过所述除间隙齿轮带动所述单向轴承旋转，从而带动所述涡轮旋转并消除所述涡轮蜗杆组件之间的间隙，可有效消除铲齿过程中产生的错位间隙，或者因相关部件磨损而产生的间隙，从而可做一定程度内实现间隙的自动消除，最终使得铲削高度和铲削步距准确可靠。

Description

双面飞翼铲齿设备及其送料装置

技术领域

本发明涉及铝型材的铲齿设备技术领域，尤其涉及一种双面飞翼铲齿设备及其送料装置。

背景技术

原有的铲齿机的加工精度低，且调机困难，比如铲削高度和铲削步距容易发生变化，且难以进行调整并保持预期的状态，往往需要频繁的停机和人工对刀或更换/调整步距轮，不但浪费工时，还对人员素质和设备的相关部件的加工精度等要求较高，亟需改进。

发明内容

为克服前述现有技术的缺陷，本发明提供一种送料装置，用于输送被加工型材，包括送料驱动电机、涡轮蜗杆组件、送料滚轮、送料滚轮轴和除间隙组件；

所述除间隙组件包括除间隙驱动电机、除间隙齿条、除间隙齿轮、齿条联动块和除间隙偏心轴，所述除间隙偏心轴安装于所述齿条联动块上，所述除间隙偏心轴与所述除间隙驱动电机的输出轴连接，所述除间隙齿条的一个端部固定连接于所述齿条联动块上；

所述送料驱动电机的输出端连接蜗杆，所述送料滚轮轴按预定的间隙成对设置，且每个所述送料滚轮轴的下端安装涡轮，所述涡轮与所述蜗杆相互配合组成所述涡轮蜗杆组件，每个所述送料滚轮轴的上端分别通过单向轴承安装所述除间隙齿轮；所述预定的间隙可供所述被加工型材通过；所述送料滚轮套设于所述送料滚轮轴的中间部位；

所述除间隙齿条具有双面齿条，设于成对设置的所述送料滚轮轴之间，且所述双面齿条分别与安装于所述送料滚轮轴的上端的所述除间隙齿轮啮合，当所述双面齿条在工作行程时，可通过所述除间隙齿轮带动所述单向轴承旋转，从而带动所述涡轮旋转并消除所述涡轮蜗杆组件之间的间隙，当所述双面齿条在回程时，所述除间隙齿轮空转而所述单向轴承的内套不旋转。

本发明还可采用如下可选/优选方案：

所述除间隙组件还包括弹性部件，所述弹性部件设于所述齿条联动块上，并位于朝向所述除间隙齿条的一侧，所述弹性部件能在所述除间隙偏心轴的推动力作用下带动所述齿条联动块及所述除间隙齿条移动，并在所述推动力大于预设值时发生弹性变形。

所述齿条联动块设有用于安装所述除间隙偏心轴的第一安装槽，以及用于安装所述弹性部件的第二安装槽，且所述第一安装槽和所述第二安装槽相通。

所述除间隙齿条和所述齿条联动块是一体结构。

所述弹性部件是弹簧钢板，所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板或直板，且所述弹簧钢板与所述第二安装槽之间预留有可供所述弹簧钢板变形的容纳间隙，所述容纳间隙位于朝向所述除间隙齿条的一侧。

所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板，凸向所述除间隙偏心轴的一侧，且在对应所述除间隙偏心轴部位设有凸起部；或，所述弹簧钢板是直板，在对应所述除间隙偏心轴的一侧设有凸起部。

所述齿条联动块还设有用于安装所述弹性部件的第三安装槽，所述第三安装槽内设有所述弹簧钢板，设于所述第二安装槽内的所述弹簧钢板和所述第三安装槽内的所述弹簧钢板相对所述除间隙偏心轴相互对称。

本发明还提供一种双面飞翼铲齿设备，用于对被加工型材进行双面铲齿，包括铲齿设备的机身和机台，依次设于所述机身和机台上的送料装置和铲齿装置，所述送料装置是如上文任一项所述的送料装置，所述铲齿装置成对设置，用于在被加工型材的两侧分别进行铲齿。

优选的，还包括夹料装置和/或整形装置，所述夹料装置包括夹料驱动电机及其齿轮组件，成对设置的夹料块主体，及成对设置的夹料轴组件，所述夹料驱动电机及其齿轮组件通过所述夹料轴组件带动所述成对设置的夹料块主体相互靠近而夹料或相互远离；所述整形装置包括整形刀、安装所述整形刀的整形刀底板及用于驱动所述整形刀下压/上升的整形电机；所述整形装置有两个，用于对被加工型材的两侧分别进行整形；整形后在被加工型材上取得预定深度的刀痕。

进一步优选的，所述刀痕的深度为所述铲齿装置的铲削齿片厚度的二分之一以上。

本发明的有益效果包括：

本发明通过设置除间隙组件，可有效消除铲齿过程中产生的错位间隙，或者因相关部件磨损而产生的间隙，从而可做一定程度内实现间隙的自动消除，最终使得铲削高度和铲削步距准确可靠。

通过在除间隙组件中设置弹性部件，可避免除间隙组件受力过大时变形或损坏，确保除间隙组件及整体设备运行的可靠性和安全性。

采用弹簧钢板和容纳间隙相结合的结构，简单可靠，容易实现。

通过在弹簧钢板上设凸起部，通过所述凸起部跟所述除间隙偏心轴相互配合，可延长所述弹簧钢板的使用寿命。

附图说明

图1是一个实施例的双面飞翼铲齿设备的立体结构示意图(图中含被加工型材6条)。

图2A是图1中夹料装置、送料装置和除间隙装置的组装结构示意图。

图2B是图2A中去掉齿轮箱盖后的结构示意图。

图3A是出示除间隙组件的局部结构示意图。

图3B是图3A中去掉齿轮箱盖后的结构示意图。

图4是一个实施例的除间隙齿条和齿条联动块的组装结构示意图，二者是一体结构。

图5A是一个实施例的铲齿装置和整形装置的组装结构示意图。

图5B是图5A的另外一个视角的结构示意图。

图6是一个已部分加工后的被加工型材的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-6和具体的实施方式对本发明作进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

一种双面飞翼铲齿设备，用于对被加工型材进行双面铲齿，如图1所示，包括铲齿设备的机身和机台200，依次设于所述机身和机台200上的送料装置和铲齿装置，所述铲齿装置成对设置，用于在被加工型材100的两侧分别进行铲齿。

其中，所述送料装置用于输送被加工型材，包括送料驱动电机、涡轮蜗杆组件、送料滚轮、送料滚轮轴和除间隙组件。如图2A、图2B所示，所述送料装置包括送料驱动电机401及其齿轮组件，送料涡轮蜗杆单元，及成对设置的送料滚轮402和送料滚轮轴(被送料滚轮402遮挡，图中未示出)，所述送料滚轮402有两对，共4个。所述送料驱动电机401通过其齿轮组件和所述送料涡轮蜗杆单元驱动所述送料滚轮402和送料滚轮轴旋转，从而实现对被加工型材100的输送。所述送料驱动电机401的输出端连接蜗杆403，所述送料滚轮轴按预定的间隙成对设置，且每个所述送料滚轮轴的下端安装涡轮404，所述涡轮404与所述蜗杆403相互配合组成所述涡轮蜗杆组件，所述预定的间隙可供所述被加工型材100通过；所述送料滚轮402套设于所述送料滚轮轴的中间部位。本实施例还优选包括夹料装置和/或整形装置，如图2A、图2B所示，所述夹料装置包括夹料驱动电机301及其齿轮组件，成对设置的夹料块主体310，及成对设置的夹料轴组件，所述夹料驱动电机301及其齿轮组件通过所述夹料轴组件带动所述成对设置的夹料块主体310相互靠近而夹料(即夹紧被加工型材)或相互远离而松开被加工型材。所述夹料轴组件包括夹料轴302、夹料轴齿轮303和夹料偏心轴承套(被遮挡，图中未示出)，其中，所述夹料偏心轴承套套设于所述夹料轴302的中部，可以是一个或两个以上，本实施例中，每个所述夹料轴302的中部套设有三个所述夹料偏心轴承套；每个所述夹料轴齿轮303设于所述夹料轴302的顶部。如图6所示，所述夹料块主体310对应套设于所述夹料偏心轴承套外，可以是一个或两个以上，是两个以上时优选采用一体结构。

如图3A和图3B所示，所述除间隙组件包括除间隙驱动电机901、除间隙齿条902、除间隙齿轮903、齿条联动块904和除间隙偏心轴905，所述除间隙偏心轴905安装于所述齿条联动块904的一个端部，所述除间隙偏心轴905与所述除间隙驱动电机901的输出轴连接，所述除间隙齿条902的一个端部固定连接于所述齿条联动块904上。所述除间隙齿条902和所述齿条联动块904优选采用一体结构。此外，所述除间隙组件还包括弹性部件906，所述弹性部件906设于所述齿条联动块904上，并位于朝向所述除间隙齿条902的一侧，所述弹性部件906能在所述除间隙偏心轴905的推动力作用下带动所述齿条联动块904及所述除间隙齿条902移动，并在推动力大于预设值时发生弹性变形。每个所述送料滚轮轴的上端分别通过单向轴承安装所述除间隙齿轮903。

如图4所示，所述齿条联动块904设有用于安装所述除间隙偏心轴905的第一安装槽907，以及用于安装所述弹性部件906的第二安装槽908，且所述第一安装槽907和所述第二安装槽908相通。该结构设计可使产品的结构更紧凑，且更稳定可靠。所述齿条联动块904还优选设有用于安装所述弹性部件906的第三安装槽909，所述第三安装槽909内设有所述弹性部件906，设于所述第二安装槽908内的所述弹性部件906和所述第三安装槽909内的所述弹性部件906相对所述除间隙偏心轴905相互对称，该对称设计加上一体结构，能够满足多种安装使用的需求，从而可节省开模和加工成本。所述第一安装槽907分别与所述第二安装槽908和所述第三安装槽909。所述弹性部件909优选采用弹簧钢板，所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板或直板，且所述弹簧钢板与所述第二安装槽908之间预留有可供所述弹簧钢板变形的容纳间隙9081，所述容纳间隙9081位于朝向所述除间隙齿条902的一侧。当所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板时，弧形板凸向所述除间隙偏心轴905的一侧，且在对应所述除间隙偏心轴905部位设有凸起部9061。当所述弹簧钢板是直板时，在直板的对应所述除间隙偏心轴905的一侧设有对应所述除间隙偏心轴905的凸起部。

如图3B所示，所述除间隙齿条902具有双面齿条，设于成对设置的所述送料滚轮轴之间，且所述双面齿条分别与安装在所述送料滚轮轴的上端的所述除间隙齿轮903啮合，当所述除间隙齿条902在工作行程时，可通过所述除间隙齿轮903带动所述单向轴承旋转，从而带动所述涡轮404旋转并消除所述涡轮蜗杆组件内部的间隙(即涡轮与蜗杆啮合齿之间的间隙)，当所述除间隙齿条902在回程时，所述单向轴承的内套(也叫内圈)不旋转，同时所述除间隙齿轮903空转以便所述除间隙齿条902顺利回位，所以，在回程时所述除间隙齿条902不会带动所述涡轮404旋转。

送料和消除间隙的工作过程如下：

所述送料驱动电机401旋转一个预定角度后，会带动所述涡轮404和所述蜗杆403相应旋转一个角度，所述送料滚轮402碾压着6条被加工型材100沿直线向前行进一步。

由于送料方向和铲齿装置的铲削方向相同，且所述涡轮404和所述蜗杆403之间的必然存在啮合间隙，该啮合间隙随着设备的使用还会不断变大，因此，就会在铲齿时产生一定的错动，该错动会导致送料时的步长不定，即被加工型材100每次行进一步的距离长短不一，致使加工精度不佳。

因此，当送料步骤完成的同时，即被加工型材100每次行进一步后，所述除间隙驱动电机901旋转前半周，并通过所述除间隙偏心轴905作用下带动所述齿条联动块904及所述除间隙齿条902移动，进而带动所述送料滚轮402和送料滚轮轴旋转，并进一步带动所述涡轮404旋转，当所述涡轮404与所述蜗杆403的啮合间隙为零时，由于所述蜗杆403停止状态具有自动锁死功能，故所述除间隙齿条902不再向前移动，当所述除间隙驱动电机901旋转后半周时，所述除间隙齿条902回退至原来位置。因为此时所述涡轮404与所述蜗杆403的啮合间隙为零，即间隙已被消除，故在下一次的送料过程中，被加工型材100的行进一步的距离会跟预设的步长一致。

此外，为彻底消除啮合间隙，所述除间隙驱动电机901旋转的前半周，所述除间隙齿条902的移动距离会略微大于啮合间隙，这就需要设于所述齿条联动块904内的所述弹性部件906的配合协同，具体为：当所述涡轮404与所述蜗杆403的啮合间隙为零以后(前半周仍未完成)，所述除间隙驱动电机901继续旋转时，所述除间隙偏心轴905将压缩弹簧钢板，直至完成完整前半周的旋转，然后进入后半周的旋转。所述除间隙偏心轴905的偏心距可根据需要进行设定，比如本实施例中设为0.5mm。以上设计既能够彻底消除间隙，又能够使设备的运转更加安全可靠，并能延长设备的使用寿命。

在所述除间隙驱动电机901旋转的后半周，所述除间隙齿条902返回，此过程中，因为每个所述送料滚轮轴的上端分别通过单向轴承安装所述除间隙齿轮903，因此，所述送料滚轮402和送料滚轮轴保持静止不动，所述除间隙齿轮903空转。

此外，左右两套送料装置是相对安装的，所以，所述送料驱动电机401和所述除间隙驱动电机901的作用力的方向是相反的。

如图5A和图5B所示，本实施例中，所述铲齿装置和所述整形装置一起组装，共用一个主体结构件501和一个主底板505，以便更好地共进退。所述整形装置包括整形刀601、安装所述整形刀601的整形刀底板602及用于驱动所述整形刀601施压/复位的整形电机603。通过所述整形电机及其减速机组件603驱动所述整形刀601下压并在被加工型材100上取得预定深度的刀痕，然后驱动所述整形刀601上升并复位。工作过程为：当所述铲刀502铲完一片齿片800退出铲削斜面后，所述整形电机及其减速机组件603带动所述整形刀601下压，直到所述整形刀601的刃口在被加工型材100的斜面上压出预设深度的刀痕803后，所述整形电机及其减速机组件603反转带动所述整形刀601上升复位，然后等待进入下一个整形工作周期。预设深度的刀痕803可设为0.1-0.2mm。

所述铲齿驱动电机包括X向电机及其减速机组合结构503和Y向电机及其减速机组合结构504，分别用于控制所述铲刀502的铲削长度和所述铲刀502的铲削深度。通过XY轴滑台等的结构设计，并分别驱动所述铲刀502的铲削长度和铲削深度，可方便的进行铲削长度和铲削深度的调节，即实现了铲削高度和铲削步距调整方便快捷的效果。优选的，所述铲刀502的X向行程是Y向行程的10-20倍，在一个铲齿周期内，所述铲刀502在X向和Y向按不同的速比完成各自的行程，此时，即可在被加工型材100上铲削出一个齿。

所述整形装置有两个，用于对被加工型材100的两侧分别进行整形；整形后可在被加工型材100上取得预定深度的刀痕，所述刀痕的深度可根据需要进行预设，本实施例中优选为所述铲齿装置的铲削深度的二分之一以上。所述铲齿装置有两个，用于对被加工型材100的两侧分别进行铲齿，得到带有所述刀痕的齿片。

如图6所示，所述带有所述刀痕的齿片包括齿片主体801和齿尖802，所述齿片主体801和所述齿尖802之间的所述刀痕803(在产品上表现为切口/缺口)使得二者之间的连接很弱，比如连接部位的厚度小于所述齿片主体801厚度的二分之一，即所述刀痕的深度是所述齿片主体801厚度的二分之一以上，因此，只需用刮片等简单一刮即可去除所述齿尖802，无需使用铣除设备，故也不会产生碎屑等问题。

铲齿和整形工作的过程如下：

假设起始状态为，所述涡轮蜗杆组件的啮合间隙已去除并停留在起点，两组夹料装置处于夹紧被加工型材100的状态，被加工型材100两侧的铲刀均处于原始位置(退回状态)。

铲齿开始后，被加工型材100两边的所述铲刀502在X向电机和Y向电机的驱动下，同时铲削并到达最低点，然后返回，接近半程时，所述铲刀502离开铲削面的同时两边的整形刀下压，并在被加工型材100的铲削斜面上的预定位置压出刀痕，之后整形刀抬起。所述刀痕可根据需要进行设定，比如设为0.1-0.2mm之间等。

铲齿和整形完毕后，两组夹料装置打开，即松开被加工型材，两组送料装置对被加工型材100进行送料，使被加工型材100前进一步，步距可根据需要进行设定，比如1.5-3mm之间等。

送料完成后，两组除间隙装置将涡轮蜗杆单元的啮合间隙消除，然后两组除间隙装置，此时，两边的铲刀返回至原始位置(退回状态)，两组夹料装置夹紧被加工型材100，进入下一个加工循环。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种送料装置，用于输送被加工型材，其特征在于，包括送料驱动电机、涡轮蜗杆组件、送料滚轮、送料滚轮轴和除间隙组件；

所述除间隙组件包括除间隙驱动电机、除间隙齿条、除间隙齿轮、齿条联动块和除间隙偏心轴，所述除间隙偏心轴安装于所述齿条联动块上，所述除间隙偏心轴与所述除间隙驱动电机的输出轴连接，所述除间隙齿条的一个端部固定连接于所述齿条联动块上；

所述送料驱动电机的输出端连接蜗杆，所述送料滚轮轴按预定的间隙成对设置，且每个所述送料滚轮轴的下端安装涡轮，所述涡轮与所述蜗杆相互配合组成所述涡轮蜗杆组件，每个所述送料滚轮轴的上端分别通过单向轴承安装所述除间隙齿轮；所述预定的间隙可供所述被加工型材通过；所述送料滚轮套设于所述送料滚轮轴的中间部位；

所述除间隙齿条具有双面齿条，设于成对设置的所述送料滚轮轴之间，且所述双面齿条分别与安装于所述送料滚轮轴的上端的所述除间隙齿轮啮合，当所述双面齿条在工作行程时，可通过所述除间隙齿轮带动所述单向轴承旋转，从而带动所述涡轮旋转并消除所述涡轮蜗杆组件之间的间隙，当所述双面齿条在回程时，所述除间隙齿轮空转而所述单向轴承的内套不旋转。

2.如权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述除间隙组件还包括弹性部件，所述弹性部件设于所述齿条联动块上，并位于朝向所述除间隙齿条的一侧，所述弹性部件能在所述除间隙偏心轴的推动力作用下带动所述齿条联动块及所述除间隙齿条移动，并在所述推动力大于预设值时发生弹性变形。

3.如权利要求2所述的送料装置，其特征在于，所述齿条联动块设有用于安装所述除间隙偏心轴的第一安装槽，以及用于安装所述弹性部件的第二安装槽，且所述第一安装槽和所述第二安装槽相通。

4.如权利要求3所述的送料装置，其特征在于，所述除间隙齿条和所述齿条联动块是一体结构。

5.如权利要求3或4所述的送料装置，其特征在于，所述弹性部件是弹簧钢板，所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板或直板，且所述弹簧钢板与所述第二安装槽之间预留有可供所述弹簧钢板变形的容纳间隙，所述容纳间隙位于朝向所述除间隙齿条的一侧。

6.如权利要求5所述的送料装置，其特征在于，所述弹簧钢板是具有预设弧度的弧形板，凸向所述除间隙偏心轴的一侧，且在对应所述除间隙偏心轴部位设有凸起部；或，

所述弹簧钢板是直板，在对应所述除间隙偏心轴的一侧设有凸起部。

7.如权利要求5所述的送料装置，其特征在于，所述齿条联动块还设有用于安装所述弹性部件的第三安装槽，所述第三安装槽内设有所述弹簧钢板，设于所述第二安装槽内的所述弹簧钢板和所述第三安装槽内的所述弹簧钢板相对所述除间隙偏心轴相互对称。

8.一种双面飞翼铲齿设备，用于对被加工型材进行双面铲齿，其特征在于，包括铲齿设备的机身和机台，依次设于所述机身和机台上的送料装置和铲齿装置，所述送料装置是如权利要求1-7任一项所述的送料装置，所述铲齿装置成对设置，用于在被加工型材的两侧分别进行铲齿。

9.如权利要求8所述的双面飞翼铲齿设备，其特征在于，还包括夹料装置和/或整形装置，所述夹料装置包括夹料驱动电机及其齿轮组件，成对设置的夹料块主体，及成对设置的夹料轴组件，所述夹料驱动电机及其齿轮组件通过所述夹料轴组件带动所述成对设置的夹料块主体相互靠近而夹料或相互远离；

所述整形装置包括整形刀、安装所述整形刀的整形刀底板及用于驱动所述整形刀下压/上升的整形电机；

所述整形装置有两个，用于对被加工型材的两侧分别进行整形；整形后在被加工型材上取得预定深度的刀痕。

10.如权利要求9所述的双面飞翼铲齿设备，其特征在于，所述刀痕的深度为所述铲齿装置的铲削齿片片厚的二分之一以上。

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