CN114160656A - 一种管子切断模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管子切断模具，包括镶拼式结构的模具和压料组件，上模板下行时，模具闭合支撑待切断管子，压料组件对待切断管子进行压紧，阳模下行切断管子，上模板上行时，模具分离允许下一待切断管子进入，本发明模具特别适用于与生产线上的电气系统控制气液增压缸配合，通过气液增压缸带动切断模具进行自动切断的应用场景，提高了切断位置精度和操作安全性，解决了人工切断产品效率低和切割精度低的问题。本发明还公开了一种基于管子切断模具实现的切断方法，同时具有自动化程度高和安全性高的优点。

Description

一种管子切断模具和方法

技术领域

本发明属于塑性加工技术领域，具体涉及一种管子切断模具和方法。

背景技术

现有技术中，管子的形状如图4所示，薄壁管子在成形完后，需要进行清洗除蜡，以便热处理后进行无损检测和超声测厚。除蜡需要粗切管子的两端，现薄壁方管在粗切时，工人先用直尺划线，然后用砂轮机锯切，存在的主要问题有以下几点：

(1)手工锯切时，用手夹持需要锯切位置的附近进行锯切，一方面产生飞沫，另一方面噪声比较大，同时存在安全隐患；

(2)在锯切时，依靠人工读取刻度尺测量的值，截取的管子长度误差较大导致锯切位置精度差；

(3)手工切断需要先划线，然后进行锯切，切断效率低。

因此，优化切断工艺，提升自动化能力，减少人工操作，保证产品的一致性，提高切断位置精度和效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种管子切断模具，包括镶拼式结构的模具和压料组件，上模板下行时，模具闭合支撑待切断管子，压料组件对待切断管子进行压紧，阳模下行切断管子，上模板上行时，模具分离允许下一待切断管子进入，本发明模具特别适用于与生产线上的电气系统控制气液增压缸配合，通过气液增压缸带动切断模具进行自动切断的应用场景，提高了切断位置精度和操作安全性，解决了人工切断产品效率低和切割精度低的问题。本发明还公开了一种基于管子切断模具实现的切断方法，同时具有自动化程度高和安全性高的优点。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种管子切断模具，包括上模板，下模板，前阴模，后阴模，阳模，导向组件，运动控制组件和压料组件；

下模板固定于气液增压缸平台平面上，导向组件两端分别固定于上模板和下模板上，导向组件保证上模板和下模板在除竖直方向外的其他方向有固定的相对位置，上模板在气液增压缸驱动下相对于下模板进行竖直方向的运动；

阳模固定安装于上模板上，前阴模设于下模板上，后阴模固定安装于下模板上，前阴模和后阴模组合形成与待切断管子匹配的腔体；前阴模包括第一前阴模和第二前阴模，运动控制组件用于将上模板的运动转化为第一前阴模和第二前阴模的运动，所述上模板下行时，第一前阴模和第二前阴模相向运动支撑待切断管子，压料组件对待切断管子进行压紧，阳模跟随上模板下行切断管子，上模板上行时，第一前阴模和第二前阴模分离允许待切断管子进入。

进一步的，运动控制组件包括楔块，第二压缩弹簧和阴模限位块；

第一前阴模的第一端和第二前阴模第二端分别设有第一楔形面和第二楔形面；楔块和第二压缩弹簧均为两个，楔块上端与上模板固定连接，下端为楔形端；阴模限位块设于第一前阴模和第二前阴模之间，用于限制第一前阴模和第二前阴模相向运动时的预设位置；两个第二压缩弹簧分别设于阴模限位块与第一前阴模之间以及阴模限位块与第二前阴模之间，第二压缩弹簧伸缩方向与待切断管子进入方向垂直；也就是说，前阴模和阴模限位块组成用于容纳弹簧的腔体，单个第二压缩弹簧的两端分别与阴模限位块和第一前阴模接触，或与阴模限位块和第二前阴模接触。

上模板下行带动楔块下行，两个楔块的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面配合，第一前阴模和第二前阴模克服第二压缩弹簧弹力相向运动至预设位置，上模板上行带动楔块上行，两个楔块的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面解除配合，第一前阴模和第二前阴模在第二压缩弹簧弹力作用下分离运动至预设位置。

进一步的，所述导向组件包括导套和导柱，所述导套一端与上模板固定连接，另一端套于导柱一端，导柱另一端与下模板固定连接；导向组件轴向为竖直方向。

进一步的，所述压料组件包括第一压料板、压板螺钉，第一压缩弹簧，压料板压板，压料块和第二压料板；

第一压缩弹簧套于压板螺钉上，第一压料板通过压板螺钉与上模板连接，用于随上模板下行压紧待切断管子；

压料板压板设于第一压料板的上表面，将压料块压紧固定在第一压料板上，压料块用于对待切断管子后端压紧，压料块下表面与管子外形匹配；

第二压料板设于后阴模上，对待切断管子前端限位，防止待切断管子在被切断时前端翘起。

进一步的，本发明一种管子切断模具，还包括固定板，所述固定板设于阳模外侧，与上模板固定连接，用于保证前阴模与阳模刀刃之间的冲裁间隙；

前阴模与阳模刀刃之间的单边冲裁间隙为0.014～0.016mm。

进一步的，所述运动控制组件还包括楔块限位块，所述楔块限位块为两个，固定安装于下模板且分别设于楔块远离第一前阴模和第二前阴模的一侧，通过楔块限位块对楔块楔形端的竖直运动进行限位。

进一步的，本发明一种管子切断模具，还包括设于下模板上的垫块和前阴模固定块；

垫块用于限制第一前阴模和第二前阴模分离运动时的预设位置；

前阴模固定块与后阴模共同用于限制第一前阴模和第二前阴模分离时的方向垂直待切断管子进入方向。

进一步的，本发明一种管子切断模具，还包括设于后阴模上的行程限位块，行程限位块限制阳模下行切断管子的行程。

进一步的，本发明一种管子切断模具，还包括下垫板和上垫板，下垫板设于下模板上表面，上垫板设于上模板下表面，分别用于减小下模板和上模板承受的单位压力。

一种管子切断方法，采用上述一种管子切断模具实现，包括以下步骤：

S1通过输送线将待切断管子输送至预定位置；

S2气液增压缸驱动上模板下行，通过运动控制组件使第一前阴模和第二前阴模相向运动支撑待切断管子前端，压料组件对待切断管子进行压紧；

S3阳模跟随上模板下行切断管子；

S4气液增压缸驱动上模板上行，通过运动控制组件使第一前阴模和第二前阴模分离允许待切断管子进入进行下一次切断。

进一步的，本发明一种管子切断方法，运动控制组件包括楔块,第二压缩弹簧和阴模限位块；

第一前阴模的第一端和第二前阴模第二端分别设有第一楔形面和第二楔形面；楔块和第二压缩弹簧均为两个，楔块上端与上模板固定连接，下端为楔形端；阴模限位块设于用于限制第一前阴模和第二前阴模相向运动时的预设位置；两个第二压缩弹簧分别设于阴模限位块与第一前阴模之间以及阴模限位块与第二前阴模之间，第二压缩弹簧伸缩方向与待切断管子进入方向垂直；

所述步骤S2中，上模板下行带动楔块下行，两个楔块的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面配合，第一前阴模和第二前阴模克服第二压缩弹簧弹力相向运动至预设位置后，楔块继续下降对第一前阴模和第二前阴模进行压紧；

所述步骤S4中，上模板上行带动楔块上行，两个楔块的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面解除配合，第一前阴模和第二前阴模在第二压缩弹簧弹力作用下分离运动至预设位置。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明一种管子切断模具，巧妙的设计了模具的结构及开关方式，模具采用镶拼式结构，阴模采用分体式结构，当模具开启时带动阴模打开，方便待切断管子进入，模具进行切断时，带动阴模闭合，支撑待切断管子，有利于保证切割精度，提高工作效率；

(2)本发明一种管子切断模具，将压料组件的具体结构设计为镶拼式结构，通过多种形式的压料板(块)在切断过程中对管子的各部位进行有效稳定的压紧，镶拼式结构同时有利于其中零部件的更换；

(3)本发明一种管子切断模具和方法，特别适用于通过生产线上的电气系统控制气液增压缸带动切断模具进行自动切断，通过输送线将管子输送到待切断位置，提高了切断位置精度，解决了人工切断产品效率低和切割精度低的问题，消除了安全隐患；

(4)本发明一种管子切断模具，设计了多种导向和限位结构，使相应零件的运动过程精准可控，进一步提高了切断精度。

附图说明

图1为本发明一种管子切断模具的应用示意图；

图2为本发明一种管子切断模具的结构图；其中，图(a)为主视图，图(b)为左视图，图(c)为俯视图，图(d)为图(c)A-A方向的剖视图；

图3为本发明阳模示意图；其中，图(a)为主视图，图(b)为俯视图；

图4为现有技术中管子的结构示意图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1所示，为了解决薄壁方管在切断过程中存在人工切断效率低、切割精度低、有安全性隐患等问题，本发明通过生产线上的电气系统控制气液增压缸带动切断模具的阳模实现对管子的自动切断，解决了人工切断产品效率低和切割精度低的问题，消除了安全隐患，具体的说，本发明通过输送线将管子输送到待切断位置，提高了切断位置精度；通过气液增压缸驱动切断模具开启，简单又方便，出力调整容易，提高了工作效率；通过设计的压紧切断模具和斜刃阳模有效地保证了切断质量。

本发明一种管子切断模具如附图2所示，主要包括上模板1，第一螺钉2，压板螺钉3，第一压缩弹簧4，上垫板5，固定板6，导套7，第一压料板8，导柱9，楔块10，楔块限位块11，下模板12，第二螺钉13，垫块14，第三螺钉15，前阴模16，第四螺钉17，阴模限位块18，限位螺钉19，第二压缩弹簧20，下垫板21，起吊螺栓22，圆柱销23，第五螺钉24，压料板压板25，前阴模固定块26，第六螺钉27，后阴模28，压料块29，第二压料板30，行程限位块31，镶块32和阳模33；

上模板1通过T形槽用螺栓与气液增压缸的滑块连接在一起，并用于固定固定板6、导套7、第一压料板8、楔块10和阳模33；第一压料板8通过压板螺钉3、第一压缩弹簧4与上模板1连接，实现切断模具切断管子时的压紧切断；垫板5、垫板21分别用于减小上模板1、下模板12承受的单位压力；固定板6通过圆柱销23与上模板1连接，固定板6和阳模33有装配配合要求，以便保证冲裁间隙；导套7和导柱9分别固定上模板1和下模板12上，用于上模板1的运动导向；

楔块10通过第一螺钉2与上模板1连接在一起用于将上模板1的垂直运动转变为前阴模16所包含第一前阴模和第二前阴模的水平运动，当前阴模16水平运动到位时，楔块10跟随上模板1下行至闭合高度，此时楔块10用于将前阴模16的压紧；如附图3所示为阳模的结构形式，为了对待切断的材料为高温合金的管子实施有效的切断，阳模采用组合式结构，刀刃部分采用硬质合金，并将刀刃设计成斜刃的结构形式，采用这种结构形式，可以有效地减小切断力，保护切刃不易被损坏。

下模板12通过T形槽用螺栓与气液增压缸平台平面连接在一起，用于固定导柱9、楔块限位块11、垫块14、前阴模16和后阴模28；楔块限位块11通过第二螺钉13固定在下模板12上，用于楔块10的精确限位；垫块14用于前阴模16打开时的限位；垫块14通过第三螺钉15和下模板12连接；前阴模16与固定在阳模33上的镶块32(即刀刃)保持单面冲裁间隙0.014～0.016mm，实现对管子的切断；阴模限位块18通过第四螺钉17和下模板12连接在一起；限位螺钉19固定在阴模限位块18上，用于第二压缩弹簧20的导向，在切断模具处于打开状态，第二压缩弹簧20将前阴模16打开；前阴模固定块26通过第六螺钉27和下模板12连接，前阴模固定块26和后阴模28用于前阴模16打开时的导向；限位块31设于后阴模28上，用于切断模具的行程限位。起吊螺栓22用于切断模具的起吊。

采用传统砂轮切割机切断管子时，一方面产生飞沫，另一方面噪声比较大，最主要的是存在安全隐患。如附图1和附图2所示，本发明的技术方案为当管子通过生产线的定位输送送至切断模具时，通过切断模具的前阴模固定块26和前阴模16，到达待切断位置时，此时通过电气系统控制气液增压缸带动上模板1下行，连接在上模板1上的零件跟随上模板1一起下行，切断模具中的楔块10先将前阴模16压紧，然后第一压料板8下行将管子压紧，切断模具2中的阳模33继续下行对管子实施自动切断。此方案解决了产品人工切断效率低、噪声大、存在的安全隐患等问题。

本发明模具采用镶拼式结构，阴模采用分体式结构，后阴模有落料孔方便落料，前阴模保证与阳模的冲裁间隙。当模具开启时，压缩弹簧驱动阴模打开，方便待切断料进入；当模具闭合时，斜楔驱动阴模闭合，对待切断料实现有效的支撑。由于所切断材料为高温合金材料，所以压料组件也采用镶拼式结构，当压料块磨损后可以及时更换。

本发明一种管子切断方法，桁架机械手抓取待切断的管子至输送线的上方，导杆气缸驱动夹持管子的气爪下行，输送线上的接近开关检测到管子到位后，机械手上的气爪松开，输送线上的直线模组的气爪夹紧管子送定长。当输送线将管子送到待切断的位置时，气液增压缸驱动切断模具的上模板下行，固定在切断模具上模板上的楔块先将前阴模压紧，然后切断模具压料板上的压料块接触管子对待切断管子的后部进行压紧，压紧后切断模具阳模实施切断。切断完毕后，气液增压缸缩回，模具处于开启状态，进行下一管子的切断。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (11)

1.一种管子切断模具，其特征在于，包括上模板(1)，下模板(12)，前阴模(16)，后阴模(28)，阳模(33)，导向组件，运动控制组件和压料组件；

下模板(12)固定于气液增压缸平台平面上，导向组件两端分别固定于上模板(1)和下模板(12)上，上模板(1)在气液增压缸驱动下相对于下模板(12)进行竖直方向的运动；

阳模(33)固定安装于上模板(1)上，前阴模(16)设于下模板(12)上，后阴模(28)固定安装于下模板(12)上，前阴模(16)和后阴模(28)组合形成与待切断管子匹配的腔体；前阴模(16)包括第一前阴模和第二前阴模，运动控制组件用于将上模板(1)的运动转化为第一前阴模和第二前阴模的运动，所述上模板(1)下行时，第一前阴模和第二前阴模相向运动支撑待切断管子，压料组件对待切断管子进行压紧，阳模(33)跟随上模板(1)下行切断管子，上模板(1)上行时，第一前阴模和第二前阴模分离允许待切断管子进入。

2.根据权利要求1所述的一种管子切断模具，其特征在于，运动控制组件包括楔块(10)，第二压缩弹簧(20)和阴模限位块(18)；

第一前阴模的第一端和第二前阴模第二端分别设有第一楔形面和第二楔形面；楔块(10)和第二压缩弹簧(20)均为两个，楔块(10)上端与上模板(1)固定连接，下端为楔形端；阴模限位块(18)用于限制第一前阴模和第二前阴模相向运动时的预设位置；两个第二压缩弹簧(20)分别设于阴模限位块(18)与第一前阴模之间以及阴模限位块(18)与第二前阴模之间，第二压缩弹簧(20)伸缩方向与待切断管子进入方向垂直；

上模板(1)下行带动楔块(10)下行，两个楔块(10)的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面配合，第一前阴模和第二前阴模克服第二压缩弹簧(20)弹力相向运动至预设位置，上模板(1)上行带动楔块(10)上行，两个楔块(10)的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面解除配合，第一前阴模和第二前阴模在第二压缩弹簧(20)弹力作用下分离运动至预设位置。

3.根据权利要求1所述的一种管子切断模具，其特征在于，所述导向组件包括导套(7)和导柱(9)，所述导套(7)一端与上模板(1)固定连接，另一端套于导柱(9)一端，导柱(9)另一端与下模板(12)固定连接；导向组件轴向为竖直方向。

4.根据权利要求1所述的一种管子切断模具，其特征在于，所述压料组件包括第一压料板(8)、压板螺钉(3)，第一压缩弹簧(4)，压料板压板(25)，压料块(29)和第二压料板(30)；

第一压缩弹簧(4)套于压板螺钉(3)上，第一压料板(8)通过压板螺钉(3)与上模板(1)连接，用于随上模板(1)下行压紧待切断管子；

压料板压板(25)设于第一压料板(8)的上表面，将压料块(29)压紧固定在第一压料板(8)上，压料块(29)用于对待切断管子后端压紧，压料块(29)下表面与管子外形匹配；

第二压料板(30)设于后阴模(28)上，对待切断管子前端限位，防止待切断管子在被切断时前端翘起。

5.根据权利要求1所述的一种管子切断模具，其特征在于，还包括固定板(6)，所述固定板(6)设于阳模(33)外侧，与上模板(1)固定连接，用于保证前阴模(16)与阳模(33)刀刃之间的冲裁间隙；

前阴模(16)与阳模(33)刀刃之间的单边冲裁间隙为0.014～0.016mm。

6.根据权利要求2所述的一种管子切断模具，其特征在于，所述运动控制组件还包括楔块限位块(11)，所述楔块限位块(11)为两个，固定安装于下模板(12)且分别设于楔块(10)远离第一前阴模和第二前阴模的一侧，通过楔块限位块(11)对楔块(10)楔形端的竖直运动进行限位。

7.根据权利要求6所述的一种管子切断模具，其特征在于，还包括设于下模板(12)上的垫块(14)和前阴模固定块(26)；

垫块(14)用于限制第一前阴模和第二前阴模分离运动时的预设位置；

前阴模固定块(26)与后阴模(28)共同用于限制第一前阴模和第二前阴模分离时的方向垂直待切断管子进入方向。

8.根据权利要求1所述的一种管子切断模具，其特征在于，还包括设于后阴模(28)上的行程限位块(31)，行程限位块(31)限制阳模(33)下行切断管子的行程。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种管子切断模具，其特征在于，还包括下垫板(21)和上垫板(5)，下垫板(21)设于下模板(12)上表面，上垫板(5)设于上模板(1)下表面，分别用于减小下模板(12)和上模板(1)承受的单位压力。

10.一种管子切断方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的一种管子切断模具实现，包括以下步骤：

S1通过输送线将待切断管子输送至预定位置；

S2气液增压缸驱动上模板(1)下行，通过运动控制组件使第一前阴模和第二前阴模相向运动支撑待切断管子前端，压料组件对待切断管子进行压紧；

S3阳模(33)跟随上模板(1)下行切断管子；

S4气液增压缸驱动上模板(1)上行，通过运动控制组件使第一前阴模和第二前阴模分离允许待切断管子进入进行下一次切断。

11.根据权利要求10所述的一种管子切断方法，其特征在于，运动控制组件包括楔块(10),第二压缩弹簧(20)和阴模限位块(18)；

第一前阴模的第一端和第二前阴模第二端分别设有第一楔形面和第二楔形面；楔块(10)和第二压缩弹簧(20)均为两个，楔块(10)上端与上模板(1)固定连接，下端为楔形端；阴模限位块(18)用于限制第一前阴模和第二前阴模相向运动时的预设位置；两个第二压缩弹簧(20)分别设于阴模限位块(18)与第一前阴模之间以及阴模限位块(18)与第二前阴模之间，第二压缩弹簧(20)伸缩方向与待切断管子进入方向垂直；

所述步骤S2中，上模板(1)下行带动楔块(10)下行，两个楔块(10)的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面配合，第一前阴模和第二前阴模克服第二压缩弹簧(20)弹力相向运动至预设位置后，楔块(10)继续下降对第一前阴模和第二前阴模进行压紧；

所述步骤S4中，上模板(1)上行带动楔块(10)上行，两个楔块(10)的楔形端端面分别与第一楔形面和第二楔形面解除配合，第一前阴模和第二前阴模在第二压缩弹簧(20)弹力作用下分离运动至预设位置。

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