CN114273746B - 一种多功能电气两动切割喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多功能电气两动切割喷头，包括：主体、气缸、切刀、进气杆、驱动套筒、往复套筒、复位弹簧、支撑弹簧、轴承、端盖。所述主体中空，所述切刀与气缸连接，气缸与进气杆连接且可滑动。气缸底部开有端面齿槽。驱动套筒为壁上开螺旋槽的圆管，螺旋槽与往复套筒配合，通过所述进气杆上所开花键限制往复套筒的周向旋转，使往复套筒直线运动机构。电机停转，供气停止，所述进气杆在支撑弹簧作用下前移，同时反转槽零件，使往复套筒退回，这样气缸可以往复移动。本发明能提高设备运行的稳定性和效率，并且气动电动两模式方便切换适用于不同的切割要求。
Description
技术领域
本发明属于挤压成型领域，特别涉及一种用于挤出成型丝材的电气两动切割机构。
背景技术
在挤出成型中，需要把加工成的丝材(直径为1mm)切割成为长度为2-3mm的颗粒，完成所述要求，全部的加工操作需要在特殊环境中完成，而且也要保证切割系统尤其是切割刀头在出丝位置切割力的稳定性和准确度。目前市面上尚无特殊环境下的小尺寸的切割装置，因此需要一种尺寸较小，性能稳定，构造简单的切割喷头装置。
目前市面存在均为单一驱动下的的切割装置，不能根据成型要求随意改变切割速度、切割频率和成型大小，只能单纯通过电动或者气动进行驱动。本发明能过在气动和电动之间进行随意切换，填补了这一空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能电气两动切割喷头结构，解决现有机构尺寸大，结构复杂，无法在特殊环境中进行精准切割的问题，可以提高切割设备的稳定性和效率。同时本发明可以在气动模式与电动模式之间切换，可以满足不同的生产要求，填补了市面产品空白。
为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种多功能电气两动切割喷头，主体(1)、气缸(2)、切刀(3)、进气杆(4)、驱动套筒(5)、往复套筒(6)、复位弹簧(7)、支撑弹簧(8)、轴承(9)、端盖(10)。
所述主体(1)为了便于加工和装配，分为上下两部分，上面部分有一直径为d的通孔，用于成型后的丝材挤出。
所述主体(1)中空。
所述进气杆(4)贯穿于轴承端盖(10)、轴承(9)、驱动套筒(5)、往复套筒(6)。所述进气杆(4)一端在气缸(3)内，另一端端面设有所述支撑弹簧(8)，且可从此端通入高压气体，所述进气杆(4)无法周向旋转，只能沿轴线方向做位移。
所述驱动套筒(5)一端带有传动齿轮，另一端筒壁开有宽度为B的螺旋槽。所述驱动套筒(5)筒壁所开螺旋槽与所述往复套筒(6)外壁的销钉形成滑动配合副，当通过所述进气杆(4)的花键槽限制所述往复套筒(6)的周向旋转时，通过旋转所述驱动套筒(5)即可实现所述往复套筒(6)的直线运动，顺时针旋转则往复套筒沿Z轴前进，逆时针旋转则往复套筒沿Z轴退回。
所述往复套筒(6)设有齿牙的端面与所述气缸(2)设有齿槽的端面啮合形成的端面配合副，既可传动扭矩，又可自动对心。
所述往复套筒(6)内壁的销钉二与所述进气杆(4)外壁所开外花键形成的花键配合副，所开外花键为矩形花键。
尚未通入高压气体时，所述进气杆(4)在支撑弹簧作用下处于前顶位置，此时通过旋转所述驱动套筒(5)使所述往复套筒(6)前进至极限位置，持续通入高压气体，气缸压力升高，通过作用于进气杆在气缸内的一端使进气杆克服支撑弹簧压力，退回，此时，所述往复套筒(5)可以开始周向旋转，所述气缸(2)也被锁死，即可进入电驱动状态。
电机停转，停止通气，所述进气杆(4)在所述支撑弹簧(8)作用下前顶，所述往复套筒(6)的销钉二滑入键槽内，此时通过逆时针旋转所述驱动套筒(5)使所述往复套筒(6)退回初始极限位置。此时，通入固定频率的高压气体，使所述气缸(2)做活塞运动，带动刀头做铣削动作，进入气动模式。
本发明气动电动两种模式可以任意切换，适用于不同的切割要求，能提高设备运行的稳定性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的一种多功能电气两动切割喷头的电动模式示意图。
图2为本发明提供的一种多功能电气两动切割喷头的气动模式示意图。
图3为主要零件尺寸示意图。
图4为中空主体的示意图。
图5为驱动套筒螺旋槽旋转角θ及槽宽B的示意图。
图6为往复套筒结构示意图，设有外壁销钉(11)，内壁销钉(12)。
图7(a)为往复套筒与气缸配合的端面齿牙结构示意图，(b)为与气缸端面齿槽配合时分度圆截面示意图。
图8(a)为进气杆上所开矩形花键示意图，(b)为往复套筒内壁销钉与进气杆外壁所开外花键形成的花键配合副示意图
图9为驱动套筒筒壁所开螺旋槽与往复套筒外壁销钉形成的滑动配合副示意图
图10为切刀示意图，(a)为切刀基本结构示图，(b)为刀刃角度示图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明：
实施例1
尚未通入高压气体时，所述进气杆(4)在支撑弹簧作用下处于前顶位置，此时通过旋转所述驱动套筒(5)使所述往复套筒(6)前进至极限位置，持续通入高压气体，气缸压力升高，通过作用于进气杆在气缸内的一端使进气杆克服支撑弹簧压力，退回，此时，所述往复套筒(5)可以开始周向旋转，所述气缸(2)也被锁死，即可进入电驱动状态。
实施例2
电机停转，停止通气，所述进气杆(4)在所述支撑弹簧(8)作用下前顶，所述往复套筒(6)的销钉二滑入键槽内，此时通过逆时针旋转所述驱动套筒(5)使所述往复套筒(6)退回初始极限位置。此时，通入特定频率的高压气体，使所述气缸(2)做活塞运动，带动刀头做铣削动作，进入气动模式。
Claims (6)
1.一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于，包括：主体(1)、气缸(2)、切刀(3)、进气杆(4)、驱动套筒(5)、往复套筒(6)、复位弹簧(7)、支撑弹簧(8)、轴承(9)、端盖(10)；
所述主体(1)中空；所述气缸(2)一端与所述切刀(3)联接，另一端设有端面齿槽；所述往复套筒(6)一端也设有对应的端面齿牙可与所述气缸(2)端面齿槽相互贴合来传递扭矩；所述往复套筒(6)另一端外壁面设有凸起的圆柱形销钉，内壁面设有凸起的圆台状销钉；所述驱动套筒(5)一端带有传动齿轮，另一端筒壁开有螺旋槽；保持驱动套筒与往复套筒同轴心，使所述往复套筒(6)外壁面销钉与所述驱动套筒(5)螺旋槽相配合；所述进气杆(4)开有通孔，贯穿所述轴承(9)、所述端盖(10)以及驱动套筒(5)与往复套筒(6)，进气杆(4)一端置于气缸内；进气杆(4)另一端置于主体外部，与通气阀相连，且此端端面设有所述支撑弹簧(8)；所述进气杆(4)只能轴向移动，无法周向旋转，且进气杆外壁面设有矩形花键，花键起始端为一端面，结束端做渐开线齿型处理，方便与所述往复套筒(6)的内壁面销钉相配合；通过花键限制所述往复套筒(6)的周向旋转。
2.根据权利要求1所述的一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于：进气杆长为L1，所述支撑弹簧(8)可压缩长度为L2，所述驱动套筒(5)长度为L3，所述往复套筒(6)长度为L4，所述气缸长度为L5，以上长度条件满足L2＝(0.4～0.5)L5，L3＝L4＝(0.4～0.5)L1。
3.根据权利要求2所述的一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于：所述往复套筒(6)设有齿牙的端面与所述气缸(2)设有齿槽的端面啮合形成的端面配合副，往复套筒(6)端面外径D1，往复套筒(6)内径d1，尺寸满足d1＝0.5D1，(D1-d1)＞4mm，齿牙与齿槽为带不同圆角的三角形；端面齿牙的齿数Z1取6的倍数，端面齿牙厚度B1满足2mm≤B1≤0.5(D1-d1)，其中，齿牙高度满足H＝(πD1/2Z1)/tanγ，齿牙型面角γ满足40°≤γ≤60°，齿牙与齿槽相啮合时采用等顶隙设计，齿槽深度与齿牙厚度保持一致，齿牙齿顶隙为C，任意位置上齿牙的齿根圆角R1＝C，任意位置上齿牙的齿顶圆角R2＝1.5C。
4.根据权利要求3所述的一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于：所述往复套筒(6)内壁的销钉与所述进气杆(4)外壁所开外花键形成的花键配合副，采用矩形花键，标准模数下，花键齿数Z2由进气杆外壁直径D2决定，D2＝(0.5～0.6)d1，且D2≥8mm，齿数取Z2＝(πD2/2H2)，花键高度H2满足2mm≤H2<0.5(d1-D2)，花键宽度B2＝H2，花键结束端做渐开线齿形处理并与所述往复套筒(6)的销钉配合，花键有效长度L6满足L6+L2＞L4，销钉直径与花键宽度相同。
5.根据权利要求4所述的一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于：所述驱动套筒(5)筒壁所开螺旋槽与所述往复套筒(6)外壁的销钉形成的滑动配合副，所述驱动套筒(5)一端带有传动齿轮，另一端筒壁开有宽度为B的螺旋槽，螺距为3.5D1，旋转角度θ，起始角度为0°，旋向为逆时针，槽宽满足B＝0.35D1，应与所述往复套筒(6)的外壁钉销直径相同，螺距与旋转角度之间应满足θ＝(L4/3.5D1)×360°。
6.根据权利要求4所述的一种多功能电气两动切割喷头，其特征在于：所述切刀(3)包括柄部与切削部且整体开有通孔，切削部直径D3≥3mm，柄部与气缸连接，切削部包括基体部和刃部，基体部部分端面延伸出一异型刀刃，其余端面加工为切削刃，异型刀刃宽度B3＝(πD3)/4，长度L6满足B3<L6<0.5L5，前刀面切削刃与轴线夹角λ满足30°≤λ≤45°，与基体部切削刃角度保持一致。
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