CN114713897A - 一种螺杆剪切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆剪切机，包括剪切组件和驱动组件，剪切组件包括剪切座、固定于剪切座的定刀、铰接于剪切座的剪切臂、固定于剪切臂的动刀、与剪切臂连接的复位弹簧、转动连接于剪切座的凸轮、转动连接于剪切臂的滚轮，驱动组件包括驱动凸轮转动的电机和减速器，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂摆动、带动动刀与定刀配合剪切螺杆，凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且角度为X°、使得凸轮转动时给滚轮一个轴向分力。在该力的作用下，剪切臂沿螺栓轴向移动，从而使动刀和定刀始终压紧在剪切端面，因此动刀与定刀配合完成螺杆剪切时，两者之间基本上没有间隙，可以避免被剪切的螺杆由于动刀和定刀之间有缝隙而形成毛刺。

Description

一种螺杆剪切机

【技术领域】

本发明属于切割加工技术领域，具体涉及一种螺杆剪切机。

【背景技术】

常见的螺杆剪切机，包括剪切座、固定于剪切座的定刀、剪切臂、固定于剪切臂的动刀，动刀与定刀配合剪切螺杆，剪切过程是通过动刀和定刀的刀刃配合作用于螺杆剪切端面。实际剪切过程中，由于动刀和定刀并不是完全贴合的无缝隙的，这样被剪切的螺杆由于动刀和定刀之间有缝隙而形成毛刺。

【发明内容】

针对现有技术中的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种螺杆剪切机，避免被剪切的螺杆由于动刀和定刀之间有缝隙而形成毛刺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种螺杆剪切机，包括剪切组件和驱动组件，所述剪切组件包括剪切座、固定于剪切座的定刀、铰接于剪切座的剪切臂、固定于剪切臂的动刀、与剪切臂连接的复位弹簧、转动连接于剪切座的凸轮、转动连接于剪切臂的滚轮，所述驱动组件包括驱动凸轮转动的电机和减速器，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂摆动、带动动刀与定刀配合剪切螺杆，所述凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且角度为X°，使得凸轮转动时给滚轮一个轴向分力，还设有固定机壳，固定机壳的后部固定有电机支架，电机安装于电机支架，减速器安装于固定机壳。

作为优选，所述剪切座的边缘设有螺杆定位凹口，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口下方设有定刀固定槽，所述定刀固定于定刀固定槽。

作为优选，所述剪切臂的后侧面设有动刀固定槽，所述动刀固定于动刀固定槽，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口上方设有动刀定位面。

作为优选，所述剪切座上固定有螺栓，所述螺栓的后端穿过剪切座上轴孔并连接有螺母，所述螺栓的前端部设有限位凸缘，所述限位凸缘位于剪切臂的前侧。

作为优选，所述剪切组件还包括与剪切臂连接的轨迹板，所述螺栓的前端部在限位凸缘前侧设有轴头，所述轨迹板转动连接于轴头，所述轨迹板上设有轨迹槽，所述凸轮上设有与轨迹槽配合带动剪切臂实现复位的轨迹销轴。

作为优选，所述X的数值范围为3-8。

作为优选，所述减速器为行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器包括前级减速齿轮组、行星齿轮架、安装于行星齿轮架的多个行星齿轮，具有内齿圈的行星齿轮箱，多个行星齿轮与行星齿轮箱内齿圈啮合，所述前级减速齿轮组设有输出太阳轮，所述输出太阳轮与多个行星齿轮啮合。

作为优选，所述行星齿轮架的中心设有扁方孔，所述凸轮设有中心轴，所述中心轴设有与扁方孔配合的扁方部。

作为优选，还设有控制电机的微动开关，所述微动开关设于行星齿轮架外圆侧方，所述行星齿轮架的外圆上设有凹槽，所述微动开关设有开关弹片，所述开关弹片设有与行星齿轮架的外圆活动接触并在与凹槽位置对应时卡入凹槽的突出部，当突出部与行星齿轮架的外圆活动接触时，微动开关闭合，当突出部卡入凹槽时，微动开关断开。

作为优选，所述突出部位置设有与行星齿轮架外圆滚动接触的开关滚轮。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、凸轮在剪切座上绕着圆心做圆周运动，剪切臂围绕螺栓摆动，剪切臂上设有滚轮，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂摆动，带动动刀与定刀配合剪切螺杆，由于凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且具有角度X°，从而使得凸轮转动时给到滚轮的力除了驱动剪切臂摆动的力F1外还有一个轴向分力F2；又因为剪切臂以螺栓为支撑点，使得剪切臂上有个力F3，在力F3的作用下，剪切臂沿螺栓轴向移动，从而使动刀和定刀始终压紧在剪切端面，因此动刀与定刀配合完成螺杆剪切时，两者之间基本上没有间隙，可以避免被剪切的螺杆由于动刀和定刀之间有缝隙而形成毛刺。

2、通过定刀固定槽保证定刀安装位置，通过动刀固定槽保证动刀安装位置，剪切座的前侧面在螺杆定位凹口上方设有动刀定位面，在力F3的作用下，动刀压紧贴合动刀定位面向定刀运动，由于定刀的安装位置与动刀定位面的相对位置已经确定，因此动刀与定刀配合完成螺杆剪切时，两者之间基本上没有间隙。

3、如果X的数值过小，给滚轮的轴向分力过小，驱动动刀的力不足，不能很好的减小定刀和动刀之间的间隙，X的数值过大，会减小驱动动刀的剪切力，因此X的数值范围选取3-8。

4、当复位弹簧失效剪切臂无法复位时，凸轮通过轨迹销轴推动轨迹板，使剪切臂复位，因此轨迹板配合复位弹簧可以实现剪切臂复位的双保险。

5、减速器采用行星齿轮减速器，不仅具有常规减速机构降低转速，增大输出扭矩的作用，而且精密度更高。

6、行星齿轮架中心的扁方孔与凸轮的中心轴通过扁方配合实现同步转动，由于凸轮转动一圈即完成一次完整的剪切动作，同时行星齿轮架的转动与凸轮转动同步，因此，通过行星齿轮架转动一圈控制微动开关断开一次，行星齿轮架的外圆上设有一个凹槽，当微动开关上突出部与行星齿轮架的外圆活动接触时，微动开关闭合，当突出部卡入凹槽时，微动开关断开，可以精确控制电机每完成一次剪切动作即立即停机。

7、开关滚轮与行星齿轮架外圆滚动接触，减小两者之间的摩擦和冲击。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对发明做进一步的说明：

图1为本发明螺杆剪切机的主视图；

图2为剪切组件的分解结构示意图；

图3为本发明螺杆剪切机的前侧视图；

图4为凸轮的结构示意图；

图5为滚轮的结构示意图；

图6为凸轮与滚轮的受力示意图；

图7为剪切臂的受力示意图；

图8为本发明螺杆剪切机的结构示意图；

图9为驱动组件的分解结构示意图；

图10为行星齿轮架与微动开关的配合示意图一；

图11为行星齿轮架与微动开关的配合示意图二；

附图标记：剪切组件1，剪切座11，转动支承孔111，轴孔112，螺杆定位凹口113，定刀固定槽114，动刀定位面115，剪切臂12，摆动支承孔121，销轴孔122，动刀固定槽123，第一固定孔124，凸轮13，中心轴131，轨迹销轴132，扁方部133，滚轮14，滚轮销141，轨迹板15，转动孔151，轨迹槽152，第二固定孔153，螺栓16，螺母161，限位凸缘162，复位弹簧17，定刀18，动刀19；驱动组件2，固定机壳20，电机21，电机支架211，前级减速齿轮组22，输出太阳轮221，减速齿圈222，行星齿轮箱23，缺口231，行星齿轮24，行星齿轮架25，凹槽251，扁方孔252；微动开关3，开关滚轮31。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图11所示，一种螺杆剪切机，包括剪切组件1和驱动组件2，所述剪切组件1包括剪切座11、固定于剪切座11的定刀18、铰接于剪切座11的剪切臂12、固定于剪切臂12的动刀19、与剪切臂12连接的复位弹簧17、转动连接于剪切座11的凸轮13、转动连接于剪切臂12的滚轮14，滚轮14通过滚轮销141与剪切臂上销轴孔122连接。所述驱动组件2包括驱动凸轮13转动的电机21和减速器，电机的输出轴与减速器输入端连接，减速器的输出端与凸轮13连接，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂12摆动、带动动刀19与定刀18配合剪切螺杆，所述凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且角度为X°。

作为一种实施方式，如图2所示，所述剪切座11上设有转动支承孔111和轴孔112，所述剪切座11上固定有螺栓16，剪切臂12上设有摆动支承孔121与螺栓16连接。所述螺栓的后端穿过剪切座上轴孔112并连接有螺母161，所述螺栓的前端部设有限位凸缘162，所述限位凸缘162位于剪切臂12的前侧，所述螺栓16的前端部在限位凸缘162前侧设有轴头。所述凸轮13设有中心轴131，中心轴131转动支承于转动支承孔111，当然也可以增加轴承。可以理解的是，螺栓可以用销轴等类似转轴进行替换。

上述技术方案中，凸轮在剪切座上绕着圆心做圆周运动，剪切臂围绕螺栓摆动，剪切臂上设有滚轮，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂摆动，带动动刀与定刀配合剪切螺杆。

如图5至图7所示，由于凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且具有角度X°，从而使得凸轮转动时给到滚轮的力除了驱动剪切臂摆动的力F1外还有一个轴向分力F2；又因为剪切臂以螺栓为支撑点，使得剪切臂上有个力F3，在力F3的作用下，剪切臂沿螺栓轴向移动，动刀同时移动，从而使动刀和定刀始终压紧在剪切端面，因此动刀与定刀配合完成螺杆剪切时，两者之间基本上没有间隙，可以避免被剪切的螺杆由于动刀和定刀之间有缝隙而形成毛刺。

如果X的数值过小，给滚轮的轴向分力过小，驱动动刀的力不足，不能很好的减小定刀和动刀之间的间隙，X的数值过大，会减小驱动动刀的剪切力，因此选定所述X的数值范围为3-8，例如可以为5。

具体的，如图2所示，所述剪切座11的边缘设有螺杆定位凹口113，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口113下方设有定刀固定槽114，所述定刀18固定于定刀固定槽114。所述剪切臂的后侧面设有动刀固定槽123，所述动刀19固定于动刀固定槽123，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口上方设有动刀定位面115。通过定刀固定槽保证定刀安装位置，通过动刀固定槽保证动刀安装位置，在力F3的作用下，动刀压紧贴合动刀定位面向定刀运动，由于定刀的安装位置与动刀定位面的相对位置已经确定，因此动刀与定刀配合完成螺杆剪切时，两者之间基本上没有间隙。

上述的复位弹簧17是安装在螺杆剪切机的机壳上的(图中未示意)，复位弹簧17可以采用扭簧，机壳上设有安装复位弹簧17的弹簧安装销轴，复位弹簧的一个支脚支撑在剪切臂上，另外一个支脚支撑在机壳上。当动刀与定刀配合完成螺杆剪切后，凸轮不再驱动剪切臂，在复位弹簧17的作用下，剪切臂实现复位。

如图2和图3所示，进一步的，为了保证剪切臂复位的可靠性，还设有轨迹板15，所述轨迹板15上设有转动孔151和轨迹槽152，所述轨迹板15通过转动孔151转动连接于轴头，所述凸轮13上设有与轨迹槽152配合的轨迹销轴132。轨迹板15与剪切臂12连为一体，剪切臂12上设有第一固定孔124，所述轨迹板15上设有第二固定孔153，第一固定孔124和第二固定孔153之间可以连接固定轴，本实施方式中是与复位弹簧的支脚连接。当复位弹簧失效剪切臂无法复位时，凸轮通过轨迹销轴推动轨迹板，使剪切臂复位，因此轨迹板配合复位弹簧，两者可以实现剪切臂复位的双保险。

本实施方式中，所述的减速器为行星齿轮减速器，不仅具有常规减速机构降低转速，增大输出扭矩的作用，而且精密度更高。如图9所示，所述行星齿轮减速器包括前级减速齿轮组22、行星齿轮架25、安装于行星齿轮架25的多个行星齿轮24，具有内齿圈的行星齿轮箱23，多个行星齿轮24与行星齿轮箱23内齿圈啮合，所述前级减速齿轮组22可以设置多级行星齿轮减速机构，所述前级减速齿轮组设有输出太阳轮221和减速齿圈222，所述输出太阳轮221与多个行星齿轮23啮合。所述行星齿轮架25的中心设有扁方孔252，所述中心轴131设有与扁方孔252配合的扁方部133。

另外，还设有固定机壳20，固定机壳的后部固定有电机支架211，电机支架211的前端设有凸部，凸部插入固定机壳20内腔，凸部的上侧和下侧设有螺钉柱，通过螺钉与固定机壳的后部固定。电机支架211的中心设有输出孔，电机21固定于电机支架211，并且输出轴从输出孔穿过。前级减速齿轮组22设于固定机壳20内，行星齿轮箱23后部位于固定机壳20内，前部通过螺丝与剪切座固定。

剪切组件1完成一次剪切动作后，电机需要及时停机，以更换螺杆，准备下一次剪切。目前这个工作是由人工控制开关按钮实现的。由于动刀的剪切动作是由凸轮驱动的，因此凸轮转动一圈即完成一次完整的剪切动作。直接检测凸轮的转动行程需要安装相应的传感器，成本较高，而且精度也难以保证。由于凸轮转动一周对应行星齿轮架转动一圈，因此可以通过行星齿轮架的转动来控制完成一次剪切动作后停机。

如图8至图11所示，为了实现上述构思，还设有控制电机21的微动开关3，所述微动开关3设于行星齿轮架外圆侧方，所述行星齿轮架的外圆上设有凹槽251，所述微动开关3设有开关弹片，所述开关弹片设有与行星齿轮架的外圆活动接触并在与凹槽位置对应时卡入凹槽的突出部，当突出部与行星齿轮架的外圆活动接触时，开关闭合，当突出部卡入凹槽时，开关断开。可以理解的是，突出部可以设置圆弧面与行星齿轮架的外圆活动接触。

进一步的，所述突出部位置设有与行星齿轮架外圆滚动接触的开关滚轮31，并且对应的凹槽251可以为圆形凹槽。对应微动开关安装位置，行星齿轮架23设有缺口231，开关滚轮31穿过缺口231与行星齿轮架25的外圆活动接触。开关滚轮可以实现与行星齿轮架外圆滚动接触，减小两者之间的摩擦和冲击。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种螺杆剪切机，其特征在于，包括剪切组件和驱动组件，所述剪切组件包括剪切座、固定于剪切座的定刀、铰接于剪切座的剪切臂、固定于剪切臂的动刀、与剪切臂连接的复位弹簧、转动连接于剪切座的凸轮、转动连接于剪切臂的滚轮，所述驱动组件包括驱动凸轮转动的电机和减速器，通过凸轮面与滚轮外圆面作用、驱动剪切臂摆动、带动动刀与定刀配合剪切螺杆，所述凸轮面与滚轮外圆面为配合的锥面且角度为X°，使得凸轮转动时给滚轮一个轴向分力，还设有固定机壳，固定机壳的后部固定有电机支架，电机安装于电机支架，减速器安装于固定机壳。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述剪切座的边缘设有螺杆定位凹口，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口下方设有定刀固定槽，所述定刀固定于定刀固定槽。

3.根据权利要求2所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述剪切臂的后侧面设有动刀固定槽，所述动刀固定于动刀固定槽，所述剪切座的前侧面在螺杆定位凹口上方设有动刀定位面。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述剪切座上固定有螺栓，所述螺栓的后端穿过剪切座上轴孔并连接有螺母，所述螺栓的前端部设有限位凸缘，所述限位凸缘位于剪切臂的前侧。

5.根据权利要求4所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述剪切组件还包括与剪切臂连接的轨迹板，所述螺栓的前端部在限位凸缘前侧设有轴头，所述轨迹板转动连接于轴头，所述轨迹板上设有轨迹槽，所述凸轮上设有与轨迹槽配合带动剪切臂实现复位的轨迹销轴。

6.根据权利要求1所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述X的数值范围为3-8。

7.根据权利要求1所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述减速器为行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器包括前级减速齿轮组、行星齿轮架、安装于行星齿轮架的多个行星齿轮，具有内齿圈的行星齿轮箱，多个行星齿轮与行星齿轮箱内齿圈啮合，所述前级减速齿轮组设有输出太阳轮，所述输出太阳轮与多个行星齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述行星齿轮架的中心设有扁方孔，所述凸轮设有中心轴，所述中心轴设有与扁方孔配合的扁方部。

9.根据权利要求7所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，还设有控制电机的微动开关，所述微动开关设于行星齿轮架外圆侧方，所述行星齿轮架的外圆上设有凹槽，所述微动开关设有开关弹片，所述开关弹片设有与行星齿轮架的外圆活动接触并在与凹槽位置对应时卡入凹槽的突出部，当突出部与行星齿轮架的外圆活动接触时，微动开关闭合，当突出部卡入凹槽时，微动开关断开。

10.根据权利要求9所述的一种螺杆剪切机，其特征在于，所述突出部位置设有与行星齿轮架外圆滚动接触的开关滚轮。

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