CN115338720B - 批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，可批量的完成矩形管端面打磨或倒角，包括：两侧分别设有导墙的机架、分别固定在两个导墙外侧的两个设施安装平台、可滑移的安装在导墙上部的矩形管装夹工位、与矩形管装夹工位的两个限位面平行设置的侧向夹紧组件、固定安装在设施安装平台中的十字滑台以及可拆换的安装在十字滑台上部的切割面加工模块单元；多根矩形管以间隔错落，一根相对伸出，另一根相对缩进，同一侧伸出的端部齐平，侧向夹紧组件夹紧后，切割面加工模块单元对切割面进行作业。本设备虽然是手工上料排列，但是可以兼容一定范围内不同长度相同规格的矩形管同时作业，且在一次装夹后，作业人员即可休息。

Description

批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置

技术领域

本发明属于工业加工技术领域，具体涉及一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置。

背景技术

本申请人在先的发明专利申请文件公告号： CN201810009328.8 一种推进式夹紧台，该产品以及同类型的产品中，原材料用到大量的矩形管型材，矩形管的下料方式通常有砂轮锯片切割、圆盘锯切割、等离子切割、激光切割这几种，其中前两种会留下较多毛刺，后两种会有割渣，并且在管道口内壁会积聚大量的锯屑或割渣粉尘。

现有技术对于毛刺和割渣的去除主要依靠为人工去除，也有少部分端面打磨设备，如申请公布号CN110421356A一种方管切割及端面打磨一体设备，该设备，包括送料组件、切割组件和端部打磨组件，通过切割组件对方管的切割，通过端部打磨组件对方管的打磨，实现了切割及端面打磨的一体设备。该设备着重于端面的打磨，对于管道内壁的毛刺和割渣还是难以清除，依然需要人工进行清理，且该端面打磨方式为单根作业模式，生产效率较低。因此，如何高效率的去除周面的毛刺、割渣以及清理内部的锯屑或粉尘依然是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，能够在一次装夹后批量的去除内外壁的毛刺以及同时清理内部的割渣、锯屑。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，可批量的完成矩形管端面打磨或倒角，其特征在于，包括：两侧分别设有导墙的机架、分别固定在两个导墙外侧的两个设施安装平台、可滑移的安装在导墙上部的矩形管装夹工位、与矩形管装夹工位的两个限位面平行设置的侧向夹紧组件、固定安装在设施安装平台中的十字滑台以及可拆换的安装在十字滑台上部的切割面加工模块单元；多根矩形管以间隔错落，一根相对伸出，另一根相对缩进，同一侧伸出的端部齐平的方式排列在矩形管装夹工位中，侧向夹紧组件夹紧后，切割面加工模块单元对切割面进行作业。

作为优选，该加工设备还包括设置在矩形管装夹工位下方的用于调节装夹工位装夹范围的调节组件、设置在矩形管装夹工位上方的上部加紧组件。调节组件可以是丝杆传动、气缸活塞调节等等方式，上部加紧组件的设置是为了降低矩形管夹紧以后在打磨时的震动，也起到二次夹紧的作用。

作为优选，矩形管装夹工位包括相对设置的两根限位档，设置在限位档下方固定连接的用于摆放矩形管的装夹平台；侧向夹紧组件分为两部分，分别安装在两根限位档的中段，两部分均向伸出时共同对装夹平台内的矩形管作夹紧。 夹紧组件随限位档的移动而移动，这样无需在限位档调节位置后，夹紧组件相应进行位置调整。

作为优选，矩形管装夹工位的两侧设有可翻转且可调节长度的定位靠模；定位靠模包括固定在矩形管装夹工位两侧端部的靠模安装座，与靠模安装座铰接的翻转杆；靠模安装座的下沿设有用于容纳翻转杆的卡接部，翻转杆由两侧的短直段和中间的长直段组合而成，长直段具有磁性且可沿自身轴线回转，短直段可伸缩固定。短直段可伸缩的设计是为了增大定位靠模的定位范围，长直段的磁性和回转设计起到了当矩形管推入是否到位给了更直接的吸合触感，回转则起到了翻转时更轻松的离开。

作为优选，切割面加工模块单元是倒角加工部件总成。矩形管在应用装配时常需要倒角，模块单元的设计便于功能切换。

作为优选，切割面加工模块单元打磨清理部件总成，矩形管切割后打磨清理是必须的工序，模块单元的设计同样便于功能切换。

作为优选，打磨清理部件总成包括：用于进行可拆分连接的连接座、固定安装在连接座上部的安装板、在安装板中设置的环磨组件和磨屑清理组件以及设置在安装板一侧的用于在动作时起加强稳定作用的靠背板。打磨和清理受是加工端面必须的工序，组合在一起，使清理组件提前介入，这样打磨时就避免了磨削进入难以清理的深处。

作为优选，环磨组件包括：安装在安装板中的用于驱动沿矩形管横截面环转的行程驱动电机、与行程驱动电机的输出轴齿轮啮合的传递齿轮、设置在传递齿轮前端且两者固定连接的路径转臂、可滑移的安装在路径转臂中的转臂滑块、转臂滑块中靠近传递齿轮的一侧设有磨削执行电机、远离传递齿轮的一侧设有一穿过转臂滑块与磨削执行电机输出轴连接的动力轴、动力轴中设有通过定位安装架安装后啮合相连的动力齿轮组、在动力齿轮组朝前的两个齿轮中心分别设置外磨轮夹持头和内磨轮夹持头、在动力齿轮组朝后的两个齿轮中心则分别设置导向滚轮、在两个导向滚轮之间设有与待加工的矩形管截面内外轮廓相匹配的第一轮廓传导件和在第一轮廓传导件前端的第二轮廓传导件、以及包覆在两个导向件外围的传导部分安装架。外磨轮夹持头和内磨轮夹持头两者之间是可以相互摆动的设计，这样针对相同的外形规格不同壁厚的矩形管仅更换不同直径的磨轮就可以了；行程驱动电机是慢速转动，磨削执行电机是相对的高速转动，整体的磨削稳定可靠，可以设定行程驱动电机遇阻力增大时，提示音警告，便于作业人员停机观察。

作为优选，磨屑清理组件包括：设置在最前端且在工作时伸入到矩形管内部的柔性可外扩清理件；为了便于进入以及在进入时柔性可外扩清理件的四边不将集中在口头的锯屑推入到管内深处，柔性可外扩清理件的整体外形尺寸小于矩形管内空。柔性可外扩清理件在进入时不干涉锯屑，出来时则充分的将锯屑带出。

综上，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本设备虽然是手工上料排列，但是可以兼容一定范围内不同长度相同规格的矩形管同时作业，且在一次装夹后，作业人员即可休息，而人工打磨作业人员是持续的工作且人体被动的吸入粉尘，这样大大的降低了劳动强度，批量的加工方式则提高了加工效率，加工的质量方面也因为避免了人为的不稳定因素，质量得以提升；

打磨方面，与现有技术不同的是本发明是环绕矩形管的周面进行，现有技术直接磨端面的方法容易使得矩形管的整体尺寸过大的缩短，而环绕周面打磨还能去除原材料上的氧化、锈蚀等缺陷，为下道工序的加工提供更好的表面质量；

清理方面，清理组件以较小的外形尺寸进入，避免端口的锯屑被推入，又以扩大的外形尺寸出来，从而对于内壁起到的是抹擦式的清理，这种方式大大的优于传统的气流喷吹。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明设施安装平台和上部加紧组件爆炸后的结构示意图；

图3为图2中B处的局部放大图；

图4为矩形管装夹工位、调节组件和侧向夹紧组件组合的结构示意图；

图5为图2中A处的局部放大图；

图6为本发明的右视图；

图7为图6中A-A处的剖视图；

图8为图7中C处的局部放大图；

图9为打磨清理部件总成的结构示意图。

图中标记：

矩形管01、机架100、导墙110、设施安装平台200、矩形管装夹工位300、限位档310、装夹平台320、调节组件400、侧向夹紧组件500、上部加紧组件600、十字滑台700、切割面加工模块单元710、倒角加工部件总成720、打磨清理部件总成730、连接座731、安装板732、环磨组件733、行程驱动电机733a、传递齿轮733b、路径转臂733c、转臂滑块733d、磨削执行电机733e、动力轴733f、动力齿轮组733h、外磨轮夹持头733j、内磨轮夹持头733k、第一轮廓传导件733i、第二轮廓传导件733m、传导部分安装架733n、磨屑清理组件734、柔性可外扩清理件734a、内抽轴734b、压紧板734c、抵触凸台734d、助力弹簧734e、螺纹固定件734f、蓄力传递齿轮734g、宽齿轮734h、复位轴734i、拉紧执行齿轮734m、蓄力盘簧734n、靠背板735、定位靠模800、靠模安装座810、卡接部811、翻转杆820、短直段821、长直段822。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1-2所示，一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，可批量的完成矩形管端面打磨或倒角，主要结构包括：两侧分别设有导墙110的机架100、分别固定在两个导墙110外侧的两个设施安装平台200、可滑移的安装在导墙110上部的矩形管装夹工位300、设置在矩形管装夹工位300下方的用于调节装夹工位装夹范围的调节组件400、与矩形管装夹工位300的两个限位面平行设置的侧向夹紧组件500、设置在矩形管装夹工位300上方的上部加紧组件600、固定安装在设施安装平台200中的十字滑台700以及可拆换的安装在十字滑台700上部的切割面加工模块单元710；

矩形管装夹工位300包括相对设置的两根限位档310，设置在限位档310下方固定连接的用于摆放矩形管的装夹平台320；侧向夹紧组件500分为两部分，分别安装在两根限位档310的中段，两部分均向伸出时共同对装夹平台320内的矩形管作夹紧；装夹平台320为多规格替换件，也就是一种规格能够适应一定范围内矩形管的大小和长短，与侧向夹紧组件500匹配具有线性的夹持范围；

工作时，多根矩形管01以间隔错落（相邻的两根矩形管01，一根相对伸出，另一根则缩进，同一侧伸出的端部齐平）的方式排列在矩形管装夹工位300中，侧向夹紧组件500夹紧后，上部加紧组件600下压辅助压紧，切割面加工模块单元710对切割面进行作业。

为了便于矩形管01以间隔同向端部齐平的排列，在矩形管装夹工位300的两侧设有可翻转且可调节长度的定位靠模800；定位靠模800包括固定在矩形管装夹工位300两侧端部的靠模安装座810，与靠模安装座810铰接的翻转杆820；靠模安装座810的下沿设有用于容纳翻转杆820的卡接部811，翻转杆820由两侧的短直段821和中间的长直段822组合而成，长直段具有磁性且可沿自身轴线回转，短直段可伸缩固定；使用时，翻转杆820的短直段调节好合适距离，翻转杆820向下翻转卡合在靠模安装座810的卡接部，翻转杆820的长直段高度与矩形管01的上壁等高，各个矩形管01摆放时端部与两侧的翻转杆820长直段分别接触后被吸附，夹紧矩形管01后，翻转杆820向上翻转即可。

如图2所示，在本实施中，切割面加工模块单元710仅列举两种功能模块，一是独立的倒角加工部件总成720，二是独立的打磨清理部件总成730，两者根据需求选择性安装。

如图4-5所示，打磨清理部件总成730包括：连接座731、在连接座731一端设置的用于在动作时起加强稳定作用的靠背板735、固定在连接座731上部、且与连接座731相邻设置的安装板732、还有设置在安装板732中的环磨组件733和磨屑清理组件734；打磨清理部件总成730通过连接座731实现可拆分连接。

如图5、8、9所示，环磨组件733包括：两个动力源，一是行程驱动电机733a，二是磨削执行电机733e；行程驱动电机733a安装在安装板732中，其用于驱动相关构件沿矩形管横截面环转，磨削执行电机733e则同步的直接驱动两个磨头转动；

环磨组件733还包括：在行程驱动电机733a的输出轴一端两者为齿轮啮合的传递齿轮733b、与传递齿轮733b同轴固定设置的路径转臂733c、滑动安装在路径转臂733c中的转臂滑块733d；

磨削执行电机733e安装在转臂滑块733d中靠近传递齿轮733b的一侧；

环磨组件733还包括：与磨削执行电机733e的输出轴连接的动力轴733f、在动力轴733f中套设的定位安装架733g、在定位安装架733g中设置的啮合相连的动力齿轮组733h；动力齿轮组733h的一个齿轮与动力轴733f同轴固定连接，这样动力轴733f转动的时候，动力齿轮组733h的两个齿轮同步转动；

环磨组件733还包括：在动力齿轮组733h的两个齿轮中心分别固定连接外磨轮夹持头733j和内磨轮夹持头733k；为了保持两个夹持头在环转时的稳定，在动力齿轮组733h的两个齿轮中心则分别同轴连接两个导向滚轮，在对应两个导向滚轮的位置、且与传递齿轮733b同轴设有第一轮廓传导件733i和第二轮廓传导件733m、还有在两个导向件外围的提供传导部分安装的安装架733n；第二轮廓传导件733m设置在第一轮廓传导件733i的前端。

第一轮廓传导件733i和第二轮廓传导件733m的整体外形为方块状，外周面匹配矩形管的外轮廓，第一轮廓传导件733i的内侧为开槽，槽的尺寸与矩形管的内轮廓匹配，也就是在路径转臂733c的转动下两个导向滚轮分别与第一轮廓传导件733i的外周和内侧槽滚动配合，这样当前端的磨轮夹持头安装相应磨轮后就实现了对矩形管切割面环绕磨削。磨轮在现有产品中有多种规格可供选择，可以是具有台阶的圆柱形，这样可以连带端面一起磨削；

磨屑清理组件734包括：设置在最前端且在工作时伸入到矩形管内部的柔性可外扩清理件734a；为了便于进入以及在进入时柔性可外扩清理件734a的四边不将集中在口头的锯屑推入到管内深处，柔性可外扩清理件734a的整体外形尺寸小于矩形管内空，即在四周与管壁留出空间。

磨屑清理组件734还包括：一内抽轴734b，该内抽轴734b分别穿过柔性可外扩清理件734a、第二轮廓传导件733m、第一轮廓传导件733i、路径转臂733c的中心并套入靠背板735中、且为紧密可滑移的配合；

在柔性可外扩清理件734a的一端、且为螺纹连接在内抽轴734b上的压紧板734c，在靠近靠背板735的一端、内抽轴734b套设的抵触凸台734d，在靠背板735与抵触凸台734d之间设有助力弹簧734e；

使用中，内抽轴734b带动压紧板734c向靠背板735一侧移动，抵触凸台734d受力并克服助力弹簧734e的弹力使前端的压紧板734c对柔性可外扩清理件734a产生挤压，柔性可外扩清理件734a产生向四周扩大的形变，其形变的幅度充满矩形管的整体内空，柔性可外扩清理件734a此动作的目的在于，在清除毛刺的时候阻挡磨屑进入矩形管的深处以及在矩形管退出后柔性可外扩清理件734a将磨屑和原来的锯屑一同带出，达到清理内空的目的；柔性可外扩清理件734a具体可以是在周面和侧面设有弹性的气囊，并可以进一步的周面的囊壁相对薄，这样当受到压力时首先发生形变充满矩形管内空，再随着拉力行程继续气囊向两侧扩大，这样可向两侧扩大就作为富余拉力缓存释放；

如图8、9所示，磨屑清理组件734还包括：固定在安装板732上的螺纹固定件734f、在传递齿轮733b上方的蓄力传递齿轮734g、与蓄力传递齿轮734g同轴设置的宽齿轮734h、将蓄力传递齿轮734g和宽齿轮734h进行同轴连接的复位轴734i、与螺纹固定件734f螺纹啮合的拉紧执行齿轮734m以及与复位轴734i连接的蓄力盘簧734n；

传递齿轮733b与蓄力传递齿轮734g两者啮合，螺纹固定件734f套设在内抽轴734b外周；复位轴734i可转动的套接在靠背板735中，拉紧执行齿轮734m的外圈齿与宽齿轮734h啮合，拉紧执行齿轮734m的内圈设有螺纹与螺纹固定件734f螺纹啮合，蓄力盘簧734n固定在靠背板735上；

工作时，行程驱动电机733a启动，按照传输路径，拉紧执行齿轮734m转动，拉紧执行齿轮734m与螺纹固定件734f的螺纹配合使得拉紧执行齿轮734m向助力弹簧734e一侧移动，移动中抵触抵触凸台734d，由此使得内抽轴734b整体向助力弹簧734e一侧移动，从而带动压紧板734c对柔性可外扩清理件734a压紧使其形变，而同步的蓄力盘簧734n在持续传递中蓄力，磨削完成后，矩形管退出，行程驱动电机733a停止，蓄力盘簧734n得以释放蓄能，拉紧执行齿轮734m则反向转动，并在助力弹簧734e的助力下内抽轴734b、压紧板734c和柔性可外扩清理件734a同时回到初始复位。

整体作业步骤模拟：

如图1-9所示，首先将翻转杆820向下翻转，将矩形管01 交错排列在装夹平台320上，侧向夹紧组件500对矩形管01进行两侧夹紧，上部加紧组件600从上部压紧矩形管01；（此排列方式在一种规格的装夹平台320中适合相同规格的矩形管01，但是矩形管长度可以在一定范围内线性涵盖，也就是矩形管只要满足中间的夹紧部位尺寸即可）

启动十字滑台700，按照矩形管的规格设定好行进的间隔，切割面加工模块单元710依次对矩形管01加工，以打磨清理部件总成730以例，十字滑台700将环磨组件733与矩形管01完成接触对接，先启动行程驱动电机733a使路径转臂733c转动一圈，内外磨削头沿着矩形管01的截面轮廓转动一周，以检查位置是否位置准确，同时蓄力传递齿轮734g的带动下柔性可外扩清理件734a被拉紧执行齿轮734m的传递拉力发生形变，也就是在矩形管01的内空中形成充盈，从而来阻止要进行的磨削飞溅进入；

再启动磨削执行电机733e，带动两组磨削头旋转，跟随路径转臂733c转动的行走路径来完成毛刺的去除，完成以后，磨削执行电机733e停止，这个期间蓄力盘簧734n在持续蓄力；

十字滑台700启动回退，打磨清理部件总成730从矩形管01中完全退出，此时割渣、锯屑和磨屑也一并带出，完成清理，关停持续行程驱动电机733a，此时蓄力盘簧734n释放蓄力，使拉紧执行齿轮734m反转，在助力弹簧734e的作用力下内抽轴734b、压紧板734c、柔性可外扩清理件734a也同时复位，自此完成一端的打磨和清理；

根据矩形管01的需求不同，两侧的十字滑台700可以分别安装倒角加工部件总成720和打磨清理部件总成730，也可以同时安装其中的一种。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，设置了两侧各一个排面批量的完成矩形管端面打磨或倒角，其特征在于，包括：对置设置导墙（110）的机架（100）、设在导墙（110）外侧的设施安装平台（200）、设在导墙（110）上部、用于矩形管排列后形成加工排面的矩形管装夹工位（300）、在矩形管装夹工位（300）的限位面一侧设置的侧向夹紧组件（500）以及设置在设施安装平台（200）中、可相对加工排面滑移的切割面加工模块单元（710）；

单排面排列布置时，多根矩形管（01）以间隔错落，一根相对伸出，另一根相对缩进，同一侧伸出的端部齐平的方式排列在矩形管装夹工位（300）中，侧向夹紧组件（500）夹紧后，切割面加工模块单元（710）对切割面进行作业。

2.根据权利要求1所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，它还包括设置在矩形管装夹工位（300）下方的用于调节装夹工位装夹范围的调节组件（400）、设置在矩形管装夹工位（300）上方的上部加紧组件（600）。

3.根据权利要求1所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述矩形管装夹工位（300）包括相对设置的两根限位档（310），设置在限位档（310）下方固定连接的用于摆放矩形管的装夹平台（320）；侧向夹紧组件（500）分为两部分，分别安装在两根限位档（310）的中段，两部分均向伸出时共同对装夹平台（320）内的矩形管作夹紧。

4.根据权利要求1所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，在所述矩形管装夹工位（300）的两侧设有可翻转且可调节长度的定位靠模（800）；定位靠模（800）包括固定在矩形管装夹工位（300）两侧端部的靠模安装座（810），与靠模安装座（810）铰接的翻转杆（820）；靠模安装座（810）的下沿设有用于容纳翻转杆（820）的卡接部（811），翻转杆（820）由两侧的短直段（821）和中间的长直段（822）组合而成，长直段具有磁性且可沿自身轴线回转，短直段可伸缩固定。

5.根据权利要求1所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述切割面加工模块单元（710）是倒角加工部件总成（720）。

6.根据权利要求1所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述切割面加工模块单元（710）打磨清理部件总成（730）。

7.根据权利要求6所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述打磨清理部件总成（730）包括：连接座（731）、固定安装在连接座（731）上部的安装板（732）、在安装板（732）一侧的靠背板（735）、在安装板（732）中设置的环磨组件（733）和磨屑清理组件（734）。

8.根据权利要求7所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述环磨组件（733）包括：两个动力源，一是行程驱动电机（733a），二是磨削执行电机（733e）；行程驱动电机（733a）安装在安装板（732）中；环磨组件（733）还包括：在行程驱动电机（733a）的输出轴一端两者为齿轮啮合的传递齿轮（733b）、与传递齿轮（733b）同轴固定设置的路径转臂（733c）、滑动安装在路径转臂（733c）中的转臂滑块（733d）；磨削执行电机（733e）安装在转臂滑块（733d）中靠近传递齿轮（733b）的一侧；环磨组件（733）还包括：与磨削执行电机（733e）的输出轴连接的动力轴（733f）、在动力轴（733f）中套设的定位安装架（733g）、在定位安装架（733g）中设置的啮合相连的动力齿轮组（733h）；动力齿轮组（733h）的一个齿轮与动力轴（733f）同轴固定连接；环磨组件（733）还包括：在动力齿轮组（733h）的两个齿轮中心分别固定连接外磨轮夹持头（733j）和内磨轮夹持头（733k），在动力齿轮组（733h）的两个齿轮中心则分别同轴连接两个导向滚轮，在对应两个导向滚轮的位置、且与传递齿轮（733b）同轴设有第一轮廓传导件（733i）和第二轮廓传导件（733m）、还有在两个导向件外围的提供传导部分安装的安装架（733n）；第二轮廓传导件（733m）设置在第一轮廓传导件（733i）的前端。

9.根据权利要求8所述的批量去除矩形管切割面毛刺以及同步内口清理的装置，其特征在于，所述第一轮廓传导件（733i）整体为矩形块状，外周面匹配矩形管的外轮廓，内侧为开槽，开槽后的尺寸匹配矩形管的内轮廓。