CN117943604B - 一种铝型材坡口切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝型材坡口切割装置及其切割方法，具体涉及铝型材加工领域，该切割装置包括工作台，工作台上设置有：夹具，夹具用于夹持方形管铝型材；支撑组件，支撑组件包括直线驱动部件一，直线驱动部件一的输出端安装有安装板，安装板的前端固定安装有支架，支架的中部分别活动插接有连接轴一和连接轴二，连接轴一和连接轴二远离支架的一端均固定安装有顶板。本发明在切割坡口时，通过使用顶压块支撑在切割位置，对方形管铝型材被切割的侧壁施加支撑力，在切割时，该支撑力与切割刀具对方形管铝型材侧壁所施加的力平衡，从而可以有效地防止坡口表面不齐，保证焊缝间隙大小一致。

Description

一种铝型材坡口切割装置及其切割方法

技术领域

本发明涉及铝型材加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种铝型材坡口切割装置及其切割方法。

背景技术

铝型材零件具有轻巧耐用、抗腐蚀性良好且加工性能优越等特点，其作为建筑业和工业所需的重要金属型材，在诸多领域都有着广泛的应用，如建筑行业、汽车制造业、轨道交通、电子电器等领域。焊接是铝型材常见的连接方式，通过焊接，可以将铝型材连接成所需的结构，如梁、柱、框架等。

铝型材在焊接时，通常要先在焊接的端部切割出坡口，在坡口处焊接可以减少焊接过程中的变形，使铝型材形状更加规则，避免焊后翘曲或变形，提高焊接结构的承载能力。

现有技术在切割铝型材坡口时，首先使用夹具将铝型材夹持住，然后人工切割或者是使用自动坡口机切割出坡口，自动坡口机相对于人工切割来说，具有坡口切割大小一致的特点，焊接质量更高，因此，自动坡口机使用较多。

薄壁方形管铝型材是方形管件，其在切割坡口时，由于方形管铝型材壁厚较薄，切割刀具切割时对其端部施加了向下的力，因此，极容易造成管壁向内侧弯曲变形，使得坡口表面不齐，同一坡口，坡口的各个位置角度不一，在焊接时，会造成焊缝间隙大小不一，使得焊缝难以达到质量要求，容易造成方形管铝型材的浪费。

发明内容

本发明提供的一种铝型材坡口切割装置及其切割方法，所要解决的问题是：在切割坡口时，切割刀具对方形管铝型材端部施加了向下的力，极容易造成管壁向内侧弯曲变形，使得坡口表面不齐，会造成焊缝间隙大小不一，使得焊缝难以达到质量要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝型材坡口切割装置，包括工作台，工作台上设置有：

夹具，夹具用于夹持方形管铝型材；

支撑组件，支撑组件包括直线驱动部件一，直线驱动部件一的输出端安装有安装板，安装板的前端固定安装有支架，支架的中部分别活动插接有连接轴一和连接轴二，连接轴一和连接轴二远离支架的一端均固定安装有顶板，顶板远离支架的一端均设置有顶压块，安装板上安装有动力部件，直线驱动部件一用于驱动两个顶压块插入方形管铝型材端部的内侧，动力部件用于驱动两个顶压块顶压在方形管铝型材端部内侧的上壁和下壁上；

切割组件，切割组件设置在顶压块的上方位置，切割组件用于将方形管铝型材的端部切割出坡口。

在一个优选的实施方式中，动力部件包括电机一，电机一固定安装在安装板上，电机一的输出端安装有丝杆，丝杆上螺纹连接有螺纹套，螺纹套的前端铰接有两个连杆一，两个连杆一远离螺纹套的一端分别与连接轴一和连接轴二的侧壁铰接。

在一个优选的实施方式中，连接轴一靠近连接轴二的一端设置有插块，连接轴二靠近连接轴一的一端开设有插槽，插块可滑动地插入插槽的内部。

在一个优选的实施方式中，夹具包括安装框，安装框固定安装在工作台上，安装框上端的两侧均横向滑动连接有夹板，安装框的底部安装有驱动气缸，驱动气缸输出端的两侧均铰接有连接杆，两个连接杆远离驱动气缸的一端分别与两个夹板的底端铰接。

在一个优选的实施方式中，切割组件包括底座，底座固定安装在工作台上，底座上倾斜设置有直线驱动部件二，直线驱动部件二的输出端安装有安装架，安装架上安装有切割刀和电机三，电机三的输出端与切割刀连接，切割刀用于将方形管铝型材的端部切割出坡口。

在一个优选的实施方式中，支架远离动力部件的一端设置有进给部件，进给部件包括两个驱动轮，两个驱动轮分别转动安装在连接轴一和连接轴二的一侧，驱动轮与顶压块的底面接触，驱动轮转动时用于带动顶压块在顶板上移动。

在一个优选的实施方式中，进给部件还包括滑块，滑块滑动安装在支架上，滑块上安装有电机二，电机二的输出端安装有转轴，转轴通过同步轮与两个驱动轮传动连接。

在一个优选的实施方式中，进给部件还包括两个连杆二，两个连杆二的一端铰接在转轴上，两个连杆二的另一端分别与连接轴一和连接轴二铰接，并且两个连杆二与连接轴一和连接轴二的铰接点分别与两个驱动轮同轴线。

在一个优选的实施方式中，两个驱动轮外侧的圆周方向均固定连接有若干个尖刺，顶压块为木质材料，尖刺刺入顶压块的底面。

本发明还提供一种铝型材坡口的切割方法，包括以下步骤：

步骤一：使用夹具将方形管铝型材夹持住，使方形管铝型材需要被切割坡口的端部朝向支撑组件，并且使方形管铝型材被切割的侧壁朝上设置；

步骤二：通过直线驱动部件一带动两个顶压块插入方形管铝型材端部的内侧，通过动力部件驱动两个顶压块顶压在方形管铝型材端部内侧的上壁和下壁上，使顶压块对方形管铝型材被切割的侧壁提供支撑力，其中，顶压块插入方形管铝型材端部的内侧时，尖刺刺入顶压块的底面，以固定顶压块；

步骤三：切割组件将方形管铝型材的端部切割出坡口；

步骤四：在下一次切割坡口时，首先通过直线驱动部件一带动两个顶压块从方形管铝型材的端部移出，然后通过驱动轮转动来带动顶压块在顶板上移动，以使顶压块向前伸出一段距离，最后重复上述步骤一至步骤三再次进行坡口切割。

本发明的技术效果和优点：本发明在切割坡口时，通过使用顶压块支撑在切割位置，对方形管铝型材被切割的侧壁施加支撑力，在切割时，该支撑力与切割刀具对方形管铝型材侧壁所施加的力平衡，从而可以有效地防止坡口表面不齐，保证焊缝间隙大小一致。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图。

图3为本发明图2的剖视图。

图4为本发明顶压块支撑方形管铝型材的示意图。

图5为本发明支撑组件的结构示意图。

图6为本发明支撑组件的局部结构示意图。

图7为本发明图6的爆炸图。

图8为本发明图6的主视图。

图9为本发明图6的后视图。

图10为本发明图6的剖视图。

图11为本发明夹具的结构示意图。

图12为本发明夹具的剖视图。

图13为本发明切割组件的结构示意图。

图14为本发明切割方法流程图。

附图标记为：1、工作台；2、夹具；21、安装框；22、夹板；23、驱动气缸；24、连接杆；3、支撑组件；31、直线驱动部件一；311、安装板；312、支架；32、连接轴一；321、插块；33、连接轴二；331、插槽；34、顶板；35、顶压块；36、动力部件；361、电机一；362、丝杆；363、螺纹套；364、连杆一；37、进给部件；371、滑块；372、连杆二；373、电机二；374、转轴；375、驱动轮；3751、尖刺；4、切割组件；41、底座；42、直线驱动部件二；43、安装架；44、切割刀；45、电机三；5、方形管铝型材。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照说明书附图1-图14，一种铝型材坡口切割装置，包括工作台1，工作台1上设置有：

夹具2，夹具2用于夹持方形管铝型材5；

支撑组件3，支撑组件3包括直线驱动部件一31，直线驱动部件一31的输出端安装有安装板311，安装板311的前端固定安装有支架312，支架312的中部分别活动插接有连接轴一32和连接轴二33，连接轴一32和连接轴二33远离支架312的一端均固定安装有顶板34，顶板34远离支架312的一端均设置有顶压块35，安装板311上安装有动力部件36，直线驱动部件一31用于驱动两个顶压块35插入方形管铝型材5端部的内侧，动力部件36用于驱动两个顶压块35顶压在方形管铝型材5端部内侧的上壁和下壁上；

切割组件4，切割组件4设置在顶压块35的上方位置，切割组件4用于将方形管铝型材5的端部切割出坡口。

需要说明的是，夹具2可以使用气缸夹具，通过两个气缸来将方形管铝型材5的两侧夹持住，实现固定的目的。动力部件36可以采用两个气缸，分别用于驱动两个顶压块35移动，使两个顶压块35顶压在支撑组件3内侧的上壁和下壁上，具体可以是驱动连接轴一32和连接轴二33；直线驱动部件一31用于带动两个顶压块35插入方形管铝型材5的端部，可以采用推拉气缸。切割组件4则可以使用切割机进行切割。

在本实施例中，实施方式具体为：首先，使用夹具2将方形管铝型材5夹持住，使方形管铝型材5朝向支撑组件3的位置，具体是朝向两个顶压块35；然后，通过直线驱动部件一31带动两个顶压块35插入方形管铝型材5端部的内侧位置；其次，通过动力部件36带动两个顶压块35相互远离，使两个顶压块35分别顶压在方形管铝型材5端部内侧的上壁和下壁，最后使用切割机的切割刀具来将方形管铝型材5的端部切割出坡口。上述工作过程中，切割组件4在切割坡口时，顶压块35对方形管铝型材5被切割的侧壁提供支撑力，防止方形管铝型材5在切割过程中发生向下的形变，在切割时，由于顶压块35支撑在被切割位置，因此顶压块35会被切割掉一部分，即顶压块35作为耗材使用，如图4所示，因此，顶压块35的前端应当伸出顶板34一部分。

上述技术方案在切割坡口时，通过使用顶压块35支撑在切割位置，对方形管铝型材5被切割的侧壁施加支撑力，在切割时，该支撑力与切割刀具对方形管铝型材5侧壁所施加的力平衡，从而可以有效地防止坡口表面不齐，保证焊缝间隙大小一致。

参照说明书附图2、图5和图7，在此提供一种动力部件36的具体结构形式，避免使用两个气缸，具体地，动力部件36包括电机一361，电机一361固定安装在安装板311上，电机一361的输出端安装有丝杆362，丝杆362上螺纹连接有螺纹套363，螺纹套363的前端铰接有两个连杆一364，两个连杆一364远离螺纹套363的一端分别与连接轴一32和连接轴二33的侧壁铰接。

需要说明的是，电机一361带动丝杆362转动，丝杆362带动螺纹套363移动，螺纹套363通过两个连杆一364分别带动连接轴一32和连接轴二33相互靠近或远离，进而使两个顶板34和两个顶压块35相互靠近或远离，当两个顶压块35相互远离时，可以顶压在方形管铝型材5端部内侧的上壁和下壁，当两个顶压块35相互靠近时，可以松开方形管铝型材5的上壁和下壁。

进一步地，连接轴一32靠近连接轴二33的一端设置有插块321，连接轴二33靠近连接轴一32的一端开设有插槽331，插块321可滑动地插入插槽331的内部。

需要说明的是，连接轴一32和连接轴二33共轴线，当两个连接轴一32和连接轴二33向相互靠近或远离的方向移动时，插块321在插槽331的内部滑动。

参照说明书附图2、图11和图12，夹具2包括安装框21，安装框21固定安装在工作台1上，安装框21上端的两侧均横向滑动连接有夹板22，安装框21的底部安装有驱动气缸23，驱动气缸23输出端的两侧均铰接有连接杆24，两个连接杆24远离驱动气缸23的一端分别与两个夹板22的底端铰接。

需要说明的是，驱动气缸23伸缩时，可以通过两个连接杆24分别带动两个夹板22移动，使两个夹板22相互靠近或远离，从而可以实现对方形管铝型材5夹持和松开的目的。

参照说明书附图2和图13，在此提供一种切割组件4的具体结构形式，切割组件4包括底座41，底座41固定安装在工作台1上，底座41上倾斜设置有直线驱动部件二42，直线驱动部件二42的输出端安装有安装架43，安装架43上安装有切割刀44和电机三45，电机三45的输出端与切割刀44连接，切割刀44用于将方形管铝型材5的端部切割出坡口。

需要说明的是，直线驱动部件二42采用丝杆驱动装置，用于带动安装架43斜向移动，以切割出坡口，具体地，切割刀44转动安装在安装架43上，电机三45的输出轴通过皮带传动装置带动切割刀44转动，当直线驱动部件二42带动安装架43斜向下移动时，切割刀44在方形管铝型材5的端部切割出坡口。

参照说明书附图8-图10，由于切割坡口时，顶压块35会被切割掉一部分，因此，在下一次切割坡口时，需要将顶压块35向前端进给一段距离，具体地，支架312远离动力部件36的一端设置有进给部件37，进给部件37包括两个驱动轮375，两个驱动轮375分别转动安装在连接轴一32和连接轴二33的一侧，驱动轮375与顶压块35的底面接触，驱动轮375转动时用于带动顶压块35在顶板34上移动。

进一步地，进给部件37还包括滑块371，滑块371滑动安装在支架312上，滑块371上安装有电机二373，电机二373的输出端安装有转轴374，转轴374通过同步轮与两个驱动轮375传动连接。

需要说明的是，电机二373带动转轴374转动，转轴374通过同步轮传动方式带动两个驱动轮375转动，在顶板34的底部开设一直槽，驱动轮375从直槽的位置处与顶压块35的表面接触，从而在驱动轮375转动时，可以带动顶压块35移动。

再进一步地，两个顶压块35在相互靠近或相互远离时，为了保证同步轮上的皮带不会张地过紧或发生松弛，具体地，进给部件37还包括两个连杆二372，两个连杆二372的一端铰接在转轴374上，两个连杆二372的另一端分别与连接轴一32和连接轴二33铰接，并且两个连杆二372与连接轴一32和连接轴二33的铰接点分别与两个驱动轮375同轴线。

需要说明的是，当连接轴一32和连接轴二33带动两个顶压块35相互靠近或远离时，两个连杆二372发生摆动，通过转轴374来带动滑块371在支架312上移动，如此，转轴374与两个驱动轮375之间的距离就不会发生改变，从而同步轮上的皮带不会张地过紧或发生松弛。

再进一步地，顶压块35的宽度应当与方形管铝型材5内侧的宽度相同，防止有未支撑到的地方，而当两个顶压块35插入方形管铝型材5的内部时，顶压块35可能会与方形管铝型材5的内壁有较大的摩擦力，在摩擦力的作用下，顶压块35相对于顶板34发生移动，可能会造成顶压块35过多地向前移动，起不到对切割部位充分支撑的目的，或者在切割坡口时，会过多地将顶压块35切除，造成需要频繁更换顶压块35的问题，因此，在两个驱动轮375外侧的圆周方向均固定连接若干个尖刺3751，顶压块35为木质材料，尖刺3751刺入顶压块35的底面。

需要说明的是，通过尖刺3751刺入顶压块35，可以起到固定顶压块35的作用，电机二373采用蜗轮蜗杆减速器，利用蜗轮蜗杆减速器自锁的功能，使在驱动轮375为主动件时无法被转动，如此就能够保证两个顶压块35插入方形管铝型材5的内部时，在摩擦力的作用下，顶压块35也不会相对于顶板34发生移动。

需要补充说明的是，上述技术方案中，一个连杆一364与连接轴一32的铰接点与一个连杆二372与连接轴一32的铰接点共轴线，另一个连杆一364与连接轴二33的铰接点与另一个连杆二372与连接轴二33的铰接点共轴线，从而形成四边形结构。

参照说明书附图14，本实施例中还提供一种铝型材坡口的切割方法，使用上述的铝型材坡口切割装置，包括以下步骤：

步骤一：使用夹具2将方形管铝型材5夹持住，使方形管铝型材5需要被切割坡口的端部朝向支撑组件3，并且使方形管铝型材5被切割的侧壁朝上设置；

步骤二：通过直线驱动部件一31带动两个顶压块35插入方形管铝型材5端部的内侧，通过动力部件36驱动两个顶压块35顶压在方形管铝型材5端部内侧的上壁和下壁上，使顶压块35对方形管铝型材5被切割的侧壁提供支撑力，其中，顶压块35插入方形管铝型材5端部的内侧时，尖刺3751刺入顶压块35的底面，以固定顶压块35；

步骤三：切割组件4将方形管铝型材5的端部切割出坡口；

步骤四：在下一次切割坡口时，首先通过直线驱动部件一31带动两个顶压块35从方形管铝型材5的端部移出，然后通过驱动轮375转动来带动顶压块35在顶板34上移动，以使顶压块35向前伸出一段距离，最后重复上述步骤一至步骤三再次进行坡口切割。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝型材坡口切割装置，其特征在于：包括工作台（1），所述工作台（1）上设置有：

夹具（2），所述夹具（2）用于夹持方形管铝型材（5）；

支撑组件（3），所述支撑组件（3）包括直线驱动部件一（31），所述直线驱动部件一（31）的输出端安装有安装板（311），所述安装板（311）的前端固定安装有支架（312），所述支架（312）的中部分别活动插接有连接轴一（32）和连接轴二（33），所述连接轴一（32）和连接轴二（33）远离支架（312）的一端均固定安装有顶板（34），所述顶板（34）远离支架（312）的一端均设置有顶压块（35），所述安装板（311）上安装有动力部件（36），所述直线驱动部件一（31）用于驱动两个顶压块（35）插入方形管铝型材（5）端部的内侧，所述动力部件（36）用于驱动两个顶压块（35）顶压在方形管铝型材（5）端部内侧的上壁和下壁上；

切割组件（4），所述切割组件（4）设置在顶压块（35）的上方位置，所述切割组件（4）用于将方形管铝型材（5）的端部切割出坡口；

所述支架（312）远离动力部件（36）的一端设置有进给部件（37），所述进给部件（37）包括两个驱动轮（375），两个所述驱动轮（375）分别转动安装在连接轴一（32）和连接轴二（33）的一侧，所述驱动轮（375）与顶压块（35）的底面接触，所述驱动轮（375）转动时用于带动顶压块（35）在顶板（34）上移动；

所述动力部件（36）包括电机一（361），所述电机一（361）固定安装在安装板（311）上，所述电机一（361）的输出端安装有丝杆（362），所述丝杆（362）上螺纹连接有螺纹套（363），所述螺纹套（363）的前端铰接有两个连杆一（364），两个所述连杆一（364）远离螺纹套（363）的一端分别与连接轴一（32）和连接轴二（33）的侧壁铰接；

所述连接轴一（32）靠近连接轴二（33）的一端设置有插块（321），所述连接轴二（33）靠近连接轴一（32）的一端开设有插槽（331），所述插块（321）可滑动地插入插槽（331）的内部；

所述进给部件（37）还包括滑块（371），所述滑块（371）滑动安装在支架（312）上，所述滑块（371）上安装有电机二（373），所述电机二（373）的输出端安装有转轴（374），所述转轴（374）通过同步轮与两个驱动轮（375）传动连接；

所述进给部件（37）还包括两个连杆二（372），两个所述连杆二（372）的一端铰接在转轴（374）上，两个所述连杆二（372）的另一端分别与连接轴一（32）和连接轴二（33）铰接，并且两个所述连杆二（372）与连接轴一（32）和连接轴二（33）的铰接点分别与两个驱动轮（375）同轴线；

两个所述驱动轮（375）外侧的圆周方向均固定连接有若干个尖刺（3751），所述顶压块（35）为木质材料，所述尖刺（3751）刺入顶压块（35）的底面。

2.根据权利要求1所述的一种铝型材坡口切割装置，其特征在于：所述夹具（2）包括安装框（21），所述安装框（21）固定安装在工作台（1）上，所述安装框（21）上端的两侧均横向滑动连接有夹板（22），所述安装框（21）的底部安装有驱动气缸（23），所述驱动气缸（23）输出端的两侧均铰接有连接杆（24），两个所述连接杆（24）远离驱动气缸（23）的一端分别与两个夹板（22）的底端铰接。

3.根据权利要求1所述的一种铝型材坡口切割装置，其特征在于：所述切割组件（4）包括底座（41），所述底座（41）固定安装在工作台（1）上，所述底座（41）上倾斜设置有直线驱动部件二（42），所述直线驱动部件二（42）的输出端安装有安装架（43），所述安装架（43）上安装有切割刀（44）和电机三（45），所述电机三（45）的输出端与切割刀（44）连接，所述切割刀（44）用于将方形管铝型材（5）的端部切割出坡口。

4.一种铝型材坡口的切割方法，使用如权利要求1-3任意一项所述的铝型材坡口切割装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：使用夹具（2）将方形管铝型材（5）夹持住，使方形管铝型材（5）需要被切割坡口的端部朝向支撑组件（3），并且使方形管铝型材（5）被切割的侧壁朝上设置；

步骤二：通过直线驱动部件一（31）带动两个顶压块（35）插入方形管铝型材（5）端部的内侧，通过动力部件（36）驱动两个顶压块（35）顶压在方形管铝型材（5）端部内侧的上壁和下壁上，使顶压块（35）对方形管铝型材（5）被切割的侧壁提供支撑力，其中，顶压块（35）插入方形管铝型材（5）端部的内侧时，尖刺（3751）刺入顶压块（35）的底面，以固定顶压块（35）；

步骤三：所述切割组件（4）将方形管铝型材（5）的端部切割出坡口；

步骤四：在下一次切割坡口时，首先通过直线驱动部件一（31）带动两个顶压块（35）从方形管铝型材（5）的端部移出，然后通过驱动轮（375）转动来带动顶压块（35）在顶板（34）上移动，以使顶压块（35）向前伸出一段距离，最后重复上述步骤一至步骤三再次进行坡口切割。