CN202174286U - 高强度高速斜切式铣头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高强度高速斜切式铣头装置，该铣头装置设置在机床上，用于切割管材，该铣头装置包含：小车底板，以及分别设置在小车底板上的托辊装置、夹紧组件、四辊导向装置、伺服电机、进给斜机座和铣刀组件；伺服电机与铣刀组件沿管材轴向连接；夹紧组件与四辊导向装置沿管材轴向间隔设置；进给斜机座上设有进给导轨座，进给导轨座上架设有进给装置；进给装置与铣刀组件机械连接。本实用新型采用铣刀组件，削力小，不造成变形，断面质量好，节省人力，锯片厚度薄；结构材料都采用高强度的铝合金材料，重量小，惯性很小，利于快速往复运动；NC控制模块控制进给装置进给式的运动，实现以最短的行程切断材料；采用斜切式，利于切割。

Description

高强度高速斜切式铣头装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于冶金行业钢或其它材料管生产线的在线定尺切断设备，具体涉及一种高强度高速斜切式铣头装置。

背景技术

目前，传统的在线定尺切断设备属于摩擦锯切，依靠摩擦锯切，属于热切削，切削过程中会产生很大的热量，锯片对钢管产生很大的压力，造成管壁管口变形等质量缺陷，内外毛刺很大，需要进行平头倒角等后续处理，增加了人力能源和原材料消耗成本，锯片依靠摩擦来切断，能耗高、噪音大，切削速度不高，只能满足30m/min生产线速度的要求，生产线速度提不上来的原因是切断设备的切削速度跟不上，运动方式是由普通电机作动力，采用的是摇臂式，重量体积也笨重，不利于快速切削。

实用新型内容

本实用新型提供一种高强度高速斜切式铣头装置，解决摩擦锯阻力大，功率消耗大，运动速度慢的问题，采用铣削切断和高性能锯片，锯片转速快，切削力很小，切削速度很快。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高强度高速斜切式铣头装置，该铣头装置设置在机床上，用于切割管材，其特点是，该铣头装置包含：

小车底板，该小车底板在该铣头装置所切割管材的轴向方向的两端上设有托辊装置；

以及分别设置在上述的小车底板上的夹紧组件、四辊导向装置、伺服电机、进给斜机座和铣刀组件；

上述的伺服电机与铣刀组件沿管材轴向通过转轴连接；

上述的夹紧组件与四辊导向装置沿管材轴向间隔设置；

上述的进给斜机座上还设有进给导轨座，该进给导轨座上架设有进给装置；

上述的进给装置与铣刀组件机械连接。

上述的夹紧组件包含夹紧机座和若干个设置在所述的夹紧机座上的夹紧装置；

上述的夹紧装置包含竖直设置在夹紧机座内侧的导杆、设置在该夹紧机座侧边上部的伺服夹紧油缸、固定在该伺服夹紧油缸下部的上夹紧块座、固定在上夹紧块座下部的上夹紧块、固定在该夹紧机座侧边下部的下夹紧块座，以及固定在该下夹紧块座上的下夹紧块；

上述的上夹紧块座与下夹紧块座套设在所述的导杆上；

上述的上夹紧块与下夹紧块对应设置，并分别设有对应设置的槽口。

各个上述的夹紧装置的槽口的轴向的中轴线都与管材的轴向的中轴线重合。

上述的四辊导向装置包含导向机架，水平设置在该导向机架上的若干个平导向辊，以及设置在该导向机架上的若干个立导向辊；

若干个上述的平导向辊与立导向辊之间串设管材；

若干个上述的平导向辊与立导向辊相互之间的距离可调。

上述的进给斜机座的顶面设为斜面，其倾斜方向与管材的轴向垂直。

上述的进给导轨座的轴向与管材的轴向垂直设置；该进给导轨座的轴向沿该进给斜机座顶面倾斜设置。

上述的进给装置包含进给伺服电机，与该进给伺服电机机械连接的联轴器，与该联轴器机械连接的支持块，与该支持块机械连接的精密丝杆，与该精密丝杆机械连接的丝杆固定座，与该丝杆固定座机械连接的丝杆支持端，以及设置在该丝杆固定座上的定位块；

该定位块上固定上述的铣刀组件；

上述的铣刀组件随着该进给装置沿上述的进给导轨座的轴向倾斜运动。

本铣头装置内还设有NC控制模块，该NC控制模块分别与上述的伺服夹紧油缸、进给伺服电机和伺服电机电路连接。

上述的托辊装置、夹紧组件、四辊导向装置、进给装置、进给导轨座、进给斜机座、小车底板和铣刀组件采用铝合金材料。

根据管材的直径调整四辊导向装置，使其与管材的直径相适配，将管材串设在夹紧组件的夹紧孔中，另将管材串设入四辊导向装置中。

启动本铣头装置，进给装置带动铣刀组件转动，铣头装置作往回运动，根据设定管材切割的长度，当到达预设的回复点时夹紧组件夹紧管材，进给装置带动铣刀组件作进给式运动，铣刀组件对管材进行铣切，同时，铣头装置往前运动，也带动管材往前运动，到达设定回复点时夹紧组件放开管材，作往回运动并进行下一次铣切。

本实用新型高强度高速斜切式铣头装置和现有技术相比，其优点在于，本实用新型采用铣刀组件，该铣刀组件由伺服电机驱动，把现有技术的摩擦热切断方式，改变为冷铣切，利用圆铣刀来切削，切削力很小，对材料的压力很小，不会造成变形等损伤，断面质量好，切断后无需再做处理，节省人力，锯片厚度薄，锯片转速提高；

本实用新型所有机座的结构材料都采用高强度的铝合金材料，重量只是原来设备的1/3，惯性很小，利于快速往复运动；

本实用新型的进给装置由NC控制模块控制，其控制铣刀组件的运动方式采用进给式，由进给伺服电机和精密丝杠传动进给，移动距离精确，由进给伺服电机控制可以实现以最短的行程切断材料，通过以上措施来提高切削速度；

本实用新型利用进给导轨座的倾斜设置，实现铣刀组件斜切管材，对于方管是最佳的切入方向，使切削面积均匀，切削速度稳定，利于快速切削，同时切屑不至于落到机体内，不用常清扫机床，利于生产。

附图说明

图1为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的主视图；

图2为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的侧视图；

图3为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的夹紧组件的主视图；

图4为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的进给装置的结构示意图；

图5为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的夹紧组件的侧视图；

图6为本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的四辊导向装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种高强度高速斜切式铣头装置，该铣头装置包含小车底板8，以及分别设置在该小车底板8上的托辊装置1、夹紧组件2、四辊导向装置3、伺服电机4、进给斜机座7和铣刀组件9。

小车底板8采用高强度的铝合金材料制成，其中部水平设置为平台，上述的夹紧组件2、四辊导向装置3、伺服电机4、进给斜机座7和铣刀组件9分别设置在该平台上。小车底板8的两端以一定角度向上倾斜设置，在该小车底板8的两端上分别各设有一个高强度的铝合金材料制成的托辊装置1，该两个托辊装置1设置在同一水平上，通过该两个托辊装置1本铣头装置架设在外部的机床上，实现本铣头装置沿上述两个托辊装置1所连成的轴线作前后往复运动。同时，在本铣头装置对管材进行铣切的过程中，管材的轴向与本实用新型铣头装置的往复运动方向一致。

伺服电机4固定在小车底板8中部水平平台上的一侧，为减轻整机重量，该伺服电机4的外壳采用高强度的铝合金材料制成。伺服电机4通过转轴与铣刀组件9连接，该伺服电机4与铣刀组件9的连接方向与管材的轴向方向一致，实现铣刀组件9的切割边与管材的轴线方向垂直，在铣切工艺中铣刀组件9的切割边垂直于管材的轴向对管材进行铣切。伺服电机4带动铣刀组件9旋转，转速为2000r/min，铣切工艺中铣刀组件9锯片线速度达100m/s，可以在最短距离切割完成，例如在0.5秒内完成对直径76mm的钢管材切割。

本实用新型的高强度高速斜切式铣头装置采用铣刀组件9，切断是通过铣切，而不是靠摩擦来切断，铣削每齿的切削量为0.08mm左右，所以铣削力很小，利于快速切削，铣削很精细，微小的毛刺都铣削干净，铣削的线速度达到100米/秒以上，铣削断面光滑，切削速度很快，以76钢管(壁厚为3)为例，锯片直径为500mm，（转速为63.7r/S），齿数为340齿，切削时间只有0.58秒，特点速度快，适用高速生产的轧钢生产线，生产线速度可达120m/min，断面光滑，无需再处理，节省人力物力，锯片厚度薄，可以节省很多材料。

夹紧组件2采用高强度的铝合金材料制成，其固定在小车底板8中部水平平台上的另一侧。如图3和图1所示，夹紧组件2包含有夹紧机座22和两个并排设置在该夹紧机座22上的夹紧装置21。该两个夹紧装置21之间以一定距离间隔设置，两个夹紧装置21的设置方向与管材的轴向平行。上述铣刀组件9与该两个夹紧装置21之间间隔的间隙对应设置，实现铣刀组件9能自由顺畅地在上述的两个夹紧装置21之间的间隙中作进给式运动。

进给斜机座7采用高强度的铝合金材料制成，固定在小车底板8中部水平平台上，对应设置在铣刀组件9的下方。进给斜机座7的顶面设为倾斜面，该倾斜面的倾斜方向与管材的轴线方向垂直，如图2所示，靠近夹紧组件2的一端为低的一端，外端为高的一端。

进给斜机座7的顶面上固定有进给导轨座6，该进给导轨座6采用高强度的铝合金材料制成，其轨道的轴向与管材的轴向方向垂直，并与进给斜机座7顶面的倾斜方向一致。

在进给导轨座6上架设有进给装置5，该进给装置5采用进给装置5，其与铣刀组件9机械连接，铣刀组件9随着该进给装置5在上述的进给导轨座6上沿进给导轨座6的轴向倾斜地往复运动。

如图4所示，进给装置5包含进给伺服电机51，与该进给伺服电机51机械连接的联轴器52，与该联轴器52机械连接的支持块53，与该支持块53机械连接的精密丝杆54，与该精密丝杆54机械连接的丝杆固定座55，与该丝杆固定座55机械连接的丝杆支持端56，以及设置在丝杆固定座55上的定位块57，该定位块57上固定上述的铣刀组件9。进给伺服电机51带动精密丝杆54在进给导轨座6上作往复运动，精密丝杆54通过定位块57带动铣刀组件9，实现进给伺服电机51精密带动铣刀组件9沿进给导轨座6的轨道轴向作往复运动，由于铣刀组件9与进给导轨座6设置的位置与夹紧组件2相对应，实现铣刀组件9由夹紧组件2带动自由顺畅地在夹紧组件2的两个夹紧装置21之间的间隙中作进给式运动。进给伺服电机51转数为3000r/min，配合精密丝杆54传动精确。

进给导轨座6固定在进给斜机座7上使铣刀组件9在进给导轨座6上沿斜面往复运动，实现铣刀组件9从倾斜角度向管材进行斜切割，该斜切割对于方管是最佳的切入方向，使切削面积均匀，切削速度稳定，利于快速切削，同时切屑不至于落到机体内，不用常清扫机床，利于生产。

如图5所示，夹紧装置21包含竖直固定在夹紧机座22内侧中的导杆26、设置在该夹紧机座22侧边上部的伺服夹紧油缸211、固定在该伺服夹紧油缸211下部的上夹紧块座212、固定在上夹紧块座212下部的上夹紧块213、固定在夹紧机座22侧边下部的下夹紧块座214，以及固定在该下夹紧块座214上的下夹紧块215。上夹紧块座212与下夹紧块座214套设在导杆26上，上夹紧块座212沿导杆26上下运动，使上夹紧块座212与下夹紧块座214对应设置，以及上夹紧块213与下夹紧块215对应设置。在上夹紧块213与下夹紧块215相对的一端上分别设有对应的半圆形槽口，当上夹紧块213与下夹紧块215闭合时，上述的两个半圆形槽口组合成圆形的夹紧孔，该夹紧孔的内径与所加工的管材的外径相适配，同时其轴向的中轴线与需加工的管材轴向的中轴线重合，使夹紧装置21可稳定固定管材。

在铣切工艺中，两个夹紧装置21同时在管材上切割点的两端夹紧，伺服夹紧油缸211采用伺服油缸，夹紧时间为0.1秒，使管材在铣切工艺中保持稳定，然后铣刀组件9在两个夹紧装置21之间作进给式运动，对管材进行铣切。

如图6所示，四辊导向装置3包含导向机架31，水平设置在该导向机架31上的两个平导向辊32，以及设置在该导向机架31上的两个立导向辊33。

导向机架31上部设为L型的支架，两个平导向辊32水平设置在L型支架的竖直部分上，该两个平导向辊32与L型支架的水平部分平行，该两个相互平行的平导向辊32之间的距离可根据与管材的直径调整，使其与管材的直径相适配。两个立导向辊33竖直设置在L型支架的水平部分上，该两个立导向辊33与L型支架的竖直部分平行，该两个相互平行的立导向辊33之间的距离可根据与管材的直径调整，使其与管材的直径相适配。

上述的平导向辊32与立导向辊33围成方形，该方形的中心点与管材的轴线重合，同时也与上述的夹紧组件2的夹紧孔的中轴线重合。管材套设在四辊导向装置3的平导向辊32与立导向辊33围成的方形中，其与夹紧组件2配合控制管材的运动方向和运动姿态。

本实用新型公开的铣头装置内还设有NC控制模块，该NC控制模块分别与上述的伺服夹紧油缸211、进给伺服电机51和伺服电机4电路连接。

NC控制模块控制伺服夹紧油缸211进行夹紧，实现夹紧时间为0.1秒，使管材在铣切工艺中保持稳定。

NC控制模块控制进给伺服电机51，实现进给装置5快速进给和返回时间0.08秒，快速退回时间1秒，加速同步时间0.2秒，一个切断过程需要1.78秒的时间，120m/min（2m/s)生产线速度，在6m轨道上，运行时间为3秒，在这个时间内，完全可以完成切削，因此可以满足120m/min钢管（圆管，方管）生产线速度的要求。

NC控制模块控制伺服电机4，控制伺服电机4带动铣刀组件9旋转，转速为2000r/min，铣切工艺中铣刀组件9锯片线速度达100m/s，可以在最短距离切割完成，例如在0.5秒内完成对直径76mm的钢管材切割。

本实用新型高强度高速斜切式铣头装置中，托辊装置1、夹紧组件2、四辊导向装置3、伺服电机4、进给装置5、进给导轨座6、进给斜机座7、小车底板8和铣刀组件9采用铝合金材料。铣头装置重量只是传统设备的1/3，惯量很小，仅需要制动力很小就可以制动，利于快速往复运动，比原来的时间缩短1/3。

本实用新型高强度高速斜切式铣头装置的运作流程如下。

根据管材的直径调整四辊导向装置3的平导向辊32与立导向辊33，使其与管材的直径相适配。使管材中轴线与夹紧组件2的中心一致，确保钢管能顺利进入夹紧块而不会撞到夹紧块的端面，将管材串设在夹紧组件2的夹紧孔中。另调整管材的入口和四辊导向装置3的导向辊中心对准，将管材串设入四辊导向装置3中，实现管材稳定的设置在铣头装置中。

启动本实用新型的高强度高速斜切式铣头装置，进给装置5带动铣刀组件9转动。铣头装置作往回运动，根据设定管材切割的长度，当到达预设的回复点时夹紧组件2夹紧管材，进给装置5带动铣刀组件9作进给式运动，铣刀组件9从斜向对管材进行铣切。同时，铣头装置往前运动，也带动管材往前运动，到达设定回复点时夹紧组件2放开管材，作往回运动并进行下一次铣切。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种高强度高速斜切式铣头装置，该铣头装置设置在机床上，用于切割管材，其特征在于，该铣头装置包含：

小车底板（8），该小车底板（8）在所述的铣头装置所切割管材的轴向方向的两端上设有托辊装置（1）；

以及分别设置在所述的小车底板（8）上的夹紧组件（2）、四辊导向装置（3）、伺服电机（4）、进给斜机座（7）和铣刀组件（9）；

所述的伺服电机（4）与铣刀组件（9）沿管材轴向通过转轴连接；

所述的夹紧组件（2）与四辊导向装置（3）沿管材轴向间隔设置；

所述的进给斜机座（7）上还设有进给导轨座（6），所述的进给导轨座（6）上架设有进给装置（5）；

所述的进给装置（5）与铣刀组件（9）机械连接。

2.如权利要求1所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的夹紧组件（2）包含夹紧机座（22）和若干个设置在所述的夹紧机座（22）上的夹紧装置（21）；

所述的夹紧装置（21）包含竖直设置在夹紧机座（22）内侧的导杆（216）、设置在所述的夹紧机座（22）侧边上部的伺服夹紧油缸（211）、固定在所述的伺服夹紧油缸（211）下部的上夹紧块座（212）、固定在上夹紧块座（212）下部的上夹紧块（213）、固定在所述的夹紧机座（22）侧边下部的下夹紧块座（214），以及固定在所述的下夹紧块座（214）上的下夹紧块（215）；

所述的上夹紧块座（212）与下夹紧块座（214）套设在所述的导杆（216）上；

所述的上夹紧块（213）与下夹紧块（215）对应设置，并分别设有对应设置的槽口。

3.如权利要求2所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，各个所述的夹紧装置（21）的槽口的轴向的中轴线都与管材的轴向的中轴线重合。

4.如权利要求1所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的四辊导向装置（3）包含导向机架（31），水平设置在所述的导向机架（31）上的若干个平导向辊（32），以及设置在所述的导向机架（31）上的若干个立导向辊（33）；

若干个所述的平导向辊（32）与立导向辊（33）之间串设管材；

若干个所述的平导向辊（32）与立导向辊（33）相互之间的距离可调。

5.如权利要求2所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的进给斜机座（7）的顶面设为斜面，其倾斜方向与管材的轴向垂直。

6.如权利要求5所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的进给导轨座（6）的轴向与所述的管材的轴向垂直设置；所述的进给导轨座（6）的轴向沿所述的进给斜机座（7）顶面倾斜设置。

7.如权利要求6所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的进给装置（5）包含进给伺服电机（51），与所述的进给伺服电机（51）机械连接的联轴器（52），与所述的联轴器（52）机械连接的支持块（53），与所述的支持块（53）机械连接的精密丝杆（54），与所述的精密丝杆（54）机械连接的丝杆固定座（55），与所述的丝杆固定座（55）机械连接的丝杆支持端（56），以及设置在所述的丝杆固定座（55）上的定位块（57）；

所述的定位块（57）上固定所述的铣刀组件（9）；

所述的铣刀组件（9）随着该进给装置（5）沿所述的进给导轨座（6）的轴向倾斜运动。

8.如权利要求7所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，本铣头装置内还设有NC控制模块，所述的NC控制模块分别与所述的伺服夹紧油缸（211）、进给伺服电机（51）和伺服电机（4）电路连接。

9.如权利要求1所述的高强度高速斜切式铣头装置，其特征在于，所述的托辊装置（1）、夹紧组件（2）、四辊导向装置（3）、进给装置（5）、进给导轨座（6）、进给斜机座（7）、小车底板（8）和铣刀组件（9）采用铝合金材料。

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