專利名稱：軸承用鋼管的切割設(shè)備及切割工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼管切割設(shè)備及切割工藝，特別與軸承用鋼管的切割設(shè)備及切割工藝有關(guān)。
背景技術(shù)：
軸承加工的下料工序，就是將鋼管根據(jù)一定寬度進行切割再進入下道工序。下料 工序是后續(xù)加工工序的基礎(chǔ)，下料工序的精度、效率直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞及成本的 高低。近年來，管材切割機的研制取得了很大進展，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高等諸多問題?，F(xiàn)在很多生產(chǎn)企業(yè)仍然通過人工加機械定位來保證下料的精度。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該 類設(shè)備切削余量大，耗材多，人工測量無法保證精度，加工效率較低。目前也有人設(shè)計一種 激光切割管材的設(shè)備，但是存在設(shè)備成本高，切削面硬度變大影響后續(xù)加工等問題。為此，本發(fā)明人提出一種新型軸承用管材切割機及其切割工藝，實現(xiàn)管材送料定 位精度高、工作迅速平穩(wěn)而相對成本較低，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種軸承用鋼管的切割設(shè)備及切割工藝，能全自動、高精 度的完成管材的切割，工作穩(wěn)定，成本低，目前該設(shè)備投入應(yīng)用并取得了良好的效果。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
軸承用鋼管的切割設(shè)備，包括供料機構(gòu)和切割機構(gòu)；供料機構(gòu)包括電機、絲杠、導(dǎo)向桿、 用于夾緊管材的窄夾緊裝置和寬夾緊裝置、以及驅(qū)動窄夾緊裝置和寬夾緊裝置夾放動作的 液壓系統(tǒng)；寬夾緊裝置位置固定，安裝有窄夾緊裝置的絲桿連接電機受其驅(qū)動；切割機構(gòu) 包括切割驅(qū)動機構(gòu)、刀片、調(diào)速電機、微動開關(guān)；控制調(diào)速電機啟閉的微動開關(guān)定位在管材 伸出寬夾緊裝置之外的切割鋼圈長度位置，刀片安裝于調(diào)速電機受其驅(qū)動自轉(zhuǎn)，同時電機 固定連接切割驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸。所述液壓系統(tǒng)包括驅(qū)動窄夾緊裝置的兩個液壓缸、驅(qū)動寬夾緊裝置的一個擺動液 壓缸。所述的窄夾緊裝置包括移動板、安裝在移動板上的一對夾具，所述的液壓缸各自 固定連接一個夾具，驅(qū)動夾具在移動板上沿垂直管材送料方向做直線往復(fù)運動。所述的移動板兩端各自固定連接與管材送料方向平行的導(dǎo)向桿。所述的寬夾緊裝置包括上端面與移動板在同一高度的基座和一對夾具，所述的擺 動液壓缸驅(qū)動其中一個夾具在基座上沿垂直管材送料方向做直線往復(fù)運動。所述的切割驅(qū)動機構(gòu)包括兩個氣液壓缸和單向節(jié)流閥；兩個氣液壓缸的活塞桿一 邊為液體、一邊為氣體，單向節(jié)流閥將兩個氣液壓缸的氣體連通，其中一根活塞桿作為輸出 軸O所述的調(diào)速電機支承在機架上，調(diào)速電機通過擺桿與切割驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸相連。
所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，配備PLC (可編程邏輯控制器)，PLC連接電機以及 兩個液壓缸、擺動液壓缸和氣液壓缸的磁性開關(guān)，同時兩個液壓缸、擺動液壓缸和氣液壓缸 又通過電磁閥連接到PLC的控制端口。軸承用鋼管的切割工藝，包括以下步驟
一、放料，管材放入窄夾緊裝置和寬夾緊裝置中的夾具中；
二、開啟總開關(guān)，窄夾緊裝置夾緊管材；
三、電機正轉(zhuǎn)，帶動窄夾緊裝置夾住管材送料；
四、待管材伸出達(dá)到設(shè)定位置時，寬夾緊裝置夾緊管材；
五、調(diào)速電機和切割驅(qū)動機構(gòu)開始工作，切割管材；
六、切割完成，切割驅(qū)動機構(gòu)中氣液復(fù)位；
七、寬夾緊裝置復(fù)位；
八、電機繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動窄夾緊裝置夾住管材再次送料；
九、重復(fù)上述第四步。該切割工藝還可以進一步完善，在第七步之后，判斷絲桿是否達(dá)到最大行程，若達(dá) 到最大行程，則寬夾緊裝置夾緊管材，窄夾緊裝置復(fù)位，然后電機反轉(zhuǎn)，窄夾緊裝置復(fù)位回 位，接著窄夾緊裝置夾緊管材，寬夾緊裝置復(fù)位，重復(fù)上述第三步。本發(fā)明采用上述方案后，具有以下特點采用電機帶動滾珠絲桿實現(xiàn)管材送料以 提高定位精度。切割驅(qū)動機構(gòu)中氣壓液缸傳動工作迅速、相對成本較低及液壓傳動工作平 穩(wěn)、推力大等到優(yōu)點，實現(xiàn)刀片的進給運動以增加切割運動的穩(wěn)定性。本發(fā)明中采用PLC，使 其具有很強的通用性和擴展功能，成本低、運行安全。本發(fā)明同時提出一種穩(wěn)定、完善的切 割工藝，保證生產(chǎn)流程順暢，切割精度高。目前該設(shè)備投入應(yīng)用并取得了良好的效果。


圖1是本發(fā)明較佳實施例設(shè)備立體示意圖； 圖2是本發(fā)明較佳實施例設(shè)備俯視圖3是圖1的A向視圖4是本發(fā)明切割工藝流程圖5是本發(fā)明液壓原理示意圖6是本發(fā)明切割驅(qū)動機構(gòu)原理示意圖7是本發(fā)明中PLC的連接示意圖8是本發(fā)明中PLC的內(nèi)部功能模塊示意圖9是本發(fā)明分析結(jié)果曲線圖。
具體實施例方式結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。軸承用鋼管的切割設(shè)備，主要包括安裝在底板10上的供料機構(gòu)和切割機構(gòu)，如圖 1 圖3所示。供料機構(gòu)包括電機1、絲杠2、導(dǎo)向桿3、窄夾緊裝置4、寬夾緊裝置5、液壓缸6、擺 動液壓缸7。
電機1選用步進電機，固定與底板10。絲桿2連接電機1的輸出端，與管材送料方 向平行，作為窄夾緊裝置4的直線傳動部件。在絲桿2的兩側(cè)各具有與絲桿2平行的導(dǎo)向 桿3。窄夾緊裝置4包括移動板41、一對窄夾緊夾具42。移動板41連接在絲桿2上，受 絲桿2進行直線傳動。移動板41的兩端固定有穿套在導(dǎo)向桿3上的滑塊43，為移動板41 的直線往復(fù)運動進行導(dǎo)向。兩個窄夾緊夾具42為對稱結(jié)構(gòu)，相對面開設(shè)用于夾住管材90的凹口，每個窄夾緊 夾具42都配有一個液壓缸6，液壓缸6帶動窄夾緊夾具42做垂直于管材送料方向的直線運 動，當(dāng)液壓缸6驅(qū)動窄夾緊夾具42相對運動時，窄夾緊夾具42就夾住管材90，反之復(fù)位，松 開管材90。寬夾緊裝置5包括基座51和一對寬夾緊夾具52?；?1是固定連接在底板10 上，位置不變?；?1的上端面和移動板41高度保持在同一水平位置上，使得管材90在 送料過程中保持水平位置。寬夾緊夾具52的結(jié)構(gòu)和原理同窄夾緊夾具42相同，有區(qū)別的 是寬夾緊夾具52中其中一個夾具不動，另一個受控與擺動液壓缸7驅(qū)動做垂直于管材送料 方向的直線運動。切割機構(gòu)主要包括切割驅(qū)動機構(gòu)8、刀片9、調(diào)速電機11、微動開關(guān)12。刀片9為 盤狀結(jié)構(gòu)，裝在調(diào)速電機11上，由調(diào)速電機11驅(qū)動進行高速自轉(zhuǎn)。調(diào)速電機11支承在機 架13上，同時調(diào)速電機11通過擺桿14連接到切割驅(qū)動機構(gòu)8上，由切割驅(qū)動機構(gòu)8驅(qū)動 使得調(diào)速電機11繞支承點上下擺動，帶動刀片9做上下切割運動。微動開關(guān)12是調(diào)速電機11的運轉(zhuǎn)開關(guān)，位置安裝在寬夾緊夾具52中管材伸出寬 夾緊夾具52—定寬度的位置處。管材送出一定長度后，就會觸碰到微動開關(guān)，啟動調(diào)速電 機11工作，進行切割。 如圖4所示，本發(fā)明的切割工作過程為
一、放料，經(jīng)多個管材90同時放入窄夾緊夾具42和寬夾緊夾具52中。二、開啟總開關(guān)， 設(shè)備開始工作，液壓缸6驅(qū)動，帶動窄夾緊夾具42夾住管材90。三、電機1開始正轉(zhuǎn)，推動 管材90送料。四、管材90以精確的長度輸送給切割機構(gòu)直到碰到微動開關(guān)12，寬夾緊夾具 52在擺動液壓缸7驅(qū)動下也夾緊管材90。五、調(diào)速電機11和切割驅(qū)動機構(gòu)8開始工作，調(diào) 速電機11轉(zhuǎn)動帶動刀片9快速旋轉(zhuǎn)，切割驅(qū)動機構(gòu)8工作使刀片進行切割。六、切割完成， 切割驅(qū)動機構(gòu)8復(fù)位。七、寬夾緊夾具52復(fù)位。八、電機1繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動窄夾緊夾具42 夾住管材90再次送料。九、重復(fù)上述第四步。另外，由于絲杠2有最大行程限制，當(dāng)在絲杠2達(dá)到最大行程時無法繼續(xù)向前，因 此需要回復(fù)。在上述第七步之后，增加判斷絲杠2是否達(dá)到最大行程的環(huán)節(jié)，若達(dá)到最大行 程，則寬夾緊夾具52夾緊管材，窄夾緊夾具42松開復(fù)位，然后電機1反轉(zhuǎn)，窄夾緊夾具42 復(fù)位回位，回位后窄夾緊夾具42繼續(xù)夾緊管材90，寬夾緊夾具52松開復(fù)位，重復(fù)上述第三
止
少ο在切割下來的鋼圈沿著外接的輸送滑道自動進入磨削工序中的放料槽，而切削過 程中產(chǎn)生的廢料在設(shè)定的縫道口排出滑道。在管材切割機中涉及到多個液壓元件，比如窄夾緊裝置4中的兩個液壓缸，寬夾 緊裝置5中的擺動液壓缸7和切割驅(qū)動機構(gòu)8中采用的氣液壓缸。如何協(xié)調(diào)好各液壓缸的動作對提高效率和安全性非常重要。為了分析方便，選擇FESTO公司液壓仿真軟件FluidSIM-H。該軟件還可設(shè)計液壓 回路的電氣控制系統(tǒng)，使用時按自己所設(shè)計的電控系統(tǒng)在元件庫中找出所需元件，拖曳到 作圖頁面上，把這些電氣元件按自己的設(shè)計連接成電氣控制系統(tǒng)。經(jīng)過分析設(shè)備的安全性后采用圖5所示的液壓原理圖。窄夾緊裝置中的兩個液壓 缸6共用一個三位四通閥61，保證兩個液壓缸6同步工作，每個液壓缸6安裝液控單向節(jié)流 閥62，保證在一定壓力下才能工作，即夾緊力大小要適當(dāng)，過大了會使表面變形，過小了則 在加工時工件會松動，造成報廢甚至發(fā)生事故。液壓缸6對工件的夾緊力可按公式計算
權(quán)利要求
1.軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于包括供料機構(gòu)和切割機構(gòu)；供料機構(gòu)包括電 機、絲杠、導(dǎo)向桿、用于夾緊管材的窄夾緊裝置和寬夾緊裝置、以及驅(qū)動窄夾緊裝置和寬夾 緊裝置夾放動作的液壓系統(tǒng)；寬夾緊裝置位置固定，安裝有窄夾緊裝置的絲桿連接電機受 其驅(qū)動；切割機構(gòu)包括切割驅(qū)動機構(gòu)、刀片、調(diào)速電機、微動開關(guān)；控制調(diào)速電機啟閉的微 動開關(guān)定位在管材伸出寬夾緊裝置之外的切割鋼圈長度位置，刀片安裝于調(diào)速電機受其驅(qū) 動自轉(zhuǎn)，同時電機固定連接切割驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述液壓系統(tǒng)包括驅(qū)動 窄夾緊裝置的兩個液壓缸、驅(qū)動寬夾緊裝置的一個擺動液壓缸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的窄夾緊裝置 包括移動板、安裝在移動板上的一對夾具，所述的液壓缸各自固定連接一個夾具，驅(qū)動夾具 在移動板上沿垂直管材送料方向做直線往復(fù)運動。
4.如權(quán)利要求3所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的移動板兩端各自 固定連接與管材送料方向平行的導(dǎo)向桿。
5.如權(quán)利要求1或2所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的寬夾緊裝置 包括上端面與移動板在同一高度的基座和一對夾具，所述的擺動液壓缸驅(qū)動其中一個夾具 在基座上沿垂直管材送料方向做直線往復(fù)運動。
6.如權(quán)利要求1所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的切割驅(qū)動機構(gòu)包 括兩個氣液壓缸和單向節(jié)流閥；兩個氣液壓缸的活塞桿一邊為液體、一邊為氣體，單向節(jié)流 閥將兩個氣液壓缸的氣體連通，其中一根活塞桿作為輸出軸。
7.如權(quán)利要求1所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的調(diào)速電機支承在 機架上，調(diào)速電機通過擺桿與切割驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸相連。
8.如權(quán)利要求1所述的軸承用鋼管的切割設(shè)備，其特征在于所述的軸承用鋼管的切 割設(shè)備，配備PLC (可編程邏輯控制器)，PLC連接電機以及兩個液壓缸、擺動液壓缸和氣液 壓缸的磁性開關(guān)，同時兩個液壓缸、擺動液壓缸和氣液壓缸又通過電磁閥連接到PLC的控 制端口。
9.軸承用鋼管的切割工藝，其特征在于包括以下步驟一、放料，管材放入窄夾緊裝置和寬夾緊裝置中的夾具中；二、開啟總開關(guān)，窄夾緊裝置夾緊管材；三、電機正轉(zhuǎn)，帶動窄夾緊裝置夾住管材送料；四、待管材伸出達(dá)到設(shè)定位置時，寬夾緊裝置夾緊管材；五、調(diào)速電機和切割驅(qū)動機構(gòu)開始工作，切割管材；六、切割完成，切割驅(qū)動機構(gòu)中氣液復(fù)位；七、寬夾緊裝置復(fù)位；八、電機繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動窄夾緊裝置夾住管材再次送料；九、重復(fù)上述第四步。
10.如權(quán)利要求9所述的軸承用鋼管的切割工藝，其特征在于所述第七步之后，判斷 絲桿是否達(dá)到最大行程，若達(dá)到最大行程，則寬夾緊裝置夾緊管材，窄夾緊裝置復(fù)位，然后 電機反轉(zhuǎn)，窄夾緊裝置復(fù)位回位，接著窄夾緊裝置夾緊管材，寬夾緊裝置復(fù)位，重復(fù)上述第
全文摘要
本發(fā)明主要公開了一種軸承用鋼管的切割設(shè)備及切割工藝，包括供料機構(gòu)和切割機構(gòu)。供料機構(gòu)包括電機、絲杠、導(dǎo)向桿、用于夾緊管材的窄夾緊裝置和寬夾緊裝置、以及驅(qū)動窄夾緊裝置和寬夾緊裝置夾放動作的液壓系統(tǒng)。寬夾緊裝置位置固定，安裝有窄夾緊裝置的絲桿連接電機受其驅(qū)動。切割機構(gòu)包括切割驅(qū)動機構(gòu)、刀片、調(diào)速電機、微動開關(guān)。控制調(diào)速電機啟閉的微動開關(guān)定位在管材伸出寬夾緊裝置之外的切割鋼圈長度位置，刀片安裝于調(diào)速電機受其驅(qū)動自轉(zhuǎn)，同時電機固定連接切割驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸。本發(fā)明能全自動、高精度的完成管材的切割，工作穩(wěn)定，成本低，目前該設(shè)備投入應(yīng)用并取得了良好的效果。
文檔編號B23D21/00GK102145409SQ201110050988
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者王文奎, 陳瓊 申請人:紹興文理學(xué)院