方型铝材切割装置的自动送料与夹紧分析

方型铝材切割装置的自动送料与夹紧分析

盛庆萍,鲍盼,邱向军,徐琛

金华市亚虎工具有限公司 浙江省金华市 321000

摘要：本文主要介绍一种夹紧和传输可切换的方管铝型材切割装置，它包括：台锯架、安装在台锯架上的工作台、设置在工作台面上部可升降的圆盘锯，它还包括固定在工作台上的型材夹持装置、可拆卸的固定在型材夹持装置上的多个传输装置；传输装置执行传输，型材夹持装置执行夹紧，此时传输装置从传输状态切换到夹紧状态，并在夹紧的同时自行转动一定角度，与下降的圆盘锯的锯片形成一定的角度，这样使得切削力不再是直接作用于方管铝型材平面上。本发明对型材的夹紧利用了转动同时联动同步两个方向夹紧，而动力源仅为一个，很容易通过设置行程位置开关来进一步控制圆盘锯，从而对夹紧的可靠性和安全性加以保障，经济可靠，利于推广。

关键词：方型铝材；切割装置；自动送料；夹紧分析。

背景介绍：通用的国标方管铝型材出厂的长度6米一根，使用中根据需要的长度进行切割，目前基本采用圆盘锯，中国发明专利申请公开号CN109663973A公开了一种可移动式铝型材自动圆盘锯，其改善了切割装置的加工精度和质量，提高了设备的自动化程度和生产效率，尤其适用于厚度在0 .3mm～0 .8mm之间的高温薄铝型材的切割。而壁厚在4mm以下，边长50以上的铝型材，切割时会出现不同程度的上平面下凹的情况，这种情况壁厚越小越容易出现，这是由于切割时锯片的进给力竖直的作用在铝型材上平面所致，当锯片旧钝以后，下凹变形也会加剧，这对后道工序的焊接加工或者装配加工都会造成影响，需要进行修正。另一方面，在切割下料装置中，送料的传输装置都是独立设置，依靠材料的自重，将驱动力设置在下方进行传输，这样仅仅依靠自重的传输方式容易发生偏移和出现打滑，影响有效传输，且实现的是单独的传输功能，比如中国发明专利申请公开号CN110340440A中公开的一种圆盘锯切割铜、铝棒生产线，它所设计的传输方式就是如此，而我公司从实践中总结，采用不同的传输方式解决了这一问题。本发明针对上述问题，提供了一种夹紧和传输可切换的方管铝型材切割装置，能够有效减轻切割后的变形，其传输部分，对方管采用了上下都接触，由上部驱动实现传输，且在切割时传输部分可以提供夹紧的作用。

本装置的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种夹紧和传输可切换的方管铝型材切割装置，它包括：台锯架、安装在台锯架上的工作台、设置在工作台面上部可升降的圆盘锯，它还包括固定在工作台上的型材夹持装置、可拆卸的固定在型材夹持装置上的多个传输装置；传输装置执行传输，将方管铝型材传输到设定的长度后型材夹持装置执行夹紧，此时传输装置从传输状态切换到夹紧状态，并在夹紧的同时型材夹持装置自行转动一定角度，与下降的圆盘锯的锯片形成一定的角度，也就是锯片切削的起始点转为方管铝型材平面和立面的交汇处，这样使得切削力不再是直接作用于方管铝型材平面上。

传输装置总体分为主体部分和辅助部分两部分，主体部分为链板传输组件，传输执行件为硬橡胶材质的链板结构。硬橡胶材质一方面可以保证传输时足够的摩擦力，另一方面作为压紧件质地比型材软，不会造成型材表面划伤。

型材夹持装置共有待传输和待切割两个静止的工作状态，两个工作状态通过互相转动切换，其主要结构件包括：固定在工作台面上的长条形的定模、与定模匹配，两者可相对转动连接的用于抵靠方管铝型材的动模、用于推动动模转动同时对方管铝型材进行夹紧的夹持组件。夹持组件推动动模转动同时也夹紧了铝型材，动模携带铝型材一起转动后与锯片形成了倾角，从而实现切割时位置的调整。

定模的中心处设有截面为弧形的凹槽，动模的中心处设有匹配该凹槽的弧形柱面，两者在外侧端部通过设置挂耳形成枢接，定模朝向外侧设有斜面，夹持组件设置在斜面相对的一侧；动模整体截面为缺角的半圆形，缺角的形状为直角，直角的两个面为一立靠面和一平贴面。定模与动模分体式的设计方面加工和后期维护。

传输装置的辅助部分安装在平贴面内，平贴面中设有多个长条形安装槽，安装槽内长向的两侧均设有隔板，两隔板间隔设置多组芯轴安装孔。辅助部分设置在平贴面内以在底面与型材滚动接触，同时传输轮也可以沉入低于平贴面，以与型材不接触，这样型材上下夹紧的时候辅助部分不影响。传输装置辅助部分包括:在每一组芯轴安装孔中套接的可位移传输轮组件。可位移传输轮组件的设计是为了传输轮通过位移实现整体上升和下降，达到切换传输轮与型材底面接触或者分离。
    夹持组件包括:封闭端铰接在工作台面下方的两个以上的推力气缸、一端与推力气缸的伸缩杆铰接，中间通过铰接座与动模铰接，另一端为自由端用于对方管铝型材进行压紧的侧向抵触件、可相对滑移的贴合在动模外表面的上部抵触件。夹持组件从侧向和上部对型材进行抵触压紧，传统的装夹一般仅在侧向夹持，因此本发明的技术方案具有更好的稳定性。

上部抵触件的两端面均具有向弧形圆心一侧延伸的延伸段，延伸段中设有弧形槽，动模中设有与该延伸段配合的相同弧度槽口，槽口内设置销钉穿过延伸段中的弧形槽，形成两者紧密贴合滑移而不分离的配合，销钉在弧形槽中位置可以调节，具体为螺纹旋紧固定，松开后改变位置通过旋紧再次固定；上部抵触件的上端设有连接件，连接件用于连接传输装置的主体部分，上部抵触件的下端设有压簧。型材整体的装夹，在侧向为刚性的夹持，这是因为切割时主要的抵抗力在侧向，上下仅作为辅助压制就可以，上下的压制主要的目的在与减少震动，因此设为弹性的夹紧。

可位移传输轮组件包括传输轮，与传输轮可转动连接且两侧外露、端部为锥形的传输轮芯轴，套设在传输轮芯轴一侧的复位弹簧；传输轮芯轴安装复位弹簧的一侧远端为触动端，传输轮芯轴两侧外露的锥形部分的锥度同向设置均为远离复位弹簧的一侧直径相对大另一侧直径相对小。位移的原理是利用锥形直径的位置变化实现传输轮在位移后整体的升将，通过复位弹簧与触动端的推动和释放实现位移，从而在侧向夹紧的时候达到上部也夹紧，侧向松开后上部也松开回到初始的轻微接触达到仅起到传递摩擦力的作用。

本发明的传输装置在传输以为还可以切换为辅助夹紧型材使用，而型材夹持装置则可携同待切割方管铝型材一起转动，转动后是通过整个长的面接触，接触面积大、稳定性好，由此整体装夹对于型材是包裹式的夹紧，并且夹紧状态下还改变了与锯片的切割角度，也就是锯片切削的起始点改为在方管铝型材平面和立面的交汇处，这样使得切削力不再是直接作用于方管铝型材平面上，从而有效减小切割面的下凹变形。