CN111299344A - 一种铝型材加工*** - Google Patents
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Abstract
一种铝型材加工***，包括挤压模具、承接盘和冷却皮带，热态的铝锭经过挤压模具挤压成型后落入承接盘上，由机械臂夹持的承接盘将成型的铝型材送至冷却皮带上，冷却皮带包括由电机驱动的主动辊以及设置在冷却皮带末端的从动辊；主动辊上方设置有第一红外温度检测器，冷却皮带的中部上方设置有空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴，空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴分别与冷却空气供气管、冷却水供水管连通，冷却水雾化喷嘴上端固接有容纳筒，容纳筒中内置活塞，容纳筒上端通过清堵供气管与冷却空气供气管连通，活塞的下端固接有清堵锥，活塞与冷却水雾化喷嘴顶壁之间设置有套于清堵锥上的压缩弹簧，清堵锥上固接有多个半圆雾化撞击块。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材领域，具体涉及一种铝型材加工***。
背景技术
在铝型材挤出后的加工中，经常使用到的冷却介质有压缩空气和雾化冷却水两种，根据不同的冷却要求往往需要同时配备上述两种喷头，以备切换使用。在北方的低温环境中，由于一些厂房的保温环境不好，在冷却水喷头的小径喷孔处，由于液体粘附力，即使是竖直布置的喷嘴，在停运时仍然有部分水不能顺利排净，喷孔的积水容易发生冻结堵塞，导致再次启动后无法正常喷出冷却水的情况。
铝型材挤压，是指利用挤压板将不规则的铝锭，强制挤压通过具有特定形状的挤压通道，然后使用切刀将挤压出的铝型材从挤压通道出口处切除，从而获得截面形状与挤压通道截面形状相同的铝型材的一种技术。
在完成一次挤压操作后，往往需要将挤压通道内的残余铝材清理出来，才能进行下一次的挤压操作，否则下一次挤压时挤压通道内残留的铝型材会直接被挤压掉落入下一道工序，但是这部分的铝型材长度是不能满足要求的，无法直接使用。现在挤压通道内的残余铝型材清理，基本依靠人工操作，不仅费时费力，而且对自动化的升级影响较大。
同时，发明人研究发现，由于挤压出的铝型材温度较高，与刀片之间具有一定的粘性，刀片切断后经常发生铝型材无法快速落入承接板上的情况，而且不同尺寸和温度的铝型材对刀片的粘性不尽相同，因此研发自动化挤压通道回推清理结构时，不能采用刀片切落的固定时长后启动回推清理结构的方式，否则很容易导致回推清理结构误碰铝型材，导致其受损，必须要有新的方式去准确判断刀片落入承接板的时间，才能启动回推清理结构。
在一些极端情况下，铝型材可能会完全粘附在刀片面上，无法落入承接板，这种情况下就必须要有外力的干涉使其顺利滑落，鉴于刚挤压出的铝型材未经冷却，强度不是十分好，为了避免铝型材出现损伤，需要优先选择非刚性接触的方式进行干涉，其次才是刚性接触的干涉方法。
针对挤压模具部分，申请人于同日单独提交了专利保护申请。
发明内容
针对上述问题，本发明提供挤压模具。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种铝型材加工***，包括挤压模具、承接盘和冷却皮带，热态的铝锭经过挤压模具挤压成型后落入承接盘上，由机械臂夹持的承接盘将成型的铝型材送至冷却皮带上，冷却皮带包括由电机驱动的主动辊以及设置在冷却皮带末端的从动辊；主动辊上方设置有第一红外温度检测器，冷却皮带的中部上方设置有空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴，空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴分别与冷却空气供气管、冷却水供水管连通，冷却水雾化喷嘴上端固接有容纳筒，容纳筒中内置活塞，容纳筒上端通过清堵供气管与冷却空气供气管连通，活塞的下端固接有清堵锥，活塞与冷却水雾化喷嘴顶壁之间设置有套于清堵锥上的压缩弹簧，清堵锥上固接有多个半圆雾化撞击块。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是冷却皮带的结构图
图2是冷却水雾化喷嘴的内视图；
图3是清堵锥相关构件的轴测图；
图4是挤压模具的外部视图；
图5是挤压模具的剖视图；
图6是挤压通道的外部视图。
图7是刀片的剖视放大图；
图8是刀片的轴测图；
图9是保护箱的剖视放大图；
图10是保护箱的左端视角轴测图；
图11是闭气块和导气块的轴测图；
图12是下降板的轴测图；
图13是闭气块三个不同位置时的运动示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
请参见如图1-3、5所示的一种铝型材加工***，包括挤压模具、承接盘6和冷却皮带200，热态的铝锭B经过挤压模具挤压成型后落入承接盘6上，由机械臂25夹持的承接盘6将成型的铝型材A送至冷却皮带200上，冷却皮带200包括由电机201驱动的主动辊202以及设置在冷却皮带200末端的从动辊203。主动辊202上方设置有第一红外温度检测器204，冷却皮带200的中部上方设置有空气冷却喷嘴205和冷却水雾化喷嘴206，空气冷却喷嘴205和冷却水雾化喷嘴206分别与冷却空气供气管207、冷却水供水管208连通，冷却水雾化喷嘴206上端固接有容纳筒209，容纳筒209中内置活塞210，容纳筒209上端通过清堵供气管211与冷却空气供气管207连通，活塞210的下端固接有清堵锥212，活塞210与冷却水雾化喷嘴206顶壁之间设置有套于清堵锥212上的压缩弹簧213，清堵锥212上固接有多个半圆雾化撞击块214。冷却空气供气管207和冷却水供水管208由管道支柱220支撑固定。
所述第一红外温度检测器204与L型杆215固接，L型杆215固接于地面上，冷却皮带200中部侧面设置有第二红外温度传感器216，第二红外温度传感器216通过传感器支柱217与地面固接。清堵供气管211上设置有清堵阀221，冷却空气供气管207、冷却水供水管208上分别设置有供气控制阀218和供水控制阀219。
该冷却皮带工作时，通过由机械臂25夹持的承接盘6将成型的铝型材A送至主动辊202上方的冷却皮带200上，第一红外温度检测器204检测到铝型材A的高温后，启动电机201，将铝型材A送到空气冷却喷嘴205或冷却水雾化喷嘴206下方，开启供气控制阀218或供水控制阀219进行冷却，当第二红外温度传感器216检测的温度符合要求时，即停止冷却；当冷却水雾化喷嘴206的喷孔在停运时如果发生冻结堵塞，开启供气控制阀218，关闭供水控制阀219，开启清堵阀221，压缩空气由清堵供气管211进入冲击活塞210，并向下推动清堵锥212，清堵锥212对喷孔进行冲刺破冰，完成后在压缩弹簧213的作用力复位。半圆雾化撞击块214用于将冷却水供水管208来的冷却水击碎雾化，提高雾化率。
请参见如图4-13，挤压模具包括连通有挤压通道2的壳体1，壳体1内置由第一液压缸3驱动的挤压板4。
还包括：
铝型材切断机构，用于将挤压出的铝型材A进行切断；
铝型材滑落判断机构，其集成于铝型材切断机构的刀片5上，通过温差和重力传感器的两级标准对铝型材A是否落入承接盘6上进行判断；
挤压通道回推清理机构，用于铝型材A落入承接盘6后，下放至挤压通道2的对应水平位置，利用清理推板7将挤压通道2内残余的铝型材清理回壳体1内；
刀片防粘机构，当铝型材A无法滑落承接盘6时，与集成于刀片5上的触发推板8联动，首先启动压缩空气向铝型材A施加非刚性接触力进行强制吹落，当压缩空气无法强制吹落铝型材A时，继续推进触发推板8联动下降板9进行刚性接触力的强制击落；
余热利用机构，利用掉落于回收箱10内的残余铝锭的热量，加热刀片防粘机构的压缩空气，以避免铝型材A由于压缩空气的过度冷却而导致挤压通道回推清理机构误动。
铝型材切断机构包括气动缸11，气动缸11固定于与壳体1右壁固接的顶板12上，气动缸11通过气动缸输出轴12与刀片5固接。
壳体1的下端连通回收箱10，回收箱10与壳体1之间设置有闸板门13，第一液压缸3通过液压缸支柱14与地面固接，顶板12通过L型柱15与地面固接。
铝型材滑落判断机构包括内温度传感器16和外温度传感器17，刀片5的中部具有一侧开口的刀槽18，刀槽18上方的壁体外侧固接有安装板19，安装板19上固定有电机20，电机20的转轴21与卡合于刀槽18内的转动块59固接，转动块59包括位于中间的绝热陶瓷板22和位于绝热陶瓷板22两侧的内钢板23和外钢板24，内温度传感器16和外温度传感器17分别镶嵌于内钢板23和外钢板24的表面。挤压通道2的下方放置有由机械臂25夹持的承接盘6，承接盘6具有由左向右下斜的角度，承接盘6的下端设置有重力传感器26。刀槽18、转动块59和电机20的设置，可以方便转动块59及其上所集成部件的检修和更换。
挤压通道回推清理机构包括左端开口的保护箱27，保护箱27的上端与第二液压缸输出轴28固接，第二液压缸29固定于凸板30上，凸板30上凸于顶板上。保护箱27的右壁固接有清理气动缸31，清理气动缸输出轴32与清理推板7固接。
刀片防粘机构包括闭气块33，闭气块33通过连杆34与导气块35固接，导气块35上开设有多个竖直的导气孔36，闭气块33和导气块35均可于滑道37内滑动，左端开口的滑道37开设于保护箱27的底壁上，闭气块33的右端通过第一弹簧38与滑道37的右壁固接。滑道37下方的壁体上开设有圆孔39，圆孔39与卡合槽40连通，卡合槽40的底壁通过两个第二弹簧41固接有下降板9，下降板9上端与穿过圆孔39的圆柱43固接，圆柱43的上端面具有斜切面44，闭气块33的右端固接有与斜切面44配合的斜压板45。
闭气块33的上端面镶固有红外发生器46，滑道37的上壁由左向右分别镶固有第一红外感应器47和第二红外感应器48。保护箱27的底壁上内置有进气管49，进气管49的出气口50位于滑道37的上壁，所述出气口50正下方的滑道下壁上开设有喷气孔51。刀片5的外侧固接有电动伸缩杆52，电动伸缩杆的移动杆53与可伸入滑道37内的触发推板8固接。
进气管49上设置有电磁阀54，回收箱10的前端设置有铰接门55。
余热利用机构包括中间气管56，中间气管56连通于回收箱10的右壁，回收箱10的左壁连通有压缩空气气管57，中间气管56通过具有长度余量的软管(出于视图清晰考虑，图中未示出)与进气管49连通。
承接盘6的下斜角度为5°-10°，下降板9的最大向下位移不小于保护箱27初始位置(图5所示)与铝型材A上端之间距离的1.3倍，下降板9的最大向下位移、保护箱初始位置下端与铝型材A上端之间距离的具体数值，由本领域技术人员根据情况自行选择。承接盘6的侧面可以设置护板。
顶板12上固定有控制器58，控制器58接收内温度传感器16、外温度传感器17、第一红外感应器47、第二红外感应器48和重力传感器26的信号，并控制第一液压缸3、第二液压缸29、气动缸11、电动伸缩杆52、清理气动缸31、闸板门13、机械臂25、电机20和电磁阀54的动作。
工作原理：首先将热态的铝锭B放置入壳体1内，驱动第一液压缸3使得挤压板4向右挤压铝锭B，铝锭B被挤压通过挤压通道2后得到圆柱状的铝型材A；驱动气动缸11使得刀片5快速下切，将铝型材A切除出来，切除后，如果铝型材A顺利滑落承接盘6上，外温度传感器17检测到的温度会远小于内温度传感器16检测到的温度，两者温差大于设定值K，同时重力传感器26检测到重量的明显增大，则控制机械臂25移走承接盘6将铝型材A带去下一道工序加工，然后启动电机20将转动块59向外转动180°至图8所示的位置，打开刀槽18(刀槽18的宽度不小于挤压通道2的直径，最好略大于挤压通道2的直径)，驱动第二液压缸29下移至清理推板7对准挤压通道2的位置，驱动清理气动缸31，将清理推板7推入挤压通道2内，将残留在挤压通道2内的铝型材回推至壳体1内，然后打开闸板门13，壳体1内的残余铝锭落入回收箱10内等待回收。
如果铝型材A无法顺利滑落，则内温度传感器16和外温度传感器17的温差会小于设定值K，同时重力传感器26重量数值无变化，该情况持续超过设定时长t后，驱动电动伸缩杆52将触发推板8伸入滑道37内，推动导气块35和闭气块33右移，直至红外发生器46对齐第一红外感应器47(即图13中间图的位置)并向其发送红外线信号，这样原本封堵住出气口50的闭气块33被推走，而导气块35的各个导气孔36与出气口50连通，控制器58接收到第一红外感应器47的红外信号后，打开电磁阀54，经过回收箱10加热的压缩空气依次从进气管49、出气口50、导气孔36输送到喷气孔51，向铝型材A喷气固定时长后，如果铝型材A在压缩空气的压力下滑落(即温差和重力传感器数值满足滑落判断条件)，则向左收回触发推板8，在此过程中导气块35和闭气块33在第一弹簧38作用下回位，然后按设定程序继续执行移走承接盘6、打开刀槽18、以及回推清理的操作；如果在喷气固定时长后温差和重力传感器数值仍然不满足滑落判断条件，则继续向左推动触发推板8直至红外发生器46对齐第二红外感应器48(即图13中最下图的位置)，在此过程中，斜压板45会挤压斜切面44使得圆柱43和下降板9克服第二弹簧41的拉力下移，并击落铝型材A，击落后，收回触发推板8，闭气块33和下降板9分别在第一弹簧38和第二弹簧41的作用下复位(第一弹簧38的回复力要强于第二弹簧41的回复力，防止闭气块33被卡住)。
有益效果：1、能够在冷却水雾化喷嘴发生堵塞时利用压缩空气进行破冰操作，操作方便，结构简单，不需要单独外设破冰动力。
2、研发了挤压通道回推清理机构，能够有效实现挤压通道内残留铝型材的自动化清理，避免了人工清理的麻烦。
3、创新性地提出了一种三层式的刀片集成转动块，利用绝热陶瓷板的分隔，设计了温差、重力传感器的两级串联判断结构，这种判断方式相对于固定时长的设计能够有效克服粘刀情况下挤压通道回推清理机构过早下移，从而导致铝型材受损情况的发生，另外，由于承接盘是采用由机械臂驱动的灵活移动式承接盘，在频繁的移动中容易会发生误碰其它部件、或者未顺利将承接的铝型材送入下一步工序而仍然留在承接盘上的情况，如果单纯依靠重力传感器判断铝型材滑落，很容易会导致挤压通道回推清理机构误动，而本发明的两级串联判断结构则能有效提高判断的可靠性。
4、研发了一种单线三位式的刀片防粘触发结构，其通过直线运动的触发推板，实现闭气、压缩空气喷吹、下降板击落三个不同位置的切换，切换动作简单可靠，能够为粘附的铝型材优先提供非刚性接触力的吹落方式，之后是刚性接触力的强制击落方式，这不仅保证了铝型材最后能可靠滑落，而且最大限度地保证了铝型材不受损伤的可能。
5、通过利用回收箱的余热，给压缩空气进行加热，能够降低喷出的压缩空气与铝型材之间的温差，防止铝型材被过度冷却，导致挤压通道回推清理机构误动，也避免了温差的判断设定值K需要设定为一个较大的数值才能防止挤压通道回推清理机构误动(K越大，则外温度传感器需要下降到较低的数值才能触发挤压通道回推清理机构，则铝型材正常滑落后，需要较长的时间才能触发挤压通道回推清理机构，不利于缩短工作流程，因此K不宜过大)。关于温差的判断设定值K、压缩空气吹气时长、判断设定时长t等的具体数值，考虑到不同尺寸、温度的铝型材的情况不尽相同，本实施例中不再提供具体数值，由本领域人员根据具体情况自行选择。
本实施例是以挤压通道截面为圆形为例的，挤压出的铝型材为圆柱形铝型材，当挤压通道截面形状为其它形状时，其工作原理类似。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种铝型材加工***，其特征是，包括挤压模具、承接盘和冷却皮带，热态的铝锭经过挤压模具挤压成型后落入承接盘上，由机械臂夹持的承接盘将成型的铝型材送至冷却皮带上，冷却皮带包括由电机驱动的主动辊以及设置在冷却皮带末端的从动辊；主动辊上方设置有第一红外温度检测器，冷却皮带的中部上方设置有空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴，空气冷却喷嘴和冷却水雾化喷嘴分别与冷却空气供气管、冷却水供水管连通，冷却水雾化喷嘴上端固接有容纳筒，容纳筒中内置活塞，容纳筒上端通过清堵供气管与冷却空气供气管连通，活塞的下端固接有清堵锥，活塞与冷却水雾化喷嘴顶壁之间设置有套于清堵锥上的压缩弹簧，清堵锥上固接有多个半圆雾化撞击块。
2.根据权利要求1所述的一种铝型材加工***，其特征是，所述第一红外温度检测器与L型杆固接，L型杆固接于地面上，冷却皮带中部侧面设置有第二红外温度传感器，第二红外温度传感器通过传感器支柱与地面固接；清堵供气管上设置有清堵阀，冷却空气供气管、冷却水供水管上分别设置有供气控制阀和供水控制阀。
3.根据权利要求2所述的一种铝型材加工***，其特征是，挤压模具包括连通有挤压通道的壳体，壳体内置由第一液压缸驱动的挤压板，还包括：
铝型材切断机构，用于将挤压出的铝型材进行切断；
铝型材滑落判断机构，其集成于铝型材切断机构的刀片上，通过温差和重力传感器的两级标准对铝型材是否落入承接盘上进行判断；
挤压通道回推清理机构，用于铝型材落入承接盘后，下放至挤压通道的对应水平位置，利用清理推板将挤压通道内残余的铝型材清理回壳体内。
刀片防粘机构，当铝型材无法滑落承接盘时，与集成于刀片上的触发推板联动，首先启动压缩空气向铝型材施加非刚性接触力进行强制吹落，当压缩空气无法强制吹落铝型材时，继续推进触发推板联动下降板进行刚性接触力的强制击落；
余热利用机构，利用掉落于回收箱内的残余铝锭的热量，加热刀片防粘机构的压缩空气，以避免铝型材由于压缩空气的过度冷却而导致挤压通道回推清理机构误动。
4.根据权利要求3所述的一种铝型材加工***，其特征是，铝型材切断机构包括气动缸，气动缸固定于与壳体右壁固接的顶板上，气动缸通过气动缸输出轴与刀片固接；壳体的下端连通回收箱，回收箱与壳体之间设置有闸板门，第一液压缸通过液压缸支柱与地面固接，顶板通过L型柱与地面固接。
5.根据权利要求4所述的挤压模具，其特征是，铝型材滑落判断机构包括内温度传感器和外温度传感器，刀片的中部具有一侧开口的刀槽，刀槽上方的壁体外侧固接有安装板，安装板上固定有电机，电机的转轴与卡合于刀槽内的转动块固接，转动块包括位于中间的绝热陶瓷板和位于绝热陶瓷板两侧的内钢板和外钢板，内温度传感器和外温度传感器分别镶嵌于内钢板和外钢板的表面；挤压通道的下方放置有由机械臂夹持的承接盘，承接盘具有由左向右下斜的角度，承接盘的下端设置有重力传感器。
6.根据权利要求5所述的挤压模具，其特征是，挤压通道回推清理机构包括左端开口的保护箱，保护箱的上端与第二液压缸输出轴固接，第二液压缸固定于凸板上，凸板上凸于顶板；保护箱的右壁固接有清理气动缸，清理气动缸输出轴与清理推板固接。
7.根据权利要求6所述的挤压模具，其特征是，刀片防粘机构包括闭气块，闭气块通过连杆与导气块固接，导气块上开设有多个竖直的导气孔，闭气块和导气块均可于滑道内滑动，左端开口的滑道开设于保护箱的底壁上，闭气块的右端通过第一弹簧与滑道的右壁固接；滑道下方的壁体上开设有圆孔，圆孔与卡合槽连通，卡合槽的底壁通过两个第二弹簧固接有下降板，下降板上端与穿过圆孔的圆柱固接，圆柱的上端面具有斜切面，闭气块的右端固接有与斜切面配合的斜压板；闭气块的上端面镶固有红外发生器，滑道的上壁由左向右分别镶固有第一红外感应器和第二红外感应器；保护箱的底壁上内置有进气管，进气管的出气口位于滑道的上壁，所述出气口正下方的滑道下壁上开设有喷气孔；刀片的外侧固接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的移动杆与可伸入滑道内的触发推板固接；进气管上设置有电磁阀，回收箱的前端设置有铰接门。
8.根据权利要求7所述的挤压模具，其特征是，余热利用机构包括中间气管，中间气管连通于回收箱的右壁，回收箱的左壁连通有压缩空气气管，中间气管通过具有长度余量的软管与进气管连通。
9.根据权利要求8所述的挤压模具，其特征是，所述承接盘的下斜角度为5°-10°，下降板的最大向下位移不小于保护箱初始位置下端与铝型材上端之间距离的1.3倍。
10.根据权利要求9所述的挤压模具，其特征是，顶板上固定有控制器，控制器接收内温度传感器、外温度传感器、第一红外感应器、第二红外感应器和重力传感器的信号，并控制第一液压缸、第二液压缸、气动缸、电动伸缩杆、清理气动缸、闸板门、机械臂、电机和电磁阀的动作。
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