CN201235417Y

CN201235417Y - 管料切断装置

Info

Publication number: CN201235417Y
Application number: CNU2008200376541U
Authority: CN
Inventors: 郭贵良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2018-06-27

Abstract

本实用新型公开了一种管料切割装置，包括内固定刀刃、外固定刀刃、内活动刀刃以及外活动刀刃，内固定刀刃和外固定刀刃同轴设置，内固定刀刃固定在被切割管料的内部，外固定刀刃固定在被切割管料的外部，内活动刀刃和外活动刀刃分别为偏心刀刃，内外活动刀刃的偏心距为被切割管料厚度的一半，内外活动刀刃的回转中心到内固定刀刃的中心的距离为被切割管料厚度的一半。与现有技术相比，本实用新型管料切割装置管料切割表面质量好，管口无缩口变形，也没有飞边以及毛刺，同时，内外壁渐进剪切断管料的优越性是生产率很高。

Description

管料切断装置

技术领域：

本实用新型涉及一种机加设备，尤其是一种用于管料加工的切割装置。

背景技术：

目前常用的切断管料的方法有三种：

1.锯切：包括弓锯、带锯、圆盘锯和砂轮锯等。锯切管料的端面质量粗糙，尺寸误差大，生产率低。锯缝需消耗一定的材料，(锯缝宽度为3~7毫米)。用弓锯或带锯、圆盘锯锯切管料容易崩齿，所以只在单件或小批量生产中采用较多。

2.车切：就是用车床、切管机切割管料。车切管料的表面质量及几何精度虽然较高，但生产率和材料利用率低，是我国目前批量生产中采用较多的下料方法。

3.剪切：常用手工操作的管子割刀，剪切水煤气管。生产率低，端头有缩口现象。

目前从国外引进的焊管机组上还采用了飞剪技术，生产效率很高，但切口有严重的塑性变形，孔口需整形，切边需消耗一定的材料(切边宽度6～10毫米)。在我国目前应用还比效少。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、切口无缩口、无毛刺的管料切断装置

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种管料切割装置，其特征在于：包括内固定刀刃、外固定刀刃、内活动刀刃以及外活动刀刃，所述的内固定刀刃和外固定刀刃同轴设置，所述的内固定刀刃固定在被切割管料的内部，所述的外固定刀刃固定在被切割管料的外部，所述的内活动刀刃为偏心刀刃，内活动刀刃的偏心距为被切割管料厚度的一半，内活动刀刃的回转中心到内固定刀刃的中心的距离为被切割管料厚度的一半，所述的外活动刀刃为偏心刀刃，外活动刀刃的偏心距为被切割管料厚度的一半，外活动刀刃的回转中心到内固定刀刃的中心的距离为被切割管料厚度的一半。

在待剪切的管料的内外壁各设置有剪切刀刃，剪切刀刃由两个内外固定刀刃及两个内外活动刀刃组成，像两把剪刀，一把由外壁向内壁剪切，另一把由内壁向外壁剪切。活动刀刃口与固定刀刃口发生错位沿圆周方向运动(渐进运动)在两刃口相交地方的速度(或力)可以分解为两个分量，一是沿某一刃口的径向剪切，即产生纯剪切，另一个分量是沿刃口切线方向上的滑切分量，这个滑切分量使切削刃口锋利平滑，因而可以获得较好的剪切表面质量。同时也可使得剪切过程较为平稳。剪下的管子断面平整，内外管口没有飞边，没有尖角毛刺。渐进剪切最适宜剪切冷轧、冷拔精管。

与现有技术相比，本实用新型管料切割装置，采用偏心的内外活动刀刃与内外固定刀刃相互运动，来切割管料，管料切割表面质量好，管口无缩口变形，也没有飞边以及毛刺，同时，内外壁渐进剪切断管料的优越性是生产率很高(是车切下料的十倍以上)，设备结构简单，是无屑加工，省原材料。切出的管子端面平滑整齐，无飞边、无尖角毛刺、无缩口、尺寸精确。是大批量生产所采用的最经济、最理想的切断管料的工艺手段。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

其中1、内固定刀刃，2、外固定刀刃，3、外活动刀刃，4、内活动刀刃，5、芯轴

图2是本实用新型外固定刀刃与外活动刀刃的位置关系图。

其中活动刀刃的迴转中心为O，内外固定刀刃的圆心为O₁，内外活动刀刃的圆心为O₂，活动刀刃的圆心O₂绕迴转中心O的轨迹是R为1/2δ的圆。

图3是管料由外壁向内剪切及由内壁向外剪切的不同位置的剪切断面；

其中：图3-1、活动刀刃的圆心O₂迴转90°瞬时的剪切断面；

图3-2、活动刀刃的圆心O₂迴转180°瞬时的剪切断面；

图3-3、活动刀刃的圆心O₂迴转270°瞬时的剪切断面；

图3-4、活动刀刃的圆心O₂迴转360°瞬时的剪切断面；

图3-5、活动刀刃的圆心O₂迴转360°过程的剪切轨迹；

图4是活动刀刃的运动轨迹示意图；

其中当旋转角为

时A点将位移至A′

图5是活动刀刃上任意一点E′的运动轨迹。

图6：用手持式计算器LBC-1100运算剪切轨迹作出的轨迹图。

具体实施方式：

如图1所示，剪切刀刃由固定刀刃及转动刀刃组成，设置在管料外壁的分别为外固定刀刃和外活动刀刃，管料中间的芯轴分别为内固定刀刃和内活动刀刃。外活动刀刃与内固定刀刃及内活动刀刃与外固定刀刃之啮合面即分别为剪切管料的二个刀刃面。(根据剪切管壁的不同厚度选用不同的剪切间隙)。

如图2所示，内外固定刀刃的圆心O₁与活动刀刃的迴转中心O有个偏心1/2δ，内外活动刀刃的圆心O₂同样与迴转中心O有个偏心1/2δ。当活动刀刃绕迴转中心至某一角度时，内外固定刀刃的圆心O₁与活动刀刃的圆心O₂重合，此时管料可以顺利通过内外固定刀刃孔口和内外活动刀刃孔口(送料)。继续迴转则开始剪切。

当活动刀刃以角速度ω旋转时，外活动刀刃刃口为上刃口，内固定刀刃刃口为下刃口，这时的内活动刀刃的刃口由外刃口通过管材传递剪切力起到上刃口作用，而外固定刀刃的刃口起下刃口作用，这样活动刀刃偏心旋转一周管料就能被顺利地剪切下来。这原理也可用作图法看出其剪切轨迹。(示图3)

用普通剪切法剪切管料时，由于剪切力仅作用在一个方向(纯剪切)，在剪切面及其圆周上产生单侧的不均匀的应力，在剪切面的单侧发生不均匀的塑性变形。这是产生许多剪切缺陷的重要原因。现在采用剪刀片旋转错位的渐进运动可以使剪切力沿着圆周方向依次作用在管料断面圆周的所有点上，剪切的运动方式可由一个偏心轴来完成，活动剪切刀片具有相对管料轴心不断增大偏心度的圆周运动，直到管料被完全剪断为止。

精密剪切装备的设计应该是建立在这样的理论基础上，即管料在多向受压的情况下，比在单向受压时塑性变形的状态要好。所以内外刀刃的刃口圆应尽可能与管料的内外径相同，在不影响管料通过的情况下间隙越小越好。

运动轨迹的公式推导：

当转动刀刃圆心O′与固定刀刃圆心O₁重合时，该圆与X轴线相交一点为A(示图4)O₁A＝O′A′＝R

设：旋转角为

时A点将位移至A′，该点坐标为(X₀，Y₀)从图中得知O₁

或当转动刀刃以角速度ω绕圆心O旋转时，A点的轨迹为：

X_o=R COSωt-H(1-COSωt)

Y_o=(H+R)Sin ωt

求相对于O’A’夹角α的任意一点E’的运动轨迹(示图5)

E’G=R Sin α

A’G=R-O’G=R—R COS α=R(1-COS α)

或X＝R COSωt(COS α-Sin α tgωt)-H(1-COS ωt)

Y＝Sinωt[H-R(Sin α tgωt-COS α)]+R Sin α/COS ωt。

用手持式计算器LBC-1100运算剪切轨迹：

10 LPRINT CHR$(18)

20 FOR I＝0 TO 360 STEP 45

30 A＝3.1416*I/180

40 FOR K＝0 TO 360 STEP 15

50 B＝3.1416*K/180

60 R＝80

70 H＝7.5

80 X＝R*COS(A)*(COS(B)-SIN(B)*TAN(A))-H*(1-COS(A))+110

90 Y＝SIN(A)*(H-R*(SIN(B)*TAN(A)-COS(B)))+R*SIN(B)/COS(A)

100 X1＝INT(X)

110 Y1＝INT(Y)

120 IF B＝0 THEN LPRINT“M”；X1；“，”；Y1：GOTO 140

130 LPRINT“D”；X1；“，”；Y1

140 NEXT K

150 NEXT I

160 LPRINT“M”；0；“，”；Y1：LPRINT“D”；190；“，”；Y1

170 LPRINT“M 110，110”：LPRINT“D 110，-110”

180 LPRINT“M 102，55”：LPRINT“D 102，-55”

190 LPRINT“M 0，-110”

200 LPRINT“A”：END(轨迹见示图6)。

Claims

1、一种管料切割装置，其特征在于：包括内固定刀刃、外固定刀刃、内活动刀刃以及外活动刀刃，所述的内固定刀刃和外固定刀刃同轴设置，所述的内固定刀刃固定在被切割管料的内部，所述的外固定刀刃固定在被切割管料的外部，所述的内活动刀刃为偏心刀刃，内活动刀刃的偏心距为被切割管料厚度的一半，内活动刀刃的回转中心到内固定刀刃的中心的距离为被切割管料厚度的一半，所述的外活动刀刃为偏心刀刃，外活动刀刃的偏心距为被切割管料厚度的一半，外活动刀刃的回转中心到内固定刀刃的中心的距离为被切割管料厚度的一半。