CN209272745U - 一种管材切割夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管材切割夹紧装置。该装置包括：基座，第一传动组件，设于基座上用于驱动第一传动组件运动的第一抱紧气缸，在第一传动组件的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件，第二传动组件，设于基座上用于驱动第二传动组件运动的第二抱紧气缸，以及在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件。通过设置第一抱紧气缸、在第一传动组件的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件，第二抱紧气缸和在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件，从而实现对管材实现四爪定位和夹持，且在夹紧管材后能够停止施压，避免了夹紧力过大或者持续作用对管材造成的挤压变形等问题，解决了薄壁管材的切割问题，极大的提高了切割精度和切割效率。

Description

一种管材切割夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及激光管材切割技术领域，具体涉及一种管材切割夹紧装置。

背景技术

随着近些年来人们生活水平的提高，家具、卫浴、玩具等行业出现了一个爆发式的增加，而这些行业使用的管材均以小管和薄壁管为主，在对其进行激光切割时，现有的管材切割夹紧装置通常存在夹紧力与管材匹配的问题，夹紧力过大会导致管材发生变形，尤其是矩形管材，而夹紧力与管材重量接近时，又会导致管材在夹具送进过程中来回窜动，对加工精度有致命性的影响，同时也极大的降低了激光切割效率。

现有的管材切割夹紧装置，通常采用滑环与轴承组合的回转运动方式，滑环的加工和热处理难度较大，且热处理后变形大，热处理后硬度高导致再次精加工难度大。轴承绕着滑环中心旋转，角速度相同，但轴承上的各个点与滑环滚道接触点到中心的距离不同，从而使轴承上的各个点的线速度不同，轴承高速转动时会有磨损，另外，多个轴承分布在滑环内部的滚道内，润滑维护无法进行，且当小废屑掉入到滑环凹槽内后无法排出，从而导致轴承的使用寿命大大降低甚至直接将轴承外圈卡碎，轴承的维护和更换难度极大，维护成本高，可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足，提供一种管材切割夹紧装置，克服现有的夹紧装置，在激光切割小管和薄壁管时，容易造成管材夹变形，切割精度低、切割效率低，同时维护成本高、可靠性低等问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种管材切割夹紧装置，所述管材切割夹紧装置包括：基座，第一传动组件，设于基座上用于驱动第一传动组件运动的第一抱紧气缸，在第一传动组件的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件，第二传动组件，设于基座上用于驱动第二传动组件运动的第二抱紧气缸，以及在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件。

本实用新型的更进一步优选方案是:所述第一传动组件包括：与第一抱紧气缸连接的第一轴承，以及相对设于第一轴承内侧且与第一夹持组件连接的杠杆机构。

本实用新型的更进一步优选方案是:所述第一夹持组件包括：两个对向设置用于配合夹持管材的第一滚筒和第二滚筒，分别带动第一滚筒和第二滚筒相对夹持管材的第一卡爪和第二卡爪。

本实用新型的更进一步优选方案是:所述杠杆机构包括：相对设于第一轴承内圈上的第一滑座和第二滑座，一端与第一滑座铰接、另一端与第一卡爪铰接的第一杠杆，以及一端与第二滑座铰接、另一端与第二卡爪铰接的第二杠杆。

本实用新型的更进一步优选方案是:所述第二夹持组件设于第一夹持组件的后部。

本实用新型的更进一步优选方案是:固设于基座上用于带动整个装置绕中心转动的回转支承组件。

本实用新型的更进一步优选方案是:固设于基座上的外环，所述外环的圆周上设有多个腰型槽，所述第一轴承外圈上设有第二轴承，所述第二轴承设于所述腰型槽内。

本实用新型的更进一步优选方案是:一端与第一抱紧气缸活塞杆端头连接，另一端固定于第一轴承上的万向轴，所述第一抱紧气缸通过万向轴与第一轴承连接，所述第二轴承安装于万向轴上。

本实用新型的更进一步优选方案是:所述回转支承组件的外周设有齿轮，所述回转支承组件通过齿轮驱动整个装置绕中心转动。

本实用新型的有益效果在于，通过设置驱动第一传动组件运动的第一抱紧气缸和在第一传动组件的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件，以及驱动第二传动组件运动的第二抱紧气缸和在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件，从而可以实现对管材在竖直和水平方向上的四爪定位和夹持，且在夹紧管材后能够停止施压，避免了夹紧力过大或者持续作用对管材造成的挤压变形、窜动等问题，解决了小管和薄壁管材的切割问题，极大的提高了激光切割精度和激光切割效率，且该装置可靠性高，维护成本低；本实用新型所述管材切割夹紧装置填补了国内激光切割设备高精度高效率加工小管和薄壁管材的空白。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型管材切割夹紧装置竖直方向剖面结构示意图；

图2是本实用新型管材切割夹紧装置水平方向剖面结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1、图2所示，所述管材切割夹紧装置包括：基座，第一传动组件2，设于基座上用于驱动第一传动组件2运动的第一抱紧气缸1，在第一传动组件2的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件3，第二传动组件8，设于基座上用于驱动第二传动组件8运动的第二抱紧气缸10，以及在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件9。进一步地，所述第二夹持组件2设于第一夹持组件3的后部，二者相互配合完成对管材的稳定夹持。设置驱动第一传动组件2运动的第一抱紧气缸1和在第一传动组件2的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件3，以及驱动第二传动组件8运动的第二抱紧气缸10和在第二传动组件8的带动下水平夹持管材的第二夹持组件9，从而可以实现对管材在竖直和水平方向上的四爪定位和夹持，且在夹紧管材后能够及时停止施压，避免了夹紧力过大或者持续作用对管材造成的挤压变形、窜动等问题，解决了小管和薄壁管材的切割问题，极大的提高了切割精度和切割效率，且该装置的结构在应用时可靠性高，维护成本低。本实用新型所述的管材切割夹紧装置填补了国内激光切割设备高精度高效率加工小管和薄壁管材的空白。

进一步地，所述第一传动组件2包括：与第一抱紧气缸1连接的第一轴承21，以及相对设于第一轴承21内侧且与第一夹持组件3连接的杠杆机构3。所述杠杆机构3起转承作用，将第一滑块22的直线运动转化为第一夹持组件3的相对运动。在本实施例中，所述第一轴承21是在标准轴承的基础上，外圈和内圈上设有多个安装孔位，所述安装孔位的位置不影响轴承滚轴转动及润滑，所述第一轴承21与外环5间隙配合，可沿着外环5左右滑动，也可以绕轴心转动。在其他实施例中，所述第一轴承21也可以是多种不同种类的可承受推力的轴承；也可以用圆形导轨滑块替代第一轴承21,第一滑座22和第二滑座23安装在滑块上,万向轴7固定在圆形导轨上。

进一步地，所述杠杆机构3包括：相对设于与第一轴承21内圈上的第一滑座22和第二滑座23，一端与第一滑座22铰接，另一端与第一卡爪33铰接的第一杠杆24，以及一端与第二滑座23铰接，另一端与第二卡爪34铰接的第二杠杆25。其中，所述第一杠杆24和第二杠杆25为增力机构，其中间支点安装于回转支承组件4上，设置在回转支承组件4上的第一杠杆24和第二杠杆25可以相对第一轴承21外圈无限旋转。

进一步地，所述第一夹持组件3包括：两个对向设置用于配合夹持管材的第一滚筒31和第二滚筒32，分别与第一滚筒31和第二滚筒32连接用于带动第一滚筒31和第二滚筒32相对夹持管材的第一卡爪33和第二卡爪34。具体的，第一卡爪33和第二卡爪34安装在导轨上，可在径向滑动；所述第一滚筒31和第二滚筒32分别设于第一卡爪33和第二卡爪34的前端，管材与滚筒直接接触，滚筒可自由转动。

其中，所述第一抱紧气缸1为两个，一个第一抱紧气缸1、第一滑座22、第一杠杆24、第一卡爪33、第一滚筒31为第一组，相互配合实现第一卡爪33和第一滚筒31对管材的下夹动作；另一个第一抱紧气缸1、第二滑座23、第二杠杆25、第二卡爪34、第二滚筒32为第二组，相互配合实现第二卡爪34和第二滚筒32对管材的上夹动作。两组装置的结构相同，在第一轴承21中对向设置，相互配合完成对管材的上下夹持动作。以下部分结构以第一组为例进行说明。

进一步地，在本实施例中，所述第一抱紧气缸1为定制气缸，通过底部的球形铰支座固定在基座上，是在标准气缸的基础上增加了抱紧功能，其抱紧功能由电磁阀控制，当数控***控制电磁阀使第一抱紧气缸抱紧时，气缸活塞在受到外力作用或者电磁阀控制气缸运动时均不可***，除非外力大于该抱紧装置的额定破坏力。本实施例所采用的第一抱紧气缸1和第二抱紧气缸10的结构和原理完全相同。

普通的气缸工作原理为：气缸收缩，第一轴承21带着第一滑座22等向左移动，第一卡爪33张开，管材送入卡盘中心；气缸伸出，第一卡爪33夹紧。本实施例所采用的抱紧气缸的工作原理为(以第一抱紧气缸1为例说明)：第一抱紧气缸1在原始状态是抱紧的，无论给气缸哪一端供气都无法使气缸活塞移动；第一抱紧气缸1开始工作时，控制第一抱紧气缸1抱紧部分的小电磁阀供气，第一抱紧气缸1正常工作；第二轴承6伴随第一抱紧气缸1收缩和伸出整个过程，在外环5上的腰形槽中滚动；当装夹小管径和薄壁管材时，选择一个较小的气压时第一抱紧气缸1伸出，当第一卡爪33夹紧后，控制第一抱紧气缸1抱紧部分的小电磁阀停止供气，第一抱紧气缸1抱死，及时停止了施压，即停止了夹紧力的持续作用。

由以上普通气缸和抱紧气缸的工作原理可知：普通的气缸在第一卡爪33夹紧后，因不能及时停止供气，会有持续的夹紧力作用在管材上；而本实施例所采用的抱紧气缸则选择一个较小的气压时气缸伸出，在第一卡爪33夹紧后及时停止了供气，停止了夹紧力的持续作用，一方面可以避免因夹紧力过大和夹紧力持续作用可能对管材造成的挤压变形，另一方面也可以避免因夹紧力与管材重量不匹配而造成的管材在夹具送进过程中来回窜动等问题，极大的提高了切割精度，同时提高了装置的可靠性和切割效率。

另外，在本实施例中，所述第一抱紧气缸1和第二抱紧气缸10的抱紧元器件由弹性元件构成。抱紧后的第一抱紧气缸1和第二抱紧气缸10由于抱紧元器件的弹性变形，可发生微小的位移，刚好可以缓冲管材送进过程中因管外径分布不均匀导致的憋进现象，从而进一步保证了加工精度。

以及，本实施例的抱紧气缸采用抱紧功能后，气缸的规格直径也会相应的减小，不但缩小了整个夹紧装置的占用空间，而且节约了生产成本。

进一步地，所述的管材切割夹紧装置还包括：固定设于基座上用于带动整个装置绕中心转动的回转支承组件4。更进一步地，所述回转支承组件4的外周设有齿轮，所述回转支承组件4通过齿轮驱动整个装置绕中心转动。具体的，所述回转支承组件4的内圈固定在基座上，外圈可以绕中心转动。

进一步地，所述管材切割夹紧装置还包括：固定设于基座上的外环5，所述外环5的圆周上设有多个腰型槽51，所述第一轴承21外圈上设有第二轴承6，所述第二轴承6设于所述腰型槽51内。其中，所述第一轴承21通过第二轴承6与外环5间隙配合。所述外环5上的腰形槽的开口方向可以与第一抱紧气缸1伸出时运动方向一致,也可以与管材运动方向成一定夹角。所述第二轴承6与外环5上的腰型槽51配合对整个装置的行程起导向和限位作用。

进一步地，所述管材切割夹紧装置还包括：一端与第一抱紧气缸1活塞杆端头连接，另一端固定于第一轴承21上的万向轴7，所述第一抱紧气缸1通过万向轴7与第一轴承21连接，所述第二轴承6安装于万向轴7上。

进一步地，所述第一滑座22设有槽口，第一杠杆24通过槽口与第一滑座22铰接；所述第一卡爪33左侧亦设有与第一杠杆24铰接的槽口。

如图2所示，所述第二传动组件8和第二夹持组件9的结构和第一传动组件2和第一夹持组件3的结构完全相同，只是夹持管材的方位和前后位置不同，均是由相对应的抱紧气缸来驱动控制完成对管材的夹持动作的。

具体工作时，第一抱紧气缸1伸出，第一轴承21带动第一滑座22向右移动，第一杠杆24转动，第一卡爪33向下移动；同理，第二卡爪34向上移动，与第一卡爪33对向夹持住管材。第二夹持组件9上的两个卡爪以同样的原理实现对管材对向夹持。反之，同理，第一卡爪33和第二卡爪34分别向上、向下移动，卡盘张开，方便管材送入卡盘中心或取出。从而，最终实现了对管材的四爪定位和夹持，且在夹紧管材后能够停止施压，避免了夹紧力过大或者持续作用对管材造成的挤压变形等问题，解决了小管和薄壁管材的切割问题，极大的提高了切割精度和切割效率。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种管材切割夹紧装置，其特征在于，包括：基座，第一传动组件，设于基座上用于驱动第一传动组件运动的第一抱紧气缸，在第一传动组件的带动下竖直夹持管材的第一夹持组件，第二传动组件，设于基座上用于驱动第二传动组件运动的第二抱紧气缸，以及在第二传动组件的带动下水平夹持管材的第二夹持组件。

2.根据权利要求1所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，所述第一传动组件包括：与第一抱紧气缸连接的第一轴承，以及相对设于第一轴承内侧且与第一夹持组件连接的杠杆机构。

3.根据权利要求1所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，所述第一夹持组件包括：两个对向设置用于配合夹持管材的第一滚筒和第二滚筒，分别带动第一滚筒和第二滚筒相对夹持管材的第一卡爪和第二卡爪。

4.根据权利要求2所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，所述杠杆机构包括：相对设于第一轴承内圈上的第一滑座和第二滑座，一端与第一滑座铰接、另一端与第一卡爪铰接的第一杠杆，以及一端与第二滑座铰接、另一端与第二卡爪铰接的第二杠杆。

5.根据权利要求1所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，所述第二夹持组件设于第一夹持组件的后部。

6.根据权利要求1所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，还包括：固设于基座上用于带动整个装置绕中心转动的回转支承组件。

7.根据权利要求2所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，还包括：固设于基座上的外环，所述外环的圆周上设有多个腰型槽，所述第一轴承外圈上设有第二轴承，所述第二轴承设于所述腰型槽内。

8.根据权利要求7所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，还包括：一端与第一抱紧气缸活塞杆端头连接，另一端固定于第一轴承上的万向轴，所述第一抱紧气缸通过万向轴与第一轴承连接，所述第二轴承安装于万向轴上。

9.根据权利要求6所述的管材切割夹紧装置，其特征在于，所述回转支承组件的外周设有齿轮，所述回转支承组件通过齿轮驱动整个装置绕中心转动。