一种金属扁管无屑切割拉断装置的制作方法

本实用新型属于管材无屑切断加工技术领域，具体涉及一种金属扁管无屑切割拉断装置。

背景技术：

目前，在用于化工、水暖、空调等领域的冷热交换的设备中，越来越多地使用了多孔铝扁管替代以往的铜管和钢管。扁管为新型的换热材料，其与翅片、基管的组合代替了传统的管片式组合，通常扁管使用铝材料等居多。因为铝有良好的加工性能，所以能一改以往只能加工成单孔的铜管和钢管，用热挤压的方式一次成型为多孔的铝扁管，目前在全球使用的多孔铝扁管宽度为6-220mm，厚度为1-20mm，品种规格极其烦多，从单个孔到62个孔，适用于需要热交换的各行各业。而其中最大的使用行业，目前是空调行业，(包括家、商用空调和汽车空调。)但是，空调的结构中往往会设置毛细孔，增压阀，压缩泵，因而绝不允许有铝的碎末进入热交换的通道，以前的铜管和钢管的无屑切割方式，不能适用于扁管切割工艺：无法进行旋转和切入，或者边旋边切，因此只能使用锯片切割，锯片切割后，必然会有铝屑，所以有的锯后采用压缩空气吹屑(但吹不干净)，有的采用水洗(但程序很繁琐)，因为水洗后要烘干，而且过程过长还会引起表面氧化，有的采用剪刀快速剪断(但会造成断口不平整)，因此，以往的技术都不能达到最佳效果。

尤其是，目前汽车行业高速发展，然而在汽车内安装空调，即是时尚，也是必须，在炎热的夏天，汽车内如果没有空调，在汽车上开车就是一种煎熬。汽车内的微通道铝扁管，是汽车空调内的重要部件，其质量直接影响汽车空调的性能。目前微通道铝扁管的切断加工技术领域，由于微通道管内孔小，使用普通的有齿锯切断会产生切屑阻塞孔道，造成报废，造成整体切割稳定性及精准度不够，成品率低、且需要多人进行操作，生产效率低。而且生产过程中，扁管从卷装较直进行切割，需要较为复杂的设备组合才能实现。

目前，只能使用切刀切断部分管壁后将管路拉断的无屑加工方式，现有装置结构复杂，切断装置运行及其稳定、切断精确度低、成品率低，无法满足大批量生产的需求；另外，目前无屑切断的设备安装的全部是金属压板夹紧管路，金属压板及易静电吸附金属异物造成管路压伤及管路刮伤的不良情况，且金属压板粘附金属异物后难以清理。管路划伤及压伤后会影响焊接、使用寿命及性能。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种装置结构巧妙简单、小型化，使用操作方便，无金属屑产生、成品率高、切断稳定性及精准度显著提高的金属扁管无屑切割拉断装置。

为此，本实用新型提供一种金属扁管无屑切割拉断装置，包括底座、伺服电机、电机齿轮，其还包括固定于底座上的夹紧拉断装置和切割装置；夹紧拉断装置包括夹板组合装置和夹紧传动机构，夹紧传动机构下部设有凸轮箱、上部设有伸缩导杆装置，凸轮箱内设有横向安装的凸轮以及与其匹配的凸轮安装座；夹板组合装置包括上下匹配设置的上夹板和下夹板以及分别固定二者的夹紧压板和夹板安装板，上夹板安装板的下表面上固定安装有配套的上夹板，下夹板安装板的上表面上固定安装有配套的下夹板；

凸轮箱上安装有下夹板安装板，伸缩导杆装置包括内外配套组合的内、外围竖向导杆组合，内围竖向导杆组合的下端与凸轮安装座的上部连接，其上端通过与上夹板安装板固定连接的水平托板固定连接；外围竖向导杆组合的上部贯穿上夹板安装板，且其上端连接设有高于水平托板的水平锁紧板，其下部与下夹板安装板固定相连，上夹板安装板与下夹板安装板之间还连接设有第一竖向压缩弹簧；

伺服电机通过与电机齿轮传动连接的齿轮b带动凸轮转动，位于凸轮安装座内、凸轮下部还连接设有与其匹配的凸轮传动轮装置，当凸轮转动时，随着凸轮的凸轮轴中心与凸轮传动轮装置之间位置变大，凸轮安装座被脱下降，从而通过内围竖向导杆组合带动水平托板和上夹板安装板下移，上、下夹板夹紧，同时第一竖向压缩弹簧被上夹板安装板向下压缩；随着凸轮的凸轮轴中心与凸轮传动轮装置之间位置变小，第一竖向压缩弹簧回弹将所述上夹板安装板顶起，上、下夹板分开。

优选的，夹紧拉断装置包括前后对称设置的前、后夹紧拉断装置，且二者的凸轮箱通过一根凸轮轴传动连接；

位于前夹紧拉断装置上，凸轮箱上还固设有与凸轮轴同向设置的第一直线导轨，下夹板安装板下方还连接设有与第一直线导轨匹配的滑块，通过滑块在第一直线导轨内的滑动从而带动上、下夹板前后移动。

优选的，位于前夹紧拉断装置的凸轮轴前端还连接设有前凸轮盘，前凸轮盘的前侧壁边缘处设有凸块，前凸轮盘前侧壁边缘处竖向设有拉断轴承，拉断轴承的前侧与凸轮箱之间连接设有第二横向压缩弹簧装置，拉断轴承的轴承的转轴上端与固设于下夹板安装板内的竖向拉断轴承安装板固定连接，前凸轮盘随凸轮轴转动；

当凸块与拉断轴承的后侧壁接触时，拉断轴承被挤压向前运动，第二横向压缩弹簧装置被挤压压缩后，带动滑块在第一直线导轨内向前滑动，上、下夹板同时向前移动；

前凸轮盘继续转动，凸块与所述拉断轴承的后侧壁分开时，第二横向压缩弹簧装置回弹，拉断轴承的前侧壁受到第二横向压缩弹簧装置的推力向后运动，带动滑块在第一直线导轨内向后滑动，上、下夹板同时向后移动。

优选的，凸轮轴为横截面为优弧弓形，凸轮传动轮装置为滚针轴承。

优选的，切割装置为设于前、后夹紧拉断装置之间的往复切刀机构，往复切刀机构从下到上依次连接设有固定于底座上的下固定底板、垂直于凸轮轴设置的第二直线导轨、滑动下刀架和滑动上刀架，滑动下刀架和滑动上刀架上分别对称设有、垂直于凸轮轴、且上下相对距离可调节的切刀组合；下夹板安装板的后侧壁上还固设有侧直线导轨，下固定底板的侧壁上还安装设有与侧直线导轨匹配的滑块。

优选的，滑动下刀架和滑动上刀架固定连接，往复切刀机构还包括与伺服电机的电机齿轮通过与其传动连接的大齿轮a传动连接的往复传动机构，滑动下刀架的前端通过转轴和连杆装置与往复传动机构的传动端相连接，最终通过伺服电机转轴的转动带动往复传动机构转动，从而实现将滑动下刀架和滑动上刀架同步往复运动，最终带动切刀组合沿着垂直于凸轮轴方向往复运动。

优选的，上、下夹板均为复合压板，其本体为金属材料层，金属材料层的上表面通过粘贴或者内嵌设有橡胶材料层，金属材料层安装于夹板安装板部分。

优选的，位于后夹紧拉断装置上，上、下夹板后侧附近还连接设有与控制器互锁电连接的故障传感器装置，当故障传感器装置感应到异常情况时，控制器不能启动伺服电机；当故障传感器装置没有感应到异常情况时，控制器控制伺服电机的启动与关闭；水平托板上还连接设有贯穿水平锁紧板的锁紧螺栓装置，用于调节上夹板安装板与下夹板安装板之间的距离，从而调节上、下夹板之间的距离；大齿轮a与齿轮b的外径比为2:1。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置，装置结构巧妙简单、小型化，使用操作方便，无金属屑产生、成品率高、切断稳定性及精准度显著提高；可以同时满足不同尺寸扁管的切断需求，可适用范围广，使用寿命长。

(2)本实用新型可以实现设定尺寸的将金属铝扁管输送到金属扁管无屑切割拉断装置内进行无屑切断，实现一次完成自动给料、自动校正、无屑切割，全部过程只需一人操作，达到智能化、高效率和高质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中带凸轮轴结构的结构示意图；

图3是图1中带内部结构的结构示意图；

图4是图3中去掉伺服电机和底座的结构示意图；

图5是图1的俯视图的结构示意图；

图6是图4的右视图的结构示意图；

图7是图1中往复切刀机构的结构示意图；

图8是图1中夹板的结构示意图；

图9是使用本实用新型装置切割扁管过程中夹板的结构示意图。

图中标记：1.底座，2.伺服电机，3.电机齿轮，4.齿轮b，5.凸轮箱，6.凸轮，7.凸轮安装座，8.上夹板，9.下夹板，10.下夹板安装板，11.内围竖向导杆组合，12.上夹板安装板，13.水平托板，14.外围竖向导杆组合，15.水平锁紧板，16.第一竖向压缩弹簧，17.凸轮轴，18.前夹紧拉断装置，19.第一直线导轨，20.滑块，21.大齿轮a，22.前凸轮盘，23.凸块，24.拉断轴承，25.第二横向压缩弹簧装置，26.拉断轴承安装板，27.凸轮传动轮装置，28.往复切刀机构，29.下固定底板，30.第二直线导轨，31.滑动下刀架，32滑动上刀架，33.切刀组合，34.连杆装置，35金属材料层，36.橡胶材料层，37.金属扁管,38.后夹紧拉断装置，39.故障传感器装置，40.侧直线导轨，41.锁紧螺栓装置，42.同步皮带轮传动装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

实施例1

如图1-9所示，本实用新型提供一种金属扁管无屑切割拉断装置，包括底座1、伺服电机2、电机齿轮3，其还包括固定于底座1上的夹紧拉断装置和切割装置；夹紧拉断装置包括夹板组合装置和夹紧传动机构，夹紧传动机构下部设有凸轮箱5、上部设有伸缩导杆装置，凸轮箱5内设有横向安装的凸轮6以及与其匹配的凸轮安装座7；夹板组合装置包括上下匹配设置的上夹板8和下夹板9以及分别固定二者的夹紧压板和夹板安装板，上夹板安装板的下表面上固定安装有配套的上夹板，下夹板安装板的上表面上固定安装有配套的下夹板；

凸轮箱5上安装有下夹板安装板10，伸缩导杆装置包括内外配套组合的内、外围竖向导杆组合，内围竖向导杆组合11的下端与凸轮安装座7的上部连接，其上端通过与上夹板安装板12固定连接的水平托板13固定连接；外围竖向导杆组合14的上部贯穿上夹板安装板12，且其上端连接设有高于水平托板13的水平锁紧板15，其下部与下夹板安装板10固定相连，在整个切割拉断过程中起到导向作用，确保切割拉断过程的精确度、同时还保证整个装置连续切断生产的精确地；上夹板安装板12与下夹板安装板10之间还连接设有第一竖向压缩弹簧16；

伺服电机2通过与电机齿轮3传动连接的齿轮b4带动凸轮6转动，位于凸轮安装座7内、凸轮6下部还连接设有与其匹配的凸轮传动轮装置27，当凸轮6转动时，随着凸轮6的凸轮轴17中心与凸轮传动轮装置27之间位置变大，凸轮安装座7被脱下降，从而通过内围竖向导杆组合11带动水平托板13和上夹板安装板12下移，上、下夹板夹紧，同时第一竖向压缩弹簧16被上夹板安装板12向下压缩；随着凸轮6的凸轮轴17中心与凸轮传动轮装置27之间位置变小，第一竖向压缩弹簧16回弹将上夹板安装板12顶起，上、下夹板分开,最终控制上、下夹板夹紧与分开。优选的，凸轮轴17为横截面为优弧弓形，凸轮传动轮装置27为滚针轴承，此种结构设计保证凸轮安装座7被脱下降或者被顶升起的有效性和连续性，最终进一步保证上、下夹板对金属扁管37夹紧的夹持力和紧固程度，从而进一步确保得到外观没有残次的无切屑，且使用寿命长。

夹紧拉断装置包括前后对称设置的前、后夹紧拉断装置，且二者的凸轮箱5通过一根凸轮轴17传动连接；位于前夹紧拉断装置18上，凸轮箱5上还固设有与凸轮轴17同向设置的第一直线导轨19，下夹板安装板10下方还连接设有与第一直线导轨19匹配的滑块20，通过滑块20在第一直线导轨19内的滑动从而带动上、下夹板前后移动。

位于前夹紧拉断装置18的凸轮轴17前端还连接设有前凸轮盘22，前凸轮盘22的前侧壁边缘处设有凸块23，前凸轮盘22前侧壁边缘处竖向设有拉断轴承24，拉断轴承24的前侧与凸轮箱5之间连接设有第二横向压缩弹簧装置25，拉断轴承24的轴承的转轴上端与固设于下夹板安装板10内的竖向拉断轴承安装板26固定连接，前凸轮盘22随凸轮轴17转动；

当凸块23与拉断轴承24的后侧壁接触时，拉断轴承24被挤压向前运动，第二横向压缩弹簧装置25被挤压压缩后，带动滑块20在第一直线导轨19内向前滑动，上、下夹板同时向前移动，不需要外加其它动力装置，通过设置前凸轮盘22每旋转一周，上、下夹板同时向前移动一次后；

前凸轮盘22继续转动，凸块23与拉断轴承24的后侧壁分开时，第二横向压缩弹簧装置25回弹，拉断轴承24的前侧壁受到第二横向压缩弹簧装置25的推力向后运动，带动滑块20在第一直线导轨19内向后滑动，上、下夹板同时向后移动，快速返回恢复原位。

如图5和图7所示，切割装置为设于前、后夹紧拉断装置之间的往复切刀机构28，往复切刀机构28从下到上依次连接设有固定于底座1上的下固定底板29、垂直于凸轮轴17设置的第二直线导轨30、滑动下刀架31和滑动上刀架32，滑动下刀架31和滑动上刀架32上分别对称设有垂直于凸轮轴17、且上下相对距离可调节的切刀组合33，可以满足不同尺寸扁管的切割需求，可适用范围广。

下夹板安装板10的后侧壁上还固设有侧直线导轨40，下固定底板29的侧壁上还安装设有与侧直线导轨40匹配的滑块20，侧直线导轨40与第二直线导轨30协同作用，保证往复切刀机构28往复运动以及切割的准确性和精密度。

滑动下刀架31和滑动上刀架32固定连接，往复切刀机构28还包括与伺服电机2的电机齿轮3通过与其传动连接的大齿轮a21传动连接的往复传动机构，滑动下刀架31的前端通过转轴和连杆装置34与往复传动机构的传动端相连接，最终通过伺服电机2转轴的转动带动往复传动机构转动，从而实现将滑动下刀架31和滑动上刀架32同步往复运动，最终带动切刀组合33沿着垂直于凸轮轴17方向往复运动，省时省力，且确保切割的准确度和精密度。

如图8和图9所示，由于拉断过程中的力量需求较大，将上、下夹板均设为复合压板，其本体为金属材料层35，金属材料层35的上表面通过粘贴或者内嵌设有橡胶材料层36，金属材料层35安装于夹板安装板部分，安装部分为金属材料，与设备安装匹配精度高、紧固好；上、下夹板与待切割金属扁管37产品相接触部分使用橡胶材料，不易粘附金属异物从而避免了异物压伤管路，橡胶的摩擦系数大，保证夹紧牢固、切不损伤产品，有效的夹紧管路避免管路滑脱造成划伤和压板粘附异物等不良产生，因此保证上、下夹板的夹持力和紧固程度，从而进一步确保得到外观没有残次的无切屑金属扁管37。

如图5所示，位于后夹紧拉断装置38上，上、下夹板后侧附近还连接设有与控制器互锁电连接的故障传感器装置39，当故障传感器装置39感应到异常情况时，控制器不能启动伺服电机2；当故障传感器装置39没有感应到异常情况时，控制器控制伺服电机2的启动与关闭，进一步确保整个生产过程的持续有效进行，进一步减少废品的生成。水平托板13上还连接设有贯穿水平锁紧板15的锁紧螺栓装置41，用于调节上夹板安装板12与下夹板安装板10之间的距离，从而调节上、下夹板之间的距离，以满足不同尺寸金属扁管37的切断需求，可适用范围广，同时对内围竖向导杆组合11的上下运动，起到一定的导向作用，进一步保证切断过程连续性和精确性。

一种金属扁管无屑切割拉断装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)使用前，上、下夹板安装板处于分开状态，即上、下夹板分开，将待切割的金属扁管37插入前后对称设置的前、后夹紧拉断装置中后，通过控制器控制启动伺服电机2，伺服电机2的传输轴转动，通过电机齿轮3带动的齿轮b4和大齿轮a21，分别带动凸轮6的凸轮轴17转动和往复传动机构转动；

夹紧：凸轮6转动，随着凸轮6的凸轮轴17中心与凸轮传动轮装置27之间位置变大，凸轮安装座7被脱下降，从而通过内围竖向导杆组合11带动水平托板13和上夹板安装板12下移，控制上、下夹板将待切割的金属扁管37夹紧固定；同时，上夹板安装板12与下夹板安装板10之间的第一竖向压缩弹簧16被上夹板安装板12挤压压缩；

切割：往复传动机构转动，将滑动下刀架31和滑动上刀架32同步往复运动，带动切刀组合33沿着垂直于凸轮轴17方向往复运动，即向前将待切割的金属扁管37表面切出划痕后，得到被切割的金属扁管37；切刀组合33同时对金属扁管37的上下外壁，保留金属扁管37内部结构和内孔的完整性，从而有效避免切割金属扁管37时产生金属屑以及防止金属屑进入到金属扁管37内部结构的情况发生；

(2)拉断：凸块6与拉断轴承24的后侧壁接触，拉断轴承24被挤压向前运动，第二横向压缩弹簧装置25被挤压压缩后，带动滑块20在第一直线导轨19内向前滑动，此时，后夹紧拉断装置38的上、下夹板同时夹紧步骤(1)中被切割的金属扁管37的后端不动，前夹紧拉断装置18上的上、下夹板同时夹紧步骤(1)中被切割的金属扁管37的前端向前移动，从而将步骤(1)中被切割的金属扁管37拉断，完成切断动作，从而实现对金属扁管37的自动切断。

(3)当步骤(2)拉断完成后，伺服电机2的传输轴继续转动，通过电机齿轮3带动的齿轮b4和大齿轮a21，分别带动凸轮6的凸轮轴17转动和往复传动机构继续转动；凸轮6继续转动，随着凸轮的凸轮轴17中心与凸轮传动轮装置27之间位置变小，步骤(1)中被压缩的第一竖向压缩弹簧16回弹推动上夹板安装板12带动水平托板13向上移动，凸轮安装座被7上升回复原位，控制上、下夹板将步骤(2)中拉断完成的金属扁管37松开。

大齿轮a21与所述齿轮b4的外径比为2:1，使整个往复切割拉断过程中，伺服电机2的电机齿轮3每转动一圈，带动齿轮b4转动一圈，带动凸轮6的凸轮轴17转动一圈，从而实现对控制上、下夹板的对金属扁管37的夹紧与松开；同时大齿轮a21转动1/2圈，带动往复传动机构继续转动半圈，从而实现对金属扁管37的切割。

本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置，应用伺服电机2作为动力源，通过电机齿轮3转动，从而驱动齿轮b4和大齿轮a21，分别带动凸轮6的凸轮轴17转动和往复传动机构继续转动，凸轮轴17分别与夹紧拉断装置和切割装置连接配合，从而使夹紧拉断装置中上夹板安装板12向下运动，与下夹板安装板10配合，控制上、下夹板将待切割的金属扁管37夹紧固定；往复传动机构28转动带动切刀组合33同时对金属扁管37的上下外壁进行切割，再然后通过夹紧拉断装置使被切割的金属扁管37进行拉断，从而实现校正定尺，保证切割的精准度，且整个过程无金属屑产生，成品率高，生产效率显著提高。

实施例2

如图5所示，本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置包括左右对称匹配的两组实施例1中的夹紧拉断装置，即两组前、后夹紧拉断装置，滑动下刀架31和滑动上刀架32的两端分别设有与其匹配的两组切刀组合33，通过同步皮带轮传动装置42带动两组夹紧拉断装置的凸轮轴17同步转动，实现同时对两组金属扁管37进行切割拉断，省时省力，方便快捷，保证切断精确度的同时显著提高生产效率。

大齿轮a21与所述齿轮b4的外径比为2:1，使整个往复切割拉断过程中，伺服电机2的电机齿轮3每转动一圈，带动齿轮b4转动一圈，带动凸轮6的凸轮轴17转动一圈，通过同步皮带轮传动装置42带动两组夹紧拉断装置的凸轮轴17同步转动，从而实现对同时控制两组夹紧拉断装置的上、下夹板的同时对两组金属扁管37的夹紧与松开；同时大齿轮a21转动1/2圈，带动往复传动机构继续转动半圈，从而实现对金属扁管37的切割。

本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置及其使用方法，应用伺服电机2作为动力源，通过电机齿轮3转动，从而驱动齿轮b4和大齿轮a21，分别带动凸轮6的凸轮轴17转动和往复传动机构继续转动，凸轮轴17分别与夹紧拉断装置和切割装置连接配合，从而使夹紧拉断装置中上夹板安装板12向下运动，与下夹板安装板10配合，控制上、下夹板将待切割的金属扁管37夹紧固定；往复传动机构28转动带动切刀组合33同时对金属扁管37的上下外壁进行切割，再然后通过夹紧拉断装置使被切割的金属扁管37进行拉断，从而实现校正定尺，保证切割的精准度，且整个过程无金属屑产生，成品率高，生产效率显著提高。

本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置及其使用方法的其他形状结构及有益效果与实施例1相同，在此不再一一累述。

综上，本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置，结构巧妙简单，小型化，使用操作方便，无金属屑产生、成品率高、切断稳定性及精准度显著提高；可以同时满足不同尺寸扁管的切断需求，可适用范围广；本实用新型可以实现设定尺寸的将金属铝扁管37输送到金属扁管无屑切割拉断装置内进行无屑切断，实现一次完成自动给料、自动校正、无屑切割，全部过程只需一人操作，达到智能化、高效率和高质量。

以上仅是本法的实施例而已，例如本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置中的滑动下刀架31和滑动上刀架32上安装的切刀组合33可为圆刀或者平刀；金属扁管37可以是精密管材、空心扁材、微通道扁管等，均可以实现本实用新型的金属扁管无屑切割拉断装置及其使用方法。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。