无屑旋切机的制作方法

本发明涉及五金加工设备领域，特别涉及一种无屑旋切机。

背景技术：

以往对金属管材的切割加工都是用砂轮片或圆锯片切割来实现，但砂轮片或圆锯片切割时因为金属管材的硬度大，砂轮片或圆锯片易损耗，要经常更换。切割时会产生大量的火花、碎屑，不环保。另外，其切割出来的管材有毛边和倒刺，所以要二次打磨抛光处理，增加劳动力。

目前，市面上也有一种利用离心力进刀旋转切割的切管机，由于切刀为无齿圆盘状，整个切削过程都不产生切屑，故称之为无屑切削。有屑切割不但技术精度上要比无屑切割低，而且容易产生粉尘，特别是金属切割过程中，粉尘飘散到空气中伴有刺鼻异味，对操作工人身体健康有严重危害，污染环境。故而，无屑切割已成为当前切割的发展方向。

但是，现有的无屑切割机的进刀方式是利用离心力进刀，进刀速度难以掌控，操作相当难于调节，切口容易产生变形。而且，该种进刀方式，难以实现多个刀片同步进刀，使得刀片的受力不均，刀刃因受力不均，刀刃容易出现崩口，对刀片的寿命造成影响

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了无屑旋切机，包括机架、切割装置以及夹紧装置，切割装置和夹紧装置均安装于机架上，切割装置包括传动套筒、调节套筒、安装面板以及若干个切割机构，传动套筒通过轴承组套设在夹紧装置外，调节套筒可滑动地套设在传动套筒外，安装面板固定在传动套筒的一端，若干个切割机构圆周阵列地设在安装面板上；调节套筒能够驱动若干个切割机构同步地沿安装面板直径方向移动。

本发明用于切割管件，将管件放置在夹紧装置中进行夹紧，由切割装置对管件进行无屑切割。在切割的过程中，传动套筒及与其连接的部件高速旋转状态下，切割机构在绕安装面板的圆心进行圆周运动，同时调节套筒驱动安装在安装面板上的切割机构向圆心方向进刀，将管件进行切割。通过该种切割方式，能够实现无屑切割；而且，通过调节套筒的驱动能够控制多个切割机构同步进刀，使得切割机构的受力均匀，增加切割机构的寿命，不易损坏。

在一些实施方式中，切割机构包括切割刀片、连接轴、第一轴承以及滑动块，切割刀片通过第一轴承安装在连接轴上，连接轴固定在滑动块上，滑动块可滑动地设在安装面板上。

由此，切割过程中，滑动块沿直径方向向圆心滑动，连接轴在滑动块的带动下向圆心方向移动，刀片刃口接触管件，切割机构的刀片通过第一轴承安装在连接轴上，刀片绕着圆心在管件的外壁进行滚动，实现对管件的环切。

在一些实施方式中，滑动块的一端设有第一锥面，调节套筒的内壁一端设有第二锥面，第一锥面和第二锥面配合。

由此，调节套筒驱动切割机构移动的过程中，调节套筒的第二锥面向滑动块的第一锥面进行挤压，使得滑动块受到沿直径指向圆心方向的力，使得滑动块沿直径向圆心方向进行滑动。

在一些实施方式中，安装面板上开设有安装盲孔，安装盲孔内设有复位弹簧与滑动块连接。

由此，切割机构切割完成的复位过程中，调节套筒的第二锥面不再向滑动块的第一锥面进行挤压，复位弹簧对滑动块施力，使得滑动块受到沿直径远离圆心方向的力，使得滑动块沿直径向远离圆心方向进行滑动。

在一些实施方式中，切割装置还包括驱动电机，传动套筒一端外壁设有传动齿环，驱动电机与传动齿环传动连接。

由此，驱动电机与传动套筒外壁的传动齿环传动连接，传动套筒由驱动电机进行驱动。

在一些实施方式中，切割装置还包括第一驱动机构，第一驱动机构包括第一驱动件和第二轴承，第二轴承固定在驱动件的驱动端处，调节套筒的外壁开设有第一环状凹槽，第二轴承与第一环状凹槽配合；第一驱动机构能够驱动调节套筒进行滑动。

由此，第一驱动件上的第二轴承调节套筒的第一环状凹槽进行配合，在调节套筒旋转的过程中，第一驱动件亦能够驱动调节套筒进行滑动。

在一些实施方式中，夹紧装置包括夹具头、挤压套筒以及定位套筒，定位套筒与夹具头的一端连接，挤压套筒套设在夹具头外，夹具头为外扩型喇叭形状，夹具头沿轴向方向设有通孔，夹具头的另一端设有多条缝隙，夹具头的外壁设有第三锥面，挤压套筒的内壁设有第四锥面，第三锥面和第四锥面配合。

由此，夹紧装置的夹紧过程中，管件放置在夹具头的通孔处，挤压套筒的第四锥面向夹具头的第三锥面进行挤压，使得夹具头上被多条缝隙所隔的独立弹片向夹具头的轴心聚拢，实现夹紧效果。

在一些实施方式中，夹紧装置还包括第二驱动机构，第二驱动机构包括第二驱动件、连接架以及固定块，连接架的一端铰接在第二驱动件的驱动端处，连接架的另一端铰接在固定块上，连接架的中部位置设有第三轴承，挤压套筒的一端设有第二环状凹槽，第三轴承与第二环状凹槽配合，第二驱动机构能够驱动挤压套筒沿夹具头的中心轴方向进行往返移动。

由此，第二驱动机构驱动挤压套筒移动过程中，第二驱动件驱动铰接在驱动端的连接架沿夹具头的中心轴移动，连接架上的第三轴承对挤压套筒上的第二环状凹槽施力，使得挤压套筒沿夹具头的中心轴方向进行移动。

在一些实施方式中，夹紧装置还包括第一安装套筒、第二安装套筒，第一安装套筒、第二安装套筒安装在机架上；第一安装套筒套设在挤压套筒外，挤压套筒可滑动地设于安装套筒内，第二安装套筒套设在定位套筒外，定位套筒与第二安装套筒固定连接。

由此，第一安装套筒保证挤压套筒能够稳定地进行滑动，第二安装套筒与一安装套筒保证夹紧装置的同心度。

在一些实施方式中，无屑旋切机还包括喷油装置，喷油装置设在机架上，喷油装置包括雾化器、喷油管、进油阀以及进气阀，进油阀以及进气阀分别设在雾化器的两侧，喷油管设在雾化器的一端，喷油管的一端指向切割机构。

由此，喷油装置由雾化器、喷油管、进油阀以及进气阀组成，高压气体和高压油在雾化器中汇合，使油雾化并从喷油管处吹出，达到对切割机构和管件冷却及润滑作用。

本发明的有益效果为：本发明通过传夹紧装置和切割装置配合对管件实现切割。切割装置中，采用锥度挤压的方式实现同步进刀，通过调节套筒的驱动能够控制多个切割机构同步进刀，使得切割机构的受力均匀，增加切割机构的寿命，不易损坏；夹紧装置中，同样采用锥度挤压的方式实现夹紧，在切割的过程中能够保证管件的同心度，切割面平整且不出现倾斜。

附图说明

图1为本发明一实施方式的无屑旋切机的立体结构示意图。

图2为图1所示无屑旋切机的正视结构示意图。

图3为图2所示无屑旋切机的a-a剖面结构示意图。

图4为图2所示无屑旋切机的b-b剖面结构示意图。

图5为图1所示无屑旋切机中切割装置的立体结构示意图。

图6为图5所示切割装置的正视结构示意图及c-c剖面结构示意图。

图7为图6所示切割装置的d局部放大结构示意图。

图8为图1所示无屑旋切机中夹紧装置的立体结构示意图。

图9为图8所示夹紧装置的的正视结构示意图及e-e剖面结构示意图。

图中标号：1-机架、11-第一安装板、12-第二安装板、13-固定轴、2-切割装置、21-传动套筒、211-传动齿环、22-调节套筒、221-第二锥面、222-第一环状凹槽、23-安装面板、231-滑槽、232-安装盲孔、233-复位弹簧、24-切割机构、241-切割刀片、242-连接轴、243-第一轴承、244-滑动块、245-第一锥面、251-驱动电机、252-同步带、253-安装支架、26-第一驱动机构、261-第一驱动件、262-第二轴承、263-滑动架、27-轴承组、3-夹紧装置、31-夹具头、311-第三锥面、312-缝隙、313-通孔、314-夹片、32-挤压套筒、321-第四锥面、322-第二环状凹槽、33-定位套筒、34-第二驱动机构、341-第二驱动件、342-连接架、343-固定块、344-第三轴承、35-第一安装套筒、36-第二安装套筒、4-喷油装置、41-雾化器、42-进油阀、43-进气阀、44-喷油管、5-管件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1-9示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的无屑旋切机，包括机架1、切割装置2以及夹紧装置3，切割装置2和夹紧装置3均安装于机架1上，机架1包括第一安装板11和第二安装板12，第一安装板11和第二安装板12平衡设置，第一安装板11和第二安装板12通过四个固定轴13固定连接，第一安装板11和第二安装板12上均开设有安装孔，两个安装孔同轴心设置，的夹紧装置3的前后两端分别固定地安装在该两个安装孔内。切割装置2包括传动套筒21、调节套筒22、安装面板23以及两个切割机构24，传动套筒21通过轴承组27套设在夹紧装置3外，调节套筒22可滑动地套设在传动套筒21外，调节套筒22与传动套筒21之间设有同步键，安装面板23固定在传动套筒21的前端，两个切割机构24圆周阵列地设在安装面板23上；调节套筒22能够驱动两个切割机构24同步地沿安装面板23直径方向移动。

本发明用于切割管件5，将管件5放置在夹紧装置3中进行夹紧，由切割装置2对管件5进行无屑切割。在切割的过程中：传动套筒21及与其连接的部件高速旋转状态下，切割机构24在绕安装面板23的圆心进行圆周运动，同时调节套筒22驱动安装在安装面板23上的切割机构24向圆心方向进刀，将管件5进行切割。通过该种切割方式，能够实现无屑切割；而且，通过调节套筒22的驱动能够控制多个切割机构24同步进刀，使得切割机构24的受力均匀，增加切割机构24的寿命，不易损坏。

结合图6-7，切割机构24包括切割刀片241、连接轴242、第一轴承243以及滑动块244，切割刀片241通过第一轴承243安装在连接轴242上，连接轴242固定在滑动块244上，滑动块244可滑动地设在安装面板23上，安装面板23表面沿直径方向开设有滑槽231，滑动块244安装在该滑槽231内。

切割过程中：滑动块244沿直径方向向圆心滑动，连接轴242在滑动块244的带动下向圆心方向移动，刀片刃口接触管件5，切割机构24的刀片通过第一轴承243安装在连接轴242上，刀片绕着圆心在管件5的外壁进行滚动，实现对管件5的环切。

结合图6-7，滑动块244的一端设有第一锥面245，调节套筒22的前端内壁内壁设有第二锥面221，第一锥面245和第二锥面221配合。

调节套筒22驱动切割机构24移动的过程中：调节套筒22的第二锥面221向滑动块244的第一锥面245进行挤压，使得滑动块244受到沿直径指向圆心方向的力，使得滑动块244沿直径向圆心方向进行滑动。

结合图6-7，安装面板23上开沿直径方向设有安装盲孔232，安装盲孔内232设有复位弹簧233与滑动块244连接。

切割机构24切割完成的复位过程中：调节套筒22的第二锥面221不再向滑动块244的第一锥面245进行挤压，复位弹簧233对滑动块244施力，使得滑动块244受到沿直径远离圆心方向的力，使得滑动块244沿直径向远离圆心方向进行滑动。

结合图3，切割装置2还包括驱动电机251，驱动电机251通过安装支架253安装在机架1的上端面，传动套筒21尾端外壁设有传动齿环211，驱动电机251的驱动端通过同步带252与传动齿环211传动连接。

驱动电机251与传动套筒21外壁的传动齿环211传动连接，传动套筒21由驱动电机251进行驱动。

结合图4，切割装置2还包括两个第一驱动机构26，两个第一驱动机构26对称设置，两个第一驱动机构26分别位于夹紧装置3的两侧，第一驱动机构26包括第一驱动件261、滑动架263和第二轴承262，第一驱动件261的固定端固定在第二安装板12上，滑动架263可滑动地设在第一安装板11上，滑动架263的尾端与第一驱动件261的驱动端固定连接，第二轴承262安装在滑动架263的前端，第二轴承262通过滑动架263固定在驱动件的驱动端处，调节套筒22的外壁开设有第一环状凹槽222，第二轴承262与第一环状凹槽222配合；第一驱动机构26能够驱动调节套筒22进行滑动。

第一驱动件261上的第二轴承262调节套筒22的第一环状凹槽222进行配合，在调节套筒22旋转的过程中，第一驱动件261亦能够驱动调节套筒22进行滑动。

结合图8-9，夹紧装置3包括夹具头31、挤压套筒32以及定位套筒33。定位套筒33与夹具头31的尾端固定连接，挤压套筒32套设在夹具头31外。夹具头31为外扩型喇叭形状，夹具头31沿轴向方向设有通孔313，夹具头31的前端圆周阵列地开设有六条缝隙312，六条缝隙312将外扩型喇叭状的夹具头31的前端分隔成六块弹片，且相邻缝隙312之间所形成的弹片上设有夹片314。夹具头31的前端外壁设有第三锥面311，挤压套筒32的内壁设有第四锥面321，第三锥面311和第四锥面321配合。

夹具头31的中段位置圆周阵列地设有多个长圆孔，长圆孔位于缝隙312的一端且连通，长圆孔的中心线与缝隙312的中心线重合。

夹紧装置3的夹紧过程中：管件5放置在夹具头31的通孔313处，挤压套筒32的第四锥面321向夹具头31的第三锥面311进行挤压，使得夹具头31上被多条缝隙312所隔的独立弹片向夹具头31的轴心聚拢，实现夹紧效果。夹紧时，夹具头31无沿轴心方向进行移动，靠挤压套筒32沿轴心方向进行移动，使得夹具头31上被缝隙312分隔的弹片同时向圆心聚拢，实现夹管功能。而现有的一般是夹具头31沿轴心方向进行移动，而挤压套筒32固定不动，实现夹紧功能。现有技术的缺点在于：夹具头31在夹管时，因其沿轴心方向进行移动，管件5与夹具头31产生了相对位移，管件5的外壁会在夹具头31的内壁上产生摩擦，使管体5有跑位现象出现。而本发明中，夹具头31在夹管时，因其是固定的，管件5与夹具头31没有产生了相对位移，所以管体5不会出现跑位现象。

结合图8-9，夹紧装置3还包括第二驱动机构34，第二驱动机构34包括第二驱动件341、连接架342以及固定块343。第二驱动件341的固定端固定在第二安装板12上，固定块343固定在第二安装板12上，固定块343位于限位套筒的下方。连接架342的上端铰接在第二驱动件341的驱动端处，连接架342的下端铰接在固定块343上。连接架342为叉形结构，连接架342叉口两内侧的中部位置设有第三轴承344，挤压套筒32的尾端设有第二环状凹槽322，第三轴承344与第二环状凹槽322配合；第二驱动机构34能够驱动挤压套筒32沿夹具头31的中心轴方向进行往返移动。

第二驱动机构34驱动挤压套筒32移动过程中：第二驱动件341驱动铰接在驱动端的连接架342沿夹具头31的中心轴移动，连接架342上的第三轴承344对挤压套筒32上的第二环状凹槽322施力，使得挤压套筒32沿夹具头31的中心轴方向进行移动。

结合图8-9，夹紧装置3还包括第一安装套筒35、第二安装套筒36，第一安装套筒35、第二安装套筒36安装在机架1上，第一安装套筒35安装在第一安装板11上，第二安装套筒36安装在第二安装板12上。第一安装套筒35套设在挤压套筒32外，挤压套筒32可滑动地设于安装套筒内，轴承组27固定地套设在第一安装套筒35的外壁；第二安装套筒36套设在定位套筒33外，定位套筒33与第二安装套筒36固定连接。

第一安装套筒35保证挤压套筒32能够稳定地进行滑动，第二安装套筒36与一安装套筒保证夹紧装置3的同心度。

结合图2，无屑旋切机还包括喷油装置4，喷油装置4设在机架1上，喷油装置4包括雾化器41、喷油管44、进油阀42以及进气阀43，进油阀42以及进气阀43分别设在雾化器41的两侧，喷油管44设在雾化器41的入口端，喷油管44的出口端指向切割机构24。

喷油装置4由雾化器41、喷油管44、进油阀42以及进气阀43组成，高压气体和高压油在雾化器41中汇合，使油雾化并从喷油管44处吹出，达到对切割机构24和管件5冷却及润滑作用。

本实施例中，第一驱动件261和第二驱动件341为驱动气缸，亦可以采用伺服电机驱动或者油压驱动等作为第一驱动件261和第二驱动件341。

本发明的具体工作步骤：

s1、进料：将管件5从夹具头31的通孔313处插入。

s2、夹紧：启动第二驱动机构34。第二驱动机构34中，第二驱动件341驱动铰接在驱动端的连接架342沿夹具头31的中心轴进行正方向移动，连接架342上的第三轴承344对挤压套筒32上的第二环状凹槽322施力，使得挤压套筒32沿夹具头31的中心轴方向进行正方向移动，挤压套筒32的第四锥面321向夹具头31的第三锥面311进行挤压，使得夹具头31上被多条缝隙312所隔的独立弹片向夹具头31的轴心聚拢，对管件5进行夹紧。

s3、切割(此过程中，喷油装置4持续对切割机构24喷雾状油，达到对切割机构24和管件5冷却及润滑作用)：

(1)启动驱动电机251。驱动电机251通过同步皮带带动传动套筒21及与其连接的部件高速旋转，切割机构24在绕安装面板23的圆心进行圆周运动；

(2)启动第一驱动机构26。第一驱动机构26中，第一驱动件261驱动第二轴承262向前端移动，使得调节套筒22沿自身中心轴向前移动；调节套筒22的第二锥面221同时向两个切割机构24中滑动块244的第一锥面245进行挤压，使得滑动块244受到沿直径指向圆心方向的力，使得滑动块244沿直径向圆心方向进行滑动；连接轴242在滑动块244的带动下同样向圆心方向移动，刀片刃口接触管件5，刀片绕着圆心在管件5的外壁进行滚动，实现对管件5的环切，被切割出的管件5因自身重力掉落地面。

s4、复位：切割完成后。驱动电机251停止运作；第一驱动机构26中的第一驱动件261缩回，调节套筒22的第二锥面221不再向滑动块244的第一锥面245进行挤压，复位弹簧233对滑动块244施力，使得滑动块244受到沿直径远离圆心方向的力，使得滑动块244沿直径向远离圆心方向进行滑动，连接轴242在滑动块244的带动下同样向向远离圆心方向进行移动，刀片刃口远离管件5；第二驱动机构34中的第第二驱动机构34驱动挤压套筒32缩回，挤压套筒32的第四锥面321不再向夹具头31的第三锥面311进行挤压，使得夹具头31上被多条缝隙312所隔的独立弹片弹性恢复。

本发明的有益效果为：本发明通过传夹紧装置3和切割装置2配合对管件5实现切割。切割装置2中，采用锥度挤压的方式实现同步进刀，通过调节套筒22的驱动能够控制多个切割机构24同步进刀，使得切割机构24的受力均匀，增加切割机构24的寿命，不易损坏；夹紧装置3中，同样采用锥度挤压的方式实现夹紧，在切割的过程中能够保证管件5的同心度，切割面平整且不出现倾斜。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。