一种铜棒加工用裁断装置及方法
阅读说明：本技术 一种铜棒加工用裁断装置及方法 (Cutting device and method for copper bar processing ) 是由 李恩彦 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提一种铜棒加工用裁断装置及方法,其中装置包括由立柱和下横梁组成的框体,所述框体下部的下横梁上设有相对位移机构,所述相对位移机构包括可实现相对运动的左、右螺母块,左、右螺母块上分别设置一组旋转夹持组件；所述旋转夹持组件包括用于对铜棒一端夹持的气动卡盘以及用于驱动气动卡盘转动的第一旋转电机；所述框体上部设置左右位移机构,所述左右位移机构包括一移动螺母块,所述移动螺母块上设有大气缸,所述大气缸连接的支撑板上设置裁断打磨组件,以及位于裁断打磨组件两侧的两组抱夹组件。本发明能够一次性完成对铜棒的切断、打磨工作,并且通过合理的支撑,能够保证裁断效果。(The invention provides a cutting device and a cutting method for processing a copper bar, wherein the cutting device comprises a frame body consisting of an upright post and a lower cross beam, a relative displacement mechanism is arranged on the lower cross beam at the lower part of the frame body, the relative displacement mechanism comprises a left nut block and a right nut block which can realize relative motion, and a group of rotary clamping components are respectively arranged on the left nut block and the right nut block; the rotary clamping assembly comprises a pneumatic chuck for clamping one end of the copper rod and a first rotary motor for driving the pneumatic chuck to rotate; displacement mechanism about framework upper portion sets up, displacement mechanism includes one and removes the nut piece about, be equipped with big cylinder on the removal nut piece, set up in the backup pad that big cylinder is connected and decide the subassembly of polishing to and be located and decide two sets of armful clamp subassemblies of polishing subassembly both sides. The copper bar cutting and polishing device can complete cutting and polishing work on a copper bar at one time, and can ensure cutting effect through reasonable support.)
技术领域
本发明主要涉及铜棒加工相关技术领域，具体是一种铜棒加工用裁断装置及方法。
背景技术
铜棒是有色金属加工棒材的一种，具有较好的加工性能，高导电性能，主要分为黄铜棒和紫铜棒，黄铜棒是用铜及锌的合金制造成的棒状物体，因色黄而得名，黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。
铜棒在生产时需要截断以适应不同的需求，而现有的铜棒截断装置一般仅是对铜棒进行裁断作业，无法实现断口处的倒角以及打磨，因此，在铜棒裁断后仍然需要进行下一步断口倒角或打磨的工序，造成效率低下；再者，在切割的过程中由于没有对铜棒合理的支撑力，切割力会影响刀具的正常进给，导致铜棒易发生偏移的现象，导致切割进度低，造成废料的产生。
发明内容
为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种铜棒加工用裁断装置及方法，其能够一次性完成对铜棒的切断、打磨工作，并且通过合理的支撑，能够保证裁断效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种铜棒加工用裁断装置，包括由立柱和下横梁组成的框体，所述框体下部的下横梁上设有相对位移机构，所述相对位移机构包括可实现相对运动的左、右螺母块，左、右螺母块上分别设置一组旋转夹持组件；
所述旋转夹持组件包括用于对铜棒一端夹持的气动卡盘以及用于驱动气动卡盘转动的第一旋转电机；
所述框体上部设置左右位移机构，所述左右位移机构包括一移动螺母块，所述移动螺母块上设有大气缸，所述大气缸连接的支撑板上设置裁断打磨组件，以及位于裁断打磨组件两侧的两组抱夹组件；
所述裁断打磨组件包括进给气缸、连接于进给气缸上的固定座，所述固定上设置旋转气缸、与旋转气缸连接的第二旋转电机以及与第二旋转电机连接的圆形传动箱，所述圆形传动箱具有三个周向均布的输出转轴，三个输出转轴分别连接切断砂轮、倒角砂轮以及研磨砂轮；
所述抱夹组件包括立杆、连接于立杆底部的外弧形套、设置于外弧形套内且可滑动的内弧形套，所述内弧形套上设置齿条带，所述齿条带通过传动齿轮连接小电机，在小电机控制下内弧形套可由外弧形套内伸出从而与外弧形套配合将铜棒抱夹支撑，在所述外弧形套内壁处设有外辊轮转动件，在所述内弧形套内壁处设有内辊轮转动件。
进一步，所述外辊轮转动件以及内辊轮转动件均为包括一个弧形架体，在弧形架体上依次间隔布置有多个辊轮，用于支撑铜棒。
进一步，所述相对位移机构还包括设置于下横梁内的下丝杠，左、右螺母块螺纹旋向相反且均与下丝杠螺纹配合，下丝杠一端连接下电机。
进一步，所述旋转夹持组件还包括设置于气动卡盘一侧的半圆支撑块。
进一步，所述第一旋转电机上设置下带轮，所述气动卡盘一端设置上带轮，所述上带轮和下带轮之间通过三角带连接。
进一步，所述气动卡盘与第一旋转电机连接的一端还设置有气动滑环。
进一步，所述左右位移机构还包括设置于立柱上的两个固定板，固定板之间设置光杆以及丝杠，所述移动螺母块与丝杠螺纹配合、与光杆滑动配合，所述丝杠一端连接上电机。
进一步，所述圆形传动箱通过固定连接套固定于第二旋转电机一端，圆形传动箱输入轴与第二旋转电机输出轴连接，圆形传动箱三个输出轴与其输入轴通过齿轮组连接，旋转气缸每次动作带动第二旋转电机、圆形传动箱以及切断砂轮、倒角砂轮、研磨砂轮实现120°转动。
根据本发明的另一方面，提供一种基于上述铜棒加工用裁断装置的裁断方法，包括如下步骤：
S1、将需要裁断的铜棒放置于半圆支撑块上，使得两端的半圆支撑块支撑住铜棒，启动上电机，使移动螺母块带动大气缸左右移动到合适位置，启动大气缸，使其带动支撑板下落，支撑板带动裁断打磨组件以及抱夹组件下移直至抱夹组件的环形抱夹装置内壁与铜棒上表面接触；
S2、启动抱夹组件上的小电机，小电机通过传动齿轮、齿条带带动内弧形套由外弧形套内慢慢伸出，直到内弧形套与外弧形套逐渐组成接近整圆后，将铜棒抱夹在中心；
S3、启动裁断打磨组件的旋转气缸，旋转气缸带动第二旋转电机以及圆形传动箱转动，使得切断砂轮位于最下方，然后启动第二旋转电机，第二旋转电机带动切断砂轮、研磨砂轮以及倒角砂轮转动，此时，启动进给气缸，进给气缸的缸杆伸出带动裁断打磨组件向下运动，通过位于最下方的切断砂轮实现对铜棒的切断工作；
S4、铜棒切断后，启动进给气缸使其缩回，进给气缸带动裁断打磨组件向上运动至铜棒上方，启动旋转气缸旋转120°，将倒角砂轮调节至最下方，再次启动进给气缸使裁断打磨组件向下运动，与此同时，启动下电机，下电机带动左、右螺母块向中间运动，直至铜棒的两端都插入到气动卡盘内，然后启动气动卡盘使其将铜棒夹紧，启动第一旋转电机使铜棒转动，通过位于最下方的倒角砂轮与铜棒的相互转动，实现对铜棒的倒角工作；
S5、铜棒倒角完成后，启动进给气缸使其缩回，进给气缸带动裁断打磨组件向上运动至铜棒上方，启动旋转气缸旋转120°，将研磨砂轮调节至最下方，再次启动进给气缸使裁断打磨组件向下运动，通过位于最下方的研磨砂轮与铜棒的相互转动，实现对铜棒的表面研磨工作。
进一步，所述抱夹组件中，与铜棒表面接触的分别是内辊轮转动件以及外辊轮转动件，通过内辊轮转动件以及外辊轮转动件的辊轮保证铜棒的正常转动。
本发明的有益效果：
1、本发明所提供的铜棒加工用裁断装置，其能够一次性装夹，实现对铜棒的切断、倒角、打磨作业，加工后的铜棒无毛刺，铜棒切断加工后无需再进入下一步的打磨作业，能够显著提高作业效率。
2、本发明所提供的铜棒加工用裁断装置，其所设置的抱夹组件，能够在铜棒进行加工时，将铜棒进行抱夹支撑，使得铜棒在加工过程中下方具有一个支撑力，因此，铜棒切断时，其断口处向下的作用力并不会对刀具进行干扰，能够保证铜棒的加工效果，且不会对铜棒的取放产生干涉。
3、本发明所提供的铜棒加工用裁断装置，其裁断打磨组件结构设计紧凑，通过刀具的轮换使用，一次性完成切断、倒角和打磨作业，且本装置整体布局结构简单合理、紧凑，利于推广应用。
4、本发明的所提供的铜棒加工方法，能够一次性装夹实现铜棒的切断、倒角、打磨作业，整个作业过程简单可靠，能够显著挺高铜棒的裁断效率，且裁断后的铜棒周边没有毛刺，无需进行下一步打磨工序。
5、本发明的所提供的铜棒加工方法，在铜棒切割过程中，能够保证铜棒夹持的稳定可靠，在铜棒倒角、打磨过程中，刀具配合铜棒的转动，能够保证倒角、打磨效果，且设置的内辊轮转动件、外辊轮转动件不仅能够保证对铜棒的抱夹，也不会影响铜棒的正常转动。
6、本发明的所提供的铜棒加工方法，自动化程度高，人工仅需简单的辅助作用即可，能够在提高作业效率的同时，降低人力成本。
附图说明
附图1为本发明的总体结构示意图。
附图2为图1中左右位移机构B-B方向结构示意图。
附图3为本发明的裁断打磨组件、抱夹组件相关结构示意图。
附图4为图3中圆形传动箱A-A方向结构示意图。
附图5为图3中抱夹组件C-C方向结构示意图；
附图6为图5中D-D方向结构示意图；
附图7为本发明的旋转夹持组件结构示意图；
附图8为图7中气动卡盘E-E方向结构示意图。
附图中所示标号：
1、左立柱；2、左固定板；3、丝杠；4、下横梁；5、左螺母块；6、螺母连接块；7、气动卡盘座；8、半圆支撑块；9、气动卡盘；10、气动滑环；11、上带轮；12、三角带；13、下带轮；14、第一旋转电机；15、下丝杠；16、右螺母块；17、下电机；18、上电机；19、右固定板；20、右立柱；21、光杆；22、移动螺母块；23、大气缸；24、支撑板；25、立杆；26、进给气缸；27、外弧形套；28、小电机；29、旋转气缸；30、第二旋转电机；31、固定连接套；32、圆形传动箱；33、研磨砂轮；34、切断砂轮；35、倒角砂轮；36、主齿轮；37、副齿轮；38、传动齿轮；39、电机支撑板；40、内弧形套；41、内辊轮转动件；42、外辊轮转动件；43、齿条带。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-8所示，为本发明实施例提供的一种铜棒加工用裁断装置相关结构示意图。
本实施例所示的一种铜棒加工用裁断装主要包括由立柱和下横梁4组成的框体。具体的，立柱包括固定在下横梁4两端的左立柱1和右立柱20，左立柱1上端设置左固定板2、右立柱20上部设置有右固定板19。在下横梁4上设有相对位移机构，该相对位移机构主要包括可实现相对运动的左螺母块5、右螺母块6，左螺母块5、右螺母块6螺纹旋向相反且均与下丝杠15螺纹配合，下丝杠15一端连接下电机17，通过下电机17的转动，能够使得左螺母块5、右螺母块6实现相对向的运动。左螺母块5、右螺母块6上分别设置有螺母连接块6，螺母连接块6上分别设置一组旋转夹持组件，该旋转夹持组件主要用于对铜棒的两端进行夹持固定，并带动铜棒进行转动。对于铜棒的夹持主要通过气动卡盘9实现。作为优选，在气动卡盘9的一端设置有气动滑环10，气动滑环10通过上带轮11、三角带12、下带轮13与第一旋转电机14连接，气动卡盘9另一端设置半圆支撑块8用于支撑铜棒，第一旋转电机14启动时，通过上带轮11、三角带12、下带轮13带动气动卡盘9进行转动，气动卡盘9通气实现对铜棒的夹持后能够带动铜棒进行转动。
本实施例的左固定板2和右固定板19之间设置左右位移机构，主要用于控制加工刀具的加工位置。具体的，左右位移机构包括设置在左固定板2和右固定板19之间的光杆21以及丝杠3，移动螺母块22与丝杠3螺纹配合、与光杆21滑动配合，丝杠3一端连接上电机18，当上电机18转动时，能够控制移动螺母块22在左右方向的位置。移动螺母块22上设有大气缸23，该大气缸23连接的支撑板24上设置裁断打磨组件，以及位于裁断打磨组件两侧的两组抱夹组件，通过左右位移机构调节裁断打磨组件的左右位置，通过大气缸23控制裁断打磨组件、抱夹组件的上下位置。
抱夹组件主要用于通过对铜棒环形夹持的方式，在铜棒切割断面的附近对铜棒提供一个支撑力。具体的，如图所示，抱夹组件包括立杆25、连接于25立杆底部的外弧形套27、设置于外弧形套27内且可滑动的内弧形套40，所述内弧形套40上设置齿条带43，所述齿条带43通过传动齿轮28连接小电机38。当大气缸23落下时，外弧形套27内壁会与铜棒上表面接触，此时启动小电机38，在小电机38控制下内弧形套40可由外弧形套40内伸出，从而与外弧形套27配合形成整圆结构，将铜棒抱夹支撑，如此，可在铜棒的切割断面附近由下方对铜棒提供一个支撑力，能够保护刀具，避免铜棒产生位移，保证加工质量。
裁断打磨组件主要用于对铜棒进行加工作业。在本实施例中，该裁断打磨组件能够直接完成裁断、倒角和研磨作业。该裁断打磨组件主要包括一个进给气缸26、连接于进给气缸26上的固定座，该固定上设置旋转气缸29、与旋转气缸29连接的第二旋转电机30以及与第二旋转电机30连接的圆形传动箱32，该圆形传动箱32具有三个周向均布的输出转轴，三个输出转轴分别连接切断砂轮34、倒角砂轮35以及研磨砂轮33，三个输出转轴与输入轴之间通过主齿轮36、副齿轮37传动。
第二旋转电机30转动能够同时带动切断砂轮34、倒角砂轮35以及研磨砂轮33转动，旋转气缸29每次可实现60度转动，用于调节切断砂轮34、倒角砂轮35以及研磨砂轮33的加工位置，进给气缸26能够控制整个部分上下，一方面能够避免换刀时，与铜棒位置产生干涉，另一方面能够向下提供相应的进给力。该裁断打磨组件通过多个刀具的合理布置，能够在铜棒一次性装夹后，分别实现对铜棒的切割、倒角以及打磨作业。
同时，作为优选，为了能够保证在铜棒夹持后，其仍然能够自由转动，本实施例中，在外弧形套27内壁处设有外辊轮转动件41，在内弧形套40内壁处设有内辊轮转动件42，外辊轮转动件41以及内辊轮转动件42均为包括一个弧形架体，在弧形架体上依次间隔布置有多个辊轮，用于支撑铜棒，并且不影响铜棒的转动。
本实施例提供的裁断装置结构紧凑、布局合理，能够方便的进行铜棒的取放，且在铜棒放置后能够一次性完成铜棒的切割、倒角以及打磨作业，效率高，同时在铜棒加工时，能够给予铜棒合理的支撑力，保证刀具和对铜棒的加工效果。
根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供一种基于上述铜棒加工用裁断装置的裁断方法。
本方法主要包括了如下的步骤：
S1、将需要裁断的铜棒放置于半圆支撑块8上，使得两端的半圆支撑块8支撑住铜棒，启动上电机18，使移动螺母块22带动大气缸23左右移动到合适位置(即左右方向的加工位置)，启动大气缸23，使其带动支撑板24下落，支撑板24带动裁断打磨组件以及抱夹组件下移，下移至最低点时，抱夹组件的外弧形套27内壁与铜棒上表面接触，此时的进给电机26处于收缩状态，切断砂轮34、倒角砂轮35以及研磨砂轮33均位于铜棒的上方；
S2、启动抱夹组件上的小电机28，小电机28转动，并通过传动齿轮38、齿条带43带动内弧形套40由外弧形套27内慢慢伸出，随着内弧形套40的伸出，内弧形套40逐渐包覆铜棒的下表面，内弧形套40与外弧形套27逐渐组成接近整圆后，将铜棒抱夹在中心，此时在整个圆周方向对铜棒形成了支撑力；铜棒通过半圆支撑块8和抱夹组件的支持后，即可通过裁断打磨组件对其进行加工处理；
S3、启动裁断打磨组件的旋转气缸29，旋转气缸29带动第二旋转电机30以及圆形传动箱32转动，使得切断砂轮34位于最下方(因此时进给气缸为收缩状态，所以不会影响到正常的换刀)，然后启动第二旋转电机30，第二旋转电机30带动切断砂轮34、研磨砂轮33以及倒角砂轮35转动，此时，启动进给气缸26，进给气缸26向下施加一定的作用力，通过位于最下方高速转动的切断砂轮34逐渐将铜棒切断；
S4、铜棒切断后，启动进给气缸26使其缩回，进给气缸26带动裁断打磨组件向上运动至铜棒上方，不会影响到正常的换刀，此时，启动旋转气缸29使其旋转120°，将倒角砂轮35调节至最下方，再次启动进给气缸26施加一定的向下作用力，与此同时，启动下电机17，下电机17带动左、右螺母块(5、16)向中间运动，直至铜棒的两端都插入到气动卡盘9内，然后启动气动卡盘9使其将铜棒夹紧，启动第一旋转电机14使铜棒转动，此时，可通过位于最下方的倒角砂轮35与铜棒的相互转动，实现对铜棒的倒角工作；
S5、铜棒倒角完成后，启动进给气缸26使其缩回，进给气缸26带动裁断打磨组件向上运动至铜棒上方，启动旋转气缸29旋转120°，将研磨砂轮33调节至最下方，再次启动进给气缸26使裁断打磨组件向下运动，通过位于最下方的研磨砂轮33与铜棒的相互转动，实现对铜棒的表面研磨工作。
至此，可知，本方法能够一次性实现对铜棒的裁断、倒角以及研磨，使得切断后的铜棒边缘处无毛刺，其整个加工过程，自动化程度高、人力只需简单的辅助即可，因此能够节省人力，且可提高作业效率。
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