钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法

摘要

本发明公开了一种钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法，所述切割机包括机架、切割装置以及工件夹紧装置，它还包括安装工件定位装置，所述工件定位装置包括具有一滑块的支架、滑动式安装在滑块上的定位顶块以及用于固定定位顶块的固定板；在定位顶块上设有至少一个螺纹孔以及与螺纹孔相配合的定位螺杆，在每个定位螺杆面向工件的一端设有一与其固定连接的定位挡块，操作时，可通过旋转定位螺杆，并计算待切割工件切割线中两切割端点的垂直距离，从而确定定位挡块外端面到待加工工件需调整的垂直距离。本发明得到的钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法具有操作简单、能同时切割两根以上钢管的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管切割装置，特别是钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法。

背景技术

在汽车装配时，车体支架或车厢支架在搭设过程中，都需要采用端面呈斜面的钢管进行组装。由于很多钢管的端面都是水平的，因此，在组装之前，往往需要将现有的钢管放置到切割机的机架上，并使用送料夹紧机构将钢管推送到割刀下方，然后通过与割刀固定连接的调整座来调节割刀与待切割钢管之间的角度，最后进行切割。如中国国家知识产权局于2013年11月13日公告的，公告号为203281969的一种管道端面斜切割机，该切割机通过将管道夹持在夹具机构上，控制器控制割刀移动，再通过控制动力电机运动，从而合成运动，切割出斜端面。在具体实施中，其切割装置设置有两个，分别设置在机架的两侧，在切割时，两侧的切割装置同时对管道进行切割。采用该方式，可以满足同时切割一根管道的两个端面。但是，在现场切割时，往往一次性需要切割的数量比较多，而上述切割机虽然能够一次性切割一根管道的两个端面，能够提高一定的切割效率，但是，其每次只能切割一根管道，切割效率还有待提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有切割机一次只能切割一根管道，切割效率不佳的问题，而提供的一种结构简单、能够同时切割至少两根钢管的钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的钢管端面斜切切割机，它包括具有切割平台的机架、可转动式安装在机架上的切割装置以及安装在机架上且位于割刀切割方向的工件夹紧装置，其特征在于，它还包括安装在机架一侧的工件定位装置，所述工件定位装置包括具有一滑块的支架、滑动式安装在滑块上并用于顶紧工件的定位顶块以及用于固定定位顶块的固定板；在定位顶块上设有至少一个螺纹孔以及用于调节与其相对应的工件放置位置且与螺纹孔相配合的定位螺杆，在每个定位螺杆面向工件的一端设有一与其固定连接的定位挡块，操作时，可通过旋转定位螺杆，并计算待切割工件切割线中两切割端点的垂直距离，从而确定定位挡块外端面到待加工工件需调整的垂直距离。

进一步的，所述固定板安装在滑块上，并位定位顶块外侧，固定板呈L形，在固定板上的立板与横板之间设有多块加强板，该加强板能够提高固定板的强度；在固定板下端固定设有一呈倒置U字形的滑动底座，便于固定板跟随定位顶块滑动；在滑动底座的竖向板上均设有一个通孔，所述固定板通过将螺栓套入通孔后，并用螺母紧固的方式与滑块固定，这样在确立好定位顶块的位置后，就能将固定板固定在滑块上，防止定位顶块在外力的作用下移动；在固定板面向定位顶块的端面上固定设有一隔离条，该隔离条的横向厚度至少为螺杆长度的1/2，该隔离条能够便于旋转定位螺杆，为其旋转提供空间。

进一步的，在定位顶块面向固定板的一侧设有一与其相平行的竖向抵板，在抵板与定位顶块之间固定连接有一横杆，抵板与横杆的作用相当与上述隔离条的作用，但其供定位螺杆旋转的空间更大，使用更加便利。在本发明中，在抵板和定位顶块下端均固定连接有一与滑块相配合的滑动板，所述滑动板呈倒置U字形，滑动板与滑块相配合，可以快速的滑动抵板、顶板。

进一步的，所述工件夹紧装置包括分别为位于工件放置区两侧的至少两个夹持块，所述夹持块的上端均面向工件放置区折弯，该折弯部分能够将工件抱住，与工件很好的贴合在一起；其中，在面向操作区的夹持块为活动的，可以竖向移动，该结构能够便于移动夹持块，从而放置工件。

进一步的，在面向操作区的夹持块的外端面设有一与其固定连接的活动连接板，在该夹持块的内端面设有一根一端与其固定连接，另一端伸入机架内的伸缩杆；在活动连接板中部设有一根与其固定连接的推杆，通过推杆推动活动连接板向工件放置区移动，将工件夹紧。

进一步的，在夹持块板靠近机架位置设有一条形孔，在活动连接板上设有一与条形孔相对应的螺纹孔，所述活动连接板和夹持块通过顶紧螺杆贯穿螺纹孔和条形孔后将其顶紧在机架上，从而确保面向操作区的夹持块不会因外力影响偏移。

一种切割钢管的方法，采用上述钢管端面斜切切割机对钢管进行切割，其特征在于，它包括如下步骤：

S1、将待切割的钢管以及测量距离的游标卡尺搬到切割机旁；S2、根据钢管所需切割角度，以位于外端且紧贴定位顶块的钢管作为基准钢管，计算或测量出基准钢管两切割端点之间的垂直距离W1，再根据该垂直距离W1推导出与基准钢管相邻的其它钢管末端到定位挡块外端面的垂直距离，从而确定定位挡块外端面所需到达的位置；S3、放置钢管并根据步骤二计算出定位螺杆所需调整的距离旋转定位螺杆，使其达到预定位置：将需要的钢管依次放入机架上的工件切割平台上，然后采用游标卡尺测量出所需调整距离后并用标号笔在机架上作标记，再移动钢管到该标记处，最后旋转定位螺杆，直至其抵在钢管端头；S4、滑动固定板到合适位置后并固定，同时推杆推动，使夹持块与钢管紧贴，然后再使用顶紧螺杆将夹持块固定在机架上；S5、启动切割装置切割钢管。

进一步的，上述步骤二中，计算、测量W1以及推导与基准钢管相邻各钢管末端到定位挡块外端面垂直距离的具体方法如下：a、根据待切割钢管所需切割的角度，然后再根据已知基准钢管的宽度和所需切割的角度，采用三角函数计算出基准钢管另一直角边的数值，该数值即为两切割点之间的垂直距离W1；或者根据所需切割角度，预先切割出一根钢管作为基准钢管，再采用游标卡尺测量出两切割点的垂直距离W1；b、根据上述已知基准钢管中两切割点的垂直距离，再根据切割线角度不变的原理，即可得出如下公式：W2=W1*2，W3=W1*3，W4=W1*4，以此类推，其中，W2为与基准钢管相邻的第一根钢管，W3为位于基准钢管侧端的第二根钢管，以此类推。通过采用上述方法，能够快速的推导出每根钢管与定位顶块相邻的一端到定位顶块之间的距离，从而根据该距离，确立定位挡块的位置，使定位挡块将钢管顶住，不让钢管产生长度方向的滑动，同时，确保出一次性切割出的几根钢管，其角度和长度都相同，达到提高切割速率的目的。

上述步骤a中测量两切割点的垂直距离还可以采取如下方法：使用AOTOCAD绘制出待加工钢管的实际尺寸，然后再根据所需切割角度，绘制出切割线，最后采用测量尺寸工具即可将钢管中两切割端点的垂直距离测量出来。采用cad绘制钢管再切割两切割点之间的垂直距离，这种方式快捷、简单，而且不会出现测量误差，测量精度更好。

与现有技术相比，本发明得到的钢管端面斜切切割机以及采用该切割机切割钢管的方法具有如下优点：

1、通过在工件切割区外侧增加一工件定位装置，并通过计算一根钢管切割线中两切割端点的垂直距离，从而调整相邻钢管所需调整的距离，精确的同时切割两根或两根以上钢管，提高了钢管的切割效率，同时降低了切割钢管时所需能耗。

2、工件夹紧装置中的夹持块与工件能够很好的贴合，且面向操作区的夹持块能够径向移动，从而根据工件被夹持的宽度实时调整。

3、切割钢管的操作步骤及其简单，每次至少能切割两根钢管，提升了工人的工作效率。

附图说明

图1为实施例中切割机的主体结构示意图；

图2为实施例中工件夹紧装置和工件定位装置在使用过程中的结构示意图；

图3为实施例中工件定位装置抱紧工件时的结构示意图；

图4为实施例中三根钢管同时切割且其切割角度为钝角时的状态示意图；

图5为实施例中三根钢管同时切割且其切割角度为锐角时的状态示意图。

图中：机架1、切割装置2、工件定位装置3、支架31、滑块32、定位顶块33、固定板34、加强板341、滑动底座342、通孔343、隔离条344、螺纹孔35、定位螺杆36、定位挡块37、抵板38、横杆39、工件夹紧装置4、夹持块41、条形孔411、活动连接板42、伸缩杆43、推杆44、钢管5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

本实施例提供的钢管端面斜切切割机，如图1-图3所示，它包括具有切割平台的机架1、可转动式安装在机架1上的切割装置2以及安装在机架1上且位于割刀切割方向的工件夹紧装置4，在机架1上、工件夹紧装置4旁设有控制装置，在控制装置上设有显示屏和输入装置，所述切割装置2包括割刀和控制割刀180°旋转的旋转机构，所述控制器与切割装置中的旋转机构电联接。控制器可以是PLC，单片机等常用控制设备，本领域技术人员通过常规编程，即可实现切割。

本实施例中的切割机还包括安装在机架1一侧的工件定位装置3，所述工件定位装置3包括具有一滑块32的支架31、滑动式安装在滑块32上并用于顶紧工件的定位顶块33以及用于固定定位顶块33的固定板34；所述滑块32横向设置，其上端面与机架1的切割平台处于同一水平面；在定位顶块33上设有至少一个螺纹孔35以及用于调节与其相对应的工件放置位置且与螺纹孔35相配合的定位螺杆36，在每个定位螺杆36面向工件的一端设有一与其固定连接的定位挡块37，操作时，可通过旋转定位螺杆36，并计算待切割工件切割线中两切割端点的垂直距离，从而确定定位挡块37外端面到待加工工件需调整的垂直距离。

在本实施例中，固定板34呈L形，在固定板34上的立板与横板之间设有多块加强板341，这些加强板341能够在一定程度上增强固定板34的强度，在固定板34下端固定设有一呈倒置U字形的滑动底座342，在滑动底座342的竖向板上均设有一个通孔343，所述固定板34通过将螺栓套入通孔后，并用螺母紧固的方式与滑块固定。在具体实施过程中，为了减少制作成本，可将固定板34直接设置在定位顶块33的左侧，并在固定板34面向定位顶块的端面上固定设置一隔离条344，通过该隔离条344所隔离出的空间来调节、旋转定位螺杆36，故在此情况下，为了提供充足的调整空间，该隔离条344的横向厚度至少为螺杆长度的1/2。

当然，在具体实施中，还可以在定位顶块33下端设置一紧固装置，将定位顶块33固定，具体的结构可以为：在定位顶块33的下端固定焊接一U形滑座，并在该滑座的竖立板上开始一通孔，通过一螺栓贯穿该通孔和滑块32，然后再用螺母紧固。另，也可以在定位顶块33远离切割区的一侧焊接一呈L形的固定板，并在该固定板上开设一通孔，通过一螺栓贯穿该通孔和滑块32，然后再用螺母紧固的方式将其固定。

上述工件夹紧装置4包括分别为位于工件放置区两侧的至少两个夹持块41，本实施例中，钢管5为方形钢管，为了保障夹持块41与钢管5贴合紧密，所述夹持块41的上端均面向工件放置区折弯，呈L形，与钢管5外壁的形状相近，能够与钢管5贴合的非常紧密。

另外，由于一次性需要切割多根钢管5，同时，为了便于放置和卡紧钢管5，在面向操作区的夹持41为可以面向钢管5方向竖向移动的。如图2、图3所示，在该夹持块41的外端面设有一与其固定连接的活动连接板42，在该夹持块41的内端面设有一根一端与其固定连接，另一端伸入机架1内的伸缩杆43，通过该伸缩杆43，即可实现夹持块41的竖向移动；进一步的，为了便于推拉夹持块41，在活动连接板42中部设有一根与其固定连接的推杆44，通过推杆44推动活动连接板向工件放置区移动，将工件夹紧。

在夹持块41靠近机架位置设有一条形孔411，在活动连接板42上设有一与条形孔411相对应的螺纹孔421，所述活动连接板42和夹持块41通过顶紧螺杆贯穿螺纹孔和条形孔后将其顶紧在机架1上，从而确保面向操作区的夹持块不会因外力影响偏移。

在本实施例中，在定位顶块33面向固定板34的一侧设有一与其相平行的竖向抵板38，在抵板38与定位顶块33之间固定连接有一横杆39，在抵板38和定位顶块33下端均固定连接有一与滑块32相配合的滑动板331，所述滑动板331呈倒置U字形。

本实施例还提供了一种斜向切割工件的方法，该方法包括如下步骤：

S1、将待切割的钢管5以及测量距离的游标卡尺搬到切割机旁；

S2、根据钢管5所需切割角度，以位于外端且紧贴定位顶块33的钢管5作为基准钢管，计算或测量出基准钢管两切割端点之间的垂直距离W1，再根据该垂直距离W1推导出与基准钢管相邻的其它钢管末端到定位挡块37外端面的垂直距离，从而确定定位挡块37外端面所需到达的位置；

S3、放置钢管5并根据步骤2计算出定位螺杆36所需调整的距离旋转定位螺杆36，使其达到预定位置：将需要的钢管5依次放入机架1上的工件切割平台上，然后采用游标卡尺测量出所需调整距离后并用标号笔在机架1上作标记，再移动钢管5到该标记处，最后旋转定位螺杆36，直至定位挡块37抵在钢管5端头；

S4、滑动固定板34到合适位置后并固定，同时推杆推动44，使夹持块41与钢管5紧贴，然后再使用顶紧螺杆将夹持块41固定在机架1上；

S5、启动切割装置切割钢管5。

如图4、图5所示，上述步骤二中，计算、测量W1以及推导与基准钢管相邻各钢管5末端到定位挡块37外端面垂直距离的具体方法如下：a、根据待切割钢管5所需切割的角度，然后再根据已知基准钢管的宽度和所需切割的角度，采用三角函数计算出基准钢管另一直角边的数值，该数值即为两切割点之间的垂直距离W1；或者根据所需切割角度，预先切割出一根钢管作为基准钢管，再采用游标卡尺测量出两切割点的垂直距离W1；b、根据上述已知基准钢管中两切割点的垂直距离，再根据切割线角度不变的原理，即可得出如下公式：W2=W1*2，W3=W1*3，W4=W1*4，以此类推，其中，W2为与基准钢管相邻的第一根钢管，W3为位于基准钢管侧端的第二根钢管，以此类推。

上述步骤a中测量两切割点的垂直距离还可以采取如下方法：使用AOTOCAD绘制出待加工钢管5的实际尺寸，然后再根据所需切割角度，绘制出切割线，最后采用测量尺寸工具即可将钢管中两切割端点的垂直距离测量出来。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。