管材无屑剪切加工方法及其剪切装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102284739 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102284739 A *CN102284739A* (21)申请号 201010141689.1 (22)申请日 2010.06.19 B23D 21/00(2006.01) (71)申请人 姚洪凯 地址 411207 湖南省湘潭市雨湖区楠竹山爱 国一村 21 栋 7 号 (72)发明人 姚洪凯 (54) 发明名称 管材无屑剪切加工方法及其剪切装置 (57) 摘要 本发明提供一种钢管管材无屑下料剪切装置 和加工方法， 尤其是一种滚动轴承套圈管材无屑 下料加工方法。用于将所述管材切割为长度相同 的。

2、管坯 ； 剪切管材时， 首先由支撑装置将管材支 撑在上剪刀和下剪刀之间 ； 随后上剪刀在压力作 用下向下压紧块移动， 同时下压紧块在在上剪刀 的移动方向上以相同的移动速度同步移动， 进而 实现上剪刀、 下剪刀的交错移动， 最终将管材无屑 切断。使用上述切割装置在节约管材材料的同时 降低了碳的排放， 保护了地球环境， 大幅提高了工 作效率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 CN 102284748 A1/2 页 2 1. 一种管材无屑剪切加工方法， 所述管材通过剪切机构进行剪切加工， 该剪切机构。

3、包 括 ： 支撑装置， 用于支撑所述管材 ； 剪切装置， 包括上剪刀、 上压紧块、 下剪刀和下压紧块， 下剪刀安装在下模部份固定于 工作台面上， 上剪刀和下压紧块相对设置， 上压紧块和下剪刀相对设置， 上剪刀和上压紧块 位于所述管材直径方向的一端， 下剪刀和下压紧块位于所述管材直径方向的另一端， 上剪 刀和下剪刀在管材中心线方向具有较小的间隙 ； 该剪切装置用于将所述管材切割为长度相同的管坯 ； 所述方法包括 ： 支撑固定步骤， 由支撑装置将管材支撑在上剪刀和下剪刀之间 ； 剪切步骤， 上剪刀在压力作用下向下压紧块移动， 同时下压紧块在在上剪刀的移动方 向上以相同的移动速度同步移动， 进而实现。

4、上剪刀、 下剪刀的交错移动， 最终将管材无屑切 断， 形成管坯 ； 退料步骤， 将剪切步骤形成的管坯取出 ； 移送步骤， 将剪切后的管材移送到上剪刀和下剪刀之间 ； 重复支撑固定步骤、 剪切步骤和退料步骤， 将所述管材再次切断以形成新的管坯。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述间隙为 0.01-0.03mm。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于 ： 所述支撑装置包括第一支撑装置和第二支撑装置， 在支撑固定步骤中， 第一支撑装置 从管材的一侧开口伸入并支撑在管材内径中， 并且位于上压紧块和固定剪刀之间， 第二支 撑装置从管材的另一侧开口伸入并支撑在管。

5、材的内径中， 并且位于上剪刀和下压紧块之 间。 4. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的方法， 其特征在于 ： 上剪刀固定在压力机的滑块上， 同时所述工作台面为压力机的工作台面， 在剪切步骤 中， 通过压力机滑块的移动实现上剪刀的移动。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的方法， 其特征在于 ： 所述管坯为滚动轴承套圈。 6. 一种剪切装置， 其用于实现管材无屑剪切加工， 包括 ： 支撑装置， 用于支撑所述管材 ； 剪切装置， 包括上剪刀、 上压紧块、 下剪刀和下压紧块， 下剪刀固定在工作台面上， 上剪 刀和下压紧块相对设置， 上压紧块和下剪刀相对设置， 上剪刀和上压紧块位于所。

6、述管材直 径方向的一端， 下剪刀和下压紧块位于所述管材直径方向的另一端， 上剪刀和下剪刀在管 材中心线方向具有较小的间隙 ； 该剪切装置用于将所述管材切割为长度相同的管坯 ； 上剪刀在压力作用下向下压紧块移动时， 下压紧块在在上剪刀的移动方向上以相同的 移动速度同步移动， 进而实现上剪刀、 下剪刀的交错移动， 最终将管材无屑切断， 形成管坯。 7. 根据权利要求 6 所述的装置， 其特征在于 ： 所述间隙为 0.01-0.04mm。 权 利 要 求 书 CN 102284739 A CN 102284748 A2/2 页 3 8. 根据权利要求 6 或 7 所述的装置， 其特征在于 ： 所述工。

7、作台面为压力机的工作台面， 该装置还包括上模和下模， 上模固定在压力机的 滑块上， 上剪刀和上压紧块安装在上模上， 下模固定在上述工作台面上， 下剪刀和下压紧块 安装在下模上， 在上剪刀和下剪刀交错移动而剪切管材时， 上压紧块相对于上模沿与上剪 刀移动方向相反的方向移动。 9. 根据权利要求 6 至 8 中任一项所述的装置， 其特征在于 ： 所述支撑装置包括第一支撑装置和第二支撑装置， 第一支撑装置从管材的一侧开口伸 入并支撑在管材内径中， 并且位于上压紧块和下剪刀之间， 第二支撑装置从管材的另一侧 开口伸入并支撑在管材的内径中， 并且位于上剪刀和下压紧块之间。 10. 根据权利要求 6 至 。

8、9 中任一项所述的装置， 其特征在于 ： 所述管坯为滚动轴承套圈。 权 利 要 求 书 CN 102284739 A CN 102284748 A1/5 页 4 管材无屑剪切加工方法及其剪切装置 技术领域 0001 本发明涉及钢管管材无屑下料加工方法和用于该无屑下料的剪切装置， 尤其是涉 及滚动轴承套圈管材无屑下料加工方法和剪切装置， 它可以适用于不同规格的轴承套圈的 管材毛坯下料， 并且适用于圆形有色金属管材及其它金属管材的无屑下料。 背景技术 0002 现有的轴承生产中， 轴承的内、 外套圈的生产绝大部分均采用管材来制造， 其加工 方法用的是车切断与铣切断两种下料方式 ： 0003 车切断。

9、方式中 ： 采用车切刀在车床上进行管材的切断， 因车头转速较高， 切屑呈长 条不断状， 因此在加工时工人工作条件恶劣、 劳动强度大， 时常有被条状铁屑割伤的事故。 0004 铣切断方式中， 用圆锯片铣刀采用多刀同时切削的作业方式来切断管材， 因为铣 刀的工作原理是间歇切断方式， 因此避免了铁屑伤人的情况， 安全生产条件得以改善， 工人 劳动强度得到改善。但其与车切断相比较有使用成本高、 工作效率偏低的状况。 0005 其上两种加工方法均存在如下问题， 由于具有刀具实体的存在， 在管材的切断加 工时必然会损耗一部份金属材料， 使其变为铁屑， 这样对金属材料是一种极大的浪费 ； 并且 刀具损耗也是。

10、比较大的， 这样使得生产成本较高， 且工人的工作环境较差。 发明内容 0006 本发明提供一种全新的轴承套圈的加工方法， 采用无屑剪切的方式来达到轴承套 圈毛坯钢管管材下料的目的， 且能满足轴承套圈的后续工序的各个技术要素。 0007 为达到上述目的， 在普通压力机上作适当相关改进， 配以相应装置从而实现在压 力机上对轴承套圈毛坯的管材的精密剪切。本发明提供一种管材无屑剪切加工方法， 所述 管材通过剪切机构进行剪切加工， 该剪切机构包括 ： 支撑装置， 用于支撑所述管材 ； 剪切装 置， 包括上剪刀、 上压紧块、 下剪刀和下压紧块， 下剪刀固定在工作台面上， 上剪刀和下压紧 块相对设置， 上压。

11、紧块和下剪刀相对设置， 上剪刀和上压紧块位于所述管材直径方向的一 端， 下剪刀和下压紧块位于所述管材直径方向的另一端， 上剪刀和下剪刀在管材中心线方 向具有较小的间隙 ； 该剪切装置用于将所述管材切割为长度相同的管坯 ； 所述方法包括 ： 支撑固定步骤， 由支撑装置将管材支撑在上剪刀和下剪刀之间 ； 剪切步骤， 上剪刀在压力 作用下向下压紧块移动， 同时下压紧块在在上剪刀的移动方向上以相同的移动速度同步移 动， 进而实现上剪刀、 下剪刀的交错移动， 最终将管材无屑切断， 形成管坯 ； 退料步骤， 将剪 切步骤形成的管坯取出 ； 移送步骤， 将剪切后的管材移送到上剪刀和下剪刀之间 ； 重复支 撑。

12、固定步骤、 剪切步骤和退料步骤， 将所述管材再次切断以形成新的管坯。 0008 优选的， 所述间隙为 0.01-0.03mm。 0009 优选的， 所述支撑装置包括第一支撑装置和第二支撑装置， 在支撑固定步骤中， 第 一支撑装置从管材的一侧开口伸入并支撑在管材内径中， 并且位于上压紧块和下剪刀之 间， 第二支撑装置从管材的另一侧开口伸入并支撑在管材的内径中， 并且位于上剪刀和下 说 明 书 CN 102284739 A CN 102284748 A2/5 页 5 压紧块之间。 0010 优选的， 上剪刀固定在压力机的滑块上， 同时所述工作台面为压力机的工作台面， 在剪切步骤中， 通过压力机滑块。

13、的移动实现上剪刀的移动。 0011 优选的， 所述管坯为滚动轴承套圈。 0012 另外， 本发明还提供一种剪切装置， 其用于实现管材无屑剪切加工， 包括 ： 支撑装 置， 用于支撑所述管材 ； 剪切装置， 包括上剪刀、 上压紧块、 下剪刀和下压紧块， 下剪刀固定 在工作台面上， 上剪刀和下压紧块相对设置， 上压紧块和下剪刀相对设置， 上剪刀和上压紧 块位于所述管材直径方向的一端， 下剪刀和下压紧块位于所述管材直径方向的另一端， 上 剪刀和下剪刀在管材中心线方向具有较小的间隙 ； 该剪切装置用于将所述管材切割为长度 相同的管坯 ； 上剪刀在压力作用下向下压紧块移动时， 下压紧块在在上剪刀的移动方。

14、向上 以相同的移动速度同步移动， 进而实现上剪刀、 下剪刀的交错移动， 最终将管材无屑切断， 形成管坯。 0013 优选的， 所述间隙为 0.02-0.03mm。 0014 优选的， 所述工作台面为压力机的工作台面， 该装置还包括上模和下模， 上模固定 在压力机的滑块上， 上剪刀和上压紧块安装在上模上， 下模固定在上述工作台面上， 下剪刀 和下压紧块安装在下模上， 在上剪刀和下剪刀交错移动而剪切管材时， 上压紧块相对于上 模沿与上剪刀移动方向相反的方向移动。 0015 优选的， 所述支撑装置包括第一支撑装置和第二支撑装置， 第一支撑装置从管材 的一侧开口伸入并支撑在管材内径中， 并且位于上压紧。

15、块和固定剪刀之间， 第二支撑装置 从管材的另一侧开口伸入并支撑在管材的内径中， 并且位于上剪刀和下压紧块之间。 0016 优选的， 所述管坯为滚动轴承套圈。 0017 优选的， 所述间隙为 0.01-0.03mm。 0018 与传统技术相比， 本发明所带来的有益效果为 ： 0019 1、 根据不同规格与不同零件的宽度要求， 可节约金属管材 10 15 / 吨左右， 大幅度减少了碳的排放。 0020 2、 改善了工人劳动生产环境， 增强了安全生产保障。 0021 3、 提高了工作效率三倍左右。 0022 4、 降低了零件生产成本。 0023 5、 解决了行业瓶颈工序。 附图说明 0024 图 1。

16、 剪切装置的下模组件结构图 0025 图 2 剪切装置的上模组件结构图 0026 图 3 剪切装置的上模组件、 下模组件装配结构图 0027 图 4 剪切装置的管材剪切局部放大视图 0028 图 5 退料装置结构图 0029 图 6 下压板弹性连接结构图 0030 图 7 上剪刀、 下剪刀、 静内支撑、 动内支撑结构图 0031 图 8 上压紧块、 下压紧块结构图 说 明 书 CN 102284739 A CN 102284748 A3/5 页 6 0032 图 9 具有剪切装置的压力机的结构图 具体实施方式 0033 本申请的剪切装置包括上模组件、 下模组件以及电控装置， 其通过上剪刀和下剪。

17、 刀的相对交错剪切实现管材的切割。 上剪刀安装在上模组件中， 下剪刀安装在下模组件中 ； 结合图 9， 下模组件固定安装在压力机工作台面上， 上模组件固定安装在压力机的滑块上。 0034 图 1 和图 2 所示的为下模组件和上模组件的结构图。 0035 下面结合图 1、 图 5 和图 6 对下模组件进行说明 ： 0036 图 1 中， 下模组件包括下模部分和送料部分。下模部份包括下模板 1-7、 下垫板 1-6、 下模固定板 1-23， 下模板 1-7、 下垫板 1-6 和下模固定板 1-23 将固定剪刀 9、 下压紧块 11 装配为一体。 0037 结合下模板 1-7、 下垫板 1-6 和下。

18、模固定板 1-23 重叠设置， 压板 1-10 通过下弹性 机构安装在上述重叠结构中， 压板 1-10 与下压紧块 1-11 刚性接触， 并且压板 1-10 向上刚 性挤压下压紧块 1-11， 同时， 压板 1-10 能在压力作用下向下移动。参见图 6， 压力由压板 1-10 传至压杆， 再传至弹垫压板， 由聚胺脂弹垫形变吸收力并贮存， 待卸去外载荷后使下压 紧块 1-11 在弹力作用下回复至初始位置。 0038 结合图 5， 浮动板 1-15 上固定安装有退料装置， 浮动板 1-15 上设置多个通孔， 多 个浮动板导柱1-13的下端固定安装在下垫板1-6上， 上端穿过浮动板1-15的通孔 ；。

19、 浮动板 1-15 与下垫板 1-6 之间设置有弹垫 1-14。浮动板限位块 1-17 限制浮动板 1-15 的向上最 大行程。浮动板弹垫 1-14 给浮动板 1-15 提供向上弹力， 并且能够在压力作用下被压缩， 从 而使得浮动板 1-15 能在限定空间运动。 0039 管材支撑机构包括静内支撑 1-12 和动内支撑 1-22。静内支撑 1-12 和静内支撑 杆1-2螺纹固定连接， 静内支撑杆1-2连接到静内支撑气缸1-1上 ； 在静内支撑气缸的作用 下， 静内支撑杆 1-2 和静内支撑 1-12 穿入管材中， 并且静内支撑 1-12 将管材固定在下剪刀 1-9 和下压紧块 1-11 上， 。

20、静内支撑 1-12 的右端面与下剪刀的右端面齐平。 0040 再次参见图5， 退料支架1-19和退料气缸1-16均固定安装在浮动板1-15上， 退料 杆 1-18 的一端与动内支承 1-22 相连接， 退料杆 1-18 的另一端与退料气缸 1-16 相连接， 动 内支撑 1-22 从管材的右端穿入管材并且支撑在将被剪切下的管材部分中， 退料套 1-20 用 螺钉安装在退料支架上， 限位块 1-21 安装动内支承上， 当动内支承向管的内孔运动时限位 块 1-21 与下压紧块 1-11 相贴合， 限定了动内支承向管的内孔位置。当动内支承反向运动 时， 被切断的管坯随动内支承一同移动， 在退料套阻碍。

21、下管坯从动内支承上脱下， 用压缩空 气吹离工作区。在退料气缸的往复运动中实现对管材的支承与退料。 0041 送料夹紧气缸1-3将管料夹紧并送料， 预定位块1-8将待切管料预定位， 并将管材 导入固定剪刀与下压紧块的半圆内待切断。 0042 下模组件还具有多个导柱1-4， 导柱1-4用于和上模组件安装固定。 弹簧5用于上 模组件滚珠套的复位， 导柱上具有挡片 1-24， 齐用于限制上模组件滚珠套的最大上行位置。 0043 下面结合图 2 对上模组件进行说明 ： 0044 图2中， 上模组件包括上模板2-5、 上垫板2-17、 上模固定板2-6和衬板1-18， 上模 板 2-5、 上垫板 2-17。

22、、 上模固定板 2-6 和衬板 1-18 将上剪刀 9、 上压紧块 2-10 和压板 2-11 说 明 书 CN 102284739 A CN 102284748 A4/5 页 7 组合为一体。 0045 上模板 2-5、 上垫板 2-17 和上模固定板 2-6 重叠设置， 压板 2-10 通过上弹性机构 安装在上述重叠结构中， 压板 2-11 与上压紧块 2-10 刚性接触， 并且压板 2-11 向下刚性挤 压下压紧块， 同时， 压板2-11能在压力作用下向上移动。 将力传给压板2-1， 压板继续上行， 此时聚胺脂弹垫受力压缩变形， 将能量储存以备滑块上行时将压紧块 2-10 复位。 004。

23、6 压杆 2-7 固定安装在上模固定板 2-6 上， 压杆 2-7 抵接在下模组件的浮动板 1-15 上， 当上模组件向下运动时， 在压杆2-7的压力作用下， 浮动板1-15跟随上模组件同步向下 运动。 0047 上模组件具有与下模组件导柱1-4对应设置的导套2-15， 导套2-15内设置有滚珠 套 2-16， 导套 2-15 与下模组件的导柱 1-4 配合将上模组件和下模组件安装为一体。 0048 上预紧块与下剪刀头部分别为两个半圆合成， 其合成后恰好套住管材外径。且两 零件顶部平面留有间隙 0.02-0.04mm。 0049 上剪刀与下预紧块头部分别为两个半圆合成， 其合成后恰好套住管材外。

24、径。且两 零件顶部平面留有间隙 0.02-0.04mm。 0050 结合图 2、 9， 压力机的滑块 2-2 经改造后， 将与滑块 2-2 固定连接的滑块连接板 2-3 用螺栓 2-4 安装在上模组件上， 同时将下模组件安装在压力机的工作台面上， 将上模组 件和下模组件通过导柱 1-4 和导套 2-15 连接， 从而完成剪切装置的安装固定。 0051 经上述安装后， 上剪刀和下压紧块相对设置， 上压紧块和下剪刀相对设置， 上剪刀 和上压紧块位于所述管材直径方向的一端， 下剪刀和下压紧块位于所述管材直径方向的另 一端， 上剪刀和下剪刀在管材中心线方向具有较小的间隙 ； 该间隙为 0.01-0.0。

25、4mm， 优选为 0.01-0.03mm。 0052 电控部分实现对各个气缸和压力机工作顺序的控制。 0053 上述装置可以实现管材的无屑切割。 0054 下面对安装在压力机上的剪切装置的工作顺序进行说明 ： 0055 结合图 3、 4 和 9， 把管料通过气缸 1-1、 气缸 1-16 支撑后， 通过气缸 1-3 送至待加 工工位。即将管料送至上剪刀和下剪刀之间， 启动压力机滑块下行， 在机床压力作用下， 上 剪刀与下剪刀相互交错， 同时压杆压住浮动板， 在机床压力下也沿着浮动板导柱导向同时 下行。 此时， 上压紧块在下剪刀阻碍下反向运动， 通过压板2-11、 传力顶杆2-8、 垫板2-1、。

26、 压 缩压力弹垫 2-19 以保持对管材的压力， 使其不能位移。下压紧块此时正对应上剪刀， 上压 紧块此时正对应下剪刀， 启动压力机使滑块下行， 此时在压力作用下， 上剪刀随滑块下行， 将套在下压紧块中的管坯同步下移。 上压紧块此时在下剪刀作用力下与上剪刀同步反向移 动。 此时， 上、 下剪刀交错将管材与管坯切割分离。 安装在浮动板上的部件如退料气缸1-16、 退料支架 1-19 随浮动板同时下行运动。因为此时机床压力远大于上、 下压紧块与弹垫的压 力， 所以， 上剪刀与下剪刀之间交错切割， 实现管材的切断。 优选的是， 将上剪刀向下移动至 1/3 管材直径的行程， 即可将管材切割下来。 00。

27、56 当压力机的滑块 2-2 上行卸去压力， 上压紧块 2-10、 与上预紧块 2-12、 下压紧块 1-11、 浮动板 1-15 分别在聚胺脂弹垫的作用下恢复初始位置， 同时退料气缸开始反向运动 拉动退料杆， 动内支承， 在退料套 1-20 的阻碍下， 完成将切割下来的毛坯从动内支承上分 离， 并用压缩空气吹离工作区。同时， 静内支承气缸也反向运动， 将静内支承也反向运动至 说 明 书 CN 102284739 A CN 102284748 A5/5 页 8 下一个起始位置， 夹紧送料气缸也完成松夹 - 夹紧送料的动作回到管材进行切割的初 始位置， 至此一个工作过程终结， 依此重复循环来实现。

28、大批量生产。 0057 上述待切割管材优选为圆管， 上述切割下的毛坯优选作为滚动轴承套圈。 0058 上述管材切割设备可以实现轴承套圈的大批量生产， 在节约材料的同时， 大大提 高了工作效率。降低了碳的排放， 保护了地球环境。 说 明 书 CN 102284739 A CN 102284748 A1/5 页 9 附图 1 附图 2 说 明 书 附 图 CN 102284739 A CN 102284748 A2/5 页 10 附图 3 说 明 书 附 图 CN 102284739 A CN 102284748 A3/5 页 11 附图 4 附图 5 说 明 书 附 图 CN 102284739 A CN 102284748 A4/5 页 12 附图 6 附图 7 说 明 书 附 图 CN 102284739 A CN 102284748 A5/5 页 13 附图 8 附图 9 说 明 书 附 图 CN 102284739 A 。