本發(fā)明涉及一種管材的切割裝置及其切割方法，特別涉及一種非金屬管材的切割裝置及其切割方法。

背景技術(shù)：

非金屬管材(如聚甲醛樹脂)廣泛用于制作汽車零部件拉索的內(nèi)襯管，該非金屬管材的生產(chǎn)為了提高效率和降低成本，往往是制成成卷的管材，用戶再根據(jù)需要進行切割分段，切割后往往需要進行超聲波焊接或內(nèi)擴漲鉚接，由于該材料脆硬，目前所用的切割裝置和方法的切口不平、毛刺、斜口、切口受熱變性或變形、毛邊或裂邊等缺陷，導致后續(xù)工序如超聲波焊接不牢或熱內(nèi)擴漲鉚接不穩(wěn)定而報廢。盡管其切割裝置和方法多種多樣、千差萬別，性能及功能不一，但沒有簡單、安全、高效、環(huán)保、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的切割裝置和方法。

眾所周知，一輛汽車由成千上萬個零部件組成，而為了提高效率、降低成本，越來越多的零部件大量采用了新型非金屬材料的工程塑料(如聚甲醛樹脂)制作。汽車操縱系統(tǒng)中的拉索是實現(xiàn)人、車操作的關(guān)鍵零部件，而拉索中又有很多非金屬管材如一種叫聚甲醛樹脂材料的內(nèi)襯管，這種材料強度高、韌性好、耐磨損，但往往需要與其他零部件進行如超聲波焊接或熱內(nèi)擴漲鉚接。為了保證焊接或熱內(nèi)擴漲鉚接質(zhì)量，要求切口光滑平整，不得有切口不平、毛刺、斜口、切口受熱變性或熱變形、毛邊或裂邊等缺陷。

目前所用的非金屬管材切割裝置和方法，主要有以下五種：

1.鍘刀式切割，由于材料的冷脆，所以切口裂邊、不平，通常是留余量，進行二次加工，用砂輪機打磨消除裂邊或不平等缺陷，打磨時噪音大、粉塵多，且還要留余量，浪費材料，污染環(huán)境、勞動強度大、效率低、成本高；

2.碟片砂輪式或圓鋸片式切割，切割缺陷同鍘刀式切割類似且切割縫寬(切割片的厚度)，有切割廢料或切屑，材料利用率低。

3.電阻絲熱熔切割，可以保證切割尺寸精度，但切口由于是熱熔化，導致切口材料受高溫變性、變形，不利于后續(xù)工序超聲波焊接或內(nèi)擴漲鉚接且屬熱切割，高溫產(chǎn)生毒性氣體污染環(huán)境；

4.激光切割，雖能保證切割質(zhì)量，但設(shè)備投資大，成本高，且切口由于是熱熔化，導致切口材料受高溫變性、變形，不利于后續(xù)工序超聲波焊接或內(nèi)擴漲鉚接且屬熱切割高溫產(chǎn)生毒性氣體，污染環(huán)境；

5.水切割，雖能保證切割質(zhì)量，但由于有水流，往往難以保證水流清潔或切割后零件的干燥，所以切割后需進行除污清洗和干燥處理，所以工序長，效率低，成本高。

由于上述原因及局限，這種非金屬管材的切割受到質(zhì)量、環(huán)境、安全、效率等方面的影響，特別是汽車行業(yè)采用聚甲醛工程塑料生產(chǎn)小于20mm較短長度的內(nèi)襯管費時費力，廢品率高，嚴重制約整體工作進度和效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效、節(jié)能、環(huán)保、安全，質(zhì)量可靠，切口光滑平整的非金屬管材的切割裝置及其切割方法。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種非金屬管材的切割裝置，包括底座；還包括從左往右依次設(shè)置在底座上的分卷定尺夾送料裝置、防劃傷定位夾緊矯直裝置、旋轉(zhuǎn)裝置以及切割裝置；所述旋轉(zhuǎn)裝置安裝在防劃傷定位夾緊矯直裝置上，所述切割裝置安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述分卷定尺夾送料裝置包括第一驅(qū)動機構(gòu)、第一氣缸、滑軌、限位導向座、滑板、主動夾送輪以及從動夾送輪；

所述第一驅(qū)動機構(gòu)通過底座上的孔與主動夾送輪連接，所述第一氣缸的活塞桿端與滑板連接，所述滑軌固定在底座上，滑板安裝在滑軌內(nèi)，從動夾送輪安裝在滑板上；限位導向座固定在底座上，且中間有導向孔。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述防劃傷定位夾緊矯直裝置包括第二氣缸、開口柔性夾緊套以及矯直通道座；

所述矯直通道座固定在底座上，所述矯直通道座的一端設(shè)有圓孔，內(nèi)部設(shè)有矯直通孔，另一端設(shè)有光軸；

所述開口柔性夾緊套設(shè)置在矯直通道座的圓孔內(nèi)；

所述第二氣缸固定在矯直通道座上，其活塞桿端部伸入到矯直通道座內(nèi)，且與開口柔性夾緊套接觸。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括銷座、軸承、從動齒輪、旋轉(zhuǎn)套、第二驅(qū)動機構(gòu)、主動齒輪、導氣腔、止動銷、旋轉(zhuǎn)座、O型圈、接氣口A以及接氣口B；

所述銷座固定在防劃傷定位夾緊矯直裝置上，所述止動銷一端固定在銷座上，另一端卡在旋轉(zhuǎn)套卡口處；

所述第二驅(qū)動機構(gòu)通過螺栓與底座連接，第二驅(qū)動機構(gòu)的輸出軸與主動齒輪連接，主動齒輪與從動齒輪嚙合；從動齒輪的一端設(shè)置有外齒輪內(nèi)孔，與軸承連接；從動齒輪的另一端設(shè)置為帶槽圓柱面，帶槽圓柱面與旋轉(zhuǎn)座連接，接氣口B設(shè)置在帶槽圓柱面上；

導氣腔由從動齒輪、旋轉(zhuǎn)座與旋轉(zhuǎn)套之間的一個或若干個間隔溝槽組成，O型圈設(shè)置在間隔溝槽內(nèi)，O型圈將不同間隔溝槽分隔成獨立封閉、互不相通的導氣室，接氣口A設(shè)置在導氣室上；

旋轉(zhuǎn)座中間設(shè)有非金屬管材通道，其一端與從動齒輪連接，另一端設(shè)有移動刀架導向槽，移動刀架導向槽底部設(shè)有調(diào)節(jié)進刀定位柱的螺紋孔。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述切割裝置包括第三氣缸、氣缸支架、移動刀架、切割刀以及進刀定位柱；

所述氣缸支架固定在旋轉(zhuǎn)裝置上，第三氣缸固定在氣缸支架上，第三氣缸的活塞桿端部與移動刀架連接，移動刀架上設(shè)有切割刀槽，切割刀固定在切割刀槽內(nèi)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一驅(qū)動機構(gòu)為電機、油馬達或氣馬達。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述開口柔性夾緊套由非金屬柔性材料制成，其中間設(shè)有孔，側(cè)向有2-3mm的開口。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二驅(qū)動機構(gòu)為電機、油馬達或氣馬達。

一種非金屬管材切割裝置的切割方法，所述切割方法的步驟如下：

(1)上料操作

首先順序啟動第一氣缸松開從動夾送輪；啟動第二氣缸松開開口柔性夾緊套；啟動第三氣缸松開切割刀；

接著將待切割非金屬管材管頭插入限位導向座，依次通過主動夾送輪、從動夾送輪、開口柔性夾緊套、矯直通道座、從動齒輪以及旋轉(zhuǎn)座至超過切割刀5-10mm以上，保證端口能夠切平；

(2)調(diào)刀試切割操作

先啟動第一氣缸驅(qū)動從動夾送輪，啟動第二氣缸夾緊開口柔性夾緊套，啟動第三氣缸驅(qū)動切割刀，同時調(diào)整進刀定位柱保證切割進刀余量在0.1-0.5mm間并用鎖緊螺母緊固；啟動第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動從動齒輪及旋轉(zhuǎn)座帶動切割刀對非金屬管材進行旋轉(zhuǎn)切割，同時設(shè)定切割刀繞非金屬管旋轉(zhuǎn)切割角度大于或等于360度；

(3)設(shè)定送料長度

啟動第一驅(qū)動機構(gòu)，分卷定尺夾送料裝置自動定尺送料并在防劃傷定位夾緊矯直裝置內(nèi)矯直非金屬管材；

(4)啟動自動切割

當啟動自動切割后，分卷定尺夾送料裝置的第一氣缸常態(tài)驅(qū)動從動夾送輪夾緊，并按設(shè)定長度分卷待切割的非金屬管材；定長送料結(jié)束后，第二氣缸夾緊開口柔性夾緊套，對待切割的非金屬管材進行定位夾緊；定位夾緊后，第三氣缸進刀切割刀；進刀后，第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動從動齒輪帶動切割刀對非金屬管材進行旋轉(zhuǎn)切割；切割后，第二驅(qū)動機構(gòu)停止，第三氣缸退刀切割刀，第二氣缸松開開口柔性夾緊套，第二氣缸松開后，開口柔性夾緊套自然狀態(tài)張開，完成一個切割周期；按上述自動切割周期循環(huán)，實現(xiàn)自動切割。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明適用于小管徑非金屬硬脆材料的切割，特別是長度小于20mm較短管材(如聚甲醛樹脂管材)的切割；本切割方法克服了熱熔切割包括電阻絲熱熔、激光等切割方式導致切口熱熔變性、高溫分解產(chǎn)生有毒氣體的缺陷；同時也避免了用蝶形砂輪片或圓鋸片等切割方式導致切口裂蹦、不平、割縫顆粒粉塵危害；還避免了使用水刀等切割方式需清洗和烘干處理等缺陷和不足，大大提高了切割效率和切割質(zhì)量、降低成本，尤其是切口質(zhì)量平整光滑，便于后續(xù)生產(chǎn)加工；同時本發(fā)明極低噪音、無粉塵、無高溫輻射、無毒害作業(yè)，一次成型無需二次加工、清洗、修整，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明分卷定尺夾送料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明防劃傷定位夾緊矯直裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：

100、底座 200、分卷定尺夾送料裝置 210、第一驅(qū)動機構(gòu) 220、第一氣缸 230、滑軌 240、限位導向座 250、滑板 260、主動夾送輪 270、從動夾送輪 300、防劃傷定位夾緊矯直裝置 310、第二氣缸 311、活塞桿 320、開口柔性夾緊套 330、矯直通道座 400、旋轉(zhuǎn)裝置 410、銷座 420、軸承 430、從動齒輪 440、旋轉(zhuǎn)套 450、第二驅(qū)動機構(gòu) 460、主動齒輪 470、導氣腔 480、止動銷 490、旋轉(zhuǎn)座 491、O型圈 492、接氣口A 493、接氣口B 500、切割裝置 510、第三氣缸 520、氣缸支架 530、移動刀架 540、切割刀 550、進刀定位柱 600、非金屬管材

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1至圖5所示，本發(fā)明公開了一種非金屬管材的切割裝置，包括底座100；還包括從左往右依次設(shè)置在底座100上的分卷定尺夾送料裝置200、防劃傷定位夾緊矯直裝置300、旋轉(zhuǎn)裝置400以及切割裝置500；旋轉(zhuǎn)裝置400安裝在防劃傷定位夾緊矯直裝置300上，切割裝置500安裝在旋轉(zhuǎn)裝置400上。

分卷定尺夾送料裝置200包括第一驅(qū)動機構(gòu)210、第一氣缸220、滑軌230、限位導向座240、滑板250、主動夾送輪260以及從動夾送輪270；第一驅(qū)動機構(gòu)210由電機、油馬達或氣馬達組成，第一驅(qū)動機構(gòu)210通過底座100上的孔與主動夾送輪270連接；第一氣缸220為推拉式氣缸，固定在底座100上，第一氣缸220的活塞桿端與滑板250連接，滑軌為壓板式，滑軌230固定在底座100上，滑板230安裝在滑軌250內(nèi)，從動夾送輪270安裝在滑板250上；限位導向座240由柔性材料制成，限位導向座240固定在底座100上，且中間有導向孔；第一氣缸220伸縮帶動滑板250及連接在其上的從動夾送輪270在滑軌230內(nèi)滑動，實現(xiàn)對待切割的非金屬管材600的夾緊或松開；當主動夾送輪260和從動夾送輪270夾緊時，第一驅(qū)動機構(gòu)210驅(qū)動主動夾送輪260，按需求分卷、定尺、送料。

防劃傷定位夾緊矯直裝置300包括第二氣缸310、開口柔性夾緊套320以及矯直通道座330；矯直通道座330固定在底座100上，矯直通道座330的一端設(shè)有圓孔，內(nèi)部設(shè)有矯直通孔，另一端設(shè)有光軸，用于安裝旋轉(zhuǎn)裝置；開口柔性夾緊套320由非金屬柔性材料制成，中間有孔，側(cè)向有2-3mm的開口，安裝在矯直通道座圓孔內(nèi)；第二氣缸310為推拉式氣缸，第二氣缸310固定在矯直通道座330上，其活塞桿311端部伸入到矯直通道座330內(nèi)，且與開口柔性夾緊套320接觸；當?shù)诙飧?10伸出壓緊開口柔性夾緊套320，開口柔性夾緊套320隨動抱緊定位或松開待切割的非金屬管材600，進行定位夾緊、松開，由于開口柔性夾緊套采用非金屬，如尼龍材料，所以能防止劃傷、壓傷待切割的非金屬管材。

旋轉(zhuǎn)裝置400包括銷座410、軸承420、從動齒輪430、旋轉(zhuǎn)套440、第二驅(qū)動機構(gòu)450、主動齒輪460、導氣腔470、止動銷480、旋轉(zhuǎn)座490、O型圈491、接氣口A492以及接氣口B493；銷座410固定在矯直通道座330上，止動銷480一端固定在銷座410上，另一端卡在旋轉(zhuǎn)套440卡口處；第二驅(qū)動機構(gòu)450由電機、油馬達或氣馬達組成，第二驅(qū)動機構(gòu)450通過螺栓與底座連接，第二驅(qū)動機構(gòu)450的輸出軸與主動齒輪460連接，主動齒輪460連在第二驅(qū)動機構(gòu)上并與從動齒輪430嚙合，在第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下，聯(lián)動從動齒輪430及旋轉(zhuǎn)座490；從動齒輪430的一端設(shè)置有外齒輪內(nèi)孔，與軸承420連接；從動齒輪430的另一端設(shè)置為帶槽圓柱面，各槽分別與端面設(shè)有互不相通的接氣口B493，帶槽圓柱面與旋轉(zhuǎn)座490連接；導氣腔470由從動齒輪430、旋轉(zhuǎn)座490與旋轉(zhuǎn)套440之間的一個或若干個間隔溝槽組成，O型圈491設(shè)置在間隔溝槽內(nèi)，O型圈將不同間隔溝槽分隔成獨立封閉、互不相通的導氣室，各導氣室分別設(shè)有接氣口A492；軸承420的內(nèi)孔與矯直通道座連接，軸承420外徑與從動齒輪430連接；旋轉(zhuǎn)套440為圓環(huán)形，套在從動齒輪430圓柱端，徑向有與導氣室相通的接氣口A492，旋轉(zhuǎn)套440外徑向還設(shè)有卡口；旋轉(zhuǎn)套440徑向卡口被止動銷480卡住而不旋轉(zhuǎn)，這樣設(shè)在其徑向與導氣室相通的接氣口A就能固定管路連接輸送氣源；旋轉(zhuǎn)座490中間設(shè)有非金屬管材通道，其一端與從動齒輪430連接，另一端設(shè)有移動刀架導向槽，移動刀架導向槽底部設(shè)有調(diào)節(jié)進刀定位柱的螺紋孔。

切割裝置500在旋轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動下可圍繞非金屬管材旋轉(zhuǎn)帶動切割刀切割，切割裝置500包括第三氣缸510、氣缸支架520、移動刀架530、切割刀540以及進刀定位柱550；氣缸支架520固定在旋轉(zhuǎn)座490上，第三氣缸510固定在氣缸支架520上，第三氣缸510的活塞桿端部與移動刀架530連接，移動刀架530與第三氣缸510連接并在旋轉(zhuǎn)座導向槽內(nèi)可以導向滑動，移動刀架530上設(shè)有切割刀槽，切割刀540固定在切割刀槽內(nèi)，可隨刀架滑動；進刀定位柱550為可調(diào)螺柱，通過與旋旋轉(zhuǎn)座導向槽底部螺紋孔連接，調(diào)節(jié)可實現(xiàn)精準控制進刀量。

本發(fā)明非金屬管材切割裝置的切割方法步驟如下：

(1)上料操作

首先啟動第一氣缸220松開從動夾送輪270；啟動第二氣缸310松開開口柔性夾緊套320；啟動第三氣缸510松開切割刀540；

接著將待切割非金屬管材600管頭插入限位導向座240，依次通過主動夾送輪260、從動夾送輪270、開口柔性夾緊套320、矯直通道座330、從動齒輪430以及旋轉(zhuǎn)座490至超過切割刀5-10mm以上，保證端口能夠切平；

(2)調(diào)刀試切割操作

先啟動第一氣缸220驅(qū)動從動夾送輪270，啟動第二氣缸310夾緊開口柔性夾緊套320，啟動第三氣缸510驅(qū)動切割刀540，同時調(diào)整進刀定位柱550保證切割進刀余量在0.1-0.5mm間并用鎖緊螺母緊固；啟動第二驅(qū)動機構(gòu)450驅(qū)動從動齒輪430及旋轉(zhuǎn)座490帶動切割刀540對非金屬管材進行旋轉(zhuǎn)切割，同時設(shè)定切割刀繞非金屬管旋轉(zhuǎn)切割角度大于或等于360度；

(3)設(shè)定送料長度

啟動第一驅(qū)動機構(gòu)210，分卷定尺夾送料裝置自動定尺送料并在防劃傷定位夾緊矯直裝置內(nèi)矯直非金屬管材；

(4)啟動自動切割

當啟動自動切割后，分卷定尺夾送料裝置的第一氣缸220常態(tài)驅(qū)動從動夾送輪270夾緊，并按設(shè)定長度分卷待切割的非金屬管材；定長送料結(jié)束后，第二氣缸310夾緊開口柔性夾緊套320，對待切割的非金屬管材進行定位夾緊；定位夾緊后，第三氣缸510進刀切割刀(進刀定位柱已調(diào)定保證切割余量在0.1-0.5mm間)；進刀后，第二驅(qū)動機構(gòu)450驅(qū)動從動齒輪430帶動切割刀540對非金屬管材進行旋轉(zhuǎn)切割(已設(shè)定切割刀繞非金屬管旋轉(zhuǎn)大于或等于360度)；切割后，第二驅(qū)動機構(gòu)450停止，第三氣缸510退刀切割刀，第二氣缸310松開開口柔性夾緊套320，第二氣缸310松開后，開口柔性夾緊套320自然狀態(tài)張開，完成一個切割周期；將上述步驟設(shè)置為自動或聯(lián)動模式，即可自動按順序重復上述方法和步驟，實現(xiàn)自動切割。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。