切割圓柱形空心體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于從薄壁圓柱形空心體(1)上、尤其是從深拉拔杯狀空心體(1)上分離環(huán)形邊緣區(qū)域(2)的方法，所述圓柱形空心體(1)圍繞其圓柱軸線(4)旋轉(zhuǎn)并且在多周旋轉(zhuǎn)期間激光束(3)對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)，直至邊緣區(qū)域(2)與剩余空心體分離。
【專利說明】
切割圓柱形空心體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從薄壁圓柱形空心體上、尤其是從深拉拔杯狀空心體上分離環(huán)形邊緣區(qū)域的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造由金屬制成的深拉拔杯狀空心體時(shí)，環(huán)繞杯口的邊緣總是不均勻的和/或具有干擾的凸緣，因而必須分離邊緣。為此已知通過各種剪切方法來切除環(huán)形邊緣區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于從薄壁圓柱形金屬空心體上分離環(huán)形邊緣區(qū)域的方法和裝置，在其中可在高件數(shù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)光滑且更干凈的切割邊緣。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)以下述方式來解決:所述圓柱形空心體圍繞其圓柱軸線旋轉(zhuǎn)并且在多周旋轉(zhuǎn)期間將激光束對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)，直至邊緣區(qū)域與剩余空心體分離。
[0005]在本發(fā)明方法中，激光束并非僅在一周旋轉(zhuǎn)中就立即將空心體壁切斷，而是在多周旋轉(zhuǎn)期間去除金屬，使得首先僅在金屬中制出環(huán)形切口，該環(huán)形切口隨著一圈圈旋轉(zhuǎn)而逐漸加深，直至環(huán)形邊緣區(qū)域被分離。在此選擇極高的轉(zhuǎn)速，以便實(shí)現(xiàn)比在已知方法中更短的切割時(shí)間。例如在每分鐘10000轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形邊緣區(qū)域在5至7周旋轉(zhuǎn)后并且因此約在50毫秒后就已被分離，由此實(shí)現(xiàn)高件數(shù)。在此實(shí)現(xiàn)更干凈且光滑的切割邊緣。
[0006]在下述條件下達(dá)到最佳結(jié)果:
[0007]一金屬圓柱形空心體具有5至100mm、優(yōu)選7至70mm的內(nèi)徑和0.05至1.0mm、優(yōu)選0.1至0.5mm的壁厚；
[0008]一空心體在激光切割期間以每分鐘1000至20000、優(yōu)選5000至10000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；
[0009]—在空心體經(jīng)過3至10周、優(yōu)選5至7周旋轉(zhuǎn)后空心體壁被切斷。
[0010]在此圓柱形空心體是由鋼、鋁或黃銅制成的深拉拔杯狀件。優(yōu)選地，圓柱形空心體是電池殼、彈筒、金屬包裝、壓力容器或飲料容器。
[0011]通過本發(fā)明方法可賦予切割邊緣不同的輪廓。為此激光束通過適合的裝置相對(duì)于空心體的圓柱軸線可移動(dòng)地安裝，由此激光束可相對(duì)于空心體的圓柱軸線調(diào)整。在此為了加工空心體的切割邊緣，激光束可沿其方向移動(dòng)到切割點(diǎn)上。
[0012]特別有利的是，在分離期間一個(gè)空心芯件、尤其是噴嘴尤其是同軸于空心體軸線地伸入空心體中，通過該芯件，氣體、尤其是空氣被吹入空心體內(nèi)部，以便將由激光束去除的金屬微粒和/或熔體從空心體內(nèi)部運(yùn)出。
[0013]由此，通過氣體/空氣，空心體至少在分離期間也可以其遠(yuǎn)離切割點(diǎn)的端部、尤其是杯狀件的底部被壓到固定止擋上，以便實(shí)現(xiàn)空心體的精確定位。
[0014]氣體或空氣流的另一優(yōu)點(diǎn)在于將分離的環(huán)形邊緣區(qū)域運(yùn)走。在此可通過氣流或空氣流將分離的環(huán)形邊緣區(qū)域運(yùn)到空心芯件上、尤其是噴嘴上，以便在此之后從那里除去。
[0015]優(yōu)選提出，為了監(jiān)測(cè)，攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)。
[0016]一種快速且可靠的工作方式在于，在空心體旋轉(zhuǎn)期間空心體支承在輪或輥上并且在與輪或輥相對(duì)置的一側(cè)上在空心體上至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)輥貼靠在空心體的外表面上，以便使空心體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)。
[0017]對(duì)于一種用于實(shí)施上述方法的裝置提出，設(shè)置包括指引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪具有多個(gè)分別用于容納一個(gè)待加工空心體的支承位置，并且所述支承位置可朝向加工站移動(dòng)，在加工站處設(shè)有激光器和驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)輥，通過它們空心體旋轉(zhuǎn)并被切割。
【附圖說明】
[0018]在附圖中示意性示出并且在下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖如下:
[0019]圖1為空心體在激光切割裝置內(nèi)在邊緣區(qū)域被分離之后的軸向剖視圖；
[0020]圖2為轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤的視圖，其包括多個(gè)用于容納空心體的支承位置和一個(gè)上方的加工站；
[0021]圖3為空心體在邊緣區(qū)域被去除之后的不同形狀的切割面的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了在金屬圓柱形空心體I的端部上分離環(huán)形邊緣區(qū)域2，激光束3尤其是沿徑向方向?qū)?zhǔn)空心體的圓柱形外表面(周面)，在此空心體I圍繞其圓柱軸線4旋轉(zhuǎn)，因而圓柱軸線同時(shí)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸線。在此空心體I圍繞其軸線以如此高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以致僅在一周旋轉(zhuǎn)時(shí)不能立即切斷空心體壁，而是在多周旋轉(zhuǎn)期間去除金屬，使得首先僅在材料中制出淺小的切口，該切口隨著一圈圈旋轉(zhuǎn)而逐漸加深，直至環(huán)形邊緣區(qū)域被分離。在此選擇極高的轉(zhuǎn)速，以便在極短的時(shí)間內(nèi)完全分離。在每分鐘5000至10000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下，邊緣區(qū)域2在5至7周旋轉(zhuǎn)后就已完全從空心體I上分離。
[0023]空心體I是由鋼、鋁或黃銅制成的圓柱形管或深拉拔杯狀件。該方法在應(yīng)用于電池殼、彈筒、金屬包裝、壓力容器和飲料容器時(shí)尤為有利。在此金屬圓柱形空心體具有5至10mm、優(yōu)選7至70mm的內(nèi)徑和0.05至1.0mm、優(yōu)選0.1至0.5mm的壁厚。轉(zhuǎn)速范圍優(yōu)選介于每分鐘1000和20000轉(zhuǎn)之間ο
[0024]圖1示意性示出用于從杯狀件形式的薄壁圓柱形空心體I上分離環(huán)形邊緣區(qū)域2的裝置。空心體I支承在輪或輥5上，所述輪或輥的軸線平行于圓柱軸線4設(shè)置。在空心體的與輪或輥相對(duì)置的一側(cè)上至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪6或驅(qū)動(dòng)輥貼靠在空心體的外表面上，以便使空心體圍繞其軸線以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在此激光噴嘴7以其激光束3對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)，以便通過旋轉(zhuǎn)去除金屬微粒8。一旦空心體壁被切斷，則將邊緣區(qū)域2從空心體移開。
[0025]在圖1中激光噴嘴和因此激光束3以90度的角度α朝向空心體I的外表面(周面)定向。但為了加工空心體的切割點(diǎn)，在另一種實(shí)施方式中，激光噴嘴7連同其激光束3偏轉(zhuǎn)，以便實(shí)現(xiàn)切割點(diǎn)15的特定形狀，如圖3所示。切割點(diǎn)的這種加工在切割期間和/或之后進(jìn)行。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的切割方法可特別有利地實(shí)施，當(dāng)如圖1所示一個(gè)芯件(噴嘴)9在切割期間同軸地插入空心體I中時(shí)，在此芯件的圓柱形外表面的直徑D2略小于空心體的內(nèi)徑Dl，使得在芯件的外表面和空心體I的內(nèi)側(cè)之間產(chǎn)生同軸的環(huán)形區(qū)域10。通過芯件9(或噴嘴)的縱向空腔11，氣體、尤其是空氣被壓入空心體I內(nèi)部，由此實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一方面，通過引入的氣體一一其經(jīng)由環(huán)形區(qū)域10到達(dá)外部一一將由激光束去除的金屬微粒和/或熔體從空心體的內(nèi)部運(yùn)出。另一方面進(jìn)行冷卻。此外，通過該氣體，空心體至少在分離期間以其遠(yuǎn)離切割點(diǎn)的端部、尤其是杯狀件的底部沿軸向方向被壓到固定止擋14上并且由此在切割期間實(shí)現(xiàn)空心體I的精確定位O
[0027]通過氣流，邊緣區(qū)域2也在其被分離后立即被運(yùn)走，尤其是被運(yùn)到空心芯件上，如圖1所示。
[0028]當(dāng)使用轉(zhuǎn)輪12或轉(zhuǎn)盤時(shí)，可極快速地向加工站供應(yīng)空心體I，在所述轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤上設(shè)有較大數(shù)量的支承位置，這些支承位置分別容納一個(gè)空心體I。一旦空心體I到達(dá)具有激光噴嘴7的加工站，則空心體I通過驅(qū)動(dòng)輪6圍繞其軸線開始旋轉(zhuǎn)，每個(gè)支承位置13位于兩個(gè)或更多個(gè)支承輪5之間，所述輪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在轉(zhuǎn)輪12或轉(zhuǎn)盤上。
[0029]攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)，通過攝像機(jī)監(jiān)測(cè)切割。攝像機(jī)在附圖中未示出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于從薄壁圓柱形空心體(I)上、尤其是從深拉拔杯狀空心體上分離環(huán)形邊緣區(qū)域(2)的方法，其特征在于，所述圓柱形空心體(I)圍繞其圓柱軸線(4)旋轉(zhuǎn)并且在多周旋轉(zhuǎn)期間將激光束(3)對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)，直至邊緣區(qū)域(2)與剩余空心體分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬圓柱形空心體(I)具有5至100mm、優(yōu)選7至70mm的內(nèi)徑和0.05至1.0mm、優(yōu)選0.1至0.5mm的壁厚。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空心體(I)在激光切割期間以每分鐘1000至20000、優(yōu)選5000至10000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在空心體(I)經(jīng)過3至10周、優(yōu)選5至7周旋轉(zhuǎn)后，空心體壁被切斷。5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述圓柱形空心體(I)是由鋼、鋁或黃銅制成的深拉拔杯狀件。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圓柱形空心體(I)是電池殼、彈筒、金屬包裝、壓力容器或飲料容器。7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了加工空心體(I)的切割點(diǎn)(15)，激光束(3)傾斜于縱向方向、尤其是傾斜于空心體的圓柱軸線(4)設(shè)置。8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了加工空心體(I)的切割點(diǎn)(15)，激光束(3)可沿其方向(角度位置α)移動(dòng)到切割點(diǎn)上。9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在切除期間將空心芯件(9)、尤其是噴嘴尤其是同軸于空心體軸線(4)地伸入空心體(I)中，通過該芯件，氣體、尤其是空氣被吹入空心體(I)內(nèi)部，以便將由激光束(3)去除的金屬微粒(8)和/或熔體從空心體內(nèi)部運(yùn)出。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過氣體/空氣，空心體(I)至少在切除期間以其遠(yuǎn)離切割點(diǎn)的端部、尤其是杯狀件的底部被壓到固定止擋(14)上，以便實(shí)現(xiàn)空心體(I)的精確定位。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，通過氣體或空氣流將分離的環(huán)形邊緣區(qū)域(2)運(yùn)走。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，通過氣體流或空氣流將分離的環(huán)形邊緣區(qū)域(2)運(yùn)到空心芯件(9)上、尤其是噴嘴上，以便在此之后從那里除去。13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了監(jiān)測(cè)，將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)切割點(diǎn)。14.用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法的裝置，其特征在于，所述空心體(I)支承在輪或輥(5)上并且在與所述輪或輥相對(duì)置的一側(cè)上在空心體(I)上至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(6)或驅(qū)動(dòng)輥貼靠在空心體的外表面上，以便使空心體圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)。15.用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法的裝置，其特征在于，設(shè)置轉(zhuǎn)輪(12)或轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤包括多個(gè)分別用于容納一個(gè)待加工的空心體(I)的支承位置(13)，并且所述支承位置可朝向加工站移動(dòng)，在加工站處設(shè)有激光器和驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)輥，通過它們空心體(I)旋轉(zhuǎn)并被切割。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK105992667SQ201480065821
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年6月24日
【發(fā)明人】V·澤費(fèi)爾特, T·格特
【申請(qǐng)人】H&T馬爾斯貝格有限責(zé)任兩合公司