[发明专利]用于裁断机的切割单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于裁断机的切割单元，其中的裁断机也即是用于切割钢棒材、轻质合金、铝材、以及PVC挤出件的机床，通常情况下，该机床被广泛地应用在制门行业、家具制造、以及建筑行业中。

背景技术

现有的裁断机可以是“单头”类型或“双头”类型：“单头”型的裁断机上设置有单个切割单元，切割单元即是刚才所述的“头”，其上设置有转动的切割刀片，而“双头”型裁断机上则设置有两个切割单元或切割头，每个切割头上都设置有对应的切割刀片。

单头型裁断机为了从棒材或挤出件上分离下所需长度的工件，必须要利用同一切割刀片在所要制得工件的两端处执行两次切割。因而，为了执行这两次切割，就必须要移动棒材、挤出件或切割头。

与单头型裁断机相比，双头型裁断机则无需移动棒材、挤出件或切割头就能从棒材或挤出件上分离下所需长度的工件，其所用的工时只有一半，且通常具有更大的精度，这是因为：可以对棒材或挤出件只是进行单次夹紧，且能在所要制得工件的两端处同时进行切割。

在将切割平面相对于棒材或挤出件的搁放平面进行定位的功能方面，用于将完工后的工件从棒材或挤出件上分离下去的切割操作可以是三种类型：

-90°切割，如果切割平面与棒材或挤出件的搁放平面是垂直的，且切割平面与棒材或挤出件的轴线是垂直的，则切割属于这种类型；

-简单的倾斜切割，如果切割平面相对于棒材或挤出件的搁放平面的倾斜角度不等于90°，但却垂直于与所述搁放平面相垂直的平面，则属于这种类型；

-复合的倾斜切割，如果切割平面与棒材或挤出件的搁放平面所形成的第一角度不等于90°，且与垂直于所述搁放平面的平面所成的第二角度也不等于90°，则属于这种类型。

不论是在单头型裁断机中、还是在双头型裁断机中，每个切割单元(下文也简称为切割头)上都设置有圆形的钢刀片，其直径和齿牙被根据如下的因素而制成不同的：所要切割的材料类型、刀片的转动速度、刀片相对于所要切割的棒材或挤出件的进给速度、以及所要切割的棒材或挤出件的横截面尺寸。

刀片由驱动轴驱动而旋转，驱动轴借助于法兰向刀片传递运动，法兰将刀片与转动轴夹紧而将它们结合到一起。法兰的直径与刀片的直径成比例，这是因为法兰被用于向刀片传递切割工件所需的扭矩；在剪切应力相同的情况下，随着刀片直径的增大，所要传递的扭矩将增大。

另外，法兰还被用来使刀片的转动稳定，以防止高速转动的刀片发生侧向振动，侧向振动会形成不精确的切口，甚至会进入共振状态直至破坏崩裂。

在制造裁断机时，一个重要的参数是所谓的刀片切割能力-即刀片所能切割的棒材或挤出件的最大横截面。

切割能力取决于刀片的直径、以及将刀片连接到驱动轴上的法兰的直径。

事实上，随着刀片直径的增大，刀片所能切割的棒材或挤出件的横截面尺寸也将增大，但是，在刀片直径不变的情况下，随着法兰直径的增大，刀片所能切割的棒材或挤出件的横截面尺寸却是减小的；事实上，随着法兰直径的增大，刀片在所切割材料中的最大穿透深度将下降。

一般情况下，直径较大的法兰与直径较大的刀片相对应。理论上讲，在径向方向上，外径为D的刀片与直径为d的法兰的最大切割能力等于(D-d)/2，也就是说，刀片在其所切割的材料中的穿透深度不大于(D-d)/2。

在大多数实际情况中，切割头的刀片都是由电动机来驱动的。电动机可被安装成与刀片同轴(直接传动)，或者被安装到与刀片平行的轴线上(间接传动，例如通过皮带进行传动)。

直接驱动的结构非常简单，且制造成本低廉，但缺点在于：电动机的尺寸通常要大于法兰的直径，实质上这将阻止刀片借助于其整体尺寸完全发挥其最大切割能力，减小了刀片在所切割材料中的最大穿透深度。

在另一方面，间接传动的结构能将皮带轮安装到刀片的轴线上，刀片的直径等于或小于法兰的直径，从而不会影响刀片的切割能力。

因而，只要在刀片直径确定的情况下希望获得最大的切割能力，通常趋于采用间接的传动方式。

决定并限制裁断机切割能力的另一个因素是所要切割的棒材或挤出件与刀片之间的相对定位关系。

为了能对棒材或挤出件进行切割，往往是将棒材或挤出件放置在水平面或竖直面内，从而能在待切割工件横截面的X、Y方向上形成绝对参照系，进而能在长度与角度方面实现精确的切割。

刀片轴线相对于水平基准面的高度是每个裁断机的特征尺寸参数，该尺寸有助于决定裁断机的真实切割能力。