一种机械零件加工用的切割加工装置的制作方法

1.本发明属零件切割设备技术领域，尤其涉及一种机械零件加工用的切割加工装置。


背景技术：

2.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，同时综合使用车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，以形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(hev)、纯电动汽车(bev，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(fcev)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车上的一些杆状零件，例如传动轴，在生产加工过程中，就需要使用到切割设备，将长度较长的金属杆材切割成适当的长度。
3.传统的切割方式是先量好需切割的长度后，在所需长度的一端设置固定块，切刀在所需长度的另一端，在切割时，使金属杆材一端与固定块相抵，切刀对金属杆材进行切割，切割效率低，切口不平滑，为此部分厂家采用激光切割的方式进行切割，能够大大提高切割效率，使切口平滑，但采用激光切割设备具有以下缺点：
4.1、激光切割设备能够定长切割杆状零件(一般由操作人员调控数据进行定长切割)，但由于设备不具有自动上料、自动定长和自动下料装置，导致激光切割设备无法批量定长切割杆状零件。
5.2、激光切割会产生大量热量，为避免产品变形需要在切割过程中向产品喷淋水降温。为节约水资源激光切割设备一般配置有水循环系统，但杆状零件的激光切割设备受设备的体积限制，无法配备大型自然降温水循环系统，其水循环路径较短，自然冷却效果较差，所以若想实现水循环则必须在循环路径上添加电驱动换热设备，长期运行成本较高。
6.有鉴于此，如何提供一种能够全部或部分解决上述技术问题的杆状零件激光切割设备，是本领域人员亟需解决的一个问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种杆状零件激光切割装置，以解决上述问题，达到连续定长切割、自动上料下料且能够对循环水自然降温的目的。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种机械零件加工用的切割加工装置，包括：机架，所述机架具有左侧板、右侧板和顶板，所述左侧板上开设有进料口；上料机构，所述上料机构能够将原料从所述进料口水平输送至所述机架内；激光切割机构，所述激光切割机构固定设置于所述机架内并与所述顶板固定连接，所述激光切割机构靠近所述左侧板设置；定长挡板，所述定长挡板竖直设置，所述定长挡板的右侧面与第一伸缩电机的伸缩杆固定连接，所述第一伸缩电机固定设置于所述右侧板上；所述定长挡板上设置有接触式传感器和/或红外传感器；弹性支撑件，所述弹性支撑件与所述机架内侧壁连接，其底部具有弹性下料口，所述弹性支撑件与所述进料口位置对应，所述原料能够从所述进料口水平
移动至所述弹性支撑件上，所述弹性下料口受压时宽度增大，切割后的产品能够从所述弹性下料口落下；下压机构，当所述原料位于所述机架内时，所述下压机构与所述原料位置对应，所述下压机构能够将所述原料从所述弹性下料口推出；传送带，所述传送带位于所述弹性支撑件的下方；中央控制器，所述上料机构、激光切割机构、第一伸缩电机和下压机构均与所述中央控制器通信连接。
9.本发明的有益效果是：
10.通过上料机构将原料水平输送到机架内，通过定长挡板将原料的切割长度固定，定长挡板与激光切割机构之间的距离即为切割后的产品长度，切割过程中弹性支撑件为暂时性的支撑结构，能够避免切割临近结束时产品与原料部分分离、倾斜造成切割误差，切割结束后产品可通过弹性支撑件底部的弹性下料口自动下料，实现杆状原料自动上料、定长切割和自动下料的技术效果。使设备具有批量定长切割杆状零件的功能。
11.进一步的，所述上料机构包括：传送辊，所述传送辊设置于所述原料的下方并能够带动所述原料向所述进料口水平移动；压辊，所述压辊设置于所述原料的上方，所述原料设置于所述传送辊和所述压辊之间，所述传送辊与所述中央控制器通信连接。杆状原料位于传送辊和压辊之间可保证传送方向精准，不会产生原料偏移的问题。
12.进一步的，所述弹性支撑件包括：固定块，所述固定块与所述机架内侧壁连接；所述固定块有两个，且相对于原料的上料方向对称设置；支撑板，所述支撑板一端与所述固定块的上边缘铰接，另一端向斜下方延伸，所述支撑板与所述固定块的下边缘之间设置有弹簧；位于两个所述固定块上的两个所述支撑板之间形成弹性下料口。还包括：第二伸缩电机，所述第二伸缩电机的伸缩杆水平设置并与所述所述固定块固定连接；第三伸缩电机，所述第三伸缩电机固定设置在所述机架的内侧壁上，其伸缩杆竖直设置并与所述第二伸缩电机固定连接，所述第二伸缩电机和所述第三伸缩电机与所述中央控制器通信连接。
13.激光切割与传统切割方式最大的区别在于激光切割对于原料基本不会产生切割力，因此激光切割时需要注意的地方只有定长与支撑这两项，且对于支撑件的支撑力要求不高，能够支撑原料的重量即可，本技术通过与弹簧连接的支撑板对原料进行支撑，切割结束后通过下压机构将产品从弹性下料口中向下推出，实现了自动下料的技术效果。同时，为适配各种尺寸的杆状原料，本技术通过第二伸缩电机结合第三伸缩电机能够对弹性支撑件的高度以及两个弹性支撑件之间的距离进行调整。
14.进一步的，所述下压机构包括：第四伸缩电机，所述第四伸缩电机位于所述机架内并与所述顶板固定连接；柔性下压件，所述柔性下压件与所述原料形状适配，其上端与所述第四伸缩电机的伸缩杆固定连接，所述第四伸缩电机与所述中央控制器通信连接。柔性下压件由柔性材料制成，与切割后的产品接触后能够产生一定形变，可适应多种型号的杆状原料，同时也能够避免下压力对切割后的产品造成损伤。
15.进一步的，还包括：喷淋机构，所述喷淋机构与所述机架内侧壁固定连接，所述喷淋机构的喷淋头朝向所述原料；集水箱，所述集水箱设置于所述传送带下方，所述传送带贯穿上下表面设置有多个通孔，所述喷淋头喷出的水能够从所述通孔落入所述集水箱内；储水箱，所述储水箱固定设置于所述机架的外侧壁上并靠近所述顶板设置，所述储水箱与所述喷淋机构连通并向所述喷淋机构供水，所述储水箱与所述集水箱通过输水管道连通，所述输水管道上设置有电控泵，所述喷淋机构和所述电控泵与所述中央控制器通信连接。
16.在激光切割设备的下方加装传送带后，传送带会影响喷淋水的收集工作，因此本技术将传送带设置多个通孔，通孔不会影响产品运输还能够使喷淋水从通孔中流入集水箱内，使喷淋水能够正常收集，为水循环系统提供保障。
17.进一步的，所述输水管道盘旋设置在所述机架外侧壁上。还包括散热层，所述散热层固定设置于所述机架外侧壁上，所述散热层由金属制成，其贯穿上下表面设置有多个散热孔，所述输水管道固定设置在所述散热层上。
18.为实现水循环系统短路径自然冷却，本技术将输水管道盘旋设置在机架外侧壁上，在最小的空间里最大化的延长输水路径；同时在输水管道外侧设置散热层，散热层由金属制成，金属具有良好的散热性，结合散热层开设的散热孔，加快空气对流，可实现输水管道内的循环水自然冷却降温的效果使其能够应用到杆状零件激光切割设备中。
19.进一步的，还包括距离传感器，所述距离传感器包括移动端和固定端，所述移动端设置于所述定长挡板的右侧面，所述固定端设置于所述右侧板上，所述移动端和所述固定端位于同一水平面且位置对应，所述移动端和所述固定端均与所述中央控制器通信连接。
20.产品的定长工作由中央控制器操控第一伸缩电机并移动定长挡板实现，实际上控制了第一伸缩电机的伸缩杆的移动距离就能够控制产品的长度。本技术为提高精度，增设了距离传感器，精确掌握定长挡板与右侧板之间的距离；定长挡板的厚度固定、激光切割机构的位置固定，因此当定长挡板与右侧板之间的距离确定时即可计算得出产品的长度，进而实现定长切割的技术效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
22.图1为整体结构正视图；
23.图2为整体结构右视图；
24.图3为传送带俯视图；
25.图4为机架外部结构正视图；
26.图5为机架外部结构俯视图；
27.其中，1-机架，101-左侧板，102-右侧板，103-顶板，2-激光切割机构，3-定长挡板，4-第一伸缩电机，5-红外传感器，6-弹性支撑件，601-弹性下料口，602-固定块，603-支撑板，604-弹簧，7-下压机构，701-第四伸缩电机，702-柔性下压件，8-传送带，9-传送辊，10-压辊，11-第二伸缩电机，12-第三伸缩电机，13-喷淋机构，14-集水箱，15-储水箱，16-输水管道，17-电控泵，18-散热层，1801-散热孔，19-距离传感器。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.本实施例提供一种机械零件加工用的切割加工装置，包括：机架1，机架1具有左侧板101、右侧板102和顶板103，左侧板101上开设有进料口；上料机构，上料机构能够将原料从进料口水平输送至机架1内；激光切割机构2，激光切割机构2固定设置于机架1内并与顶板103固定连接，激光切割机构2靠近左侧板101设置；定长挡板3，定长挡板3竖直设置，定长挡板3的右侧面与第一伸缩电机4的伸缩杆固定连接，第一伸缩电机4固定设置于右侧板102上；定长挡板3上设置有红外传感器5；弹性支撑件6，弹性支撑件6与机架1内侧壁连接，其底部具有弹性下料口601，弹性支撑件6与进料口位置对应，原料能够从进料口水平移动至弹性支撑件6上，弹性下料口601受压时宽度增大，切割后的产品能够从弹性下料口601落下；下压机构7，当原料位于机架1内时，下压机构7与原料位置对应，下压机构7能够将原料从弹性下料口601推出；传送带8，传送带8位于弹性支撑件6的下方；中央控制器，上料机构、激光切割机构2、第一伸缩电机4和下压机构7均与中央控制器通信连接。
31.在本实施例中，上料机构包括：传送辊9，传送辊9设置于原料的下方并能够带动原料向进料口水平移动；压辊10，压辊10设置于原料的上方，原料设置于传送辊9和压辊10之间，传送辊9与中央控制器通信连接。
32.在本实施例中，弹性支撑件6包括：固定块602，固定块602与机架1内侧壁连接；固定块602有两个，且相对于原料的上料方向对称设置；支撑板603，支撑板603一端与固定块602的上边缘铰接(铰接连接件可以是但不限于铰接杆)，另一端向斜下方延伸，支撑板603与固定块602的下边缘之间设置有弹簧604；位于两个固定块602上的两个支撑板603之间形成弹性下料口601。还包括：第二伸缩电机11，第二伸缩电机11的伸缩杆水平设置并与固定块602固定连接；第三伸缩电机12，第三伸缩电机12固定设置在机架1的内侧壁上，其伸缩杆竖直设置并与第二伸缩电机11固定连接，第二伸缩电机11和第三伸缩电机12与中央控制器通信连接。在本实施例中，设计时应当考虑弹簧604的弹力充足，避免产品切割结束后产品依靠自身重力就能够克服弹簧604的弹力从弹性下料口601下料。
33.在本实施例中，下压机构7包括：第四伸缩电机701，第四伸缩电机701位于机架1内并与顶板103固定连接；柔性下压件702，柔性下压件702与原料形状适配，其上端与第四伸缩电机701的伸缩杆固定连接，第四伸缩电机701与中央控制器通信连接。柔性下压件702由橡胶制成。在本实施例中，弹性支撑件6设置有两个，分别靠近左侧板101和定长挡板3设置，柔性下压件702位于两个弹性支撑件6之间，下压时不会与支撑板603接触。
34.在本实施例中，还包括：喷淋机构13，喷淋机构13与机架1内侧壁固定连接，喷淋机构13的喷淋头朝向原料；集水箱14，集水箱14设置于传送带8下方，传送带8贯穿上下表面设置有多个通孔，喷淋头喷出的水能够从通孔落入集水箱14内；储水箱15，储水箱15固定设置于机架1的外侧壁上并靠近顶板103设置，储水箱15与喷淋机构13连通并向喷淋机构13供水，储水箱15与集水箱14通过输水管道16连通，输水管道16上设置有电控泵17，喷淋机构13和电控泵17与中央控制器通信连接。在本实施例中传送带8的上表面铺设橡胶层(橡胶层上也具有通孔，不影响排水)，该橡胶层既可以防水又可以对切割后的产品进行保护，避免切割后的产品下料过程中划伤。
35.在本实施例中，输水管道16盘旋设置在机架1外侧壁上。还包括散热层18，散热层18固定设置于机架1外侧壁上，散热层18由金属制成，本实施例选用铝材制成，其贯穿上下表面设置有多个散热孔1801，输水管道16固定设置在散热层18上。在本实施例中，出于结构合理性的考虑，传送带8向右侧板102方向传送，右侧板102下方预留传送带8的安装空间，集水箱14的出水位置也位于右侧板102的下方并与输水管道16连通，喷淋机构13设置在与右侧板102相邻的两侧内侧壁上，与之对应的储水箱15则设置在与右侧板102相邻的两侧外侧壁上，散热层18设置在上述外侧壁上。集水箱14与传送带8都和左侧板101之间留有间隙，该间隙上方对应激光切割机构2的实际切割线，这个间隙不需要很大，只要保证激光不会照射到传送带8和集水箱14即可，此外需要说明的是，该间隙很小，所以基本不会影响喷淋水对产品降温后落到传送带8上。
36.在本实施例中，还包括距离传感器19，距离传感器19包括移动端和固定端，移动端设置于定长挡板3的右侧面，固定端设置于右侧板102上，移动端和固定端位于同一水平面且位置对应，移动端和固定端均与中央控制器通信连接。
37.具体工作过程如下：
38.1、原料定长
39.根据预设的切割长度启动第一伸缩电机4，其伸缩杆带动定长挡板3向左移动，直至达到预设位置，此时定长挡板3与激光切割机构2之间的距离应当与预设切割长度相同。距离传感器19的移动端和固定端检测定长挡板3与右侧板102之间的距离，并将该数据上传中央控制器，中央控制器根据该距离计算得出定长挡板3与激光切割机构2之间的距离，将该距离与预设切割长度进行对比，判断第一伸缩电机4的伸缩杆是否准确到达预设位置，如有偏差通过中央控制器启动第一伸缩电机4进行微调。启动第二伸缩电机11和第三伸缩电机12，将弹性支撑件6移动至支撑板603恰好能够支撑原料的位置。
40.2、上料
41.原料经传送辊9和压辊10协同作用送入进料口并沿水平方向继续移动，过程中原料与支撑板603保持抵接，当红外传感器5检测到原料与定长挡板3接触时，向中央控制器发送信号，控制器控制传送辊9停止。此时原料通过支撑板603、进料口和传送辊9共同支撑。
42.3、激光切割
43.启动激光切割机构2，激光切割机构2将原料进行切割，切割后产品由支撑板603进行支撑，受产品自身重力影响轻微下压支撑板603，弹性下料口601轻微变宽但不会使产品从弹性下料口601中下落。
44.4、喷淋及水循环
45.激光切割机构2工作过程中，喷淋机构13向切割位置及产品喷水对产品进行降温，降温后多余的喷淋水下落至传送带8上，从传送带8的通孔流入集水箱14内，经电控泵17作用集水箱14内的水流入输水管道16中，沿机架1外侧壁上的散热层18盘旋流动，流动过程中，热量传导至散热层18中进行散热，散热孔1801加强空气对流提高散热效果，换热后的水经输水管道16最终回流至储水箱15内为喷淋机构13供水实现水循环。
46.5、下料
47.产品切割结束后，启动第四伸缩电机701，第四伸缩电机701带动柔性下压件702下移直至与产品接触，柔性下压件702继续下移通过下压产品间接对支撑板603施压，支撑板
603下方的弹簧604受压收缩，弹性下料口601扩张，产品从弹性下料口601下落至传送带8上，支撑板603失去压力后由弹簧604进行复位，第四伸缩电机701收回伸缩杆，准备进行下一次激光切割工作。
48.本发明提供一种机械零件加工用的切割加工装置，通过上料机构将原料水平输送到机架内，通过定长挡板将原料的切割长度固定，定长挡板与激光切割机构之间的距离即为切割后的产品长度，切割过程中弹性支撑件为暂时性的支撑结构，能够避免切割临近结束时产品与原料部分分离、倾斜造成切割误差，切割结束后产品可通过弹性支撑件底部的弹性下料口自动下料，实现杆状原料自动上料、定长切割和自动下料的技术效果。使设备具有批量定长切割杆状零件的功能。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，包括：机架(1)，所述机架(1)具有左侧板(101)、右侧板(102)和顶板(103)，所述左侧板(101)上开设有进料口；上料机构，所述上料机构能够将原料从所述进料口水平输送至所述机架(1)内；激光切割机构(2)，所述激光切割机构(2)固定设置于所述机架(1)内并与所述顶板(103)固定连接，所述激光切割机构(2)靠近所述左侧板(101)设置；定长挡板(3)，所述定长挡板(3)竖直设置，所述定长挡板(3)的右侧面与第一伸缩电机(4)的伸缩杆固定连接，所述第一伸缩电机(4)固定设置于所述右侧板(102)上；所述定长挡板(3)上设置有接触式传感器和/或红外传感器(5)；弹性支撑件(6)，所述弹性支撑件(6)与所述机架(1)内侧壁连接，其底部具有弹性下料口(601)，所述弹性支撑件(6)与所述进料口位置对应，所述原料能够从所述进料口水平移动至所述弹性支撑件(6)上，所述弹性下料口(601)受压时宽度增大，切割后的产品能够从所述弹性下料口(601)落下；下压机构(7)，当所述原料位于所述机架(1)内时，所述下压机构(7)与所述原料位置对应，所述下压机构(7)能够将所述原料从所述弹性下料口(601)推出；传送带(8)，所述传送带(8)位于所述弹性支撑件(6)的下方；中央控制器，所述上料机构、激光切割机构(2)、第一伸缩电机(4)和下压机构(7)均与所述中央控制器通信连接。2.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，所述上料机构包括：传送辊(9)，所述传送辊(9)设置于所述原料的下方并能够带动所述原料向所述进料口水平移动；压辊(10)，所述压辊(10)设置于所述原料的上方，所述原料设置于所述传送辊(9)和所述压辊(10)之间，所述传送辊(9)与所述中央控制器通信连接。3.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，所述弹性支撑件(6)包括：固定块(602)，所述固定块(602)与所述机架(1)内侧壁连接；所述固定块(602)有两个，且相对于原料的上料方向对称设置；支撑板(603)，所述支撑板(603)一端与所述固定块(602)的上边缘铰接，另一端向斜下方延伸，所述支撑板(603)与所述固定块(602)的下边缘之间设置有弹簧(604)；位于两个所述固定块(602)上的两个所述支撑板(603)之间形成弹性下料口(601)。4.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，还包括：第二伸缩电机(11)，所述第二伸缩电机(11)的伸缩杆水平设置并与所述所述固定块(602)固定连接；第三伸缩电机(12)，所述第三伸缩电机(12)固定设置在所述机架(1)的内侧壁上，其伸缩杆竖直设置并与所述第二伸缩电机(11)固定连接，所述第二伸缩电机(11)和所述第三伸缩电机(12)与所述中央控制器通信连接。5.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，所述下压机构(7)包括：
第四伸缩电机(701)，所述第四伸缩电机(701)位于所述机架(1)内并与所述顶板(103)固定连接；柔性下压件(702)，所述柔性下压件(702)与所述原料形状适配，其上端与所述第四伸缩电机的伸缩杆固定连接，所述第四伸缩电机(701)与所述中央控制器通信连接。6.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，还包括：喷淋机构(13)，所述喷淋机构(13)与所述机架(1)内侧壁固定连接，所述喷淋机构(13)的喷淋头朝向所述原料；集水箱(14)，所述集水箱(14)设置于所述传送带(8)下方，所述传送带(8)贯穿上下表面设置有多个通孔，所述喷淋头喷出的水能够从所述通孔落入所述集水箱(14)内；储水箱(15)，所述储水箱(15)固定设置于所述机架(1)的外侧壁上并靠近所述顶板(103)设置，所述储水箱(15)与所述喷淋机构(13)连通并向所述喷淋机构(13)供水，所述储水箱(15)与所述集水箱(14)通过输水管道(16)连通，所述输水管道(16)上设置有电控泵(17)，所述喷淋机构(13)和所述电控泵(17)与所述中央控制器通信连接。7.根据权利要求6所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，所述输水管道(16)盘旋设置在所述机架(1)外侧壁上。8.根据权利要求7所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，还包括散热层(18)，所述散热层(18)固定设置于所述机架(1)外侧壁上，所述散热层(18)由金属制成，其贯穿上下表面设置有多个散热孔(1801)，所述输水管道(16)固定设置在所述散热层(18)上。9.根据权利要求1所述的一种机械零件加工用的切割加工装置，其特征在于，还包括距离传感器(19)，所述距离传感器(19)包括移动端和固定端，所述移动端设置于所述定长挡板(3)的右侧面，所述固定端设置于所述右侧板(102)上，所述移动端和所述固定端位于同一水平面且位置对应，所述移动端和所述固定端均与所述中央控制器通信连接。

技术总结
本发明提供一种机械零件加工用的切割加工装置，包括：机架，上料机构能够将原料从进料口水平输送至机架内，激光切割机构与顶板固定连接，定长挡板的右侧面与第一伸缩电机的伸缩杆固定连接，定长挡板上设置有红外传感器，弹性支撑件与机架内侧壁连接，其底部具有弹性下料口；通过上料机构将原料水平输送到机架内，通过定长挡板将原料的切割长度固定，定长挡板与激光切割机构之间的距离即为切割后的产品长度，切割过程中弹性支撑件为暂时性的支撑结构，能够避免切割临近结束时产品与原料部分分离、倾斜造成切割误差，切割结束后产品可通过弹性支撑件底部的弹性下料口自动下料，实现杆状原料自动上料、定长切割和自动下料的技术效果。果。果。


技术研发人员：王军 王全乐 王青伟 岳秋生
受保护的技术使用者：保定华岳汽车零部件制造有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/24