專利名稱：一種切割/銑刀頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通常使用在多軸線切割機或銑床中的類型的切割/銑刀頭，且其中切割端部/銑刀的方向角必需在工作改變。
背景技術(shù)：
多軸線切割機可以用于許多目的。在本說明書中，多軸線指的是一機床以多于兩根的導(dǎo)向軸線來工作。典型的應(yīng)用為切割金屬板和管子形式的金屬，或者切割布匹或薄片形式的合成材料。
在所述類型的機床中所使用的切割介質(zhì)例如可以是乙炔/氧氣氣體、等離子體、激光或者水，這取決于所要切割的材料。
例如，當(dāng)將鋼板切割成所需的形狀并沿著所有或部分的側(cè)邊有一焊接凹槽時，重要的是能以適于切割介質(zhì)的一恒定速度來行進(jìn)切割端部，還有，當(dāng)如在板的角部處進(jìn)行切割的情況中那樣、切割方向快速變化時，也要能做到速度恒定。
為了保持相對工件加工邊的正確切割角度，切割端部必需轉(zhuǎn)動，以保持其相對切割邊的方向。
當(dāng)使用等離子體作為切割介質(zhì)以切割10毫米厚的鋼板時，通常采用大致為每分鐘3米的進(jìn)給速率。因此，當(dāng)切割端部到達(dá)一角部時，如果保持恒定的切割速度，就需要在十分短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)變切割端部的方向。如果用0.25秒來將切割端部繞一角部轉(zhuǎn)過90°，則可能獲得的最小半徑將約為8毫米。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切割頭無法如上所述那樣快地轉(zhuǎn)向，因而，當(dāng)使用要求一恒定切削速度以獲得一良好的結(jié)果的切割介質(zhì)時，這樣的切割頭是不適于切割較尖的角部的。因此，當(dāng)使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切割頭時，在切割端部達(dá)到要求形成一尖銳角部的位置時，就必須暫停切割，從而轉(zhuǎn)動切割頭，并在新方向上開始切割。
還證實，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切割頭對切割過程中所產(chǎn)生的金屬切屑或其它的污染物敏感。
在運行方面，如同那些上文所述的情況也可以存在與銑床中。例如，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，孔的斜切割要求使用其幾何形狀形成為在轉(zhuǎn)動銑刀跟隨著孔邊時與斜面互補的銑刀。通過適用根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以借助于例如一圓柱形銑刀來斜切割一邊緣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是補救現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明可實現(xiàn)該目的，在下文的描述和所附權(quán)利要求書中給出了本發(fā)明的特征。
眾所周知的類型的一切割機裝配有一種切割頭，該切割頭設(shè)計成能在十分短的時間內(nèi)改變切割端部的方向。在改變切割頭的切割端部的方向的過程中，切割端部是受控制的，以使其保持離切割頭的軸線上的一固定點為一恒定距離。
在說明書的詳細(xì)說明部分中，將參照附圖對該切割頭的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。
附圖簡述下文描述了示于附圖中的一較佳實施例的非限制性例子，在諸附圖中

圖1是部分被剖開的一切割頭的側(cè)視圖；圖2示出圖1中的截面I-I；圖3是其中切割頭的轉(zhuǎn)軸已相對圖1轉(zhuǎn)過90°的側(cè)視圖，且其中切割端部所示為處于垂直位置；圖4示出與圖3相同的裝置，但在該圖中，切割端部相對切割頭的垂直軸線成一角度；圖5示出了與圖2相同的裝置，但在該圖中，切割端部相對切割頭的垂直軸線成一更大的角度；以及圖6示出了一可選擇的實施例，其中皮帶/鏈連接被十字頭導(dǎo)承所替代。
具體實施例方式
在附圖中，標(biāo)號1表示連接至一切割機2的一切割頭，并且其中，一工件4放置在切割頭1下方的一位置處。
切割頭1包括一殼體6，帶有一較佳地是穿透的、且軸向可動、可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)軸8以及一轉(zhuǎn)動套筒10，該套筒包圍轉(zhuǎn)軸8的下端部12并借助于兩個滾珠軸承14可轉(zhuǎn)動地支承在殼體6的下端部和軸承殼體16上。一蓋子6a封蓋殼體6的三個垂直側(cè)面。轉(zhuǎn)軸8設(shè)置有一通孔8b，并在其中間和上部具有一圓柱形的外橫截面，而在轉(zhuǎn)軸8的下部則具有一矩形的橫截面，見圖2。除了在軸承附近的一部分之外，轉(zhuǎn)動套筒具有方形的橫截面。
轉(zhuǎn)軸8的下中部分裝有一剛性安裝的凸環(huán)18，該凸環(huán)經(jīng)由兩推力軸承20轉(zhuǎn)動地連接至一移動盤22。其縱向軸線平行于轉(zhuǎn)軸8的中轉(zhuǎn)軸線8a的至少兩個螺母/螺栓單元24沿著環(huán)繞中轉(zhuǎn)軸線8a的一節(jié)圓對稱地分布。螺母/螺栓單元24較佳地是滾珠絲杠類型的，并包括一螺母24a和一螺栓/轉(zhuǎn)軸24b。螺母24a固定至移動盤22，而絲杠螺栓則可轉(zhuǎn)動地支承在殼體6的支承板26a和26b中。
螺栓24b的上端部固定至相應(yīng)的圓盤/嵌齒輪28，后者由起重電動機30經(jīng)傳動件(未示出)和一皮帶/鏈條32驅(qū)動。
圍繞轉(zhuǎn)軸8的上中部，且較佳地是以相同的節(jié)距，設(shè)置多個軸向的細(xì)長凹槽/凹腔34，且它們具有半圓形的橫截面。在殼體6的支承板26c和26d之間可轉(zhuǎn)動地布置一可轉(zhuǎn)動圓盤36?？赊D(zhuǎn)動圓盤36的孔38設(shè)有與轉(zhuǎn)軸8的凹槽34相應(yīng)的半圓形橫截面的縱向凹槽/凹腔40。在每一對凹槽34、40中設(shè)有至少一個滾珠42。可轉(zhuǎn)動圓盤36在外部裝配有一環(huán)繞的嵌齒輪44，并由一旋轉(zhuǎn)電機(未示出)經(jīng)由必要的傳動件(未示出)、一皮帶/鏈條46、帶有轉(zhuǎn)軸50的至少一個圓盤/嵌齒輪48、以及嵌齒輪52來驅(qū)動。轉(zhuǎn)軸(諸轉(zhuǎn)軸)50可轉(zhuǎn)動地支承在殼體6的支承板26c和26d中。
在轉(zhuǎn)動套筒10的兩相對側(cè)中的每一個的附近，設(shè)有一下肘桿60a和一上肘桿60b，上肘桿60b平行于轉(zhuǎn)軸8的中轉(zhuǎn)軸線8a并在下肘桿60a上方垂直地間隔開。肘桿60a和60b的下端部裝有一軸62，該軸可轉(zhuǎn)動支承在轉(zhuǎn)動套筒10中的相應(yīng)通孔64中，并且它在轉(zhuǎn)動套筒10的內(nèi)側(cè)上安裝至相應(yīng)的嵌齒輪66。嵌齒輪66嚙合一齒條68，該齒條剛性的安裝至轉(zhuǎn)軸8下端部12的其相應(yīng)側(cè)，見圖2。
在轉(zhuǎn)動套筒10的上述各相對側(cè)上，一軸70a轉(zhuǎn)動地支承在一平行桿72的中間段中，并固定至下肘桿60a的上端部。一上圓盤/嵌齒輪74設(shè)置在該桿的外側(cè)上，并同心且剛性地連接至軸70a。一軸70b以貫穿的方式可轉(zhuǎn)動地支承在平行桿72的上部中，并剛性地安裝至上肘桿60b的上端部。
平行桿72從切割頭1向下凸伸。在它們的下端部附近，諸平行桿72可轉(zhuǎn)動地連接至一切割端部保持件75，切割頭1的切割端部76緊固于該保持件處。切割端部保持件75裝配有一下圓盤/嵌齒輪78，該下圓盤/嵌齒輪78布置成在平行桿72的外側(cè)上與切割端部保持件75的轉(zhuǎn)動軸線同心。一皮帶/鏈條80在上圓盤/嵌齒輪74與下圓盤/嵌齒輪78之間運轉(zhuǎn)，且諸圓盤/嵌齒輪72、78的直徑和齒數(shù)相同。
在圖3中，切割端部76所示為處于一垂直位置，且肘桿60a和60b也設(shè)置在垂直位置。當(dāng)要改變切割端部76相對垂直軸線8a的角度時，起重電動機30沿著一第一轉(zhuǎn)動方向開動，從而使轉(zhuǎn)軸8在皮帶/鏈條32、圓盤/嵌齒輪28、螺母/螺栓單元24、移動盤22以及推力軸承20的作用下向上移動。從而剛性地安裝在轉(zhuǎn)軸8下端部上的齒條68向上移動，使與之嚙合的嵌齒輪66繞它們自身的軸線轉(zhuǎn)動。經(jīng)各軸62剛性地安裝至它們相應(yīng)的嵌齒輪的下肘桿60a、60b在轉(zhuǎn)動中跟隨著嵌齒輪68。在它們共同工作的轉(zhuǎn)動中，下肘桿60a和上肘桿60b將通過可轉(zhuǎn)動地連接至平行桿72的、它們的相應(yīng)的剛性安裝的軸70a、70b，使平行桿72進(jìn)行一平行移動以到達(dá)一新的位置，見圖4。
通過肘桿60a的轉(zhuǎn)動，使剛性地安裝至軸70a的上圓盤/嵌齒輪74繞其自身的中轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動一相應(yīng)的角度。該角度轉(zhuǎn)動經(jīng)由皮帶/鏈條80和下圓盤/嵌齒輪78被傳遞至可轉(zhuǎn)動地連接至平行桿72的切割端部保持件75，從而使切割端部76發(fā)生與肘桿60a、60b相同的角度轉(zhuǎn)動。
切割頭1的幾何結(jié)構(gòu)使得，通過切割端部保持件75的同步橫向移動和轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的切割端部76的角度變化是圍繞切割端部的中心線與轉(zhuǎn)軸8的中轉(zhuǎn)軸線8a之間的一交叉點/樞轉(zhuǎn)點82來進(jìn)行的。在角度變化的過程中，切割端部76與樞轉(zhuǎn)點82的距離保持不變。
通過將工件4放置在相對樞轉(zhuǎn)點82的一合適高度處，則無需側(cè)向移動在一預(yù)定高度、諸如工件4表面處的切割端部76的切削線，就可以改變切割端部76的角度。因而即使在切割端部76的角度必需改變時，也無需相對切割方向側(cè)向移動可能質(zhì)量相當(dāng)大的工件4。在圖5中，切割端部76相對軸線8的角度相比圖4所示的角度進(jìn)一步增加。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(未示出)開動時，轉(zhuǎn)軸8、以及從而切割端部76繞其轉(zhuǎn)軸軸線8a轉(zhuǎn)動，并經(jīng)皮帶/鏈條46、圓盤(諸圓盤)/嵌齒輪(諸嵌齒輪)48、軸(諸軸)50、嵌齒輪(諸嵌齒輪)52、圍繞的嵌齒輪44和可轉(zhuǎn)動的圓盤36經(jīng)由滾珠42以及轉(zhuǎn)軸8，轉(zhuǎn)動至所要的轉(zhuǎn)動角度。
在繞垂直軸線8a轉(zhuǎn)動的過程中和在相對所述軸線8a、在垂直平面內(nèi)角度改變的過程中的切割端部76方向?qū)⒖偸敲鎸修D(zhuǎn)點82的。
在一可選擇的實施例中，見圖6，圓盤/齒輪74、78以及皮帶/鏈條80已被鉸接至一桿88的一第一桿84和一第二桿86所代替。桿84、86以及桿88的動作與上文所述的皮帶/鏈條80的動作相同。
也可以通過使用其它的傳動件、諸如帶有相配蝸輪的一蝸桿來實現(xiàn)軸62的轉(zhuǎn)動。
使用根據(jù)本發(fā)明的切割頭1能快速地改變水平和垂直平面中的切割角度，且該改變在一極短的時間內(nèi)完成，而無需致動很大的慣性力。作為一個例子，即使在以高進(jìn)給速度下、沿著切割方向相對較快地進(jìn)行改變的過程中，也可以相對工件保持恒定切割角度。角度的變化是由一預(yù)先編程的計算機來控制的。
權(quán)利要求
1.一種連接至一切割機/銑床(2)的類型的切割/銑刀頭裝置(1)，并且其中，切割/銑刀頭(1)設(shè)計成，在工作時，能在繞一中轉(zhuǎn)軸線(8a)轉(zhuǎn)動一切割端部/銑刀(76)的同時，改變切割端部/銑刀(76)相對該中轉(zhuǎn)軸線(8a)的角度，其特征在于，可轉(zhuǎn)動地安裝至一轉(zhuǎn)動套筒(10)的至少兩根軸(62)連接至它們的相應(yīng)的、互相平行的下肘桿(60a)和上肘桿(60b)，肘桿(60a，60b)在相對端部處鉸接至一平行桿(72)，并且其中，平行桿(72)的下端部鉸接至一切割端部保持件(75)，平行桿(72)至肘桿(60a，60b)的鉸接連接部與切割端部保持件(75)具有平行的軸線；一第一圓盤/嵌齒輪(74)經(jīng)一軸(70a)剛性地安裝至下肘桿(60a)，在該處軸(70a)構(gòu)成與平行桿(72)的鉸接連接部，以及，一第二圓盤/嵌齒輪(78)在切割端部保持件(75)與平行桿(72)下部的鉸接連接部處剛性地安裝至切割端部保持件(75)，兩圓盤/嵌齒輪借助于一皮帶/鏈條(80)互連，從而切割頭(1)設(shè)計成切割端部的切割方向總是面向一樞轉(zhuǎn)點(82)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，可轉(zhuǎn)動地安裝至一轉(zhuǎn)動套筒(10)的至少兩根軸(62)連接至它們的相應(yīng)的、互相平行的下肘桿(60a)和上肘桿(60b)，肘桿(60a，60b)在相對端部處鉸接至一平行桿(72)，并且其中，平行桿(72)的下端部鉸接至一切割端部保持件(75)，平行桿(72)至肘桿(60a，60b)的鉸接連接部與切割端部保持件(75)具有平行的軸線；一第一桿(84)經(jīng)一軸(70a)剛性地安裝至下肘桿(60a)，在該處軸(70a)構(gòu)成與平行桿(72)的鉸接連接部，以及，一第二桿(86)在切割端部保持件(75)與平行桿(72)下部的鉸接連接部處剛性地安裝至切割端部保持件(75)，兩桿的相對端部借助于一桿(88)以鉸節(jié)方式互連。
3.如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，一軸向可動的轉(zhuǎn)軸(8)裝配有與至少兩個嵌齒輪(66)嚙合的至少一根齒條(68)，其中，嵌齒輪(66)剛性地安裝至它們相應(yīng)的軸(62)。
4.如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，形成用于肘桿(60a，60b)的軸(62)的一軸承殼體的轉(zhuǎn)動套筒(10)可繞連接至切割頭(1)的殼體(6)的轉(zhuǎn)軸(8)的軸線(8a)轉(zhuǎn)動。
5.如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)軸(8)支承地連接至一移動盤(22)，其中，移動盤(22)連接至平行與轉(zhuǎn)軸(8)的至少一個螺母/螺栓連接組件(24)的螺母件(24a)，以及其中，螺母/螺栓連接組件(24)的螺栓件(24b)可轉(zhuǎn)動地支承在切割頭(1)的殼體(6)中。
6.如前述權(quán)利要求中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)軸(8)裝配有相應(yīng)于一可轉(zhuǎn)動圓盤(36)的孔(38)中的一細(xì)長凹腔(40)的至少一個細(xì)長凹腔(34)，其中，一滾珠(42)部分地設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(8)的凹腔(34)中，部分地設(shè)置在可轉(zhuǎn)動圓盤(36)的凹腔(40)中。
全文摘要
一種連接至一切割機/銑床(2)的類型的切割/銑刀頭裝置(1)，并且其中，切割/銑刀頭(1)設(shè)計成，在工作時，能在繞一中轉(zhuǎn)軸線(8a)轉(zhuǎn)動一切割端部/銑刀(76)的同時，改變切割端部/銑刀(76)相對該中轉(zhuǎn)軸線(8a)的角度，以及其中，例如一軸向可動的轉(zhuǎn)軸(8)裝配有與至少兩個嵌齒輪(66)嚙合的至少一根齒條(68)，其中，嵌齒輪(66)通過可轉(zhuǎn)動地安裝至一轉(zhuǎn)動套筒(10)的至少兩根軸(62)連接至它們的相應(yīng)的、互相平行的下肘桿(60a)和上肘桿(60b)，肘桿(60a，60b)在相對端部處鉸接至一平行桿(72)，并且其中，平行桿(72)的下端部鉸接至一切割端部保持件(75)，平行桿(72)至肘桿(60a，60b)的鉸接連接部與切割端部保持件(75)具有平行的軸線。一第一圓盤/嵌齒輪(74)經(jīng)一軸(70a)剛性地安裝至下肘桿(60a)，在該處軸(70a)構(gòu)成與平行桿(72)的鉸接連接部，以及，一第二圓盤/嵌齒輪(78)在切割端部保持件(75)與平行桿(72)下部的鉸接連接部處剛性地安裝至切割端部保持件(75)，兩圓盤/嵌齒輪借助于一皮帶/鏈條(80)互連，從而切割頭(1)設(shè)計成切割端部的切割方向總是面向一樞轉(zhuǎn)點(82)。
文檔編號B23Q1/70GK1545440SQ02816411
公開日2004年11月10日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者珀·奧伊維埃德·勃, 珀 奧伊維埃德 勃 申請人:珀·奧伊維埃德·勃, 珀 奧伊維埃德 勃