废旧钢丝卷对中收拢与防崩散笼式防护切割一体机及方法与流程

本发明涉及金属剪切加工机床，尤其涉及一种废旧钢丝卷对中收拢与防崩散笼式防护切割一体机及方法。

背景技术：

1、废旧钢丝卷是工业生产、建筑施工及制造等领域产生的大宗废旧金属物料，来源广泛，数量巨大。废旧钢丝卷在使用和存放过程中，因外力作用或捆扎失效，通常呈松散、变形、截面不规则的状态，钢丝圈层之间排列混乱，无法保持原有的紧实卷形。

2、在废旧钢丝卷的回收再利用过程中，通常需要经历收拢整形、对中定位、切割分段等核心工序，以便后续的熔炼、打包或运输。然而，现有技术在上述工序中存在以下突出问题：

3、一、松散钢丝卷的对中收拢困难：现有的卷材夹持装置多采用一体式固定锥套，通过两端锥面对卷材端面施压实现对中。该结构锥角固定，仅能适应特定规格的规则卷材，面对松散、变形、端面不齐整的废旧钢丝卷时，夹持过程中钢丝圈难以自动归位，对中效果差，容易造成夹持偏斜或夹持失败。

4、二、一次性夹紧难以有效整理松散卷形：由于废旧钢丝卷层间松散，传统夹持机构一次性施压夹紧时，钢丝圈受力不均，内层钢丝无法随外层钢丝同步收拢，导致整形不充分，钢丝卷内部仍存在错乱和间隙，影响后续加工的稳定性。

5、三、切割工序中钢丝崩散问题突出：废旧钢丝卷在进行轴向剪切分段时，由于钢丝本身具有较强的弹性储能，切断瞬间钢丝容易向四周弹射崩散，既存在严重的安全隐患，又造成物料散落难以收集，需要额外的人工整理，大幅降低生产效率。

6、四、收拢与剪切工序割裂，设备利用率低：现有工艺中，废旧钢丝卷的收拢整形与剪切分段通常在不同设备上分步完成，工件需要多次转移、重新定位，工序繁琐，辅助时间长，设备占用空间大，整体处理效率低下。

7、综上所述，现有技术缺乏一种能够适应松散废旧钢丝卷的径向收拢对中、多规格自适应夹持，并能在同一台剪切加工设备上完成收拢定位与剪切防崩散功能的机床。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了解决现有废旧钢丝卷回收处理过程中收拢整形与切割分段工序割裂、需多设备分步完成且切割时钢丝易崩散飞溅的技术问题，本发明提供一种废旧钢丝卷对中收拢与防崩散笼式防护切割一体机及方法，通过将同轴相对设置的两个可变型工作面，使其在第一工作状态（轴向夹角<90°）下围合形成锥形收拢面，对松散废旧钢丝卷实施径向收拢与对中定位；并在第二工作状态（轴向夹角>90°）下使两侧组成可变型工作面的多组杆件相互交错插入围合形成笼状结构，以该笼状结构同时作为切割刀的进给导槽和钢丝防崩散的360°外侧约束，实现收拢整形、对中定位与剪切防崩在同一台切割加工设备上的一体化连续作业。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废旧钢丝卷对中收拢与防崩散笼式防护切割一体机，包括：

3、机架；

4、两组横筒，两组所述横筒同轴设置于所述机架上，且由驱动机构驱动沿轴向相互靠近或远离；

5、组合杆单元，分别设置于两组所述横筒上，各所述组合杆单元由铰接于所述横筒侧壁靠近端部，并沿所述横筒周向分布的若干杆件组成，同一所述横筒上的各所述杆件围绕所述横筒的轴线均匀间隔分布，且通过角度调节机构调整各所述杆件与所述横筒之间的夹角，使各所述杆件围合成可变形态的工作面；两组所述横筒上的杆件在周向上交错分布，且同一所述横筒上相邻两所述杆件之间的间距大于单根杆件的宽度；

6、中心轴，所述中心轴与两组所述横筒同轴设置，所述中心轴的一端与其中一组横筒的端面固定连接，另一端可滑动地插入另一组横筒的端口内，废旧钢丝卷套装所述中心轴上；中心轴取放钢丝卷时只需沿轴向抽出滑动端横筒，即可露出中心轴将钢丝卷套入或卸下；

7、切割机构，设置于所述机架上，所述切割机构的切割刀为条形剪切刀，由切割驱动件驱动沿直线路径进给，对套设于所述中心轴上的钢丝卷实施剪切切断；

8、所述组合杆单元兼具工件夹持与剪切防护功能，构成剪切一体机的工件夹持及防护附件。

9、所述一体机具有第一工作状态和第二工作状态：

10、在所述第一工作状态，各所述杆件与所述横筒之间的夹角小于90°，各所述杆件围合形成锥形工作面，两组所述横筒相互靠近时，所述锥形工作面从两端夹持废旧钢丝卷的端面，对松散钢丝卷实施径向收拢与轴向对中定位；

11、在所述第二工作状态，两组所述横筒上各所述杆件与所述横筒之间的夹角大于90°，两组所述横筒上的杆件相互交错插入，围合形成包覆于废旧钢丝卷外侧的笼状结构，所述切割机构的切割刀沿所述杆件之间的间隙进给实施剪切，所述笼状结构从外侧束缚钢丝以防止切断后的钢丝崩散。

12、本方案通过将横筒端部的杆件构造为夹角可调的铰接组合体，使同一套组合杆单元在第一工作状态下围合形成锥形工作面，对松散、变形的废旧钢丝卷实施径向收拢和轴向对中；在第二工作状态下翻转交错形成笼状结构，同时承担剪切进给导槽和防崩防护功能，即可实现收拢整形、对中定位、剪切导向和防崩防护四种功能在同一台剪切加工设备上的一体化集成，消除了传统工序中工件多次转运、重新定位的辅助时间，大幅提高了废旧钢丝卷剪切回收处理效率。

13、在其中一些实施例中，所述中心轴的外周面上开设有沿轴向延伸的刀槽，所述刀槽在周向上的位置与两组所述横筒上的杆件交错插入后所形成的杆件间隙位置相对应；

14、所述刀槽的宽度大于或等于所述切割刀厚度，所述切割刀沿所述杆件间隙进给时，刀刃伸入所述刀槽内。

15、通过在中心轴外周面对应杆件间隙位置开设刀槽，切割刀沿杆件间隙进给时可顺畅伸入刀槽内，使刀刃能够贯穿钢丝卷的整个径向厚度，实现对钢丝卷的完全切断。

16、在其中一些实施例中，所述驱动机构驱动两组所述横筒沿轴向相互靠近的过程中，还驱动两组所述横筒沿轴向进行小幅度往复运动，使两组所述横筒上的所述组合杆单元对废旧钢丝卷的两端面交替施加压紧力和释放力，促使松散钢丝逐层归位对中。

17、废旧钢丝卷因长期存放和转运，层间松散程度不一、钢丝圈相互错乱。本方案通过驱动机构在横筒靠近过程中叠加往复运动，使组合杆单元对钢丝卷端面施加周期性变化的压紧力：压紧阶段驱动外层钢丝向内收拢，释放阶段内层钢丝获得微小的错动空间并在重力及弹性回复力作用下重新排列；经过多次循环，松散钢丝自外向内逐层归位，实现钢丝卷从表层到内芯的充分整形。

18、在其中一些实施例中，所述角度调节机构包括滑动套装于所述横筒上的角度调节环和铰接于各所述杆件与所述角度调节环之间的联动杆，所述角度调节环沿所述横筒的轴线方向滑动时通过所述联动杆带动各所述杆件绕铰接点同步转动，以调节各所述杆件与所述横筒之间的夹角。通过角度调节环的轴向滑动即可驱动所有杆件同步、同角度转动，实现工作状态的快速切换。

19、一种废旧钢丝卷对中收拢与防崩散笼式防护切割方法，包括以下步骤：

20、将废旧钢丝卷套设于中心轴上，所述中心轴位于两组横筒之间；

21、驱动两组所述横筒沿轴向相互靠近，各杆件与横筒之间的夹角保持小于90°，组合杆单元围合形成锥形工作面，两组锥形工作面从两端夹持废旧钢丝卷的端面，在横筒靠近过程中锥面将松散钢丝逐层向中心径向收拢，并使钢丝卷的轴线与横筒的轴线自动对中；

22、继续驱动两组所述横筒沿轴向相互靠近至预定位置，通过角度调节机构调整各杆件与横筒之间的夹角至大于90°，两组横筒上的杆件在周向上交错布置并相互插入，围合形成包覆于废旧钢丝卷外侧的笼状结构；

23、驱动切割刀沿相邻杆件之间的间隙直线进给，对所述废旧钢丝卷进行轴向剪切，剪切过程中所述笼状结构从外侧束缚所述废旧钢丝卷，切断后的钢丝被杆件拦截以防止向外崩散。

24、本发明的有益效果是：

25、1、同一组合杆单元在第一工作状态（夹角<90°）下围合形成锥形工作面，对松散废旧钢丝卷实施径向收拢与轴向对中；在第二工作状态（夹角>90°）下翻转交错形成笼状结构，同时承担剪切进给导槽和防崩防护功能。废旧钢丝卷从放入到剪切完成，全部在同一台剪切加工设备上连续完成，无需在不同设备间转运和重新定位。

26、2、杆件对插形成的笼状结构在剪切发生之前即已从外侧360°包裹束缚整卷钢丝。废旧钢丝切断时内部弯曲弹性变形能瞬间释放，崩散力被杆件直接拦截。防崩功能不需要另加零件和成本。

27、3、利用相邻杆件之间沿轴向贯通后自身的几何间隙构成切割刀的进给通道，实现导向功能与夹持功能的结构复用。