铸铝薄壁件自适应切割加工设备的制作方法

本发明涉及切割加工领域，具体为铸铝薄壁件自适应切割加工设备。

背景技术：

1、管状铸铝薄壁件是铸铝零部件中较为常见的一类结构件，其通常呈中空管状，具有壁厚较薄、质量较轻等特点，可应用于汽车零部件、工业设备及管路结构等领域。管状铸铝薄壁件在铸造成型后，通常需要根据实际使用及装配要求进行定长切割，以去除端部余料、分割连续铸件或获得符合尺寸要求的管段。由于铸铝薄壁件自身壁厚较小，在切割过程中容易受到切削力及其他加工因素影响而产生变形，因此需要采用适合薄壁结构的切割方式。

2、目前，管状铸铝薄壁件可采用锯切、砂轮切割、激光切割以及水刀切割等方式进行加工。其中，水刀切割是利用高压水射流对工件进行切割，在水射流中加入磨料后能够形成具有较强切削能力的磨料水射流。由于水刀切割过程中产生的热量较少，能够降低传统热切割方式对铸铝薄壁件造成的热影响，因此适用于部分对热变形较为敏感的铸铝薄壁件的切割加工。

3、在采用磨料水射流进行切割时，磨料作为水刀切割的重要切削介质，会随着高压水流共同作用于工件。部分磨料在完成切割后仍具有一定的粒径及切削能力，经过适当的筛分、分离及处理后仍具有再次使用的可能。因此，将切割过程中使用后的磨料进行回收，并从混合物中分离出具有重复使用价值的磨料，可以减少新磨料的使用量，降低水刀切割过程中的磨料消耗及加工成本，同时也有利于减少废弃磨料的产生。

4、现有技术中，为实现磨料的回收利用，通常会对水刀切割过程中产生的混合物进行收集，并通过过滤、筛分等方式将磨料与水、铝屑及其他杂质进行分离。然而，由于水刀切割过程中会持续产生新的混合物，且磨料、水及切割产生的铝屑等物料的状态较为复杂，使得磨料的连续收集及有效筛分存在一定困难，部分具有重复使用价值的磨料难以得到充分分离和回收，从而影响磨料的实际回收利用率。

5、因此，针对上述问题提供铸铝薄壁件自适应切割加工设备。

技术实现思路

1、本发明为了解决水刀切割过程中磨料难以连续、充分筛分回收的问题，而提供铸铝薄壁件自适应切割加工设备。

2、本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

3、本发明提供了铸铝薄壁件自适应切割加工设备，包括用于安装切割机构的切割壳体，切割壳体的两侧分别设置有用于上料的上料壳体以及用于接料的接料壳体；

4、切割壳体的顶部设置有用于安装切割头的安装台，切割壳体的中部设置有在切割过程中可自转的第一多爪卡盘，第一多爪卡盘用于夹持管状铸铝薄壁件，切割头位于第一多爪卡盘的上方，并能够沿水平方向及竖向移动，以对铸铝薄壁件进行水刀切割；

5、第一多爪卡盘下方设置有集流机构，集流机构包括围设于第一多爪卡盘下方且与所夹持铸铝薄壁件同轴设置的集流罩，集流罩用于收集水刀切割后的混合射流及可重复使用的磨料，集流罩内设置有筛送单元，筛送单元可筛分出可重复使用的磨料；

6、第一多爪卡盘带动铸铝薄壁件转动时，筛送单元沿集流罩的延伸方向运动，且其运动方向与铸铝薄壁件的转动方向相反。

7、在本技术方案中，安装台在切割壳体的顶部沿水平方向移动，切割头可在安装台上沿竖向移动。

8、在本技术方案中，还包括用于驱动第一多爪卡盘自转的第二驱动单元，第二驱动单元设置于切割壳体上，并与第一多爪卡盘传动连接。

9、在本技术方案中，筛送单元包括可在集流罩内移动的筛送组件，筛送组件的移动方向与铸铝薄壁件的转动方向相反，筛送组件用于在移动过程中推动集流罩内沉积的磨料以及承接切割过程中落入集流罩内的磨料；

10、集流罩上设置有第一筛分部，第一筛分部包括嵌合设置于集流罩上的滤网或开设于集流罩上的多个滤孔。

11、在本技术方案中，筛送组件通过传动组件与第一多爪卡盘传动连接，第一多爪卡盘转动时，通过传动组件同步驱动筛送组件在集流罩内移动，且筛送组件的移动方向与第一多爪卡盘的转动方向相反。

12、在本技术方案中，筛送组件包括可在集流罩内移动的筛送板，筛送板上设置有第二筛分部，第二筛分部包括嵌合设置于筛送板上的滤网或开设于筛送板上的多个滤孔；

13、筛送板的顶部连接有传动杆，传动杆与传动组件的输出端传动连接，以将第一多爪卡盘的转动传递至筛送板，并驱动筛送板沿集流罩的延伸方向移动。

14、在本技术方案中，传动组件包括安装架，安装架固定设置于集流罩上，安装架的中部设置有可自转的传动齿轮，传动齿轮的顶部和底部均啮合连接有呈圆弧形结构的齿条，两个齿条均以铸铝薄壁件的自转中心为圆心呈圆弧形延伸；

15、两个齿条均滑动设置于安装架上，且滑动后可复位，其中一个齿条与第一多爪卡盘上的驱动部传动连接，另一个齿条与筛送组件传动连接，传动齿轮用于在两个齿条之间传递动力，以使其中一个齿条移动时带动另一个齿条沿相反方向移动。

16、在本技术方案中，筛送板由集流罩底部向集流罩两侧移动的过程中，在引导件的引导下相对集流罩沿径向移动，以改变筛送板与集流罩内壁之间的间距。

17、在本技术方案中，筛送板的径向端部初始状态下与集流罩的内壁搭接，筛送板移动过程中，在引导件的作用下逐渐向远离集流罩内壁的方向移动，使筛送板的径向端部与集流罩内壁之间形成间隙；

18、或，筛送板的径向端部初始状态下与集流罩的内壁搭接，筛送板移动过程中，在引导件的作用下沿集流罩的径向往复移动，使筛送板的径向端部交替与集流罩内壁脱离及搭接。

19、在本技术方案中，安装架上固定有沿第一多爪卡盘轴向分布的承载轴，且传动齿轮套接在承载轴上，可以在承载轴上自转。

20、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

21、本发明的积极进步效果在于：

22、本技术中的其中一个方面，切割头能够沿水平方向和竖向移动，同时第一多爪卡盘能够带动铸铝薄壁件自转，使切割头与铸铝薄壁件之间形成多自由度相对运动，从而能够根据不同长度、不同管径以及不同切割轨迹要求对管状铸铝薄壁件进行切割，提高了设备对不同规格铸铝薄壁件的适应能力，并有利于提高切割精度及加工效率。

23、本技术中的另一个方面，水刀切割过程中产生的混合射流及磨料落入集流罩内，筛送单元沿集流罩延伸方向运动，并且其运动方向与铸铝薄壁件的转动方向相反。当第一多爪卡盘带动铸铝薄壁件转动时，切割区域附近的混合射流及磨料通常会携带与铸铝薄壁件转动方向一致的切向速度分量，而筛送单元沿相反方向运动，使筛送单元与磨料之间形成较大的相对运动速度。一方面，能够持续推动沉积于集流罩内的磨料沿集流罩移动，避免磨料长期堆积于局部区域，提高磨料在集流罩内的流动性；另一方面，相对运动过程中能够不断打散磨料堆积状态，使混合于磨料中的水以及细小铝屑更容易穿过筛送单元排出，而粒径较大的可重复使用磨料继续沿筛送单元移动，从而提高可重复使用磨料的筛分效率。

24、同时，由于筛送单元持续带动磨料循环移动，使后续进入集流罩的新磨料与已有磨料不断混合、翻动及重新铺展，避免新进入的磨料直接覆盖于旧磨料表面形成厚料层，从而减小筛孔堵塞的可能性，提高筛送单元的持续筛分能力，并使集流罩内部的磨料保持相对均匀的分布状态，为后续磨料回收及循环利用提供有利条件。