专利名称：一种火焰切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种火焰切割机。
背景技术：
数控切割机按结构形式通常可分“龙门”式和“悬臂”式结构，而对于管材切割的数控切割机多采用“悬臂”式结构。对于ー些比较特殊的场合如在船舶的壳体上开大圆孔，即不是在平板上切割，也不是对于一般管材的切割，如果采用“龙门”式结构，因船体直径大，切割圆孔直径大，圆孔间距长，就使得切割机的跨度宽，轨距长，使得结构过于庞大，尤其是在曲面上固定切割机，难度较大，切割稳定性不好；若采用“悬臂”式结构，虽然可減少主体结构，但由于开孔直径大，使悬臂加长，再加上悬臂端有做垂直运动的结构部分，这就显得结构很单薄，不利于长期稳定切割。因此有必要对现有的结构加以改迸，以满足特殊环境下(如曲面大直径孔切割)的特殊要求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种结构稳定，能对非平板エ件进行稳定切割的火焰切割机。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是火焰切割机，包括基座、水平旋转机构、垂直升降机构、半径调整机构、横梁、接头、喷嘴摆动机构和割枪；所述水平旋转机构安装在基座上；所述垂直升降机构和半径调整机构安装在水平旋转机构的转动部件上，并且跟随水平旋转机构的转动部件转动；所述横梁固定在垂直升降机构的升降部件的下端；所述接头安装在横梁上，并与横梁滑动连接；所述半径调整机构驱动接头在横梁上滑动；所述喷嘴摆动机构安装在接头上；所述割枪安装在喷嘴摆动机构的摆动部件上。所述水平旋转机构包括大齿圈、转桥、旋转驱动电机、小齿轮和导向支架；所述大齿圈固定在基座上；所述转桥的底部与大齿圈的上端面滑动连接；所述旋转驱动电机固定在转桥上；所述小齿轮安装在旋转驱动电机的输出轴上，并与大齿圈啮合；所述导向支架固定在转桥的中心的下部；所述导向支架为等边三角形，且其三个顶点均安装有偏心轴，偏心轴上安装有滚动轴承；所述导向支架的三个滚动轴承的外环均与大齿圈的内壁接触。所述水平旋转机构还包括钢制万向轮；所述转桥的底部通过四个钢制万向轮支承在大齿圈的上端面。所述旋转驱动电机包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。所述垂直升降机构包括升降驱动电机、凸轮、滚子、升降杆和导向套筒；所述升降驱动电机固定在水平旋转机构的转动部件上；所述凸轮安装在升降驱动电机的输出轴上；所述滚子设置在凸轮上方并固定在升降杆上；所述导向套筒固定在水平旋转机构的转动部件上，并与该部件上的通孔连通；所述升降杆设置在导向套筒内；所述横梁固定在升降杆的下端；所述凸轮的外缘形状跟随被切割物表面的起伏变化而变化。所述升降驱动电机包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。所述半径调整机构包括手柄、手轮、调整螺杆、调整螺母、导轨和调节杆；所述手柄固定在手轮上；所述调整螺杆的一端与手轮联接，另一端与调整螺母螺纹连接；所述导轨固定在水平旋转机构的转动部件上；所述调整螺母与导轨滑动连接；所述调节杆安装在调整螺母上；所述调节杆的下端设置在接头的孔中。所述喷嘴摆动机构包括摆动驱动电机、螺杆、滑动轴承、螺母、连杆、弧形板、吊架、固定板和轴承；所述摆动驱动电机固定在接头上；所述螺杆的一端与摆动驱动电机的输出轴联接，另一端安装在滑动轴承的内孔中；所述螺母与螺杆螺纹连接；所述连杆的一端与螺母铰接，另一端与弧形板铰接；所述弧形板上设有两条弧形槽，两条弧形槽内装有三个轴承；所述轴承通过偏心轴与固定板连接，固定板固定在吊架下端；所述吊架的上端固定在接头的底部；所述割枪安装在弧形板上。 所述摆动驱动电机包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果(1)本实用新型通过设置水平旋转机构、垂直升降机构、半径调整机构、和喷嘴摆动机构，使得割枪能实现旋转、升降、调整切割半径、以及切割坡ロ的功能，从而使得本实用新型能对非平板エ件进行稳定切割。(2)本实用新型的导向支架的三个滚动轴承的外环均与大齿圈的内壁接触，这种结构能够保证转桥绕其中心均匀平稳地旋转。(3)本实用新型的转桥的底部通过四个钢制万向轮支承在大齿圈的上端面，当转桥旋转时，四个钢制万向轮万向轮在大齿圈的上端平面上运动，属于滚动摩擦，摩擦系数小，运动轻便灵活，定位精度高，摩擦发热量小，润滑简単，接触处近于点接触，且接触点在工作中不断地改变，故对温度变化不敏感，磨损较小，使用寿命长。(4)本实用新型的凸轮的外缘形状跟随被切割物表面的起伏变化而变化，这种结构能够使得割枪末端的喷嘴与被切割物表面之间的距离始终保持在15-20cm，从而实现对非平板エ件的稳定切割。(5)本实用新型的半径调整机构的调节杆的下端设置在接头的孔中，由于接头与喷嘴摆动机构相连接，因此实现了对被切割孔的半径进行调节的目的。(6)本实用新型的喷嘴摆动机构的弧形板的两个侧面上分別安装割枪后，可分别实现切割上下坡ロ的作用。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进ー步详细的说明，其中图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的水平旋转机构的结构示意图。图3为图2的俯视图。[0023]图4为本实用新型的垂直升降机构的结构示意图。图5为本实用新型的半径调整机构的结构示意图。图6为本实用新型的喷嘴摆动机构的结构示意图。附图中的标号为基座I ;水平旋转机构2、大齿圈21、转桥22、钢制万向轮23、旋转驱动电机24、小齿轮25、导向支架26 ；垂直升降机构3、升降驱动电机31、凸轮32、滚子33、升降杆34、导向套筒35 ；半径调整机构4、手柄41、手轮42、调整螺杆43、调整螺母44、导轨45、调节杆46 ；横梁5;接头6 ；喷嘴摆动机构7、摆动驱动电机71、螺杆72、滑动轴承73、螺母74、连杆75、弧形板76、吊架77、固定板78、轴承79 ；割枪8。
具体实施方式
(实施例I)见图1，本实施例的火焰切割机包括基座I、水平旋转机构2、垂直升降机构3、半径调整机构4、横梁5、接头6、喷嘴摆动机构7和割枪8。水平旋转机构2安装在基座I上。垂直升降机构3和半径调整机构4安装在水平旋转机构2的转动部件上，并且跟随水平旋转机构2的转动部件转动。横梁5固定在垂直升降机构3的升降部件的下端。接头6安装在横梁5上，并与横梁5滑动连接。半径调整机构4驱动接头6在横梁5上滑动。喷嘴摆动机构7安装在接头6上。割枪8安装在喷嘴摆动机构7的摆动部件上。见图2和图3，水平旋转机构2包括大齿圈21、转桥22、钢制万向轮23、旋转驱动电机24、小齿轮25和导向支架26。大齿圈21固定在基座I上。转桥22的底部通过四个钢制万向轮23支承在大齿圈21的上端面。旋转驱动电机24固定在转桥22上。小齿轮25安装在旋转驱动电机24的输出轴上，并与大齿圈21啮合。导向支架26固定在转桥22的中心的下部。导向支架26为等边三角形，且其三个顶点均安装有偏心轴，偏心轴上安装有滚动轴承。导向支架26的三个滚动轴承的外环均与大齿圈21的内壁接触。旋转驱动电机24启动后带动着小齿轮25围绕着大齿圈21旋转，从而带动转桥22做圆周旋转运动。导向支架26的三个滚动轴承沿大齿圈21的内壁自由滚动，从而保证转桥22绕其中心均匀平稳地旋转。转桥22旋转时，四个钢制万向轮23在大齿圈21的上端平面上运动，属于滚动摩擦，摩擦系数小，运动轻便灵活，定位精度高，摩擦发热量小，润滑简单，接触处近于点接触，且接触点在工作中不断地改变，故对温度变化不敏感，磨损较小，使用寿命长。见图4,垂直升降机构3包括升降驱动电机31、凸轮32、滚子33、升降杆34和导向套筒35。升降驱动电机31固定在水平旋转机构2的转动部件上。凸轮32安装在升降驱动电机31的输出轴上。滚子33设置在凸轮32上方并固定在升降杆34上。导向套筒35固定在水平旋转机构2的转动部件上，并与该部件上的通孔连通。升降杆34设置在导向套筒35内。横梁5固定在升降杆34的下端。由于待加工的孔径并非在水平面内，因此，升降杆34随着圆周位置不同，需要按给定的规律变化，以保证割枪8末端的喷嘴与被切割物表面之间的距离达到15-20cm的技术要求。因此，凸轮32的外缘形状需要设计为跟随被切割物表面的起伏变化而变化。升降驱动电机31启动后带动凸32轮转动，凸轮32带动升降杆34作上下直线运动，由于升降杆34下端与喷嘴摆动机构7相连接，从而带动割枪8在作回转运动的同时按规律进行上下直线运动，以完成喷嘴切割孔的目的。见图5,半径调整机构4包括手柄41、手轮42、调整螺杆43、调整螺母44、导轨45和调节杆46。手柄41固定在手轮42上。调整螺杆43的一端与手轮42联接，另一端与调整螺母44螺纹连接。导轨45固定在水平旋转机构2的转动部件上。调整螺母44与导轨45滑动连接。调节杆46安装在调整螺母44上。调节杆46的下端设置在接头6的孔中。转动手柄41将使调整螺杆43转动，从而带动调整螺母44在导轨45上作左右直线运动，调整螺母44带动调节杆46作左右直线运动。由于调节杆46的下端设置在接头6的孔中，而接头6与喷嘴摆动机构7相连接，故当调节杆46作左右直线运动时将带动喷嘴摆动机构7作左右直线运动，从而实现了对被切割孔的半径进行调节的目的。
见图6，喷嘴摆动机构7包括摆动驱动电机71、螺杆72、滑动轴承73、螺母74、连杆75、弧形板76、吊架77、固定板78和轴承79。摆动驱动电机71固定在接头6上。螺杆72的一端与摆动驱动电机71的输出轴联接，另一端安装在滑动轴承73的内孔中。螺母74与螺杆72螺纹连接。连杆75的一端与螺母74铰接，另一端与弧形板76铰接。弧形板76上设有两条弧形槽，两条弧形槽内装有三个轴承79。轴承79通过偏心轴与固定板78连接，固定板78固定在吊架77下端。吊架77的上端固定在接头6的底部。割枪8安装在弧形板76上。摆动驱动电机71启动后带动螺杆72转动，螺杆72带动螺母74作上下直线运动，这时连杆75将会跟着运动。随着连杆75的运动，三个滚动轴承将沿着弧形板76的弧形槽作纯滚动，从而实现了切坡ロ并能精确地使喷嘴与切ロ的距离保持不变。弧形板76的两个侧面上可分别安装割枪8，以供分别切割上下坡ロ之用。旋转驱动电机24、升降驱动电机31和摆动驱动电机71均由步进电机和谐波减速器连接而成，步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。工作时首先切割直孔(不带坡ロ)，这时不需要安装喷嘴摆动机构7的弧形板76，只需将割枪8固定在吊架77上。通过半径调整机构4调好半径，启动旋转驱动电机24和升降驱动电机31即可对孔进行切割。切割坡ロ时则需将喷嘴摆动机构7安装到位，调好半径后启动整个机器。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进ー步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种火焰切割机，其特征在于包括基座(I)、水平旋转机构(2)、垂直升降机构(3)、半径调整机构(4)、横梁(5)、接头(6)、喷嘴摆动机构(7)和割枪(8);所述水平旋转机构(2)安装在基座(I)上；所述垂直升降机构(3)和半径调整机构(4)安装在水平旋转机构(2)的转动部件上，并且跟随水平旋转机构(2)的转动部件转动；所述横梁(5)固定在垂直升降机构(3)的升降部件的下端；所述接头(6)安装在横梁(5)上，并与横梁(5)滑动连接；所述半径调整机构(4)驱动接头(6)在横梁(5)上滑动；所述喷嘴摆动机构(7)安装在接头(6)上；所述割枪(8)安装在喷嘴摆动机构(7)的摆动部件上。
2.根据权利要求I所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述水平旋转机构(2)包括大齿圈(21)、转桥(22)、旋转驱动电机(24)、小齿轮(25)和导向支架(26);所述大齿圈(21)固定在基座(I)上；所述转桥(22)的底部与大齿圈(21)的上端面滑动连接；所述旋转驱动电机(24)固定在转桥(22)上；所述小齿轮(25)安装在旋转驱动电机(24)的输出轴上，并与大齿圈(21)啮合；所述导向支架(26)固定在转桥(22)的中心的下部；所述导向支架(26)为等边三角形，且其三个顶点均安装有偏心轴，偏心轴上安装有滚动轴承；所述导向支架(26)的三个滚动轴承的外环均与大齿圈(21)的内壁接触。
3.根据权利要求2所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述水平旋转机构(2)还包括钢制万向轮(23);所述转桥(22)的底部通过四个钢制万向轮(23)支承在大齿圈(21)的上端面。
4.根据权利要求2所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述旋转驱动电机(24)包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。
5.根据权利要求I所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述垂直升降机构(3)包括升降驱动电机(31)、凸轮(32)、滚子(33)、升降杆(34)和导向套筒(35);所述升降驱动电机(31)固定在水平旋转机构(2)的转动部件上；所述凸轮(32)安装在升降驱动电机(31)的输出轴上；所述滚子(33)设置在凸轮(32)上方并固定在升降杆(34)上；所述导向套筒(35)固定在水平旋转机构(2)的转动部件上，并与该部件上的通孔连通；所述升降杆(34)设置在导向套筒(35)内；所述横梁(5)固定在升降杆(34)的下端；所述凸轮(32)的外缘形状跟随被切割物表面的起伏变化而变化。
6.根据权利要求5所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述升降驱动电机(31)包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。
7.根据权利要求I所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述半径调整机构(4)包括手柄(41)、手轮(42 )、调整螺杆(43 )、调整螺母(44)、导轨(45 )和调节杆(46 );所述手柄(41)固定在手轮(42)上；所述调整螺杆(43)的一端与手轮(42)联接，另一端与调整螺母(44)螺纹连接；所述导轨(45)固定在水平旋转机构(2)的转动部件上；所述调整螺母(44)与导轨(45)滑动连接；所述调节杆(46)安装在调整螺母(44)上；所述调节杆(46)的下端设置在接头(6)的孔中。
8.根据权利要求I所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述喷嘴摆动机构(7)包括摆动驱动电机(71)、螺杆(72),滑动轴承(73)、螺母(74)、连杆(75),弧形板(76)、吊架(77)、固定板(78 )和轴承(79 );所述摆动驱动电机(71)固定在接头(6 )上；所述螺杆(72 )的一端与摆动驱动电机(71)的输出轴联接，另一端安装在滑动轴承(73)的内孔中；所述螺母(74)与螺杆(72)螺纹连接；所述连杆(75)的一端与螺母(74)铰接，另一端与弧形板(76)铰接；所述弧形板(76 )上设有两条弧形槽，两条弧形槽内装有三个轴承(79 );所述轴承(79 )通过偏心轴与固定板(78)连接，固定板(78)固定在吊架(77)下端；所述吊架(77)的上端固定在接头(6)的底部；所述割枪(8)安装在弧形板(76)上。
9.根据权利要求8所述的ー种火焰切割机，其特征在于所述摆动驱动电机(71)包括步进电机和谐波减速器；所述步进电机通过联轴器与谐波减速器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种火焰切割机，包括基座、水平旋转机构、垂直升降机构、半径调整机构、横梁、接头、喷嘴摆动机构和割枪；所述水平旋转机构安装在基座上；所述垂直升降机构和半径调整机构安装在水平旋转机构的转动部件上，并且跟随水平旋转机构的转动部件转动；所述横梁固定在垂直升降机构的升降部件的下端；所述接头安装在横梁上，并与横梁滑动连接；所述半径调整机构驱动接头在横梁上滑动；所述喷嘴摆动机构安装在接头上；所述割枪安装在喷嘴摆动机构的摆动部件上。本实用新型能实现旋转、升降、调整切割半径、以及切割坡口的功能，从而使得本实用新型能对非平板工件进行稳定切割。
文档编号B23K7/00GK202591796SQ20122024492
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者李小平, 刘海兰 申请人:常州信息职业技术学院