金属棒材端面铣削倒角装置的设计

陈加国 翁秀奇

(南京工业职业技术大学，江苏 南京 210023)

毛刺是金属零部件切削加工过程中必然产生的现象，金属棒材等横截面为圆形的工件在机加工过程毛刺现象尤为严重，这会降低零件加工精度、增加制造成本及降低生产效率，甚至会污染加工设备的油路，加剧设备的磨损。近年来，随着我国制造业对产品质量的要求越来越高，毛刺对产品的潜在危害性受到了更多关注，各生产企业也对去毛刺工艺越来越重视[1]。

为了去除零件上因机加工产生的毛刺，也为了便于零件装配，一般在零件端部设计出倒角。然而，由于金属棒材形状的特殊性，导致倒角难度大。传统铣削倒角装置自动化程度较低，人机结合性较差，难以提高金属棒材等圆形工件的倒角效率。因此本文设计了一种金属棒材和钢管端面铣削倒角装置，解决了上述问题，方便了加工人员的使用，实用性高，自动化程度高，满足了市场要求[2-4]。

1 装置结构

本文所设计金属棒材端面铣削倒角装置依托作者横向课题进行，对合作企业的加工设备进行了改造。改造后装置结构如图1所示。该设计已经申报了国家发明专利，专利申请号为2020105173341，专利申请公布号为CN111687469A，目前已经进入实质审查阶段。[5,6]

1.底座，2.支撑板，3.顶板，4.第一直线导轨电机，5.连接块，6.安装板，7.第二直线导轨电机，8.第一电动推杆，9.电机，10.倒角刀，11.插接板，12.夹持板，13.固定板，14.第二电动推杆，15.滑槽，16.滑块，17.防护板，18.插接孔，19.插接条，20.控制面板，21.插接槽，22.站立区

2 装置的具体实施方式

如图1所示，本装置包括底座1、可纵向水平移动的安装板6、电机9、倒角刀10、用于固定工件的固定装置13、防护板17，底座1顶面的一端固定连接有支撑板2，支撑板2的顶部焊接有顶板3；安装板6的底部固定连接有可横向水平移动的第一电动推杆8，第一电动推杆8的移动端竖直向下；电机9的顶部与第一电动推杆8的移动端固定连接；倒角刀10与电机9的输出端同轴固定连接；固定装置固定连接在底座1的底面；防护板17插接在固定装置远离支撑板2一端的顶部，并且防护板17采用透明材质钢化玻璃制成。透明防护板17既起到了防护作用，又不会遮挡使用者视线，一举两得。

如图2所示，顶板3的底部对称固定连接有两个第一直线导轨电机4，两个第一直线导轨电机4的底面均固定连接有连接块5，连接块5通过螺栓与安装板6固定连接。安装板6的底面固定连接有第二直线导轨电机7，第一电动推杆8通过螺栓固定连接在第二直线导轨电机7的底面。

4.第一直线导轨电机，5.连接块，6.安装板，7.第二直线导轨电机

本装置通过第一直线导轨电机4控制第二直线导轨电机7的纵向水平移动，通过第二直线导轨电机7控制第一电动推杆8的横向水平移动，通过第一电动推杆8控制电机9的升降，通过电机9带动倒角刀10对金属棒材进行倒角，上述结构可保证倒角刀10能在横向和纵向两个方向无死角进行倒角工作[7]。

固定装置由插接板11、夹持板12、固定板13和第二电动推杆14组成，其中插接板11插接在底座1的顶面；固定板13与底座1顶面远离支撑板2的一端固定连接；第二电动推杆14水平朝向支撑板2，并且第二电动推杆14的末端与固定板13的侧面固定连接；夹持板12的侧面与第二电动推杆14的移动端固定连接，并且夹持板12的底部与底座1的顶面滑动连接。底座1的顶面的两侧均车有一组用于连接插接板11的插接槽21，插接板11与插接槽21插接，插接板11可根据工件大小和形状选择插接位置，灵活多变。

如图3所示，底座1的顶面车有两条用于保持夹持板12平稳移动的滑槽15，夹持板12的底部焊接有与滑槽15匹配的滑块16，并且夹持板12通过滑块16与滑槽15滑动连接。滑槽15远离靠近支撑板2的一端与插接槽21连通。滑槽15和滑块16提高了夹持板12水平移动时的稳定性，与插接槽21连通的滑槽15为废屑的清理提供了便利。

固定板13的顶面车有插接孔18，防护板17的底部固定连接有与插接孔18匹配的插接条19，并且防护板17通过插接条19与插接孔18插接。

12.夹持板，15.滑槽，16.滑块图3 B处放大结构示意图Fig. 3 Enlarged schematic diagram of structure in B

底座1的侧面设置有向内凹陷的站立区22，站立区便于操作者站立。如图4所示，底座1底面的四个顶角处均车有安装槽23，安装槽23内均固定连接有带有刹车功能的万向轮24，万向轮为本装置的移动提供了便利。

23.安装槽，24.万向轮图4 倒角装置的主视图Fig. 4 Main view of the chamfering device

固定板13远离第二电动推杆14的一侧固定连接有控制面板20，第一直线导轨电机4、第二直线导轨电机7、第一电动推杆8、电机9和第二电动推杆14均与控制面板20电性连接。使用者可通过控制面板20控制整个装置的运转，自动化程度高、人机结合性好。

3 结束语

金属棒材机加工过程中的毛刺控制一直是行业内的重点关注问题，本文设计的金属棒材端面铣削倒角装置可保证倒角刀能无死角进行倒角工作；简单快捷，灵活多变；夹持板水平移动稳定，废屑清理便利；透明挡板既起到了防护作用，又不会遮挡使用者视线。操作者可通过控制面板控制整个装置的运转，自动化程度高、人机结合性好。本装置提高了工作效率，操作简便，移动灵活，稳定性好，同时也减轻了操作者的劳动强度。本装置已经在合作企业得到应用，有效的解决了企业的实际问题，可为金属棒材加工的同行业提供相关经验。解决毛刺问题的途径很多，我们需要不断探索研究，设计出更有效的解决方案[8,9]。