[发明专利]一种应力断料装置及其应力断料方法

说明书

本发明属于机械加工领域，它利用裂纹技术原理进行断料加工。

在现有的断料技术中，一般采用四种断料方法和装置，它们是：用弓锯、带锯等进行断料;用乙炔火焰、电火花、激光、电化学方法进行熔断;用车床、铣床和砂轮进行断料;用剪床、冲床进行剪断。

采用上述方法和装置进行断料，有的工具损耗比较大，并且切口比较宽，易造成原材料的浪费;有的会使棒料切口的局部产生强烈塑性变形，断面质量不好，如产生马蹄形断面;有的能量消耗较大。

在七十年代，苏联有四项有关断料技术方面的专利，它们的专利号分别为703256、774830、774831、795762，如图1所示，这四项专利均系切口旋转弯曲断料，即先在园棒料（1）上开一切口，用夹紧机构（2）夹着园棒料尾部A，园棒料（1）旋转时，其尾部A也与整个园棒料（1）一起相对于夹紧机构（2）旋转;在园棒料端部B用只能作直线运动的预荷机构（3）施加预载荷，在预载荷作用下，园棒料（1）沿缺口处断裂，从而达到高效率、低能耗的断料。这四项苏联专利均系在车床上用辅具进行断料，有弊病。

一九七八年，由甘肃工业大学首先创立了裂纹技术理论，并根据该理论研制了应力断料Ⅰ型机和断料方法。应力断料Ⅰ型机及其断料方法和上述四项苏联专利均可弥补本说明书第二、第三段所述的四种方法及其装置的缺陷，并且断口比较规则平整，金相组织和机械性能均不变。但令人遗憾的是处于供货状态下的园棒料的直线度大多都不太理想，一般目视长度不超过六米就会出现弯曲现象，所以在采用上述四项苏联专利和应力断料Ⅰ型机及其断料方法时，要使园棒料1整体旋转，园棒料尾部A很容易发生甩料现象，损坏机器并易造成人身事故;虽然可以在设计是防止甩料现象发生，但仍会产生较为剧烈的机械振动，噪声也很大;同时，在预荷机构（3）与园棒料端部B 之间存在较高速的相对转动，从而其间产生摩擦扭矩，在摩擦扭矩的作用下进行断料，会降低断口的规则程度，能耗也较大。

本发明的目的是要克服上述断料方法的缺点，设计一种可以避免甩料、减小震动并能使断口规则平整，金相组织和机械性能均保持不变的断料方法和装置。

实现本发明的方案是：采用新式预荷机构、夹紧方式和预荷方式。其断料方法是先在园棒料上需要断裂的位置上开一缺口，将园棒料端部B装夹在关联机构（4）的球形铲链中，并将关联机构（4）的球形铰链的轴心线偏离夹紧机构（2）的轴心线;将园棒料尾部A装夹在夹紧机构（2）中，使园棒料（1）在夹紧机构（2）中保持静止。由关联机构（4）的运动和运动机构（5）的运动的复合运动形成预荷方式，通过预荷方式将预载荷施加在园棒料端部B，在预载荷的作用下，园棒料（1）沿缺口处断裂。所述的运动机构是传递动力并产生回转主运动的机构;所述的关联机构是联接运动机构和棒料的，并带动棒料相对于运动机构作附加运动的机构。上述的运动机构是由机床主轴和安装在主轴上的转盘组成，关联机构是由滑块、滑块上与棒料联接的球形铰链及驱动滑块相对于转盘作附加运动的机构组成。

本发明的断料方法采用的预荷方式可有以下五种形式，即：

（1）关联机构（4）的直线往复运动与运动机构（5）的静止运动的复合运动：此时滑块在转盘上作直线往复运动，而机床主轴和转盘不动;

（2）关联机构（4）的直线往复运动与运动机构（5）沿转轴（7）的圆周运动的复合运动：此时滑块在转盘上作直线往复运动，转盘在主轴带动下转动;

（3）关联机构（4）的直线往复运动与运动机构（5）的摆动运动的复合运动：此时滑块在转盘上作往复直线运动而转盘摆动;

（4）关联机构（4）的相对于运动机构（5）的静止运动与运动机构（5）的摆动运动的复合运动：此时滑块固定在转盘上不动，而转盘摆动;

（5）关联机构（4）相对于运动机构（5）的静止运动与运动机构（5）沿转轴（7）的圆周运动的复合运动：此时滑块固定在转盘上不动而转盘转动。

以上所述的关联机构（4）的直线往复运动均指关联机构的滑块相对于运动机构（5）的运动。

下面结合附图作进一步说明：

图1是四种苏联专利和应力断料Ⅰ型机的应力断料方法和装置;

图2是本发明的应力断料方法和装置示意图;

图3是本发明构思的第一种断料装置;

图4是本发明构思的第二种断料装置;

图5是本发明构思的第三种断料装置;

图6是本发明构思的第四种断料装置;

图7是本发明的实施例;