改進型安全高效鋁棒鋸切機設計★

余國政，劉 歡，朱世安

（1.廣東精美特種型材有限公司，廣東 清遠 511500；2.廣東豪美新材股份有限公司，廣東 清遠 511500）

引言

鋁是一種銀白色輕金屬，是地球上含量極豐富的金屬元素，其蘊藏量在金屬中居首位。在自然界中，鋁主要以化合物的形式存在，其分布極廣。鋁具有特殊的化學、物理特性，不僅重量輕、質地堅，而且具有良好的延展性、導電性、導熱性、耐熱性和耐核輻射性，鋁及鋁合金是當前用途十分廣泛的、最經濟適用的材料之一，是現代工業中最具有競爭力的金屬，它的使用僅次于鋼鐵，為第二大類金屬，是國民經濟發展的重要基礎原材料[1-4]。

鋁棒是鋁產品的一種，是將鋁水和其他合金配合成一定的比例，經過一系列的制作工藝，最終鑄造成各種直徑、長度不一的圓柱形棒。鋁棒在鑄造完成后需要對鋁棒進行切割，最后鋁棒對進行熱熔擠壓變形成所需的鋁合金型材。因此，鋁棒是鋁合金中使用量非常大的一類中間產品。而隨著工業生產的不斷進步，鋁棒的應用越來越廣，廣泛應用于航空、船舶制造、汽車制造、機械設備、模具制造、五金制品和工藝品等行業，逐漸成為應用最多的合金[5]。

1 現有鋁棒切割技術缺陷

眾所周知，常溫下的鋁棒材質較硬，一般通過鋁棒鋸切機來進行切割，傳統的鋁棒鋸切機如圖1所示。鋁棒的鋸切工作步驟如下：一是鋁棒到進料鋸床滾道后，人工滾動鋁棒至進料輥道；二是通過進料輥道將鋁棒輸送至鋁棒棒頭定尺機構處定尺，鋸切機切掉鋁棒棒頭，通過出料輥道輸送至鋁棒棒尾定尺機構處定尺，然后鋸切機切掉鋁棒棒尾；三是人工滾動成品鋁棒至出料鋸床滾道，并沿出料鋸床滾道將成品鋁棒滾動至打捆裝置處打捆。

圖1 常用的鋁棒鋸切機

對鋁棒的鋸切工作步驟進行分析，可以知道現有的鋸切方法存在以下幾個方面的缺陷：

1）現有的鋁棒在鋸切過程中會產生大量的鋁屑，這些鋁屑高速飛濺，容易傷害到工作人員，而且飛濺出的鋁屑會對工作環境造成污染。

2）當大規模切割鋁棒時，掉落的鋁屑可回收再利用，經過一定的工序，再將鋁屑回收成鋁錠則需要大規模的生產，浪費了大量的時間，提高了生產鋁棒的成本。此外，整個鋸切的過程均需人工操作，工作效率低，工人勞動強度大。

3）傳統的鋁棒鋸切機無法將鋁棒固定牢固，使得鋁棒在進行鋸切時會發生移動，造成鋁棒鋸切出現誤差，進而導致鋸切出的鋁棒質量較低，對排產及成品率有一定的影響。

因此在生產中，使用傳統的切割機直接對鋁棒切割時鋁屑亂飛，危害工人的身體安全，切割質量差，不易控制長度，工作效率低等各種問題。為此，設計一種改進型安全高效鋁棒鋸切機來解決上述問題。

2 改進型安全高效鋁棒鋸切機設計方案

2.1 改進型鋸切機結構

改進型鋁棒鋸切機，包括工作臺和防護罩等結構，如下頁圖2—圖4所示[6]。工作臺頂端的一側固定設有兩個固定塊，兩個固定塊一側的中部分別通過第一電動伸縮桿與其中兩個弧形夾板一側的中部固定連接，工作臺頂端的中部均勻開設有若干通孔。工作臺正面的中部開設有第一方形滑槽，且第一方形滑槽的內部與通孔的底端相通。第一是方形滑槽內壁的兩側分別與收集盒的兩側滑動連接，工作臺頂端的另一側固定設有兩個電動滑軌，兩個電動滑軌的內壁分別通過滑塊與兩個活動塊的底端滑動連接，兩個活動塊一側的中部分別通過第二電動伸縮桿與另外兩個弧形夾板一側的中部固定連接。此外，工作臺頂端的兩邊側均開設有第二方形滑槽，兩個第二方形滑槽的內壁分別通過滑塊與防護罩底端的兩邊側滑動連接。防護罩內壁頂端的一側固定設有第三電動伸縮桿，第三電動伸縮桿的底端通過連接塊與鋸切電機頂端的中部固定連接，鋸切電機的輸出軸通過轉軸與鋸切輪一側的中部固定連接。

圖2—圖4中：1—工作臺；2—第一方形滑槽；3—收集盒；4—工具柜；5—萬向輪；6—防護罩；7—觀察窗口；8—第二方形滑槽；9—固定塊；10—第一電動伸縮桿；11—弧形夾板；12—凹槽；13—通孔；14—電動滑軌；15—活動塊；16—第二電動伸縮桿；17—第三電動伸縮桿；18—鋸切電機；19—鋸切輪；20—隔音板

2.2 改進型鋸切機工作原理

改進型鋸切機的操作過程和工作原理如下：

1）先啟動電動滑軌開關，電動滑軌將活動塊移動至最右端，然后將鋁棒通過防護罩的進料口伸入防護罩內。

2）啟動第一電動伸縮桿開關和第二電動伸縮桿開關，第一電動伸縮桿帶動弧形夾板向中部移動，以對鋁棒的一端進行固定，接著第二電動伸縮桿也帶動弧形夾板向中部移動，以對鋁棒的另一端進行固定，使得鋁棒可被固定牢固，以防止鋁棒鋸切時出現誤差，進而保證鋸切出的鋁棒質量。

3）待鋁棒固定好后，啟動第三電動伸縮桿開關，第三電動伸縮桿將鋸切輪下移，使鋸切輪與鋁棒進行接觸。

4）待鋸切輪與鋁棒接觸后，啟動鋸切電機開關，鋸切電機帶動鋸切輪轉動，以對鋁棒進行鋸切操作。在此鋁棒鋸切過程中會產生大量的火花和碎屑，此時防護罩會將火花和碎屑隔離在防護罩內，以防止火花和碎屑對操作人員的身體健康造成威脅，同時碎屑會通過通孔進入滑槽內的收集盒中，便于操作人員清理鋁棒碎屑，進而可有效減輕操作人員的勞動量。

5）待鋁棒鋸切完成后，電動滑軌將活動塊移動至最左端，此時鋸切后的鋁棒會從防護罩的出料口處伸出，進而完成整個鋸切操作。

2.3 改進型鋁棒鋸切機可以解決的技術缺陷

1）通過所設計的防護罩可以將鋁棒鋸切時產生的火花和碎屑隔絕在防護罩內，以防止火花和碎屑對操作人員的身體健康造成威脅。

2）改進型鋁棒鋸切機鋸切鋁棒產生的碎屑被防護罩隔絕后，接著通過通孔掉入滑槽內的收集盒中，便于操作人員清理鋁棒碎屑，進而可有效減輕操作人員的勞動量，提高工作效率。

3）改進型鋁棒鋸切機先通過第一電動伸縮桿和弧形夾板對鋁棒的一端進行固定，接著再通過第二電動伸縮桿和弧形夾板對鋁棒的另一端進行固定，使得鋁棒可被固定牢固，以防止鋁棒鋸切時出現誤差，進而保證鋸切出的鋁棒精度達到要求。

3 結語

傳統的鋁棒鋸切過程中存在較多的缺陷，如產生很多火花和碎屑，對操作人員的身體健康造成威脅、碎屑會四處飛濺，不便操作人員清理，影響工作效率，對環境造成一定的影響，鋁棒由于容易發生移動，切割精度差等。改進型鋁棒鋸切機通過所設計的防護罩將火花和碎屑進行隔離，碎屑通過通孔進入收集盒內，通過電動伸縮桿和弧形夾板對鋁棒進行固定，可以有效防止火花和碎屑對操作人員的身體健康造成威脅，減輕操作人員的勞動量，提高工作效率，確保鋸切出的鋁棒精度符合要求，是一種安全的、高效的鋸切機。