改进型安全高效铝棒锯切机设计★

余国政，刘 欢，朱世安

（1.广东精美特种型材有限公司，广东 清远 511500；2.广东豪美新材股份有限公司，广东 清远 511500）

引言

铝是一种银白色轻金属，是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居首位。在自然界中，铝主要以化合物的形式存在，其分布极广。铝具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一，是现代工业中最具有竞争力的金属，它的使用仅次于钢铁，为第二大类金属，是国民经济发展的重要基础原材料[1-4]。

铝棒是铝产品的一种，是将铝水和其他合金配合成一定的比例，经过一系列的制作工艺，最终铸造成各种直径、长度不一的圆柱形棒。铝棒在铸造完成后需要对铝棒进行切割，最后铝棒对进行热熔挤压变形成所需的铝合金型材。因此，铝棒是铝合金中使用量非常大的一类中间产品。而随着工业生产的不断进步，铝棒的应用越来越广，广泛应用于航空、船舶制造、汽车制造、机械设备、模具制造、五金制品和工艺品等行业，逐渐成为应用最多的合金[5]。

1 现有铝棒切割技术缺陷

众所周知，常温下的铝棒材质较硬，一般通过铝棒锯切机来进行切割，传统的铝棒锯切机如图1所示。铝棒的锯切工作步骤如下：一是铝棒到进料锯床滚道后，人工滚动铝棒至进料辊道；二是通过进料辊道将铝棒输送至铝棒棒头定尺机构处定尺，锯切机切掉铝棒棒头，通过出料辊道输送至铝棒棒尾定尺机构处定尺，然后锯切机切掉铝棒棒尾；三是人工滚动成品铝棒至出料锯床滚道，并沿出料锯床滚道将成品铝棒滚动至打捆装置处打捆。

图1 常用的铝棒锯切机

对铝棒的锯切工作步骤进行分析，可以知道现有的锯切方法存在以下几个方面的缺陷：

1）现有的铝棒在锯切过程中会产生大量的铝屑，这些铝屑高速飞溅，容易伤害到工作人员，而且飞溅出的铝屑会对工作环境造成污染。

2）当大规模切割铝棒时，掉落的铝屑可回收再利用，经过一定的工序，再将铝屑回收成铝锭则需要大规模的生产，浪费了大量的时间，提高了生产铝棒的成本。此外，整个锯切的过程均需人工操作，工作效率低，工人劳动强度大。

3）传统的铝棒锯切机无法将铝棒固定牢固，使得铝棒在进行锯切时会发生移动，造成铝棒锯切出现误差，进而导致锯切出的铝棒质量较低，对排产及成品率有一定的影响。

因此在生产中，使用传统的切割机直接对铝棒切割时铝屑乱飞，危害工人的身体安全，切割质量差，不易控制长度，工作效率低等各种问题。为此，设计一种改进型安全高效铝棒锯切机来解决上述问题。

2 改进型安全高效铝棒锯切机设计方案

2.1 改进型锯切机结构

改进型铝棒锯切机，包括工作台和防护罩等结构，如下页图2—图4所示[6]。工作台顶端的一侧固定设有两个固定块，两个固定块一侧的中部分别通过第一电动伸缩杆与其中两个弧形夹板一侧的中部固定连接，工作台顶端的中部均匀开设有若干通孔。工作台正面的中部开设有第一方形滑槽，且第一方形滑槽的内部与通孔的底端相通。第一是方形滑槽内壁的两侧分别与收集盒的两侧滑动连接，工作台顶端的另一侧固定设有两个电动滑轨，两个电动滑轨的内壁分别通过滑块与两个活动块的底端滑动连接，两个活动块一侧的中部分别通过第二电动伸缩杆与另外两个弧形夹板一侧的中部固定连接。此外，工作台顶端的两边侧均开设有第二方形滑槽，两个第二方形滑槽的内壁分别通过滑块与防护罩底端的两边侧滑动连接。防护罩内壁顶端的一侧固定设有第三电动伸缩杆，第三电动伸缩杆的底端通过连接块与锯切电机顶端的中部固定连接，锯切电机的输出轴通过转轴与锯切轮一侧的中部固定连接。

图2—图4中：1—工作台；2—第一方形滑槽；3—收集盒；4—工具柜；5—万向轮；6—防护罩；7—观察窗口；8—第二方形滑槽；9—固定块；10—第一电动伸缩杆；11—弧形夹板；12—凹槽；13—通孔；14—电动滑轨；15—活动块；16—第二电动伸缩杆；17—第三电动伸缩杆；18—锯切电机；19—锯切轮；20—隔音板

2.2 改进型锯切机工作原理

改进型锯切机的操作过程和工作原理如下：

1）先启动电动滑轨开关，电动滑轨将活动块移动至最右端，然后将铝棒通过防护罩的进料口伸入防护罩内。

2）启动第一电动伸缩杆开关和第二电动伸缩杆开关，第一电动伸缩杆带动弧形夹板向中部移动，以对铝棒的一端进行固定，接着第二电动伸缩杆也带动弧形夹板向中部移动，以对铝棒的另一端进行固定，使得铝棒可被固定牢固，以防止铝棒锯切时出现误差，进而保证锯切出的铝棒质量。

3）待铝棒固定好后，启动第三电动伸缩杆开关，第三电动伸缩杆将锯切轮下移，使锯切轮与铝棒进行接触。

4）待锯切轮与铝棒接触后，启动锯切电机开关，锯切电机带动锯切轮转动，以对铝棒进行锯切操作。在此铝棒锯切过程中会产生大量的火花和碎屑，此时防护罩会将火花和碎屑隔离在防护罩内，以防止火花和碎屑对操作人员的身体健康造成威胁，同时碎屑会通过通孔进入滑槽内的收集盒中，便于操作人员清理铝棒碎屑，进而可有效减轻操作人员的劳动量。

5）待铝棒锯切完成后，电动滑轨将活动块移动至最左端，此时锯切后的铝棒会从防护罩的出料口处伸出，进而完成整个锯切操作。

2.3 改进型铝棒锯切机可以解决的技术缺陷

1）通过所设计的防护罩可以将铝棒锯切时产生的火花和碎屑隔绝在防护罩内，以防止火花和碎屑对操作人员的身体健康造成威胁。

2）改进型铝棒锯切机锯切铝棒产生的碎屑被防护罩隔绝后，接着通过通孔掉入滑槽内的收集盒中，便于操作人员清理铝棒碎屑，进而可有效减轻操作人员的劳动量，提高工作效率。

3）改进型铝棒锯切机先通过第一电动伸缩杆和弧形夹板对铝棒的一端进行固定，接着再通过第二电动伸缩杆和弧形夹板对铝棒的另一端进行固定，使得铝棒可被固定牢固，以防止铝棒锯切时出现误差，进而保证锯切出的铝棒精度达到要求。

3 结语

传统的铝棒锯切过程中存在较多的缺陷，如产生很多火花和碎屑，对操作人员的身体健康造成威胁、碎屑会四处飞溅，不便操作人员清理，影响工作效率，对环境造成一定的影响，铝棒由于容易发生移动，切割精度差等。改进型铝棒锯切机通过所设计的防护罩将火花和碎屑进行隔离，碎屑通过通孔进入收集盒内，通过电动伸缩杆和弧形夹板对铝棒进行固定，可以有效防止火花和碎屑对操作人员的身体健康造成威胁，减轻操作人员的劳动量，提高工作效率，确保锯切出的铝棒精度符合要求，是一种安全的、高效的锯切机。