針對薄壁不銹鋼管切管機(jī)切割過程中存在的問題，我們要在降低設(shè)備成本、提高設(shè)備穩(wěn)定性和增加自動化程度的基礎(chǔ)上對切管機(jī)存在的問題進(jìn)行解決，從而使切管機(jī)更加滿足設(shè)計要求。首先，切管機(jī)的切割速度可調(diào)，實現(xiàn)無級調(diào)速和無級進(jìn)給，從而根據(jù)不同的薄壁不銹鋼管使用不同的切割速度，降低切割過程中的加工硬化，提高切管機(jī)的切割精度；其次，在切割的過程中盡量降低切屑量，做到無屑和少屑的目的，從而提高切削面的平滑度，避免二次加工；再次，使用較為合理的夾緊裝置，降低鋼管的夾緊變形量，提高切管機(jī)的切削精度；最后，優(yōu)化切管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而提高切管機(jī)的切割穩(wěn)定性，降低切管機(jī)的切割噪聲和震動幅度及頻率，增大切管機(jī)的適用范圍，增加切管機(jī)的自動化程度。

  如圖為一種行星式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的切割示意圖，圖中的兩把對稱的刀具，首先鋼管通過夾具固定不動，兩個電機(jī)帶動兩把刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的方向相同，完成刀具的主切削運(yùn)動，其次通過第三個伺服電機(jī)帶動兩把刀具沿著方向移動，使刀具向鋼管移動，對鋼管進(jìn)行切割，最后當(dāng)?shù)毒邔︿摴芮写┮院笤偻ㄟ^第四個伺服電機(jī)帶動刀具沿著方向繞著鋼管做周向運(yùn)動且旋轉(zhuǎn)180°，從而對鋼管進(jìn)行完全切割，完成一個切割流程。從這種方案中可以看出，刀具的運(yùn)動是一種行星式的運(yùn)動，這種切割方式中刀具的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、進(jìn)給等三個動作彼此獨立完成，雖然能夠達(dá)到設(shè)計要求，但是由于帶動刀具自轉(zhuǎn)的電機(jī)存在繞線問題，因此，當(dāng)切割完成后需要通過第四個電機(jī)反轉(zhuǎn)，使刀具和電機(jī)恢復(fù)到初始位置。這種切割方式雖然能夠使切削過程中的切削力相互抵消，但使用的電機(jī)數(shù)量較多，并且需要刀具恢復(fù)到初始位置，因此也存在著設(shè)備成本較高，切削效率較低的問題?；诖朔N行星式的切割方式，本文提出了一種行星式雙刀對稱偏心安裝間歇式切削的切削方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了一種間歇式切削的薄壁不銹鋼管切管機(jī)，切管機(jī)的刀具安裝在行星齒輪上，通過行星齒輪的轉(zhuǎn)動帶動刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成刀具的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，從而對鋼管進(jìn)行間歇切割，雖然每把刀具對鋼管進(jìn)行間歇式切割，但是由于兩把刀具相互彌補(bǔ)，因此最終完成連續(xù)切割的效果。

  本文參考了大量國內(nèi)外先進(jìn)切管機(jī)的設(shè)計風(fēng)格，并且吸取了其優(yōu)點部分，在對薄壁不銹鋼管設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，打破常規(guī)的切割方式，以圖行星式切管機(jī)的切割示意圖為基礎(chǔ)，提出了兩種切削方式的設(shè)計方案，這兩種設(shè)計方案不但更容易實現(xiàn)切管機(jī)的自動化，而且切管機(jī)的可靠性也相對較高，綜合性能較好，并且通過機(jī)械結(jié)構(gòu)降低了電機(jī)的使用數(shù)量。其切割的示意圖如圖所示，本文將著重對切管機(jī)的機(jī)械部分做出介紹。圖為行星式雙刀對稱偏心安裝間歇式切削的切削方案，鋼管通過切管機(jī)的夾具固定不動，刀具偏心安裝在行星齒輪上。首先伺服電機(jī)通過蝸桿帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，從而帶動行星齒輪繞著軌跡完成公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。其次刀具在行星齒輪上剛性連接，最終也完成了自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，由于刀具偏心安裝在行星齒輪上，因此當(dāng)?shù)毒哌\(yùn)動到最低點時可以對鋼管進(jìn)行切割，當(dāng)?shù)毒哌\(yùn)動到最高點時刀具遠(yuǎn)離鋼管，從而使每一把刀具對鋼管進(jìn)行間歇切割，由于是兩把刀具對鋼管進(jìn)行切割，因此可以彼此互補(bǔ)，從而最終達(dá)到連續(xù)切割的效果。只是傳動方案存在著一定的差異，方案一是通過電機(jī)帶動蝸桿進(jìn)行傳動，方案二則是通過電機(jī)帶動齒輪進(jìn)行傳動，因此只是傳動方式的不同，其它方面的設(shè)計和參數(shù)相同，因此對這兩種設(shè)計方案的比較只需要從制造零件工藝的復(fù)雜程度和裝配的復(fù)雜程度上來比較。

  通過對兩種切割方案的介紹，可以對它們的切割方案進(jìn)行比較，從而得出最符合設(shè)計要求的切割方案。首先切割方案一和切割方案二都是通過一個主電機(jī)帶動兩把刀具，從而對鋼管進(jìn)行切割，它不但需要主電機(jī)快速的響應(yīng)和停止，而且需要主電機(jī)對刀具進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，因此對主電機(jī)的要求較高，但是這種切割方式提高了切割的效率，達(dá)到了設(shè)計的要求。案一和方案二相比，前者是通過蝸輪蝸桿進(jìn)行傳動，后者則是直接通過齒輪配合進(jìn)行傳動。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度來看，蝸輪蝸桿的設(shè)計需要傳動電機(jī)與切割薄壁不銹鋼管保持垂直，從而使設(shè)備的左右方向或者上下方向尺寸較大，而齒輪之間的配合則是傳動電機(jī)平行于鋼管，因此整體的尺寸較小。從工藝的角度來看，齒輪之間的配合要比蝸輪蝸桿的配合簡單，并且制造成本較低，更容易實現(xiàn)刀具的精準(zhǔn)定位。綜上所述，本設(shè)計選用切割方案二，這種設(shè)計方案不但提高了刀具的使用效率，避免了刀具之間的干涉，而且也使得薄壁不銹鋼管切管機(jī)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，實現(xiàn)了同等條件下的效益最大化。