CN102092057A - 一种切断方法及应用该方法的切断机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切断方法及应用该方法的切断机，采用的无齿圆刀(4)在旋转切削的同时向型材进给直至切断制品，适当选择无齿圆刀刀刃(7)的刃口角度、刀刃刃尖的线速度和无齿圆刀的进给速度，切割时对无齿圆刀进行润滑。本发明实现了型材切断过程中的静音、无尘切断，同时延长了刀具的使用寿命、提高了型材的切断面的质量。

Description

一种切断方法及应用该方法的切断机

技术领域

本发明涉及切断加工领域，尤其是涉及一种切断方法及应用该方法的切断机。

背景技术

在实际应用中，通常需要对连续成型的塑料型材进行切断，以获得适当长度的型材，便于型材的运输和后续加工。目前，塑料挤出型材切断设备的主装置是锯片式切削装置，其中所说的锯片以圆锯片为主、周边布有锯齿。切断时锯片具有旋转的锯齿的切断运动和在切断方向上的进给运动，两个运动是同时进行的。切断过程中，锯齿受到刚性冲击，会使锯齿的寿命变短，且一旦锯齿因长期承受疲劳载荷而断裂，锯片就无法修复，断齿稍多就会严重影响型材断面的加工质量，最终使锯片失效；加之锯片本身的加工精度一般不高，因此所加工的型材断面质量是比较差的。由于锯齿受到刚性冲击，而产生比较大的噪声，造成噪声污染，长期使用锯片式切断机会对操作人员的听力产生负面影响。此外，从切削原理来看，锯片式切断机是利用锯齿依次啃下部分型材，因而形成大量粉尘或者切屑，造成粉尘污染，对工人的身体健康造成不利的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服目前锯片式切断中锯片易损坏、噪音大、容易产生尘屑、切断后的型材断面质量差等缺点，提供一种能解决上述问题的新的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供了一种切断方法，所述方法中使用的切断刀具采用无齿圆刀，无齿圆刀在旋转切削的同时向塑料型材进给直至切断型材，无齿圆刀的刀刃为单面刃时的刃口角度为2°～6°，为双面刃时的刃口角度为4°～12°，刀刃刃尖的线速度为20～100m/min，无齿圆刀的进给速度为0.3～0.7m/min，切断过程中同时向无齿圆刀喷洒润滑剂。

优选的，所述无齿圆刀的刀刃为单面刃时的刃口角度为3°～4°，为双面刃时的刃口角度为4°～6°，刀刃刃尖的线速度为30～40m/min，无齿圆刀的进给速度为0.4～0.6m/min。

为实现上述目的，本发明还提供了一种应用上述切断方法的切断机，包括机架8、切断机构、夹紧定位机构10，所述切断机构使用的刀具为无齿圆刀4，所述切断机构还包括润滑机构12，润滑机构12上的润滑剂喷口指向无齿圆刀4。

所述无齿圆刀4由处于内圆的刀体6和处于外圆的刀刃7构成，刀刃7为单面刃时的刃口角度β为2°～6°，为双面刃时的刃口角度α为4°～12°。

所述无齿圆刀4的刀刃7为单面刃时的刃口角度β为3°～4°，为双面刃时的刃口角度α为4°～6°。

所述刀刃7的端部有刃尖14，刃尖14的高度H为1～3mm，刃尖14的顶尖宽度B为0.2～0.4mm。

所述切断机构还包括支架5、刀座3、进给机构、驱动机构11，安装在刀座3上的驱动机构11有一个输出轴安装无齿圆刀4并能使无齿圆刀4绕该输出轴旋转，进给机构安装在支架5与刀座3之间，刀座3可在进给机构的作用下沿支架5做进给和复位运动，润滑机构12设置在刀座3上。

所述进给机构包括导轴2和进给气缸1，导轴2设置在所述支架5上，刀座3套在导轴2上，进给气缸1的缸体和缸杆分别安装在机架5和刀座3上。

所述进给气缸1配有阻尼装置13。

所述切断机还包括随动机架9，随动机架9安装在机架8的导轨上并能在安装在机架8和随动机架9之间的随动气缸15的作用下沿导轨做往复运动；切断机构安装在随动机架9上；夹紧定位机构10有两个，安装在随动机架9上，且分别布置在无齿圆刀4的两侧且相距比较远的距离。

本发明的有益技术效果：本发明采用的无齿圆刀，对塑料挤出型材具有两个运动：无齿圆刀的旋转运动和进给运动，在两个运动的综合作用下，对塑料型材的割、切，能平滑地、连续地完成对型材的切断，因此切断过程无噪音、无尘屑，没有锯片式刀具的锯齿间断地对型材进行冲击产生的噪音和锯齿啃下的尘屑；为使上述无齿圆刀的切断过程顺利进行，必须对无齿圆刀刀刃的刃口角度、刀刃处的线速度、无齿圆刀的进给速度进行合理的选择和搭配，同时还要考虑型材的面积和结构，才能保证无齿圆刀不崩齿、切断后的型材断面质量好；还要向无齿圆刀喷洒润滑剂以润滑刀具防止夹刀和避免刀具因摩擦而温度升高，提高了无齿圆刀的使用寿命；两个夹紧定位机构相距比较远的距离，可以使切断过程中型材不会夹刀，使切断顺利进行。因此，本发明实现了塑料挤出型材切断过程中的静音、无尘切断，同时延长了刀具的使用寿命、提高了型材的切断质量，具有很高的工业实用性。

随动机架相对机架的往复运动，使得切断机构切断型材时与待切断的连续成型的塑料挤出型材同步运动，实现型材在连续成型过程中的切断，一次切断完毕切断机构复位，等待下一次切断工作循环的开始，实现了连续成型的型材的自动化定长切断。

附图概述

图1为本发明的切断机结构立体图；

图2为本发明的切断机构结构示意图；

图3为本发明有双面刃的无齿圆刀的截面示意图；

图4为本发明有单面刃的无齿圆刀的截面示意图。

图中：1、进给气缸，2、导轴，3、刀座，4、无齿圆刀，5、支架，6、刀体，7、刀刃，8、机架，9、随动机架，10、夹紧定位机构，11、驱动机构，12、润滑机构，13、阻尼装置，14、刃尖，15、随动气缸。

实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1、2、3、4所示，本发明的塑料挤出型材的切断机，包括：机架8、随动机架9、切断机构、夹紧定位机构10、外罩。随动机架9安装在机架8的导轨上，并能在安装在机架8和随动支架9之间的随动气缸15的推动下相对机架做直线往复运动，切断时使随动机架9与待切断的塑料挤出型材同步运动，实现对连续成型的塑料挤出型材的连续切断。切断机构固定在随动机架上，切断机构包括支架5、刀座3、无齿圆刀4、进给机构、驱动机构11、润滑机构12；安装在刀座3上的驱动机构11为电机及与之配套的减速机，减速机的输出轴固定安装无齿圆刀4；无齿圆刀4由处于内圆的刀体6和处于外圆的刀刃7构成，刀刃7可以为双面刃也可以为单面刃，刀刃7为双面刃时刀刃7的刃口角度为α，刀刃7为单面刃时刀刃7的刃口角度为β，刀刃7的端部有刃尖14，刃尖14的高度H为1～3mm，刃尖14的顶尖宽度B为0.2～0.4mm；进给机构包括导轴2和进给气缸1，导轴2竖直设置在所述支架5上，刀座3套在导轴2上，进给气缸1的缸体和缸杆分别安装在支架5和刀座3上，刀座3可以在进给气缸1的推拉下沿导轴2做进给和复位运动；进给气缸1还配有阻尼装置13，阻尼装置13可以为油液阻尼，能够保证进给速度的均匀、稳定，避免因切削阻力变化带来的夹刀、扎刀现象，影响切断的正常进行；润滑机构12设置在刀座3上且其润滑剂喷口指向无齿圆刀4。安装在随动机架9上的夹紧定位机构10有两个，分别分布在无齿圆刀4的两侧且距离较远，能实现对伸过来的塑料挤出型材进行切断前的定位和夹紧动作，两个夹紧定位机构10相距较远可避免型材夹刀。在切断机构的外面安装外罩，保证切断过程的安全。

工作时当连续成型的塑料挤出型材运动到切断位置时，随动机架在随动气缸的推动下与待切断的塑料挤出型材同步运动；此时，夹紧定位机构动作完成对待切断的塑料挤出型材的夹紧定位；夹紧动作完成后，切断机构上的电机工作，经减速后带动无齿园刀旋转；同时切断机构上的进给气缸推动刀座进给，使旋转的无齿园刀进行切断工作；切断的同时，润滑机构的润滑剂喷口向无齿圆刀喷洒润滑剂，减小切断过程中的摩擦，避免夹刀现象，提高了刀具使用寿命；切断工作完成后，进给气缸做复位动作，带动刀座复位；刀座复位后电机停止工作，无齿园刀停止旋转；同时夹紧定位机构松开塑料挤出型材；随动机架在随动气缸拉动下回到原始位置；整个切断工作循环结束，等待下一个切断工作循环的开始；切断循环工作由整个挤出机自动控制系统控制，实现自动定长切断；切断好的塑料制品由送料机构或人工移送到包装位置。

针对不同的情况，上述技术方案可以做出不同的变形，例如对于一些断面结构简单且断面面积较小的型材，可以采用直线刃的刀具，在切断过程中，刃线方向上刀刃与型材没有相对运动，就可以完成切断。

无齿圆刀的切削刃可以选择双面刃和单面刃，本方案因考虑到可能会把进给运动部分地作为切削运动，因此倾向于刃口具有两面刃的刀具，切削效果会更好，所用的切削力较小。而单面刃结构简单，便于制造，对于在以切削运动为主运动时，是一个比较好的选择。另外，对于刃口角度的选择，在保证刃口强度的情况下，越小越好，刃口角度越小，断面缺陷越小，除了此因素外，还需要考虑型材的断面结构和面积。对于无齿圆刀刀刃的刃口角度和无齿圆刀的旋转切削运动速度、直线进给运动速度的选择，还需要需要考虑型材断面的结构、面积。

就目前普遍使用的塑料型材，对于型材断面面积较小的型材，当双面刃的刃口角度α采用最低限的2.5°甚至1.5°，在无齿圆刀切削刃的线速度速度较高的情况下和在室温10-35℃的条件下，连续切断不会出现崩刃、夹刀现象；在相同条件下，单面刃的刀具可以具有上述基本相同的效果。因此，对于断面面积较小的型材，切削运动可以选择较高的切削速度、较小的刃口角度。对于刃口角度较大的情况，更多需要考虑的是型材断面面积较大和断面结构较复杂的情况，原则上仍然是在考虑刀具寿命的情况下，刃口角度尽可能小。

经过大量的实验得到：(1)在型材面积较小、结构简单和型材温度较低如室温(10-35℃摄氏度左右)条件下，无齿圆刀的刀刃为单面刃时的刃口角度β选择2°，双面刃的刃口角度α选择4°，刀刃的刃尖线速度选择100m/min，无齿圆刀的进给速度选择0.3m/min，同时对无齿圆刀进行润滑，可以使型材的切断顺利进行并达到本申请的目的；(2)在型材断面面积较小、结构简单的情况下，单面刃的刃口角度β选择4°，双面刃的刃口角度α选择6°，刀刃的刃尖线速度选择30m/min，无齿圆刀的进给速度选择0.6m/min，同时对无齿圆刀进行润滑，可以使型材的切断顺利进行并达到本申请的目的；(3)在型材断面面积较大、结构复杂的情况下，单面刃的刃口角度β选择3°，双面刃的刃口角度α选择4°，切削刃的刃尖线速度选择40m/min，无齿圆刀的进给速度选择0.4m/min，同时对无齿圆刀进行润滑，可以使型材的切断顺利进行并达到本申请的目的；(4)在型材断面面积较大、结构复杂的情况下，单面刃的刃口角度β选择6°，双面刃的刃口角度α选择12°，切削刃的刃尖线速度选择20m/min，无齿圆刀的进给速度选择0.7m/min，同时对无齿圆刀进行润滑，可以使型材的切断顺利进行并达到本申请的目的。

为适应不同类型的型材，所述无齿圆刀采用单面刃时的刃口角度β优选为3°～4°，采用双面刃时的刃口角度α优选为4°～6°，刀刃的刃尖线速度选择30～40m/min，无齿圆刀的进给速度选择0.4～0.6m/min。于此，本方案仍然倾向于在保证刀具寿命的情况下，尽可能采用较小的刃口角度。采用上述刃口角度数值范围的大值时刀具具有较高的使用寿命，而采取小值时可以获得当前所能接受的比较好的断面质量，在此范围内均可以满足刀具寿命和断面质量的技术要求。在无齿圆刀厚度的选择中，需要考虑刀盘直径和刃口角度，其中最主要的是刀盘直径，对于常用的型材，选择刀具的厚度为2～10mm。

本发明的塑料挤出型材的切断方法为：切断刀具采用无齿圆刀；无齿圆刀在切断塑料挤出型材过程中同时有两个运动，一个为无齿圆刀绕与其垂直且经过其圆心的轴线的旋转切削运动，另一个为无齿圆刀向待切断的塑料挤出型材的直线进给运动，即无齿圆刀在旋转的同时向塑料挤出型材进给直至切断塑料挤出型材；无齿圆刀刀刃的刃口角度、刃尖线速度和无齿圆刀的进给速度根据型材的截面面积大小、截面复杂程度和型材的温度等条件确定；切断过程中向无齿圆刀喷洒润滑剂，用于减小切断过程中的阻尼和避免夹刀现象，提高刀具使用寿命。

本发明在工业生产中的应用解决了传统锯片式切断中带来的锯片易损坏、噪音大、容易产生尘屑、切断后的型材断面质量差等缺点，实现了塑料挤出型材切断过程中的静音、无尘切断，同时延长了刀具的使用寿命、提高了型材的切断质量，实现了连续成型的塑料挤出型材的自动化定长切断，具有很高的工业实用性。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种切断方法，所述方法中使用的切断刀具采用无齿圆刀，无齿圆刀在旋转切削的同时向塑料型材进给直至切断型材，无齿圆刀的刀刃为单面刃时的刃口角度为2°～6°，为双面刃时的刃口角度为4°～12°，刀刃刃尖的线速度为20～100m/min，无齿圆刀的进给速度为0.3～0.7m/min，切断过程中同时向无齿圆刀喷洒润滑剂。

2.根据权利要求1所述的切断方法，其特征在于：所述无齿圆刀的刀刃为单面刃时的刃口角度为3°～4°，为双面刃时的刃口角度为4°～6°，刀刃刃尖的线速度为30～40m/min，无齿圆刀的进给速度为0.4～0.6m/min。

3.一种应用权利要求1所述的切断方法的切断机，包括机架(8)、切断机构、夹紧定位机构(10)，其特征在于：所述切断机构使用的刀具为无齿圆刀(4)，所述切断机构还包括润滑机构(12)，润滑机构(12)上的润滑剂喷口指向无齿圆刀(4)。

4.根据权利要求3所述的切断机，其特征在于：所述无齿圆刀(4)由处于内圆的刀体(6)和处于外圆的刀刃(7)构成，刀刃(7)为单面刃时的刃口角度β为2°～6°，为双面刃时的刃口角度α为4°～12°。

5.根据权利要求4所述的切断机，其特征在于：所述无齿圆刀(4)的刀刃(7)为单面刃时的刃口角度β为3°～4°，为双面刃时的刃口角度α为4°～6°。

6.根据权利要求4或5所述的切断机，其特征在于：所述刀刃(7)的端部有刃尖(14)，刃尖(14)的高度H为1～3mm，刃尖(14)的顶尖宽度B为0.2～0.4mm。

7.根据权利要求3或4或5所述的切断机，其特征在于：所述切断机构还包括支架(5)、刀座(3)、进给机构、驱动机构(11)，安装在刀座(3)上的驱动机构(11)有一个输出轴安装无齿圆刀(4)并能使无齿圆刀(4)绕该输出轴旋转，进给机构安装在支架(5)与刀座(3)之间，刀座(3)可在进给机构的作用下沿支架(5)做进给和复位运动，润滑机构(12)设置在刀座3上。

8.根据权利要求7所述的切断机，其特征在于：所述进给机构包括导轴(2)和进给气缸(1)，导轴(2)设置在所述支架(5)上，刀座(3)套在导轴(2)上，进给气缸(1)的缸体和缸杆分别安装在机架(5)和刀座(3)上。

9.根据权利要求8所述的切断机构，其特征在于：所述进给气缸(1)配有阻尼装置(13)。

10.根据权利要求3或4或5所述的切断机，其特征在于：所述切断机还包括随动机架(9)，随动机架(9)安装在机架(8)的导轨上并能在安装在机架(8)和随动机架(9)之间的随动气缸(15)的作用下沿导轨做往复运动；切断机构安装在随动机架(9)上；夹紧定位机构(10)有两个，安装在随动机架(9)上，且分别布置在无齿圆刀(4)的两侧且相距比较远的距离。

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