CN105538054A - 一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法 - Google Patents

一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法，属于刀刃加工工装领域，其解决了现有食品刀刀刃加工效果差、锋利度不高、使用寿命低，且加工效率低的问题。本发明的装置包括工作台、砂轮电机和砂轮，还包括刀盘座；砂轮电机竖直设置在工作台上；砂轮设置在砂轮电机的下端；刀盘座设置在工作台上砂轮的一侧，刀盘座上设置有微调盘；微调盘中心固定设置有微调轴，微调轴与设置在刀盘座上的旋转轴套螺纹连接；微调轴与旋转轴套连接处设置有锁紧装置；旋转轴套与刀盘座通过轴承连接。本发明能提高加工效率，降低安全隐患，节省人力，更重要的是，同时能够有效提高食品刀刀刃的加工质量，提高所加工食品刀锋利程度，延长了食品刀的使用寿命。

Description

一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法
技术领域
本发明属于刀刃加工工装领域，具体地说，涉及一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法。
背景技术
食品刀是具备一定防锈属性的用于裁切食品且无毒、无害的工具刀，现有食品刀一般采用不锈钢材料，广泛应用于食品加工行业；食品刀形状各异，包括如图1所示的方形食品刀，这种方形食品刀的刀刃为具有一定弧度的弧形，还包括扇形食品刀，扇形食品刀的刀刃设置在一端，一般也呈一定弧度的扇形。无论是方形食品刀还是扇形食品刀，它们在加工过程中最重要的一道工序是需要对其刀刃进行打磨，以保证食品刀的基本功能——切割。传统食品刀的刀刃打磨方法是操作工手动在磨光机上磨刀刃，使用平磨砂轮，配套电机功率40W，电压380V，转速RPM1440r/min，这种打磨方式在操作过程中刀刃宽度尺寸很难控制，基本控制在公差±1.00mm范围左右，而且打磨后的刀刃光洁度不够，甚至还有刀刃部位发焦的现象，从而导致刀刃锋利度不够，降低了刀刃的使用寿命；另外这种人工手动打磨的操作效率极低，即使具备丰富经验的操作工操作，此种方法每小时也只能打磨食品刀刃2片，而且每隔约三个小时就要重新修整砂轮的平整度，砂轮的磨损也加大，降低了工作效率、增加了生产成本费用。
中国专利申请号201510603620.9，公开日2015年12月23日的专利申请文件，公开了一种刀片打磨装置，由机箱、照明灯、工作窗、砂轮、固定夹具、卸灰斗、检修门、过滤器、压缩空气接口、风机和出风口组成，风机设置在机箱的内部，过滤器设置在机箱的内部，位于风机的下面，出风口设置在机箱的顶部，压缩空气接口设置在机箱的背部，检修门设置在机箱的背部，位于压缩空气接口的下面，卸灰斗设置在机箱的侧面，工作窗设置在机箱的正面，砂轮设置在工作窗内，照明灯设置在工作窗的上面，固定夹具设置在工作窗的正面，与砂轮的中轴线等高，该发明申请的刀片打磨装置，能够快速打磨刀片，对打磨过程中的废料能够集中收集处理，保证了工作环境的清洁。但是该发明申请公开的技术方案仍需要人工手动操作刀片进行打磨，效率低，安全隐患大，打磨质量不高。
中国专利申请号201310658297.6，公开日2014年3月26日的专利申请文件，公开了一种切纸机刀片打磨机，以解决现有技术中人工打磨幅度、频率不稳定的问题，包括机架，还包括与机架转动连接的扇形齿轮、与扇形齿轮啮合的传动齿、与传动齿转动连接的从动轴和固定在从动轴上的凸轮板，从动轴一端和中部与机架均通过轴承连接，从动轴另一端螺纹连接有摆动臂，传动齿包括左半部分和右半部分，左半部分与右半部分的端面上均设有倒锥形凸块和倒锥形卡槽，摆动臂上连接有工作台，工作台上连接有磨刀石，机架上靠近凸轮板处还设有第一限位开关、第二限位开关。该发明公开的技术方案虽然解决了打磨幅度和频率的问题，但是采用人工手动操作，打磨效率仍然很低，严重制约了刀片生产工艺的发展，给企业扩大生产带来了阻碍。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有食品刀刀刃加工效果差、锋利度不高、使用寿命低，且加工效率低的问题，本发明提供一种食品刀刀刃打磨装置及打磨方法，能提高加工效率，降低安全隐患，节省人力，更重要的是，同时能够有效提高食品刀刀刃的加工质量，提高所加工食品刀锋利程度，延长了食品刀的使用寿命。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种食品刀刀刃打磨装置，包括工作台、砂轮电机和砂轮，还包括刀盘座；所述的砂轮电机竖直设置在工作台上；所述的砂轮设置在砂轮电机的下端；所述的刀盘座设置在工作台上砂轮的一侧，刀盘座上设置有微调盘；所述的微调盘中心固定设置有微调轴，所述的微调轴与设置在刀盘座上的旋转轴套螺纹连接；所述的微调轴与旋转轴套连接处设置有锁紧装置；所述的旋转轴套与刀盘座通过轴承连接。
优选地，所述的微调盘侧壁上设置有第一刻度线；所述的刀盘座上表面设置有与第一刻度线对应的第二刻度线。
优选地，所述的工作台上设置有立柱；所述的立柱上横向设置有摇臂；所述的砂轮电机设置在摇臂的端部。
优选地，所述的摇臂与立柱之间设置有可以调节摇臂摆幅的分度盘。
优选地，还包括设置在工作台一侧的行程电机和行程减速机；所述的行程电机与行程减速机相连；所述的旋转轴套穿过刀盘座伸入工作台内，旋转轴套伸入工作台内的一端与行程减速机相连。
优选地，还包括进刀动力装置；所述的行程电机和行程减速机设置在轨道上；所述的刀盘座与工作台之间通过滑轨相连；所述的刀盘座、微调盘、行程电机和行程减速机作为一个整体与进刀动力装置连接。
一种食品刀刀刃打磨方法，包括以下步骤：
1)调节上述一种食品刀刀刃打磨装置的砂轮至微调盘侧上方，固定；
2)旋转微调盘，使微调轴绕旋转轴套运动，调节吃刀深度，锁紧微调轴与旋转轴套的相对位置；
3)将待打磨食品刀放置于步骤2)中调节后的微调盘上，使待打磨食品刀刀刃首侧与砂轮接触，实现对刀，固定；
4)启动砂轮电机，使砂轮旋转；
5)保持步骤4)中砂轮空转1～2分钟，再同时启动行程电机和进刀动力装置，使行程减速机带动旋转轴套旋转运动，进而带动微调盘及固定在微调盘上的待打磨食品刀做第一旋转运动，进刀动力装置带动刀盘座、微调盘、行程电机和行程减速机作为一个整体向砂轮方向做第二进刀运动，第一旋转运动和第二进刀运动的结合使待打磨食品刀沿刀刃轨迹向砂轮进刀；
6)保持步骤5)中工作状态至食品刀刀刃尾侧脱离砂轮，停止行程电机和进刀动力装置，停止砂轮电机，调节砂轮远离微调盘，取出食品刀，打磨结束。
优选地，所述的步骤1)中通过调节分度盘，使摇臂绕立柱旋转，带动砂轮至微调盘侧上方固定。
优选地，所述的步骤2)中通过对照第一刻度线和第二刻度线的位置实现吃刀深度的调节。
优选地，所述的步骤5)进刀过程中向砂轮与食品刀刀刃接触处喷洒冷却液。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明在工作台上设置刀盘座，在刀盘座上设置微调盘，能够在打磨加工前预先调节待打磨食品刀吃刀深度，相比于传统人工手动送刀，精度更高，稳定性更好，且更加安全、高效，因此能够提高食品刀刃的加工质量，使加工的刀刃宽度可以控制在±0.10mm范围内，能够提高所加工食品刀锋利程度，延长食品刀的使用寿命，同时提高了生产效率，由传统手动打磨2片每天提高到了6片每天，加工效率提高了3倍，而且设备故障率下降，降低了设备维护成本；
(2)本发明微调盘侧壁上设置有第一刻度线，刀盘座上表面设置有与第一刻度线对应的第二刻度线，使微调盘的调节更加直观、精确，进而提高了加工精度，同时也降低了操作难度；
(3)本发明在工作台上设置立柱，在立柱上设置摇臂，将砂轮电机设置在摇臂上，使砂轮可以通过立柱的旋转调节，方便食品刀工件的取放，同时也可以根据待打磨食品刀刀刃角度预先调节砂轮的打磨角度，实现本发明装置的多功能化；
(4)本发明在摇臂与立柱之间设置有可以调节摇臂摆幅的分度盘，使摇臂摆幅的调节更加直观、精确，提高了设备的加工精度，同时也降低了设备操作难度，不限于工作经验丰富的操作工操作，降低了劳动成本；
(5)本发明的微调盘通过设置在工作台一侧的行程电机和行程减速机驱动，实现自动化，进一步降低劳动强度，提高加工精度，旋转轴套与行程减速机相连，受行程减速机驱动能带动微调盘及固定于微调盘上的食品刀进行第一旋转运动；
(6)本发明还包括进刀动力装置，行程电机和行程减速机设置在轨道上，刀盘座与工作台之间通过滑轨相连，刀盘座、微调盘、行程电机和行程减速机作为一个整体与进刀动力装置连接，这样进刀动力装置可以驱动刀盘座、微调盘、行程电机和行程减速机作为一个整体向一个方向运动，实现食品刀的第二进刀运动，该第二进刀运动与第一旋转运动相配合，实现了食品刀在打磨时能够沿刀刃轨迹进刀，提高了打磨加工精度，大大提高了加工效率；
(7)本发明的方法能够实现食品刀刀刃打磨的智能自动化，提高了加工效率，同时能够精确调节打磨参数，大大提高了加工精度，使生产加工的食品刀刀刃更加锋利，质量提高，延长了食品刀的使用寿命；
(8)本发明方法中对刀后保持砂轮空转1～2分钟，可以通过观察对刀深度是否准确决定是否继续进刀进行打磨步骤，避免了一次性进刀使食品刀报废；
(9)本发明方法中在进刀过程中喷洒冷却液，能够有效防止食品刀刀刃加工过程中温度过高被烧焦，进一步提高了加工精度。
附图说明
图1为一种食品刀结构示意图；
图2为本发明一种食品刀刀刃打磨装置的结构示意图；
图3为本发明加工食品刀时控制食品刀刃运动坐标图。
图中：1、工作台；2、立柱；3、分度盘；4、摇臂；5、砂轮电机；6、砂轮；7、微调盘；8、刀盘座；9、点动开关；10、行程电机；11、行程减速机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图2所示，一种食品刀刀刃打磨装置，包括工作台1、砂轮电机5、砂轮6、刀盘座8以及设置在工作台1一侧的进刀动力装置、行程电机10和行程减速机11；工作台1上设置有立柱2，立柱2上横向设置有摇臂4，摇臂4与立柱2之间设置有可以调节摇臂4摆幅的分度盘3，分度盘3与立柱2通过蜗轮蜗杆机构相连，当旋转分度盘3时，分度盘绕水平方向的旋转运动转化为立柱绕垂直方向的旋转运动，从而使立柱旋转，实现摇臂的旋转摆动；砂轮电机5设置在摇臂4的端部，砂轮6设置在砂轮电机5的下端；刀盘座8设置在工作台1上砂轮6的一侧，刀盘座8与工作台1之间通过滑轨相连，刀盘座8上设置有微调盘7，微调盘7侧壁上设置有第一刻度线，刀盘座8上表面设置有与第一刻度线对应的第二刻度线；微调盘7中心固定设置有微调轴，微调轴与设置在刀盘座8上的旋转轴套螺纹连接，微调轴与旋转轴套连接处设置有锁紧装置，旋转轴套与刀盘座8通过轴承连接；行程电机10与行程减速机11相连，行程电机10和行程减速机11设置在轨道上；旋转轴套穿过刀盘座8伸入工作台1内，旋转轴套伸入工作台1内的一端与行程减速机11通过蜗轮蜗杆机构相连；进刀动力装置包括进刀电机和进刀减速机，刀盘座8、微调盘7、行程电机10和行程减速机11作为一个整体与进刀动力装置连接。
根据不同食品刀的刀刃形状以及不同的工艺需求，有时候需要控制进刀动力装置、行程电机10点动运行，因此，本实施例在工作台1的侧壁上还设置有点动开关9；点动开关9与进刀电机和行程电机10相连，用以控制实现待打磨食品刀点动进刀。
本发明相比于传统人工手动送刀，精度更高，稳定性更好，且更加安全、高效，因此能够提高食品刀刃的加工质量，使加工的刀刃宽度可以控制在±0.10mm范围内，能够提高所加工食品刀锋利程度，延长食品刀的使用寿命，同时提高了生产效率，由传统手动打磨2片每天提高到了6片每天，加工效率提高了3倍，而且设备故障率下降，降低了设备维护成本。
本实施例以如图1所示的食品刀为加工对象进行方法的说明，食品刀的刀刃宽度为15.00mm、刀刃顶端至刀刃尾端垂直距离H＝110mm、圆弧半径R＝150mm、刀刃弧长为155.00mm、刀体宽度W＝105mm。
一种食品刀刀刃打磨方法，包括以下步骤：
1)调节上述一种食品刀刀刃打磨装置的分度盘3，使摇臂4绕立柱2旋转，带动砂轮6至微调盘7侧上方固定；
2)对照第一刻度线和第二刻度线的位置旋转微调盘7，使微调轴绕旋转轴套运动，调节吃刀深度，通过锁紧装置锁紧微调轴与旋转轴套的相对位置；
3)将待打磨食品刀放置于步骤2)中调节后的微调盘7上，使待打磨食品刀刀刃首侧与砂轮6接触，实现对刀，固定；
4)启动砂轮电机5，使砂轮6旋转；
5)保持步骤4)中砂轮6空转1～2分钟，再同时启动行程电机10和进刀动力装置，使行程减速机11带动旋转轴套旋转运动，进而带动微调盘7及固定在微调盘7上的待打磨食品刀做第一旋转运动，进刀动力装置带动刀盘座8、微调盘7、行程电机10和行程减速机11作为一个整体向砂轮6方向做第二进刀运动，第一旋转运动和第二进刀运动的结合使待打磨食品刀沿刀刃轨迹向砂轮6进刀，与此同时，向砂轮6与食品刀刀刃接触处喷洒冷却液；
6)保持步骤5)中工作状态至食品刀刀刃尾侧脱离砂轮6，停止行程电机10和进刀动力装置，停止砂轮电机5，调节砂轮6远离微调盘7，取出食品刀，打磨结束。
本实施例中进行程电机10的功率为0.55W，额定电压为380V，工作时其转速为2800r/min，进刀电机的功率为1.5W、额定电压为380V，工作时的转速为1400r/min。
如图3所示，本实施例中以步骤3)中砂轮6与待打磨食品刀刀刃首侧接触点为坐标零点建立坐标系XOY，通过设置第一旋转运动和第二进刀运动控制待打磨食品刀刀刃按照如下轨迹运动：
(X-a)2+(Y-b)2＝R2
本实施中R＝150mm，食品刀的刀刃宽度为15.00mm、刀刃顶端至刀刃尾端垂直距离H＝110mm、圆弧半径R＝150mm、刀刃弧长为155.00mm、刀体宽度W＝105mm，故对应上述坐标系，已知刀刃上点(0，0)与点(105，-110)满足上述轨迹方程，因而本实施例中食品刀刀刃在第一旋转运动和第二进刀运动控制下按如下轨迹运动：
(X+146.0306)2+(Y+34.2792)2＝22500
本发明的方法能够实现食品刀刀刃打磨的智能自动化，提高了加工效率，同时通过设置精确的打磨参数，精确控制待打磨刀刃运动轨迹，大大提高了加工精度，使生产加工的食品刀刀刃更加锋利，质量提高，延长了食品刀的使用寿命。

Claims (10)

1.一种食品刀刀刃打磨装置，包括工作台(1)、砂轮电机(5)和砂轮(6)，其特征在于：还包括刀盘座(8)；所述的砂轮电机(5)竖直设置在工作台(1)上；所述的砂轮(6)设置在砂轮电机(5)的下端；所述的刀盘座(8)设置在工作台(1)上砂轮(6)的一侧，刀盘座(8)上设置有微调盘(7)；所述的微调盘(7)中心固定设置有微调轴，所述的微调轴与设置在刀盘座(8)上的旋转轴套螺纹连接；所述的微调轴与旋转轴套连接处设置有锁紧装置；所述的旋转轴套与刀盘座(8)通过轴承连接。
2.根据权利要求1所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的微调盘(7)侧壁上设置有第一刻度线；所述的刀盘座(8)上表面设置有与第一刻度线对应的第二刻度线。
3.根据权利要求1所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的工作台(1)上设置有立柱(2)；所述的立柱(2)上横向设置有摇臂(4)；所述的砂轮电机(5)设置在摇臂(4)的端部。
4.根据权利要求3所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的摇臂(4)与立柱(2)之间设置有可以调节摇臂(4)摆幅的分度盘(3)。
5.根据权利要求2或4所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：还包括设置在工作台(1)一侧的行程电机(10)和行程减速机(11)；所述的行程电机(10)与行程减速机(11)相连；所述的旋转轴套穿过刀盘座(8)伸入工作台(1)内，旋转轴套伸入工作台(1)内的一端与行程减速机(11)相连。
6.根据权利要求5所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：还包括进刀动力装置；所述的行程电机(10)和行程减速机(11)设置在轨道上；所述的刀盘座(8)与工作台(1)之间通过滑轨相连；所述的刀盘座(8)、微调盘(7)、行程电机(10)和行程减速机(11)作为一个整体与进刀动力装置连接。
7.一种食品刀刀刃打磨方法，包括以下步骤：
1)调节权利要求6所述一种食品刀刀刃打磨装置的砂轮(6)至微调盘(7)侧上方，固定；
2)旋转微调盘(7)，使微调轴绕旋转轴套运动，调节吃刀深度，锁紧微调轴与旋转轴套的相对位置；
3)将待打磨食品刀放置于步骤2)中调节后的微调盘(7)上，使待打磨食品刀刀刃首侧与砂轮(6)接触，实现对刀，固定；
4)启动砂轮电机(5)，使砂轮(6)旋转；
5)保持步骤4)中砂轮(6)空转1～2分钟，再同时启动行程电机(10)和进刀动力装置，使行程减速机(11)带动旋转轴套旋转运动，进而带动微调盘(7)及固定在微调盘(7)上的待打磨食品刀做第一旋转运动，进刀动力装置带动刀盘座(8)、微调盘(7)、行程电机(10)和行程减速机(11)作为一个整体向砂轮(6)方向做第二进刀运动，第一旋转运动和第二进刀运动的结合使待打磨食品刀沿刀刃轨迹向砂轮(6)进刀；
6)保持步骤5)中工作状态至食品刀刀刃尾侧脱离砂轮(6)，停止行程电机(10)和进刀动力装置，停止砂轮电机(5)，调节砂轮(6)远离微调盘(7)，取出食品刀，打磨结束。
8.根据权利要求7所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的步骤1)中通过调节分度盘(3)，使摇臂(4)绕立柱(2)旋转，带动砂轮(6)至微调盘(7)侧上方固定。
9.根据权利要求8所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的步骤2)中通过对照第一刻度线和第二刻度线的位置实现吃刀深度的调节。
10.根据权利要求7、8或9所述的一种食品刀刀刃打磨装置，其特征在于：所述的步骤5)进刀过程中向砂轮(6)与食品刀刀刃接触处喷洒冷却液。
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