CN105619551B - 一种刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀具，用于切削木料，刀具包括基体和刀体，基体和刀体为一体式结构，基体包括第一侧面、第二侧面和圆弧面，第一侧面和第二侧面相对，圆弧面分别与第一侧面和第二侧面垂直连接，刀体包括第一倾斜面、第二倾斜面、第三倾斜面和竖直面，其中，第一侧面的高度高于第二侧面的高度，第一倾斜面的一端连接第一侧面且其另一端向第二侧面斜向下延伸并与竖直面的顶端连接，第二倾斜面的一端连接第二侧面且其另一端向第一侧面斜向上延伸并与竖直面的底端连接，第三倾斜面的一端与圆弧面连接且其另一端斜向上延伸与第一倾斜面连接。本发明提供的刀具能够提高提高出材率。
Description
技术领域
本发明涉及木料切削成型技术领域，尤其涉及一种刀具。
背景技术
木材是能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出韧皮，向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称，包括木质部和薄壁射线。木材对于人类生活起着很大的支持作用。
我国人均木材的占有量偏少，而我国作为发展中国家对木材的吞吐量巨大，因此每年不得不大量依赖进口，而目前切削木料所用的刀具为直角刀，角度为90°，这种直角刀只能够切削出方正的木料，其制材方式的出材率为一般为56.62％，出材率较低，对木材造成了极大的浪费。
因此，如何提供一种刀具，以提高出材率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种刀具，以提高出材率。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种刀具，用于切削木料，所述刀具包括基体和刀体，所述基体和所述刀体为一体式结构，所述基体包括第一侧面、第二侧面和圆弧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述圆弧面分别与所述第一侧面和所述第二侧面垂直连接，所述刀体包括第一倾斜面、第二倾斜面、第三倾斜面和竖直面，其中，所述第一侧面的高度高于所述第二侧面的高度，所述第一倾斜面的一端连接所述第一侧面且其另一端向所述第二侧面斜向下延伸并与所述竖直面的顶端连接，所述第二倾斜面的一端连接所述第二侧面且其另一端向所述第一侧面斜向上延伸并与所述竖直面的底端连接，所述第三倾斜面的一端与所述圆弧面连接且其另一端斜向上延伸与所述第一倾斜面连接。
优选的，上述基体上呈圆周均匀布置有多个所述刀体。
优选的，上述刀体成对设置且两者自身的第二侧面贴合。
优选的，上述刀体为四个。
优选的，上述第一倾斜面和所述第二倾斜面的水平面投影长度均为7.5mm。
优选的，上述竖直面的高度为0.2mm。
优选的，上述第一倾斜面和所述第二倾斜面的倾斜角度均为1°。
优选的，上述刀体成对设置且两者自身的第二侧面贴合，所述基体上呈圆周均匀布置有多对所述刀体。
本发明提供的刀具，用于切削木料，所述刀具包括基体和刀体，所述基体和所述刀体为一体式结构，所述基体包括第一侧面、第二侧面和圆弧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述圆弧面分别与所述第一侧面和所述第二侧面垂直连接，所述刀体包括第一倾斜面、第二倾斜面、第三倾斜面和竖直面，其中，所述第一侧面的高度高于所述第二侧面的高度，所述第一倾斜面的一端连接所述第一侧面且其另一端向所述第二侧面斜向下延伸并与所述竖直面的顶端连接，所述第二倾斜面的一端连接所述第二侧面且其另一端向所述第一侧面斜向上延伸并与所述竖直面的底端连接，所述第三倾斜面的一端与所述圆弧面连接且其另一端斜向上延伸与所述第一倾斜面连接。
本发明提供的刀具为阶梯斜角刀，旋转时，圆弧面正对方向为旋转前进方向，本发明提供的刀具能够提高提高出材率，传统制材和采用本发明提供的刀具进行制材的出材率计算如下：
以原料木心轴半径为19.5mm为例，其能够制得的最大的方形木料的横截面的长度为23mm，宽度为14.7mm，其能够制得的最大的阶梯型板条8的尺寸为，第一倾斜面1与第一平面5的内夹角为101°，第二倾斜面2与第二平面6的内夹角为101°，第三倾斜面3与第二平面6的内夹角为101，第四倾斜面4与第三平面7的内夹角为101°，第二平面5的宽度为23mm，第四平面的宽度为37mm，第一倾斜面1的竖直面投影高度为7.3mm，第二倾斜面2的竖直面投影高度为7.4mm。
两种制材方式的出材率可由下式计算：
X1＝S1/S
X2＝S2/S
式中：X1——传统方形制材方式出材率(％)
X2——新型阶梯形制材方式出材率(％)
S——木轴圆形横截面面积(mm2)
S1——传统方形制材方式横截面面积(mm2)
S2——新型阶梯形制材方式横截面面积(mm2)
木轴圆形横截面的面积由下式计算
S＝π·r2＝3.14×19.52≈1194(mm2)
式中：r——木轴圆形横截面半径(mm)
传统方形制材方式横截面的面积由下式计算
S1＝2l·w＝2×23×14.7≈676(mm2)
式中：l——传统方形制材方式横截面长度(mm)
w——传统方形制材方式横截面宽度(mm)
新型阶梯形制材方式横截面的面积由下式计算
S2＝2(T1+T2)
式中：T1——新型阶梯形制材方式横截面上半部分梯形面积(mm2)
T2——新型阶梯形制材方式横截面下半部分梯形面积(mm2)
根据各部分尺寸可以算出
T1＝7.4×tan(101°-90°)×7.4+23×7.4≈181(mm2)
T2＝37×7.3-7.3×tan(101°-90°)×7.3≈260(mm2)
将数值代入新型阶梯形制材方式横截面面积计算公式
S2＝2(T1+T2)≈2×(181+260)＝882(mm2)
故两种制材方式的出材率如下
X1＝S1/S≈676/1194≈56.62％
X2＝S2/S≈882/1194≈73.87％
按照生产1万立方米的板条计算，需消耗的木轴材积由下式计算
V1＝10000/X1≈10000/0.5662≈17661.6(m3)
V2＝10000/X2≈10000/0.7387≈13537.3(m3)
式中：V1——传统方形制材方式生产1万立方米板条所需木轴材积(m3)
V2——新型阶梯形制材方式生产1万立方米板条所需木轴材积(m3)
通过计算可以看出，采用本发明提供的刀具的新型阶梯形制材方式的出材率为73.87％，传统方形制材方式的出材率为56.62％，出材率提高了17.25％，新型阶梯形制材方式的出材率为传统方形制材方式的出材率的1.3倍。按照生产1万立方米的板条计算，传统方形制材方式需消耗木轴材积约1.8万立方米，新型阶梯形制材方式需消耗木轴材积约1.4万立方米，新型阶梯形制材方式节约成材用量约0.4万立方米，以每立方米杨木原木价格650元计算，节省成本260万元。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的刀具的主视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的刀具的侧视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的刀具的工作时的结构示意图。
上图1-3中：
第一倾斜面1、第二倾斜面2、第三倾斜面3、第一侧面4、第二侧面5、竖直面6、基体7、圆弧面8、旋转轴插入孔9、刀具10、木料11。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-图3，图1为本发明实施例提供的刀具的主视结构示意图；图2为本发明实施例提供的刀具的侧视结构示意图；图3为本发明实施例提供的刀具的工作时的结构示意图。
本发明提供的刀具10，用于切削木料11，刀具包括基体7和刀体，基体7和刀体为一体式结构，基体7包括第一侧面4、第二侧面5和圆弧面8，第一侧面4和第二侧面5相对，圆弧面8分别与第一侧面4和第二侧面5垂直连接，刀体包括第一倾斜面1、第二倾斜面2、第三倾斜面3和竖直面6，其中，第一侧面4的高度高于第二侧面5的高度，第一倾斜面1的一端连接第一侧面4且其另一端向第二侧面5斜向下延伸并与竖直面6的顶端连接，第二倾斜面2的一端连接第二侧面5且其另一端向第一侧面4斜向上延伸并与竖直面6的底端连接，第三倾斜面3的一端与圆弧面8连接且其另一端斜向上延伸与第一倾斜面1连接。
本发明实施例提供的刀具10为阶梯斜角刀，旋转时，圆弧面8正对方向为旋转前进方向，本发明提供的刀具10能够提高出材率，传统制材和采用本发明提供的刀具10进行制材的出材率计算如下：
以原料木心轴半径为19.5mm为例，其能够制得的最大的方形木料的横截面的长度为23mm，宽度为14.7mm，其能够制得的最大的阶梯型板条8的尺寸为，第一倾斜面1与第一平面5的内夹角为101°，第二倾斜面2与第二平面6的内夹角为101°，第三倾斜面3与第二平面6的内夹角为101，第四倾斜面4与第三平面7的内夹角为101°，第二平面5的宽度为23mm，第四平面的宽度为37mm，第一倾斜面1的竖直面投影高度为7.3mm，第二倾斜面2的竖直面投影高度为7.4mm。
两种制材方式的出材率可由下式计算：
X1＝S1/S
X2＝S2/S
式中：X1——传统方形制材方式出材率(％)
X2——新型阶梯形制材方式出材率(％)
S——木轴圆形横截面面积(mm2)
S1——传统方形制材方式横截面面积(mm2)
S2——新型阶梯形制材方式横截面面积(mm2)
木轴圆形横截面的面积由下式计算
S＝π·r2＝3.14×19.52≈1194(mm2)
式中：r——木轴圆形横截面半径(mm)
传统方形制材方式横截面的面积由下式计算
S1＝2l·w＝2×23×14.7≈676(mm2)
式中：l——传统方形制材方式横截面长度(mm)
w——传统方形制材方式横截面宽度(mm)
新型阶梯形制材方式横截面的面积由下式计算
S2＝2(T1+T2)
式中：T1——新型阶梯形制材方式横截面上半部分梯形面积(mm2)
T2——新型阶梯形制材方式横截面下半部分梯形面积(mm2)
根据各部分尺寸可以算出
T1＝7.4×tan(101°-90°)×7.4+23×7.4≈181(mm2)
T2＝37×7.3-7.3×tan(101°-90°)×7.3≈260(mm2)
将数值代入新型阶梯形制材方式横截面面积计算公式
S2＝2(T1+T2)≈2×(181+260)＝882(mm2)
故两种制材方式的出材率如下
X1＝S1/S≈676/1194≈56.62％
X2＝S2/S≈882/1194≈73.87％
按照生产1万立方米的板条计算，需消耗的木轴材积由下式计算
V1＝10000/X1≈10000/0.5662≈17661.6(m3)
V2＝10000/X2≈10000/0.7387≈13537.3(m3)
式中：V1——传统方形制材方式生产1万立方米板条所需木轴材积(m3)
V2——新型阶梯形制材方式生产1万立方米板条所需木轴材积(m3)
通过计算可以看出，采用本发明提供的刀具10的新型阶梯形制材方式的出材率为73.87％，传统方形制材方式的出材率为56.62％，出材率提高了17.25％，新型阶梯形制材方式的出材率为传统方形制材方式的出材率的1.3倍。按照生产1万立方米的板条计算，传统方形制材方式需消耗木轴材积约1.8万立方米，新型阶梯形制材方式需消耗木轴材积约1.4万立方米，新型阶梯形制材方式节约成材用量约0.4万立方米，以每立方米杨木原木价格650元计算，节省成本260万元。
其中，本发明提供的刀具10是阶梯斜角刀，从外径、孔径、刃宽、旋转方向及斜角度上均做了改变。通过阶梯斜角刀与平刀配合使用，大大的提高了，原材料的利用率。其中，第一倾斜面1和第二倾斜面2的水平面投影长度均为7.5mm。竖直面的高度为0.2mm。第一倾斜面1和第二倾斜面2的倾斜角度均为1°基体7的旋转轴插入孔9的直径为30mm。刀体的旋转直径为85mm。
具体的，基体7上呈圆周均匀布置有多个刀体，例如四个，旋转使用时提高切削速度，刀体最好是成对设置且两者自身的第二侧面5贴合，基体上呈圆周均匀布置有多对刀体。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种刀具，用于切削木料，其特征在于，所述刀具包括基体和刀体，所述基体和所述刀体为一体式结构，
所述基体包括第一侧面、第二侧面和圆弧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述圆弧面分别与所述第一侧面和所述第二侧面垂直连接，
所述刀体包括第一倾斜面、第二倾斜面、第三倾斜面和竖直面，其中，
所述第一侧面的高度高于所述第二侧面的高度，所述第一倾斜面的一端连接所述第一侧面且其另一端向所述第二侧面斜向下延伸并与所述竖直面的顶端连接，所述第二倾斜面的一端连接所述第二侧面且其另一端向所述第一侧面斜向上延伸并与所述竖直面的底端连接，
所述第三倾斜面的一端与所述圆弧面连接且其另一端斜向上延伸与所述第一倾斜面连接，
所述基体上呈圆周均匀布置有多个所述刀体，
所述刀体成对设置且两者自身的第二侧面贴合，
一次制得两块阶梯型板条。
2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述刀体为四个。
3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的水平面投影长度均为7.5mm。
4.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述竖直面的高度为0.2mm。
5.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的倾斜角度均为1°。
6.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述基体的旋转轴插入孔的直径为30mm。
7.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述刀体的旋转直径为85mm。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2016
- 2016-03-18 CN CN201610156752.6A patent/CN105619551B/zh active Active
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