CN107262812B - 一种仿生曲面剪切刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生曲面剪切刀，属金属切割技术领域，由刀基体、刀背、过渡段和刀尖组成；过渡段由仿生半圆柱体和三棱柱组成。刀基体为长方体结构，作为整个仿生剪切刀的背面承载刀背、过渡段和刀尖；刀背为长方体，位于刀基体表面，底面与两个侧面均与刀基体的底面和侧面重合；过渡段为仿生半圆柱体与三棱柱结构组合体；仿生半圆柱体以剪切刀长边的方向紧密阵列排列。三棱柱的底部与刀后段的顶端重合，底面长和宽与刀后段相同；半仿生圆柱体的上部与三棱柱体重合；刀尖为仿生曲面结构。本发明能够提高剪切机刀片的剪切能力，提高刀片利用时间，提升工作效率，降低成本。

Description

一种仿生曲面剪切刀

技术领域

本发明属金属切割技术领域，具体涉及一种仿生曲面剪切刀。

背景技术

剪切机是现代工厂切断装置中的主要设备，其中龙门剪切机主要应用在废钢剪切、大尺寸切断等方面。在钢铁行业中，使用剪切机的方面越来越多，并且更多的应用于重型切割。

剪切机的刀片是剪切机中最为关键的部件，它的性能关乎着整个设备的使用和效率，更和生产加工和经济效益息息相关。目前工厂和废钢处理不能每年需要更换大量的刀片，不但刀片的费用增加，而且生产时间受限，大大降低了产值，影响整个加工效益。

刀片的主要失效模式是磨粒磨损，在切割过程中后刀面由于受到钢材中的硬质点磨损而失效。因此，设计出具有低阻力、抗磨损的剪切机刀片，增加单个刀片的使用时间。对于降低能耗，提高整体生产效益具有重要意义。

发明内容

针对龙门剪切机刀片的作用机理，本发明对龙门剪切机刀片的结构进行了再设计，使其能够提高剪切机刀片的剪切能力，提高刀片利用时间，提升工作效率，降低成本。

本发明利用獾牙齿曲面及曲线特征进行剪切刀设计。

本发明包括刀基体、刀背、过渡段和刀尖；过渡段由仿生半圆柱体和三棱柱组成；基体、刀背、过渡段和刀尖组合作为剪切机上刀片，由剪切机液压驱动，带动整体剪切刀上下运动。

所述的刀基体为长方体结构，长L1为1015-2030mm，宽H1为200mm，厚度D2为12mm。刀基体承载刀背、过渡段和刀尖。

所述的刀背为长方体，刀背的长度与刀基体长度相同，为1015-2030mm，宽H2为140mm，厚度D1为10mm。刀背位于刀基体表面，刀背的底面与两个侧面均与刀基体的底面和侧面重合。

所述的过渡段为仿生半圆柱体与三棱柱结构组合体，仿生半圆柱体的圆柱底面仿生圆弧曲线符合下列公式：

y＝-0.008x+0.116x²-0.907x³+3.883x⁴+1.009x⁵

其中0≤x≤14.5。

所述的仿生半圆柱体的底边直径为14.5mm，并以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为70-140个(排列个数视剪切刀整体长度而定，使圆柱体完全排列在刀背表面)。

所述的三棱柱的底部与刀后段的顶端重合，三棱柱底面的长和宽与刀后段相同。仿生线半圆柱体与直角三棱柱的高度H3均为30mm。直角三棱柱的斜面与刀基体的表面夹角α为32°。半仿生圆柱体的上部与三棱柱重合。

所述的刀尖为仿生曲面结构，宽L2为14.5mm，高D1为10mm，长H4为30mm；刀尖以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为70-140个(排列个数视剪切刀整体长度而定，使圆柱体完全排列在刀背表面)。

刀尖的仿生曲面的符合下列公式：

z＝2.013+6.838x+0.8x²-0.293x³+0.22x⁴

-0.529y-1.214y²+0.151y³+0.008y⁴-0.002y⁵

其中0≤X≤14.5，0≤Y≤8。

本发明的有益效果：

本发明利用獾牙齿曲面及曲线特征，将剪切刀刀尖设计为仿生曲面组合结构，并添加过渡段平滑整体刀面，刀尖能够有效的提高剪切刀的刺入特性，降低阻力；过渡段能够减小摩擦力，降低磨损；整体提高刀片的使用次数，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的底面俯视图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的轴测视图。

图4为本发明的左视图。

图5为图3中的A处放大图。

图6为仿生半圆柱体底边圆弧部分的仿生曲线二维图。

图7为刀尖曲面的仿生曲面三维图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例包括刀基体1、刀背2、过渡段3和刀尖4，过渡段3由仿生半圆柱体5和三棱柱6组成，刀基体1作为整个仿生剪切刀的背面承载刀背2、过渡段3和刀尖4；刀背2位于刀基体1表面，刀背2底面与两个侧面均与刀基体1的底面和侧面重合；过渡段3为仿生半圆柱体5与三棱柱6结构组合体，三棱柱6的底部与刀后段的顶端重合，底面长和宽与刀后段相同，半仿生圆柱体5的上部分与三棱柱体重合。

整体固接在一起作为剪切机上刀片，由剪切机液压驱动，带动整体剪切刀上下运动。

刀基体1为长方体结构，长L1为1015mm，宽H1为200mm，厚度D2为12mm。

刀背2为长方体，刀背2的长度与刀基体1长度相同，为1015mm，宽H2为140mm，厚度D1为10mm。

仿生半圆柱体5的圆柱底面仿生圆弧曲线为：

y＝-0.008x+0.116x²-0.907x³+3.883x⁴+1.009x⁵

其中0≤x≤14.5

仿生半圆柱体5的底边直径为14.5mm，并以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为70个。

仿生半圆柱体5与三棱柱6的高度H3均为30mm。直角三棱柱的斜面与刀基体的表面夹角α为32°。

刀尖4为仿生曲面结构，刀尖4的宽L2为14.5mm，高D1为10mm，长H4为30mm，刀尖4仿生曲面符合下列公式：

z＝2.013+6.838x+0.8x²-0.293x³+0.22x⁴

-0.529y-1.214y²+0.151y³+0.008y⁴-0.002y⁵

其中0≤X≤14.5，0≤Y≤8

实施例2：

请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例包括刀基体1、刀背2、过渡段3和刀尖4，过渡段3由仿生半圆柱体5和三棱柱6组成，刀基体1作为整个仿生剪切刀的背面承载刀背2、过渡段3和刀尖4；刀背2位于刀基体1表面，刀背2的底面与两个侧面均与刀基体1的底面和侧面重合；过渡段3为仿生半圆柱体5与三棱柱6结构组合体，三棱柱6的底部与刀后段的顶端重合，三棱柱6底面长和宽与刀后段相同，半仿生圆柱体5的上部分与三棱柱体重合。

整体固接在一起作为剪切机上刀片，由剪切机液压驱动，带动整体剪切刀上下运动。

刀基体1为长方体结构，长L1为2030mm，宽H1为200mm，厚度D2为12mm。

刀背2为长方体，刀背2长与刀基体1长度相同，为1015mm，宽H2为140mm，厚度D1为10mm。

仿生曲线半圆柱体5的圆柱底面仿生圆弧曲线符合下列公式：

y＝-0.008x+0.116x²-0.907x³+3.883x⁴+1.009x⁵

其中0≤x≤14.5

仿生半圆柱体5的底边直径为14.5mm，并以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为140个。

仿生半圆柱体5与三棱柱6的高度H3均为30mm。直角三棱柱的斜面与刀基体的表面夹角α为32°。

刀尖4为仿生曲面结构，宽L2为14.5mm，高D1为10mm，长H4为30mm，刀尖仿生曲面符合下列公式：

z＝2.013+6.838x+0.8x²-0.293x³+0.22x⁴

-0.529y-1.214y²+0.151y³+0.008y⁴-0.002y⁵

其中0≤X≤14.5，0≤Y≤8。

Claims (1)

1.一种仿生曲面剪切刀，其特征在于：包括刀基体(1)、刀背(2)、过渡段(3)和刀尖(4)；过渡段(3)由仿生半圆柱体(5)和三棱柱(6)组成；基体(1)、刀背(2)、过渡段(3)和刀尖(4)组合作为剪切机上刀片，由剪切机液压驱动，带动整体剪切刀上下运动；刀基体(1)承载刀背(2)、过渡段(3)和刀尖(4)；刀背(2)位于刀基体(1)表面，刀背(2)的底面与两个侧面均与刀基体(1)的底面和侧面重合；仿生半圆柱体(5)的圆柱底面仿生圆弧曲线符合下列公式：

y＝-0.008x+0.116x²-0.907x³+3.883x⁴+1.009x⁵

其中：0≤x≤14.5；

所述的三棱柱(6)的底部与刀后段的顶端重合，三棱柱(6)底面的长和宽与刀后段相同；

所述的刀尖(4)为仿生曲面结构，刀尖(4)的仿生曲面的符合下列公式：

z＝2.013+6.838x+0.8x²-0.293x³+0.22x⁴

-0.529y-1.214y²+0.151y³+0.008y⁴-0.002y⁵

其中：0≤x≤14.5，0≤y≤8；

所述的刀基体(1)为长方体结构，长L1为1015-2030mm，宽H1为200mm，厚度D2为12mm；

所述的刀背(2)为长方体，刀背(2)的长度与刀基体(1)长度相同，为1015-2030mm，宽H2为140mm，厚度D1为10mm；

所述的仿生半圆柱体(5)的底边直径为14.5mm，并以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为70-140个；

所述的刀尖(4)的宽L2为14.5mm，高D1为10mm，长H4为30mm；

刀尖(4)以剪切刀L1的方向紧密阵列排列，阵列个数为70-140个。

Images