CN109366645A - 一种微型竹材的剖丝刀及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型竹材的剖丝刀及其制作方法，针对小直径竹材开片剖丝加工的手工艺技术领域，通过该微型竹材的剖丝刀能够大大的提高对小直径竹材的剖丝效率；另外，根据微型竹材的剖丝刀的特性，发明了微型竹材的剖丝刀的制作方法，在现有技术无法加工该种微型刀具的情况下，实现了微型刀具的加工。

Description

一种微型竹材的剖丝刀及其制作方法

技术领域

本发明属于刀具即刀具加工技术领域，具体涉及一种用于将直径较小竹子剖丝的微型竹材的剖丝刀及其该开竹刀的制作工艺。

背景技术

竹子作用广泛，根据其不同品种不同的属性使用在不同的领域，竹材直径有大至200mm，也有小到5mm的，直径大的竹材可以通过加工开片制成各种生活用品，而直径小的竹材则可做成工艺扇骨制成工艺扇等等工艺美术用品。尤其是在制作工艺竹丝扇时，常常需要将直径在18mm以下的竹子均匀的剖成若干等份，然后再用剖开的竹丝精心编制成工艺竹扇，竹制手工艺扇也是中国传统手工艺珍品，其制作工艺也是中国文化中的隗宝，但是现有加工工具中没有针对这种小型竹材进行高效率剖丝加工的工具，手工艺人通常是用普通竹刀一刀一刀对小型竹材进行剖制，在制作竹丝工艺扇和其他小型竹材剖丝工艺品时，工作效率极低。而之前通过传统的焊接等方法只能制作开破大直径竹材的，直径达到100mm-200mm的粗糙大型开竹刀，无法制作具备针对小型竹材高效率的一次性开剖多片竹丝的微型的剖丝刀具，为了提高制作小型竹材工艺品的制作效率，所以急需一种能够适合制作这种能够加工小型竹材的工具的方法以制成高效率开剖小型竹材竹丝的刀具。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种微型竹材的剖丝刀，通过使用该开竹刀能够对直径在18mm以下的竹材进行剖丝，一次性可剖出21根以上的竹丝，且竹丝的宽度均匀，其工作效率相对于现有的对微型竹材的剖丝工具提高了10倍以上；另外还发明了该开竹刀的制作方法，通过精准选材和多次实验，使用线切割和微雕工艺制备了微型的开竹刀，其通过线切割能够制作刀叶厚度为0.1-1mm之间，具有8-20个刀叶的放射形刀具，使用该方法制备的刀具具有较好的韧性，且不会破坏竹纤维，使用寿命长。

本发明所采用的技术方案为：一种微型竹材的剖丝刀，包括刀柄和一体设置的刀体，所述刀柄和刀体一体设置；所述刀体至少包含5个刀叶，且所有的所述刀叶呈放射形分布，所有刀叶的刀背端平齐，在刀刃端由外部自由端到中心端的宽度逐渐增大，在中心交汇处形成锥型体；所述锥型体的尖端直径小于0.8mm，底面直径小于5mm。该刀头整体设计的刀体所有部件、规格、尺寸可以满足针对直径在18mm以下的竹材竹径进行4片-21片工艺剖丝开片；所述刀体包含4个-21个刀叶，且所有的所述刀叶呈放射形分布，所有刀叶的刀背端平齐，在刀刃端由外部自由端到中心端的逐渐集中，在中心交汇处形成锥型体；每片刀叶刀刃呈设计所需的弧形；所述锥型体的尖端直径可以是6mm-0.1mm，底面直径可以是10mm-1mm；刀头可以通过加装手柄制成手工剖丝刀具也可以装置在冲头、冲杆上制成机械(包括数控)开竹剖丝机。

上述微型竹材的剖丝刀的制作方法，包括以下步骤：

S1、选材，选用中碳结构钢板，为了方便加工可以优选45#钢板；

S2、切割，首先使用线切割机床或者锯床将钢板车成圆柱体钢胚，在圆柱形钢胚的一端车出高度小于整个圆柱体高度1\2的圆锥体，在圆锥体的侧面上车出一个环形凹槽，然后再用线切割机床或者激光沿钢胚的高度方向车出若干个刀叶，制成至少具有8个刀叶的刀具粗胚，且所有的刀叶以钢胚的圆心为中心呈放射形均匀分布；

S3、开刃，首先利用气动锉对刀具粗胚的刀叶分别开出刀刃雏形，然后利用高密度锉刀进行微雕开刃，同时利用手动锉刀和电动磨嘴将刀具粗胚的中心突起雕刻成锥形，制得开刃刀具；

S4、热处理，将加工后的开刃刀具在800-900℃的温度下保温35-50分钟，浸入含有10％的盐水中4-6秒钟，然后在空气中冷却；在430-480℃的温度下回火，通过该工艺反复调质2-4次，制得微型竹材的剖丝刀。

本发明技术方案的进一步优化，在步骤S2中刀具粗胚中切割刀叶的个数为8-21片，刀叶的厚度为0.1-1mm。

本发明技术方案的进一步优化，步骤S3中刀刃的设计开刃角度为30-40°，刀刃顶端的厚度为0.06-0.1mm；锥型突起的尖端直径小于1mm；高密度锉刀的厚度小于1mm。

本发明技术方案的进一步优化，步骤S5中，还设置有保护部，即在所有刀叶的外端设置有保护板，刀柄通过焊接、胶粘或者一体设置在保护板上。

本发明的有益效果为：通过对开竹剖丝刀具的微型化设计，较好的满足了之前市场对小直径竹材的高效率剖丝开片的工艺加工要求；通过选用中碳结构的45号碳钢，根据其具有较高的强度和较好的切削加工性，在通过线切割和车削制作刀叶时能够加工比较容易和经济，可以提高加工的成品率，同时该材料方便通过热处理对钢材进行调性；采用线切割和激光切割的方法能够实现微型精密的切割效果，从而切出多叶片的放射形刀具；通过对刀头钢胚的弧形切削能够使其在中心位置形成突起，方便S3步骤中锥型体上半部的雕刻打磨开刃；采用厚度为0.1-0.5mm左右的锉刀能够方便对刀叶靠近中心位置的地方进行开刃；在对开刃刀具的热处理时，通过对淬火和回火的温度、时间控制能够得到刀具最适合竹材加工的韧性和硬度；通过对刀刃锋开刃角度和刀刃利度的设置能够保证在刀具使用时，不会对竹纤维造成破坏，能很好地保证开出的完整、细密的竹丝。。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

传统剖丝团扇制作工艺通产是使用普通的竹刀将竹材的竹丝一刀一刀的进行剖丝和加工，工作效率比较低，后续现有技术中有人制作了类似于放射形的刀具用于对竹材进行剖丝，但是由于其制作工艺中焊接的局限性，只能生产较为大型的开竹刀，而无法制作微型的能够对直径18mm以下的竹材进行剖丝的开竹刀，所以导致竹丝扇的制作工艺无法提升，本发明针对该问题，通过无数次试验，选取了线切割和金属微雕工艺相结合的方法制作微型竹材的剖丝刀，从而实现了能够对直径在18mm以下的竹材进行一次性剖出21根竹丝的效果，相比之前的剖丝方法，工艺制作效率可提高10倍。同时使用本发明制造的开竹刀能够等分剖丝，避免了之前扇骨竹丝的厚薄不均的问题。另外，使用本发明中的开竹刀能够准确的对微型或者小型竹材进行剖丝，而且由于其中心的椎体能够导向剖丝，降低由于微型竹材的特性而切出瑕疵品。

本发明同时还通过试验研制了上述微型竹材的剖丝刀的制作方法，包括以下步骤：

S1、选材，选用厚度为10-15mm的中碳结构钢，为了方便加工可以优选45#钢板；

S2、切割，首先使用线切割机床或锯床制成直径60mm-30mm，厚10mm-15mm的圆柱形钢胚；用车床将钢胚车成钢胚中心点突出，中心点到钢胚边缘6mm-20mm环形内呈特定凹形弧面的凹槽，钢胚中心呈锥体型状：利用线切割或者激光切割技术将钢胚切割成至少具有8个刀叶的刀具粗胚，且所有的刀叶从中心点呈放射形均匀分布，使每片刀叶的刀刃切割成特定弧度的平滑弧形，保持刀具粗胚的中心位置突起呈锥形，按照刀头的不同型号，每片刀叶厚度1mm-0.15mm不等；，为了方便后续的加工，同样该技术在不切割成具有突起或锥型的情况下，也是可以实现制作微型竹材的剖丝刀的目的，即制作一个底面开设有与刀叶数量和厚度相匹配的锥型体，直接固定在刀体的中心位置，也能够达到开竹刀导向剖丝的效果；由于刀体整体较小，所以经过多次试验找出刀叶最佳的厚度范围在0.2-0.6mm之间，发生崩断率最低的厚度为0.4mm；

S3、开刃，首先利用气动锉对刀具粗胚的刀叶分别开出刀刃雏形，然后利用高密度锉刀进行微雕开刃，由于微型竹材的剖丝刀刀叶之间的距离很小，所以需要用厚度在0.4mm左右的锉刀进行开刃，尤其是靠近锥型体部分的刀叶开刃，必须使用金属微雕工艺进行加工，同时利用三角锉和电动磨嘴将刀具粗胚的中心突起雕刻成锥形，制得开刃刀具；刀刃的设计锐度为30-40°，刀刃顶端的厚度为0.06-0.1mm，由于微型竹材的剖丝刀使用在微型或者小型的竹材上，在开丝的时候为了避免刀刃过于锋利而损坏竹材的竹纤维，所以要控制刀刃的锋利度，已达到最佳的开竹效果；锥型突起的尖端直径小于1mm；

S4、热处理，为了增加开竹刀的韧性，通过热处理工艺进行调性，将加工后的开刃刀具在800-900℃的温度下保温35-50分钟，浸入含有10％的盐水中4-6秒钟，然后在空气中冷却；在430-480℃的温度下回火，通过该工艺反复调质2-4次，制得微型竹材的剖丝刀。

S5、使用机械和手工抛光打磨和浸油防锈是的整个刀头光洁美观、不易被锈蚀。

优选的，刀体中心圆锥从锥尖到椎体底面的垂线与锥体侧面根据刀头不同型号呈20-45度夹角；每片刀叶的刀刃弧形靠近导刀体中心部分的弧形半径为20-30mm；整个刀头的整体尺寸在实际的使用中按照不同型号直径在60-30mm之间，厚度在15mm以内为最佳使用尺寸；通过将制成的刀头外壁钻孔开丝或焊接，连接刀柄制成整个微型手动开竹刀；将制成的刀头装置在机械冲头(冲杆)上可制成机械(包含数控)微型竹材的剖丝刀；通常的如果大量生产的话还可以通过开模浇铸的工艺取代线切割工艺以一次性浇铸制成本微型开竹剖丝刀刀头粗胚，在使用本文所述的开刃打磨工艺微型开竹剖丝刀刀头，但是由于开竹剖丝刀刀头主要应用于小竹径竹材手工艺品制作技术领域，行业需求量较小，开模生产成本过于昂贵。

该刀头整体设计的刀体所有部件、规格、尺寸可以满足针对直径在18mm以下的竹材竹径进行4片-21片工艺剖丝开片；所述刀体包含4个-21个刀叶，且所有的所述刀叶呈放射形分布，所有刀叶的刀背端平齐，在刀刃端由外部自由端到中心端的逐渐集中，在中心交汇处形成锥型体；每片刀叶刀刃呈设计所需的弧形；所述锥型体的尖端直径可以是6mm-0.1mm，底面直径可以是10mm-1mm；刀头可以通过加装手柄制成手工剖丝刀具也可以装置在冲头、冲杆上制成机械(包括数控)开竹剖丝机。

通过该发明制作的剖丝刀能够通过安装再特定的剖丝装置上进行使用，也可以安装上手柄之后单独使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种微型竹材的剖丝刀，其特征在于，包括刀柄和一体设置的刀体，所述刀柄和刀体一体设置；所述刀体至少包含5个刀叶，且所有的所述刀叶呈放射形分布，所有刀叶的刀背端平齐，在刀刃端由外部自由端到中心端的宽度逐渐增大，在中心交汇处形成锥型体；所述锥型体的尖端直径小于0.8mm，底面直径小于5mm。

2.权利要求1中微型竹材的剖丝刀的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选材，选用中碳结构钢板；

S2、切割，首先使用线切割机床或者锯床将钢板车成圆柱体钢胚，在圆柱形钢胚的一端车出高度小于整个圆柱体高度1\2的圆锥体，在圆锥体的侧面上车出一个环形凹槽，然后再用线切割机床或者激光沿钢胚的高度方向车出若干个刀叶，制成至少具有8个刀叶的刀具粗胚，且所有的刀叶以钢胚的圆心为中心呈放射形均匀分布；

S3、开刃，首先利用气动锉对刀具粗胚的刀叶分别开出刀刃雏形，然后利用高密度锉刀进行微雕开刃，同时利用手动锉刀和电动磨嘴将刀具粗胚的中心突起雕刻成锥形，制得开刃刀具；

S4、热处理，将加工后的开刃刀具在800-900℃的温度下保温35-50分钟，浸入含有10％的盐水中4-6秒钟，然后在空气中冷却；在430-480℃的温度下回火，通过该工艺反复调质2-4次，制得微型竹材的剖丝刀。

3.根据权利要求2所述微型竹材的剖丝刀的制作方法，其特征在于：步骤S2中刀具粗胚中切割刀叶的个数为8-21片，切割刀叶的厚度为0.1-1mm。

4.根据权利要求2所述微型竹材的剖丝刀的制作方法，其特征在于：步骤S3中刀刃的设计开刃角度为30-40°，刀刃顶端的厚度为0.06-0.1mm；锥型突起的尖端直径小于1mm；高密度锉刀的厚度小于1mm。