CN1325233C - 刚性浮动切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚性的浮动切割装置。本发明适合于任何压切机械，但是优选的是用于：(i)在其中成形夹层部件并且同时对多余废料进行切割的机械；或者(ii)仅用于切割所述部件的机械。本发明中的装置包括一个切刀(1)和一个底座(3)。该装置的特征在于：至少所述两个构件中之一可以相对于对应的壳体发生移动，从而使得这两个构件可以精确地相互配合。前述切刀(1)带有一个切割轮廓(2)，该切割轮廓(2)可以根据待切割工件的几何形状具有任何形状，同时底座(3)包括一个刚性部分，该刚性部分的轮廓与切刀的轮廓(2)互补。此外，所述可移动构件，底座或者切刀，安置在一个弹性支撑件(4)上，该支撑件(4)最好是一个弹性体。以这种方式，当切刀(1)在底座(3)上施加压力时，所述可移动构件-底座(3)-将逐步移动，直至其完全适应于切刀(1)的切割轮廓(2)，同时所述构件配合在一起，并且在弹性体(4)中会发生平行变形。

Description

刚性浮动切割设备

技术领域

本发明涉及一种切割设备，其将被称作刚性浮动切割设备，用于应用在任何线性切割压力小于10⁷牛/米并且在切割方向上的容差大于0.2毫米的压力切割工艺中，这就意味着这种设备尤其能够对由不同组分制成的夹层板及其它物品进行切割。

更为具体地说，这些夹层板可以包含由织物、聚氨酯泡沫、玻璃纤维、纸等制成的具有不同厚度的层。

在顶部衬板制造技术中采用的一种典型夹层板示例由下述层构成：纸、玻璃纤维、粘结剂、聚氨酯泡沫、粘结剂、玻璃纤维、塑料膜以及织物。

也可以利用这种设备切割其它类型的材料，比如塑料或者低硬度的金属。

这种切割设备非常适用于汽车工业中，具体来说是用于制造机动车辆的顶部衬板(roof linings)，其中在相同的机械和相同的操作中，在对车顶进行模制的同时对多余材料进行修整。

本发明的目的在于能够吸收模具与工作机之间可能存在的未对准、磨损以及不精确，也就是说吸收模具、刀片和压头位置在特定范围内可能存在的偏差。这是因为在任何前述类型的机械中均存在非“零”容差，但是为了实现恰当切割，需要使得参与其中的构件精确对齐，为此它们中的至少一个必须能够进行调节，直至使得其完全配合在其它构件上。

背景技术

在本发明的实际应用领域，并且直至今日，已知三种切割形式伴随着主要垂直于待切割工件的表面进行运动：压切、剪切以及冲切。

压切的特征在于，工件被保持在刀片与冲击板之间，直至由它们所施加的压力达到足以切断该工件的值。在所述切割动作中，刀片和冲击板逐步靠拢，直至最后时刻，此时切割操作得以实施，它们之间直接发生接触。

在剪切中，刀片和冲击板发生相对运动，以便使得材料在不经受相当大压力的条件下被迫分离，并且刀片在任何时候均不会直接安置在冲击板上，其工作方式类似于剪刀的工作方式。其也被应用在切割机和模具中。

冲切可以被看作压切的一种变型，只是到了需要考虑模具和切割元件的构造的程度。但是在这种情况下，模具的可移动部分在切割操作中移动的速度非常大，以便使得仅由刀片施加切割力，由此冲击板仅用于在切割区域中支撑起工件。

本发明中的切割设备可以应用于压切系统，相对于其它两种系统来说，这一点在许多对衬板进行切割和成形(conforming)的情况下是优选的，因为其操作非常简便并且可靠。但是，为了实施压切操作，需要冲击板与刀片之间非常精确地对齐，这一点限制了其应用，并且需要频繁和专业化的维护与对齐操作。

发明概述

本发明中的切割设备可以应用于压切系统。

本发明中公开的切割设备的特征在于，参与其中的两个主要部件中之一，即冲击板或者刀片，除了实际的切割运动之外，允许在对齐操作中发生某种程度的相对运动。这就意味着移动部件与固定部件相匹配，以及在切割工具的使用寿命内允许随着时间流逝自动校准，并且允许当在不同的机械之间进行工具交换时自动校准。

更具体地说，已经预见由于被安装或者安置在一个弹性支撑件上，所以所述切割设备中的一个部件，即刀片或者冲击板，是浮动(floating)的。

在图示出的优选实施例中，冲击板是所述浮动部件。具体来说，所述设备中的成形部件，以及钢质的刀片，存在有一个也由钢制成的冲击板，该冲击板具有足够的厚度，以便在面对刀片的作用时保持其形状，并且其轮廓与所述刀片的边缘相对应，但是尤其是，在这种情况下所述冲击板是刚性的，从而能够保持其形状，并且被安装在一个弹性支撑件上，要么简单地安置在所述弹性支撑件上，要么通过一个隔离层安装在所述弹性支撑件上，所述弹性支撑件最好是一个弹性体，其允许通过其自身的变形，使得所述冲击板呈现这样一种状态，以便与切割刀片的轮廓相匹配，校正在所述模具组件之间或者机械本身中可能存在的缺陷或者未对准。

所述冲击板必须具有一个超过4毫米的厚度，以避免该冲击板发生变形，也就是说获得足够的刚度，同时所述支撑件必须具有足够的弹性，以吸收切割压力，并且沿着冲击板的整个长度均匀地分配该切割压力，与此同时该支撑件硬度必须足够，以便能够传递足够的力来进行切割，同时所述弹性体的变形量小于2毫米。

更具体地说，所述冲击板将最好由用于组F-500下的耐磨工具的合金钢制成(按照西班牙IHA标准)，同时表面硬度处于40至60HRc之间，或者说由其它带有类似机械性能的材料制成。

所述冲击板在整个切割线上延伸，并且由均至少为200毫米长的数个相继区段组成，并且它们的宽度将处于4至100毫米之间。

所述弹性支撑件或者弹性体将具有一个处于2至8毫米之间的厚度，并且肖氏A硬度处于75至95之间。

在所述冲击板与弹性支撑件之间可以包括厚度处于0.5至2.5毫米之间，耐至少高达250℃温度的绝热材料。

所述冲击板与弹性体或者弹性支撑件之间的连接是自由的，仅为简单支撑，这些构件的运动由用于容置它们的通道进行导引，并且被一个紧固装置约束在平行于切割方向的方向上，其中所述紧固装置将它们保持在所述通道之内。

用于阻止冲击板从所述通道中移出但与此同时允许其进行运动的紧固装置，可以以不同方式来构造，但是必须利用所述冲击板的至少一个侧面。

一个任选性的实施例是以类似方式安装所述刀片，保持所述冲击板固定。在这种情况下，随着进行切割，所述刀片的位置将调整以适应于所述冲击板的位置。

附图简述

为了使得说明书完整，并且为了有助于更好地理解本发明的特征，按照本发明的一个优选实施例，作为本说明书的一部分，给出了一组用于例证但非限制性的附图，示出了下述内容：

图1示出了一个按照本发明的目的实施的刚性浮动切割设备的示意性侧向正视图，其中刀片处于与冲击板分离开的状态。

图2示出了与前一附图相似的内容，只是处于工作位置，也就是说刀片压靠在冲击板上，同时弹性支撑件在切割行程的终点处发生了变形。

图3示出了一个用于将冲击板紧固到模具上的具体实施例的横剖面细节。

图4按照与前一附图相似的内容示出了一个用于所述紧固操作的变型实施例。

图5示意性地示出了刀片与冲击板的相对运动，以便它们之间精确对齐。

优选实施例

在所述附图中，尤其是在图1和2中，可以看出刀片(1)如何参与到本发明所公开的切割设备中，该刀片(1)最好由钢制成，带有一个切割轮廓(2)，其可以按照对待制取工件的构形的预见而采用任何构形，所述刀片(1)用于下落到一个也最好由钢制成的冲击板(3)上，为此，形成有一个刀片接收轮廓，其与所述刀片的轮廓互补，如在图1中明确看出的那样，从而使得当刀片(1)朝向冲击板(3)移动时，其与冲击板(3)发生接触，逐步施加压力，直至到达在图2中示出的极限情形，也就是说，直至所述刀片的切割轮廓精确地耦合在所述冲击板的对应轮廓上，并且从而以这种方式将工件完全切断。

为了获得这种效果，冲击板(3)安置在一个弹性支撑件(4)上，该弹性支撑件(4)优选的是一个弹性体，其随着刀片(1)压靠在冲击板(3)上而发生变形。

如前所述，冲击板(3)必须具有足够的厚度，来防止其在接收到刀片(1)的作用时发生任何类型的变形，尤其是厚度大于4毫米，同时弹性体(4)的弹簧常数必须足以吸收所述切割压力，并且在整个冲击板上均匀地分配该切割压力，同时变形量小于2毫米。

对于前述参数来说，最为合适的值已经在前面陈述过。

在图3所示出的横剖面细节中，已经示出了用于将冲击板(3)紧固到模具(5)上的第一具体实施例，尤其是紧固在模具(5)上的通道(6)之内，在该实施例中，所述通道(6)的宽度明显大于冲击板(3)，从而使得在将弹性体(4)安置于所述通道(6)之后并且存在绝热材料(7)的情况下，在一个楔状物(8)的协助配合下实施固定，其中楔状物(8)压配合在通道(6)中由冲击板(3)剩余的自由空间内。

尽管如此，如图4中所示，冲击板(3)也可以与通道(6)具有相同的宽度，从而借助于一个紧固螺钉(9)将冲击板(3)与弹性体(4)和绝热材料(7)一同固定在模具上，其中紧固螺钉(9)相对于冲击板(3)侧向设置，与前一附图所示实施例中的压配合楔状物(8)相同。

利用前述的结构，所产生的大量优点可以归结为以下方面：

--这种设备允许相同的工具被用在不同的机械中，却无需象先前那样进行调节。

--当切割工具在不同机械中更换、修复或者采用时，无需额外的人工操作即可获得良好对齐。

--随着它们离开模制切割机械，所制得的工件可以被直接安装起来，避免了后续进行重复工作。

--通过在所有循环中使得切割力沿着整个切割线均匀分布，并且由此尤其防止切割力集中在刀片或者冲击板的边缘区域，明显减少了在刀片(1)和冲击板(3)上的过度或者异常磨损。能够在无需进行校准的条件下进行更换。

--其维护操作简便，无法非常专业的操作工人。

--可以在工作机本身上解决切割缺陷。

--切割质量明显提高，确保了在更宽泛的环境下进行所述切割。

--允许利用不同的切割力进行工作，这一点使得能够利用相同的工具对不同材料进行工作，或者根据需要进行部分切割或明显切割。

Claims (11)

1.刚性的浮动切割设备，其专门应用于仅执行切割的机械和同时对夹层型工件进行压制、成形以及修整的机械，并且具有吸收切割元件以及加工机械本身的模具可能存在的位置偏差的目的，其特征在于：至少构成该设备的两个主要构件中之一，即刀片(1)或者冲击板(3)，是可移动的，以便在该可移动构件与固定构件之间实现精确匹配，同时随着时间的流逝和在不同机械中自动校准。

2.根据权利要求1中所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：冲击板(3)被制成一刚性件，安置在一个支撑件(4)上，该支撑件(4)具有弹性，其弹性对于达到切割压力是足够的。

3.根据权利要求2所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：所述刀片(1)和冲击板(3)具有互补的轮廓(2)，从而使得在刀片朝向冲击板(3)移动时，这些构件相互接触，通过其上安置有所述可移动构件的弹性支撑件(4)发生变形，直至刀片的轮廓与冲击板的轮廓完全耦合，其中所述可移动构件是所述刀片或者冲击板。

4.根据权利要求2所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：对于刀片(1)、冲击板(3)以及弹性支撑件(4)来说，满足下述参数：

--冲击板(3)由根据IHA标准属于组F-500的耐磨合金钢制成，并且其表面硬度处于40至60HRc之间；

--所述冲击板的厚度大于4毫米，其长度覆盖整个切割线，并且被制成均至少为200毫米的数个相继片段，其宽度处于4至100毫米之间；

--弹性支撑件(4)的厚度处于2至8毫米之间，并且其肖氏A硬度处于75至95之间。

5.根据权利要求2所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：所述可移动构件，即冲击板或者刀片，与弹性支撑件(4)相互连接起来，无需使用将二者连接起来的其它装置。

6.根据权利要求1-5之一所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：其还能够包括一个绝缘层，该绝缘层的厚度处于0.5至2.5毫米之间，并且耐至少高达200℃的温度。

7.根据权利要求2-5之一所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：所述弹性支撑件(4)和安装于其上的可移动构件，即刀片(1)或者冲击板(3)，被置于模具(5)上的通道中，在一个紧固系统的协助配合下，所述构件的运动由用于容置这些构件的所述通道进行导引，并且被约束在与切割方向平行的方向上，其中所述紧固系统借助于保持装置将所述构件保持在所述通道之内。

8.根据权利要求2-5之一所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：在模具(5)上的通道(6)中，在一个紧固楔状物(8)或者一个螺钉(9)的协助配合下，构成紧固弹性支撑件(4)的和可移动构件的的系统，在任何情况下，楔状物(8)或者螺钉(9)至少作用于所述可移动构件的一个侧面上。

9.根据权利要求1中所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：该刚性浮动切割设备为用于制造车辆的顶部衬板用的设备。

10.根据权利要求2中所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：所述冲击板由钢制成。

11.根据权利要求2中所述的刚性浮动切割设备，其特征在于：所述支撑件是一个弹性体。

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