CN1968795A - 旋转刀具辊和具有这种旋转刀具辊的旋转刀具装置 - Google Patents

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Abstract

旋转刀具辊包括由多相材料构成的刀具部分，并且该刀具部分包括第一和第二基本上圆柱形的径向向外暴露表面以及刀元件，刀元件与暴露表面形成一个整体并且设置成使第一和第二表面彼此轴向分开。刀元件沿径向向外突出超过第一和第二暴露表面的最小直径部一个距离，该距离在1毫米至5毫米的范围内。刀元件包括终止于第一和第二暴露表面中相应一个表面处的两个侧面。

Description

旋转刀具辊和具有这种旋转刀具辊的旋转刀具装置
技术领域
本发明涉及一种用于旋转切割装置的旋转切割设备，包括至少一个由多相材料制成的部件，该部件包括至少一个具有第一和第二基本上为圆柱形外表面的刀具部分，所述刀具部分包括至少一个从所述第一和第二表面突出并且使所述第一和第二表面彼此分开的刀元件，所述第一和第二表面和所述刀元件是所述刀具部分的整体部件。本发明还涉及包括砧辊和这种旋转刀具的旋转切割装置。
背景技术
图5和图6中显示了由Sandvik AB以商标“Sandvik CRC”(即“硬质合金旋转刀具”)销售的这种旋转刀具和这种旋转切割装置。然而已知的旋转刀具有当重新磨锐钝化刀具时钢刀片必需从辊拿开的缺点。另外，由于刀片拧紧到辊上，这导致刀片在重新磨锐之前麻烦的拧紧和拧松。
如图5和图6所示，旋转刀具装置A包括与旋转砧辊C呈工作关系的旋转刀具辊B，其中旋转刀具辊B由多相材料例如硬质合金、陶瓷或金属粉末制成。旋转刀具辊B设置有刀具部分D，刀具部分D在至少一个刀元件F的任一侧上具有表面Ea、Eb，刀元件F从所述表面Ea、Eb整体地突出，且所述刀元件F的径向外围部具有分别比所述表面Ea、Eb更大的直径。刀元件F从表面Ea延伸6-14毫米并且在所述外围部形成切割刃结构。旋转刀具辊B设置适于连接至驱动装置例如电动机(未显示)的心轴G。
在表面Ea、Eb外围设置有一对环形邻接件Ha、Hb，邻接件Ha、Hb的直径大于所述刀具部分D的表面Ea、Eb的直径。
另外，邻接件Ha、Hb的直径基本上与所述刀元件F的径向外围部的直径相同。环形邻接件Ha、Hb用于放置靠在所述砧C上并且将旋转刀具辊B的旋转传递至所述砧C，这样它就朝着与所述旋转刀具辊B相对的方向旋转。
图6显示了表面Ea、Eb被隐藏(非向外暴露)，即，它们由钢、塑料或橡胶刀片Ja、Jb遮盖，刀片Ja、Jb由螺钉K连接到表面Ea、Eb上。因此，刀片的外表面向外暴露，并且所述刀片并不是切割元件10的一部分(即它们相对于切割元件10并非是整体式的)。同样，应当理解，切割元件10包括从刀元件的最外部渐扩地延伸的相应的侧面。这些侧面中的一个朝刀片Ja的暴露的外表面延伸，而另一个侧面朝刀片Jb的暴露的外表面延伸。因为切割元件与位于刀片下面的表面Ea和Eb为一整体(与之为一个整体)，所以两个侧面均径向地向内延伸超过刀片的外表面。刀具沿径向向外延伸超过刀片外表面径向延伸是根据将被切割的材料而选择的，但是延伸的范围在0.5毫米至5毫米的范围内。径向定向的孔La形成于刀元件内的主体中。相应的定位孔Lb形成在刀片Ja中。同样，孔Lc轴向地形成在刀元件F外部的刀具部分D上；定位孔Ld还形成在所述刀片Jb的相应位置处。
孔La、Lb和Lc、Ld与所述主体中的轴向延伸的通道M连通，所述孔La、Lb和Lc、Ld通过具有适当阀的未显示的控制单元可选择地连接到真空源和/或过压(或大气压)气源上。
孔La和Lc设置有未显示的密封件，例如O形环或任意种类的适当垫片，以密封刀片Ja、Jb，这样就可分别防止刀片和表面Ea和Eb之间的泄漏。
辊B、C沿图5中箭头所示的方向旋转。薄板条(web)N导入旋转刀具装置A的辊B和辊C之间。孔La、Lb和Lc、Ld受到控制连接到真空源上，这样薄板条就粘在覆盖表面Ea的刀片Ja上。在连续旋转过程中，刀具将薄板条切割成刀元件的形状。基本上同时地，孔La、Lb会受到控制，以连接到过压或大气压上，这样切割产品就从刀片Ja上释放并且允许由例如未显示的传送带运输。孔Lc、Ld仍然受到真空的作用，这样就使切边P即薄板条的残留物粘到覆盖表面Eb的刀片Jb上，这样就允许切边与辊B一起旋转。当切下的产品Q已经从切边安全地分离时，将孔Lc、Ld连接到过压或大气压上，这样切边P就可以被释放和收集。
可以将刀片Ja、Jb粘贴到表面Ea、Eb上而不是将它们拧紧到其上。在这种情形中，刀片也可以由泡沫金属材料制成。
美国专利No.5,967,009公开了一种旋转刀具，该旋转刀具具有由钢制成的辊，该辊设置有多个与辊形成一个整体的刀。此种辊不利的地方是：因为所述刀相对于其尺寸具有局限性，这是因为沿径向突出大于1/4英寸(6.25毫米)的该类刀会在刀上产生过大的动量，这又会在钢中生成裂纹，然而突出小于0.1英寸(2.5毫米)的刀是不能被加工的。
发明内容
本发明的目的是实现一种不太复杂的旋转切割装置。
该目的是由最初界定的旋转刀具而实现的，其中刀元件从所述第一和第二表面中具有最小直径的一个径向向外延伸的范围在1至5毫米之间。
因此就实现了消除图5和图6中的刀片Ja、Jb的目的。另外，只需要对刀元件的更少的机械加工。
适当地，刀元件的外圆周包括一对切割刃和从每个刃朝所述表面分别延伸的倾斜部分，所述倾斜部分延伸到所述刀元件径向延伸的至少50％处。或者，倾斜部分基本上在所述刀元件的整个径向延伸上延伸。因此就会实现能够以更快和更容易的方式实现研磨；还可以避免尖角。另外，可以实现刃的更长的使用寿命并因此而实现刀元件的更长的使用寿命。
应当指出，设置在切割刃之间的刃背表面可能肉眼是不可见的，因为它可能具有仅几分之一毫米的轴向延伸。
优选地，多个开口形成于刀具部分中，以用于与具有可控压力的气源相连，至少一个开口基本上设置在所述刀元件处。因此，可以提供具有多于以前可能提供的孔的表面，并且提供实现期望的孔分配的更广阔的可能性，这样就可以实现薄板条的更有效的连接和切割制品和/或废弃切边从该表面更有效的释放。另外，可以消除现有技术中出现在表面和钢刀片之间的泄漏。
适当地，至少一个环形元件用于邻接旋转的砧辊，所述环形元件具有与所述刀元件基本上延伸至表面上方相同长度处的直径。因此就实现了环形元件和砧以及刀元件和砧之间的最佳接触。
优选地，至少一个刀具部分和所述至少一个环形元件是实心心轴的整体部分。
或者，所述至少一个刀具部分和所述至少一个环形部分是具有界定内径的内表面的单个套筒的整体部分，所述套筒用于设置在心轴上。
或者，所述至少一个刀具部分和所述环形部分之一构成整体部，而另一个环形元件构成具有界定内径的内表面的套筒的分开部，所述分开部用于设置在心轴上，以形成所述套筒。
或者，所述至少一个刀具元件和所述至少一个环形元件是具有界定内径的内表面的套筒的分开部，所述分开部用于设置在心轴上，以形成所述套筒。
因此，可以实现旋转刀具的不同选项。
所述套筒的壁厚由所述内表面的直径与第一或第二外表面中具有最小直径的一个外表面之差界定，所述壁厚适当地在1厘米-10厘米的范围内。因此，与现有技术中的旋转刀具相比，就需要更少的多相材料来制造旋转切割设备。
附图说明
在下文中，通过参见附图将更详细地描述本发明的优选实施例，其中：
图1A是由与砧辊接合的刀具辊的第一实施例组成的旋转刀具装置的立体图。
图1B是依照本发明的刀具辊的第二实施例的分解立体图。
图1C是图1B的进一步分解视图。
图1D与图1C类似，是依照本发明的刀具辊的第三实施例的视图。
图2是图1A-1D的辊实施例中任一个的局部放大视图。
图3是图2的局部放大视图，显示了依照本发明的刀元件和邻接件之间的第一空间关系。
图4是与图3类似的视图，显示了刀元件和邻接件之间的第二可选空间关系。
图5是现有技术的旋转刀具装置在它切割薄板条时的立体图。
图6是图5中使用的现有技术中的切割辊的分解立体图。
具体实施方式
图1A显示了旋转刀具装置2，其包括旋转刀具辊4，刀具辊4由多相材料例如硬质合金、陶瓷或金属粉末制成，且设置成与旋转砧辊6呈工作关系。
辊4通常为实心的，并且具有一对环形邻接件12a、12b，其由一块多相材料例如硬质合金或陶瓷整体制成。旋转刀具辊4设置有刀具部分8，刀具部分8轴向地设置于邻接件12a、12b之间。刀具部分具有在它的至少一个环形刀元件10的任一侧上的向外暴露的表面9a、9b，刀元件径向地向外突出超出所述表面9a、9b。刀元件10的径向外圆周的直径大于每个所述表面9a、9b的直径。
刀元件10从表面9a延伸1-5毫米并且在其径向外圆周处形成切割刃结构。旋转刀具辊4设置有心轴11，其适于连接至驱动装置例如电动机(未显示)。
在表面9a、9b外围设置有一对环形邻接件12a、12b，邻接件12a、12b的直径大于所述刀具部分8的表面9a、9b的直径。
此外，邻接件12a、12b的直径基本上与所述刀元件10的径向外围部的直径相同。环形邻接件12a、12b适于放置靠在所述砧6上，并且将旋转刀具辊4的旋转传递至所述砧6，这样砧就朝着与所述旋转刀具辊4相对的方向旋转。
多个径向孔16a形成在刀具部分8中刀元件10的轴向内部处。多个孔16b也形成在刀具部分8中刀元件10的轴向外部处。
孔16a、16b与所述主体中的轴向延伸通道18连通，所述孔16a、16b通过具有适当阀的未显示的控制单元可选择地连接到真空和/或过压(或大气压)气源上。
图1B显示了依照本发明的第二实施例的旋转刀具辊4A，旋转刀具辊4A适于与旋转砧辊6设置成工作关系，以形成旋转切割装置。依照该实施例，辊4由心轴部17a和套筒部17b构成，套筒部具有刀具部分8，刀具部分8具有至少一个刀元件10和位于所述刀具部分8的每侧上的环形邻接件12a、12b。心轴部11优选由钢制成，而套筒部优选由多相材料制成。套筒部17b具有内表面17c，内表面17c的直径略小于心轴部17a的外表面17d的直径。
套筒部17b通过压配合安装在心轴部17a上。这是通过使心轴部17a处于冷的大气下以使之收缩，随后套筒部17b可以很容易地滑动到心轴部17a上而完成的，并且套筒部和心轴部的相应的孔可以很容易地彼此对齐。
当套筒部17b需要维护时(例如，由于刀元件10钝化时)，在心轴部上执行冷处理之后，套筒部17b从心轴部17a上滑落。
如图1C所示，套筒部17b可以分成三部分，即，包括刀具部分8的刀部17e和包括所述邻接件12a、12b的两个分开部17f、17g。
如图1D所示，辊4B的套筒部分17b可以替换地分成两部分，其中，刀具部分8和邻接件12a之一构成一个部分17h，并且所述邻接件12b中的另一个构成第二部17i。
图2至图4显示了图1A-1D中所示的任一实施例中的刀元件10、表面9a、9b和环形邻接件12a之一。如果假定表面9a和9b具有相等直径的话，刀元件10径向向外延伸超过表面9a和9b一个径向距离d，该径向距离d在1毫米至5毫米的范围内。如果这些表面具有不同的直径，那么刀元件10就沿径向向外延伸超过具有较小直径的表面9a或9b一个径向距离d，该径向距离d在1毫米至5毫米的范围内。换句话说，刀元件径向向外延伸超过第一和第二暴露表面9a、9b的最小直径部一个距离d，该距离d在1毫米至5毫米的范围内。环形邻接件12a延伸至基本上与刀元件10相同的高度，即延伸至从表面9a径向向外基本上相同的位置。然而，在元件12a和10的径向延伸中可能具有微小的差值19(图3)，该差值例如在-0.5毫米至+0.5毫米的范围内，这取决于将被切割的薄板条的材料。该差值19在图3和图4中显示为正值。
图1A-1D中所示实施例的切割操作将按照针对现有技术结合图5和图6所描述的方式执行。然而，如图2所示，还可能形成靠近刀元件10的孔16a、16b，这在图5和图6中所示的现有技术中的旋转刀具中是不可能的，因为这可能会导致刀片Ja、Jb和表面Ea、Eb之间的泄漏问题。
如图3所示，刀元件10的径向外切割刃结构包括一对由刃背区域20c轴向分开的切割刃20a、20b。在刃20a、20b的任一侧上，侧面部分21分别沿径向向内终止在暴露表面9a、9b处。侧面部分21包括倾斜部分22和凹曲形部分24以便于刃的制造，这样其强度就变为最佳。倾斜部分朝表面9a、9b渐扩。
应当指出，肉眼可能无法看到刃背区域20c，即，它可以在1毫米和0.5毫米的范围内。
依照图4，改进的刀元件10a包括倾斜部分22和基本上径向延伸部分26。然而，径向延伸部分形成小于刀元件10的高度的一半。

Claims (20)

1.一种旋转刀具辊，包括由多相材料形成的刀具部分，并且该刀具部分包括：
第一和第二基本上圆柱形的沿径向向外暴露的表面，和
刀元件，所述刀元件与所述暴露表面形成一个整体并且设置成使所述第一和第二表面彼此轴向分开，所述刀元件沿径向向外突出超过所述第一和第二暴露表面的最小直径部分一个在1至5毫米范围内的距离。
2.如权利要求1所述的旋转刀具辊，其中所述刀元件包括径向外部分和从所述径向外部分分别朝所述第一和第二暴露表面延伸的第一和第二侧面，其中，所述第一和第二侧面沿径向向内终止于相应的第一和第二暴露表面处。
3.如权利要求1所述的旋转刀具辊，其中，所述刀元件的径向外圆周包括第一和第二轴向分开的切割刃，所述相应的第一和第二侧面从所述第一和第二切割刃延伸，所述第一和第二侧面分别包括第一和第二倾斜部分，所述第一和第二倾斜部分从所述相应的第一和第二刃以渐扩的关系至少延伸到所述刀元件的径向向外延伸的中点处。
4.如权利要求3所述的旋转刀具辊，其中所述第一和第二倾斜部分基本上一直延伸至所述相应的第一和第二暴露表面。
5.如权利要求3所述的旋转刀具辊，其中所述刀具部分包括多个径向贯穿开口，所述开口适于连接到压力源上，且至少一个开口设置在刀元件处。
6.如权利要求1所述的旋转刀具辊，还包括环形邻接件，所述环形邻接件与所述刀具部分同轴地设置并且具有沿径向向外延伸至与所述刀元件基本上相同高度处的外邻接表面。
7.如权利要求6所述的旋转刀具辊，其中所述刀具部分包括基本上为实心的心轴。
8.如权利要求6所述的旋转刀具辊，其中所述刀具部分和所述环形邻接件构成安装到心轴上的单个中空套筒的整体件。
9.如权利要求6所述的旋转刀具辊，其中所述邻接件构成第一邻接件，所述辊还包括第二轴向间隔的邻接件，所述第一和第二邻接件之一与刀具部分为整体式构造，并且所述第一和第二邻接部分中的另一个包括与所述刀具部分分离的部分。
10.如权利要求6所述的旋转刀具辊，其中所述邻接件构成第一邻接件，所述辊还包括第二轴向间隔的邻接件，其中所述第一和第二邻接件均包括与所述刀具部分分离的部分。
11.如权利要求8所述的旋转刀具辊，其中所述套筒的壁厚由从所述套筒的内表面到所述套筒最小外径的径向距离界定，所述壁厚在1厘米至10厘米的范围内。
12.如权利要求1所述的旋转刀具辊，其中所述第一和第二暴露表面具有相同的直径。
13.一种旋转刀具装置，包括旋转砧辊和与之相对设置的旋转刀具辊，所述旋转刀具辊包括：
第一和第二基本上圆柱形的沿径向向外暴露的表面，和
刀元件，所述刀元件与所述暴露表面形成一个整体并且设置成使所述第一和第二表面彼此轴向分开，所述刀元件沿径向向外突出超过所述第一和第二暴露表面的最小直径部分一个在1至5毫米范围内的距离。
14.如权利要求13所述的旋转切割装置，其中所述刀元件包括径向外部分和从所述径向外部分分别朝所述第一和第二暴露表面延伸的第一和第二侧面，其中，所述第一和第二侧面沿径向向内终止于所述相应的第一和第二暴露表面处。
15.如权利要求13所述的旋转切割装置，其中，所述刀元件的径向外圆周包括第一和第二轴向分开的切割刃，相应的第一和第二侧面从所述第一和第二切割刃延伸，所述第一和第二侧面分别包括第一和第二倾斜部分，所述第一和第二倾斜部分从所述相应的第一和第二刃以渐扩的关系至少延伸到所述刀元件的径向向外延伸的中点处。
16.如权利要求15所述的旋转切割装置，其中所述第一和第二倾斜部分基本上一直延伸至所述相应的第一和第二暴露表面处。
17.如权利要求15所述的旋转切割装置，其中所述刀具部分包括多个径向贯穿开口，所述开口适于连接到压力源上，且至少一个所述开口设置在所述刀元件处。
18.如权利要求13所述的旋转切割装置，还包括环形邻接件，所述环形邻接件与所述刀具部分同轴地设置并且具有沿径向向外延伸至与所述刀元件基本上相同高度处的外邻接表面。
19.如权利要求18所述的旋转切割装置，其中所述刀具部分包括基本上为实心的心轴。
20.如权利要求18所述的旋转切割装置，其中所述刀具部分和所述环形邻接件构成安装到心轴上的单个中空套筒的整体件。
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