專利名稱：無屑切割塑料型材的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無屑切割塑料型材的設(shè)備，切割刀橫向?qū)胄筒?，該切割刀為一呈現(xiàn)刀刃的切割段和一保持段，其中，切割段基本上平行于刀刃伸展，且厚度大于保持段。
在型材擠壓成形過程中，由可塑性材料，如PVC，空腔型材擠壓成一無接頭的連續(xù)條，并利用定尺剪斷裝置將其剪成規(guī)定長(zhǎng)度(例如6,000毫米)的型材條。型材的定尺剪斷多數(shù)方式是應(yīng)用特殊的鋸切裝置(例如活動(dòng)圓鋸)。由于有諸多缺點(diǎn)，例如灰塵落下，產(chǎn)生切屑，高噪聲電平，因此選用替代的方法日益具有意義。
用于所謂無屑和幾乎無噪聲切割塑料型材，尤其是熱塑性塑料制成的空腔型材的定尺剪斷裝置，很久以來已為人們所熟知；并以日益增長(zhǎng)的規(guī)模使用于塑性型材的擠壓成形。該原理以其本身為熟知的分割技術(shù)為基礎(chǔ)，利用一相當(dāng)均勻地通過被切割的型材而運(yùn)動(dòng)的薄刀板。該刀板有鋒利的刀刃。當(dāng)?shù)度薪佑|到塑料型材時(shí)，在切割邊緣上形成高的局部切割壓力，該壓力造成塑料基體內(nèi)的分子移位。對(duì)于分子移位的過程需要有一極小的時(shí)間量，因此，切割過程不能是迅猛的，而要求遵循一確定的依材料而定的最小速度。如果切割刀迅猛地進(jìn)入型材，那么就會(huì)產(chǎn)生如脆性斷裂那樣的切斷過程，其特征表現(xiàn)為碎裂毛刺，變形大以及截面不平整。
由于這種技術(shù)的缺陷，阻礙了市場(chǎng)對(duì)其的完全認(rèn)可。除此之外，這種技術(shù)的缺陷還表現(xiàn)為在切割平面的范圍內(nèi)型材端部明顯形成的局部巨大變形；切割表面范圍內(nèi)由于切割刀板厚度對(duì)材料的擠壓，型材壁或多或少有所擴(kuò)大，以及截面偏離平整面。在制造型材條時(shí)還涉及到半成品的生產(chǎn)，所以特別提出對(duì)型材條端頭質(zhì)量的特別要求，由于帶有型材條端頭橫截面的型材條的幾何質(zhì)量是確定的。在自動(dòng)檢驗(yàn)型材幾何特性的情形中，實(shí)施質(zhì)量的檢驗(yàn)，不可能額外要求對(duì)端頭的加工。
由DE 198 05 343 A可以知道一種切割刀，這種刀所呈現(xiàn)的刀刃，起先截面是楔形延伸，而后逐漸變小。以這種方式使刀刃對(duì)截面的摩擦減小。其它的例如可從EP 988 941 A所知，為了能保證盡可能小厚度的切割刀具有足夠的穩(wěn)定性，對(duì)切割刀施以預(yù)先張緊。
DE 299 05 169 U示出了用一種多級(jí)斜棱切割刀切割型材的設(shè)備。由此可有一定的改善，但在許多應(yīng)用范圍內(nèi)達(dá)不到足夠好的截面質(zhì)量。
本發(fā)明的任務(wù)在于，對(duì)上述類型的設(shè)備進(jìn)行如下的改造達(dá)到盡可能干凈的截面，其中型材在截面上變形很小。為了實(shí)現(xiàn)在線切割，由此切割速度應(yīng)盡可能大。
根據(jù)本發(fā)明上述任務(wù)通過下列方法可以解決切割段呈現(xiàn)兩個(gè)互相平行且又平行于切割刀平面的導(dǎo)向面；刀刃由兩個(gè)過渡區(qū)域接壤，該區(qū)域橫截面形成為弧形，并沿切向各自轉(zhuǎn)到各導(dǎo)向面。結(jié)果意外地表明，通過不同措施的結(jié)合能實(shí)現(xiàn)截面質(zhì)量的根本提高。首先，通過不太尖的刀刃角在刀刃上對(duì)材料擠壓，并達(dá)到刀的對(duì)中。對(duì)質(zhì)量來說重要的是，在切割段的刀的側(cè)面應(yīng)連續(xù)地轉(zhuǎn)到導(dǎo)向面上，通過該側(cè)面切割刀被引導(dǎo)到型材上。為減小摩擦，切割刀向著導(dǎo)向面逐漸減小到一較薄的保持段，該保持段保證刀的結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性。
特別有利的是，當(dāng)?shù)度薪窃?5°和120°之間，較佳的為60°和90°之間。
在本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述過渡區(qū)域基本上形成圓柱體，其半徑為切割刀在導(dǎo)向面區(qū)域厚度的20至100倍。以這種方法能實(shí)現(xiàn)截面特別高的質(zhì)量。當(dāng)過渡區(qū)域的寬度介于切割刀在導(dǎo)向面區(qū)域的厚度的5至10倍，保持段的厚度比導(dǎo)向面區(qū)域的刀的厚度小10％至20％時(shí)，進(jìn)一步表明了其特別的優(yōu)點(diǎn)。用這種方法能實(shí)現(xiàn)以小的厚度達(dá)到刀的大的穩(wěn)定性。
當(dāng)切割刀預(yù)先張緊不僅沿刀刃的方向，而且沿與刀刃傾斜的方向時(shí)，是特別有利的。
下文借助于附圖所描述的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)闡述。下圖表示

圖1是切割刀連同待切割型材的示意圖，圖2是沿圖1中II-II線的截面圖，圖3是沿圖1中III-III線的截面圖，圖4是沿圖1中IV-IV線的截面圖中的本發(fā)明切割刀的細(xì)節(jié)，圖5是型材可能的變形的示意圖，且圖6是塑料型材切割設(shè)備的總1示出切割刀1，它將用來切開窗框的塑料型材2。切割刀1沿箭頭20的方向運(yùn)動(dòng)，切割刀1的刀刃9與箭頭20所示的運(yùn)動(dòng)方向傾斜一角度α，夾角為68°。由于切割刀1的切入，型材2的切割面上產(chǎn)生變形，變形取決于腹板各自的位置。在腹板21處，如由圖2所見，腹板基本上橫向置于切割刀1的運(yùn)動(dòng)方向20，形成沿一個(gè)方向的材料位移。這種材料的偏移由一在切割刀1切入一側(cè)的倒圓4和一在相對(duì)側(cè)的毛刺5所組成。
在腹板22處，腹板基本上平行于箭頭20的方向，兩側(cè)都形成毛刺6。
本發(fā)明最根本的就是盡可能保持最小的倒圓4和毛刺5，6。
圖4示出了切割刀1的構(gòu)造，圖中按比例放大，厚度夸大。盡管切割刀1是一體制造的，但為了更好地理解起見，各個(gè)區(qū)域依次用不同的陰影線來圖示。該切割刀1由刃角β約為60°的刀刃9組成。與刀刃9毗鄰的是一過渡區(qū)域7，該區(qū)域基本上由圓柱體形成，其曲率半徑為R。過渡區(qū)域7沿切向轉(zhuǎn)到導(dǎo)向面8，在厚度方向上導(dǎo)向面被確定為切割刀1的最大伸展。切割刀1繼續(xù)延伸緊接在變小的保持段23上的倒圓邊緣10。依次由刀刃9、過渡區(qū)域7和導(dǎo)向面8所構(gòu)成的部分稱之為切割段24。在導(dǎo)向面8區(qū)域內(nèi)的切割刀1的厚度D對(duì)于厚壁型材例如為1.2mm；對(duì)于壁厚在1.5mm之內(nèi)的薄壁型材例如為0.6mm。其結(jié)果，所有的尺寸由與厚度D的關(guān)系而得出。于是，保持段23區(qū)域的厚度d約為厚度D的80％-85％。過渡區(qū)域的半徑R約為30D。
切割段24的寬度A約為2D，其由導(dǎo)向面8的寬度A1(0.4D)，過渡區(qū)域的寬度A2(1.2D)和真正刀刃9的寬度A3(0.4D)組成。
在圖5中，圖示了由于切割過程而引起的型材2可能的變形。特別是水平腹板21由于切割力而發(fā)生變形，如粗線21a所示。
如圖6所示，可以通過將薄壁刀板1設(shè)置并預(yù)先張緊在切割設(shè)備13的張幅框架12上來進(jìn)一步改善提高切割過程中薄壁刀板1的穩(wěn)定性。具體由下列方法實(shí)現(xiàn)將刀板1安裝在四個(gè)互相分離的點(diǎn)14a，14b，15a，15b上，并在兩個(gè)方向15a，15b上張緊。對(duì)于張緊過程，究竟是應(yīng)用兩個(gè)獨(dú)立的張緊裝置(例如預(yù)先張緊螺栓)，還是應(yīng)用有力平衡裝置的張緊裝置，這是無關(guān)緊要的。重要的是，在穩(wěn)定的張幅框架12上的刀板1應(yīng)張緊為一平面，以避免翹曲，而框架借助于直線性支承11垂直可移動(dòng)地設(shè)置在機(jī)身13上。已知的張緊裝置(例如DE 198 43 262 A1)有缺點(diǎn)，不是僅在兩點(diǎn)上形成直線性的預(yù)先張緊，就是基于張幅框架執(zhí)行活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的原因而產(chǎn)生的不確定且不均勻的平面張緊，其結(jié)果促使刀板形成輕微翹曲，由此使平整的表面切割成為不可能。
權(quán)利要求
1.無屑切割塑料型材的設(shè)備，其切割刀橫向?qū)胄筒?，所述切割刀為一呈現(xiàn)刀刃(9)的切割段(24)和一保持段(23)，其中，切割段(24)基本平行于刀刃(9)而延伸，且厚度(D)為大于保持段(23)，其特征在于，切割段(24)呈現(xiàn)兩個(gè)互相平行且又平行于切割刀平面的導(dǎo)向面(8)；刀刃(9)與兩個(gè)過渡區(qū)域(7)接壤，過渡區(qū)域的橫截而為弧形，并沿切向各自轉(zhuǎn)到導(dǎo)向面(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，刃角(β)介于45°和120°之間，較佳的為60°至90°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，過渡區(qū)域(7)基本上形成為圓柱體，其半徑介于切割刀(1)在導(dǎo)向面(8)區(qū)域上厚度(D)的20倍和100倍之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，過渡區(qū)域(7)的寬度(A2)相應(yīng)于切割刀在導(dǎo)向面(8)區(qū)域的厚度(D)的5至10倍。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，保持段(23)的厚度(d)比切割刀(1)在導(dǎo)向面(8)區(qū)域的厚度(D)小10％至20％。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，導(dǎo)向面(8)的寬度(A1)相應(yīng)于切割刀(1)在導(dǎo)向面(8)區(qū)域的厚度(D)的1至5倍。
7.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，切割刀(1)預(yù)先張緊，實(shí)施的預(yù)先張緊，既在刀刃(9)的方向，也在與刀刃傾斜的方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無屑切割塑料型材的設(shè)備，切割刀橫向?qū)胄筒?，切割刀表現(xiàn)為一呈現(xiàn)刀刃(9)的切割段(24)和一保持段(23)，其中，切割段(24)基本上平行于刀刃(9)而延伸，且厚度(D)大于保持段(23)。為了使切割面達(dá)到盡可能少的變形，要求切割段呈現(xiàn)兩個(gè)互相平行且又平行于切割刀平面的導(dǎo)向面(8)，刀刃與兩個(gè)過渡區(qū)域(7)接壤，過渡區(qū)域的橫截面為弧形，并沿切向各自轉(zhuǎn)到導(dǎo)向面(8)。
文檔編號(hào)B26D1/00GK1404967SQ0214272
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月13日
發(fā)明者M·施魏格爾 申請(qǐng)人:工藝塑料藝術(shù)材料技術(shù)有限公司