專利名稱：熱裁刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種針對橡膠膠料層實施裁切操作的熱裁刀，具體地應(yīng)用于普通
運載器輪胎的制造加工過程，屬于橡膠機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于航空飛機(jī)、民用汽車等運載器的普及使用，輪胎制造的自動化和精密加工水 平不斷提高。在內(nèi)襯層、胎側(cè)或內(nèi)襯-胎側(cè)復(fù)合件等巻料半成品的裁切時，通常需使用自動 裁切設(shè)備，以裁切出不同尺寸和角度的半成品提供給后續(xù)接頭、壓合等工序使用，膠料裁切 質(zhì)量的高低直接影響到多個物料之間的接頭和壓合。 現(xiàn)有自動裁切設(shè)備所使用的裁刀主要有超聲波裁刀、熱裁刀和圓盤型冷裁刀，其 中超聲波裁刀的裁切效果最好，但其價格較為昂貴、裁切成本較高、且安裝調(diào)試時間較長。 當(dāng)所裁切的膠料內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定時，超聲波裁刀易于損壞。 圓盤型冷裁刀是基于機(jī)械力進(jìn)行剪切，因此刀刃易于損壞，使用周期較短，需要頻 繁地更換，使用成本較高。 熱裁刀是基于加熱原理而在膠料表面形成局部熱融缺口，刀刃沿缺口進(jìn)行線性裁
切。熱裁刀的成本較低，但是由于刀刃加熱溫度不恒定、裁切溫度控制不準(zhǔn)確而往往造成刀
刃被膠料粘住、或是由于溫度較低而導(dǎo)致裁切阻力增大，使得裁切質(zhì)量難以有效控制。 現(xiàn)有熱裁刀的結(jié)構(gòu)通常是在夾具體尾部設(shè)置一個加熱管，并在加熱管旁邊配置一
個溫度傳感器。采用此類結(jié)構(gòu)和加熱、傳熱方式，熱量是沿刀體的寬度方向進(jìn)行傳遞，實際
上到達(dá)刃部的熱量較為有限。熱量傳遞距離既遠(yuǎn)又會導(dǎo)致熱量散失多、能耗損失大、對刀體
的加熱時間較長，而且實施裁切操作的刀刃前端的溫度控制也不穩(wěn)定、不精確。 現(xiàn)有熱裁刀的控制方法中，缺少對刀刃前端的溫度進(jìn)行測定和控制。對于刀體加
熱溫度的控制，實際上是基于裁刀基部的溫度測試數(shù)據(jù)，因此刀刃前端實施裁切時的溫度
偏離于整個裁切設(shè)備的控制范圍。 另外，現(xiàn)有熱裁刀裝置的安裝結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，將刀體送行拆卸時需將整個夾具體 從安裝支架拆卸下來，安裝和拆卸費時費力，生產(chǎn)加工效率較低。

實用新型內(nèi)容本實用新型所述的熱裁刀，在于解決上述問題而采用在夾具體內(nèi)部平置式加熱方 式，提高加熱效率和熱量傳遞速度，并且有效地控制刀刃前端實施裁切時的工作溫度，進(jìn)而 提高膠料裁切和多個物料之間的接頭和壓合。 本實用新型設(shè)計目的是，采用在刀體側(cè)部直接進(jìn)行平置式加熱方法，既提高加熱 板與刀體接觸和導(dǎo)熱面積，而且熱量能夠沿縱向方向、從基部傳遞到刀刃前端，熱量傳遞距 離較短并能有效地控制刀刃前端的裁切溫度。 另一設(shè)計目的是，采用內(nèi)置式熱源溫度傳感器，可直接測定并控制熱源溫度，以隨 時根據(jù)膠料物理特性和裁切需要而調(diào)整加熱溫度和時間，降低能耗水平。[0012] 設(shè)計目的還在于，采用側(cè)置式刀體溫度傳感器，可直接測定刃部加熱溫度，從而輔 助控制熱源溫度、向電源和溫控儀表提供刀體基部、刃部溫度變化和對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)參考。 可實現(xiàn)的設(shè)計目的還有，采用簡易的刀體安裝定位結(jié)構(gòu)，便于拆卸更換刀體，縮短 熱裁刀調(diào)試時間和提高整體的生產(chǎn)效率。 為實現(xiàn)上述設(shè)計目的，所述的熱裁刀包括有一組夾具體、以及被夾持固定在夾具 體之間的刀體。與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別之處在于 在夾具體和刀體的基部之間，襯墊有至少一片平板式加熱板。 在加熱板的內(nèi)部設(shè)置有一熱源溫度傳感器，熱源溫度傳感器通過電源線連接外部 電源和溫控儀表。 在刀體的刃部內(nèi)部設(shè)置一刀體溫度傳感器。 如上述基本方案，平板式加熱板與和刀體基部之間形成良好的貼合，接觸面積較 大、熱量傳遞速度和效率均較高，而且形成了沿縱向方向、從基部向刀刃前端傳遞熱量的導(dǎo) 熱方式，針對刀刃前端的加熱溫度可以得到有效控制。 另外，在刀刃內(nèi)部設(shè)置刀體溫度傳感器，可直接測定并控制熱源溫度。 為提高針對刀刃前端的溫度測定、以及提供控制熱源溫度的參考數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的
改進(jìn)方案是 所述刀體溫度傳感器設(shè)置在刃部的側(cè)面、非實施裁切操作的工作面內(nèi)部。 接近于刀刃前端的刀體溫度傳感器，可將實施裁切操作時的工作溫度反饋回外部
電源和溫控儀表，從而避免刀體基部和刃部形成較大的溫度偏差。 為提高安裝和拆卸刀體的靈活性和降低裁切設(shè)備的調(diào)試時間，沿縱向方向，夾具 體、刀體的基部、加熱板通過一組螺栓進(jìn)行緊固連接。 為進(jìn)一步改善刀體加熱效果和控制溫度升溫速度，在刀體的基部兩側(cè)與夾具體之 間，分別對稱地襯墊有一層平板式加熱板和一層平板式保溫板。 為優(yōu)化上述熱裁刀與其安裝結(jié)構(gòu)之間的緊固連接，所述夾具體的后端部與裁刀安 裝架進(jìn)行螺接安裝。 綜上所述，本實用新型熱裁刀具有以下優(yōu)點 1、改變了現(xiàn)有熱裁刀熱量傳遞距離長、刀體和刀刃前端溫度控制偏差較大的缺 陷，在夾具體內(nèi)部采用平置式加熱方式，從而提高加熱效率和傳熱速度，刀刃前端實施裁切 時的工作溫度得以準(zhǔn)確限定和控制，膠料裁切質(zhì)量較高。 2、加熱板與刀體接觸和導(dǎo)熱面積較大，熱量能夠沿縱向方向傳遞到刀刃前端，因 而刀刃前端升溫較快、且裁切溫度恒定。 3、采用內(nèi)置式熱源溫度傳感方式，能夠直接測定熱源溫度，并能根據(jù)膠料物理特 性來動態(tài)地調(diào)整加熱溫度，降低能耗水平。 4、能夠通過采用的側(cè)置式刀體溫度傳感器，建立刀體基部與刀刃前端裁切溫度之 間的線性數(shù)據(jù)比較，從而提高控制熱源溫度的輔助數(shù)據(jù)、裁切溫度的限定和控制更為合理 和精確。 5、刀體易于安裝和拆卸，裁切設(shè)備的安裝、刀體更換和調(diào)試時間較短。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明 圖1是所述熱裁刀的縱向剖面示意圖； 圖2是另一側(cè)面的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 如圖1和圖2所示具有，外部電源和溫控儀表l，夾具體2，螺栓3，保溫板4，刀體 5，基部51，刃部52，加熱板6，熱源溫度傳感器7，電源線8，刀體溫度傳感器9。
具體實施方式實施例l，如圖l和圖2所示，所述的熱裁刀應(yīng)用于高分子材料加工機(jī)械，即橡膠輪 胎制造過程。 熱裁刀主要包括有一組夾具體2、以及被夾持固定在夾具體2之間的刀體5，刀體 5的HRC硬度值大于70。 夾具體2的后端部與裁刀安裝架進(jìn)行螺栓聯(lián)接安裝。 在刀體5的基部51兩側(cè)與夾具體2之間，分別對稱地襯墊有平板式加熱板6和平 板式保溫板4。 沿縱向方向，夾具體2、保溫板4、刀體5的基部51、加熱板6依次通過一組螺栓3 進(jìn)行緊固連接。 在加熱板6的內(nèi)部設(shè)置有一熱源溫度傳感器7，熱源溫度傳感器7通過電源線8連 接外部電源和溫控儀表l。 刀體溫度傳感器9設(shè)置在刃部52的側(cè)面、非實施裁切操作的工作面內(nèi)部。 具體安裝工藝是，首先將加熱板6放置于夾具體2內(nèi)，并將電源線8及熱源溫度傳
感器7從夾具體2左側(cè)的螺紋孔中穿出，連接于外部電源和溫控儀表1 ; 然后，將刀體5從右側(cè)放置于夾具體2內(nèi)，再將保溫板4放置于刀體5上，使加熱
板6、刀體5及保溫板4的定位孔對齊，用均布于刀體5長度方向的數(shù)個連接螺栓3連接好
并緊固。 由于加熱板6是柔性元件，所以容易保證與刀體5的基部51地緊密接觸，使加熱 面積增大。 刀體5還可采用新型材料、如選用與橡膠親和力較弱的陶瓷或具有不粘特性的金 屬材質(zhì)等，在達(dá)到硬度要求的同時保證刀體5的防黏性。 基于上述熱裁刀而實現(xiàn)一種改進(jìn)的裁切方法 被加熱升溫后的刀體5在膠料表面形成局部熱融的缺口 ，刀體5的刃部52沿該缺 口進(jìn)行線性裁切； 將平板式加熱板6設(shè)置在夾具體2內(nèi)部、以及緊密地貼合到刀體5的基部51側(cè)部， 加熱板6產(chǎn)生的熱量從刀體5的基部51沿縱向方向傳遞到刃部52前端； 將熱源溫度傳感器7設(shè)置在所述平板式加熱板6的內(nèi)部，用以直接測定和輔助控 制熱源溫度； 將刀體溫度傳感器9設(shè)置在刀體5的刃部52側(cè)面、非實施裁切操作的工作面內(nèi) 部，用以直接測定刃部52前端、即在膠料表面實施線性裁切的溫度。 所述夾具體2、保溫板4、刀體5的基部51、加熱板6通過一組螺栓3進(jìn)行緊固安裝或拆卸。 在更換所裁切膠料的規(guī)格時，通過螺栓3可以快速地調(diào)整、更換熱裁刀的刀體5。 即需在刀體5的溫度降低以后，直接松開連接的螺栓3，就可將刀體5拆卸下來，反之在安裝 時亦然。 如目前在輪胎制造過程中更換熱裁刀，需將熱裁刀進(jìn)行冷卻0. 5小時，拆卸、安裝 刀體時需要1小時，而且調(diào)整、更換刀具時需將整個夾具體拆卸下來、再裝上，費時費力。 如本實施例所述的熱裁刀刀體安裝結(jié)構(gòu)，則整體冷卻、安裝/拆卸時間可控制在 0. 5小時之內(nèi)完成。 在實施裁切時，先根據(jù)膠料特性和操作工藝要求設(shè)定加熱溫度、裁切溫度。
當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時，外部電源和溫控儀表1設(shè)定的控制程序會將電源自動斷開； 當(dāng)溫度低于設(shè)定值時，外部電源和溫控儀表1內(nèi)的控制程序?qū)⒆詣拥亟油娫矗?使得加熱板6繼續(xù)向刀體5進(jìn)行加熱。 設(shè)置在刃部52的側(cè)面、非實施裁切操作的工作面內(nèi)部的刀體溫度傳感器9，用于 直接測定接近刀刃前端(即刃口 )的溫度，以控制刃口溫度不至于過高而導(dǎo)致膠料過黏而 粘刀，控制裁切阻力不會過大。
權(quán)利要求一種熱裁刀，包括有一組夾具體(2)、以及被夾持固定在夾具體(2)之間的刀體(5)，其特征在于在夾具體(2)和刀體(5)的基部(51)之間，襯墊有至少一片平板式加熱板(6)；在加熱板(6)的內(nèi)部設(shè)置有一熱源溫度傳感器(7)，熱源溫度傳感器(7)通過電源線(8)連接外部電源和溫控儀表(1)；在刀體(5)的刃部(52)內(nèi)部設(shè)置一刀體溫度傳感器(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱裁刀，其特征在于所述刀體溫度傳感器(9)設(shè)置在刃部 (52)的側(cè)面、非實施裁切操作的工作面內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱裁刀，其特征在于沿縱向方向，夾具體(2)、刀體(5) 的基部(51)、加熱板(6)通過一組螺栓(3)進(jìn)行緊固連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱裁刀，其特征在于在刀體(5)的基部(51)兩側(cè)與夾具體 (2)之間，分別對稱地襯墊有一層平板式加熱板(6)和一層平板式保溫板(4)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱裁刀，其特征在于所述夾具體(2)的后端部與裁刀安裝 架進(jìn)行螺接安裝。
專利摘要本實用新型所述的熱裁刀，采用在夾具體內(nèi)部平置式加熱方式，提高加熱效率和熱量傳遞速度，并且有效地控制刀刃前端實施裁切時的工作溫度，進(jìn)而提高膠料裁切和多種物料之間的接頭和壓合質(zhì)量。其包括有一組夾具體、以及被夾持固定在夾具體之間的刀體。在夾具體和刀體的基部之間，襯墊有至少一片平板式加熱板。在加熱板的內(nèi)部設(shè)置有一熱源溫度傳感器，熱源溫度傳感器通過電源線連接外部電源和溫控儀表。在刀體的刃部內(nèi)部設(shè)置一刀體溫度傳感器。
文檔編號B26D1/00GK201483577SQ200920224988
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者唐躍, 張殿勇, 張洪業(yè), 戴德盈, 李志軍, 王延書 申請人:青島高校軟控股份有限公司