旋轉(zhuǎn)刀及其制造方法、旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)刀及其制造方法、旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。該旋轉(zhuǎn)刀由能夠高精度且容易地形成刀片的構(gòu)件構(gòu)成，且能夠容易地增大形成刀片的螺旋形狀的螺旋角，和/或容易地減小螺旋半徑，在與柄進(jìn)行安裝時(shí)不需要使成為刀片的構(gòu)件在寬度方向上進(jìn)行變形。旋轉(zhuǎn)刀為：刀片在具有旋轉(zhuǎn)軸的棒狀的柄的外周沿柄的長度方向延伸，形成該刀片的帶狀材料相對(duì)于柄的長度方向形成為螺旋形狀，并且，形成為在平坦地展開時(shí)在寬度方向上彎曲的弓形形狀，該帶狀材料的弓形形狀的一邊裝配于柄，另外一邊形成刀片。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)刀及其制造方法、旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)刀及其制造方法，該旋轉(zhuǎn)刀主要用于對(duì)片材進(jìn)行切割，用于在復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等辦公設(shè)備、售票機(jī)等各種設(shè)備中，將例如帶狀、卷狀或者一定形狀的紙類、膜、貼紙、標(biāo)簽等各種片材切割為任意的長度。另外，本發(fā)明還涉及使用該旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在通過旋轉(zhuǎn)刀(日文:口一夕U刃、回転刃)和固定刀(日文:固定刃)之間的咬合來切割上述各種片材的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備(片材切割設(shè)備)中，可以經(jīng)常見到利用切削加工來一體地形成柄和刀片的旋轉(zhuǎn)刀(專利文獻(xiàn)I)、將分別形成的柄和刀片固定成一體而形成的旋轉(zhuǎn)刀(專利文獻(xiàn)2、3)。
[0003]對(duì)于例如專利文獻(xiàn)2公開的旋轉(zhuǎn)刀，在被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的柄的長度方向的外周形成的帶有一定傾斜角的筆直的槽內(nèi)插入成為刀片的筆直的方棒材料并進(jìn)行固定。另外，對(duì)于例如專利文獻(xiàn)3公開的旋轉(zhuǎn)刀，不是形成像專利文獻(xiàn)2那樣筆直的槽，而是在長度方向上形成螺旋狀(類似于螺旋狀的形狀)的槽，向該槽內(nèi)插入整體為平坦的板材并進(jìn)行粘接，從而將刀片保持為螺旋狀。對(duì)于分別地形成柄和刀片之后使它們形成為一體的旋轉(zhuǎn)刀，雖然需要對(duì)柄和刀片進(jìn)行安裝的安裝工序，但是各構(gòu)件能夠做成簡易的形狀，能夠降低加工工時(shí)，另外由于各構(gòu)件能夠應(yīng)用不同的材料，因此具有提高生產(chǎn)率、降低材料成本等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]另外，像專利文獻(xiàn)3公開的旋轉(zhuǎn)刀那樣，通過將刀片保持為螺旋狀，從而由旋轉(zhuǎn)刀和固定刀的咬合所成的剪切角變大，因此具有能夠降低切割所需的負(fù)載(切割負(fù)載)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于由柄和刀片構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)刀，當(dāng)降低切割負(fù)載時(shí)，與該降低相對(duì)應(yīng)地柄所需要的機(jī)械強(qiáng)度也降低。因此，能確保柄所需要的機(jī)械強(qiáng)度，由切割負(fù)載的降低帶來機(jī)械強(qiáng)度的余量，與之相對(duì)應(yīng)地，能夠謀求柄的小型化、輕量化。這樣，像專利文獻(xiàn)3那樣將刀片保持為螺旋狀是優(yōu)選的。
[0005]還存在這樣的方法，該方法不是像上述專利文獻(xiàn)3所公開的那樣利用形成于柄上的槽使板材塑性變形或彈性變形來形成螺旋狀，而是使板材本身變形。例如專利文獻(xiàn)4公開了以下方法:將平坦且筆直的板材(長板狀旋轉(zhuǎn)刀2a)在支承該板材的長度方向的兩端部的狀態(tài)下以一定的螺旋角進(jìn)行扭轉(zhuǎn)塑性變形而形成螺旋狀。另外，例如專利文獻(xiàn)5公開了以下方法:在兩個(gè)模具11、12中分別設(shè)有加工孔11a、加工孔12a，僅使后方的加工孔12a位于相對(duì)于前方的加工孔Ila在橫向上錯(cuò)開的位置且成為旋轉(zhuǎn)的姿勢，一邊加熱平坦且筆直的板材(平板9)而使其軟化，一邊使該板材穿過加工孔11a、加工孔12a，從而使該板材扭轉(zhuǎn)塑性變形，形成螺旋狀。
[0006]專利文獻(xiàn)I美國專利第5001953號(hào)說明書
[0007]專利文獻(xiàn)2日本特開平09-323292號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3日本特開2003-260688號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4日本特開昭59-115197號(hào)公報(bào)[0010]專利文獻(xiàn)5日本特開昭60-206522號(hào)公報(bào)
[0011]對(duì)于上述專利文獻(xiàn)3公開的旋轉(zhuǎn)刀，參照專利文獻(xiàn)3的說明書0010段及圖1可知:成為刀片的板材整體形成為平坦且沒有彎曲的薄的長方體狀，設(shè)于柄上的槽形成為螺旋形狀，沒有關(guān)于上述槽的深度的描述。在將整體為平坦的板材插入具有螺旋形狀的槽的情況下，必須以該板材的長度方向的兩邊的長度發(fā)生變化的程度使該板件在其寬度方向上彎曲。這是因?yàn)?，如果不彎曲板材，則當(dāng)將該板材的長度方向的一邊上的部分譬如中央緊密接觸于螺旋形狀的槽的底部時(shí)，該板材的上述一邊的兩端部會(huì)從螺旋形狀的槽的底部浮起很多。并且，槽的形成螺旋形狀的螺旋角越大，且槽的形成螺旋形狀的螺旋半徑越小，則該板材的上述一邊的兩端部的浮起的程度越大。
[0012]一般地，在將適宜于刃具的刃具鋼等應(yīng)用于刀片的情況下，為了在該刀片的刀刃不容易產(chǎn)生缺口、磨損，對(duì)成為該刀片的材料(板材)進(jìn)行熱處理而使其變硬質(zhì)。如果要使這樣的硬質(zhì)的材料(板材)在其寬度方向上彎曲，則與使該板材在其厚度方向上彎曲、或者使該板材以其長度方向?yàn)橹行倪M(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形的情況相比，需要相當(dāng)大的力。這樣，當(dāng)要增大柄的螺旋形狀的槽的螺旋角、或者縮小螺旋半徑時(shí)，由于在現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)刀的安裝時(shí)需要很大的力，因此容易產(chǎn)生以下問題:將成為刀片的板材安裝于柄變得困難，板材由于自身的彈力脫離柄的槽，或者安裝精度低下。
[0013]另外，即使能夠?qū)⑵教沟陌宀膹?qiáng)制地插入柄的螺旋形狀的槽，也是板材在從槽的底部浮起的狀態(tài)下被粘接，或板材在脫離槽的方向上蓄力的狀態(tài)下被粘接，由此容易產(chǎn)生以下問題:刀片不能具有必要的能夠承受與固定刀的咬合、切割負(fù)載的程度的機(jī)械強(qiáng)度。而且，容易產(chǎn)生以下問題:板材不能以正確的姿勢從柄立起，而以倒伏的姿勢被粘接；實(shí)際上應(yīng)該形成刀片的板材的另外一邊產(chǎn)生波浪樣的變形。
[0014]由于上述原因，在將成為刀片的板材裝配于柄并將該刀片保持為螺旋形狀的情況下，增大形成螺旋形狀的螺旋角，和/或減小螺旋半徑，由此，難以謀求小型化、輕量化，難以實(shí)現(xiàn)緊湊的片材切割用的旋轉(zhuǎn)刀。
[0015]另外，對(duì)于專利文獻(xiàn)4所公開的在支承筆直的板材的兩端部的狀態(tài)下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)塑性變形的方法，板材在進(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形時(shí)的螺旋半徑實(shí)質(zhì)為O的狀態(tài)下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。因而，扭轉(zhuǎn)變形后的板材不能形成與供其裝配的柄的形狀適合的螺旋形狀，在將扭轉(zhuǎn)變形后的板材作為旋轉(zhuǎn)刀的刀片裝配于柄時(shí)，有使扭轉(zhuǎn)變形后的板材進(jìn)一步更大地變形后進(jìn)行裝配的必要等，可知會(huì)產(chǎn)生與上述專利文獻(xiàn)3的情況下同樣的問題。
[0016]另外，對(duì)于專利文獻(xiàn)5中公開的使筆直的板材穿過兩個(gè)加工孔中的一個(gè)加工孔位于在橫向上錯(cuò)開的位置且為旋轉(zhuǎn)的姿勢的這樣的兩個(gè)加工孔進(jìn)行塑性變形的方法，由于在進(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形時(shí)加熱該板材而使其軟化，因此有可能損害作為刃具的特性，特別是使硬度確切地降低了。并且，根據(jù)本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，利用該方法，當(dāng)要使筆直的板材形成為滿足能夠期望與柄裝配的簡易化及高精度化的程度的螺旋形狀時(shí)，具有多個(gè)操作條件:材料(板材)的加熱前后的機(jī)械特性的變化量；各批材料的偏差；加工孔的尺寸精度、定位精度；插入和拔出條件等，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要進(jìn)行超過其所能預(yù)期的程度的反復(fù)的嘗試(日文:試行錯(cuò)誤)。
[0017]這樣，要實(shí)現(xiàn)具有所期望的構(gòu)成、功能及切割性能的旋轉(zhuǎn)刀，具有本領(lǐng)域技術(shù)人員需要進(jìn)行超過其所能預(yù)期的程度的反復(fù)的嘗試的上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)刀，在實(shí)現(xiàn)高性能的旋轉(zhuǎn)刀時(shí)，能容易地增大刀片的形成螺旋形狀的螺旋角，和/或能容易地減小螺旋半徑，成為刀片的板材在與柄進(jìn)行安裝時(shí)不需要在其寬度方向上進(jìn)行變形，能高精度且容易由具有形成為螺旋形狀的形狀的構(gòu)件形成刀片。
[0019]本發(fā)明人專心研究了以往的旋轉(zhuǎn)刀的成為裝配于柄的刀片的板材。并且發(fā)現(xiàn):通過利用帶狀材料的特殊性質(zhì)也就是撓性及易加工性，將具有特定形狀的帶狀材料應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)刀的刀片，從而能夠解決上述問題，而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0020]S卩，本發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)刀，其包括:具有旋轉(zhuǎn)軸的棒狀的柄，在上述柄的外周沿上述柄的長度方向延伸的由帶狀材料構(gòu)成的刀片，上述帶狀材料相對(duì)于上述柄的長度方向形成為螺旋形狀，并且，形成為在平坦地展開時(shí)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀，上述帶狀材料的上述弓形形狀的一邊裝配于上述柄，上述帶狀材料的另外一邊形成為上述刀片。
[0021]另外，優(yōu)選為，上述帶狀材料形成為具有相對(duì)于上述柄的長度方向而言的規(guī)定的螺旋半徑(Rt)和規(guī)定的螺旋角度(θ t)的螺旋形狀，并且，形成為在平坦地展開時(shí)以規(guī)定的曲率(Re)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀，上述帶狀材料的上述弓形形狀的曲率或平均曲率較大的一邊裝配于上述柄。
[0022]在本發(fā)明中，優(yōu)選為，上述柄具有在上述外周沿其長度方向延伸的螺旋槽，該螺旋槽具有與上述帶狀材料的螺旋形狀匹配的槽形狀，上述帶狀材料的上述一邊插入而裝配于上述螺旋槽。
[0023]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在上述刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，上述刀片的從一端到另外一端的繞上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角(Φ )為80度?130度。另外，優(yōu)選為，在上述刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)范圍內(nèi)，上述刀片的用于裝配于上述柄的上述一邊的上述螺旋角(Θ t)為3度?10度、上述螺旋半徑(Rt)與上述刃口長度(W)之比(Rt/W)為 0.7 ?1.6。
[0024]上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀能夠通過包括以下工序的制造方法來制造，在該工序中，通過使寬度為D且厚度為T的帶狀材料在其寬度方向上彎曲塑性變形，從而將上述帶狀材料形成為以規(guī)定的曲率(Re)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀。
[0025]能夠使用上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀獲得旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。也就是，對(duì)于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀和具有直線狀的刀刃的固定刀通過以規(guī)定的剪切角依次咬合，從而進(jìn)行片材的切割。
[0026]在本發(fā)明中，由于將具有特定的形狀的帶狀材料應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)刀的刀片，因此能夠使形成刀片的帶狀材料在柄的外周沿柄的長度方向容易地延伸而進(jìn)行裝配。因此，能容易地增大刀片的用于形成螺旋形狀的螺旋角，和/或能容易地減小螺旋半徑，或者在與柄安裝時(shí)沒有必要使帶狀材料在其寬度方向上塑性變形，并且實(shí)質(zhì)上也沒有必要使其彈性變形。因而，能夠高精度且容易地形成螺旋形狀的刀片，具有作為刀片必要且充分的機(jī)械強(qiáng)度，因此能夠通過謀求小型化、輕量化，從而得到緊湊的旋轉(zhuǎn)刀。
[0027]另外，使用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀，能夠獲得比以往緊湊且便宜的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。并且，通過搭載本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，從而也能夠期待有助于例如打印機(jī)、售票機(jī)這樣的機(jī)械設(shè)備、辦公設(shè)備的緊湊化、便宜化以及輕量化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2為表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)刀的構(gòu)成構(gòu)件的位置關(guān)系的圖。
[0030]圖3為圖1所示旋轉(zhuǎn)刀的在線段QQ處進(jìn)行剖切的剖視圖。
[0031]圖4為表示使用與圖1所示緩沖環(huán)5不同結(jié)構(gòu)的緩沖環(huán)5’的旋轉(zhuǎn)刀的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖5為表示緩沖環(huán)5的以與圖1不同視角看到的一側(cè)的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖6為應(yīng)用了具有與圖3所示剖面形狀不同的剖面形狀的柄的結(jié)構(gòu)的圖，是在與圖1所示線段QQ相同位置進(jìn)行剖切的剖視圖。
[0034]圖7表示從切割開始側(cè)(軸部2c偵D朝向切割結(jié)束側(cè)(軸部2d偵彳)觀察圖1所示的與柄2進(jìn)行了裝配狀態(tài)下的刀片3的各個(gè)位置時(shí)得到的包含刀片3的剖面在內(nèi)的形狀的圖，其中，圖7的(a)為切割開始附近的圖，圖7的(b)為中央附近的圖，圖7的(c)為切割結(jié)束附近的圖。
[0035]圖8為表示弓形形狀材料100的圖，其模擬將圖2所示刀片3平坦展開時(shí)的以一定的曲率(Re)在寬度方向上彎曲的弓形形狀。
[0036]圖9為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖10為圖9所示旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的在線段PP處進(jìn)行剖切的剖面圖。
[0038]圖11為表示圖9所示的旋轉(zhuǎn)刀的構(gòu)成構(gòu)件的位置關(guān)系的圖。
[0039]圖12為表示通過沖頭110和沖模111對(duì)多個(gè)的帶狀薄板材料(帶狀材料101)進(jìn)行加壓、以形成圖11所示的弓形形狀的設(shè)備的一個(gè)例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀為適宜于片材切割的旋轉(zhuǎn)刀，其是由帶狀材料構(gòu)成的刀片在具有旋轉(zhuǎn)軸的棒狀的柄的外周沿柄的長度方向延伸的旋轉(zhuǎn)刀。
[0041]在像現(xiàn)有技術(shù)那樣將板材應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)刀的刀片的情況下，需要具有與柄裝配的簡易化、高精度化以及作為刀片的必要且充分的機(jī)械強(qiáng)度，能正確地保持該刀片的姿勢而進(jìn)行高質(zhì)量的切割。因此，重要的是，使板材不容易從柄上浮起，將板材裝配于柄時(shí)不僅使板材不會(huì)塑性變形而且不會(huì)彈性變形。
[0042]在充分考慮這些要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀應(yīng)用具有上述特殊性質(zhì)也就是良好的撓性及易加工性的帶狀材料，將該帶狀材料相對(duì)于柄的長度方向形成為螺旋形狀，并且，形成為在平坦展開時(shí)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀。并且，該帶狀材料的弓形形狀的一邊裝配于柄，該帶狀材料的另外一邊形成刀片。
[0043]本發(fā)明中的上述“帶狀材料”與以往使用的普通板材相比，為與能夠獲得上述特殊性質(zhì)相應(yīng)地厚度薄寬度窄的具有較大撓性的帶形狀的材料，在技術(shù)含義上意思是容易較大地扭轉(zhuǎn)變形的材料。同樣的，本發(fā)明中的“螺旋”是日語稱為“螺旋”、“弦卷(。石i務(wù))”、英語稱為“spiral”、“herix”的三維曲線的一種，在技術(shù)含義上意思是一邊旋轉(zhuǎn)，一邊朝向與旋轉(zhuǎn)面垂直的方向中的一個(gè)方向前進(jìn)的三維曲線。[0044]在本發(fā)明中，上述帶狀材料的螺旋形狀具體地與作為在柄的外周沿柄的長度方向延伸的刀片所期望的形狀相對(duì)應(yīng)，能夠用相對(duì)柄的長度方向而言的規(guī)定的螺旋半徑(Rt)及規(guī)定的螺旋角(9t)來表示。在刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，刀片的螺旋半徑(Rt)、螺旋角(0t)能夠以刀片的裝配于柄的一邊為對(duì)象來設(shè)定。另外，在上述刃口長度(W)的中途，能夠按規(guī)定改變、設(shè)定刀片的上述螺旋半徑(Rt)、螺旋角(θ t)的值，該值既可以增大也可以減小，這情況下，也能夠取有代表性的各位置的曲率的平均值作為平均曲率來表示。并且，大多數(shù)情況下刀片的螺旋角被設(shè)定為恒定值。這種情況下，螺旋半徑(Rt)和螺旋角(et)設(shè)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的恒定的值就可以了。并且，在將具有螺旋角被設(shè)定為恒定的刀片的旋轉(zhuǎn)刀應(yīng)用于具有刀刃為筆直的固定刀的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的情況下，該刀片與固定刀所成的剪切角也被設(shè)定為恒定。
[0045]另外，上述具有恒定的螺旋角的螺旋形狀能夠形成為與下述螺旋曲線實(shí)質(zhì)相同或近似的形狀:例如，使用圓柱坐標(biāo)，設(shè)圓柱半徑為r，螺旋前進(jìn)方向的螺旋角為Θ，由螺旋而在上述圓柱的外周前進(jìn)的軌跡的長度為X，與每I單位的螺旋角相對(duì)應(yīng)的軌跡的長度的變化量為h，上述軌跡的長度X可以用式子“ X =θ -SQR (r2 + h2)”來以數(shù)學(xué)方式表示。其中，SQR的意思是取其后的括弧內(nèi)的式子或數(shù)值的平方根。
[0046]在本發(fā)明中，成為刀片的帶狀材料形成為如上述那樣的螺旋形狀，同時(shí)，形成為當(dāng)解開該螺旋形狀而平坦地展開時(shí)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀。該平坦地展開時(shí)的帶狀材料的平面形狀為上述弓形形狀，是在本發(fā)明中最重要的特征。在將帶狀材料形成為螺旋形狀之后裝配于柄的情況下，通過先將帶狀材料形成為上述特定的弓形形狀而使其在其寬度方向上平緩地彎曲，從而即使由于形狀的修正而有必要在寬度方向進(jìn)一步彎曲或拉伸，也能夠?qū)⑵渥冃瘟恳种频煤苄?。因此，能夠不僅使帶狀材料不容易從柄上浮起，裝配于柄時(shí)板材不用塑性變形，而且也不用彈性變形，刀片能夠以具有正確地姿勢及合適的機(jī)械強(qiáng)度的方式容易地形成，因此能夠解決發(fā)明所要解決的問題。
[0047]對(duì)于上述帶狀材料的在寬度方向上彎曲的弓形形狀，具體地與沿著供作為刀片的帶狀材料裝配的柄的外周的形狀相匹配，將該外周的形狀平坦地展開時(shí)能夠用規(guī)定的曲率(Re)來近似地表示。并且，該帶狀材料的弓形形狀的曲率或平均曲率大的一邊裝配于柄。對(duì)于這樣的“以規(guī)定的曲率(Re)在寬度方向上彎曲的弓形形狀”，例如在弓形形狀具有的曲率為單一的值的情況下，對(duì)應(yīng)為圓周的一部分、也就是圓弧投影的形狀，但技術(shù)含義上是指，在寬度方向上平緩地彎曲而成為弓形的曲線投影的形狀，包含為圓弧的情況。對(duì)于該弓形形狀的曲率(Re)，以一個(gè)曲率或組合多個(gè)曲率作為帶狀材料的上述一邊的曲率來設(shè)定，像上述那樣以與沿著柄的供帶狀材料裝配的外周的形狀相匹配的方式來設(shè)定。
[0048]對(duì)于在支承被形成上述特定的弓形形狀的帶狀材料的兩端部的狀態(tài)下與螺旋角(Θ t)相對(duì)應(yīng)地被扭轉(zhuǎn)塑性變形的帶狀材料，因?yàn)槟軌蛉菀椎匦纬删哂信c上述規(guī)定的曲率(Re)相對(duì)應(yīng)的螺旋半徑的螺旋形狀，因此以與裝配的柄的形狀相匹配的方式設(shè)定規(guī)定的曲率(Re)就可以了。因此，能夠容易地形成具有以下螺旋形狀的帶狀材料，該螺旋形狀能夠使帶狀材料和柄的裝配簡易化且高精度化。
[0049]例如，在沿著柄的供帶狀材料裝配的外周的形狀能夠用上述螺旋曲線表示的情況下，能夠?qū)⒐涡螤畹那?Re)設(shè)定為單一的值。另外，在沿著柄的供帶狀材料裝配的外周的形狀要用多個(gè)不同的螺旋曲線表示的情況下，以與各個(gè)螺旋曲線相對(duì)應(yīng)的方式改變曲率(Re)來進(jìn)行設(shè)定是優(yōu)選的，這種情況下也能夠用上述平均曲率來表示。另外，優(yōu)選為，以帶狀材料的裝配于柄的一邊為對(duì)象，設(shè)定弓形形狀的曲率(Re)。這是因?yàn)?，帶狀材料的一邊是與所裝配的柄最接近的部分，因此通過將該一邊設(shè)定為具有規(guī)定的曲率(Re)，從而能夠使帶狀材料的形狀最適合柄的形狀。并且，這種情況下的該一邊在弓形形狀中具有最大的曲率或平均曲率。
[0050]將上述帶狀材料形成為弓形形狀時(shí)的規(guī)定的曲率(Re)例如能夠以以下的順序來設(shè)定。首先，基于旋轉(zhuǎn)刀的所期望尺寸設(shè)定柄和刀片的各部分尺寸。包括:刀片所成的旋轉(zhuǎn)軌跡圓的直徑，供刀片裝配的柄的外徑，刀片的對(duì)切割有效的刃口長度、旋轉(zhuǎn)角、從柄立起的高度(刃口高度)、以及，刀片的根據(jù)刀片與相配合的刀的關(guān)系而形成剪切角的螺旋角等?；谶@些，計(jì)算用于將帶狀材料形成為螺旋形狀的螺旋半徑(Rt)和螺旋角(θ t)及刀片的取決于有效刃口長度的長度等。然后，通過將該螺旋形狀在平面上展開，從而能夠計(jì)算用于決定弓形形狀的在寬度方向上的彎曲的上述曲率(Re)。另外，在弓形形狀為圓弧的情況下，該曲率能夠使用求圓弧的長度的數(shù)學(xué)式來容易地設(shè)定。
[0051]以下，對(duì)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀的認(rèn)為是優(yōu)選的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0052]在本發(fā)明中，在使上述具有螺旋形狀的帶狀材在柄的外周沿柄的長度方向延伸而進(jìn)行裝配的情況下，能夠應(yīng)用將帶狀材料配置于供其裝配的柄的外周并通過熔接、粘接來固定的方法。另外，柄在其外周形成有沿其長度方向延伸的螺旋槽，且該螺旋槽具有與帶狀材料的螺旋形狀相匹配的槽形狀是優(yōu)選的，通過將帶狀材料的一邊插入到該螺旋槽而進(jìn)行裝配，從而能夠容易將帶狀材料以適當(dāng)?shù)淖藙菅乇拈L度方向配置于柄的外周的適當(dāng)?shù)奈恢?。這時(shí)，即使帶狀材與柄的螺旋槽相互之間的形狀不是十分合適，只要是由于帶狀材是撓性較大的帶狀材料，就能夠柔軟地彈性變形，所以也能夠容易地進(jìn)行將帶狀材料插入到柄的螺旋槽的操作。
[0053]另外，在本發(fā)明中，在刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，刀片的從一端到另外一端的繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角(Φ )為80度?130度是優(yōu)選的。對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀，當(dāng)?shù)镀男D(zhuǎn)角不到80度時(shí)，由于刀片的旋轉(zhuǎn)角與刀片的有效的刃口長度即刀片的刀刃的長度之間的關(guān)系，難以確保優(yōu)選的螺旋角，對(duì)于刀片與相配合的刀之間的關(guān)系而言難以確保優(yōu)選的剪切角。另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角超過130度時(shí)，在旋轉(zhuǎn)刀和相配合的刀之間難以確保用于插入片材的空間。本發(fā)明中的“旋轉(zhuǎn)角”為繞旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)軸線的角度，當(dāng)將刀片的刃口長度(W)的兩端點(diǎn)和上述旋轉(zhuǎn)軸線投影于與旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)軸線正交的平面上時(shí)，該旋轉(zhuǎn)角與連接被投影的兩端點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)軸線所形成的角度相對(duì)應(yīng)。
[0054]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，上述刀片的從一端到另外一端的繞上述旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角(Φ)為80?130度。另外，優(yōu)選為，在上述刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，上述刀片的用于裝配于上述柄的上述一邊的上述螺旋角(Θ t)為3度?10度，上述螺旋半徑(Rt)與上述刃口長度(W)之比(Rt/W)為0.7?1.6。對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀，當(dāng)?shù)镀穆菪遣坏?度時(shí)，在應(yīng)用其的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備中，刀片與相配合的刀的咬合所成的剪切角實(shí)質(zhì)上也不到3度，獲得所需切割力的驅(qū)動(dòng)源就會(huì)變大。另外，當(dāng)?shù)镀穆菪浅^10度時(shí)，上述的剪切角實(shí)質(zhì)上也超過了 10度，在咬合點(diǎn)產(chǎn)生了大的負(fù)載。
[0055]另外，在刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)相同的情況下，可以說上述比(Rt/W)越小越能成為緊湊的旋轉(zhuǎn)刀。但是，當(dāng)上述比(Rt/W)不到0.7時(shí)，用于裝配帶狀材料的柄的直徑變小而機(jī)械強(qiáng)度下降，因此柄容易彎曲到損害切割品質(zhì)的程度。另外，當(dāng)上述比(Rt/W)超過0.1時(shí)，刀片的旋轉(zhuǎn)軌跡圓的直徑變大，成為必要以上，因此對(duì)于期望緊湊化的旋轉(zhuǎn)刀是不利的。
[0056]接下來，關(guān)于上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀，列舉具體例，使用合適的附圖來詳細(xì)說明。并且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀并不限定于以下說明的具體例。
[0057]圖1所示的旋轉(zhuǎn)刀A為以寬度6英寸以下的片材為切割對(duì)象、適宜于片材切割的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀的一個(gè)例子。在該旋轉(zhuǎn)刀A中，刀片3呈螺旋狀配置于柄2的外周，在刀片3的兩端側(cè)具有導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4和緩沖環(huán)構(gòu)件5。構(gòu)成該旋轉(zhuǎn)刀A的各個(gè)構(gòu)件的位置關(guān)系在圖2表示，在線段QQ處的徑向方向的剖面在圖3表示。
[0058]對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A的柄2，機(jī)械加工長條圓棒狀的金屬材料，在長度方向上延伸，形成有外周2a和軸部2c、軸部2d。另外，軸部2c、軸部2d用于給旋轉(zhuǎn)刀A帶來旋轉(zhuǎn)軸的功能。另外,柄2的外周2a的徑向方向的剖面外形形成為直徑14_的圓形形狀。另外，在軸部2c、軸部2d形成具有用于分別使導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4、緩沖環(huán)構(gòu)件5停止旋轉(zhuǎn)的D形切削狀的卡定面2f、2h的安裝部2e、安裝部2g。并且，如圖2所示，在柄2的外周2a上形成有具有規(guī)定的螺旋角的深度為1.4mm的螺旋槽2b，該螺旋槽2b沿外周2a的長度方向延伸。
[0059]圖3所示的柄2形成為其剖面形狀為圓形形狀，但本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀的結(jié)構(gòu)并不限定于此。例如，為了確保插入片材的空間寬闊，也可以是具有圖6所示的切除一部分而外觀成為D字形狀的剖面形狀(D形切削狀剖面2a’ )的柄2’，螺旋槽2b’也以適合該剖面形狀的方式形成。
[0060]旋轉(zhuǎn)刀A的刀片3以淬火的帶狀鋼材作為材料，使用加工后的厚度為0.7mm、寬度為4.6mm的帶狀材料。淬火的帶狀鋼材通過淬火處理等而具有適宜于刃具的硬質(zhì)性，因此適宜于作為刀片的材料。另外，該帶狀材料的厚度與寬度的比(厚度/寬度)為0.15。并且，在柄2使用金屬材料的情況下，考慮功能性、材料成本，優(yōu)選為，相比硬質(zhì)性優(yōu)先選擇耐切割時(shí)的彎曲負(fù)載的韌性。
[0061]該刀片3由帶狀材料構(gòu)成，該帶狀材料形成為相對(duì)于柄2的長度方向具有規(guī)定的螺旋半徑(Rt)和規(guī)定的螺旋角(θ t)的螺旋形狀，并且，形成為在平坦展開時(shí)以規(guī)定的曲率(Re)在寬度方向上彎曲的弓形形狀。具體地，將寬度為6英寸以下的旋轉(zhuǎn)刀A的刀刃線3a的對(duì)切割有效的長度(刀刃的長度)設(shè)定為162mm，對(duì)于帶狀材料的裝配于柄2的一邊，設(shè)定Rt=5.6mm、Θ t=5.6度(對(duì)應(yīng)于與相配合的刀所成的剪切角)，計(jì)算上理論值為Rc=0.7X 10-3/mm (相當(dāng)于以曲率半徑表不的1450mm)。
[0062]該帶狀材料的弓形形狀通過包括以下工序的制造方法形成，在該工序中，使寬度D=4.6_、厚度T=0.7mm的帶狀材料在其寬度方向彎曲塑性變形，從而形成為以規(guī)定的曲率(Re)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀。除此以外，例如，也可以是通過用沖床等對(duì)平坦的薄的板材進(jìn)行沖裁等制造方法。并且，其后將形成為弓形形狀的帶狀材料扭轉(zhuǎn)使其塑性變形為螺旋形狀時(shí)，該帶狀材料一邊變形一邊伸長，實(shí)際尺寸就變長了。考慮到該帶狀材料的伸長，優(yōu)選為，將帶狀材料形成為弓形形狀時(shí)的曲率(Re)設(shè)定得比所期望的刀片的形狀所表現(xiàn)出的曲線具有的曲率大(如果以曲率半徑表示，形成為弓形形狀時(shí)的曲率半徑比所期望的刀片的形狀所表現(xiàn)出的曲線具有的曲率半徑小)。在旋轉(zhuǎn)刀A的情況下，考慮到適應(yīng)后述的扭轉(zhuǎn)塑性變形，設(shè)定為比上述計(jì)算上的理論值Rc=0.7 X 10_3/mm大的值1.0X10_3/mm (相當(dāng)于以曲率半徑表示的1000mm)。
[0063]例如，圖12為使上述寬度為D且厚度為T的帶狀材料在其寬度方向上進(jìn)行彎曲塑性變形的設(shè)備的一個(gè)例子，相比通過用沖床等對(duì)板材進(jìn)行沖裁，材料成品率較高。在該設(shè)備中，沿箭頭所示方向移動(dòng)的沖頭110和沖模111之間對(duì)作為材料的帶狀材料進(jìn)行加壓而使其塑性變形，能夠形成為以規(guī)定的曲率(Re)在寬度方向上彎曲的弓形形狀的帶狀材料101。在考慮到材料的彈性回復(fù)(回彈)的基礎(chǔ)上，將該沖頭面IlOa和沖模面Illa形成與規(guī)定的曲率(Re)相對(duì)應(yīng)的形狀，從而通過少次數(shù)的加壓就能夠形成所期望的弓形形狀。這樣形成的弓形形狀的帶狀材料100的一例如圖8所示，對(duì)于該弓形形狀的帶狀材料100，用于將該帶狀材料100作為刀片配置于供其裝配用的柄的外周的邊緣IOOa具有最大的曲率。
[0064]在兩個(gè)模具上分別設(shè)有加工孔，在形成所期望的弓形形狀后，僅使后方的加工孔成為相對(duì)于前方的加工孔與螺旋角(Θ t)相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)的姿勢，在常溫下，使具有上述規(guī)定的曲率(Re)的弓形形狀的帶狀材料通過兩個(gè)加工孔，從而對(duì)具有上述規(guī)定的曲率(Re)的弓形形狀的帶狀材料進(jìn)行扭轉(zhuǎn)而使其塑性變形，形成具有與上述規(guī)定的曲率(Re)相對(duì)應(yīng)的螺旋半徑(Rt)的螺旋形狀的帶狀材料。這樣形成的帶狀材料為這樣的構(gòu)件:相對(duì)于柄2的長度方向而言具有規(guī)定的螺旋半徑(Rt)和規(guī)定的螺旋角(0t)的螺旋形狀，并且，具有平坦展開時(shí)以規(guī)定的曲率(Re)在寬度方向上彎曲的弓形形狀。
[0065]由這樣形成的帶狀材料構(gòu)成的刀片3的形狀如圖7所示。圖7表示從切割開始側(cè)(軸部2c側(cè))向切割結(jié)束側(cè)(軸部2d側(cè))觀察旋轉(zhuǎn)刀A的刀片3的各個(gè)位置時(shí)得到的包含刀片3的剖面在內(nèi)的形狀。并且，為了刀片3的清楚化，對(duì)于柄2，僅表示了外周2a和旋轉(zhuǎn)軸的中心P。對(duì)于刀片3，插入部3b部分插入至柄2的圖中未示出的螺旋槽2b，刀刃線3a從切割開始附近經(jīng)過中央部附近到切割結(jié)束附近，一邊扭轉(zhuǎn)變形為螺旋狀，一邊盤旋。正因?yàn)樵摰镀?的形狀，才成為帶狀材料的上述螺旋形狀且在平坦展開時(shí)為弓形形狀這樣的特定的形狀，該特定的形狀對(duì)于將刀片3容易且高精度地裝配于柄2是重要的。
[0066]如圖7所示，將具有這樣的特定的形狀的帶狀材料應(yīng)用于刀片3。在成為刀片3的帶狀材料與柄2的裝配中，將刀片3的刀刃線3a的刀刃長度設(shè)為上述的162mm，將該帶狀材料插入于在柄2的外周2a形成的螺旋槽2b。在柄2的外周2a形成的螺旋槽2b的寬度形成為與刀片3的插入部3b的厚度相同。這樣，能夠利用嵌合將彼此固定成一體。另外，還可以進(jìn)一步通過激光熔接使它們牢固地一體化。并且，即使螺旋槽的槽寬大于等于插入的帶狀材料的厚度，也能夠通過粘著劑、熔接等方法將彼此固定。
[0067]刀片3的螺旋形狀以旋轉(zhuǎn)角為120度的方式形成。另外，以螺旋的內(nèi)徑(螺旋半徑)與內(nèi)切于螺旋槽2b的底的軌跡的內(nèi)切圓的直徑相等的方式，設(shè)定目標(biāo)值，刀片3的螺旋形狀形成為具有與螺旋槽2b的螺旋角相等的螺旋角。當(dāng)如此將刀片形成為螺旋形狀時(shí)，向螺旋槽的插入操作能夠容易地進(jìn)行。也可以是，形成為具有通過帶狀材料本身的彈性變形而能夠插入螺旋槽2b的程度的螺旋角的形狀。另外，旋轉(zhuǎn)刀A的刀片3在其整個(gè)長度范圍內(nèi)以相同的螺旋角形成為螺旋形狀。此外，也可以形成為:例如從中途起朝向切割結(jié)束側(cè)螺旋角漸漸增大。
[0068]其后，成為刀片3的帶狀材料的長度方向的兩端側(cè)以分別與導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4和緩沖環(huán)構(gòu)件5的各側(cè)面相抵靠的狀態(tài)固定。在旋轉(zhuǎn)刀中設(shè)有導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件、緩沖環(huán)構(gòu)件對(duì)于以下一系列的動(dòng)作變得順暢是有效的，即:在切割開始側(cè)沿旋轉(zhuǎn)刀的刀刃線順暢地對(duì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀與相配合的刀之間的接觸點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)，使該接觸點(diǎn)在切割結(jié)束側(cè)順暢地離開刀刃線，然后再次移到切割開始側(cè)。
[0069]在圖1、圖2所示的旋轉(zhuǎn)刀A的情況下，導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4位于切割開始側(cè)。并且，導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4具有:輪狀部4a，其具有與旋轉(zhuǎn)刀A的刀片3的旋轉(zhuǎn)軌跡圓同徑的外周面；貫通孔4b，其具有與柄2的包括卡定面2f在內(nèi)的安裝部2e相對(duì)應(yīng)的孔形狀。另一方面，緩沖環(huán)構(gòu)件5位于切割結(jié)束側(cè)。并且，該緩沖環(huán)構(gòu)件5具有:引導(dǎo)部5a，其形成為，與旋轉(zhuǎn)刀A的刀片3的旋轉(zhuǎn)軌跡圓同徑的位置為外周面的最大直徑的位置，該外周面的半徑呈漩渦狀地依次減少；貫通孔5b，其具有與柄2的包括卡定面2h在內(nèi)的安裝部2g相對(duì)應(yīng)的孔形狀。
[0070]這些導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4、緩沖環(huán)構(gòu)件5都通過以下方法形成:重疊具有與刀片3相同的特性的金屬平板材料的沖裁片4片?5片，在輪狀部4a、引導(dǎo)部5a的外周面的接合部4c、接合部5c的位置進(jìn)行焊接而形成為一體。采用這樣的簡易的方法，與例如從一個(gè)整體的金屬材料切削出一體物的情況相比，在制造成本、材料成本方面是有利的。
[0071]這里，敘述成為刀刃的帶狀材料與緩沖環(huán)之間的接合的方法。
[0072]在圖1、圖2所示的旋轉(zhuǎn)刀A的情況下，以帶狀材料的端部抵靠于緩沖環(huán)構(gòu)件5的側(cè)面的狀態(tài)接合。與此不同的優(yōu)選的方法在圖4、圖5中表示。在圖5中，從與圖4不同的視點(diǎn)看緩沖環(huán)構(gòu)件5’側(cè)。緩沖環(huán)構(gòu)件5’與圖1、圖2所示的緩沖環(huán)構(gòu)件5不同的地方為在引導(dǎo)部5’ a形成的間隙5’ d。緩沖環(huán)構(gòu)件5’的間隙5’ d形成于以下兩個(gè)位置之間、即成為外周面的最大徑且與刀片的旋轉(zhuǎn)軌跡圓同徑的位置與該外周面的半徑呈漩渦狀地漸漸減少而成為最小徑的位置之間。
[0073]在將作為刀片的帶狀材料的一端固定時(shí)，若采用圖4、圖5所示的構(gòu)成，通過僅將刀片3’插入至間隙5’ d的這樣簡易的方法就能夠保持刀片3’的一端。這種情況下，刀片3’的長度雖然相比圖1、圖2所示的刀片3延長了與間隙5’ d的深度相對(duì)應(yīng)的量也就是與緩沖環(huán)5’的厚度相對(duì)應(yīng)的量，但是可以說能夠忽略對(duì)材料成本的影響。
[0074]另外，供刀片3’插入的間隙5’d的寬度只要大于等于刀片3’的厚度就可以，寬些也沒關(guān)系。例如，間隙5’d的寬度與刀片3’的厚度相等的情況下，可以通過嵌合來固定，在間隙5’ d的寬度比刀片3’的厚度寬的情況下，通過以刀片3’的位于切割時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向的后方的側(cè)面抵接于間隙5’ d的壁面的方式，在考慮螺旋的方向的基礎(chǔ)上插入刀片3’，從而能夠?qū)⒃谇懈顣r(shí)受到反作用力的刀片3’支承在間隙5’ d的壁面。
[0075]如以上所述，對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A，將形成為螺旋狀的刀片3裝配并固定于柄2之后，一邊旋轉(zhuǎn)柄2 —邊研磨刀片3的外周。于是，以刀片3的最外部所成的旋轉(zhuǎn)軌跡圓的直徑為15mm的方式，使刀片3的突出端鋒利，精加工成用于進(jìn)行切割的刀刃。這樣，獲得刀刃長度為162mm、刀片3的旋轉(zhuǎn)軌跡圓的直徑為15mm的旋轉(zhuǎn)刀A。
[0076]接下來，關(guān)于上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，列舉使用上述旋轉(zhuǎn)刀A的一個(gè)例子，通過附圖來詳細(xì)說明。并且，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備并不限定于以下說明的具體例。
[0077]圖9表示外觀，圖10表示在線段PP處的徑向方向的剖面，旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，其使用以寬度6英寸以下的片材為切割對(duì)象的旋轉(zhuǎn)刀A。
[0078]旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B由圖11所示的各種構(gòu)件構(gòu)成，在該旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B中，具有螺旋狀的刀刃線3a的旋轉(zhuǎn)刀A和具有直線狀的刀刃線Ia的固定刀I能夠通過以規(guī)定的剪切角依次咬合而將片材(未圖示)切割。具體地，旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B除了旋轉(zhuǎn)刀A和固定刀I之外還具有:用于安裝固定刀I的固定刀保持架6 ;用于支承旋轉(zhuǎn)刀A的軸部2c、軸部2d、固定刀保持架6的側(cè)板7、側(cè)板8 ;連接于側(cè)板7、側(cè)板8的下框9、上框10等。另外，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B的設(shè)備整體的框架結(jié)構(gòu)的側(cè)板7、側(cè)板8、下框9、上框10之間使用螺紋構(gòu)件15?18，在分別設(shè)于上述側(cè)板7、側(cè)板8、下框9、上框10的貫通孔7a、貫通孔7b、貫通孔8a、貫通孔Sb、螺孔9a、螺孔％、螺孔10a、螺孔IOb的位置被緊固連接。由此，能夠防止切割時(shí)側(cè)板
7、側(cè)板8的倒伏。
[0079]將旋轉(zhuǎn)刀A的兩端側(cè)的軸部2c、軸部2d插入至軸承13的貫通孔13a，然后將軸承13的外圈插入至側(cè)板7、側(cè)板8的貫通孔7c、貫通孔Sc，從而旋轉(zhuǎn)刀A以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承。并且，用于使旋轉(zhuǎn)刀A旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)源等驅(qū)動(dòng)單元(未圖示)設(shè)于作為切割的切割結(jié)束側(cè)的軸部2d側(cè)。
[0080]對(duì)于成為與旋轉(zhuǎn)刀A配合的刀的固定刀1，使用具有能夠貼緊固定刀保持架6的安裝面6a的平面Ib的平板狀，其長度方向的邊緣形成為直線狀的刀刃線la。另外，對(duì)于固定刀1，將設(shè)于安裝面6a上的凸部6b、凸部6c插入至設(shè)于固定刀I的平面Ib上的貫通孔lc、貫通孔ld，在凸部6b的位置進(jìn)行定位，在凸部6c的位置進(jìn)行機(jī)械的嵌塞(日文..“的3)，從而固定刀I安裝于固定刀保持架6上。
[0081]另外，固定刀I以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)軸線成0.18度的角度的方式配置，以使固定刀I自身的刀刃線Ia與旋轉(zhuǎn)刀A的刀刃線3a以在一點(diǎn)接觸的方式咬合，其中，將固定刀I相對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)軸線所成的角度稱為咬入角。這是采用如下方法進(jìn)行的，即:將旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)軸線配置為正交于片材的進(jìn)紙方向，以將安裝有固定刀I的固定刀保持架6移動(dòng)與上述咬入角相對(duì)應(yīng)的量。具體地，通過在插入由貫通孔6d、貫通孔6e軸支承的銷時(shí)將其位置相對(duì)于側(cè)板7、側(cè)板8的貫通孔7d、貫通孔6d偏置相應(yīng)的量而實(shí)現(xiàn)的。并且，當(dāng)咬入角為0.08度以上時(shí)，容易使兩個(gè)刀刃在一點(diǎn)的接觸穩(wěn)定。另外，當(dāng)咬入角為2.0度以下時(shí)，接觸點(diǎn)的移動(dòng)容易順暢地進(jìn)行。
[0082]在固定刀保持架6中，具有規(guī)定的彈力的螺旋彈簧14的螺旋部連通于將固定刀保持架6的一側(cè)軸支承的銷12的軸部12a。并且，螺旋彈簧14的一腿部14a卡定于側(cè)板8的槽口部Se，另一腿部14b掛于固定刀保持架6上。通過這樣的結(jié)構(gòu)，將螺旋彈簧14的彈力從腿部14b傳遞到固定刀保持架6也就是固定刀1，就能夠以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A合適的壓接力對(duì)固定刀I進(jìn)行施力。
[0083]另外，在固定刀保持架6的長度方向的中央附近設(shè)有抵擋部6f。這是用于處理以下情況:在片材被切割時(shí)，異常的負(fù)載作用于固定刀1，固定刀保持架6克服螺旋彈簧14的彈力而后退。這種情況下，固定刀保持架6的抵擋部6f抵接于上框10的支承面10c，從而能夠借助上框10承受上述異常的負(fù)載。這樣固定刀I不會(huì)發(fā)生異常的彎曲變形。
[0084]對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B，固定刀I的直線狀的刀刃線Ia和旋轉(zhuǎn)刀A的螺旋狀的刀刃線3a之間保持5.6度的剪切角，且從切割的開始到結(jié)束以一點(diǎn)接觸。通過該接觸，固定刀的刀刃和旋轉(zhuǎn)刀的刀刃之間形成以適當(dāng)?shù)膲航恿σШ系那懈铧c(diǎn)。并且，該切割點(diǎn)隨著切割的進(jìn)行順次移動(dòng)，從而在旋轉(zhuǎn)刀A與固定刀I之間的進(jìn)紙用的空間30中插入的片材(未圖示)在正交于插入方向的方向上被以任意的長度切斷。
[0085]另外，上述旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B能夠與片材的輸送速度相對(duì)應(yīng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)控制。這樣，實(shí)現(xiàn)能夠?qū)υ谛D(zhuǎn)刀A與固定刀I之間的空間30內(nèi)沿進(jìn)紙方向移動(dòng)的片材進(jìn)行輸送的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行切割的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。這樣的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B也能夠切割在空間30內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)的片材。
[0086]下面，關(guān)于通過上述旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B將處于靜止?fàn)顟B(tài)的片材切割的一系列的動(dòng)作，使用合適的附圖詳細(xì)地說明。
[0087]在圖10中所示的處于待機(jī)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B中，作為切割對(duì)象的片材在空間30內(nèi)的規(guī)定位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)此在圖中未圖示。這時(shí)，旋轉(zhuǎn)刀A處于靜止?fàn)顟B(tài)。另外，固定刀I的刀刃線Ia接觸于位于旋轉(zhuǎn)刀A的切割開始側(cè)的導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的外周面、即輪狀部4a ο
[0088]當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀A沿以箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定刀I的刀刃線Ia在導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a的外周面上滑動(dòng)，向與旋轉(zhuǎn)刀A的刀刃線3a相連的部位靠近。不久，固定刀I的刀刃線Ia從導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a離開，移向旋轉(zhuǎn)刀A的刀刃線3a。然后，固定刀I和旋轉(zhuǎn)刀A這兩者的刀刃線la、刀刃線3a形成在一點(diǎn)接觸的咬合點(diǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀A進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，咬合點(diǎn)沿著固定刀I和旋轉(zhuǎn)刀A這兩者的刀刃線la、刀刃線3a移往片材的一端。不久，當(dāng)咬合點(diǎn)達(dá)到片材的一端時(shí)，該咬合點(diǎn)成為切割點(diǎn)而將片材切割。該咬合點(diǎn)在片材的寬度方向上移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到片材的另外一端時(shí)，片材在寬度方向上被完全切斷。
[0089]如上述那樣對(duì)片材進(jìn)行切割之后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀A進(jìn)一步繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定刀I的刀刃線Ia離開旋轉(zhuǎn)刀A的刀刃線3a。與該離開幾乎同時(shí)地，固定刀I的刀刃線Ia接觸于作為緩沖環(huán)構(gòu)件5的外周面的引導(dǎo)部5a。通過該動(dòng)作，兩刀刃線la、3a成為非接觸狀態(tài)而咬合被解除。當(dāng)咬合被解除時(shí)，固定刀I的刀刃線Ia成為接觸于緩沖環(huán)構(gòu)件5的引導(dǎo)部5a的最大直徑的位置的狀態(tài)。從旋轉(zhuǎn)刀A的徑向上看，該位置相當(dāng)于與導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a直徑相同的位置，但是固定刀I的刀刃線Ia成為離開導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a的狀態(tài)。這是通過設(shè)置了相對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)軸線而言的咬入角實(shí)現(xiàn)的。
[0090]處于接觸于上述緩沖環(huán)構(gòu)件5且不接觸于導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的狀態(tài)下的固定刀I的刀刃線Ia隨著旋轉(zhuǎn)刀A的旋轉(zhuǎn)，在切割結(jié)束側(cè)在緩沖環(huán)構(gòu)件5的引導(dǎo)部5a上滑動(dòng)，且在切割開始側(cè)向?qū)颦h(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a靠近。這是通過沿著旋轉(zhuǎn)方向呈漩渦狀直徑變小的緩沖環(huán)構(gòu)件5的引導(dǎo)部5a實(shí)現(xiàn)的。其后，固定刀I的刀刃線Ia順暢地接觸于導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a，同時(shí)離開緩沖環(huán)構(gòu)件5的引導(dǎo)部5a。這樣，通過緩沖環(huán)構(gòu)件5的特別的效果，被螺旋彈簧施力的固定刀I的刀刃線Ia從緩沖環(huán)構(gòu)件5的引導(dǎo)部5a向?qū)颦h(huán)構(gòu)件4的輪狀部4a能夠以沒有機(jī)械沖突的方式順暢地移動(dòng)。
[0091]其后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀A返回最初的位置時(shí)，固定刀I的刀刃線Ia也返回最初的位置，旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B返回最初的待機(jī)狀態(tài)。
[0092]通過上述一連串的切割動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B能夠?qū)⒃谛D(zhuǎn)刀A與固定刀I之間的空間30內(nèi)插入的處于靜止?fàn)顟B(tài)的片材沿其寬度方向切斷。這樣得到的切割后的片材的切割面沒有起毛、起皺等，為良好的片材。并且，關(guān)于上述旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備B的一連串的片材切割動(dòng)作，對(duì)于使用如圖6所示的由具有D形切削狀剖面2a’的柄構(gòu)件2’構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備也是一樣的。
[0093]附圖標(biāo)記說明
[0094]A、旋轉(zhuǎn)刀；B、旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備；1、固定刀；la、刀刃線；lb、平面；lc、ld、貫通孔；2、2'柄;2a、外周；2a’、D形切削剖面；2b、2b’、螺旋槽；2c、2d、軸部；2e、2g、安裝部；2f、2h、卡定面；3、刀片；3a、刀刃線；3b、插入部；4、導(dǎo)向環(huán)構(gòu)件；4a、輪狀部；4b、貫通孔；4c、接合部；5、5’、緩沖環(huán)構(gòu)件；5a、5’ a、引導(dǎo)部；5b、貫通孔；5c、接合部；5’ d、間隙；6、固定刀保持架；6a、安裝面；6b、6c、凸部；6d、6e、貫通孔；6f、抵擋部；7、側(cè)板；7a、7b、7c、7d、貫通孔；8、側(cè)板；8a、8b、8c、8d、貫通孔；9、下框；9a、9b、螺孔;10、上框;10a、10b、螺孔；10c、支承面；11.銷；12、銷；12a、軸部；13、軸承；13a、貫通孔；14、螺旋彈簧；14a、14b、腿部；15、16、17、18、螺紋構(gòu)件；30、空間；100、弓形形狀的帶狀材料；100a、邊緣；101、帶狀材料；110、沖頭；110a、沖頭面；111、沖模；llla、沖模面。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于， 該旋轉(zhuǎn)刀包括: 具有旋轉(zhuǎn)軸的棒狀的柄； 由在上述柄的外周沿上述柄的長度方向延伸的帶狀材料構(gòu)成的刀片， 上述帶狀材料相對(duì)于上述柄的長度方向形成為螺旋形狀，并且，形成為在平坦地展開時(shí)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀， 上述帶狀材料的上述弓形形狀的一邊裝配于上述柄， 上述帶狀材料的另外一邊形成為上述刀片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于， 上述帶狀材料形成為具有相對(duì)于上述柄的長度方向而言的規(guī)定的螺旋半徑(Rt)和規(guī)定的螺旋角(9t)的螺旋形狀，并且，形成為在平坦地展開時(shí)以規(guī)定的曲率(Re)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀； 上述帶狀材料的上述弓形形狀的曲率或平均曲率較大的一邊裝配于上述柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于， 上述柄具有在上述外周沿其長度方向延伸的螺旋槽，該螺旋槽具有與上述帶狀材料的螺旋形狀匹配的槽形狀； 上述帶狀材料的上述一邊插入、裝配于上述螺旋槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于， 在上述刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，上述刀片的從一端到另外一端的繞上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)角(Φ )為80度?130度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刀，其特征在于， 在上述刀片的對(duì)切割有效的刃口長度(W)的范圍內(nèi)，上述刀片的用于裝配于上述柄的上述一邊的上述螺旋角(9t)為3度?10度、上述螺旋半徑(Rt)與上述刃口長度(W)之比(Rt/ff)為 0.7 ?1.6。
6.一種旋轉(zhuǎn)刀的制造方法，其特征在于， 該制作方法為權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刀的制造方法，該制作方法包括以下工序，在該工序中，使寬度為(D)且厚度為(T)的帶狀材料在其寬度方向上彎曲塑性變形，從而將上述帶狀材料形成為以規(guī)定的曲率(Re)在其寬度方向上彎曲的弓形形狀。
7.一種旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，其特征在于， 權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)刀和具有直線狀的刀刃的固定刀以規(guī)定的剪切角依次咬合，從而進(jìn)行片材的切割。
【文檔編號(hào)】B26D1/12GK103659864SQ201310403761
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】富永修, 橋本秀一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立金屬精密, 日立金屬株式會(huì)社