本公開涉及一種用于切割材料幅的硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備，其包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在基座上的切割單元以及可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該切割單元中的旋轉(zhuǎn)刀具。旋轉(zhuǎn)刀具的至少一個切割刀刃以一定角度相對于刀具的縱向軸線定向，并且切割單元相對于切割刀刃的角度和材料幅饋送方向可調(diào)節(jié)地反向定向。

背景技術(shù)：

為了垂直地切割材料幅，最常見的解決方案是具有固定在鋼筒上的硬質(zhì)合金刀片。刀片具有不同類型的形狀：例如，硬釬焊在鋼質(zhì)支撐件上的碳化物刀尖；具有銳利角度的方形碳化物片；以及具有兩個或更多個有用的切割刀刃的碳化物刀片。

這些解決方案具有一些缺點。刀片的壽命很短，即，從一星期到一個月。此外，因為刀片的整個刀刃長度需要同時接觸對置刀，所以需要大的力來實現(xiàn)切割。這產(chǎn)生了震動和振動并損壞對置刀。該刀片或這些刀片在切割前還需要調(diào)節(jié)高度并對準(zhǔn)，以實現(xiàn)良好切割。然而，這種布置結(jié)構(gòu)的價格是主要優(yōu)勢。

使旋轉(zhuǎn)刀具上的刀刃形成角度是已知的，參見美國專利No.3,380,328、EP288182A1以及美國專利申請公布No.2007/0044613。然而，因為刀或切割刀刃被固定到旋轉(zhuǎn)刀具，所以在材料幅上的切割的角度是不可調(diào)節(jié)的，即，需要多個可互換的不同地成角度的刀刃/旋轉(zhuǎn)刀具，以實現(xiàn)不同角度的切割。此外，這樣的裝置僅經(jīng)由成角度的切割刀刃來對切割進(jìn)行定向，而不是切割單元自身。此外，刀具的旋轉(zhuǎn)軸線受到限制，相對于材料幅的饋送方向定位在預(yù)定方向中。

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，將更好地理解實施例的以上以及下面的詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，所描繪的實施例不限于所示出的精確布置結(jié)構(gòu)和執(zhí)行方式。

附圖說明

圖1是旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的實施例的透視圖。

圖2是圖1的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的旋轉(zhuǎn)刀具的頂視圖，其中其頂板被移除。

圖3是旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的透視圖，其中材料幅被饋送通過該旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備。

圖4是圖3的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的頂視圖。

圖5是圖1的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的側(cè)視圖。

圖6是旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備的另一實施方式的側(cè)視圖。

圖7是旋轉(zhuǎn)刀具的頂視圖。

圖8示意了旋轉(zhuǎn)刀具、切割單元和材料幅的定向角度。

圖9A是處于一個示例定向中的旋轉(zhuǎn)刀具、切割刀刃和材料幅的角度關(guān)系的放大圖。

圖9B是處于另一個示例定向中的旋轉(zhuǎn)刀具、切割刀刃和材料幅的角度關(guān)系的放大圖。

圖9C是處于又一個示例定向中的旋轉(zhuǎn)刀具、切割刀刃和材料幅的角度關(guān)系的放大圖。

圖10是旋轉(zhuǎn)刀具的部分截面圖，示出其半徑的旋轉(zhuǎn)。

圖11A-11C是由本公開的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備產(chǎn)生的示例切割。

具體實施方式

參考圖1，用于切割材料幅26(圖3)的旋轉(zhuǎn)切割設(shè)備10包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在支撐件14上的切割單元12。切割單元12具有頂板15、框架16和基座18。如圖1和2中所示，基座18具有一對相對的側(cè)部20，每個側(cè)部包括彎曲的狹槽22。每一個狹槽22接納安裝在支撐件14上的相應(yīng)的支柱24。支柱24在狹槽22內(nèi)滑動，以使切割單元12能夠關(guān)于支撐件14旋轉(zhuǎn)，從而使切割單元能夠相對于材料幅的饋送方向F(圖3)定位在預(yù)定定向中。應(yīng)當(dāng)理解，雖然切割單元22的位置能夠關(guān)于支撐件14進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是材料幅的饋送方向保持垂直于支撐件14。

參考圖2，旋轉(zhuǎn)刀具30設(shè)置在刀具單元12中并且經(jīng)由軸承32安裝到框架16。旋轉(zhuǎn)刀具30能夠是螺旋切割鼓，即，切割刀片或刀沿著螺旋角安裝在鼓上。因此，在鼓旋轉(zhuǎn)時，一次刀的僅相當(dāng)小的部分對材料進(jìn)行剪切，從而產(chǎn)生直的切割。驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)，諸如電驅(qū)動裝置、齒輪、滑輪和皮帶或其它類型的聯(lián)接與旋轉(zhuǎn)刀具30的心軸36(圖7)相連(communicate)，以使旋轉(zhuǎn)刀具30的心軸36繞其縱向軸線38(圖7)旋轉(zhuǎn)。

參考圖3和4，材料幅26在旋轉(zhuǎn)刀具30和旋轉(zhuǎn)砧28之間經(jīng)過，所述旋轉(zhuǎn)砧28也設(shè)置在切割單元12中。材料幅26能夠是用于衛(wèi)生、醫(yī)療和尿布產(chǎn)品的無紡材料。該材料幅是連續(xù)的幅材，其被切割成分離的片，或從其上移除裁剪部分。隨著旋轉(zhuǎn)刀具30繞縱向軸線38旋轉(zhuǎn)，材料幅在旋轉(zhuǎn)刀具30和砧28之間饋送。通過支承表面29(圖5)和旋轉(zhuǎn)刀具的軸承環(huán)31(圖5)之間的摩擦，刀具30的旋轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)化成砧的旋轉(zhuǎn)，并且材料幅26由機(jī)器饋送通過。如圖所示并且如這里進(jìn)一步描述的，切割單元12和旋轉(zhuǎn)刀具30能夠相對于材料幅26以一定角度，例如優(yōu)選地約0.5°至約15°定向。因此，切割單元12能夠定向成使得穿過旋轉(zhuǎn)刀具30的縱向軸線38與材料幅26的饋送方向形成預(yù)定角度，如能夠從參考點C(圖9A-9C)看到的。

參考圖5，旋轉(zhuǎn)刀具30定位在砧28下方?？商娲?，如圖6中所示，旋轉(zhuǎn)刀具30能夠定位在砧28上方。用于在切割刀刃上施加力的加載系統(tǒng)34(圖1)能夠是氣缸、液壓缸或任意其它等效的機(jī)械系統(tǒng)。雖然被示出為在砧上推動，但是加載系統(tǒng)能夠作用在砧或旋轉(zhuǎn)刀具上。加載系統(tǒng)能夠放置在與被致動的輥(actuated roller)相同的一側(cè)上，即：以推壓構(gòu)造放置，或放置在相反的另一側(cè)上，即，以拉動構(gòu)造放置。還應(yīng)理解的是，砧28能夠自由旋轉(zhuǎn)。其還能夠通過齒輪、滑輪或步進(jìn)電機(jī)與刀具同步。

刀具30和砧28能夠由硬質(zhì)合金制成，用以提高可靠性和耐磨性。如在這里使用，硬質(zhì)合金定義為硬質(zhì)碳化物相(占復(fù)合物的70到97wt-％)和粘結(jié)相。碳化鎢(WC)是最常見的硬質(zhì)相，而鈷(Co)是最常見的粘結(jié)相。這兩種材料形成基礎(chǔ)硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，很多其它類型的硬質(zhì)合金能夠用于旋轉(zhuǎn)刀具。可替代地，刀具或砧可部分地或全部由其它材料制成，例如工具鋼、高速鋼或類似的陶瓷-金屬復(fù)合材料。這些材料能夠通過已知的冶金術(shù)或粉末冶金方法生產(chǎn)。

再次參考圖2，至少一個切割刀刃40設(shè)置在旋轉(zhuǎn)刀具30上。如這里將進(jìn)一步解釋的，例如如圖6中所示，切割刀刃40能夠具有各種輪廓(取決于期望的最終切割)并且能夠與轉(zhuǎn)子表面一體地形成并從轉(zhuǎn)子表面向外延伸。刀刃40相對于軸承環(huán)31被研磨(ground in relatin to)并且能夠高或低幾毫米或與其處于同一高度。這個參數(shù)主要取決于要被切割的材料，但其被研磨使得不需要調(diào)節(jié)且其極大地提高了可靠性和可獲得的性能。

如圖7-8中所示，切割刀刃40相對于刀具的縱向旋轉(zhuǎn)軸線38以切割刀刃角度α定向。角度α為從約0.5°到約15°。參考圖9A-9C，旋轉(zhuǎn)刀具30的縱向旋轉(zhuǎn)軸線38以可調(diào)節(jié)角β與材料幅26的饋送方向反向地定向，即，在相反方向上旋轉(zhuǎn)。如能夠通過材料幅位置26′更清楚地看到的，該可調(diào)節(jié)的反向角β也能夠是從約0.5°到約15°。

如果完全平行于材料幅方向的切割是期望的，則切割單元定向的切割刀刃定向沒有改變。參考圖9A，在這個示例中，角度α等于角β，以產(chǎn)生直的切割。根據(jù)這個示例，如果切割刀刃40關(guān)于縱向軸線38的角度α被預(yù)設(shè)為-5°，則切割單元能夠關(guān)于支撐件14旋轉(zhuǎn)到5°的角β。

如果想要另一類型的產(chǎn)品輪廓，即，其中可調(diào)節(jié)角β大于角度α，則能夠相對于支撐件14調(diào)節(jié)切割單元12的位置，以便得到切割刀刃40的另一期望切割角度。例如，如圖9B中所示，為了對材料幅26產(chǎn)生以2°的角定向的切割，如示出為角γ，其為在切割刀刃40和垂直于材料幅26的線L之間的角度，其中切割刀刃的角度α以-5°的角度在旋轉(zhuǎn)刀具上預(yù)先定向，則切割單元的角度應(yīng)關(guān)于材料幅以7°(即，這兩個角的和)的可調(diào)節(jié)角反向地定向。因此，β＝7°給了從線L逆時針的2°γ角的定向。

參考圖9C，在期望具有可調(diào)節(jié)角β小于切割刀刃角度α的定向，即，相對于材料幅26以-2°的γ角順時針定向的切割，并且切割刀刃的角度α以-5°的角在旋轉(zhuǎn)刀具上預(yù)先定向的示例中，則切割單元的角度應(yīng)關(guān)于材料幅以3°(即，這兩個角度的和)的β角反向定向。

應(yīng)當(dāng)理解，上述角度值是示例的且切割刀刃40和旋轉(zhuǎn)軸線38之間的預(yù)定角度的特定值可從上面討論的范圍的任意數(shù)值中選擇。此外，如上所述，切割單元12可順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，以影響角度值。

本公開能夠?qū)τ谠谄涮卣髦薪Y(jié)合有半徑R的輪廓進(jìn)一步描述。如圖10中所示，圓線的每一點以正值或負(fù)值在材料幅方向上移動，所述正值或負(fù)值取決于在軸線38的每一側(cè)上的位置，如由點C代表(也在圖9A中示出)。當(dāng)平行于切割軸線38的直徑以角度α移動時，其產(chǎn)生在機(jī)器方向上的偏移，該偏移取決于沿著刀具的軸線的位置。能夠是正的或負(fù)的這個偏移還能夠用于使該半徑的點以與直徑相同的值豎直移動，如由箭頭示出的那樣。因此，能夠使用這種幾何變形來產(chǎn)生任意類型的輪廓。

如上所述，旋轉(zhuǎn)模切機(jī)上的刀刃自身不是直的；其設(shè)計為具有0.5°到約15°的角度。切割單元12以近似相同的角度反向定向。然而，應(yīng)當(dāng)理解，考慮工藝參數(shù)，能夠有一些調(diào)節(jié)。因此，如前面描述的，切割單元12能夠經(jīng)由狹槽22和支柱24關(guān)于支撐件14旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，刀刃長度不是在同一時刻切割每一處，而是在材料幅上得到的切割是直的并且垂直于切割方向。這個布置結(jié)構(gòu)提供了被設(shè)計為產(chǎn)生長直的切割的碳化物旋轉(zhuǎn)模切機(jī)及其切割單元。

參考圖11A-11C，根據(jù)研磨刀刃的輪廓，能夠產(chǎn)生具有臍帶形切割(ombilical)(圖11A)的直的切割。同樣地，其能夠應(yīng)用到具有或不具有共同邊緣的矩形形狀，如圖11B中所示。其還能夠?qū)τ诙湫吻懈钍怯杏玫?，或在存在具有或不具有共同邊緣的長邊緣時是有用的，如圖11C中所示。

相應(yīng)地，本發(fā)明能夠用于直線切割兩塊尿布或與無紡布的其它輪廓特征結(jié)合。其還可用于切割用于衛(wèi)生或非衛(wèi)生應(yīng)用的濕紙巾或薄紙、硬紙盒、紙、薄金屬片、塑料材料的薄片、強(qiáng)化的或未強(qiáng)化的復(fù)合材料。

本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)消除了在切割之前調(diào)節(jié)切割刀刃的需要，這是因為切割參數(shù)在研磨刀具時產(chǎn)生。切割力減小且切割平滑，且具有有限水平的振動。此外，砧的壽命大大地增加。

雖然已經(jīng)關(guān)于特定方面描述了本實施例，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很多其它變形和改型也是顯而易見的。因此，優(yōu)選的是，本實施例不由這里的特定公開限定，而是僅由權(quán)利要求書限定。