CN115503030A - 一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置，包括设于丝束上方的活动刀片；和设于丝束下方的固定；和导向槽，该导向槽设于固定刀片的上方且用于导向丝束沿传输方向F穿过以及与活动刀片连接并驱动活动刀片做靠近或远离固定刀片的往复运动的驱动单元，该活动刀片沿丝束的传输方向F位于固定刀片的上游，且活动刀片做靠近固定刀片运动时与固定刀片配合剪切丝束。通过将活动刀片沿丝束的传输方向设置在固定刀片的上游，在活动刀片做靠近固定刀片运动时丝束上的张紧力会带动活动刀片向固定刀片运动，使得活动刀片在丝束的张力下会在向固定刀片的方向移动而减小活动刀片与固定刀片之间的间隙，从而提高对丝束的裁切效果。

Description

一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置

技术领域

本发明涉复合材料自动铺放技术领域，特别是涉及一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置。

背景技术

目前，经典的复合材料丝束裁切方式可以简单概括为以裁剁、剪切以及切割三种主要的方式，同时新兴的切割方式以旋转裁切、超声裁切为主：

其中，超声裁切的裁切精度高，多丝束裁断面一致性高，但是对于多丝束的铺丝头，每条丝束会对应一个超声刀，造成铺丝头的结构尺寸较大，同时使用超声刀的成本高；

旋转裁切作为一种高效的丝束裁断技术，可实现高速裁切且裁切时铺丝过程无需降速的优势，但其由于每条丝束需要一个伺服电机来驱动送进与裁断并且采用圆形齿条传动的方式来代替传统紧凑型气缸驱动的方式，本身存在结构复杂、结构尺寸大的问题；

裁剁方式采用裁刀将丝束在砧板上以裁剁的方式进行裁切，是一种高效的裁切方式，但是需要同时考虑裁刀和砧板两种易损件由于采用具有冲击的裁剁方式导致的使用寿命问题，裁刀的寿命是影响其效率的主要因素；

剪切方式利用运动的斜面移动刀片与固定不动平刃刀片形成“剪刀”的方式，切断点发生在丝束进导向板的剪切槽之前，在丝束进行高速传输过程中执行裁切，容易造成在剪切过程中，丝束使斜面移动刀片在剪切槽的宽度方向内受到丝束的张力的作用，造成斜面移动刀片崩刃或长时间使用会使斜面移动刀片发生变形，从而导致斜面移动刀片与平刃刀片的之间的间隙增大，最终导致丝束切不断的现象

斩断方式采用双面刃的具有刃口角度的单刀方式，容易发生丝束断面不整齐的现象，且易出现斜面的问题。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本申请提供一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置，通过将活动刀片沿丝束的传输方向设置在固定刀片的上游，在活动刀片做靠近固定刀片时会带动丝束张紧并一起向固定刀片运动，使得活动刀片在丝束的张力下会在向固定刀片的方向移动而减小活动刀片与固定刀片之间的间隙，从而提高对丝束的裁切效果，不仅提高裁切功能稳定以及保证丝束剪切可靠性，还能够提高裁切刀寿命。

(2)技术方案

第一方面，本发明的实施例提出了一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置，沿所述丝束传输方向F设有用于输送所述丝束的进料装置和出料装置，所述进料装置位于所述出料装置的上游，且所述裁切装置位于所述进料装置与所述出料装置之间，所述裁切装置包括，活动刀片，设于所述丝束的上方；固定刀片，设于所述丝束的下方；导向槽，设于所述固定刀片的上方且用于导向所述丝束沿所述传输方向F穿过所述导向槽；驱动单元，与所述活动刀片连接并驱动所述活动刀片做靠近或远离所述固定刀片的往复运动；所述活动刀片沿所述丝束的传输方向F位于所述固定刀片的上游，且所述活动刀片做靠近所述固定刀片运动时与所述固定刀片配合剪切所述丝束。

进一步地，还包括设于所述丝束下方且沿所述丝束传输方向F位于所述固定刀片上游的弹性缓冲件，所述弹性缓冲件与所述导向槽对接且用于将被裁切后的所述丝束重新导向至所述导向槽内。

进一步地，所述丝束上方设有位于所述驱动单元下方的盖板，所述盖板上靠近所述导向槽的一端距离所述导向槽的间距大于所述弹性缓冲件上靠近所述导向槽的一端距离所述导向槽的间距，所述弹性缓冲件上靠近所述导向槽一端与所述固定刀片靠近所述弹性缓冲件的一端设有间隙。

进一步地，还包括设于所述丝束上方的导轨安装板和固定安装在所述导轨安装板上的滑动单元，所述驱动单元固定安装在所述导轨安装板上并与所述滑动单元连接，所述活动刀片固定安装在所述滑动单元上。

进一步地，所述滑动单元包括固定安装在所述导轨安装板上的滑动导轨以及滑设于所述滑动导轨上且与所述驱动单元连接的滑块。

进一步地，所述滑块上设有用于安装所述活动刀片的活动刀片安装座。

进一步地，还包括用于固定安装所述固定刀片的固定刀片安装座，所述固定刀片安装座固定安装在所述导轨安装板上，所述固定刀片安装座上设有用于所述丝束穿过的所述导向槽。

进一步地，所述固定刀片的刀刃与所述活动刀片的刀刃之间设有间距S，0.01mm≤S≤0.03mm。

进一步地，所述活动刀片采用钻石钨钢材料制备，且所述活动刀片的厚度为0.8mm-1mm。

进一步地，所述活动刀片上靠近所述丝束的一端设有呈倾斜状的刀刃切割面，所述刀刃切割面的倾角a为70°-90°，所述刀刃切割面与所述活动刀片做往复运动方向所在平面的夹角b为10°-20°。

(3)有益效果

综上，本发明通过将活动刀片沿丝束的传输方向设置在固定刀片的上游，在活动刀片做靠近固定刀片运动时丝束上的张紧力会带动活动刀片向固定刀片运动，使得活动刀片在丝束的张力下会在向固定刀片的方向移动而减小活动刀片与固定刀片之间的间隙，从而提高对丝束的裁切效果。

本发明利用弹性缓冲件的恢复力可以将丝束在高速铺放过程中被剪断后能够立刻被重新输送至导向槽内，从而能够实现丝束高速铺放中裁断时不需要降速，提高丝束裁切的效率以及稳定性，当活动刀片被驱动单元驱动至与固定刀片完成对丝束的裁切，由于丝束的张力会使得活动刀片在裁切时会挤压弹性缓冲件而使得弹性缓冲件变形而最终与固定刀片完成丝束的裁切，在驱动单元的驱动下向远离固定刀片的方向运动时，受到挤压变形的弹性缓冲件在恢复力作用下将被裁切后的丝束重新引导向用于输送丝束的导向槽内，实现丝束的高速连续输送。

本发明通过将弹性缓冲件上靠近导向槽一端与固定刀片靠近弹性缓冲件的一端设有间隙，利用该间隙能够防止活动刀片在裁切时会挤压弹性缓冲件上靠近导向槽的一端而使得弹性缓冲件发生偏摆时与固定刀片发生接触而损伤，同时也能够防止弹性缓冲件在回弹时被固定刀片阻挡而无法恢复至初始状态，确保被裁切后的丝束能够稳定的重新导向至导向槽内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的丝束裁切过程的示意图。

图2是本发明的裁切装置的结构示意图。

图3是本发明的活动刀片的结构示意图。

图4是本发明的固定刀片的结构示意图。

图5是本发明的丝束裁切过程的另一示意图。

图6是本发明的丝束裁切过程的另一示意图。

图7是本发明的丝束裁切过程的另一示意图。

图中：

1-进料装置；10-丝束；11-被动进料辊；12-主动进料辊；13-驱动电机；

2-出料装置；20-盖板；21-压辊；

3-活动刀片；31-第二安装孔；32-刀刃切割面；

4-固定刀片；41-第七安装孔；

5-弹性缓冲件；

6-导轨安装板；61-圆柱销；

7-气缸；

81-滑动导轨；82-滑块；83-活动刀片安装座；831-第一安装孔；832-第三安装孔；833-第四安装孔；834-第五安装孔；

9-固定刀片安装座；91-导向槽；92-第六安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的丝束裁切过程示意图，图2是本发明实施例的裁切装置结构示意图，如图1和图2所示，该用于剪切复合材料丝束的裁切装置，沿丝束10传输方向F设有用于输送丝束10的进料装置1和出料装置2，进料装置1位于出料装置2的上游，且裁切装置位于进料装置1与出料装置2之间，裁切装置包括活动刀片3和固定刀片4，该活动刀片3设于丝束10的上方，该固定刀片4设于丝束10的下方；以及导向槽91，该导向槽91设于固定刀片4的上方且用于导向丝束10沿传输方向F穿过该导向槽91；以及驱动单元，该驱动单元与活动刀片3连接并驱动活动刀片3做靠近或远离固定刀片4的往复运动，该活动刀片3沿丝束10的传输方向F位于固定刀片4的上游，且活动刀片3做靠近固定刀片4运动时与固定刀片4配合剪切丝束10。该进料装置1包括分别设于丝束10上方的被动进料辊11以及设于丝束10下方的主动进料辊12，和用于驱动该主动进料辊12运动的驱动电机13，该出料装置2包括设于丝束10下方或上方的用于铺放丝束10的压辊21以及用于驱动该压辊21运动的旋转电机(图中未示出)，利用进料装置1和出料装置2的配合联动，确保丝束10的持续高速输出。

本发明通过将活动刀片沿丝束的传输方向设置在固定刀片的上游，在活动刀片做靠近固定刀片时会带动丝束张紧并一起向固定刀片运动，使得活动刀片在丝束的张力下会在向固定刀片的方向移动而减小活动刀片与固定刀片之间的间隙，从而提高对丝束的裁切效果。

作为一种优选实施方式，如图1和图5所示，该裁切装置还包括设于丝束10下方且沿丝束10传输方向F位于固定刀片4上游的弹性缓冲件5，弹性缓冲件5与导向槽91对接且用于将被裁切后的丝束10重新导向至导向槽91内，该弹性缓冲件5为弹簧片。利用弹性缓冲件的恢复力可以将丝束在高速铺放过程中被剪断后能够立刻被重新输送至导向槽内，从而能够实现丝束高速铺放中裁断时不需要降速，提高丝束裁切的效率以及稳定性，当活动刀片被驱动单元驱动至与固定刀片完成对丝束的裁切，由于丝束的张力会使得活动刀片在裁切时会挤压弹性缓冲件而使得弹性缓冲件变形而最终与固定刀片完成丝束的裁切，在驱动单元的驱动下向远离固定刀片的方向运动时，受到挤压变形的弹性缓冲件在恢复力作用下将被裁切后的丝束重新引导向用于输送丝束的导向槽内，实现丝束的高速连续输送。

作为另一种优选实施方式，如图6和图7所示，该丝束10上方设有位于驱动单元下方的盖板20，该盖板20上靠近导向槽91的一端距离导向槽91的间距大于弹性缓冲件5上靠近导向槽91的一端距离导向槽91的间距，而该弹性缓冲件5上靠近导向槽91一端与固定刀片4靠近弹性缓冲件5的一端设有间隙。该盖板20设置于丝束10的上方配合该弹性缓冲件5将丝束10限制在两者形成的空间内，防止丝束输送至裁切装置下而发生偏移，进一步提高裁切的效率，利用该间隙能够防止活动刀片3在裁切时会挤压弹性缓冲件5上靠近导向槽91的一端而使得弹性缓冲件5发生偏摆时与固定刀片4发生接触而损伤，同时也能够防止弹性缓冲件5在回弹时被固定刀片4阻挡而无法恢复至初始状态，确保被裁切后的丝束10能够稳定的重新导向至导向槽91内。

作为其他可选实施方式。

优选地，如图1和图2所示，还包括设于丝束10上方的导轨安装板6和固定安装在导轨安装板6上的滑动单元，驱动单元固定安装在导轨安装板6上并与滑动单元连接，该活动刀片3固定安装在滑动单元上，该导轨安装板6采用圆柱销61安装定位该驱动单元，再采用螺钉将两者进行安装固定，该驱动单元为气缸7，该气缸采用组合式气缸，例如采用多个独立气缸进行组合。

优选地，如图2所示，该滑动单元包括固定安装在导轨安装板6上的滑动导轨81以及滑设于滑动导轨81上且与驱动单元连接的滑块82，该滑块82上靠近该滑动导轨81的一侧设有多个滚轮，采用滚动摩擦使得活动刀片在进行运动时具有更低的摩擦阻力，能够提到重复裁切的精度。

优选地，如图2所示，该滑块82上设有用于安装活动刀片3的活动刀片安装座83，该活动刀片安装座83上设有多个第一安装孔831用于安装多个活动刀片3，能够同时满足裁切多个丝束的功能，该活动刀片3上设有对应的第二安装孔31，通过螺钉将活动刀片3的第二安装孔31与对应的第一安装孔831进行装配，该活动刀片安装座83还设有多个第三安装孔832，通过螺钉与滑块82固定连接以及该活动刀片安装座83上还设有多个第四安装孔833以及对应数量的第五安装孔834，该气缸7的活塞杆插入该第四安装孔833后采用销轴穿过第五安装孔834将活动刀片安装座83与气缸7进行连接。

优选地，如图2所示，还包括用于固定安装固定刀片4的固定刀片安装座9，该固定刀片安装座9固定安装在导轨安装板6上，该固定刀片安装座9上设有用于丝束10穿过的导向槽91，该固定刀片安装座9上设有多个第六安装孔92，该固定刀片4上设有对应数量的第七安装孔41，通过螺钉穿过第六安装孔92与第七安装孔41将固定刀片4固定安装在该固定刀片安装座9上，该固定采用高级高钴粉钢材质制备，具有较高的耐磨性及硬度，可以防止因频繁裁切导致固定刀片的刀刃的磨损问题。

优选地，如图3所示，固定刀片4的刀刃与活动刀片3的刀刃之间设有间距S，0.01mm≤S≤0.03mm，通过将固定刀片的刀刃与活动刀片的刀刃之间的间距S设置在0.01mm到0.03mm之间，该活动刀片的刀刃为活动刀片上靠近丝束且用于裁切丝束的一端，固定刀片的刀刃为固定刀片上靠近丝束且与活动刀片配合裁切丝束的一端，可以保证丝束能够被有效裁切，同时防止当两者间隙过大时易造成丝束切不断，或容易造成活动刀片完成裁切后将裁切成型的丝束端头带入活动刀片和固定刀片两者间隙之中，造成堵丝的现象。

优选地，如图3所示，该活动刀片3采用钻石钨钢材料制备，且活动刀片3的厚度为0.8mm-1mm，该活动刀片3上靠近丝束10的一端设有呈倾斜状的刀刃切割面32，该刀刃切割面32的倾角a为70°-90°，该刀刃切割面32与活动刀片3做往复运动方向所在平面的夹角b为10°-20°，该角度有利于提高裁切效果。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于剪切复合材料丝束的裁切装置，沿所述丝束(10)传输方向(F)设有用于输送所述丝束(10)的进料装置(1)和出料装置(2)，所述进料装置(1)位于所述出料装置(2)的上游，且所述裁切装置位于所述进料装置(1)与所述出料装置(2)之间，其特征在于，所述裁切装置包括：

活动刀片(3)，设于所述丝束(10)的上方；

固定刀片(4)，设于所述丝束(10)的下方；

导向槽(91)，设于所述固定刀片(4)的上方且用于导向所述丝束(10)沿所述传输方向(F)穿过所述导向槽(91)；

驱动单元，与所述活动刀片(3)连接并驱动所述活动刀片(3)做靠近或远离所述固定刀片(4)的往复运动；

所述活动刀片(3)沿所述丝束(10)的传输方向(F)位于所述固定刀片(4)的上游，且所述活动刀片(3)做靠近所述固定刀片(4)运动时与所述固定刀片(4)配合剪切所述丝束(10)。

2.根据权利要求1所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，还包括设于所述丝束(10)下方且沿所述丝束(10)传输方向(F)位于所述固定刀片(4)上游的弹性缓冲件(5)，所述弹性缓冲件(5)与所述导向槽(91)对接且用于将被裁切后的所述丝束(10)重新导向至所述导向槽(91)内。

3.根据权利要求2所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，所述丝束(10)上方设有位于所述驱动单元下方的盖板(20)，所述盖板(20)上靠近所述导向槽(91)的一端距离所述导向槽(91)的间距大于所述弹性缓冲件(5)上靠近所述导向槽(91)的一端距离所述导向槽(91)的间距，所述弹性缓冲件(5)上靠近所述导向槽(91)一端与所述固定刀片(4)靠近所述弹性缓冲件(5)的一端设有间隙。

4.根据权利要求1所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，还包括设于所述丝束(10)上方的导轨安装板(6)和固定安装在所述导轨安装板(6)上的滑动单元，所述驱动单元固定安装在所述导轨安装板(6)上并与所述滑动单元连接，所述活动刀片(3)固定安装在所述滑动单元上。

5.根据权利要求4所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，所述滑动单元包括固定安装在所述导轨安装板(6)上的滑动导轨(81)以及滑设于所述滑动导轨(81)上且与所述驱动单元连接的滑块(82)。

6.根据权利要求5所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，所述滑块(82)上设有用于安装所述活动刀片(3)的活动刀片安装座(83)。

7.根据权利要求4所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，还包括用于固定安装所述固定刀片(4)的固定刀片安装座(9)，所述固定刀片安装座(9)固定安装在所述导轨安装板(6)上，所述固定刀片安装座(9)上设有用于所述丝束(10)穿过的所述导向槽(91)。

8.根据权利要求7所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，所述固定刀片(4)的刀刃与所述活动刀片(3)的刀刃之间设有间距S，0.01mm≤S≤0.03mm。

9.根据权利要求1所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，所述活动刀片(3)采用钻石钨钢材料制备，且所述活动刀片(3)的厚度为0.8mm-1mm。

10.根据权利要求9所述的用于剪切复合材料丝束的裁切装置，其特征在于，所述活动刀片(3)上靠近所述丝束(10)的一端设有呈倾斜状的刀刃切割面(32)，所述刀刃切割面(32)的倾角a为70°-90°，所述刀刃切割面(32)与所述活动刀片(3)做往复运动方向所在平面的夹角b为10°-20°。

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