美工刀自动裁切机构的优化设计

美工刀自动裁切机构的优化设计

陶狄锋 

浙江宏恩智能装备技术有限公司  浙江绍兴   312300

摘要：美工刀刀片的裁切是美工刀生产过程中的一个重要工序。本文介绍的美工刀自动裁切机构可以快速、高效、安全地将美工刀刀带裁切成成型刀片，进一步提升刀片的生产效率。

关键词：美工刀；自动裁切；刀带牵引；刀带切断

1、技术背景

美工刀也俗称刻刀或壁纸刀，是一种美术和做手工艺品用的刀，主要用来切割质地较软的东西，多为塑刀柄和刀片两部分组成，为抽拉式结构。也有少数为金属刀柄，刀片多为斜口，用钝可顺片身的划线折断，出现新的刀锋，方便使用。

美工刀刀片的裁切是美工刀生产过程中的一个重要工序。刀带进前端热处理及磨削处理后，硬度高，刃口锋利，如何实现美工刀片的快速、高效裁切成为美工刀生产厂家亟需解决的问题。

2、结构介绍

美工刀自动裁切机构包括变频减速电机、旋转盘、用于放置待裁切刀带的引导夹具、偏心铰接在旋转盘上的第一连杆、与第一连杆错位且偏心铰接在旋转盘上第二连杆、由第一连杆牵动的滑块、用于推动引导夹具内的刀带的拨块、由第二连杆牵动的刀具安装座，刀具安装座上用于裁切刀带的刀具。

旋转盘转动，通过第一连杆牵动滑块做往复运动，当滑块处于被第一连杆拉动时，滑块上的拨块同时推动引导夹具内的刀带，拨块沿刀带的表面滑行。同时，通过第二连杆牵动刀具安装座做往复运动，刀具裁切刀带。当刀具安装座处于被第二连杆拉动时，裁切后的刀具退回。也就是说，第一连杆和第二连杆在旋转盘上的铰接位置相对，且分别位于盘的上下两侧，使得刀带推进时，刀具处于退回状态，拨块沿刀带表面滑行时，刀具被推动以裁切刀带。

美工刀自动裁切机构设置有配合滑块滑动的直线滑轨和配合刀具安装座滑动的直线轴承组件，用于为滑块和刀具安装座的往复滑动提供导向。为利于刀带的安装， 引导夹具包括两块夹具板，且两夹具板之间设置有放置刀带的容纳槽。另外，其中一块夹具板设置有引导条形孔，拨块的尖端沿引导条形孔滑动并可伸入刀带内的工艺孔，用于推动引导夹具内的刀带。

美工刀自动裁切机构设置作用于拨块的弹簧，在弹簧的作用力下，拨块的尖端伸入刀带内的工艺孔，当滑块处于被第一连杆推动时，拨块在弹簧的作用力下，贴靠刀带的表面滑行，直至进入下一个工艺孔。

为减少刀带推进的阻力，在引导夹具内，安装有位于容纳槽下方的导向滚轮。在引导夹具的末端，设置有楔形块，该楔形块具有与刀带上冲压刻痕平行的边沿，且刀具具有贴靠在该边沿刃部，使沿刀带上的冲压刻痕位置切断。

与刀具位置对应设置有刀片滑道，该刀片滑道上安装有带磁铁的挡块。变频减速电机每转动一圈，刀带被拉进1个刀片的距离，并且从刀带上剪切出一把成型刀片。

3、工作原理

（1）刀带牵引动作原理：

旋转盘、第一连杆、滑块、直线滑轨等组成一个典型的曲柄滑块机构，主动件为旋转盘，由变频减速电机带动。即将电机的旋转运动转为滑块的直线移动。拨块安装在滑块之上，当滑块向右移动时，拨块推动刀片向右移动一个刀片位的距离(通过拨块顶尖与刀片工艺孔)。当滑块向左移动时，拨块与刀片脱离，回到左侧原始位置。

（2）刀带切断动作原理：

主轴、第二连杆、直线轴承组件、刀具安装座等组成另一个典型的曲柄滑块机构，主动件为主轴，由变频减速电机带动，即将电机的旋转运动转为刀具安装座的直线移动。切断刀具安装在刀具安装座上，刀具从下侧往上侧运动时从刀带上剪切下一把成型刀片。刀片位置刀具安装座上的定位销与刀片工艺孔定位。刀带上已预先冲压刻痕，方便刀片的切断成型。

刀片切断后被推至刀片滑道上，刀片滑道上安放有带磁铁的挡块，切断的刀片依次堆叠，并推动挡块向前移动。当刀片达到一定数目时，操作员工将刀片转放置中转盒，进入下一步工序。

（3）牵引动作与切断动作的衔接：

牵引动作的完成(即滑块在最右侧)是切断动作的开始(即刀具在最下侧)，而切断动作的完成即牵引动作的开始。本机构利用一个电机作为驱动，完成牵引和切断两个动作。

4、总结

美工刀自动裁切机构利用一个电机作为驱动，完成牵引和切断两个动作；采用变频减速电 机，可以通过驱动器变频结合前一工序生产的速度实时改变切断刀片的频率，保证生产的 有序高效，避免生产节拍不匹配造成的前端刀带断裂