专利名称：内导热型热裁刀及其方法
技术领域：
本发明涉及一种针对橡胶胶料层实施裁切操作的热裁刀及其方法，具体地是将产生热能的供热组件与传感器直接设置于刀体的刃部，属于橡胶机械领域。
背景技术：
由于航空飞机、民用汽车等运载器的普及使用，轮胎制造的自动化和精密加工水平不断提高。在内衬层、胎侧或内衬-胎侧复合件等卷料半成品的裁切时，通常需使用自动裁切设备，以裁切出不同尺寸和角度的半成品提供给后续接头、压合等工序使用，胶料裁切质量的高低直接影响到多个物料之间的接头和压合。热裁刀是现有自动裁切设备经常使用的一种裁刀类型，热裁刀是基于加热原理而在胶料表面形成局部热软化缺口的前提下，利用锋利的刀刃沿缺口进行线性裁切。热裁刀的成本较低，但是由于刀刃加热温度不恒定、裁切温度控制不准确而往往造成刀刃被胶料粘住、或是由于温度较低而导致裁切阻力增大，使得裁切质量难以有效控制。如公开以下内容的在先申请，申请号ZL200910017685.X，名称为热裁刀及其裁切方法，其技术方案是包括一组夹具体、以及被夹持在夹具体之间的刀体，在夹具体和刀体的基部之间衬垫有平板式加热板和平板式保温板，在平板式加热板的内部设置有一热源温度传感器。采用上述结构的热裁刀在实施裁切时，平板式加热板所产生的热能从刀体的基部、沿纵向方向向前传递到刃部的前端，以在胶料表面形成局部热软化的缺口，刀体的刃部沿该缺口进行线性裁切。如上述现有技术，主要存在以下几个方面的使用缺陷与问题向刃部提供热能的热源设置于刀体基部，虽然便于安装、但是在热量传递过程中会相应地产生热量损失，由此形成较大的能源浪费，这在胶料层裁切的生产现场显得较为突出。热能产生与温度感知未设定于同一或邻近位置，不利于进行保温和准确控温，采用温度控制措施往往落后于实际温度情况。为达到刃部等实施裁切操作关键部位的温度，会相应地在刀体基部和后端零部件处形成不必要的升温，从而易于导致部件被破坏和使用寿命的缩短。
发明内容
本发明所述的内导热型热裁刀及其方法，在于解决上述问题而将供热元件和温度传感器均内置于刀体的刃部内部，从而将所产生的热能直接作用于刀刃，在对胶料表面实施热软化的同时进行裁切操作。本发明的目的是，将热源直接设置于实施裁切操作的刃部，不存在长距离热量传递而避免明显的热量损失，有效地节约能源。
另一发明目的是，热能产生与温度感知均设定于刀体的刃部，有利于准确地温度感知和由此进行控温，改变温度控制往往落后于实际温度变化的现状。发明目的还在于，形成升温的是刃部等实施裁切的操作关键部位，避免在刀体基部和后端零部件处形成不必要的升温，有利于保护相关部件不被破坏和使用寿命的延长。为实现上述发明目的，本发明所述的内导热型热裁刀主要包括有下夹具体、上夹具体和刀体，其中，刀体具有夹持固定于下夹具体和上夹具体之间的基部、以及用于在胶料表面进行裁切的刃部。与现有技术的差异之处在于，在所述刃部的内部，设置有用于将热能直接作用于刀刃的供热元件、以及用于连接外部电源和温控仪表和检测刀刃表面工作温度的温度传感
ο如上述基本方案，供热元件直接置入于刀体的刃部，热源最大限度地靠近需要热量的刀刃，不存在长距离热量传递而避免明显的热量损失。同时，刀刃能够更快地升温与精确感知、控制其温度变化，满足并适应不同配方胶料对于特定温度的要求。进一步地改进刀体与上、下夹具体之间的安装与拆卸精度、效率，可采取如下改进方案所述的上夹具体和刀体，分别抵靠于下夹具体后部的安装凸座前端面。下夹具体、上夹具体和刀体，分别设置有通过连接螺栓进行垂向安装的螺孔。在实际安装过程中，先将刀体的基部从前向后抵靠于下夹具体后部的安装凸座前端面，再在刀体的基部上放置上夹具体。同时，保证上夹具体也抵靠于下夹具体后部的安装凸座前端面，以使得下夹具体、上夹具体和刀体上用于垂向安装的螺孔全部对齐，最后使用连接螺钉即可将三者依次紧固连接。更为细化与优化的改进措施是，分别连接供热元件和温度传感器的电源传感器线组成，从刀体的基部后端和安装凸座引出并连接于电源功率控制组件。在采用上述热裁刀结构改进的基础上，本发明同时提出一种内导热型热裁刀裁切方法，具体地被加热升温后的刀体在胶料表面形成局部热软化的缺口，刀体的刃部沿该缺口进行线性裁切。与现有技术的区别之处在于，供热元件设置于刃部的内部，用以将所产生的热能直接作用于刀刃，在对胶料表面实施热软化的同时进行裁切操作。进一步提高刀体刃部工作温度感知与控制精度的方法是，将温度传感器设置于刃部的内部，用以直接测定刀刃表面的工作温度和辅助控制供热元件的热源温度。进一步提高刀体与上、下夹具体之间安装、拆卸灵活性能的改进方法是，所述的上夹具体和刀体，分别抵靠于下夹具体后部的安装凸座前端面。通过连接螺栓垂向地贯穿下夹具体、上夹具体和刀体上对应位置的螺孔而进行紧固安装。综上所述，本发明内导热型热裁刀及其方法具有以下优点和有益效果1、改变了现有热裁刀热量传递距离长、刀体和刀刃前端温度控制偏差较大的缺陷。刀刃前端实施裁切时的工作温度得以准确限定和控制，胶料裁切质量较高。2、采用内置式热源温度传感方式，能够直接测定热源温度，并能根据胶料物理特性来动态地调整加热温度，降低能耗水平。3、刀体易于安装和拆卸，设备调试与部件更换时间较短。4、避免在刀体基部和后端零部件处形成不必要的升温，有利于保护相关部件不被破坏和使用寿命的延长。
现结合附图对本发明做进一步的说明图1是所述内导热型热裁刀的纵向剖面示意图；图2是另一侧面的结构剖面示意图；如图1和图2所示，电源和温控仪表1、下夹具体2、上夹具体3、连接螺栓4、刀体 5、供热元件6、温度传感器7、电源功率控制组件8、电源传感器线组成9、安装凸座21、基部 51和刃部52。
具体实施例方式
实施例1，如图1和图2所示，所述的内导热型热裁刀应用于高分子材料加工机械， 如橡胶轮胎制造过程。内导热型热裁刀包括有，下夹具体2、上夹具体3和刀体5，刀体5的HRC硬度值大于60。刀体5，包括夹持固定于下夹具体2和上夹具体3之间的基部51、以及用于在胶料表面进行裁切的刃部52。上夹具体3和刀体5，分别抵靠于下夹具体2后部的安装凸座21前端面。下夹具体2、上夹具体3和刀体5，分别设置有通过连接螺栓4进行垂向安装的螺孔。在刃部52的内部设置有，用于将热能直接作用于刀刃的供热元件6、以及用于连接外部电源和温控仪表1和检测刀刃表面工作温度的温度传感器7。分别连接供热元件6和温度传感器7的电源传感器线组成9，从安装凸座21引出并连接于电源功率控制组件8。刀体5的刃部52，可以采用新型材料、如选用与橡胶亲和力较弱的陶瓷或具有不粘特性的金属材质等，在达到硬度要求的同时保证刀体5的防黏性。基于上述内导热型热裁刀而实现一种改进的裁切方法被加热升温后的刀体5的刃部52，在胶料表面形成局部热软化的缺口，并沿该缺口进行线性裁切。供热元件6设置于刃部52的内部，用以将所产生的热能直接作用于刀刃，在对胶料表面实施热软化的同时进行裁切操作。将温度传感器7设置于刃部52的内部，用以直接测定刀刃表面的工作温度和辅助控制供热元件6的热源温度。上夹具体3和刀体5，分别抵靠于下夹具体2后部的安装凸座21前端面；
通过连接螺栓4垂向地贯穿下夹具体2、上夹具体3和刀体5上对应位置的螺孔而进行紧固安装。在更换所裁切胶料的规格时，通过连接螺栓4可以快速地调整、更换内热型热裁刀的刀体5。即在刀体5的温度降低以后，直接松开连接螺栓4，就可将刀体5拆卸下来。如目前在轮胎制造过程中更换热裁刀，需将热裁刀进行冷却0. 5小时，拆卸、安装刀体时需要1小时，而且调整、更换刀具时需将整个夹具体拆卸下来、再装上，费时费力。如本实施例所述的内热型热裁刀结构，则整体冷却、安装/拆卸时间可控制在0. 5 小时之内完成。在实施裁切时，先根据胶料特性和操作工艺要求设定加热温度、裁切温度。当达到设定温度时，电源和温控仪表1设定的控制程序会将电源自动断开；当温度低于设定值时，电源和温控仪表1内的控制程序将自动地接通电源，使得供热元件6继续、直接地向刃部52提供热能。设置在刃部52内部的温度传感器7，用于直接测定接近刀刃前端(即刃口)的温度，以控制刃口温度不至于过高而导致胶料过黏而粘刀，控制裁切阻力不会过大。
权利要求
1.一种内导热型热裁刀，包括有下夹具体O)、上夹具体C3)和刀体(5)，刀体( 具有夹持固定于下夹具体( 和上夹具体C3)之间的基部(51)、以及用于在胶料表面进行裁切的刃部(52)，其特征在于在所述刃部(52)的内部，设置有用于将热能直接作用于刀刃的供热元件 (6)、以及用于连接外部电源和温控仪表(1)和检测刀刃表面工作温度的温度传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的内导热型热裁刀，其特征在于所述的上夹具体C3)和刀体 (5)，分别抵靠于下夹具体(2)后部的安装凸座前端面；下夹具体O)、上夹具体C3)和刀体(5)，分别设置有通过连接螺栓(4)进行垂向安装的螺孔。
3.根据权利要求2所述的内导热型热裁刀，其特征在于分别连接供热元件(6)和温度传感器(7)的电源传感器线组成(9)，从基部(51)的后端和安装凸座引出并连接于电源功率控制组件(8)。
4.一种内导热型热裁刀裁切方法，被加热升温后的刀体( 在胶料表面形成局部热软化的缺口，刀体(5)的刃部(52)沿该缺口进行线性裁切，其特征在于供热元件(6)设置于刃部(52)的内部，用以将所产生的热能直接作用于刀刃，在对胶料表面实施热软化的同时进行裁切操作。
5.根据权利要求4所述的内导热型热裁刀裁切方法，其特征在于将温度传感器(7) 设置于刃部(52)的内部，用以直接测定刀刃表面的工作温度和辅助控制供热元件(6)的热源温度。
6.根据权利要求4或5所述的内导热型热裁刀裁切方法，其特征在于所述的上夹具体(3)和刀体(5)，分别抵靠于下夹具体( 后部的安装凸座前端面；通过连接螺栓(4)垂向地贯穿下夹具体( 、上夹具体C3)和刀体( 上对应位置的螺孔而进行紧固安装。
全文摘要
本发明所述内导热型热裁刀及其方法，将供热元件和温度传感器均内置于刀体的刃部内部，从而将所产生的热能直接作用于刀刃，在对胶料表面实施热融的同时进行裁切操作。将热源直接设置于实施裁切操作的刃部，不存在长距离热量传递而避免明显的热量损失，有效地节约能源。内导热型热裁刀包括有下夹具体、上夹具体和刀体。刀体具有夹持固定于下夹具体和上夹具体之间的基部、以及用于在胶料表面进行裁切的刃部。在所述刃部的内部，设置有用于将热能直接作用于刀刃的供热元件、以及用于连接外部电源和温控仪表和检测刀刃表面工作温度的温度传感器。
文档编号B26D7/10GK102476393SQ20101057642
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者唐跃, 李新胜, 杨慧丽, 王光波, 王延书 申请人:软控股份有限公司