纸浆模塑制品切边设备及切边方法与流程

本发明涉及纸浆模塑制品切边技术领域，特别是涉及一种纸浆模塑制品切边设备及切边方法。

背景技术：

纸浆模塑制品作为环保制品，在国内发展已多年，成型方式从干压做到湿压再到精品等，工艺技术不断的在提升，脱模斜度越来越小，形成的制品表面光滑美观；纸浆模塑制品成型后，需要切除制品边缘处的毛刺边料等多余的部分，切边后即完成制品的生产。纸浆模塑制品现有切边技术包括平面啤切、回旋式切边和激光切边。

平面啤切，是用刀模在冲压机自上而下，通过压力将刀刃挤入材料，形成纤维切断；而平面刀模一般是在木板或金属板里镶入刀片，受限于刀模的制作原理，要先在板上开槽再镶嵌刀片，刀片与开槽之间往往会存在缝隙，刀片一般为壁厚约1mm左右的金属片，刚性有限，在实际啤切过程中，刀刃摇晃造成尺寸误差，造成从进刀口到出刀口的斜度，且平面啤切属于压力式的切边方式，在切口处往往会有撕裂纹；啤切过程中在被切物背面有支撑物用于承受与刀刃形成切边，由此造成了平面啤切会有搭边产生，搭边大小不一致最小在0.3mm以上，而这个搭边就限制了纸塑往往只能作为内装托盘应用，往往会有平面的搭边预留。

回旋式切边，是利用内外两件模具，将纸塑制品夹在中间，通过内模具和外模具的相对旋转，裁剪纸塑制品，针对不同款式纸塑产品而定制不同的模具，同样属于压力式切边，在切口处同样存在撕裂纹，纤维属于被挤断并非切断所以在切口处毛刺较多，利用内、外两件模具相对旋转形成切边，内、外模具磨损较多，需要有专用的旋切设备，加工成本较高。

激光切边，是利用激光发生器将电能转换成光，在目标切除区域聚光形成高温熔断材料形成切口，并伴有黑褐色的焦痕，对于浅色系纸塑制品焦痕较为明显；同时激光切边效率较低，不适用于对大批量的纸塑制品切边，且存在定位困难，造成的切边不齐整现象。

受限于现有的切边方式，纸塑制品大多停留在内装托盘的应用方式，为了将纸塑制品能够作为外盒的应用，尤其是经典的天地盖盒与上下盖盒，要对纸塑制品提出无搭边的切边方式。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种纸浆模塑制品切边设备及切边方法，以解决上述现有技术存在的问题，使纸浆模塑制品切边后无搭边，并减少切口处毛刺。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种纸浆模塑制品切边设备，包括机架、制品夹紧装置、滑轨、切边刀头装置和弹性顶压元件，所述制品夹紧装置设置于所述机架上，能够夹紧纸浆模塑制品，并能够带动纸浆模塑制品绕一旋转轴线转动，所述旋转轴线平行于纸浆模塑制品的纵向；所述滑轨设置于所述机架上且垂直于纸浆模塑制品纵向方向延伸；所述切边刀头装置滑动连接于所述滑轨上用于垂直于纸浆模塑制品纵向切割纸浆模塑制品边沿；所述弹性顶压元件一端固定连接于所述机架上，另一端与所述切边刀头装置连接，所述制品夹紧装置带动纸浆模塑制品绕所述旋转轴线转动过程中，所述切边刀头装置受所述弹性顶压元件的弹性压紧力作用，能够适应纸浆模塑制品的轮廓切割纸浆模塑制品边沿。

优选的，所述切边刀头装置包括刀头、第一连杆、第一电机和第一滑座，所述第一滑座滑动连接于所述滑轨上，所述第一电机固定连接于所述第一滑座上，所述第一电机的输出轴与所述第一连杆的下端固定连接，所述第一连杆的上端与所述刀头固定连接，所述第一滑座与所述弹性顶压元件的自由端固定连接。

优选的，所述制品夹紧装置包括下支撑装置、上压紧装置和上压驱动装置，所述下支撑装置用于支撑住纸浆模塑制品，所述上压紧装置竖向滑动连接于所述机架上，所述上压驱动装置与所述上压紧装置连接并驱动所述上压紧装置竖向往复滑动，所述上压紧装置能够将纸浆模塑制品压紧于所述下支撑装置上并带动纸浆模塑制品绕所述旋转轴线转动。

优选的，所述上压紧装置包括第二电机、第二连杆、上压板和第二滑座，所述第二滑座竖向滑动连接于所述机架上，所述第二电机固定连接于所述第二滑座上，所述第二电机的输出轴与所述第二连杆的上端固定连接，所述第二连杆的下端与所述上压板固定连接，所述上压驱动装置与所述第二滑座固定连接以驱动所述第二滑座竖向往复滑动。

优选的，所述下支撑装置包括第三电机、旋转圆盘和支撑底膜，所述第三电机固定设置于所述机架上，所述第三电机的输出轴竖向设置，且所述第三电机的输出轴与所述旋转圆盘同轴固定连接，所述旋转圆盘的周向上设置有若干个竖直的转轴，各所述转轴上均同轴套设有一个所述支撑底膜，所述支撑底膜用于支撑于纸浆模塑制品内并能够绕所述转轴的轴线转动。

优选的，所述刀头为圆盘形刀头，还包括切边限位组件，所述切边限位组件包括限位底膜和限位圆盘，所述限位底膜和所述支撑底膜均固定套设于所述转轴上，且所述限位底膜位于所述支撑底膜下方，所述限位圆盘固定套设于所述第一连杆上并位于所述刀头下方；所述限位底膜周向边沿与所述限位圆盘周向边沿接触时，所述刀头切入至纸浆模塑制品内壁一切入深度。

优选的，所述支撑底膜对应于所述刀头位置处的外侧壁上周向开设有一让刀槽，所述让刀槽的深度大于所述切入深度。

优选的，所述限位底膜的横截面与所述支撑底膜对应于所述刀头位置处的横截面形状相同，所述限位圆盘与所述刀头的横截面形状相同。

优选的，所述第一滑座上固定设置有一拉杆。

本发明还提供一种应用如上所述的纸浆模塑制品切边设备的切边方法，包括以下步骤：

步骤一：使用所述制品夹紧装置夹紧纸浆模塑制品；

步骤二：使所述切边刀头装置切入至纸浆模塑制品内壁，并驱动所述制品夹紧装置带动纸浆模塑制品绕所述旋转轴线转动一周切割纸浆模塑制品的边沿。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

使用本发明提供的纸浆模塑制品切边设备，需要将纸浆模塑制品在纵向方向(即高度方向)预留出一定的切边余量，通过制品夹紧装置夹紧纸浆模塑制品，并使切边刀头装置切入至纸浆模塑制品内壁，驱动制品夹紧装置带动纸浆模塑制品绕旋转轴线转动一周，即可完成对纸浆模塑制品的切边，纸浆模塑制品切边后无搭边，直接使用切边刀头装置切割纸浆模塑制品边沿，不存在撕裂纹，切口处毛刺少，不存在搭边，使得利于组合成盒型，扩大了纸浆模塑制品的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明提供的纸浆模塑制品切边设备的立体结构示意图；

图2为本发明提供的纸浆模塑制品切边设备的主视图；

图3为图2中的纸浆模塑制品切边设备的a-a剖视图；

图中：1-机架；11-防护盖；12-底座；2-弹性顶压元件；31-刀头；32-第一连杆；33-第一电机；41-第二电机；42-第二连杆；43-上压板；51-第三电机；52-旋转圆盘；53-支撑底膜；54-转轴；61-限位底膜；62-限位圆盘；7-纸浆模塑制品。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种纸浆模塑制品切边设备及切边方法，以解决上述现有技术存在的问题，使纸浆模塑制品切边后无搭边，并减少切口处毛刺。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～3所示，本发明提供一种纸浆模塑制品切边设备，于本发明一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备包括机架1、制品夹紧装置、滑轨、切边刀头装置和弹性顶压元件2，制品夹紧装置设置于机架1上，能够夹紧纸浆模塑制品7，并能够带动纸浆模塑制品7绕一旋转轴线转动，旋转轴线平行于纸浆模塑制品7的纵向，旋转轴线优选为纸浆模塑制品7的中心线；滑轨设置于机架1上且垂直于纸浆模塑制品7纵向方向延伸；切边刀头装置滑动连接于滑轨上并能够垂直于纸浆模塑制品7的纵向将纸浆模塑制品7的边沿切割下来；弹性顶压元件2一端固定连接于机架1上，另一端与切边刀头装置连接，制品夹紧装置带动纸浆模塑制品7绕旋转轴线转动过程中，切边刀头装置受弹性顶压元件2的弹性压紧力作用，能够适应纸浆模塑制品7的轮廓切割纸浆模塑制品7边沿。

使用本发明提供的纸浆模塑制品切边设备，需要将纸浆模塑制品7在纵向方向(即高度方向)预留出切边余量，优选在纵向方向设置5-10mm切边余量，通过制品夹紧装置夹紧纸浆模塑制品7，并使切边刀头装置切入至纸浆模塑制品7内壁，驱动制品夹紧装置带动纸浆模塑制品7绕旋转轴线转动一周，即可完成对纸浆模塑制品7的切边，纸浆模塑制品7切边后无搭边，直接使用切边刀头装置切割纸浆模塑制品7边沿，不存在撕裂纹，切口处毛刺少，不存在搭边，使得切边后的纸浆模塑制品7利于组合成盒型，扩大了纸浆模塑制品的应用范围。

于本发明另一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备的切边刀头装置包括刀头31、第一连杆32、第一电机33和第一滑座，第一滑座滑动连接于滑轨上，第一电机33固定连接于第一滑座上，第一电机33的输出轴与第一连杆32的下端固定连接，第一连杆32的上端与刀头31固定连接，第一滑座与弹性顶压元件2的自由端固定连接。

采用上述结构设置，刀头31由第一电机33驱动可做高速旋转运动，更利于纸浆模塑制品7的切割，并减少切边毛刺；第一滑座滑动连接于滑轨上并与弹性顶压元件2的自由端固定连接，从而能够使得刀头31适应纸浆模塑制品7的轮廓切割纸浆模塑制品7边沿。为了避免形成刀齿痕或刀头31高温造成纸浆模塑制品7黄变，刀头31转速要适应于纸浆模塑制品7侧壁上切割轮廓线上任意一点的线速度的变化而变化：纸浆模塑制品7侧壁上切割轮廓线上任意一点的线速度增大，则刀头31转速增大；纸浆模塑制品7侧壁上切割轮廓线上任意一点的线速度减小，则刀头31转速减小。刀具旋转速度视纸浆模塑制品7的密实度而选定，密实度越高，刀头31旋转速度则相应降低，刀头31转速优选为3000-25000r/min，纸浆模塑制品7侧壁上切割轮廓线上任意一点的线速度优选为3-8m/min。

于本发明另一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备的制品夹紧装置包括下支撑装置、上压紧装置和上压驱动装置，下支撑装置用于支撑住纸浆模塑制品7，上压紧装置竖向滑动连接于机架1上，上压驱动装置与上压紧装置连接并驱动上压紧装置竖向往复滑动，上压紧装置能够将纸浆模塑制品7压紧于下支撑装置上，带动纸浆模塑制品7绕旋转轴线转动；上压紧装置通过与纸浆模塑制品7之间的摩擦力带动纸浆模塑制品7绕旋转轴线转动，但不并不限于此种方式，上压紧装置吸附于纸浆模塑制品7上，或者其他能够与纸浆模塑制品7连接的方式也可，只要能够带动纸浆模塑制品7同上压紧装置一同转动即可。

上压紧装置包括第二电机41、第二连杆42、上压板43和第二滑座，第二滑座竖向滑动连接于机架1上，第二电机41固定连接于第二滑座上，第二电机41的输出轴与第二连杆42的上端固定连接，第二连杆42的下端与上压板43固定连接，上压驱动装置与第二滑座固定连接以驱动第二滑座竖向往复滑动。

上压驱动装置(图中未示出)可以为现有的丝杠驱动装置、气缸驱动装置或油缸驱动装置。

于本发明另一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备的下支撑装置包括第三电机51、旋转圆盘52和支撑底膜53，第三电机51固定设置于机架1上，第三电机51的输出轴竖向设置，且第三电机51的输出轴与旋转圆盘52同轴固定连接，旋转圆盘52的周向上设置有若干个竖直的转轴54，各转轴54上均同轴套设有一个支撑底膜53，支撑底膜53的外壁匹配于纸浆模塑制品7内壁上形成支撑，且支撑底膜5能够绕转轴54的轴线转动，从而避免纸浆模塑制品7在切割过程中的变形。

采用上述结构设置，旋转圆盘52上设置多个支撑底膜53，多个支撑底膜53形成多个工位，优选设置三个支撑底膜53，可分别形成待切边纸浆模塑制品工位、切边纸浆模塑制品工位和完成切边纸浆模塑制品工位，有效提高工作效率，尤其是单人操作的效率可大幅度提高。当一个纸浆模塑制品7切割完成后，旋转圆盘52转动即带动纸浆模塑制品7运动至完成切边纸浆模塑制品工位，操作员可以把完成切边的纸浆模塑制品7拿走，把废料丢弃，同时将新的待切边纸浆模塑制品7放置于待切边纸浆模塑制品工位上等待切边，如此持续旋转。但支撑底膜53的设置个数并不限于3个，根据产品的大小来设定支撑底膜53数量，使得多个纸浆模塑制品7放置于支撑底膜53上后，各纸浆模塑制品7旋转起来相互不干涉。

纸浆模塑制品7完成切边后，上压驱动装置驱动上压板43上升，旋转圆盘52转三分之一圆周，完成切边的纸浆模塑制品7由旋转圆盘52带出，将完成切边的纸浆模塑制品7取出，并丢弃废料，上压驱动装置驱动上压板43下降，将待切边纸浆模塑制品7压紧于支撑底膜53上，对切边纸浆模塑制品7进行切边。

于本发明另一具体的实施例中，为了控制刀头31切入至纸浆模塑制品7内的深度并使刀头31切入至纸浆模塑制品7内的深度一致，纸浆模塑制品切边设备的刀头31为圆盘形刀头，还包括切边限位组件，切边限位组件包括限位底膜61和限位圆盘62，限位底膜61和支撑底膜53均固定套设于转轴54上，且限位底膜61位于支撑底膜53下方，限位圆盘62固定套设于第一连杆32上并位于刀头31下方，转轴54通过轴承转动安装于旋转圆盘52上；限位底膜61周向边沿与限位圆盘62周向边沿接触时，刀头31切入至纸浆模塑制品7内壁一切入深度，通过限位底膜61与限位圆盘62限制刀头31切入至纸浆模塑制品7内壁的深度。

于本发明另一具体的实施例中，为了避免刀头31切割到支撑底膜53，纸浆模塑制品切边设备的支撑底膜53对应于刀头31位置处的外侧壁上周向开设有一让刀槽，让刀槽的深度大于切入深度，让刀槽建议深度在0.2mm附近，宽度在0.2mm附近，让刀槽不易被废料纤维填满，刀头31切割纸浆模塑制品7时，刀刃位于让刀槽内，更利于刀刃切穿纸浆模塑制品7，易于加工，刀刃不会切割到支撑底膜53上，避免损坏支撑底膜53，且纸浆模塑制品7切割为指出不易发生变形，切割面齐整。

于本发明另一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备的限位底膜61的横截面与支撑底膜53对应于刀头31位置处的横截面形状相同，限位圆盘62与刀头31的横截面形状相同；限位底膜61周向边沿与限位圆盘62周向边沿接触时，假定使用一竖向截面通过转轴54的轴线和刀头31的径向切割制品夹紧装置，该竖向截面与纸浆模塑制品7内侧壁的交点为a，该竖向截面与限位底膜61的外侧壁的一交点为b，a与转轴54轴线的距离为l1，b与转轴54轴线的距离为l2，刀头31半径为r1，限位圆盘62半径为r2，切入深度为h，则l1+r1＝l2+r2+h。

于本发明另一具体的实施例中，纸浆模塑制品切边设备的弹性顶压元件2为弹簧，但不限于此，只要能够实现在纸浆模塑制品7绕旋转轴线转动过程中，弹性顶压元件2能够将切边刀头装置压紧并并使其切入至纸浆模塑制品7内壁，并能够适应纸浆模塑制品7的轮廓切割纸浆模塑制品7边沿即可。

于本发明另一具体的实施例中，为了便于移动切边刀头装置的位置，纸浆模塑制品切边设备的第一滑座上固定设置有一拉杆，拉动拉杆，可通过滑座带动刀头31移动。待切割纸浆模塑制品7移动至切边纸浆模塑制品工位后，拉动拉杆使得刀头31接触并切割纸浆模塑制品7边沿，纸浆模塑制品7切边完成后，再次拉动拉杆，使得刀头31脱离纸浆模塑制品7。相应的，可设置一锁定装置，用于锁定切边刀头装置与纸浆模塑制品7脱离接触后的位置。

机架1包括底座12和固定设置于底座12顶部的防护盖11，滑轨和第三电机51均固定设置于底座12上，第二滑座滑动连接于防护盖11上，上压驱动装置固定设置于防护盖11顶部。

需要说明的是，本发明提供的纸浆模塑制品切边设备及方法，并不限制旋转轴线以及滑轨的具体设置方向，只要旋转轴线平行于纸浆模塑制品的纵向，切边刀头装置滑动连接于滑轨上并能够垂直于纸浆模塑制品的纵向将纸浆模塑制品的边沿切割下来即可。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。