专利名称：将金属棒切成薄片件的切削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将毛坯棒料、特别是铝棒料切成薄片件的切削装置。
例如，芬兰专利申请第954161号提供了一种方法，即借助于一种刀具将毛坯非柱形铝棒切削成为盘形零件。但是，其说明书没有对这种切削方法或是所使用的设备进行详述。还有一种方法是用剪切机之类的切割装置切割金属棒料。但是，这种装置涉及几个问题当薄形件的厚度如小于20mm，最好小于10mm，甚至小于1mm，要将其从金属棒料上切割下来，这种被切下的盘形件很容易变形，而且不能切实地保持棒料的截面形状。
另一个问题是如何保证所切件有均等的厚度。由于被切割的金属是一种相对较硬的材料，它会迫使刀具偏移，尽管刀具被卡得很紧且具有刚性结构，其结果所切件的厚度产生偏差。另一方面，为解决这个问题而使用非常厚且硬的刀具是不可能的，因为被切割的棒料会被弄弯并在刀具作用下产生更大的变形。
第三个问题是在切割动作的最后阶段引起被切割金属的撕裂，这导致切割断面边缘的金属组织结构变化，这就是为什么在许多应用场合中不得不分别将该被切件边缘切掉的原因。
本发明之目的是消除上述的缺点。本发明具体的目的是提供一种新型的切削装置，该装置可较容易地将金属棒料和上述毛坯铝棒料切成具有均匀厚度和质量的薄形件。
关于本发明特征，参见权利要求书。
本发明的切削装置包括支撑架，它支撑待切金属棒；切刀板，它大体横向于金属棒料以便切削。切刀板有平直内表面和外表面。该平直内表面平行于金属棒端部的切削面，外表面在面对被切部分的一侧，一个切刀连接内、外表面并设有切削刃。根据本发明，切刀的切削刃，在切刀板的整个切削宽度上，距内表面所确定的平面有一段距离并接入外表面，因此，偏离内表面方向的连接表面形成于平直内表面和切刀的切削刃之间。
切刀的切削刃可以尽可能地锋利，或是相对锐利的刃或者是弧面。同样，切削刃和内表面之间的连接面可以是直平面或者是曲面或是相适宜地部分直面部分曲面。外表面相对内表面向外倾斜延伸，因而切刀板的厚度自切削刃起向上增厚。外表面可以直平面或圆弧面自切削刃启始，根据情况，在任一方向上它可以继续内平直表面或是具有曲率的弯曲面。
切刀板外表面在与刀刃一段距离处最好有凸面。该凸出可使自棒料上被切件向切刀架外侧偏离，其效果比仅增加厚度的斜形刀具结构更好。凸出面与刀刃间的距离小于所切件厚度的10倍，该距离最好是所切件厚度的3-5倍。凸面可由如在外表面上有规则地向外弯曲的凸面构成。
切刀板的连接面和外表面相互间所设计的形状最好这样在切削过程中，金属棒作用于连接面的力垂直于内表面方向，该力小于金属棒施加于切刀板外表面的反向力。施加在切刀板外表面且垂直于切刀板运动方向上的分力，至少比施加在连接面上的反向分力大20％。在优选情况下，这些力之间大小之差大约是5％。
切削装置最好包括一后支承架，它平行于切刀板内表面，切刀板内表面由等于上述各力之差的力压靠在后支承架上。
本发明的切削装置最好包括一个成为支撑架外延部分的切削挡板。该挡板位于从金属棒料上待切件的下方，即在切削操作执行前可见，与金属棒相对刀具那一侧相反的一侧。该切削挡板可防止金属棒变形，尤其，在切削动作的最后阶段防止所切件自金属棒上被撕裂。
在一实施例中，切削挡板被固定地安置于支撑架上并位于由支撑架所确定的支撑表面下方，因此，在切削过程结束时，刀具能够向下推进并越过由支撑架所确定的支撑表面顶到处于支撑架端部的切削挡板上。
在另一实施例中，切削挡板沿切刀板的移动方向弹性移动。在这种情况下，静止状态的切削挡板与支撑架的支撑表面处在同一平面上，而当切削动作的最终阶段则适当地压缩。另一种可行方案是即使在静止状态下切削挡板也处在略低于金属棒下表面的位置。
切削挡板最好位于切削表面下方有一段距离，该距离大致与切削深度或是被切件的厚度相对应。在这种情况下，挡板可使刀具的切削运动顺利进行，同时还可以有效地防止在切削动作完成时金属结构被撕裂。
本发明的实施例中，切削装置包括旋转动元件，以便在切削过程中，金属棒和切刀板相对旋转。这一运动可由被切金属棒的转动来实现，另一种可能性就是将刀具安装在一个相应的、围绕在金属棒的架子上并使其绕着静止的金属棒作转动。使刀具和金属棒以相反的方向作旋转运动也是可能的。
本发明所涉及的切削装置比较现有技术具有巨大的优越性。借助于本切削装置，尤其是毛坯铝棒可以被有效地切制成有准确的均等厚度的薄件。本切削装置也可容易地切削铜棒，例如，它们应用在电子工业的各个领域，以及黄铜棒，例如，它们应用于制造壳体、衬套、套筒等等。在切削过程中，金属的边缘区域不会撕裂或改变组织结构，所以这种从棒料上完整地被切制下来的半成品适宜作更进一步的加工。因此，本发明可无材料损耗地由毛坯棒料制成待进一步加工的半成品。
下面，参考附图详细描述本发明。
图1是依照本发明提供的切削装置侧视示意图；图2是图1装置的端视图；图3表示该装置细节的替换结构；图4表示该装置细节的另一替换结构；图5表示本发明所提供的刀具的切削过程；图6表示本发明所提供的另一种刀具；图7表示本发明所提供的第三种刀具；以及图8表示本发明所提供的第四种刀具。
如图1和图2所示的切削装置包括支撑架1，其上支承着毛坯棒料9。此外，切削装置包括切刀板2，可在毛坯棒横截面方向上移动。切刀板2由后支承架10导向，该后支承架有滑动表面，切刀板靠在后支承架的内表面上沿滑动表面前后移动。
待切的毛坯棒料9主要部分支承在支撑架1上，而只有被切掉的待切掉的棒料端的部分11延伸出支撑架1的边缘之外。然而，在待切掉的部分11下面有切削挡板12。图1和图2所示的实施例中，该挡板相对于支撑架1不可移动。此外，切削挡板的上表面略低于支撑架1的上表面，即低于支承毛坯棒料的表面。因而，在切削动作的最终阶段，切刀板2上的刀具5能够向下移动越过支撑架边缘到达并低于由支撑架边缘所确定的平面的位置，从而保证被切掉的部分被完整、准确地从毛坯棒料上分离开。
与切刀板2外表面4一定距离设置的是矫直架18，它具有一个平直的支承表面。该支承面与上述与外表面的平直面相对应。因此，在两表面4和18之间形成一个等宽的间隙。在切削过程中，被切掉的部分进入这一间隙内，在切削动作的最终阶段，该部分在切削过程中其形状已经轻微弯曲，此时，它受到表面4和18的压力而变直。在图2中没有显示这一矫直架。
图3表示另一切削挡板的实施例。在这种情况下，切削挡板14在垂直方向上有弹性运动，为此可使用如有足够刚性的机械弹簧。在本实施例中，切削挡板14的上边缘在静止位置下也是处于略低于由支撑架所确定的平面位置上。如图4所示的实施例中，其能作垂直弹性运动的切削挡板15在静止状态下，它的上表面大体与支撑架1的上表面齐平。
图5是由本发明提供的一个切刀板2的更详细的视图，也表示它的切削动作过程。切刀板2包括面对毛坯棒料9的平直内表面3，以及面对被切部分16的外表面4。切刀板2的内表面3和外表面4在切下端部由切刀5相连接，该切刀包括切刀板的最低部分或切削刃6。切削刃6处于距刀板内表面3所确定的平面一定距离的位置上，向外延伸到外表面4，在切削刃6和内表面3之间形成连接面7。图5所示的实施例中，连接面是一平直面，它与内表面3成一钝角，而切削刃6在连接面7和外表面4之间形成一尖锐的角。
外表面4自切削刃6起成一大体平直表面。它沿离开内表面3之方向而形成一斜角，因此切刀板2的厚度按较低斜度增加，直至距切削刃一定距离时，外表面4向外变得更陡，然后回到较平缓的斜度，形成弧形凸面8。
图5所示的切削动作如下当切刀板2压入毛坯铝棒9时，有大体平衡的力施加在切削刃6的两侧，以致切刀可均匀地笔直地切入金属而不产生变形，切掉的一个部分16有均匀厚度。这是由于，在切削刃6的内侧，一个垂直于切刀板运动方向的力Fy通过连接面7施加在切刀板2上，该力稍小于施加在切刀板外表面4的反向力。在图5所示的这种情况下，沿相反方向施加的力由在切削刃6附近作用的力Fu1和用于凸面8区域的力Fu2构成。根据外表面4的形状，切刀板可以只有一个被力Fu作用的区域，如图1所示；或者是有几个这样的区域。
如图1所示，由于沿横向于切削方向切刀板所施加的各力大体平衡且只有很小的力将切刀板压向后支承架10，没有使切刀板变形的力作用其上。因此，切刀可均匀、笔直地切入毛坯棒料，从棒料上切掉的部分有精确的均等厚度。
在切削动作的最终阶段，由于切刀压力，毛坯棒料的下缘17趋向越过支撑架1的边缘向下弯曲，但是切削挡板阻止了棒料受压而过度向下，因为，至少对于铝材来说，这会在某种程度上损坏金属结构。在某些应用场合中，这种损坏程度将限制切下的下缘那部分或整个切下部分的使用。因此，切削挡板12支撑住毛坯棒料的下部边角17，且不论其安装在低于支撑架1的位置，还是受刀具5的压力将其压下超过支撑架平面，都能允许切刀向下移动至低于支撑架1的平面，从而保证部分16从毛坯棒上被整齐地切掉。
图6表示用于本发明装置中的另一切刀板2，其平直的内表面3以一钝角转向平直的连接面7，终止于一锋利的切削刃，自此处始外表面4沿离开内表面3之方向向上延伸并带有弧形曲面，切刀板自切削刃起向上增加厚度。
图7表示第三实施例，其中，平直内表面通过弧形曲面转接连接面7并终止于锋利的切削刃6，自此平直外表面4沿倾斜的方向远离内表面3。
图8是第四实施例，其平直的内表面通过一个弧形曲面而转接连接面7，再通过另一弧形曲面接入外表面4，切刀板2的切削刃6是切刀板的弧形曲面上的最低点。
让我们以实例说明在圆弧连接面的情况下，它的圆弧半径最好是为0.5mm；而在平直连接面的情况下，它的长度最好在0.05-0.5mm之间，例如大约是0.2mm，它的宽度自然等于切刀板自身的宽度，而切刀板宽度随被切毛坯棒的厚度而改变。
上面，借助实例和附图描述了本发明。然而，在权利要求所定义的本发明构思范围内可存在有关本发明的不同实施例。
权利要求
1．将金属棒料切成薄片件的切削装置，该切削装置包括支撑架(1)，它支承待切金属棒料(9)，切刀板(2)，它大体横向于金属棒料以便切削，该切刀板包括平直内表面(3)，其方向平行于金属棒料端部的切削面，外表面(4)，它在面向被切部分(16)的一侧，切刀(5)连接内外表面并设有切削刃(6)，其特征在于，切刀(5)的切削刃(6)距切刀板内表面(3)所确定的平面有一段距离并接入外表面(4)，在内表面和切削刃之间有偏离内表面方向的连接面(7)。
2．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，切削刃(6)是尖锐的。
3．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，切削刃(6)呈圆弧形状。
4．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，连接面(7)为平直面。
5．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，连接面(7)是曲面。
6．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，外表面(4)自切削刃(6)倾斜地偏离内表面(3)，以便切刀板(2)的厚度随距切削刃的距离增加。
7．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，切刀板(2)在距切削刃一段距离的外表面上有凸面(8)，以便有效地使被切部分偏离切刀板。
8．根据权利要求7所述的切削装置，其特征在于，凸面(8)距切削刃(6)的距离等于被切部分厚度的2-8倍，最好是3-5倍。
9．根据权利要求7所述的切削装置，其特征在于，凸面(8)由在外表面(4)上带有有规则地向外弯曲凸形构成。
10．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，连接面(7)和外表面(4)有这样的设计形状，在切削过程中，垂直于内表面(3)并由金属棒料施加于连接面(7)的力Fy小于金属棒料作用于外表面(4)的反向力Fu。
11．根据权利要求10所述的切削装置，其特征在于，Fu＜1.25Fy。
12．根据权利要求10所述的切削装置，其特征在于，Fu≈1.05Fy。
13．根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，切削装置包括后支承架(10)，它平行于切刀板(2)，切刀板由等于力Fu和Fy之差的力压靠在后支承架上。
14．根据权利要求1-3的任一权利要求所述的切削装置，其特征在于，该装置包括一个切削挡板(12,14,15)，位于待切部分下方，以防止该部分从金属棒料上被撕裂。
15．根据权利要求14所述切削装置，其特征在于，切削挡板(12)不能移动并位于距金属棒料下表面以下有一段距离的位置。
16．根据权利要求14所述切削装置，其特征在于，切削挡板(14,15)在切刀板的切削方向上可弹性移动。
17．根据权利要求16所述的切削装置，其特征在于，切削挡板(15)在静止位置下与金属棒料下表面处在同一平面内。
18．根据权利要求16所述的切削装置，其特征在于，切削挡板(14)在静止状态下处在距金属棒下表面以下有一段距离的位置。
19．根据权利要求1-18的任一权利要求所述的切削装置，其特征在于，切刀板(2)外表面(4)大体平直的，该切削装置包括矫直架(18)位于切板外表面的外侧，以便从金属棒料上切下部分被压在矫直架和切刀板外表面之间并被矫直。
20．根据权利要求19所述的切削装置，其特征在于，矫直架(18)有平直的表面平行于切刀板的外表面(4)。
21．根据权利要求1-20的任一权利要求所述的切削装置，其特征在于，等切金属棒料为下列之一毛坯铝棒料、铜棒料、黄铜棒料。
22．根据权利要求1-21的任一权利要求所述的切削装置，其特征在于，该切削装置包括转动元件，以便在切削过程中金属棒料和切刀板相互转动。
全文摘要
将金属棒料切成薄形件的切削装置。该切削装置包括支撑架(1),用以支撑被切金属棒(9)。一切刀板(2)大体横向于金属棒,以便切削。该切刀板包括平直的内表面(3),它平行于金属棒一端的切削面。外表面(4)在面向被切部分(16)的一侧。切刀(5)由其切削刃(6)连接内、外表面,切刀(5)的切削刃(6)距由内表面(3)所确定的平面有一段距离并接入外表面(4)。在内表面和切削刃之间有偏离内表面方向的连接面(7)。
文档编号B23D23/00GK1213995SQ97193166
公开日1999年4月14日 申请日期1997年1月16日 优先权日1996年3月19日
发明者A·皮斯帕南, T·凯斯 申请人:隆德克斯有限公司