一种高速振动刀的制作方法

本发明涉及一种刀具装置，特别涉及一种高速振动刀，应用于皮革、布料、纸质等材料切割领域。

背景技术

随着社会的发展，人们对产品的定制化要求也越来越高。这种定制化也不仅是对产品本身的要求，同时对于明确需求后要获得产品的时效性也更加苛刻，在切割领域也不例外。要满足市场快速化定制化的需求，对于设备的柔性程度、切割精度、可靠性等方面也提出了很高的要求。现有技术对皮革、布料、纸质等材料的切割主要采用手工切割、刀模切割、激光切割等方式，采用电剪刀或手工裁剪对于操作人员技能水平要求较高，且切割效率低；刀模切割方式需要大量的刀模投入，无法适应用户定制化的需求；激光切割在切割皮料过程中会产生有毒有害气体，并且在切割部位会明显看到氧化区域，影响外观。

除上述切割方式外，目前较新型的切割方式为采用振动刀进行切割，切割刀具采用气动或电动驱动，刀具在刀杆的带动下产生轴向高频振动，同时系统使刀具按预先设定好的程序进行切割。由于此种切割方式切割的形状预先由程序设定并可随意更改，因此柔性化程度非常高，便于适应各种定制化的需求。在设备性能良好的情况下，切割速度和切割精度都可达到一个满意的程度，并且在切割过程中无有毒有害气体产生，因此越来越广泛地得到了应用。

在传统的切割刀头上，为实现切割刀具的高速振动，采用高速马达通过普通连杆机构驱动导杆往复振动，导致马达的成本上升且故障率较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服为实现切割刀具的高速振动，采用高速马达通过普通连杆机构驱动导杆往复振动，导致马达的成本上升且故障率较高的缺陷，因此提供一种采用凸轮轴方式，在电机旋转一周范围内可进行多次往复运动的振动刀机构，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速振动刀，包括马达，为整个刀具系统的动力源，其马达的一端通过螺钉一和连接法兰固定在壳体的一端面上，所述马达一端通过联轴器连接固定在壳体内部的凸轮轴，马达旋转其动力经联轴器传递到凸轮轴上，带动凸轮轴旋转，凸轮轴的一端连接轴承一，其中轴承一的一端与联轴器之间套有轴用弹性挡圈一，所述凸轮轴的另一端连接轴承二，轴承二的一端安装轴用弹性挡圈二，所述弹性挡圈二的一端设置有密封端盖，所述凸轮轴的下端凸轮外圆与轴承三的轴承外圆紧密接触，使凸轮轴在旋转的过程中，能够将凸轮轴的旋转运动转换为连杆的轴向高速振动，所述轴承三穿过轴并且轴承三的底端与安装在连杆座内部的连杆连接，所述轴承三与轴的两端分别套有轴用弹性挡圈三和轴用弹性挡圈四，所述连杆上端安装有压块，用于固定轴承三支撑轴，在所述连杆座的内壁上设置有导向键槽，用于与连杆外圆上安装的导向键相配合，用于限制连杆在正常的工作过程中不需要的旋转运动，确保了切割精度，所述连杆上套有弹簧，推动连杆上的轴承三与凸轮轴外圆紧密接触，并保证凸轮驱动连杆向下运动后的快速复位，在弹簧的下方并位于连杆上套有连杆套，用于限制弹簧的轴向位置,在连杆的底端安装有切割刀具，连杆振动带动切割刀具产生振动，实现对物体的切割，所述连杆座通过螺钉二与壳体固定连接，所述连杆座的底部两端安装有螺钉三，并在连杆座的外表面套有外套。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连杆的上部外圆与外套内壁安装有自润滑滑动轴承一，所述连杆的下部外圆与外套内壁之间安装有自润滑滑动轴承二，在进行高速振动时保证了运动精度和系统刚性，可在确保精度的情况下有效承受切割过程中的径向力，并实现免维护、提高了可靠性、延长了寿命。

作为本发明的一种优选技术方案，所述轴承一、轴承二和轴承三均为滚动轴承，并通过轴用弹性挡圈限制轴承的轴向位移，轴承三为可自由旋转的轴承，轴承三轴承通过弹簧紧紧压在凸轮轴上，确保凸轮轴在旋转过程中通过连杆轴承可将凸轮轴的旋转运动转换为连杆的轴向往复运动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连杆的一端设置有刀具安装槽，槽内装有切割刀具，减少了安装误差，并提高了系统刚性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述凸轮轴的凸轮部轴向剖截面为一椭圆或近三角形的特殊形状，在马达旋转一圈的范围内可驱动连杆进行两次或两次以上的高速振动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的连杆座与连杆中间安装有免维护的滑动轴承，用于保证连杆与外套之间的配合间隙并防止磨损失效。

与目前技术相比，本发明的有益效果是：采用马达驱动凸轮轴进行旋转，在旋转过程中凸轮轴凸轮部分驱动连杆进行高速振动，并通过连杆带动切割刀具进行高速振动。通过切割刀具的高速振动，能够快速地对皮革、布料、纸质材料等按要求进行切割，通过将凸轮轴的凸轮部位设置为一特殊形状，可在马达旋转一周的范围内使连杆进行多次高速振动，降低了对马达转速的要求，并且刀杆结构简单，在正常的工作周期内免维护，提高了生产效率，节约了成本，延长了刀具寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明专利的结构示意图；

图2是本发明专利凸轮轴零件的轴向剖截面结构示意图之一；

图3是本发明专利凸轮轴零件的轴向剖截面结构示意图之二；

图中：1、轴用弹性挡圈一；2、壳体；3、轴承二；4、轴用弹性挡圈二；5、密封端盖；6、凸轮轴；7、轴承三；8、压块；9、轴；10、轴用弹性挡圈三；11、自润滑滑动轴承一；12、连杆；13、导向键；14、弹簧；15、连杆套；16、自润滑滑动轴承二；17、螺钉三；18、外套；19、切割刀具；20、轴用弹性挡圈四；21、连杆座；22、螺钉二；23、轴承一；24、连接法兰；25、联轴节；26、螺钉一；27、马达。

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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种高速振动刀，包括马达27，为整个刀具系统的动力源，其马达27的一端通过螺钉一26和连接法兰24固定在壳体2的一端面上，所述马达27一端通过联轴器25连接固定在壳体2内部的凸轮轴6，马达27旋转其动力经联轴器25传递到凸轮轴6上，带动凸轮轴6旋转，凸轮轴6的一端连接轴承一23，其中轴承一23的一端与联轴器25之间套有轴用弹性挡圈一1，所述凸轮轴6的另一端连接轴承二3，轴承二3的一端安装轴用弹性挡圈二4，所述弹性挡圈二4的一端设置有密封端盖5，所述凸轮轴6的下端凸轮外圆与轴承三7的轴承外圆紧密接触，使凸轮轴6在旋转的过程中，能够将凸轮轴6的旋转运动转换为连杆12的轴向高速振动，所述轴承三7穿过轴9并轴承三7的底端与安装在连杆座21内部的连杆12连接，所述轴承三7与轴9的两端分别套有轴用弹性挡圈三10和轴用弹性挡圈四20，所述轴9的一端连接压块8，在所述连杆座21的内壁上设置有导向键槽，用于与连杆12外圆上安装的导向键13相配合，用于限制连杆12在正常的工作过程中不需要的旋转运动，确保了切割精度，所述连杆12上套有弹簧14，推动连杆12上的轴承三7与凸轮轴6外圆紧密接触，并保证凸轮轴6驱动连杆12向下运动后的快速复位，在弹簧14的下方并位于连杆12上套有连杆套15，用于限制连杆12的径向自由度，在连杆12的底端安装有切割刀具19，连杆12振动带动切割刀具19产生振动，实现对物体的切割，所述连杆座21通过螺钉二11与壳体2固定连接，所述连杆座21的底部两端安装有螺钉三17，并在连杆座21的外表面套有外套18。

所述连杆12的上部外圆与外套18内壁安装有自润滑滑动轴承一11，所述连杆12的下部外圆与外套18内壁之间安装有自润滑滑动轴承二16，在进行高速振动时保证了运动精度和系统刚性，可在确保精度的情况下有效承受切割过程中的径向力，并实现免维护、提高了可靠性、延长了寿命。

所述轴承一23、轴承二3和轴承三7均为滚动轴承，并通过轴用弹性挡圈限制轴承的轴向位移，轴承三3为可自由旋转的轴承，轴承三3轴承通过弹簧14紧紧压在凸轮轴6上，确保凸轮轴6在旋转过程中通过连杆轴承可将凸轮轴的旋转运动转换为连杆的轴向往复运动。

所述连杆12的一端设置有刀具安装槽，槽内装有切割刀具19，减少了安装误差，并提高了系统刚性。

所述凸轮轴6的凸轮部轴向剖截面为一椭圆或近三角形的特殊形状，在马达旋转一圈的范围内可驱动连杆进行两次或两次以上的高速振动。

所述的连杆座21与连杆12中间安装有免维护的滑动轴承，用于保证连杆与外套之间的配合间隙并防止磨损失效。

采用马达驱动凸轮轴进行旋转，在旋转过程中凸轮轴凸轮部分驱动连杆进行高速振动，并通过连杆带动刀片进行高速振动。通过刀片的高速振动，能够快速地对皮革、布料、纸质材料等按要求进行切割。

在传统的切割刀头上，为实现刀片的高速振动，都配置有高速马达，导致马达的成本上升并且有较高的故障率，通过将凸轮轴的凸轮部位设置为一特殊形状，可在马达旋转一周的范围内使连杆进行多次高速振动，降低了对马达转速的要求，并且刀杆结构简单，在正常的工作周期内免维护，提高了生产效率，节约了成本，延长了刀具寿命。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。