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单叶双曲面在铝箔横切中的应用(上)

[摘要】 在分析铝箔横切效果不佳原因的基础上，把单叶双曲面的几何特性应用于移动铝箔的横切机构之中，并确定了转刀刀刃的型线，从而得出一种移动铝箔横切的合理方法。

关键词：铝箔横切；单叶双曲面；转刀；定刀

1 问题的提出

在包装机械中，有一类对成卷铝箔、纸张或条形板纸进行横切的横切机，见图1。当铝箔经放卷后匀速水平送进，到达定刀处被匀速旋转的转刀连续横向切断。目前，这类设备对板纸、成卷纸张等较厚材料的横切效果尚可。但用来横切厚度极薄(0．Olmm左围绕新材料产业右)的铝箔，效果不佳，问题都出在图1所示的切口两端。具体表现为：虽能横向切断，但切口两端处的切痕粗糙；有时切口两端未被切断；也常有把切".口两端处的铝箔挤粘在转刀或定刀之上，影响铝箔正常移动。显然，这都是由于这两处铝箔未被顺利切断所致。那么这两处的铝箔为什么就不能顺利被切断呢?

众所周知，材料的剪切是在一对大小相等、方向相反、作用线相隔很近的外力作用下实现的。一般说来，材料越薄、越柔软，这对外力的作用线相隔越近就越利于剪切。就铝箔而言，也只有2条剪切刃达到相互接触或十分接近才能顺利切断。那么，横切机的转刀刃与定刀刃的接触状况如何呢?

图2是剪切过程中两刀刃的几何关系图。所谓剪切过程，这里是指转刀刃掠过定刀刃而先后接触的过程。为看清两刀刃的接触情况，本图是在确保它们几何关系不变的条件下取下引申计);，把它们直立起来分析的。图中CD为定刀刃，它是一条与转刀回转轴线00 相错的不动直线，其投影C D 仍为一直线；铝箔由左向右紧贴定刀刃移动；AB为转刀刃，它是以00 为中心线、以R为半径的圆柱面上的一段圆柱螺旋线， A1B1和A2B陶瓷阀门2：为它掠过定刀刃CD过程中所处的2个不同位置，俯视图中的圆弧BEA2是动刀刃与定刀刃开始接触( A、C重合)到接触结束(D、B 重合)过程中动刀刃轨迹的投影。由俯视图可以看出，圆弧BEA2与直线C D 仅在点 处相切，而由 分别向C与D 方向的距离愈远，则弧与直线愈加分离。这说明，当转刀刃掠过定刀刃时 它们仅在刀刃中部的 点接触，由此朝刀刃两端之距越远，则两刀刃相隔距离越大。我们知家电面板道，刀刃的接触状况直接反映剪切铝箔的难易程度。由此得出结论，铝箔横切时切口中部剪切状况良好，越朝切口遥控开关两端效果越差。这正是前述铝箔横切效果不佳，而问题都出在切口两端的原因所在。

为看清两棱镜刀刃接触的定性关系，图2是把它们的实际间距放大了许多。无论放大与否， 刀刃中部剪切状况良好，越朝刀口两端剪切效果越差”的规律是不会改变的。横切机的剪切机构简单而适用，只是两刀刃接触不良。能否保持横切机原有的合理结构，针对两刀刃的接触问题进行探索，从而达到顺利剪切移动铝箔的目的呢?

(待续)