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单叶双曲面在铝箔横切中的应用下

2022-04-29 来源:益阳机械信息网

单叶双曲面在铝箔横切中的应用(下)

2 单叶双曲面的一些特性

一直母线围绕与之相错的轴线作回转运动即形成一单叶双曲面,见图3a 。单叶双曲面为直纹曲面,其上有两组母直线族,各组内母线彼此不相交,而与另一组母线永远相交,见图3b。如果在其中一组母直线族中只留一根母线,把图中其余母线只当作ab围绕00 回转时所处的不同位置;在另一组母直线族中也只留cd一根母线,而且将其相对于00 固定。那么,当ab围绕00 回转,在掠过cd瞬间n6将与cd有一个相交的过程。在此过程中,二直线始终只有一个交点,但这个点是随n6与cd相对位置的变化而变换位置的。随着ab绕O0 的回转,交点分别在 与n6两条直线上移动,即由c e f ..到d结束。由于ab绕00 的回转是连续的,所以n6与cd的交点也是连续地移动。如果通过直线cd且平行于00 作平面S,由于cd为不动直线,又处于平面S之内,因此可以说,ab与cd的交点在平面S内沿cd连续向前移动。

由上所述可以看出:单叶双曲面各元素之间的几何关系,与横切机各构件之间的运动关系相类似。为了寻求顺利剪切移动铝箔的正确途径,可否将这些关系加以利用?

3 单叶双曲面在铝箔横切中的应用

只有2条剪切刃相互接触或十分接近,才能顺利剪切铝箔。而且2条剪切刃相互接触的工况为最好。像常用剪刀一样,横切机两剪切刃的接触,就是两剪切刃交叉于一点的点接触,这个交点实际上就是剪切点,铝箔就是在此受到剪切的。随着这个交点沿着刀刃连续向前的移动,铝箔则被1/2。移动铝箔的横切是要把匀速移动的铝箔横向切成定长的矩形段,即切口垂直于铝箔的移动方向。要满足这个要求,剪切点的移动必然是2个方向移动的合成。这2个移动一是从幅面一边剪到另一边的剪切点的横向移动,二是跟随铝箔移动的剪切点的纵向移动。这2个移动的合成是一条与转刀轴心线稍有倾斜的直线。由于剪切点是沿刀刃向前移动的,所以这条直线亦是定刀刀刃的型线。因为铝箔平面紧贴定刀刃,而铝箔平面又与转刀轴心线平行,因此说定刀刀刃是一条与转刀轴心线相错的直线。

鉴于圆柱螺旋线形转刀刃与直线定刀刃配合存在的问题,应该另外谋求能与直线定刀刃相匹配的动刀刃型线。其原则一是2刀刃交叉接触于一点(剪切点),二是这个交点在转刀回转过程中能从刀刃的一端连续移动到另一端(剪切过程)。已经知道单叶双曲面各元素之间的几何关系,与横切机各构件之间的运动关系相类似,现在就针对横切机的结构与剪切工艺的要求,把这2种关系作一替代。

把图3b中单叶双曲面的轴线00 当作横切机转刀的轴心线,把与00 相错并绕它回转的直母线ab当作转刀的翦切刃,把与00 相错并相对00 固定不动的直母线cd当作定刀的剪切刃,并把平面S当作移动的铝箔平面,而铝箔是紧帖定刀刃移动的。这样,当回转的转刀掠过定刀的瞬间,动刀剪切刃ab将与定刀剪切刃cd有一个相交的过程,其交点从C点开始,沿翦切刃上的点e f .,直到d点结束,这个交点的移动过程正是铝箔在行进中被2个刀刃剪切的过程。由此可见,利用单叶双曲面各元素之间的几何关系再现移动铝箔的横切过程是

很适用的。

图4是把这种新方法应用于横切机剪切机构的示意图图可见,该机构与原横切机剪切机构基本相同。区别仅在于本机构的动刀刃为一直线,绕轴心线回转的轨迹为单叶双曲。而原横切机的动刀刃为一段圆柱螺旋线,其回转轨迹为圆柱面。本文为直观起见,在插图中把转刀刃相对其回转轴心线的倾斜程度放大了很多,其实倾斜很小,以致圆柱螺旋线形刀刃与直线刀刃的实物外形难以区分,见图1与图4。但只需在刀刃各处测量它到转刀轴心线之距便可分明,凡距离不变者为圆柱螺旋线刀刃,凡距离不断变化者为直线刀刃。

4 结语

运用单叶双曲面各元素之间的几何关系,再现移动铝箔剪切过程,其优点合理、适用。在不改动横切机原有结构的情况下,仅改圆柱螺旋线形转刀刃为直线转刀刃,不仅能使两剪切刃配合完美、剪切效果佳,而且直线刀刃也易于制造和刃磨。

修学强 ,李思益

(1.陕西科技大学,2.陕西国防工业职业技术学院

信息来源:包装工程 2005年第四期

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