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海綿阻尼板切割刀具的設計

2020-3-17 來源：中航工業集團第一三四廠新鄉市宇翔車輛作者：張秀文張毅高彥廣

摘要：對海綿阻尼板切割刀具的設計可行性進行了分析，從夾板、心軸、壓緊螺母、安全銷等方面對這一切割刀具的結構設計進行了介紹。使用這一切割刀具，提高了工作效率，降低了生產成本，為海綿阻尼板批量化生產切割作業創造了條件。

關鍵詞：海綿阻尼板切割刀具結構設計

1 、設計背景

筆者所在單位將弓鋸床報廢的舊鋸條開刃改制成刀具后，對海綿阻尼板進行切割。海綿阻尼板厚度差別很大，從 3 mm 到 30 mm 不等，在切割過程中發現存在以下問題：① 刀具的耐用度低，每隔幾天就需要進行刀片刃磨，特別是在切割厚度較大的海綿阻尼板時問題顯得較為突出，如果刀片不鋒利根本無法切割；②操作者勞動強度較大，因為刀片的耐用度低，需要頻繁對刀片進行刃磨，所以無形中增加了勞動強度；③ 刀具的使用壽命短，在不停的刃磨過程中，刀具刀片長度逐漸縮短，且隨著弓鋸床逐漸被生產效率更高的帶式鋸床所取代，原有的舊鋸條已基本沒有庫存。

綜上所述，必須重新設計并制作海綿阻尼板切割刀具。

2 、可行性分析

對海綿阻尼板軟材料進行切割，切割精度和效率與刀具的鋒利程度有直接關系，刀具越鋒利，切割出的尺寸精度就越高，切割效率也就越高。目前常用切割刀具的主要材料有碳鋼類和硬質合金，筆者所在單位原有的刀具材料是碳鋼類，由于煙支過濾嘴材料和海綿阻尼板都是軟材料，因此受煙支過濾嘴采用硬質合金刀片切割的啟發，筆者決定試制硬質合金刀具進行切割。

所切割的海綿阻尼板厚度不等，為保證可以對最厚海綿阻尼板進行切割，購買了一片整體硬質合金圓刀片成品。

刀片外徑尺寸為 120 mm，中心安裝孔尺寸為 25.4mm，厚度為 1.5 mm。整個刀片表面呈鏡面狀，最外沿的圓周刃口經過精密磨削，非常鋒利。刀片到位后，需要將刀片安裝并能夠手持操作。原舊鋸條改制的刀具由操作者直接手持刀片進行切割，使用非常方便。新刀具的設計也借鑒這種操作方式，采用兩片夾板將刀片夾持在中間，然后將心軸從中間穿過夾板和刀片，再用壓緊螺母緊固，這樣便可以將刀片安裝固定好，手持后部夾板便可以對海綿阻尼板進行切割。按照上述思路所設計的刀具如圖 1 所示。

圖 1 海綿阻尼板切割刀具

3 、刀具結構與要求

在海綿阻尼板切割刀具中，刀片被緊緊地夾持在兩夾板中間，以下對組成刀具的各部件進行介紹。

3.1 夾板

夾板如圖 2 所示。已知刀片安裝孔為準25.4 mm，為便于心軸穿入，夾板上芯軸孔比刀片安裝孔略大，為準25.5 mm。上部的圓孔為裝配安全銷的插入孔，其尺寸設計比安全銷的直徑略小，以防止安全銷在插入后出現松動現象。刀片的表面呈鏡面狀，為防止夾板直接接觸刀片造成損傷，且進一步增大夾板與刀片的接觸面，用厚度為 1.5 mm 的薄海綿阻尼板粘貼在夾板的刀片安裝孔處

圖2 夾板

3.2 心軸

心軸是海綿阻尼板刀具設計中的關鍵部件，起到將刀片、夾板和壓緊螺母連為一體的重要作用，其結構如圖 3 所示。

圖3 心軸

心軸的一端設計成 M16×1.5 的細牙螺紋，具有良好的自鎖性。另一端銑成 27 mm 的方扁結構，便于對壓緊螺母進行緊固或松開操作時用固定扳手卡固住心軸。緊鄰方扁端直徑 25.4 mm 的軸段與刀片的中心安裝孔形成小間隙配合，該軸段的長度根據兩夾板的厚度、刀片的厚度及夾板上所粘貼的經壓縮后薄海綿板的厚度計算得到。已知兩夾板厚度+刀片厚度+壓縮后薄海綿板厚度＝6+1.5+1＝8.5 mm，配合軸段的長度設計為7 mm，則差值 1.5 mm 為工藝尺寸，這樣在壓緊螺母擰入心軸緊固時，能夠保證壓緊螺母壓緊夾板，從而固定住中間的刀片。

3.3 壓緊螺母

壓緊螺母在海綿阻尼板切割刀具中的主要作用是通過兩夾板夾緊刀片，可在更換刀片及調整刀片位置時發揮作用，如圖 4 所示。