海綿阻尼板切割刀具設計

■ 中航工業新鄉航空工業集團第一三四廠 （河南 453000） 張 毅 王振宇 何予東

■ ■河南瑞遠物流科技有限公司 （鄭州 450000） 劉宗強

我公司在對海綿阻尼板進行切割作業時，原使用弓鋸床報廢的舊鋸條進行開刃改制后切割。所切割海綿阻尼板的厚度差別很大，3～30mm不等，在使用過程中發現存在以下幾個問題：

一是刀具壽命低。每隔幾天就需要進行刀片的刃磨，特別是在切割厚度較大的海綿阻尼板時問題就顯得更為突出，如果刀片不鋒利的話根本切割不了。

二是操作者勞動強度較大。因為刀片壽命低，需要頻繁對刀片進行刃磨。

三是刀具使用壽命短。不停的刃磨過程中刀片長度逐漸縮短，原來的舊鋸條隨著弓鋸床逐漸被生產效率更高的帶式鋸床所取代，舊鋸條已基本沒有。

由于上述問題，必須重新設計并制作新的阻尼板切割刀具。

1.刀具的設計可行性分析

對海綿阻尼板類的軟材料切割，其切割精度和效率主要和刀具的鋒利程度有著直接的關系，刀具越鋒利所切割出來的尺寸精度越高、切割效率也越高。目前常用的切割刀具材料主要有碳鋼類材料和硬質合金材料，原所用刀具材料屬于碳鋼類材料，對于使用硬質合金材料刀具進行切割，公司并無先例。一個偶然的機會得知在煙支過濾嘴的切割上使用的是硬質合金刀片，煙支過濾嘴材料和海綿阻尼板都是軟材料，于是決定試制硬質合金材料做為刀具進行切割。

因所切割海綿阻尼板的厚度不等，為保證其對最厚阻尼板的切割，購買了一片成品整體硬質合金圓刀片。外徑尺寸φ1 2 0 m m、中心安裝孔尺寸φ25.4mm、厚度1.5mm，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起來并能夠手持操作，原舊鋸條改制刀具是由操作者直接手持刀片進行切割作業，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，然后由一心軸從中間穿過夾板和刀片再用螺母緊固，這樣便將刀片牢固地安裝固定好，手持后面的夾板（柄部）便可對海綿阻尼板進行切割作業。

2.刀具的結構與要求

按照上述思路所設計的刀具如圖1所示。

（1）夾板如圖2所示，已知刀片安裝孔尺寸為φ25.4mm，為便于心軸的穿入，其設計尺寸比安裝孔尺寸略大一點為φ25.5mm，上部的圓孔為裝配安全銷的配合插入孔，其尺寸設計比安全銷的直徑略小一點，以防止安全銷在插入后出現松動現象。由于刀片的表面呈鏡面狀，為防止夾板直接接觸刀片造成損傷，進一步增大夾板與刀片的接觸面，用厚度為1.5mm的薄海綿阻尼板粘貼在夾板的刀片安裝孔處。

圖1 海綿阻尼板切割刀具1.硬質合金刀片 2.夾板 3.安全銷4.壓緊螺母 5.心軸

（2）心軸是整個刀具設計中的關鍵零件，起到將刀片、夾板和壓緊螺母連為一體的重要作用。其設計如圖3所示。

心軸的左端設計成M16×1.5的細牙螺紋，是利用細牙螺紋在螺紋配合連接時良好的自鎖性；右端銑成27mm的方扁是便于對螺母進行緊固或松開操作時，用固定扳手卡固住心軸，以便于螺母的手動操作。緊鄰方扁的直徑25.4mm軸段與刀片的中心安裝孔形成小間隙配合，該軸段的長度設計尺寸根據兩夾板的厚度、刀片的厚度以及夾板上所粘貼的薄海綿板經壓縮后的厚度設計計算得來。

圖2 夾板

已知：兩夾板厚度＋刀片厚度＋薄海綿板壓縮后厚度＝6＋1.5＋1＝8.5（mm）（兩薄海綿板壓縮后的厚度設為1mm），該配合軸段的長度設計為7mm，即8.5－7＝1.5（mm），此差值1.5mm為工藝尺寸，使壓緊螺母在擰入心軸后擰緊時，保證螺母能夠壓緊夾板從而固定住中間的刀片。

（3）壓緊螺母在刀具設計中，主要是通過兩夾板夾緊刀片和更換刀片以及調整刀片位置時使用，如圖4所示。

在手動進行螺母的松緊操作時，應先用固定扳手卡固住心軸的方扁，然后再擰動螺母。為保證手動操作的效果，在螺母外圓表面滾花，以增加操作時手與螺母之間的摩擦力，但操作時嚴禁使用工具借力以避免對刀片造成損壞。

（4）在由壓緊螺母與夾板的配合定位刀片后進行切割作業時，由于刀片刃口極其鋒利，為保證操作者在手持夾板（柄部）操作時的安全，必須在刀片與手的握持位置之間增設一安全銷。使其固定住手握夾板（柄部）的位置，避免出現手向前滑動被刀片刃口劃傷的安全事故問題，如圖5所示。

圖3 心軸

圖4 壓緊螺母

可利用普通圓柱銷G B/T119.1 8×80進行改制，在銷的中間滾上斜紋滾花以進一步保證銷在打入兩夾板孔后的牢固可靠，使安全銷牢牢地固定在夾板上，保證切割操作時的安全。

3.結語

該海綿阻尼板切割刀具設計制作后實際使用效果良好，其具有以下優點：

（1）刀具壽命得到了極大提高。在刀片使用一段時間磨損后，僅需將壓緊螺母松開，將刀片轉過一個角度后再將螺母擰緊，此時又形成一個新的刃口。

（2）減輕了勞動強度，其刃磨刀片的操作徹底取消了。

（3）刀具的使用壽命得到了大大的延長。按照公司目前的生產工作量，一片刀片正常使用的時間可以達到超過一年時間，節約了生產采購成本。

（4）刀具制作成本低廉，利用車間剩余的邊角余料即可制作。

該刀具具有較好的實用性和經濟性，值得借鑒。

圖5 安全銷