УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, ВОЛОКОН И ТКАНЕЙ Российский патент 2004 года по МПК D06H7/00 

Изобретение относится к механическому резанию швейных материалов, а также материалов, волокон и тканей, допускающих по своим физико-механическим характеристикам применение предлагаемого устройства.

Известно механическое резание швейных материалов и тканей (см. И.И.Галынкер, И.В.Сафронова “Механическая технология производства одежды”, М., Легкая индустрия, 1977 г.; Г.П.Базюк “Резание и режущий инструмент в швейном производстве”, М., Легкая индустрия, 1980 г.). Это сложный процесс механического разрушения материала режущим инструментом с кромкой, имеющей форму клина. В результате взаимодействия режущего инструмента с материалом возникают различные по виду контактные деформации волокон материала - сжатие, растяжение, сдвиг. Величина, характер и степень влияния каждого вида деформации на процесс резания зависит от физико-механических характеристик материала, условий резания: геометрии режущей кромки, характера взаимного перемещения материала и режущей кромки.

Механическое резание швейных материалов выполняют способами, которые определяются взаимным расположением режущего инструмента и материала в пространстве, а также характером их изменения во времени.

В зависимости от этого все механические способы резания условно разделяют на следующие виды:

Простое резание - это способ разрушения материала режущим инструментом, имеющим одну режущую кромку и содержащим рабочее движение на материал.

Сложное резание - это способ разрушения материала режущим инструментом, имеющим одну режущую кромку и совершающим сложное движение, состоящее из рабочего движения на материал и дополнительного, преимущественно, перпендикулярно к поверхности разрезаемого материала.

Парное резание - это способ механического резания, при котором материал разрушается по одному контуру одновременно двумя режущими кромками, двигающимися друг к другу.

Комбинированное резание - это способ, включающий в себя комбинацию указанных способов.

Основным недостатком механических способов резания являются: затупление режущей кромки; покрытие ее слоем расплава, который появляется от термодеструкции разрезаемого материала при контакте с нагретым ножом, это приводит к необходимости восстановления режущей кромки путем заточки абразивными элементами, что определяет производительность процесса резания и ресурс ножа.

Известно устройство для резания швейных материалов (см. патент Германии №305802), включающее:

- бесконечный ленточный нож, опирающийся на систему опор, приводится в движение диском, причем в зоне резания ветви ножа параллельны, плотно прижаты по всей высоте резания и ширине ножа, перемещаются вертикально в противоположных направлениях и расположены частично в стойке, соединяющей корпус с основанием, располагаемым при резании под материалом.

Основным недостатком указанного выше устройства является возможность колебания в горизонтальной плоскости режущих кромок ножа, расположенных за пределами стойки, при резании, и, как следствие, неровная кромка линии реза материала.

Кроме того, к недостаткам устройства по патенту Германии №305802 можно отнести:

- нагрев ножа из-за отсутствия антифрикционного покрытия его поверхности и поверхностей элементов устройства, контактирующих с ним, что в свою очередь вызывает термодеструкцию разрезаемого материала, при этом расплавленные частицы материала покрывают режущие кромки ножа, что в свою очередь снижает его остроту и требует его заточки, уменьшая ресурс инструмента;

- исполнение направляющих опор в виде подшипников качения, что приводит к забиванию их частицами разрезаемого материала, волокна и ткани, тем самым уменьшая надежность устройства;

- необходимость разворота устройства на 180° в случае необходимости изменения направления кроя;

- небольшая режущая способность ножа при резании прочных материалов из-за прямой формы режущих кромок;

- отсутствие устройства для заточки ножа;

- отсутствие регулировки скорости движения ножа при раскрое материалов с различными физико-механическими характеристиками;

- отсутствие устройств для защиты оператора от возможных травм при: обрыве или уходе с рабочей траектории ножа, случайном его касании при раскрое;

- отсутствие рукоятки управления устройством;

- отсутствие в основании устройства опор для уменьшения трения при перемещении устройства по раскройному столу, что приводит к увеличению усилия при раскрое;

- отсутствие устройства, препятствующего смещению материала при резании.

Задача изобретения - повышение качества, безопасности процесса резания и эргономичности устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для резания материалов, волокон и тканей, включающем: бесконечный ленточный нож, привод, приводной диск, направляющие опоры, расположенные в корпусе и основании устройства, стойку, соединяющую корпус с основанием, режущие ветви ножа, имеющие возможность перемещаться вертикально в противоположных направлениях и расположенные частично в стойке в зоне резания, опираются на клиновую поверхность, образуя в поперечном сечении острый угол α в пределах от 5 до 30°, основание которого направлено в сторону разрезаемого материала.

Для расширения технологических возможностей устройства, а именно:

- с целью исключения разворота на 180° устройства, режущие ветви образуют в поперечном сечении два острых угла α и β в пределах от 5 до 30°, основания которых расположены на одной прямой линии и противоположны друг другу;

- с целью повышения надежности устройства, опоры ножа выполнены в виде подшипников скольжения;

- с целью исключения нагрева ножа и термодеструкции разрезаемого материала, поверхность ножа и поверхности элементов, контактирующие с ним, имеют антифрикционное покрытие;

- с целью уменьшения усилия управления устройством при резании прочных материалов рабочая кромка ножа выполнена или клиновой, или волнообразной, или зубчатой;

- с целью поддержания в процессе резания необходимой остроты ножа с прямой или клиновой режущей кромкой, имеется узел заточки ножа, выполненный в виде опорной пластины и заточного круга, контактирующего с ножом при включенном устройстве;

- с целью обеспечения необходимой скорости движения ножа при резании материалов с различными физико-механическими характеристиками, приводной диск имеет возможность вращаться с различной угловой скоростью;

- с целью обеспечения безопасной работы оператора при обрыве или уходе ножа с рабочей траектории, имеется узел автоматического отключения и торможения привода;

- с целью исключения смещения слоев материала при резании и обеспечения точности кроя верхних и нижних слоев материала устройство содержит прижимающую пластину, имеющую возможность перемещения в вертикальном направлении по стойке без фиксации по высоте и расположенную со стороны ветви ленточного ножа, которая имеет возможность перемещаться вверх;

- с целью обеспечения безопасной работы оператора при раскрое и выводе устройства из настила материала имеются соответственно: защитный экран, располагаемый над разрезаемым материалом и выполненный в виде винтовой спирали, соединенной одним концом с прижимающей пластиной, а другим - с корпусом; блок автоматического отключения привода, срабатывающий при крайнем нижнем положении прижимающей пластины;

- с целью обеспечения эргономичности - удобного и легкого перемещения устройства: основание содержит подшипники скольжения со сферической опорной поверхностью, а поверхность стола для перемещения устройства выполнена из твердого, полированного материала, например, стекла; рукоятка управления устройством расположена противоположно приводу относительно стойки.

На фиг.1 изображено устройство для резания материалов, волокон и тканей, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.2, вариант ножа с одной режущей кромкой, на фиг.4 - изображено сечение Б-Б фиг.2 - вариант ножа с двумя режущими кромками, на фиг.5 - вид В фиг.2 - вариант ножа с клиновой режущей кромкой, на фиг.6 - вид В фиг.2 - вариант ножа с волнообразной режущей кромкой, на фиг.7 - вид В фиг.2 - вариант ножа с зубчатой режущей кромкой.

Устройство для резания материалов, волокон и тканей имеет следующий состав: бесконечный ленточный нож 1 опирается на приводной диск 2, который соединен с приводом 3. Траекторию движения ножа 1 определяют направляющие опоры 4, расположенные в корпусе 5 и основании 6; причем, в зоне резания ветви 7 и 8 ножа 1 вертикальны, расположены частично в стойке 9 и опираются на клиновую поверхность, образуя в поперечном сечении острый угол α в пределах от 5 до 30° или острые углы α и β в пределах от 5 до 30°, основание которого 10 направлено в сторону разрезаемого материала 11.

Поверхность 12 ножа 1, поверхности опор 4, опорной пластины 13 и другие поверхности, контактирующие с ножом, имеют антифрикционное покрытие, а в стойке 9 в зоне режущих ветвей 7 и 8 имеется вертикальная клиновая поверхность 14, на которую опираются режущие ветви ножа 1.

Форма режущей кромки ножа 1 может быть в зависимости от физико-механических характеристик материала, волокна и ткани: клиновой, волнообразной, зубчатой.

Узел заточки для ножа 1 с прямой или клиновой режущей кромкой состоит из опорной пластины 13, заточного круга 15 и привода 16 с пружиной 17.

Для резания материалов, волокон и тканей с различными физико-механическими характеристиками имеется регулятор 27 частоты вращения привода 3.

Для обеспечения точности кроя верхних и нижних слоев материала 11 имеется прижимающая пластина 19, имеющая направление по стойке 9 и не имеющая фиксации по высоте.

Для обеспечения безопасности процесса резания устройство содержит: узел 18 автоматического отключения и торможения, привод 3 в случаях: обрыва ножа 1 или ухода его с рабочей траектории; защитный экран 20, перекрывающий зону резания над настилом материала 11 и исключающий попадание рук в зону ножа, выполненный в виде винтовой спирали, соединенной одним концом с корпусом 5, другим с прижимающей пластиной 19; блок 21 автоматического отключения привода 3, срабатывающий при крайнем нижнем положении прижимающей пластины 19.

Эргономические характеристики устройства обеспечиваются:

- наличием в основании 6 подшипников скольжения 22 со сферической опорной поверхностью и выполнением опорной поверхности стола 23 из твердого, полированного материала, например, стекла;

- расположением прижимающей пластины 19 со стороны ветви ножа 1, имеющей возможность перемещаться вверх, что улучшает обзор разметочной линии 24;

- расположением рукоятки управления 25 противоположно приводу 3 относительно стойки 9, увеличивая пространство в зоне рукоятки.

Устройство работает следующим образом:

Перед включением прижимающая пластина 19 находится в крайнем нижнем положении на основании 6, при этом блок 21 препятствует включению привода 3.

Регулятором 27 устанавливается необходимая частота вращения привода 3.

Устройство, перемещая по столу 23 рукой при помощи рукоятки 25, подводят к материалу 11, пальцами другой руки поднимают пластину 19 до высоты немного выше верхней части материала 11. Не отпуская пластину 19, пальцами руки на рукоятке 25 производят перевод тумблера 26 в положение “включено”, при этом привод 3 вращает приводной диск 2, который передает движение ножу 1.

Устройство перемещают на материал, опускают пластину 19 на верх настила, производят резание по разметочной линии 24.

В процессе резания при включенном устройстве острота ножа 1 с прямой или клиновой режущей кромкой обеспечивается узлом заточки, при этом привод 16 прижимает заточной круг 15 к ножу 1, опирающемуся на опорную пластину 13.

После окончания резания устройство выводят из материала 11, пластина 19 под действием сжатой винтовой спирали 20 опускается в крайнее нижнее положение на основание 6, включается блок 21, который: автоматически отключает привод 3, а при выключении устройства, отключается привод 16 и пружина 17 отводит заточной круг 15 от ножа 1.

Процесс резания закончен.

В случае применения устройства при сложном контуре кроя и частом изменении направления движения, оно содержит нож 1, режущие ветви которого осуществляют резание материала при движении устройства как вперед, так и назад, без разворота на 180°, при этом работают, соответственно, либо кромки ножа 1, образующие угол α, либо кромки ножа 1, образующие угол β, основания которых расположены на одной прямой и противоположны друг другу.

Изобретение относится к механическому резанию швейных материалов и тканей. Задача изобретения — повышение качества кроя, повышение эффективности, производительности и безопасности процесса резания. Эти задачи решаются применением ножа, выполненного в виде бесконечной ленты, имеющего приводной диск и направляющие опоры, расположенные в корпусе и основании устройства. В зоне резания ветви ножа перемещаются вертикально в противоположных направлениях и образуют в поперечном сечении острый угол или два острых угла в пределах от 5 до 30°, основания которых направлены в сторону разрезаемого материала. Имеются и другие уточнения и развития признаков объекта изобретения кроме изложенных. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для резания материалов, волокон и тканей, включающее бесконечный ленточный нож, привод, приводной диск, направляющие опоры, расположенные в корпусе и основании, стойку, соединяющую корпус с основанием, ветви ножа, имеющие возможность перемещаться вертикально в противоположных направлениях и расположенные частично в стойке, отличающееся тем, что режущие ветви ножа в зоне резания опираются на клиновую поверхность и в поперечном сечении образуют острый угол α в пределах от 5 до 30°, основание которого направлено в сторону разрезаемого материала.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие опоры выполнены в виде подшипников скольжения.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность ленточного ножа и поверхности элементов, контактирующих с ним, имеют антифрикционное покрытие.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущая кромка выполнена или клиновой, или волнообразной, или зубчатой.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит узел заточки ножа в виде опорной пластины и заточного круга, контактирующего с ножом при включенном устройстве.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводной диск имеет возможность вращаться с различной угловой скоростью.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит узел автоматического отключения и торможения привода.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блoк автоматического отключения привода, срабатывающий при крайнем нижнем положении прижимающей пластины.9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит защитный экран, располагаемый над разрезаемым материалом и выполненный в виде винтовой спирали, соединенной одним концом с корпусом машины, а другим - с прижимающей пластиной.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в своем основании оно содержит подшипники скольжения со сферической опорной поверхностью, а поверхность стола для перемещения устройства выполнена из твердого полированного материала, например стекла.11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит прижимающую пластину, имеющую возможность перемещения в вертикальном направлении по стойке без фиксации по высоте и расположенную со стороны ветви ленточного ножа, которая имеет возможность перемещаться вверх.12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рукоятка управления расположена противоположно приводу относительно стойки.13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущие ветви образуют в поперечном сечении два острых угла α и β в пределах от 5 до 30°, основания которых расположены на одной прямой линии и противоположны друг другу.