專利名稱：切割機以及標準尺寸片的制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及硬質合成樹脂片的切割機，尤其是涉及寬的、板厚度薄的、橡膠成分的添加量少的丙烯酸樹脂等的硬質合成樹脂片的切割機。并且，本發明涉及將連續流動的硬質合成樹脂片在橫向切割、得到標準尺寸片的切割機。
背景技術：
具有以下方法，即，將切割刀刃插入硬質合成樹脂片的上下兩面、產生脆性斷裂的起點，使脆性斷裂向板厚度方向傳播進行切斷。該技術具有以下特長(參照專利文獻1和專利文獻2)。
·不產生不能再循環的切削。
·切割時間短。
·切割裝置或切割鑄模價格低、可以得到高精度的切割尺寸、沖孔形狀。
公開有對上述技術進行改良的技術(參照專利文獻3)。該技術是在上下刀刃的兩側面設置比刀刃的突出高度更厚的彈性部件，設置上下的刀刃與硬質合成樹脂片接觸的時間差，在硬質合成樹脂片上形成彎曲變形的同時，在切割面上產生垂直的拉伸應力進行切割。具有可以得到光滑的切割面的同時，延長刀具的壽命的作用·效果。
專利文獻1特開平7-285099號公報專利文獻2特開2001-47400號公報專利文獻3特開2001-322096號公報上述技術只限于在從標準尺寸材料對真空成形或加壓成形等的二次加工前的材料進行沖孔的工序、對二次加工后的產品進行沖孔的工序中，切割尺寸比較小的工件時而使用。
最近對切割的要求有所提高，即在將從擠壓機擠壓出的丙烯酸樹脂等的硬質合成樹脂片在板寬度方向進行切割、制造標準尺寸片的工序中，要求不產生切屑地進行切割。但是，該切割具有以下的技術難點。
·標準尺寸片的板的寬度大。
·由于工件的流動，在切割機和工件之間有相對的振動。
·由于切割面是產品的一部分，因此要求有質量更高的切割面。
·需要硬質合成樹脂片的保護膜在切割面附近不被部分剝離地進行切割。
但是，專利文獻3中對為了解決上述的技術難點、應該如何構成設置在上下的刀刃的兩側面的彈性部件沒有記載。
本發明要解決的課題是提供以下切割機，即可以對硬質合成樹脂片、尤其是寬的、板厚度薄的、橡膠成分的添加量少的丙烯酸樹脂等的硬質合成樹脂片以高質量的切割面進行切割的切割機。并且，本發明另外的課題是提供從連續流動的硬質合成樹脂片中不產生切屑地切割出標準尺寸片的切割機。
發明內容
為了解決上述課題，本發明采用以下的解決方法。即，本發明是一種切割機，具有上下相對設置的上刀刃和下刀刃，在刀刃的兩側面上比刀刃更突出地設置彈性部件，上述彈性部件在切割時夾持硬質合成樹脂片，其特征在于，被設置在上刀刃和下刀刃的任何一方的刀刃的兩側面上的彈性部件由離刀刃近的部分的彈性部件和離刀刃遠的部分的彈性部件形成，上述離刀刃近的部分的彈性部件的硬度與離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度不同。
設置在上述的上刀刃和下刀刃的任何一方的兩側面上的彈性部件的硬度采用以下任何一種方式。
·離刀刃近的部分的彈性部件的硬度低于離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度。
·離刀刃近的部分的彈性部件的硬度高于離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度。
是前者的情況下，上述離刀刃遠的部分的彈性部件的截面最好是圓形或圓環狀。
另外，是前者的情況下，最好設置抑制上述離刀刃遠的部分的彈性部件變形的變形抑制部件。
上述上刀刃和下刀刃的刀刃尖通常是直線狀的。
本發明的上刀刃和下刀刃的刀刃尖對硬質合成樹脂片施加脆性斷裂的起點。因此，在整個硬質合成樹脂片的寬度方向上，盡量縮小上刀刃和下刀刃的插入時間差以及上刀刃和下刀刃的橫向錯動是很重要的。為了得到光滑的良好的切割，上刀刃和下刀刃的上下方向上的刀刃尖間隔的標準離差在整個橫向最好小于等于0.2mm，上刀刃和下刀刃的橫向上的刀刃尖間隔的標準離差在整個橫向最好小于等于0.1mm。
切割機在切割連續流動的硬質合成樹脂片的情況下，最好被設置在與連續流動的硬質合成樹脂片的速度同步、可在順方向上移動并且可在反方向上移動、返回的同步臺車上。
作為上述硬質合成樹脂，例如有丙烯酸樹脂、異丁烯樹脂、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯的共聚體樹脂(MS樹脂)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂或工程塑料等。上述硬質合成樹脂片的代表例有板厚度為0.5～20mm、橡膠成分的添加比率為0或不足10％的丙烯酸樹脂。
由于本發明具有以上構成、通過脆性斷裂切割硬質合成樹脂片，因此可以實現不產生切屑、切割時間短、切割精度高的切割機。并且，由于硬質合成樹脂片在切割時可以在以切割位置為中心彎曲的狀態下進行脆性切割，因此可以得到光滑的切割面。
圖1是表示本發明的一個實施方式的正視圖。
圖2是詳細表示圖1的擠壓機部分的裝置圖。
圖3是表示工件支撐輥與工件夾板的構成圖。
圖4是表示上刀具卡盤的立體圖。
圖5(a)是圖4的A-A線剖視圖、(b)是圖4的B-B線剖視圖、(c)是圖4的C-C線剖視圖。
圖6是表示下刀具卡盤的立體圖。
圖7(a)是圖6的A-A線剖視圖、(b)是圖6的B-B線剖視圖、(c)是圖6的C-C線剖視圖。
圖8是表示切割機的上側底座部的正面剖視圖。
圖9是表示切割機的下側底座部的正面剖視圖。
圖10是表示上刀刃與下刀刃設置關系圖。
圖11是表示刀具卡盤的其他例，(a)是上刀具卡盤的剖視圖、(b)是下刀具卡盤的剖視圖。
圖12是表示刀具卡盤的其他例，(a)是上刀具卡盤的剖視圖、(b)是下刀具卡盤的剖視圖。
圖13是表示刀具卡盤的其他例，(a)是上刀具卡盤的剖視圖、(b)是下刀具卡盤的剖視圖。
具體實施例方式
以下根據附圖、就本發明的理想實施方式進行說明。
在圖1和圖2中，左起依次設置有擠壓機1、模具2、軋制輥3、導輥4、牽引輥5和同步臺車6。
擠壓機1對丙烯酸樹脂等熱可塑性樹脂進行加熱熔融。熱可塑性樹脂被擠壓機1加熱、在熔融狀態下被混勻，連續輸送到模具2。加熱溫度為大于等于熱可塑性樹脂的熔融溫度的溫度。
被加熱熔融的熱可塑性樹脂被從模具2例如以10m/分～30m/分的速度擠壓成片狀。模具2可以使用例如通常的T模具。模具2可以單層擠壓熱可塑性樹脂，也可以雙層或三層以上的多層擠壓。通過利用單層擠壓模具可以形成單層的連續片。通過利用多層擠壓模具同時擠壓兩種以上的熱可塑性樹脂，可以形成多層的連續片。在該模具2上，由于熱可塑性樹脂被從擠壓機1連續輸送，因此，熱可塑性樹脂被從模具2連續擠壓出。被從模具2擠壓出的硬質合成樹脂片7的厚度通常大于等于0.5mm、通常小于等于20mm。并且，硬質合成樹脂片7的寬度通常大于等于0.5m、最好大于等于1m、通常小于等于3m。
硬質合成樹脂片7被從模具2擠壓出后被原封不動地輸送，可通過后述的切割機10的上下的刀刃12A、12B進行切割，但在圖示的裝置中，通過軋制從模具2擠壓出的硬質合成樹脂片7的軋制輥3、將硬質合成樹脂片7軋制后向切割機10輸送。軋制輥3的直徑通常為15cm～60cm左右。從模具2擠壓出的硬質合成樹脂片7被軋制輥3軋制。軋制輥3的根數只要是可以夾持硬質合成樹脂片7進行軋制的兩根以上即可，沒有特別限制，但是在圖示的裝置中使用了三根軋制輥3。從模具2擠壓出的硬質合成樹脂片7首先被夾在第一軋制輥3和第二軋制輥3之間軋制后，一面被卷在該第二軋制輥3上、一面通過被夾在第二軋制輥3和第三軋制輥3之間再次進行軋制。這樣，通過擠壓機1、模具2以及軋制輥3組成的裝置A，以一定的速度、例如以1m/min的速度、連續地擠壓厚度為4mm、寬度為1500mm的丙烯酸樹脂片。
硬質合成樹脂片7一面被多個導輥4引導，一面被夾持輥等的牽引輥5牽引、向擠壓方向輸送。有時也有利用夾持輥等向硬質合成樹脂片7的單面或兩面粘貼保護膜的情況。硬質合成樹脂片7在被輸送期間也可以進行冷卻。
同步臺車6裝載在沿著與硬質合成樹脂片7的移動方向平行設置的一對軌道8上。同步臺車6最初位于左側的起始位置，通過臺車驅動裝置9可向右方向移動以及向左方向移動、返回到起始位置。在牽引輥5上組裝有檢測輥的轉數的回轉式編碼器。根據來自回轉式編碼器的信號，臺車驅動裝置9被控制裝置控制，使同步臺車6配合硬質合成樹脂片7的應該切割位置的移動而移動。
切割機10被裝載在同步臺車6的上部。切割機10的構成是將上刀刃12A設置在可上下動的上側底座11、將下刀刃12B設置在固定的下側底座13上，上刀刃12A和下刀刃12B相對于硬質合成樹脂片7的上下進行配置。上刀刃12A和下刀刃12B是向硬質合成樹脂片7的橫向直線延伸的帶狀刀具，具有比硬質合成樹脂片7的寬度長的長度。
切割機10的主要技術參數如下。
最大切割寬度1700mm加壓能力400kN沖程100mm(連續運轉時)日光194mm無負載下降速度20mm/sec加壓時下降速度9mm/sec切入速度31mm/sec圖3所示的工件支撐輥14和工件夾板15被設置在上下刀刃12A、12B的前后位置上。工件支撐輥14的構成是在供給硬質合成樹脂片7時上升、支撐硬質合成樹脂片7，在切割時下降。工件夾板15由設置在下方的工件支承15a和設置在上方的工件壓板15b構成。工件壓板15b的構成是在供給硬質合成樹脂片7時上升、在切割時下降，在切割時輕輕地限制硬質合成樹脂片7、防止在切割位置上的硬質合成樹脂片7的振動，使其姿勢穩定。供給硬質合成樹脂片7時的工件支撐輥14的高度被設定為硬質合成樹脂片7不與后述的上下刀具卡盤16A、16B接觸的高度，切割時的工件夾板15的工件支承15a的高度被設定為低于該高度。
以下根據圖4～圖7、就上下刀具卡盤16A、16B進行說明。
如圖4和圖5所示，上刀具卡盤16A由一對相鄰設置的保持構件17、被固定在一對保持構件17的各外側面的多個夾持用錐形構件18、被夾在一對保持構件17的內側面之間進行固定的一片帶狀的湯姆遜刀刃構成的上刀刃12A以及設置在上刀刃12A兩側的一對彈性部件19A構成。
各保持構件17由具有比硬質合成樹脂片7的寬度長的長度的矩形截面的方桿構成。夾持用錐形構件18是截面為略直角三角形的塊，在保持構件17的縱向、等間隔地通過螺栓20固定在五處。上刀刃12A被螺栓·螺母裝置21固定在一對保持構件17之間。上刀刃12A具有比硬質合成樹脂片7的寬度長的長度，刀刃尖從保持構件17的一面突出。彈性部件19A由矩形截面的細長的橡膠制的海綿板構成，被設置在上刀刃12A的刀刃尖的兩側、與保持構件17的面粘接固定。
下刀具卡盤16B(參照圖6和圖7)在保持構件17、夾持用錐形構件18以及在下刀刃12B上、與上刀具卡盤16A相同。但是，彈性部件19B的構成不同。下刀具卡盤16B的彈性部件19B由離刀刃近的部分的彈性部件(以下稱為內側彈性部件)22和離刀刃遠的部分的彈性部件(以下稱為外側彈性部件)23構成。而且，下刀具卡盤16B在外側彈性部件23的外側、即比外側彈性部件23離刀刃更遠的部分上還具有抑制外側彈性部件23變形的變形抑制部件24。內側彈性部件22由矩形截面的細長的橡膠制的海綿板構成。外側彈性部件23由尼龍制的軟管構成。變形抑制部件24是由水平的底板和垂直立起板構成的截面為L字形的薄不銹鋼板，在變形抑制部件24的立起片與外側彈性部件23之間設置間隙，抑制外側彈性部件23的過多的變形。變形抑制部件24是將立起板設置在外側、與保持構件17的面粘接，內側彈性部件22和外側彈性部件23被粘接固定在變形抑制部件24的底板面上。具有該構成的下刀具卡盤的切割機適合于切割厚度小于等于5mm的硬質合成樹脂片。
上刀具卡盤16A的彈性部件19A和下刀具卡盤16B的內彈性部件22具有相同的厚度和硬度，比上下的刀刃12A、12B稍微突出地設置。不向彈性部件19A、19B施加壓力時，上下的刀刃12A、12B的刀刃尖不從彈性部件19A、19B突出，不會切傷手指。下刀具卡盤16B的外側彈性部件23具有與內側彈性部件22相同的高度，硬度被設定成高于內側彈性部件22的硬度。
將與上刀具卡盤16A的一對保持構件17上的上刀刃12A的刀刃尖相反側的面作為基準面17a，一對夾持用錐形構件18的錐形面18a向著基準面17a擴展。將與下刀具卡盤16B的一對保持構件17上的下刀刃12B的刀刃尖相反側的面作為基準面17b，一對夾持用錐形構件18的錐形面18b向著基準面17b擴展。
如圖8和圖9所示，上下的刀具卡盤16A、16B被安裝在切割機10上。
在圖8中，在形成固定在切割機10的上側底座11的上側基板26的基準面的下面、在與硬質合成樹脂片7的移動方向成直角方向上、基準錐形構件25被等間隔地固定在五處。而且，夾持錐形構件27在形成上側基板26的基準面的下面、被與基準錐形構件25相對地設置。夾持錐形構件27在通過螺栓·螺母裝置28被固定在上側基板26上的截面L字形部件29上，被沿著形成上側基板26的基準面的下面可前后移動地安裝，通過無圖示的汽缸可相對基準錐形構件25進退移動。基準錐形構件25和夾持錐形構件27在相對的面上分別具有錐形面25a、27a，兩個錐形面25a、27a向著上側基板26的下面擴展。
如圖9所示，在形成被固定在切割機10的下側底座13上的下側基板30的基準面的上面也與上述上側底座11側相同地設置基準錐形構件25和夾持錐形構件27。
將上刀具卡盤16A安裝在切割機10上時，如圖8所示，向被固定在上側底座11上的上側基板26、基準錐形構件25、以及被夾持錐形構件27圍住的截面略梯形的間隙上從縱向插入上刀具卡盤16A，通過汽缸將夾持錐形構件27按壓在基準錐形構件25側后，夾持用錐形構件18的錐形面18a被按壓在基準錐形構件25的錐形面25a上的同時，基準面17a被按壓在上側基板26的基準面上，正確地確定位置，上刀具卡盤16A被固定。
下側底座13側也與上述相同，如圖9所示，下刀具卡盤16B被安裝。
本發明的上刀刃12A和下刀刃12B的刀刃尖向硬質合成樹脂片7施加脆性斷裂的起點。因此，為了得到光滑的良好的切割面，如圖10所示，上刀刃12A和下刀刃12B上下方向上的刀刃尖間隔L1的標準離差在整個寬度方向小于等于0.2mm，上刀刃12A和下刀刃12B橫向上的刀刃尖間隔L2的標準離差在整個寬度方向小于等于0.1mm。
以下就切割機10的動作進行說明。
從模具2被連續擠壓的硬質合成樹脂片7被牽引輥5牽引、放置在工件支撐輥14上，以規定的速度向后方流動。硬質合成樹脂片7的切割位置到達切割機10的上刀刃12A和下刀刃12B的位置時，通過來自組裝在牽引輥5上的回轉式編碼器中的信號，臺車驅動裝置9被控制裝置控制、使同步臺車6移動，同步臺車6與硬質合成樹脂片7的速度同步、開始向后方移動。
然后，工件支撐輥14下降、離開硬質合成樹脂片7的同時，工件夾板15的工件壓板15b下降、輕輕按壓硬質合成樹脂片7。并且，由于切割機10的上側底座11下降，上刀刃12A向著下刀刃12B下降、上刀刃12A和下刀刃12B雙方的彈性部件19A、19B與硬質合成樹脂片7接觸。而且，一旦上刀刃12A下降，上刀刃12A和下刀刃12B切入硬質合成樹脂片7的上下面的同時，上刀刃12A和下刀刃12B方的彈性部件19A、19B被壓縮。此時，由于設置在下刀刃12B的兩側面的彈性部件19B由內側彈性部件22和外側彈性部件23構成，內側彈性部件22的硬度低于外側彈性部件23的硬度，因此，硬質合成樹脂片7被設置在上下刀刃12A、12B的兩側面的彈性部件19A、19B夾持的同時，向下凸狀地彎曲。而且，一旦上刀刃12A向著下刀刃12B下降，彎曲的硬質合成樹脂片7的凸面側的下刀刃12B向硬質合成樹脂片7切入0.2～0.5mm時，脆性斷裂從刀刃尖開始擴大，硬質合成樹脂片7被切割。
一旦檢測到已經進行了切割，切割機10的上側底座11則上升，工件支撐輥14上升、支撐硬質合成樹脂片7的同時，工件夾板15的工件壓板15b上升、從硬質合成樹脂片7上離開。然后，同步臺車6向硬質合成樹脂片7流動的反方向移動，返回起始位置進行待機，直到硬質合成樹脂片7移動規定的長度。
根據上述切割機10，與特開2001-322096號公報所述的切割機相比較，彎曲集中在硬質合成樹脂片7的切割位置上，切割位置的部分的彎曲增大。因此，上刀刃12A的每下降距離的彎曲變化增大。其結果，硬質合成樹脂片7的整個橫向同時開始脆性斷裂，因此，脆性斷裂在板厚度方向進行，減少向橫向進行，因此切割面變得光滑。并且，脆性斷裂開始時的脆性斷裂進行側的刀刃(在上述實施方式中是上刀刃12A)的切入量的標準離差穩定，因此減少了棘毛等切割不良的產生。
圖11是表示本發明其他實施方式。本實施方式的下刀具卡盤的構成與上述實施方式不同。與上述實施方式的不同點如下。本實施方式的下刀具卡盤的外側彈性部件23由圓形截面的硬橡膠桿構成，不設置在上述實施方式中設置的變形抑制部件。具有該下刀具卡盤的切割機適合于切割厚度小于等于5mm的硬質合成樹脂片。
圖12是表示本發明的其他實施方式。本實施方式的下刀具卡盤的構成與上述實施方式不同。與上述實施方式的不同點如下。本實施方式的下刀具卡盤的外側彈性部件23由矩形截面的硬橡膠桿構成，不設置在上述實施方式中設置的變形抑制部件。具有該下刀具卡盤的切割機適合于切割厚度大于等于3mm的硬質合成樹脂片。
圖13是表示本發明的其他實施方式。本實施方式的下刀具卡盤的構成與上述實施方式不同。與上述實施方式的不同點如下。本實施方式的下刀具卡盤的內側彈性部件22的硬度高于外側彈性部件23的硬度。即，將圖12所示的內側彈性部件設置在外側，將外側彈性部件設置在內側。因此，內側彈性部件22由矩形截面的硬橡膠板構成，外側彈性部件23由矩形截面的橡膠制海綿板構成。具有該下刀刃卡盤的切割機適合于切割厚度大于等于3mm的硬質合成樹脂片。
另外，在本發明中，如果外側彈性部件23的截面形狀為圓環形或圓形，則硬質合成樹脂片被保護膜覆蓋的情況下，具有切割時不容易產生保護膜剝離的特長。
另外，在本發明中，彈性部件19A、19B的形狀不局限于上述的實施方式，可以進行適當的選擇。
權利要求
1.一種切割機，具有上下相對設置的上刀刃和下刀刃，在刀刃的兩側面上比刀刃更突出地設置彈性部件，所述彈性部件在切割時夾持硬質合成樹脂片，其特征在于，被設置在上刀刃和下刀刃的任何一方的刀刃的兩側面上的彈性部件由離刀刃近的部分的彈性部件和離刀刃遠的部分的彈性部件形成，所述離刀刃近的部分的彈性部件的硬度與離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度不同。
2.如權利要求1所述的切割機，其特征在于，離所述刀刃近的部分的彈性部件的硬度低于離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度。
3.如權利要求2所述的切割機，其特征在于，所述離刀刃遠的部分的彈性部件的截面是圓形或圓環狀。
4.如權利要求2或3所述的切割機，其特征在于，設置抑制所述離刀刃遠的部分的彈性部件變形的變形抑制部件。
5.如權利要求1所述的切割機，其特征在于，離所述刀刃近的部分的彈性部件的硬度高于離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度。
6.如權利要求1至5中任一項所述的切割機，其特征在于，所述上刀刃和下刀刃的刀刃尖是直線狀的。
7.如權利要求6所述的切割機，其特征在于，所述上刀刃和下刀刃的上下方向上的刀刃尖間隔的標準離差在整個橫向小于等于0.2mm，上刀刃和下刀刃的橫向上的刀刃尖間隔的標準離差在整個橫向小于等于0.1mm。
8.如權利要求1至7中任一項所述的切割機，其特征在于，切割機被設置在同步臺車上，所述同步臺車與連續流動的硬質合成樹脂片的速度同步，可在順方向上移動并且可在反方向上移動、返回。
9.如權利要求1至8中任一項所述的切割機，其特征在于，所述硬質合成樹脂片為板厚為0.5～20mm、橡膠成分的添加比率為0或不足10％的丙烯酸樹脂片。
10.一種標準尺寸片的制造裝置，其特征在于，具有如權利要求1至9中的任一項所述的切割機和將被加熱熔融的硬質合成樹脂連續地擠壓成片狀、形成硬質合成樹脂片的模具，通過所述切割機將從所述模具被擠出、在擠壓方向連續流動的硬質合成樹脂片在橫向切割。
全文摘要
本發明提供一種切割機，可以對硬質合成樹脂片、尤其是寬的、板厚薄的、橡膠成分的添加量少的丙烯酸樹脂等的硬質合成樹脂片以高質量的切割面進行切割。并且，提供從連續流動的硬質合成樹脂片中不產生切屑地切割出標準尺寸片的切割機。切割機(10)具有上下相對設置的上刀刃(12A)和下刀刃(12B)，在刀刃的兩側面上件比刀刃更突出地設置彈性部件(19A、19B)，上述彈性部件在切割時夾持硬質合成樹脂片(7)，被設置在上刀刃和下刀刃的任何一方的刀刃的兩側面上的彈性部件由離刀刃近的部分的彈性部件和離刀刃遠的部分的彈性部件形成，上述離刀刃近的部分的彈性部件的硬度與離刀刃遠的部分的彈性部件的硬度不同。
文檔編號B26D7/01GK1757493SQ20051010756
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年10月8日
發明者樫本尊久, 綿貫旨彥 申請人:住友化學株式會社