记录材料的成形设备、裁纸装置以及冲裁装置.pdf

本发明公开了一种记录材料成形设备、裁纸装置以及冲裁装置，其中，裁纸装置用于将各种规格的平面图案裁切成规定宽度；冲裁装置用于对规定宽度的平面图案进行冲裁；所述裁纸装置所裁切的平面图案的规定宽度与所述冲裁装置对所述平面图案进行冲裁时所需的记录材料的宽度相一致。

1.  一种记录材料成形设备，其包括：
裁纸装置，用于将各种规格的记录材料裁切成规定宽度；
冲裁装置，用于对规定宽度的记录材料进行冲裁；
其中，所述裁纸装置所裁切的记录材料的规定宽度与所述冲裁装置对所述记录材料进行冲裁时所需的记录材料的宽度相一致。

2.  如权利要求1所述的记录材料成形设备，其中，所述裁纸装置作为通过引导刀片作直线移动来切割载置于底板上的记录材料的裁纸装置，该裁纸装置具有：
定位板，该定位板具有与所述刀片的移动轨迹相平行且与所述底板垂直的垂直面，该垂直面和沿刀片的移动轨迹的直线之间的距离为所述规定宽度；
软质材，该软质材沿所述刀片的运动轨迹设置在所述底板上，并形成有能使刀片在其中滑动的、与刀片厚度大体一致的切口。

3.  如权利要求2所述的记录材料成形设备，其中，所述裁纸装置的保持所述刀片的保持体的下底面与所述软质材的上表面之间留有仅供记录材料出入的空隙。

4.  如权利要求1所述的记录材料成形设备，其中，所述冲裁装置具有：
刃部和平板部，该刃部具有与记录材料的所需轮廓相对应的形状，而该平板部用于载置所述记录材料，并且通过该刃部和该平板部中的至少一方的运动而使二者抵接，将载置于该平板部的所述记录材料冲裁成为所述所需轮廓；
锥形定位孔和锥形定位销，该锥形定位孔和该锥形定位销分别位于载置所述记录材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通过该锥形定位孔和锥形定位销的配合，在冲裁过程中实现所述平板部和所述刃部之间的定位；
至少两处的记录材料定位部，该至少两处的记录材料定位部位于载置所述记录材料的所述平板部，通过使该记录材料定位部与所述记录材料上预先所记录的定位图像重合，进行记录材料相对于所述平板部的定位。

5.  如权利要求4所述的记录材料成形设备，在所述冲裁装置中设置有发声部件，该发声部件能与参与冲裁运动的运动部件相连动而发声，以此进行所述冲裁过程中的载荷控制。

6.  如权利要求4所述的记录材料成形设备，所述冲裁装置中的所述刃部是由带刃的薄条围成所述记录材料的所述所需轮廓，并且该刃部的基部嵌入于刃部保持部。

7.  如权利要求6所述的记录材料成形设备，所述冲栽装置中的所述刃部所围成的区域内填充有凸出于所述刃部的软质材。

8.  如权利要求6所述的记录材料成形设备，所述冲裁装置中的所述刃部在所述冲裁过程中能不受所述刃部保持部的约束，沿与所述记录材料相垂直的方向发生微小移动；同时该刃部具有一定韧性，能在所述冲裁过程中发生微小形变。

9.  权利要求4所述的记录材料成形设备，所述冲裁装置中的所述刃部的形状为平面的或中空的圆形、心形、草莓形、桃形、树叶形、圣诞树形、方形、小车形、五角星形、荷花形、盾牌形、苹果形、花瓣形之一。

10.  一种冲裁装置，其具有：
刃部和平板部，该刃部具有与记录材料的所需轮廓相对应的形状，而该平板部用于载置所述记录材料，并且通过该刃部和该平板部中的至少一方的运动而使二者抵接，将载置于该平板部的所述记录材料冲裁成为所述所需轮廓；
锥形定位孔和锥形定位销，该锥形定位孔和该锥形定位销分别位于载置所述记录材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通过该锥形定位孔和锥形定位销的配合，在冲裁过程中实现所述平板部和所述刃部之间的定位；
至少两处的记录材料定位部，该至少两处的记录材料定位部位于载置所述记录材料的所述平板部，通过使该记录材料定位部与所述记录材料上预先所记录的定位图像重合，进行记录材料相对于所述平板部的定位。

11.  如权利要求10所述的冲裁装置，设置有发声部件，该发声部件能与参与冲裁运动的运动部件相连动而发声，以此进行所述冲裁过程中的载荷控制。

12.  如权利要求10所述的冲裁装置，所述刃部是由带刃的薄条围成所述记录材料的所述所需轮廓，并且该刃部的基部嵌入于刃部保持部。

13.  如权利要求10所述的冲裁装置，所述刃部所围成的区域内填充有凸出于所述刃部的软质材。

14.  如权利要求10所述的冲裁装置，所述刃部在所述冲裁过程中能不受所述刃部保持部的约束，沿与所述记录材料相垂直的方向发生微小移动，同时该刃部具有一定韧性，能在所述冲裁过程中发生微小形变。

15.  权利要求10所述的冲裁装置，其中，所述刃部的形状为平面的或中空的圆形、心形、草莓形、桃形、树叶形、圣诞树形、方形、小车形、五角星形、荷花形、盾牌形、苹果形、花瓣形之一。

16.  一种裁纸装置，作为通过引导刀片作直线移动来切割载置于底板上的记录材料的裁纸装置，
该裁纸装置具有：
定位板，该定位板具有与所述刀片的移动轨迹相平行且与所述底板垂直的垂直面，该垂直面和沿刀片的移动轨迹的直线之间的距离为所述规定宽度；
软质材，该软质材沿所述刀片的运动轨迹设置在所述底板上，并形成有能使刀片在其中滑动的、与刀片厚度大体一致的切口。

17.  如权利要求16所述的裁纸装置的保持所述刀片的保持体的下底面与所述软质材的上表面之间留有仅供记录材料出入的空隙。

记录材料的成形设备、裁纸装置以及冲裁装置
技术领域
本发明涉及一种记录材料的成形设备，特别涉及用于记录材料成形的裁纸装置和冲裁装置。
背景技术
目前，对于市场上已经存在的记录材料的成形设备，存在以下的问题。一方面，能制作出轮廓精美且形状复杂的记录材料的完整设备多用于记录材料的商业生产中，存在设备大型化、成本高和制作过程复杂的问题，不适宜家庭使用，特别是儿童使用的要求；另一方面，如现在市场上出现的用于成形记录材料的家庭用冲裁装置，其只能完成简单且固定图案(如只能裁切圆形)的裁切，且无相应的配套裁纸装置，因而对于复杂的图案，比如心形的、草莓形的、树叶形的、圣诞树形的、小车形的、五角星形的、荷花形的、花瓣形等，现有的家用冲裁装置根本无法实现，而用普通的裁纸刀来成形所述复杂的图案具有一定的难度和复杂度。
另外，现有技术中的作为将各种规格的记录材料裁切成规定宽度的裁切机，大多采用两刃交错的原理来进行裁切。而采用这种原理对两刃的配合精度有很高要求，否则会出现卡纸等问题。另外，现有技术的裁切机的刀刃大多暴露于外，由此很容易使手受伤。
另外，现有技术中的记录材料的轮廓成形装置主要有以下两类：第一类，以刀刃的运动来完成成形，由于受实现运动轨迹的难度和成本的制约，只能完成诸如圆形、方形等简单轮廓的成形；第二类，刀具由形状相配合的凸部和凹部组成，通过使凸部与凹部嵌合，在两刃部的交错作用下使记录材料成形，该方式对凸部与凹部的形状精度、配合精度以及相对位置精度的要求很高，因此受到体积、成本以及操作性等的制约，现有该类装置具有精度低、操作复杂、易卡纸以及记录材料的厚度和材质的适用范围窄等问题。另外，加工完成后还存在成形后的记录材料滞留于凹部中而不易取出的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种记录材料成形设备，其包括：裁纸装置，用于将各种规格的记录材料裁切成规定宽度：冲裁装置，用于对规定宽度的记录材料进行冲裁；其中，裁纸装置所裁切的记录材料的规定宽度与冲裁装置对记录材料进行冲裁时所需的记录材料的宽度相一致。
本发明的另一个目的是提供一种冲裁装置，其具有：刃部和平板部，该刃部具有与记录材料的所需轮廓相对应的形状，而该平板部用于载置所述记录材料，并且通过该刃部和该平板部中的至少一方的运动而使二者抵接，将载置于该平板部的所述记录材料冲裁成为所述所需轮廓；锥形定位孔和锥形定位销，该锥形定位孔和该锥形定位销分别位于载置所述记录材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通过该锥形定位孔和锥形定位销的配合，在冲裁过程中实现所述平板部和所述刃部之间的定位；至少两处的记录材料定位部，该至少两处的记录材料定位部位于载置所述记录材料的所述平板部，通过使该记录材料定位部与所述记录材料上预先所记录的定位图像重合，进行记录材料相对于所述平板部的定位。
图1是本发明地裁纸装置的主视图；
图2是本发明的裁纸装置的俯视图；
图3是本发明的安装有刀架组件的冲裁装置的主剖视图；
图4是本发明的没有安装刀架组件的冲裁装置的主视图；
图5是本发明的冲裁装置的侧视图；
图6是本发明的冲裁装置的运动装置的透视图；
图7是本发明的冲裁装置的滑块组件的俯视图；
图8是本发明的冲裁装置的冲裁头的透视图。
本发明的记录材料成形设备由裁纸装置和冲裁装置组成。下面结合附图，对构成本发明的记录材料成形设备的裁纸装置和冲裁装置进行详细说明。
(裁纸装置)
图1和图2分别是本发明的裁纸装置的主视图和俯视图。如图1和图2所示，本发明的裁纸装置包括：长方形的底板301，该底板301由例如有机塑料等的具有一定强度和韧性的材料形成，并且在下底面上安装有由橡胶等形成的未示出的防滑垫；硬质海绵体307，该硬质海绵体307沿刀片305的运动轨迹设置在底板301上位置上，并形成有能使刀片305在其中滑动的切口309；左、右导轨支承体302L、302R，该左、右导轨支承体302L、302R通过螺栓被固定于底板301上，并且分别设有用于安装导轨的两端的导轨安装孔：两个导轨303，该两个导轨303在与底板301垂直的平面内相互平行地架设于导轨支承部302L、302R上：刀架组件304，该刀架组件304具有通过螺合方式固定于刀架组件304的用于握持用于刀架组件304的手柄308、以及通过螺合方式固定于刀架组件304的用于夹持刀片305的刀片夹持体310，另外在刀架组件304的沿裁纸动作一侧的底面上形成有用于引导记录材料的圆角；刀片305，该刀片305的刃部呈倾斜状；定位板306，该定位板306沿其纵向看呈“L状，并通过螺钉固定于底座301上，该定位板306的定位面与刀片之间保持规定距离。
在记录材料的成形加工时，首先用裁纸装置将各种尺寸的整张记录材料剪切成规定宽度。具体地讲，先将裁制装置的刀架组件304移动至起始端(导轨支承体302L一侧)，再将记录材料载置于底板301上，并使记录材料的一边紧贴于定位板306上。然后将刀架组件304由起始端滑动至终止端。由于刀片305和定位板306之间保持规定的距离，在导轨303的引导下，能容易且笔直地完成剪切并能使载切后的记录材料具有规定的宽度。
由于刀片305在与其大致同尺寸的硬质海绵槽中滑动，因而不易发生弯曲折断。另外，由于刀架组件304的底面和硬质海绵307间的间隙仅供记录材料进出，因而能在使刀架组件304的底面起到引导和限制记录材料的同时，刀片305不会与手发生接触，从而增强了使用安全性。
(冲裁装置)
图3为本发明的安装有刀架组件的冲裁装置的主剖视图；图4为本发明的没有安装刀架组件的冲裁装置的主视图；图5为本发明的冲裁装置的侧视图。如图3、4和5所示，冲裁装置的底座412由例如有机塑料等的具有一定强度和韧性的材料形成，其形状为纵向与后述的压杆401的摆动平面相平行的长方形，并且在下底面上安装有由橡胶等形成的未示出的防滑垫，由此保证操作时的稳定性。底座412上开设有用于安装两个支承柱410的两个孔，在该支承柱410的一端形成的直径较细的螺纹部穿过所述孔并通过螺母使支承柱410经由支承板411紧固于底座412上。在支承柱410的上端通过螺栓和垫片固定有从侧面看呈“U”形的三角支承406，该三角支承406形成有两侧壁406F、406B。在三角支承406的两侧壁406F、406B的顶部开9部通过第一销轴403夹设有凸轮402，该凸轮402上螺合有一端具有螺纹部的压杆401，而在该压杆401的另一端安装有手柄424。
以下再结合图6对滑动部分的结构进行说明。在三角支承406的前、后两侧壁406F、406B的左右对称轴上，分别开设有沿纵向的纵长导向切口434，其中可滑动地穿设有第二销轴405，该第二销轴405的两端通过锁片被锁止，其前端伸出较长的距离。另外，在三角支承的第二销轴405的伸出较长距离的一侧的表面上安装有能发声的发声簧片422，该发声簧片422上形成有能在发声簧片发生规定程度的弯曲时发声的凹陷部，由此随着第二销轴的上下滑动而使发声簧片422弯曲，对该发声簧片422的位置进行设置，以使其发声时的对冲裁头417的加载为设定值。在该第二销轴405的三角支承406的前后两侧壁406F、406B之间的部分上，从前王后分别可回转地套设有前滚轮404F、连杆407的上端部和后滚轮404B，即前、后滚轮404F、404B前后对称且同轴地夹着连杆407的上端部。在连杆407上端部的下面一体地形成有直径加大而呈环状的止动环部，而在连杆407的另一端内部形成有内螺纹，经由垫片425，通过螺栓420紧固于刀架组件419上。在连杆407上部的止动环部和垫圈425之间安装有螺旋弹簧，该弹簧用于对连杆407向上进行加载，进而该向上的加载力经由第二销轴405传递至前、后滚轮404F、404B上，由此使前、后滚轮404F，404B分别抵接于凸轮402的前、后凸轮面上。为保持刀架组件419的稳定，刀架组件419可滑动地套在支承柱410上，在支承柱410的底座412和刀架组件419之间的外周上套装有螺旋弹簧，由此对刀架组件419的向下的滑动进行缓冲，同时还能有助于刀架组件419向上的复位。
再结合图8，说明刀架组件419的结构。该刀架组件419主要包括刀架主体438、冲裁头417、止动片439。如上所述的那样，刀架主体438通过位于其中的导向孔，可滑动地套在支承柱410上。该刀架主体438的下表面上形成有沿前后方向的用于收容冲裁头417的一端开9的凹槽440，而在凹槽440的中心形成有使形成于连杆下端的内螺纹部从其中穿过的孔和用于收容与连杆407的内螺纹部相螺合的螺栓的圆形凹部。在刀架主体438的凹槽440的两边缘的外侧附近分别通过螺钉安装有与凹槽440边缘平行的止动片439，并且该止动片439的一部分覆盖凹槽440的边缘部分。在凹槽440和止动片439所包围的空间内插有冲裁头417，该冲裁头417如图8所示，由用于镶嵌刃部441的镶刀板442和垂直地镶嵌于镶刀板442内的刃部441，该镶刀板442上还设有便于握持的柄部，该镶刀板442采用专用PVC板形成，它表面光滑适合于激光加工成各种形状，可保证刀片的顺利镶入，同时能保证图案的准确性，在该镶刀板442的下表面上，设有用于定位的锥形的至少两个定位销432。在刀架主体438的冲载头417的插入，一侧的凹槽440的附近还设有止动片428，其通过螺钉、压簧固定在刀架主体438上，由此能防止冲裁头417的脱出。
为了使冲裁头417的刃部441在冲裁过程中能经由纪录材料与滑块垫板451(后述)紧密接触且受力均匀，刃部441以插通的方式嵌入镶刀板442，并且刃部441的基部与镶刀板442的背面处于大致同一平面。并且，在冲裁头417背面垫有冲裁头垫板418。另外，冲裁头417上的刃部441利用专用模切刀条，该刀条刃锋利并具有一定韧性，可加工性强，适合加工各种图案的冲裁头417。由此，在冲裁过程中，刃部441能适应记录材料的厚度和抗剪切强度的不均，而相对于镶刀板442发生微小移动并自身能产生微小形变，从而使刃部441的各点作用于记录材料上的冲裁力保持均匀。另外，在镶刀板442的刃部441所围成的区域上贴有略凸出于硬质海绵444，由此即使手接触到冲裁头417的刃部441，也不会划伤手。同时，借助该硬质海绵444的弹力还能防止冲裁成形后的记录材料滞留于刃部441内。
再结合图7，对沿前后方向滑动的滑块组件415的结构进行说明。该滑块组件415具有：滑块基座450，该滑块基座450的上表面上有收容滑块垫板451和镶嵌磁铁430的凹部，并且在滑块基座450上还形成有用于和位于刀架组件的下表面的定位销432相配合的销孔453，在其下表面上形成有沿滑块组件415的滑动方向的供位于底座412上的导向销429在其中滑动的定位槽(未示出)；滑块垫板451，该垫板451由例如硬塑等的材料形成，其上表面上开设有与所冲裁的纸尺寸一致的浅槽，并且其还带有伸出于滑块基座450的手柄；盖板416，该盖板416由例如有机玻璃等的透明材料454和铁质金属框455形成，中间开设有用于使冲裁头417通过的圆形中空区域，并且沿对角方向上加工出两个定位孔456，该盖板416的一边通过开，销可旋转地连接于滑决基座450上，而其在滑块组件415的滑动方向上的两侧边的下表面贴有软质海绵457。由此在盖板416闭合时，金属框455能和磁铁块430在磁力的作用下结合。
对于由裁纸装置所裁切成的规定宽度的记录材料，使用冲裁装置进行冲裁。首先拉出滑块组件415，打开盖板416并将记录材料放在滑块垫板451上，然后盖上盖板416，通过使记录材料上的定位图像点(该定位图像点为通过另外的途径记录于记录材料上的用于冲裁定位的圆形图像)与盖板416上的定位孔456相重合，来进行记录材料的定位，并且记录材料经由软质海绵457受到盖板416的加载，由此既不会使记录材料轻易错位又不影响记录材料的定位。然后将滑块组件415推入至尽头，完成粗定位。另一方面，选择相应形状的冲裁头417，将其插入凹槽440中，下压手柄424带动凸轮402，凸轮402带动滚轮404F、404B转动，使力通过连杆407作用在刀架组件419上，随着刀架组件419的滑动，位于冲裁头417下表面的锥形的定位销432逐渐插入位于滑块组件415上表面的定位孔453中，由此实现冲裁头417和滑块组件415之间的精确定位，当冲裁头417与纸接触后，通过对凸轮曲线的设计使下压手柄的力在水平方向上不再有分量，当下压手柄424到一定位置时，会听到发声簧片422发出的清脆的声音，表明已完成裁切。另外，在硬质海绵444的弹力的作用下，冲裁成形后的记录材料从刃部441被推出。最后拉出滑块组件415，打开盖板416并取出记录材料即可得到想要的记录材料。
如上所述，不但记录材料相对于滑块垫板451能实现高精度的定位，而且冲裁头417和滑决组件415之间也能实现高精度的定位。另外，由于通过使用凸轮将手柄424的旋转运动变换成为刀架组件419的滑动，实现了在手柄424上加载很小的力即可在冲裁头417上产生数十倍的冲裁力，而且由于在力的传递过程中不产生水平分量，所以效率很高。实验证明，在图3传动装置示意图中，对于周长约110mm的圆形图案，冲裁头417处的作用力约需200公斤，而手柄424处的作用达到6公斤时即可完成冲裁。
另外，由于发声簧片422的发声，可以使操作者很好地控制对手柄424的加载力。另外由于通过使冲裁头417与垫板451之间的微小形变来实现冲裁，在省略了现有的冲裁机中所必须的下刃(与凸出的上刃相配合的凹陷的下刃)的情况下，还能得到良好的冲裁质量。
本发明可以采用各种图案的冲裁头，包括圆形、心形、草莓形、桃形、树叶形、圣诞树形、方形、小车形、五角星形、荷花形、盾牌形、苹果形、花瓣形等，甚至中空的图案。对于不同的图案只需要选用安装不同的冲裁头就可以进行冲裁，因而方便快捷。上述各种冲裁头刃部441的轮廓由Adobe Illustrator等软件设计而成。
本发明不局限于所述的具体实施方式，还包括在本发明技术方案所涵盖的范围内能作的各种变形。特别是，本发明的思想并不在于冲裁头而滑块垫板之间的运动方式和该运动的产生方式，只要是采用现有公知技术能实现冲裁头和滑块垫板中的至少一方的运动即可。例如可以采用公知的杠杆机构、螺杆机构、液压机构以及各种电动机构等。