可变形的浮动切割设备 【技术领域】
本发明涉及一种切割设备，其将被称作可变形的浮动切割设备，用于应用在任何线性切割压力小于107牛/米并且在切割方向上的容差大于0.2毫米的压力切割工艺中，这就意味着这种设备除切割其它物品外，尤其能够对由不同组分制成的夹层板进行切割。
更为具体地说，这些夹层板可以包含由织物、聚氨酯泡沫、玻璃纤维、纸等制成的具有不同厚度的层。
在顶部衬板制造技术中采用的一种典型夹层板示例由下述层构成：纸、玻璃纤维、粘结剂、聚氨酯泡沫、粘结剂、玻璃纤维、塑料膜以及织物。
也可以利用这种设备切割其它类型的材料，比如塑料或者低硬度的金属。
这种切割设备非常适用于汽车工业中，具体来说是用于制造机动车辆的顶部衬板，其中在相同的机械和相同的操作中，在对车顶进行模制的同时对多余材料进行修整。
本发明的目的在于能够吸收模具与加工机械之间可能存在的未对准、磨损以及不精确，也就是说吸收模具、刀片和压头位置在特定范围内可能存在地偏差。这是因为在任何前述类型的机械中均存在非“零”容差，但是为了实现恰当切割，需要使得参与其中的构件精确对齐，为此它们中的至少一个必须能够进行调节，直至适合其它构件的几何形状和位置。
背景技术
在本发明的实际应用领域，并且直至今日，已知三种切割形式伴随着主要垂直于待切割工件的表面进行运动：压切、剪切以及冲切。
压切的特征在于，工件被保持在刀片与冲击板之间，直至由它们所施加的压力达到足以切断该工件的值。在所述切割动作中，刀片和冲击板逐步靠拢，直至最后时刻，此时切割操作得以实施，它们之间直接发生接触。
在剪切中，刀片和冲击板发生相对运动，以便使得材料在不经受相当大压力的条件下被迫分离，并且刀片在任何时候均不会直接安置在冲击板上，其工作方式类似于剪刀的工作方式。其也被应用在切割机和模具中。
冲切可以被看作压切的一种变型，只是到了需要考虑模具和切割元件的构造的程度。但是在这种情况下，模具的可移动部分在切割操作中移动的速度非常大，以便使得仅由刀片施加切割力，由此冲击板仅用于在切割区域中支撑起工件。
本发明中的切割设备可以应用于压切系统，相对于其它两种系统来说，这一点在许多对衬板进行切割和成形(conforming)的情况下是优选的，因为其操作非常简便并且可靠。但是，为了实施压切操作，需要冲击板与刀片之间非常精确地对齐，这一点限制了其应用，并且需要频繁和专业化的维护与对齐操作。
发明概述
本发明中的切割设备可以应用于压切系统。
本发明中公开的切割设备的特征在于，参与其中的两个主要部件中之一，比如是冲击板，除了实际的切割运动之外，允许在对齐操作中发生某种程度的相对运动。这就意味着移动部件与固定部件相匹配，由此允许两个部件在各个切割循环的端点处精确耦合，以及在切割工具的使用寿命内允许随着时间流逝自动校准，并且允许在不同的机械之间精确耦合。
更具体地说，已经预见所述切割设备能够在某种程度上发生弹性变形，以及发生浮动。
具体地说，已经预见所述冲击板是柔性的，并且被以这样一种方式安装在一个弹性支撑件上，即刀片的压力会使得冲击板发生变形，来使得其适应于刀片的轮廓，同时弹性支撑件必须具有一个足够高的弹簧常数，来在边缘的所有位置上均匀地吸收和散布切割力。
钢质的冲击板必须具有足够的厚度，来防止其被刀片损伤，并且与此同时足以通过自身发生弹性变形来适应于刀片。
其中，位于所述冲击板下方的弹性支撑件必须具有足够的刚度，以允许在其表面的所有位置上具有相似的推力，并且与此同时防止所述冲击板进入其内部。
更具体地说，所述冲击板将最好由用于组F-500下的耐磨工具的合金钢制成(按照西班牙IHA标准)，同时表面硬度处于40至60HRc之间，或者说在任何情况下均由一种带有类似机械性能的材料制成。
所述冲击板可以由单张薄板制成，其厚度处于0.5至5毫米之间，或者由两张或三张薄板叠置而成，各张薄板的厚度均处于0.5至5毫米之间。
所述冲击板在整个切割线上延伸，并且由均至少为200毫米长的数个相继区段组成，并且它们的宽度处于4至50毫米之间。
所述弹性支撑件或者弹性体将具有一个处于2至8毫米之间的厚度，并且肖氏A硬度处于75至95之间。
当预见到工作温度会影响所述弹性体的效用时，在冲击板与弹性支撑件之间可以包括厚度处于0.5至2.5毫米之间，耐至少高达250℃的温度的绝热材料。
所述冲击板与弹性体或者弹性支撑件之间的连接是自由的，仅为简单支撑，这些部件的运动由用于容置它们的通道进行导引，并且被一个紧固装置约束在平行于切割方向的方向上，其中所述紧固装置借助于一个保持装置将它们保持在所述通道之内。
附图简述
为了使得说明书完整，并且为了有助于更好地理解本发明的特征，按照本发明的一个优选实施例，作为本说明书的一部分，给出了一组用于例证但非限制性的附图，示出了下述内容：
图1示出了一个按照本发明的目的实施的可变形浮动切割设备的示意性侧向正视图，其中刀片处于与冲击板分离开的状态。
图2示出了与前一附图相似的内容，只是处于工作位置，也就是说刀片压靠在冲击板上，并且冲击板和弹性支撑件均发生了变形，从而使得冲击板与刀片精确地发生耦合。
图3示出了一个用于将冲击板紧固到模具上的具体实施例的横剖面细节。
图4按照与前一附图相似的内容示出了一个用于所述紧固操作的变型实施例。
图5示出了切割设备的示意图，其被结合到用于成形一个模具的部件(凸型和凹型)中，来对衬板进行成形和切割的。
优选实施例
在这些附图中，可以看出刀片(1)和冲击板(3)如何被安装在模具中的对应部件上，从而在对车顶进行压制和成形的同时进行切割。
在图1和2中，可以看出刀片(1)如何参与到本发明所公开的切割设备中，该刀片(1)带有一个切割轮廓(2)，其可以按照对待制取工件的预见构形而采用任何构形，所述刀片(1)用于下落到一个也由钢制成的冲击板(3)上，冲击板(3)初始时是平整的，但是能够在刀片(1)的压制作用下发生变形，适应于刀片(1)的构形，如图2中所示。
钢质的冲击板(3)安置在一个弹性支撑件(4)上，该弹性支撑件(4)优选的是一个弹性体，其与冲击板(3)同时发生变形，吸收冲击板(3)的变形量，如图2中所示。
主要由薄板组成的冲击板(3)必须具有足够的厚度，来防止其被刀片(1)损伤，但是允许其和刀片(1)在经受切割力时精确地发生耦合。
如果冲击板的厚度很小，那么该冲击板将被刀片切开，而如果冲击板的厚度很大，那么将无法获得预期的变形量，因此在刀片与冲击板之间将产生间隙，导致切割不合适。
其中，弹性体(4)必须具有足够的刚度，以允许在其所有位置上具有相似的推力，并且与此同时防止冲击板刺入其中。
柔软的弹性体将会导致冲击板进入其内部，造成对其产生剪切作用，而对于非常坚硬的弹性体来说，即使实现了变形来使得刀片与冲击板相匹配，也将在压力方面存在差异，这也将会导致在某些位置处产生切割欠缺，并且会增大在刀片中产生磨损或者过早损坏的风险。
对于前述参数来说，最为合适的值已经在前面陈述过。
所述冲击板的运动必须局限于其壳体之内，以防止其在刀片回缩时被刀片拉出。
下面对两种可能的方案进行描述。在图3所示出的横剖面细节中，已经示出了用于将冲击板(3)紧固到模具(5)上的第一具体实施例，尤其是紧固在模具(5)上的通道(6)之内，在该实施例中，所述通道(6)的宽度明显大于冲击板(3)，从而使得在将弹性体(4)安置于所述通道(6)之后并且存在绝热材料(7)的情况下，在一个楔状物(8)的协助配合下实施固定，其中楔状物(8)压配合在通道(6)中由冲击板(3)剩余的自由空间内。
尽管如此，如图4中所示，冲击板(3)也可以与通道(6)具有相同的宽度，从而借助于一个紧固螺钉(9)将冲击板(3)与弹性体(4)和绝热材料(7)一同固定在模具上，其中紧固螺钉(9)相对于冲击板(3)侧向设置，与前一附图所示实施例中的压配合楔状物(8)相同。
作为任选性的绝热材料(7)，其目的是在工作温度足够高而使得弹性体中的材料发生质量退化时，防止热量从模具传递给冲击板。
利用前述的结构，所产生的大量优点可以归结为如下方面：
这种设备允许相同的工具被用在不同的机械中，却无需象先前那样进行调节。
当切割工具在不同机械中更换、修复或者采用时，无需额外的人工操作即可获得良好对齐。
随着它们离开模制切割机械，所制得的工件可以被直接安装起来，避免了后续进行重复工作。
通过在所有循环中使得切割力沿着整个切割线均匀分布，并且由此尤其防止切割力集中在刀片或者冲击板的边缘区域，明显减少了在刀片(1)和冲击板(3)上的过度或者异常磨损。
能够在无需进行校准的条件下进行更换。
其维护操作简便，无法非常专业的操作工人。
可以在工作机本身上解决切割缺陷。
切割质量明显提高，确保了在更宽泛的环境下进行所述切割。
允许利用不同的切割力进行工作，这一点使得能够利用相同的工具对不同材料进行工作，或者根据需要进行部分切割或明显切割。