适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具

摘要

本发明公开了适用于连续加工的正六边形再造烟叶的分切原理、方法和特殊动刀结构，动刀切割部正面投影呈梯形状，切割部的侧面投影呈刀刃向动刀滚动方向逐步向弯曲的弧形形状切割部，其中部开设有至少一个前后面贯通的导流口；刀刃面向切割面的一侧开设有连通至所述导流口的导流槽；所述刀刃端面为平面且刀刃的背边为直线边。动刀上有投影形状呈梯形的三个相连接的切割平面与一个向内凹的圆弧形切割曲面相交，形成一条具有双尖的弧形主切割刃。切割时，主切割刃上的双尖先戳破连续输送的再造烟叶，继而弧形切割部逐步经过定刀，形成对连续再造烟叶的剪切，经过两排相邻动刀的错位切割，可对连续的再造烟叶分切出正六边形的独立片状再造烟叶。

说明书

技术领域

本发明专利涉及再造烟叶加工技术领域，尤其涉及适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具。

背景技术

分切机作为再造烟叶生产企业重要设备之一，其主要功能是为后续卷烟企业加工提供适于切丝工艺的片形均匀，大小符合工艺要求的正六边形片形的再造烟叶产品，满足卷烟企业后续加工适用性问题。

目前，再造烟叶行业常用的再造烟叶形状为四边形和不规则片形，正六边形片形受再造烟叶分切的连续加工限制，分切难度大，目前还没有实际应用的先例，目前，已知的六边形分切装置有云南昆船 [CN111011910A]的六变形再造烟叶分切机，福建中烟[CN206433753U] 的再造烟叶分切加工装置，均不能实现正六边形再造烟叶的分切。本发明专利已通过实际使用验证，能保证连续加工出正六边形再造烟叶产品。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有四边形或不规则片形再造烟叶在后续切丝过程中存在的片形尺寸不均匀、损耗大、烟丝长度分布离散等不足，克服再造烟叶分切过程中容易粘刀、分切刀具不耐用等问题，提供了一种耐用且可满足连续分切正六边形再造烟叶产品的分切方法和分切刀具。

为了解上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法，包括定刀和动刀相互作用将再造烟叶分切的步骤，步骤中：动刀在切割过程中，相邻两排动刀错位排列在动刀辊上，刀辊旋转时，弧形主切割刃旋转状态下，形成轴向截面为梯形的切割面，使得在定刀和动刀相互作用，分切得到正六边形再造烟叶产品。

进一步的，动刀在旋转时，主切割刃上的双尖先戳破连续的再造烟叶，继而在旋转中，弧形切割刃再逐步经过定刀，形成对连续再造烟叶的剪切，且经过两排相邻动刀的错位切割，分切出正六边形再造烟叶产品。

本发明的另一方面，还公开了适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切刀具，动刀包括底部的安装部和上部的切割部，切割部正面投影呈梯形状，切割部的侧面投影呈刀刃向动刀辊动方向逐步向弯曲的弧形形状，切割部中部开设有至少一个前后面贯通的导流口；刀刃面向切割面的一侧开设有连通至所述导流口的导流槽；所述刀刃端面为平面且刀刃的背边为直线边。

进一步的，所述刀刃为投影形状呈梯形的三个相连接的切割平面与一个向内凹的圆弧形切削曲面相交，形成一条具有双尖的弧形主切割刃。

进一步的，所述导流槽呈向内凹的弧槽型的弧形导流槽，且弧形导流槽的两侧边的顶点与刀刃两侧端的顶点重合，使得所述刀刃的俯视投影呈切割边为月牙弧线形、相对的背边为直线形。

进一步的，所述导流槽的弧槽深度从刀刃顶部至下方逐步加深，直至连通至导流口。

进一步的，所述导流口为一个形状呈近似梯形的多边形；面积大于正六边形再造烟叶产品的单片面积且能保证正六边形再造烟叶产品在分切过程中能顺利通过。

进一步的，所述切割部正面投影呈等腰梯形，安装部呈长方形，动刀为一体成型，导流口为一个形状呈近似梯形的多边形。

进一步的，所述动刀的导流口的内侧边缘上设有斜导角边。

本发明的工作原理介绍：

动刀安装在动刀辊上，沿横向按特定的间距并排排列，前后相邻的两排上的动刀前后错位排列，在切割面上还设置有和动刀配合切割的定刀，定刀的切口大小与动刀的刀片大小规格以及需要切割成型的物料形状尺寸相适配，再造烟叶纸张斜上方给料，配合位于再造烟叶背后的定刀，经过相邻的两排动刀切割下，正好切割出正六边形的再造烟叶成品，再从动刀辊下方完成出料。而现有技术中，因为刀刃部分的内弯，导致分切后的成品形状是带有凸凹边的近似六边形，而非正六边形；另一方面，发明人经过多次试验发现，现有技术中刀片不具有开口，虽然刀刃部分是内弯的，还是会导致在设备运作过程中因刀片产生的气流在切割部位产生形成湍流，湍流会影响进料纸张概率性的出现抖动，导致切割量变化，造成切割形状变化，并且刀片不做开口设计，使其整个过程类似风机运作，会产生气流还限制了切割的转速、增大了电机的扭力和功耗成本。在本发明的动刀结构设计中，首先，在切刀面开设前后面贯通的导流口，使得旋转过程中的气流能够顺导流口处有效的排出，减少分切过程中的空气乱流，使产品稳定、有序行进；其次，在刀刃面向切割面的一侧开设有连通至所述导流口的导流槽，能够将刀刃部分遇到的空气气流从导流槽内引流到导流口排出，即在动刀和再造烟叶切割的瞬间，刀刃和再造烟叶面之间的局部空气能够被导流槽引流，不会使气流流向再造烟叶所在方向使其造成气流变动导致再造烟叶纸幅形变或扬起，保障了分切部分的稳定性和切割紧密度，降低了分切过程中的未完全切割割断的概率，也提高了成品形状的规整性和一致性，也有效防止了分切时的碎料碎沫吸附、粘贴在动刀刀身上，减少了对物料的粘连量，降低了需要人工停机清理动刀刀身的次数，有利于连续化生产的推进；同时，导流槽的凹槽结构，也使得刀刃的俯视投影呈切割边为月牙弧线形、相对的背边为直线形，即朝向切割面的一侧为月牙弧线形，配合上刀刃部分的弯曲弧形，使得在切割的瞬间，是刀刃两端的最尖锐的刀尖部分首先刺破再造烟叶纸张面，再逐步和整个刀刃接触完成一次切断，形成一个由点到面的切割过程，将刀刃和纸张的切割阻力实现了由集中到局部分散再汇总的过程，有效的缓冲了切割时对刀刃的摩擦受力分散方式，延长了刀刃在连续工作中的使用寿命，且该过程中被刀刃转动压缩的气流会顺势从导流槽向导流口完成排出，使得切割过程精准而完整；最后，由于导流槽的设计，刀刃口的另一边，即刀背的背边可以为直线型的设计，从而保障了整个刀刃的两切割斜边一切割顶边均为直线型构成的正梯形，两排动刀切过后的一片物料就形成了完整的正六边形形状。

与现有技术相比，本发明所具备的有益效果：

(1)动刀刀刃下方设计的导流槽，使得刀刃的刃口边缘呈内凹的月牙弧形，减少了动刀与再造烟叶的生产时的接触面，配合动刀刀刃部分的整体弯曲结构，加强了刀刃的受力强度，减轻了刀刃的负担，延长了刀刃的使用寿命，实现长时间的连续化生产不需要停机更换动刀。

(2)动刀上的导流口设计以及导流槽的设计，使得旋转过程中的气流能够顺导流口处有效的排出，降低了设备运作过程中的风阻，能降能耗，也能进一步提高转速；还能避免大量的分切碎屑、碎料等因为静电等因素吸附粘附在动刀刀身上的问题，导流槽能在切割部分在高速分切过程中的空气气流从导流槽内引流到导流口排出，避免了局部的气流形成湍流对再造烟叶产生的影响，保障了成品形状的均匀性和一致性，提高了分切品质。

(3)由于导流槽的设计使得刀刃刀背的背边为直线型，从而保障了分切获得的单片再造烟叶物料是完整、真实的正六边形形状，从而明显减少片形不均匀造成的小片、碎片和碎末损耗，同时，正六边形的产品在六个边和对角线的尺寸更为一致，满足了后续的切丝加工环节获得的烟丝长度更加均匀，大大减少碎、短烟丝损耗，有效、明显地提高再造烟叶的使用品质。

附图说明

图1为本发明适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具在再造烟叶分切装置中安装使用的结构状态示意图；

图2为本发明适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具的立体结构示意图；

图3为本发明适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具在应用中的排列安装示意图；

图4为动刀组和定刀之间的结构适配示意图；

图5为动刀组和定刀之间对再造烟叶的分切部位的切割状态立体结构示意图；

图6为本发明适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具在运作过程中对气体的导流原理示意图；

图7为刀刃与再造烟叶表面切割瞬间的结构示意图；

图8为本发明所切割出正六边形的再造烟叶的结构示意图；

其中：1—动刀、2—定刀、1-1—安装部、1-2—切割部、1-3—刀刃、1-4—导流口、1-5—导流槽、1-6—切割边、1-7—背边、1-8—斜导角边、3—再造烟叶、3-1—正六边形的再造烟叶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：适用于连续加工的正六边形再造烟叶分切方法及其刀具，本实施例所述的动刀1，如图1、图3所示，需要安装在再造烟叶3的分切加工装置的切刀辊上使用，动刀1成排数横排布置，且相邻的前后两排动刀组之间相互错位半个动刀1刀身的距离进行安装，具体的动刀尺寸、每个动刀1之间的间距，每排动刀组前后之间的间距，需要根据切割物料的尺寸、切刀辊的转速等等数值计算并适配安装。

如图4、图5所示，再造烟叶3从上方连续下料，经过定刀2和动刀1之间，下料过程中同步经历相邻的两排动刀1切割，如图8所示，正好切割出一组正六边形的物料，物料再从动刀1辊下方完成出料。

如图2所示，动刀1包括底部的安装部1-1和上部的切割部1-2，切割部1-2正面投影呈梯形状，切割部1-2的侧面投影呈刀刃1-3向动刀1辊动方向逐步向弯曲的弧形形状，切割部1-2中部开设有至少一个前后面贯通的导流口1-4；刀刃1-3面向切割面的一侧开设有连通至所述导流口1-4的导流槽1-5；所述刀刃1-3端面为平面且刀刃 1-3的背边1-7为直线边。导流槽1-5呈向内凹的弧槽型的弧形导流槽1-5，且弧形导流槽1-5的两侧边的顶点与刀刃1-3两侧端的顶点重合，使得所述刀刃1-3的俯视投影呈切割边1-6为月牙弧线形、相对的背边1-7为直线形。

定刀和动刀相互作用将再造烟叶分切的步骤，步骤中：动刀在切割过程中，相邻两排动刀错位排列在动刀辊上，刀辊旋转时，弧形主切割刃旋转状态下，形成轴向截面为梯形的切割面，使得在定刀和动刀相互作用，分切得到正六边形再造烟叶产品。动刀在旋转时，主切割刃上的双尖先戳破连续的再造烟叶，继而在旋转中，弧形切割刃再逐步经过定刀，形成对连续再造烟叶的剪切，且经过两排相邻动刀的错位切割，分切出正六边形再造烟叶产品。

如图6所示，在切刀面开设前后面贯通的导流口1-4，使得旋转过程中的气流能够顺导流口1-4处有效的排出，降低了设备运作过程中的风阻，能降低风阻造成的能耗，也能进一步提高转速；其次，在刀刃1-3面向切割面的一侧开设有连通至所述导流口1-4的导流槽1-5，能够将刀刃1-3部分遇到的空气气流从导流槽1-5内引流到导流口1-4 排出，即在动刀1和再造烟叶3纸张切割的瞬间，刀刃1-3和再造烟叶3面之间的局部空气能够被导流槽1-5引流，不会使气流流向再造烟叶3所在方向使其造成气流变动导致的形变或扬起，保障了分切部分的稳定性和切割紧密度，降低了分切过程中的未完全切割割断的概率，也提高了成品形状的规整性和一致性，也有效防止了分切时的碎料碎沫吸附、粘贴在动刀1刀身上，减少了对物料的粘连量，降低了需要人工停机清理动刀1刀身的次数，有利于连续化生产的推进；优选地，所述动刀1的导流口1-4的内侧边缘上设有斜导角边1-8。斜导角边1-8的设计，便于气流更加便利、迅速的通过导流口1-4，且减小了动刀刀面的正面边缘面积，使得生产过程中产生的碎渣等杂料借助气流带动迅速通过导流口，有效防止了在动刀表面上的黏连和附着，让动刀具有自清洁的作用，避免了停机人工清理的环结。

同时，如图7所示，导流槽1-5的凹槽结构，也使得刀刃1-3的俯视投影呈切割边1-6为月牙弧线形、相对的背边1-7为直线形，即朝向切割面的一侧为月牙弧线形，配合上刀刃1-3部分的弯曲弧形，使得在切割的瞬间，是刀刃1-3两端的最尖锐的刀尖部分首先接触再造烟叶3纸张面，再逐步和整个刀刃1-3接触完成一次切断，形成一个由点到面的切割过程，将刀刃1-3和纸张的切割阻力实现了由集中到局部分散再汇总的过程，有效的缓冲了切割时对刀刃1-3的摩擦受力分散方式，延长了刀刃1-3在连续工作中的使用寿命，且该过程中被刀刃1-3转动压缩的气流会顺势从导流槽1-5向导流口1-4完成排出，使得切割过程精准而完整；最后，由于导流槽1-5的设计，刀刃 1-3口的另一边，即刀背的背边1-7可以为直线型的设计，从而保障了整个刀刃1-3的两切割斜边一切割顶边均为直线型构成的正梯形，两排动刀1切过后的一片物料就形成了完整的正六边形形状的正六边形的再造烟叶3-1。

优选地、导流槽1-5的弧槽深度从刀刃1-3顶部至下方逐步加深，直至连通至导流口1-4。

优选地、导流口1-4为一个形状呈近似三角形或梯形的多边形；导流口1-4的开口面积占整个动刀1的正面面积大于正六边形产品的单片面积。

优选地、切割部1-2正面投影呈等腰梯形，安装部1-1呈长方形，动刀1为一体成型，导流口1-4为一个形状呈近似三角形或梯形的多边形。

本实施例提供正六边形再造烟叶分切刀具分切的再造烟叶产品数据，

对于需要的正六边形再造烟叶产品，在一个优选的实施例中，从数据可以看出极差越大,离散程度越大。正六边形其极差为3.10，四边形为3.40，不规则为6.60，正六边形相对四边形和不规则形再造烟叶离散程度小。

对本实施例进行进一步优化，所述正六边形再造烟叶分切刀具的进行调整，分切产品的正六边形再造烟叶检测，结果如下：

实际操作过程中由于随机取样进行片形均匀性测定，从实际操作的检测结果可以明显看出，分切后成六边形规格的再造烟叶产品，与先有工艺对比，优化后的方案，大片形占比为99.96％，中片形为0％，小片形和碎片、碎末分别为0.03％、0.01％，四边形和不规则形产品的碎片和碎末均比正六边形产品的高，正六边形碎片和碎末占比为 0.01％；四边形碎片和碎末分别为0.14％、0.19％；相对未优化方案，大片形提升34.85个百分点，碎片和碎末总体占比下降0.32个百分点，。说明本发明所提供的正六边形再造烟叶分切刀具可以大大提高再造烟叶产品片形的均匀性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。