本发明属于筷子加工技术领域，公开了一种用于筷子造型的设备，该设备采用铣刀固定而筷子运动的方式来完成筷子加工，通过设置可上下滑动的筷子装夹机构安装座，配合拉伸弹簧的上拉作用、及滑轮对造型模具的下压作用，实现筷子在被铣刀的切削过程中随造型模具顶面的起伏变化而上下起伏，进而实现在筷子一个面上加工出与造型模具的造型参照面起伏状相一致的表面形状，最终实现对筷子进行造型的目的。本发明的设备采用具有确定造型参照面的造型模具进行自动造型，一次推送仅几秒即完成一面的造型加工。与手工多次车削或打磨成型相比，效率可提高十几倍甚至几十倍。
1.一种用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，包括机架，机架上设有用于设置造型铣刀的铣刀架、和筷子装夹机构安装座；
所述筷子装夹机构安装座通过第一导轨机构可上下滑动地设置在机架上；一拉伸弹簧下端固定在所述筷子装夹机构安装座上，上端与机架固定；
所述筷子装夹机构包括平置的底板、和设置于底板上的用于固定待加工筷子的夹持组件，所述底板通过第二导轨机构可沿被夹持筷子的长度方向滑动地设置在所述筷子装夹机构安装座上；所述造型铣刀的刀刃与被夹持在夹持组件中的待加工筷子的待加工面对应；
所述底板上安装有一造型模具，所述造型模具顶面包括一段与筷子等长的造型参照面，所述造型参照面形状在筷子长度方向上的起伏变化与目标筷子一个面的表面形状在同方向上的起伏变化一致，一滑轮设置于所述造型模具的上方，用于装配所述滑轮的安装轴平置且与机架相对固定；在所述拉伸弹簧对所述筷子装夹机构安装座产生的向上的作用力下，所述造型模具顶面抵压在所述滑轮下面。
2.根据权利要求1所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述底板上用于安装造型模具的位置设有连接孔，造型模具底部对应所述连接孔的位置设螺纹盲孔，与造型模具上的螺纹孔相配合的螺栓上端从下方穿过底板上的连接孔后旋入造型模具的螺纹孔内。
3.根据权利要求1所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述夹持组件包括至少一定夹持部件和一动夹持部件，所述定夹持部件和动夹持部件上具有相对的平滑夹持面；所述定夹持部件与所述底板固定，所述动夹持部件通过第三导轨机构可滑动地设置在底板上；顺动夹持部件滑动方向设置一夹持用丝杆，在丝杆轴向上，夹持用丝杆与所述底板相对固定，夹持用丝杆的一端装有手轮，一螺纹套套装在夹持用丝杆上并与之螺纹配合，所述螺纹套与所述动夹持部件固定连接。
4.根据权利要求1所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述造型铣刀同轴安装在一铣刀电机输出轴上；所述铣刀架包括固定于机架上的刀架立板，和通过导轨机构可上下滑动地设置在所述刀架立板上的铣刀电机安装座；所述刀架立板上顺铣刀调节方向设一铣刀调节丝杆，一套装在所述铣刀调节丝杆上并与之配合的螺纹套与铣刀电机安装座固定，所述铣刀调节丝杆一端设手轮。
5.根据权利要求1所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，一连杆上端铰接在所述筷子装夹机构安装座上，下端铰接在一摆杆中部，所述摆杆一端铰接在机架上，另一端装配有踏板。
6.根据权利要求1所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述机架顶部为台面板（13），所述台面板（13）上固定有竖直设置的刀架立板（4），刀架立板（4）一侧面设有两根竖直设置的直线导轨（3），一铣刀电机（14）固定在一板状的铣刀电机安装座（5）上，所述铣刀电机安装座（5）另一面固定有两个与所述两直线导轨（3）配合的滑套（19），所述两滑套分别装配在两直线导轨上；一与所述直线导轨平行地设置的丝杆（2）装配在刀架立板上端的端板（22）上，所述丝杆（2）上端安装有手轮（1），所述铣刀电机安装座（5）上固定有一个螺纹套，所述螺纹套与所述丝杆装配在一起；所述铣刀电机输出轴上同轴装配造型铣刀（31），所述造型铣刀具有圆弧形凹状刀刃。
7.根据权利要求6所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述筷子装夹机构安装座为T形结构，包括水平设置的托板（12）和垂直固定在托板下面的竖板（26），所述竖板（26）侧面固定有两个竖直设置的直线导轨（25），机架底梁上固定有筷子装夹机构安装支架（27），筷子装夹机构安装支架（27）上端的横板（24）的一侧面设有两根分别与竖板（26）侧面设置的两直线导轨配合装配在一起的滑套（36）。
8.根据权利要求7所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述托板（12）上面设有两根水平的直线导轨（10），分别与之配合的是两个固定在筷子装夹机构的底板（9）下面的两个滑套（11）；拉伸弹簧（35）上端钩挂在所述台面板（13）底面的一挂套内，下端钩挂在与所述筷子装夹机构安装座竖板（26）固定的短柱（37）上；所述筷子装夹机构安装支架（27）的一侧立柱（23）上设有摆杆安装短轴（29），一摆杆（38）一端铰接在摆杆安装短轴（29）上，另一端装配有踏板（30），一连杆（28）上端铰接在所述筷子装夹机构安装座竖板（26）上，下端铰接在所述摆杆（38）中部。
9.根据权利要求8所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，所述筷子装夹机构的底板（9）上由左至右分别固定设置有板条状的造型模具（20）、水平设置的定夹板（21）、两直线导轨（8），与底板（9）上的直线导轨相配合的两滑套7固定在动夹板（33）下面；所述动夹板（33）与定夹板（21）平齐，所述定夹板（21）通过两个Z型支座与底板（9）固定，定夹板(21)上面设有定夹条(18)，所述动夹板(33)上面设有动夹条（32），所述定夹条（18）与动夹条（32）相对面相互正对；所述动夹板（33）下面固有一螺纹套（16），夹持用丝杆（17）装配在所述底板（9）右侧，所述夹持用丝杆（17）左侧部分与动夹板下面的螺纹套（16）装配在一起，所述夹持用丝杆右端设有装夹手轮（15），装夹手轮上设有手柄（34）。
10.根据权利要求9所述的用于对筷子进行造型加工的设备，其特征在于，台面板（13）上对应筷子装夹机构的左侧设一立柱（40），立柱上端固定一水平设置的短轴（39），短轴上安装滑轮（6），滑轮（6）圆周面为柱面。
一种用于对筷子进行造型加工的设备
技术领域
[0001] 本发明属于筷子加工技术领域，涉及筷子特殊形状的加工技术，具体的说是一种参照模具将筷子加工成特定形状的设备。
背景技术
[0002] 普通筷子的加工过程从原坯开始到成品按照先后顺序，大体上可以分为六大步骤：切坯——将经过初步处理的原料竹片切割成若干条方棱状筷坯；车坯——将筷坯一端用专门车床车削成近似锥形的筷子细端；倒棱——用砂轮或砂带对经过车坯的筷坯进行强力打磨，对筷坯棱角进行倒圆处理；截头——从筷坯粗端截断超出设计长度的部分，以形成长短一致的半成品，对于不需要上漆的筷子，一般在截头后，进行粗头成形加工，比如加工出四棱尖顶；抛光——对半成品筷子进行更细腻抛光处理，去除筷子表面的绒毛、细微的凸点等；上漆——在筷子表面涂覆油漆，也有些筷子不经过上漆的步骤，抛光后直接做为成品的。
[0003] 对于一些具有特殊造型的筷子，除上述六大步骤之外，还会根据造型本身特点，选择在截头步骤之前或之后加设有一个造型的步骤。在传统的筷子加工过程中，上述几个大步骤均由手工操作完成。近年来，随着技术的进步、加之人工成本的不断增高，陆续有专用于筷子加工中各单个环节的设备出现。但是，由于特殊造型的复杂性和非常规性，特殊造型这一环节仍需手工来完成。然而，由于筷子特殊造型一般都不具有规则性，其表面轮廓并非由常规的直线组成，手工用刀具在筷子切削出这种不规则的表面形状，是非常困难且效率非常低下的。加工一根筷子甚至要十几分钟，根本不适合批量生产。而且手工造型时手持刀具或筷子的移定幅度、切削力度等均非常难以把握，手工造型完成的不同根筷子之间的形状差异非常大，产品效果很不理想。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决手工作业效率低下的问题，提出了一种可以方便工人对筷子进行造型的设备，以提高筷子加工效率，降低成本，提升筷子生产能力。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006] 一种用于对筷子进行造型加工的设备(简称筷子造型设备)，包括机架，机架上设有用于设置造型铣刀的铣刀架、和筷子装夹机构安装座；所述筷子装夹机构安装座通过第一导轨机构可上下滑动地设置在机架上；一拉伸弹簧下端固定在所述筷子装夹机构安装座上，上端与机架固定。
[0007] 所述筷子装夹机构包括平置的底板、和设置于底板上的用于固定待加工筷子的夹持组件，所述底板通过第二导轨机构可沿被夹持筷子的长度方向滑动地设置在所述筷子装夹机构安装座上。所述造型铣刀的刀刃与被夹持在夹持组件中的待加工筷子的待加工面对应。所述底板上安装有一造型模具，所述造型模具顶面包括一段与筷子等长的造型参照面，所述造型参照面形状在筷子长度方向上的起伏变化与目标筷子一个面的表面形状在同方向上的起伏变化一致。一滑轮设置于所述造型模具的上方，用于装配所述滑轮的安装轴平置且与机架相对固定。在所述拉伸弹簧对所述筷子装夹机构安装座产生的向上的作用力下，所述造型模具顶面抵压在所述滑轮下面。
[0008] 上述筷子造型设备使用时，向铣刀方向推送装夹有筷子的筷子装夹机构，筷子沿长度方向移动，并由一端开始从造型铣刀的刀刃下经过，筷子上与铣刀刀刃接触部位被切削。而在筷子从造型铣刀的刀刃下经过的同时，所述造型模具上的造型参照面也刚好从所述滑轮下方经过，由于所述造型参照面的形状在筷子的长度方向上是仿筷子一个面的目标形状起伏变化的。在滑轮的压力下，随着与滑轮相接触的造型参照面起伏变化，整个筷子装夹机构起伏动作。即筷子从铣刀刀刃下经过的过程中，同时也在起伏动作。由此，造型铣刀在筷子的被加工面上切削出与造型参照面起伏变化相一致的表面形状。推送筷子装夹机构至筷子全身通过铣刀刀刃，筷子的一个面即加工完成。
[0009] 本发明采用铣刀固定而筷子运动的方式来完成筷子加工，通过设置可上下滑动的筷子装夹机构安装座，配合拉伸弹簧的上拉作用、及滑轮对造型模具的下压作用，实现筷子在被铣刀的切削过程中随造型模具顶面的起伏变化而上下起伏，进而实现在筷子一个面上加工出与造型模具的造型参照面起伏状相一致的表面形状，最终实现对筷子进行造型的目的。本发明的设备采用具有确定造型参照面的造型模具进行自动造型，一次推送仅几秒即完成一面的造型加工。与手工多次车削或打磨成型相比，效率可提高十几倍甚至几十倍。此外，本发明的设备中，筷子被加工后的造型由造型模具的顶面形状在筷子移动的方向上的变化决定，使用同一造型模具加工出来的同一筷子的各个面及不同筷子的相对应面的形状会完全相同。有效解决了手工造型形状存在的不同筷子间形状存在差异的问题。
[0010] 本发明的设备中，决定筷子最后形状的关键部件即为造型模具，而其它组成部分则属于通用部分，因此更换造型模具即可使设备具有加工多种筷子造型的功能。对此，所述造型模具在底板上的安装结构应该以方便更换为优选，从简单且稳定的角度考虑，本发明优选通过螺栓固定的装配结构。比如，底板上安装造型模具的位置设有连接孔，造型模具底部对应所述连接孔的位置设螺纹盲孔，与造型模具上的螺纹孔相配合的螺栓上端从下方穿过底板上的连接孔后旋入造型模具的螺纹孔内，螺栓的螺冒和造型模具一起将所述底板夹在中间。采用这种连接方式时，连接孔位于模具底部，相对美观，且连接件不妨碍模具附近其它部件的设置和运动，而且也不需要在造型模具上设计固定边结构，优点非常明显。
[0011] 所述夹持组件其作用在于固定待加工筷子以便于加工，但凡可以通过压紧的方式将筷子固定的结构均可适用，一般应包括至少一定夹持部件和一动夹持部件，所述定夹持部件和动夹持部件上具有相对的平滑夹持面。其中动夹持部件活动形式可以是滑动、摆动等各种可以向定夹持部件靠近的形式。
[0012] 所述定夹持部件应与所述底板固定，所述动夹持部件可以选择通过第三导轨机构可滑动地设置在底板上。同时顺动夹持部件滑动方向设置一夹持用丝杆，其设置方要保证在丝杆轴向上，丝杆与所述底板相对固定，并在夹持用丝杆的一端装上手轮(或设置一丝杆驱动电机)，然后再设置一螺纹套，所述螺纹套套装在夹持用丝杆上并与之螺纹配合，所述螺纹套与所述动夹持部件固定连接。
[0013] 所述造型铣刀作用在于从待加工筷子上切除材料，是一个旋转部件，需要安装在一可高速旋转的铣刀主轴上，所述铣刀主轴可以通过传动机构与电机输出轴连接，也可以与用于驱动造型铣刀的电机(下称铣刀电机)输出轴同轴安装，或者是铣刀电机输出轴本身，即，所述造型铣刀同轴安装在一铣刀电机输出轴上。本发明优选后者。
[0014] 所述铣刀架可以仅包括一直接固定于机架的用于安装安装铣刀主轴或铣刀电机的主轴安装座或铣刀电机安装座。由于所述造型铣刀的高低位置决定着在筷子上加工深度，为了便于调节铣刀的高低位置，本发明还设计了一种由多个部件组成的相对复杂的铣刀架，其包括固定于机架上的刀架立板，和通过导轨机构可上下滑动地设置在所述刀架立板上的主轴安装座或铣刀电机安装座。所述刀架立板上顺铣刀调节方向设一铣刀调节丝杆，一套装在所述铣刀调节丝杆上并与之配合的螺纹套与主轴安装座或铣刀电机安装座固定，所述铣刀调节丝杆一端设手轮。
[0015] 采用上述相对复杂的铣刀架结构，可以实现铣刀高低位置的调节功能，不仅以给设备的调试带来方便，还可以使设备适用于多种规格的筷子的加工，提高设备的实用性。
[0016] 在上述方案中，所述第一、第二、第三、第四导轨机构是实现相关部件或组件滑动的功能组成，可以有多种具体形式，比如单轨式、双轨式、或多轨式，所述导轨的选用也有多种选择，如圆形导轨、方形导轨、三角形导轨或燕尾形导轨等可实现两个对应部件相对滑动的导轨均可。
[0017] 作为本发明的所述造型设备一种改进，为了减少造型模具的表面磨损，以及便于更换造型模具，所述造型设备还可以设置一连杆，其上端铰接在所述筷子装夹机构安装座上，下端铰接在一摆杆中部，所述摆杆一端铰接在机架上，另一端装配有踏板。如此改进后，可以在筷子一个面矩形完毕后，先踩下踏板，连杆拉动筷子装夹机构安装座连同筷子装夹机构向下移动，使造型模具脱离所述滑轮，然后再拉回筷子装夹机构至初始位。与改进前结构相比，可以减少一半对造型模具的磨损。而且经过改进后，在更换造型模具时，踏下踏板，就可以很方便的拆装了。
附图说明
[0018] 图1为一种具有特殊造型的筷子的结构示意图；
[0019] 图2为用于加工图1所示筷子的筷子造型设备的结构示意图；
[0020] 图3为图2所示筷子造型设备的左视结构示意图；
[0021] 图4为图2所示筷子造型设备的筷子装夹机构俯视结构示意图；
[0022] 图5为图2所示筷子造型设备的筷子装夹机构放大结构示意图；
[0023] 图6为适用于图2所示筷子造型设备进行造型的筷子原型结构示意图；
[0024] 图7为图6中A-A向截面放大图；
[0025] 图8为图6中B-B向截面放大图；
[0026] 图9为图6所示筷子经图2所示筷子造型设备造型的筷子结构示意图；
[0027] 图10为图9中C-C向截面放大图；
[0028] 图11为图9中D-D向截面放大图；
[0029] 图12为图9所示筷子经抛光处理后结构示意图；
[0030] 图13为图12中E-E向截面放大图；
[0031] 图14为图12中F-F向截面放大图。
具体实施方式
[0032] 下面结合一个具体实施例对本发明的设备做进一步说明。
[0033] 参照图2、3，该图展示的是本发明所述筷子造型设备的一种具体实现方式，在本例中，该设备包括机架，机架顶部为台面板13，所述台面板13上固定有竖直设置的刀架立板4，刀架立板4一侧面设有两根竖直设置的直线导轨3，一铣刀电机14固定在一板状的铣刀电机安装座5上，所述铣刀电机安装座5另一面固定有两个与所述两直线导轨3配合的滑套19，所述两滑套分别装配在两直线导轨上。一与所述直线导轨平行地设置的丝杆2装配(通过轴承等不限制丝杆相对端板转动，但限制丝杆相对端板轴向移动的各装配结构)在刀架立板上端的端板22上，所述丝杆2上端安装有手轮1，所述铣刀电机安装座5上固定有一个螺纹套，所述螺纹套与所述丝杆装配在一起。所述铣刀电机输出轴上同轴装配造型铣刀31，所述造型铣刀具有圆弧形凹状刀刃。
[0034] 所述筷子装夹机构安装座为T形结构，包括水平设置的托板12和垂直固定在托板下面的竖板26，所述竖板26侧面固定有两个竖直设置的直线导轨25，所述台面板13下方设有机架底梁，底梁上固定有筷子装夹机构安装支架27，筷子装夹机构安装支架27上端的横板24的一侧面设有两根分别与竖板26侧面设置的两直线导轨配合装配在一起的滑套36。
[0035] 参照图4、5，所述托板12上面设有两根水平的直线导轨10，分别与之配合的是两个固定在筷子装夹机构的底板9下面的两个滑套11。拉伸弹簧35上端钩挂在所述台面板13底面的一挂套内，下端钩挂在与所述筷子装夹机构安装座竖板26固定的短柱37上。所述筷子装夹机构安装支架27的一侧立柱23上设有摆杆安装短轴29，一摆杆38一端铰接在摆杆安装短轴29上，另一端装配有踏板30，一连杆28上端铰接在所述筷子装夹机构安装座竖板26上，下端铰接在所述摆杆38中部。
[0036] 所述筷子装夹机构的底板9上由左至右分别固定设置有板条状的造型模具20、水平设置的定夹板21、两直线导轨8，与底板9上的直线导轨相配合的两滑套7固定在动夹板33下面。所述动夹板33与定夹板21平齐，所述定夹板21通过两个Z型支座与底板9固定，定夹板21上面设有定夹条18，所述动夹板33上面设有动夹条32，所述定夹条18与动夹条32相对面相互正对。所述动夹板33下面固有一螺纹套16，夹持用丝杆17装配(通过轴承等不限制丝杆相对端板转动，但限制丝杆相对端板轴向移动的各装配结构)在所述底板9右侧，所述夹持用丝杆17左侧部分与动夹板下面的螺纹套16装配在一起，所述夹持用丝杆右端设有装夹手轮15，装夹手轮上设有手柄34。
[0037] 台面板13上对应筷子装夹机构的左侧设一立柱40，立柱上端固定一水平设置的短轴39，短轴上安装滑轮6，滑轮6圆周面为柱面，宽度与造型模具20厚度相当。
[0038] 本例的筷子造型设备在使用时，主要包括如下操作步骤：
[0039] 第一、选择并安装好造型模具，并确认筷子装夹机构位于起始位。
[0040] 第二、将待造型筷子装夹在夹持组件中，使筷子待加工面朝上。然后启动铣刀电机。
[0041] 第三、向铣刀方向推送筷子装夹机构，直至整根筷子从铣刀刀头下方经过。
[0042] 该步中，被夹持的筷子由前端开始与铣刀刀刃接触，与铣刀刀刃接触部位陆续被切削。在切削过程中，所述造型模具从所述滑轮下方移动，所述造型模具顶面对应滑轮的位置起伏变化，在滑轮的压力下，整个筷子装夹机构起伏动作，铣刀在筷子待加工面上切削出与造型模具对应筷子长度的一段顶面起伏状相一致的表面形状。推送筷子装夹机构至筷子全身通过铣刀刀刃，筷子的一个面加工完成。
[0043] 第四、踩下踏板，摆杆通过连杆拉动筷子装夹机构安装座连同筷子装夹机构向下移动，筷子向下离开铣刀，同时造型模具向下离开滑轮。此时回拉筷子装夹机构，回到初始位，放开踏板。
[0044] 第五、卸下并重新装夹筷子，使另外一个待工面朝上。重复前两个步骤，待筷子四个面全部加工完成后，一根筷子的造型完毕。经造型加工的筷子进行抛光后，即得成品。
[0045] 参照图6-14，该组示图展示的是使用图1-5所示加工设备进行造型的筷子造型前后、及抛光前后的效果，图6、9中双点画线所示为造型铣刀走刀路线，图9、10、11中虚线所示为造型前截面轮廓，图9、10、11中点画线为造型铣刀刀刃轮廓指示线，图12-14中，外围虚线为造型前轮廓，内围虚线为造型后抛光前轮廓。
[0046] 其中图6-8是造型前，母料是一根长方条状竹条，上半段截面呈标准方形，见图7，下半段经车削加工后形成锥形段，截面呈圆形，见图8。
[0047] 图6-8所示筷子，经图1-5所示加工设备造型加工后，筷子上端被切削形成外径逐渐收下的平顶的尖头，筷子上半部原来的棱面被凹弧状刀刃加工成凸弧面，截面呈四边为凸弧的近似方形，见图10。筷子下半段锥度被基本消除，截面形状由原来的圆形变为与上半段一相似的四边为凸弧的近似方形，见图11。
[0048] 图9-11所示筷子，经过抛光后，上下端部形成圆头，见图12，筷身四条棱角被磨圆，上下段截面近似四角经倒圆的方形。见图13、14。
