專利名稱：記錄材料的成形設備、裁紙裝置以及沖裁裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種記錄材料的成形設備，特別涉及用于記錄材料成形的裁紙裝置和沖裁裝置。
背景技術：
目前，對于市場上已經存在的記錄材料的成形設備，存在以下的問題。一方面，能制作出輪廓精美且形狀復雜的記錄材料的完整設備多用于記錄材料的商業生產中，存在設備大型化、成本高和制作過程復雜的問題，不適宜家庭使用，特別是兒童使用的要求；另一方面，如現在市場上出現的用于成形記錄材料的家庭用沖裁裝置，其只能完成簡單且固定圖案(如只能裁切圓形)的裁切，且無相應的配套裁紙裝置，因而對于復雜的圖案，比如心形的、草莓形的、樹葉形的、圣誕樹形的、小車形的、五角星形的、荷花形的、花瓣形等，現有的家用沖裁裝置根本無法實現，而用普通的裁紙刀來成形所述復雜的圖案具有一定的難度和復雜度。
另外，現有技術中的作為將各種規格的記錄材料裁切成規定寬度的裁切機，大多采用兩刃交錯的原理來進行裁切。而采用這種原理對兩刃的配合精度有很高要求，否則會出現卡紙等問題。另外，現有技術的裁切機的刀刃大多暴露于外，由此很容易使手受傷。
另外，現有技術中的記錄材料的輪廓成形裝置主要有以下兩類第一類，以刀刃的運動來完成成形，由于受實現運動軌跡的難度和成本的制約，只能完成諸如圓形、方形等簡單輪廓的成形；第二類，刀具由形狀相配合的凸部和凹部組成，通過使凸部與凹部嵌合，在兩刃部的交錯作用下使記錄材料成形，該方式對凸部與凹部的形狀精度、配合精度以及相對位置精度的要求很高，因此受到體積、成本以及操作性等的制約，現有該類裝置具有精度低、操作復雜、易卡紙以及記錄材料的厚度和材質的適用范圍窄等問題。另外，加工完成后還存在成形后的記錄材料滯留于凹部中而不易取出的問題。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種記錄材料成形設備，其包括裁紙裝置，用于將各種規格的記錄材料裁切成規定寬度沖裁裝置，用于對規定寬度的記錄材料進行沖裁；其中，裁紙裝置所裁切的記錄材料的規定寬度與沖裁裝置對記錄材料進行沖裁時所需的記錄材料的寬度相一致。
本發明的另一個目的是提供一種沖裁裝置，其具有刃部和平板部，該刃部具有與記錄材料的所需輪廓相對應的形狀，而該平板部用于載置所述記錄材料，并且通過該刃部和該平板部中的至少一方的運動而使二者抵接，將載置于該平板部的所述記錄材料沖裁成為所述所需輪廓；錐形定位孔和錐形定位銷，該錐形定位孔和該錐形定位銷分別位于載置所述記錄材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通過該錐形定位孔和錐形定位銷的配合，在沖裁過程中實現所述平板部和所述刃部之間的定位；至少兩處的記錄材料定位部，該至少兩處的記錄材料定位部位于載置所述記錄材料的所述平板部，通過使該記錄材料定位部與所述記錄材料上預先所記錄的定位圖像重合，進行記錄材料相對于所述平板部的定位。
圖1是本發明的裁紙裝置的主視圖；圖2是本發明的裁紙裝置的俯視圖；圖3是本發明的安裝有刀架組件的沖裁裝置的主剖視圖；圖4是本發明的沒有安裝刀架組件的沖裁裝置的主視圖；圖5是本發明的沖裁裝置的側視圖；圖6是本發明的沖裁裝置的運動裝置的透視圖；
圖7是本發明的沖裁裝置的滑塊組件的俯視圖；圖8是本發明的沖裁裝置的沖裁頭的透視圖。
具體實施例方式
本發明的記錄材料成形設備由裁紙裝置和沖裁裝置組成。下面結合附圖，對構成本發明的記錄材料成形設備的裁紙裝置和沖裁裝置進行詳細說明。
(裁紙裝置)圖1和圖2分別是本發明的裁紙裝置的主視圖和俯視圖。如圖1和圖2所示，本發明的裁紙裝置包括長方形的底板301，該底板301由例如有機塑料等的具有一定強度和韌性的材料形成，并且在下底面上安裝有由橡膠等形成的未示出的防滑墊；硬質海綿體307，該硬質海綿體307沿刀片305的運動軌跡設置在底板301上位置上，并形成有能使刀片305在其中滑動的切口309；左、右導軌支承體302L、302R，該左、右導軌支承體302L、302R通過螺栓被固定于底板301上，并且分別設有用于安裝導軌的兩端的導軌安裝孔兩個導軌303，該兩個導軌303在與底板301垂直的平面內相互平行地架設于導軌支承部302L、302R上刀架組件304，該刀架組件304具有通過螺合方式固定于刀架組件304的用于握持用于刀架組件304的手柄308、以及通過螺合方式固定于刀架組件304的用于夾持刀片305的刀片夾持體310，另外在刀架組件304的沿裁紙動作一側的底面上形成有用于引導記錄材料的圓角；刀片305，該刀片305的刃部呈傾斜狀；定位板306，該定位板306沿其縱向看呈“L狀，并通過螺釘固定于底座301上，該定位板306的定位面與刀片之間保持規定距離。
在記錄材料的成形加工時，首先用裁紙裝置將各種尺寸的整張記錄材料剪切成規定寬度。具體地講，先將裁制裝置的刀架組件304移動至起始端(導軌支承體302L一側)，再將記錄材料載置于底板301上，并使記錄材料的一邊緊貼于定位板306上。然后將刀架組件304由起始端滑動至終止端。由于刀片305和定位板306之間保持規定的距離，在導軌303的引導下，能容易且筆直地完成剪切并能使載切后的記錄材料具有規定的寬度。
由于刀片305在與其大致同尺寸的硬質海綿槽中滑動，因而不易發生彎曲折斷。另外，由于刀架組件304的底面和硬質海綿307間的間隙僅供記錄材料進出，因而能在使刀架組件304的底面起到引導和限制記錄材料的同時，刀片305不會與手發生接觸，從而增強了使用安全性。
(沖裁裝置)圖3為本發明的安裝有刀架組件的沖裁裝置的主剖視圖；圖4為本發明的沒有安裝刀架組件的沖裁裝置的主視圖；圖5為本發明的沖裁裝置的側視圖。如圖3、4和5所示，沖裁裝置的底座412由例如有機塑料等的具有一定強度和韌性的材料形成，其形狀為縱向與后述的壓桿401的擺動平面相平行的長方形，并且在下底面上安裝有由橡膠等形成的未示出的防滑墊，由此保證操作時的穩定性。底座412上開設有用于安裝兩個支承柱410的兩個孔，在該支承柱410的一端形成的直徑較細的螺紋部穿過所述孔并通過螺母使支承柱410經由支承板411緊固于底座412上。在支承柱410的上端通過螺栓和墊片固定有從側面看呈“U”形的三角支承406，該三角支承406形成有兩側壁406F、406B。在三角支承406的兩側壁406F、406B的頂部開9部通過第一銷軸403夾設有凸輪402，該凸輪402上螺合有一端具有螺紋部的壓桿401，而在該壓桿401的另一端安裝有手柄424。
以下再結合圖6對滑動部分的結構進行說明。在三角支承406的前、后兩側壁406F、406B的左右對稱軸上，分別開設有沿縱向的縱長導向切口434，其中可滑動地穿設有第二銷軸405，該第二銷軸405的兩端通過鎖片被鎖止，其前端伸出較長的距離。另外，在三角支承的第二銷軸405的伸出較長距離的一側的表面上安裝有能發聲的發聲簧片422，該發聲簧片422上形成有能在發聲簧片發生規定程度的彎曲時發聲的凹陷部，由此隨著第二銷軸的上下滑動而使發聲簧片422彎曲，對該發聲簧片422的位置進行設置，以使其發聲時的對沖裁頭417的加載為設定值。在該第二銷軸405的三角支承406的前后兩側壁406F、406B之間的部分上，從前王后分別可回轉地套設有前滾輪404F、連桿407的上端部和后滾輪404B，即前、后滾輪404F、404B前后對稱且同軸地夾著連桿407的上端部。在連桿407上端部的下面一體地形成有直徑加大而呈環狀的止動環部，而在連桿407的另一端內部形成有內螺紋，經由墊片425，通過螺栓420緊固于刀架組件419上。在連桿407上部的止動環部和墊圈425之間安裝有螺旋彈簧，該彈簧用于對連桿407向上進行加載，進而該向上的加載力經由第二銷軸405傳遞至前、后滾輪404F、404B上，由此使前、后滾輪404F，404B分別抵接于凸輪402的前、后凸輪面上。為保持刀架組件419的穩定，刀架組件419可滑動地套在支承柱410上，在支承柱410的底座412和刀架組件419之間的外周上套裝有螺旋彈簧，由此對刀架組件419的向下的滑動進行緩沖，同時還能有助于刀架組件419向上的復位。
再結合圖8，說明刀架組件419的結構。該刀架組件419主要包括刀架主體438、沖裁頭417、止動片439。如上所述的那樣，刀架主體438通過位于其中的導向孔，可滑動地套在支承柱410上。該刀架主體438的下表面上形成有沿前后方向的用于收容沖裁頭417的一端開9的凹槽440，而在凹槽440的中心形成有使形成于連桿下端的內螺紋部從其中穿過的孔和用于收容與連桿407的內螺紋部相螺合的螺栓的圓形凹部。在刀架主體438的凹槽440的兩邊緣的外側附近分別通過螺釘安裝有與凹槽440邊緣平行的止動片439，并且該止動片439的一部分覆蓋凹槽440的邊緣部分。在凹槽440和止動片439所包圍的空間內插有沖裁頭417，該沖裁頭417如圖8所示，由用于鑲嵌刃部441的鑲刀板442和垂直地鑲嵌于鑲刀板442內的刃部441，該鑲刀板442上還設有便于握持的柄部，該鑲刀板442采用專用PVC板形成，它表面光滑適合于激光加工成各種形狀，可保證刀片的順利鑲入，同時能保證圖案的準確性，在該鑲刀板442的下表面上，設有用于定位的錐形的至少兩個定位銷432。在刀架主體438的沖載頭417的插入，一側的凹槽440的附近還設有止動片428，其通過螺釘、壓簧固定在刀架主體438上，由此能防止沖裁頭417的脫出。
為了使沖裁頭417的刃部441在沖裁過程中能經由紀錄材料與滑塊墊板451(后述)緊密接觸且受力均勻，刃部441以插通的方式嵌入鑲刀板442，并且刃部441的基部與鑲刀板442的背面處于大致同一平面。并且，在沖裁頭417背面墊有沖裁頭墊板418。另外，沖裁頭417上的刃部441利用專用模切刀條，該刀條刃鋒利并具有一定韌性，可加工性強，適合加工各種圖案的沖裁頭417。由此，在沖裁過程中，刃部441能適應記錄材料的厚度和抗剪切強度的不均，而相對于鑲刀板442發生微小移動并自身能產生微小形變，從而使刃部441的各點作用于記錄材料上的沖裁力保持均勻。另外，在鑲刀板442的刃部441所圍成的區域上貼有略凸出于硬質海綿444，由此即使手接觸到沖裁頭417的刃部441，也不會劃傷手。同時，借助該硬質海綿444的彈力還能防止沖裁成形后的記錄材料滯留于刃部441內。
再結合圖7，對沿前后方向滑動的滑塊組件415的結構進行說明。該滑塊組件415具有滑塊基座450，該滑塊基座450的上表面上有收容滑塊墊板451和鑲嵌磁鐵430的凹部，并且在滑塊基座450上還形成有用于和位于刀架組件的下表面的定位銷432相配合的銷孔453，在其下表面上形成有沿滑塊組件415的滑動方向的供位于底座412上的導向銷429在其中滑動的定位槽(未示出)；滑塊墊板451，該墊板451由例如硬塑等的材料形成，其上表面上開設有與所沖裁的紙尺寸一致的淺槽，并且其還帶有伸出于滑塊基座450的手柄；蓋板416，該蓋板416由例如有機玻璃等的透明材料454和鐵質金屬框455形成，中間開設有用于使沖裁頭417通過的圓形中空區域，并且沿對角方向上加工出兩個定位孔456，該蓋板416的一邊通過開，銷可旋轉地連接于滑決基座450上，而其在滑塊組件415的滑動方向上的兩側邊的下表面貼有軟質海綿457。由此在蓋板416閉合時，金屬框455能和磁鐵塊430在磁力的作用下結合。
對于由裁紙裝置所裁切成的規定寬度的記錄材料，使用沖裁裝置進行沖裁。首先拉出滑塊組件415，打開蓋板416并將記錄材料放在滑塊墊板451上，然后蓋上蓋板416，通過使記錄材料上的定位圖像點(該定位圖像點為通過另外的途徑記錄于記錄材料上的用于沖裁定位的圓形圖像)與蓋板416上的定位孔456相重合，來進行記錄材料的定位，并且記錄材料經由軟質海綿457受到蓋板416的加載，由此既不會使記錄材料輕易錯位又不影響記錄材料的定位。然后將滑塊組件415推入至盡頭，完成粗定位。另一方面，選擇相應形狀的沖裁頭417，將其插入凹槽440中，下壓手柄424帶動凸輪402，凸輪402帶動滾輪404F、404B轉動，使力通過連桿407作用在刀架組件419上，隨著刀架組件419的滑動，位于沖裁頭417下表面的錐形的定位銷432逐漸插入位于滑塊組件415上表面的定位孔453中，由此實現沖裁頭417和滑塊組件415之間的精確定位，當沖裁頭417與紙接觸后，通過對凸輪曲線的設計使下壓手柄的力在水平方向上不再有分量，當下壓手柄424到一定位置時，會聽到發聲簧片422發出的清脆的聲音，表明已完成裁切。另外，在硬質海綿444的彈力的作用下，沖裁成形后的記錄材料從刃部441被推出。最后拉出滑塊組件415，打開蓋板416并取出記錄材料即可得到想要的記錄材料。
如上所述，不但記錄材料相對于滑塊墊板451能實現高精度的定位，而且沖裁頭417和滑決組件415之間也能實現高精度的定位。另外，由于通過使用凸輪將手柄424的旋轉運動變換成為刀架組件419的滑動，實現了在手柄424上加載很小的力即可在沖裁頭417上產生數十倍的沖裁力，而且由于在力的傳遞過程中不產生水平分量，所以效率很高。實驗證明，在圖3傳動裝置示意圖中，對于周長約110mm的圓形圖案，沖裁頭417處的作用力約需200公斤，而手柄424處的作用達到6公斤時即可完成沖裁。
另外，由于發聲簧片422的發聲，可以使操作者很好地控制對手柄424的加載力。另外由于通過使沖裁頭417與墊板451之間的微小形變來實現沖裁，在省略了現有的沖裁機中所必須的下刃(與凸出的上刃相配合的凹陷的下刃)的情況下，還能得到良好的沖裁質量。
本發明可以采用各種圖案的沖裁頭，包括圓形、心形、草莓形、桃形、樹葉形、圣誕樹形、方形、小車形、五角星形、荷花形、盾牌形、蘋果形、花瓣形等，甚至中空的圖案。對于不同的圖案只需要選用安裝不同的沖裁頭就可以進行沖裁，因而方便快捷。上述各種沖裁頭刃部441的輪廓由Adobe Illustrator等軟件設計而成。
本發明不局限于所述的具體實施方式
，還包括在本發明技術方案所涵蓋的范圍內能作的各種變形。特別是，本發明的思想并不在于沖裁頭而滑塊墊板之間的運動方式和該運動的產生方式，只要是采用現有公知技術能實現沖裁頭和滑塊墊板中的至少一方的運動即可。例如可以采用公知的杠桿機構、螺桿機構、液壓機構以及各種電動機構等。
權利要求
1.一種記錄材料成形設備，其包括裁紙裝置，用于將各種規格的記錄材料裁切成規定寬度；沖裁裝置，用于對規定寬度的記錄材料進行沖裁；其中，所述裁紙裝置所裁切的記錄材料的規定寬度與所述沖裁裝置對所述記錄材料進行沖裁時所需的記錄材料的寬度相一致。
2.如權利要求1所述的記錄材料成形設備，其中，所述裁紙裝置作為通過引導刀片作直線移動來切割載置于底板上的記錄材料的裁紙裝置，該裁紙裝置具有定位板，該定位板具有與所述刀片的移動軌跡相平行且與所述底板垂直的垂直面，該垂直面和沿刀片的移動軌跡的直線之間的距離為所述規定寬度；軟質材，該軟質材沿所述刀片的運動軌跡設置在所述底板上，并形成有能使刀片在其中滑動的、與刀片厚度大體一致的切口。
3.如權利要求2所述的記錄材料成形設備，其中，所述裁紙裝置的保持所述刀片的保持體的下底面與所述軟質材的上表面之間留有僅供記錄材料出入的空隙。
4.如權利要求1所述的記錄材料成形設備，其中，所述沖裁裝置具有刃部和平板部，該刃部具有與記錄材料的所需輪廓相對應的形狀，而該平板部用于載置所述記錄材料，并且通過該刃部和該平板部中的至少一方的運動而使二者抵接，將載置于該平板部的所述記錄材料沖裁成為所述所需輪廓；錐形定位孔和錐形定位銷，該錐形定位孔和該錐形定位銷分別位于載置所述記錄材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通過該錐形定位孔和錐形定位銷的配合，在沖裁過程中實現所述平板部和所述刃部之間的定位；至少兩處的記錄材料定位部，該至少兩處的記錄材料定位部位于載置所述記錄材料的所述平板部，通過使該記錄材料定位部與所述記錄材料上預先所記錄的定位圖像重合，進行記錄材料相對于所述平板部的定位。
5.如權利要求4所述的記錄材料成形設備，在所述沖裁裝置中設置有發聲部件，該發聲部件能與參與沖裁運動的運動部件相連動而發聲，以此進行所述沖裁過程中的載荷控制。
6.如權利要求4所述的記錄材料成形設備，所述沖裁裝置中的所述刃部是由帶刃的薄條圍成所述記錄材料的所述所需輪廓，并且該刃部的基部嵌入于刃部保持部。
7.如權利要求6所述的記錄材料成形設備，所述沖栽裝置中的所述刃部所圍成的區域內填充有凸出于所述刃部的軟質材。
8.如權利要求6所述的記錄材料成形設備，所述沖裁裝置中的所述刃部在所述沖裁過程中能不受所述刃部保持部的約束，沿與所述記錄材料相垂直的方向發生微小移動；同時該刃部具有一定韌性，能在所述沖裁過程中發生微小形變。
9.權利要求4所述的記錄材料成形設備，所述沖裁裝置中的所述刃部的形狀為平面的或中空的圓形、心形、草莓形、桃形、樹葉形、圣誕樹形、方形、小車形、五角星形、荷花形、盾牌形、蘋果形、花瓣形之一。
10.一種沖裁裝置，其具有刃部和平板部，該刃部具有與記錄材料的所需輪廓相對應的形狀，而該平板部用于載置所述記錄材料，并且通過該刃部和該平板部中的至少一方的運動而使二者抵接，將載置于該平板部的所述記錄材料沖裁成為所述所需輪廓；錐形定位孔和錐形定位銷，該錐形定位孔和該錐形定位銷分別位于載置所述記錄材料的所述平板部和保持所述刃部的刃部保持部上，通過該錐形定位孔和錐形定位銷的配合，在沖裁過程中實現所述平板部和所述刃部之間的定位；至少兩處的記錄材料定位部，該至少兩處的記錄材料定位部位于載置所述記錄材料的所述平板部，通過使該記錄材料定位部與所述記錄材料上預先所記錄的定位圖像重合，進行記錄材料相對于所述平板部的定位。
11.如權利要求10所述的沖裁裝置，設置有發聲部件，該發聲部件能與參與沖裁運動的運動部件相連動而發聲，以此進行所述沖裁過程中的載荷控制。
12.如權利要求10所述的沖裁裝置，所述刃部是由帶刃的薄條圍成所述記錄材料的所述所需輪廓，并且該刃部的基部嵌入于刃部保持部。
13.如權利要求10所述的沖裁裝置，所述刃部所圍成的區域內填充有凸出于所述刃部的軟質材。
14.如權利要求10所述的沖裁裝置，所述刃部在所述沖裁過程中能不受所述刃部保持部的約束，沿與所述記錄材料相垂直的方向發生微小移動，同時該刃部具有一定韌性，能在所述沖裁過程中發生微小形變。
15.權利要求10所述的沖裁裝置，其中，所述刃部的形狀為平面的或中空的圓形、心形、草莓形、桃形、樹葉形、圣誕樹形、方形、小車形、五角星形、荷花形、盾牌形、蘋果形、花瓣形之一。
16.一種裁紙裝置，作為通過引導刀片作直線移動來切割載置于底板上的記錄材料的裁紙裝置，該裁紙裝置具有定位板，該定位板具有與所述刀片的移動軌跡相平行且與所述底板垂直的垂直面，該垂直面和沿刀片的移動軌跡的直線之間的距離為所述規定寬度；軟質材，該軟質材沿所述刀片的運動軌跡設置在所述底板上，并形成有能使刀片在其中滑動的、與刀片厚度大體一致的切口。
17.如權利要求16所述的裁紙裝置的保持所述刀片的保持體的下底面與所述軟質材的上表面之間留有僅供記錄材料出入的空隙。
全文摘要
本發明公開了一種記錄材料成形設備、裁紙裝置以及沖裁裝置，其中，裁紙裝置用于將各種規格的平面圖案裁切成規定寬度；沖裁裝置用于對規定寬度的平面圖案進行沖裁；所述裁紙裝置所裁切的平面圖案的規定寬度與所述沖裁裝置對所述平面圖案進行沖裁時所需的記錄材料的寬度相一致。
文檔編號B41J11/66GK1616237SQ2003101132
公開日2005年5月18日 申請日期2003年11月11日 優先權日2003年11月11日
發明者祖振臣, 內海曉, 角井治夫, 王紅升, 木村敏明 申請人:北京北佳信息系統有限公司