用于切削濕坯陶瓷制品的系統和方法
【專利說明】用于切削濕坯陶瓷制品的系統和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§120要求2013年8月28日提交的美國專利申請序列號14/011，980的優先權的權益，該申請的全部內容構成本發明的依據且以引用方式并入本文。
技術領域
[0003]本公開涉及用于形成擠出體的系統和方法，特別是用于切割濕坯陶瓷制品以形成擠出體的系統和方法。
【背景技術】
[0004]將增塑材料混合物擠出成蜂窩結構(S卩，蜂窩體)需要變形性(用于成形模塑)和結構完整性(用于形狀保持)的精細平衡。這樣的混合物可包括無機陶瓷粉末、粘合劑組分和液體組分，這些物質的量被控制，從而在擠出過程中保持低壓力、扭矩和溫度，同時產生能夠在形成時進行處理的自支撐體。擠出物的蜂窩結構可形成為使得在成形體周邊附近的單元可具有相比本體的中部或中心附近的單元更小或減小的橫截面。在理想的或純粹的蜂窩結構中，在每個單元的內部壓力和本體外部的環境或大氣壓力之間實現壓力平衡。
【發明內容】
[0005]在本公開的一個實施例中，提供了一種用于切割濕坯陶瓷制品的系統。該系統包括用于生成功率的功率裝置以及包括輸入部和輸出部的傳動組件。輸入部可操作地聯接到功率裝置，使得功率通過傳動組件從輸入部傳遞到輸出部。該系統包括切削工具保持器以保持切削工具。切削工具保持器聯接到輸出部并且可樞轉地聯接到樞轉點。傳動組件的輸出部使切削工具保持器圍繞樞轉點樞轉，并且引起切削工具在切削運動中在第一位置和第二位置之間振蕩。
[0006]在該實施例的一個示例中，切削工具沿著弧狀路徑在第一位置和第二位置之間行進。在第二示例中，傳動組件包括可旋轉地聯接到功率裝置的驅動齒輪和可旋轉地聯接到驅動齒輪的從動齒輪。曲軸聯接到從動齒輪并且由從動齒輪可旋轉地驅動。連接桿包括聯接到曲軸的第一端部和聯接到切削工具保持器的第二端部，其中，曲軸的旋轉移動引起切削工具的振蕩切削運動。在該實施例的第三示例中，曲軸包括聯接到從動齒輪的第一部分和聯接到連接桿的第二部分，其中，第一部分與第二部分徑向錯開。在第四示例中，第二端部聯接到切削工具保持器并且與切削工具間隔開第一距離，并且第二端部與樞轉點間隔開第二距離，其中，第二距離大于第一距離。
[0007]在該實施例的第五示例中，傳動組件包括可操作地聯接到功率裝置的輸入軸，其中，輸入軸圍繞輸入軸線旋轉。傳動組件也包括輸出軸聯接到切削工具保持器，其中，輸出軸圍繞輸出軸線旋轉。圓筒可旋轉地聯接到輸入軸，使得輸入軸的旋轉引起圓筒圍繞輸入軸線基本上伴隨的旋轉。傳動組件還包括第一推桿，該第一推桿聯接到圓筒，使得第一推桿以基本上伴隨的方式隨圓筒旋轉并且在基本上平行于輸入軸線的方向上往復地滑動。第二推桿聯接到圓筒，使得第二推桿與第一推桿徑向間隔開，其中，第二推桿以基本上伴隨的方式隨圓筒旋轉并且在基本上平行于輸入軸線的方向上往復地滑動。傳動組件包括外殼，其用于至少部分地圍繞圓筒、第一推桿和第二推桿。傳動組件也包括輸入板，其被定位在圓筒的一側上并且可樞轉地聯接到第一樞軸。致動器提供用于使輸入板圍繞第一樞軸可樞轉地移動至所需角度。傳動組件還包括定位在圓筒的相對側上的輸出板，其中，輸出板可樞轉地聯接到第二樞軸。輸入板的樞轉移動引起第一推桿和第二推桿的對應的基本上線性的移動，并且第一推桿和第二推桿的基本上線性的移動引起第二板的對應的樞轉移動。
[0008]在第六示例中，切削工具的振蕩運動包括振幅和頻率，其中，振幅能夠基于輸入板設置的角度可調整地控制，并且頻率能夠基于圓筒的旋轉速度可調整地控制。在第七示例中，當圓筒圍繞輸入軸線旋轉時，切削工具圍繞輸出軸在第一位置和第二位置之間樞轉。
[0009]在本公開的第二實施例中，提供了一種用于切削濕坯陶瓷制品的方法。該方法包括提供功率裝置、包括輸入部和輸出部的傳動組件、以及聯接到輸出部的切削工具。該方法還包括由功率裝置產生功率以驅動輸入部以及使傳動組件的輸入部以旋轉速度旋轉。該方法也包括將功率從輸入部傳遞至輸出部以及使切削工具圍繞樞軸樞轉。此外，該方法包括使切削工具在振蕩運動中在第一位置和第二位置之間移動以及利用切削工具切削濕坯陶瓷制品。
[0010]在該實施例的一個示例中，該方法包括通過將輸入部樞轉至所需角度來控制振蕩運動的振幅以及通過調整輸入部的旋轉速度來控制往復運動的頻率。在第二示例中，該方法包括使輸入齒輪以旋轉速度旋轉以及使輸出齒輪以輸出速度圍繞旋轉軸線旋轉，其中，輸出速度通過輸入齒輪和輸出齒輪的比率來表征。在該示例中，該方法也包括使曲軸圍繞旋轉軸線旋轉以及使連接桿在基本上線性的運動中在延伸位置和回縮位置之間移動。在第三示例中，該方法包括使切削工具在弧狀路徑中在第一位置和第二位置之間振蕩。
[0011]在該實施例的第四示例中，該方法包括提供圓筒、第一推桿、第二推桿、輸入板和輸出板。該方法也包括使圓筒、第一推桿和第二推桿以旋轉速度圍繞輸入軸線旋轉以及使輸入板從基本上豎直的取向樞轉至所需角度。該方法還包括:使第一推桿和第二推桿在基本上平行于輸入軸線的方向上移動；使輸出板從基本上豎直的取向樞轉至大約所需的角度；以及使輸出部圍繞樞軸振蕩。在第五示例中，該方法包括調整輸入板的所需角度以實現切削工具的振蕩運動的所需振幅以及調整圓筒的旋轉速度以實現切削工具的振蕩運動的所需頻率。
[0012]在另一個實施例中，提供了一種用于切削濕坯陶瓷制品的系統。該系統包括用于生成功率的功率裝置和可操作地聯接到功率裝置的輸入軸，其中，輸入軸被構造成圍繞輸入軸線旋轉。該系統包括:輸出軸，其被構造成圍繞輸出軸線旋轉；以及圓筒，其可旋轉地聯接到輸入軸，使得輸入軸的旋轉引起圓筒圍繞輸入軸線的基本上伴隨的旋轉。第一推桿聯接到圓筒，其中，第一推桿以基本上伴隨的方式隨圓筒旋轉并且在基本上平行于輸入軸線的方向上滑動。第二推桿聯接到圓筒，使得第二推桿與第一推桿徑向間隔開，其中，第二推桿以基本上伴隨的方式隨圓筒旋轉并且在基本上平行于輸入軸線的方向上滑動。該系統還包括輸入板，其被定位在圓筒的一側上，使得輸入板可樞轉地聯接到第一樞軸。輸出板被定位在圓筒的相對側上，使得輸出板可樞轉地聯接到第二樞軸。該系統也包括可樞轉地聯接到輸出軸的切削工具，其中，當輸出板圍繞第二樞軸往復地樞轉時，切削工具在第一位置和第二位置之間振蕩。輸入板圍繞第一樞軸的樞轉移動引起第一推桿和第二推桿的基本上線性的移動，并且第一推桿和第二推桿的基本上線性的移動引起輸出板圍繞第二樞軸的樞轉移動。
[0013]在一個示例中，輸出板的樞轉移動引起輸出軸圍繞輸出軸線的振蕩旋轉。在第二示例中，該系統包括輸入阻尼器和輸出阻尼器，其中，輸入阻尼器適于將輸入板偏置到基本上豎直的取向，并且輸出阻尼器適于將輸出板偏置到基本上豎直的取向。在第三示例中，切削工具的振蕩運動包括振幅和頻率，其中，振幅能夠基于輸入板設置的角度可調整地控制，并且頻率能夠基于圓筒的旋轉速度可調整地控制。
[0014]在第四示例中，當輸入板以基本上垂直的取向設置到輸入軸線時，第一推桿和第二推桿不接觸輸入板或輸出板中的任一者。在第五示例中，該系統包括致動器，該致動器包括能夠在延伸位置和回縮位置之間移動的構件，其中，構件的移動引起輸入板圍繞第一樞軸的樞轉移動。該系統也包括用于控制功率裝置和致動器的控制系統，其中，控制系統可調整地控制構件的移動以將輸入板樞轉至所需角度。
【附圖說明】
[0015]通過結合附圖參照示例性實施例的以下描述，本公開的上述方面和實現它們的方式將變得更顯而易見，并且要求保護的本公開本身將更好理解，在附圖中:
[0016]圖1是用于切削濕坯陶瓷制品的系統的簡化示意圖；
[0017]圖2是用于切削濕坯陶瓷制品的系統的一個實施例的透視圖；
[0018]圖3是圖2的系統的傳動組件的簡化示意圖；
[0019]圖4是傳動組件的第二實施例的頂部透視圖；
[0020]圖5是圖4的傳動組件的簡化示意圖；
[0021 ]圖6是圖4的傳動組件的第二簡化示意圖；
[0022]圖7是圖4的傳動組件的第三簡化示意圖；
[0023]圖8是用于利用圖1的系統切削濕坯陶瓷制品的方法的框圖；
[0024]圖9是切削工具的切削運動的簡化示意圖；以及
[0025]圖10是相比常規的帶鋸的圖1的系統的切速-推速比的圖形圖示。
[0026]貫穿各視圖，對應的附圖標記用來指示對應的部分。
【具體實施方式】
[0027]以下描述的實施例并非意圖為窮舉性的或將本公開限制為下面的詳細描述所公開的準確形式。相反，實施例被選擇和描述為使得本領域的技術人員可以了解和理解本文要求保護的本公開的原理和操作。
[0028]在說明書中對“一個實施例”、“一實施例”、“示例性實施例”等的引用表明所描述的實施例可包括特定特征、結構或特性，但每個實施例可能未必包括該特定特征、結構或特性。此外，此類短語不一定是指相同的實施例。此外，當結合一實施例描述特定的特征、結構或特性時，可以認為，在本領域技術人員的知識范圍內可以結合其它實施例改變這些特征、結構或特性，而不論這些實施例是否被明確地描述。
[0029]在本公開中，提供了用于在材料通過擠出過程被擠出時切削材料的方法和系統的不同的實施例。材料可包括能夠通過擠出模制并成形的任何可塑性變形的材料。這樣的材料可包括無機粉末