细支烟卷接机组劈刀盘工艺优化及应用

栗勇伟 张东峰

摘 要：当前，细支烟产销量呈现高速发展状态，生产细支烟的卷接设备是由原生产标准规格烟支的设备改造而成的，由于细支烟烟丝宽度变窄、烟支直径变小，在卷制过程中，空头剔除较多，废品率居高不下，为此，通过对细支烟劈刀装置的劈刀盘进行改进，来降低细支烟卷接机组生产过程中的废品率。

关键词：细支烟卷接机；组劈刀盘；工艺优化

中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0056-01

劈刀装置是卷接机组的关键部件之一，劈刀盘的运行使卷烟产生紧头，减少烟支空头，通过对影响细支烟空头的劈刀盘进行分析，对劈刀盘的工艺参数进行优化，并对劈刀加工工艺进行改进，来提高劈刀盘精度，降低细支烟生产过程中的废品率。

1 劈刀装置的工作原理

劈刀装置是吸丝成形卷烟机一个重要的装置之一，正是该装置与吸丝成形原理的结合奠定了现代卷烟机发展的基础，目前所有的卷烟机都应用这一装置控制烟丝束的均匀性，减少烟支的空头，节约烟丝，提高烟丝的利用率。劈刀装置是利用两个旋转方向相反的劈刀盘以削平烟丝束上凸起的部分，并与旋转的下丝轮配合将削剪下的烟丝修整掉，以改善烟丝束的均匀度，并且形成“紧头”以达到减少烟支空头的目的。如图1所示，在吸丝带1的带动下，两个对称的劈刀盘3和下丝轮4修整吸丝带上的烟丝束，形成均匀的烟丝流以及“紧头”5。劈刀盘上的凹槽决定了烟条中烟丝密度的分布，使切割后的烟支两端产生“紧头”，以利于接装机接装和减少烟支空头，见图1。

2 问题分析

通过对上述劈刀装置的工作原理分析，劈刀装置的削剪精度，以及劈刀盘凹槽的深度，均对烟支空头造成影响，通过对劈刀装置的削剪过程进行分析，发现以下问题：

2.1 劈刀凹槽参数与烟丝通道不匹配

图2所示的是劈刀剪切过程工作示意图，通过检查、测量、绘图、分析，发现以下问题：两个劈刀盘1的凹槽间距是2D，烟丝通道间距为L，L<2D。在对细支烟设备进行技术开发时，是在原标准烟支设备基础上改造完成的，参数设计大部分沿用原正常规格的技术参数，特别是在劈刀盘的轉化过程中，所采用的劈刀盘凹槽尺寸D没有考虑到劈刀盘技术参数与烟丝通道技术参数在工作过程中的相互匹配性。烟丝在L宽的通道运行，运行到劈刀工作位置时，劈刀凹槽的宽度为2D。在这个过程，劈刀盘凹槽的作用是对烟丝束修整后产生“紧头”，却由于在修整剪切时凹槽空间的突然放大使烟丝失去约束力而膨胀，从而没有达到更好的修整效果，同时烟丝束“紧头”膨胀后也增加了烟丝束后续输送过程中的阻力。

2.2 劈刀精度不适应细支烟生产的要求

原劈刀盘精度不能够满足细支烟烟丝结构，原劈刀盘在加工工艺上存在一定的技术差距，是原劈刀盘的生产工艺流程，劈刀盘由采用0Cr18Ni9板材经切割，该材料均有较高的塑性和韧性，以及较好的冷作成型，经普通车床车内孔以及外园厚度，然后利用模具冲压而成，再再进行氮化处理来增加强度，氮化处理后的劈刀盘工作面产生变形，达不到应有的精度，而是靠钳工校正平面来保证精度，因此，两个劈刀对转的劈刀盘，很难保证对转时不产生错位，由于劈刀盘精度达不到，下丝轮与劈刀盘之间的间隙也相应放大，从而影响烟支控制精度。同时由于为适应模具冲压工艺，劈刀盘凹槽采用圆角过渡，不利于烟丝修剪过程的烟丝稳定性。

3 改进措施

3.1 改进劈刀凹槽参数并与烟丝通道相互匹配

将劈刀盘凹槽参数进行修改，如图3所示，将劈刀盘参数由原来的L>2D修改为L=2D。使烟丝束削剪时的紧头尺寸等于或者略小于烟丝通道尺寸，减少修剪后烟丝束的运动阻力，增加了劈刀盘对烟丝束的同步输送能力，避免了烟丝束紧头位置松散打滑，达到了减少空头的目的。

3.2 优化劈刀盘加工工艺，利用数控设备的精加工能力来增加劈刀盘的精度

改进后的劈刀盘，除了对劈刀盘凹槽参数进行优化，同时对劈刀盘的加工工艺流程也进行优化。改进后采2Cr13不锈钢，该材料淬火状态下硬度高，耐蚀性良好的特点，利用数控机床粗加工后进行淬火使硬度达到HRC40-45，然后再利用数控机床进行精加工，解决了由原劈刀盘的先冲压加工后热处理的变形问题，同时也提高了劈刀盘的精度。改进后劈刀盘的跳动由原来的0.04mm减小为0.01mm以下，提高了劈刀盘对转修整的精度，也提高了下丝轮对烟丝的削剪精度。如图3所示，利用数控设备的铣制工艺也解决了原劈刀盘冲压后形成的过渡圆角，提高了烟丝束修剪过程中烟丝的稳定性。

4 改进后的安装调整

改进后，由于劈刀盘加工精度大大提高，两对转劈刀盘间隙由原来的0.10mm调整至0.05mm，劈刀盘与下丝轮间隙由原来的0.10mm调整至0.05mm，提高了劈刀运行精度。

5 改进效果

改进后，劈刀盘强度也大幅提高，改进后的劈刀盘寿命与原劈刀盘相比至少提高3倍以上，细支烟卷接机组废品率下降了1.41个百分点。