1.本實用新型涉及木材加工設備技術領域，尤其涉及一種木材沖壓刀具及沖壓設備。
背景技術：2.楊樹在我國種植較為普遍，楊樹圓木用途廣泛，利用楊樹圓木旋切楊木單板，制作多層板已成為新型家具、建材及建筑模板的新興產業。但是，在旋切楊木單板前，每根1300毫米長的楊樹圓木需定尺為 1250毫米長，圓木兩端會被截下兩段0
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50毫米長的短截圓木(被截下的短圓木以下簡稱木圓)。目前，這些短截木圓作為楊木單板生產過程中的廢料，只能做生物質電廠的燃料進行發電。這就導致木圓有65％以上的木材未被開發利用，根據對某木材交易市場調查，楊木單板旋切戶2000余家，每戶日加工量10
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20 立方米，全鎮日木材消耗量達2
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4萬立方米，據被截木圓占整根圓木的長度比率估算，被截木圓的材積約占整根木材的21.67％，2000戶*20立方米/戶*21.67％＝8668立方米，即每天有800多立方米的木圓被用于生物質發電，據此推算全國數量之多、材積之大令人咋舌，木材資源浪費極為嚴重。
技術實現要素：3.本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種木材沖壓刀具及沖壓設備，可有效提高圓木利用率，減少木材浪費及林木采伐量。
4.為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：
5.一種木材沖壓刀具，包括圓環狀的刀具本體，所述刀具本體的外徑小于被沖壓木圓直徑，所述刀具本體的內孔為錐形孔，所述刀具本體的內孔錐度為1：5～12.5；所述刀具本體的內孔小徑端設有楔形刀刃，所述楔形刀刃的斜面側設置于刀具本體的外圓上，所述楔形刀刃的楔角為10～30
°
；所述刀具本體的厚度為20～40毫米，所述刀具本體的高度為20～60毫米。
6.優選的，所述楔形刀刃的四周間隔設置若干個凹槽，所述凹槽兩側在刀具本體的外圓上形成若干個凸刀刃，所述刀具本體的內孔與凹槽之間形成凹刀刃；所有凸刀刃的長度之和占楔形刀刃周長的25％。
7.優選的，所述刀具本體的高度為35毫米，所述凹刀刃的楔角為20
°
，所述凸刀刃楔角為25
°
。
8.優選的，還包括用于托舉刀具本體的托板，所述托板的上表面設有用于對刀具本體定位的定位槽孔，所述托板的中部設有通孔；所述刀具本體的楔形刀刃朝上；所述托板的通孔直徑大于刀具本體的內孔大徑，所述定位槽孔的直徑大于刀具本體的外徑。
9.優選的，所述托板的厚度不小于20mm；所述定位槽孔的深度為5mm，所述托板的內孔直徑比刀具本體的內孔大徑大2mm，所述定位槽孔的直徑比刀具本體的外徑大0.5mm。
10.本實用新型還提供一種沖壓設備，所述沖壓設備包括進料輸送裝置、沖壓機、出料
輸送裝置和廢料清理裝置，所述進料輸送裝置與沖壓機之間設有進料機械臂；所述托板設置于沖壓機的工作臺上、刀具本體與沖壓機的沖頭相對應，所述工作臺上設有與托板的內孔相對應的通孔，用于圓木出料及廢料排出；所述出料輸送裝置及廢料清理裝置均設置于工作臺的通孔下方。
11.優選的，所述廢料清理裝置包括廢料導向架、清掃機械臂和廢料傳送帶，所述廢料導向架為中部帶有木材出料孔的圓錐管體，所述廢料導向架的外錐面上端與托板相連，所述廢料導向架的外錐面下端與圓環形收集槽相連；所述收集槽的外圓及廢料傳送帶的兩側設有擋板，所述清掃機械臂為徑向設置于收集槽內的撥料板，所述收集槽由驅動機構驅動；所述廢料傳送帶由廢料電機驅動，所述廢料傳送帶的進料端設置于收集槽的出料口一側，所述廢料傳送帶的出料端延伸至工作臺的外側。
12.優選的，所述收集槽與導向架的外錐面下端轉動配合，所述收集槽的外圓同軸固定從動齒輪，與從動齒輪嚙合的主動齒輪由驅動機構驅動其轉動。
13.優選的，所述進料輸送裝置包括進料電機及進料傳送帶，所述進料傳送帶由進料電機驅動；所述出料輸送裝置包括出料電機及出料傳送帶，所述出料傳送帶由出料電機驅動，所述出料傳送帶的出料端延伸至工作臺的外側；所述出料傳送帶、進料傳送帶與廢料傳送帶交錯設置。
14.優選的，所述沖頭為設置于沖壓機主軸末端的頂塊，所述頂塊的外徑小于刀具本體的內孔小徑，所述頂塊的高度為10～40mm。
15.采用上述技術方案所產生的有益效果在于：與現有技術相比，本實用新型提供的圓環狀的刀具本體外徑小于被沖壓木圓直徑，刀具本體內孔帶有錐度，方便沖壓后的木材出料；刀具本體內孔小徑端設有楔形刀刃，方便沖壓木圓外層樹皮脫落。該沖壓設備通過進料輸送裝置輸送待沖壓木圓，利用進料機械臂將木圓置于沖壓機工作臺上的刀具本體處，沖壓機對木圓進行沖壓，得到的木材經出料輸送裝置輸出，樹皮廢料經廢料清理裝置排出。利用本實用新型能夠有效提高圓木的利用率，減少木材浪費及林木采伐量。
附圖說明
16.圖1是本實用新型實施例提供的一種木材沖壓刀具的結構示意圖；
17.圖2是圖1中刀具本體與托板的配合示意圖；
18.圖3是本實用新型實施例提供的一種沖壓設備的結構示意圖；
19.圖4是圖3中廢料清理裝置的俯視圖；
20.圖5是圖3中出料輸送裝置的左視圖；
21.圖中：00
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木圓，11
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木材；1
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刀具本體，01
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錐形孔，02
?
楔形刀刃，03
?
凹槽；2
?
托板，3
?
進料輸送裝置，4
?
沖壓機，5
?
出料輸送裝置，6
?
廢料清理裝置，61
?
廢料導向架，62
?
清掃機械臂，63
?
廢料傳送帶，64
??
收集槽，65
?
擋板，66
?
驅動機構；7
?
工作臺，8
?
通孔，9
?
頂塊，10
?
導向通道。
具體實施方式
22.為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本實用新型作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以
解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
23.如圖1所示，本實用新型提供的一種木材沖壓刀具，包括圓環狀的刀具本體1，所述刀具本體1的外徑小于被沖壓木圓直徑00，所述刀具本體1的內孔為錐形孔01，所述刀具本體1的內孔錐度為1：5～ 12.5，帶有錐度的內孔可方便沖壓后的木材11從內孔的大徑端出料。所述刀具本體1的內孔小徑端設有楔形刀刃02，所述楔形刀刃02的斜面側設置于刀具本體1的外圓上，所述楔形刀刃02的楔角為10～30
°
；所述刀具本體1的厚度b1為20～40毫米，所述刀具本體1的高度h為20～60毫米。采用該結構的刀具本體，能夠利用楔形刀刃以最小的阻力完成木圓的沖壓削切，沖壓削切干凈，沒有木材纖維相連，沖壓時楔形刀刃的開度由小變大，外漲力隨之增加，被沖壓木圓的外部隨機出現開裂折斷點，沖壓后木圓和樹皮分離，不含樹皮的木材從內孔排出。
24.作為一種優選結構，如圖1所示，所述楔形刀刃02的四周間隔設置若干個凹槽03，所述凹槽03兩側在刀具本體1的外圓上形成若干個凸刀刃，所述刀具本體1的內孔01與凹槽03之間形成凹刀刃，所述凹刀刃及凸刀刃的楔角為10～38
°
。具體制作時，所述刀具本體1的高度h優選35毫米，所述凹刀刃的楔角為20
°
，所述凸刀刃楔角為25
°
；凹槽可采用刨床或車床加工，凹槽的形狀不局限于橢圓形，凹槽的邊緣也可以與楔形刀刃的外錐面母線重合，呈梯形槽徑向分布。利用該結構刀具本體沖壓木圓時，凹刀刃迅速無阻力通過，凸刀刃(倒楔角)的開度由小變大，外漲力增加，被沖壓木圓的外部隨機出現開裂折斷點，減少樹皮間的“藕斷絲連”，沖壓后木圓和樹皮分離，不含樹皮的木材部分從內孔排出。
25.具體制作時，刀具本體可采用一體式結構或者分體式結構。具體操作時，刀具本體可采用上下和或左右置刀，優選下置刀。沖壓木圓的直徑與沖壓力成正比，優選直徑100
?
200毫米木圓用6.3噸壓力沖床，直徑200
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300毫米木圓采用10噸壓力沖床，直徑300
?
400毫米木圓采用16噸壓力沖床，直徑400
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500毫米木圓采用25噸壓力沖床，直徑500毫米及以上木圓沖壓35噸壓力沖床。沖床沖壓行程優選60毫米以上，沖壓速度優選每分鐘50次。
26.在本實用新型的一個具體實施例中，如圖2所示，還包括用于托舉刀具本體1的托板2，所述托板2 的上表面設有用于對刀具本體1定位的定位槽孔，所述托板的中部設有通孔；所述刀具本體1的楔形刀刃 02朝上、內孔大徑端朝向托板2；所述托板2的通孔直徑比刀具本體1的內孔大徑大2mm，即刀具本體的內孔單邊凸出托板的通孔邊緣距離b3為1mm；所述定位槽孔的直徑大于刀具本體1的外徑。其中，所述托板2的厚度b2不小于20mm；所述托板2的內孔直徑比刀具本體1的內孔大徑大2mm，所述托板2的外徑比刀具本體的外徑大0.5mm。所有凸刀刃的長度之和占楔形刀刃周長的四分之一。
27.如圖3所示，本實用新型還提供一種沖壓設備，所述沖壓設備包括進料輸送裝置3、沖壓機4、出料輸送裝置5和廢料清理裝置6，所述進料輸送裝置3與沖壓機4之間設有進料機械臂；所述托板2設置于沖壓機4的工作臺7上、刀具本體1與沖壓機4的沖頭相對應，所述工作臺7上設有與托板2的內孔相對應的通孔8，用于圓木出料及廢料排出；所述出料輸送裝置5及廢料清理裝置6均設置于工作臺7的通孔 8下方。托板安裝孔對應在工作臺安裝孔固定，刀具本體的頂部略低于工作臺的上表面，可對待加工木圓進行限位。進料機械臂可選用機械手；或者選用由氣缸驅動的推板。進料時，推板下降再平推至刀具本體頂部的上料工位，隨后推板上升、后退復位；周而復始，完成木圓的逐一上料。
28.在本實用新型的一個具體實施例中，如圖3所示，所述廢料清理裝置6包括廢料導
向架61、清掃機械臂62和廢料傳送帶63，所述廢料導向架61為中部帶有木材出料孔的圓錐管體，所述廢料導向架61的外錐面上端與托板2相連，所述廢料導向架61的外錐面下端與圓環形收集槽64相連；所述收集槽64的外圓及廢料傳送帶63的兩側設有擋板65，借助擋板能夠避免廢料撒落；所述清掃機械臂62為徑向設置于收集槽64內的撥料板，所述收集槽64由驅動機構66驅動；所述廢料傳送帶63由廢料電機驅動，所述廢料傳送帶63的進料端設置于收集槽64的出料口一側，所述廢料傳送帶63的出料端延伸至工作臺7的外側。利用沖壓機4的沖頭對置于刀具本體1頂部的木圓00進行沖壓，沖壓得到的木材11落至下方出料輸送裝置5上輸出，沖壓后剝離的樹皮廢料沿廢料導向架61滑落至底部收集槽64內；通過驅動機構66驅動收集槽64轉動，從而撥料板將收集槽64內的廢料推至廢料傳送帶63上，通過廢料傳送帶排出。圖3、 5中箭頭表示物料輸送方向。
29.鑒于沖壓得到的木材11從刀具本體的內孔落下、樹皮自刀具本體及托板的外部滑落，可在托板外部及通孔內壁設置導向板，形成樹皮廢料的導向通道10，可確保剝離的樹皮全部落至下方收集槽內。同時，在托板內孔下方設置錐體導流板，導流板的下端與收集槽的內側壁抵接，出料傳送帶置于錐體導流板的中部下方。
30.在本實用新型的一個具體實施例中，如圖3、4所示，所述收集槽64與導向架61的外錐面下端轉動配合，所述收集槽64的外圓同軸固定從動齒輪，與從動齒輪嚙合的主動齒輪由驅動機構66驅動其轉動。驅動機構66選用伺服電機，伺服電機通過齒輪傳動驅動收集槽旋轉。當然，收集槽也可以采用皮帶傳動或鏈傳動驅動器旋轉。
31.在本實用新型的一個具體實施例中，如圖3、4、5所示，所述進料輸送裝置3包括進料電機及進料傳送帶30，所述進料傳送帶30由進料電機驅動；所述出料輸送裝置5包括出料電機及出料傳送帶，所述出料傳送帶由出料電機驅動，所述出料傳送帶的出料端延伸至工作臺7的外側；所述出料傳送帶、進料傳送帶30與廢料傳送帶63交錯設置。其中，進料傳送帶的遞進速度與沖壓機主軸沖壓速度同步。出料傳送帶、及廢料傳送帶63均貫穿工作臺的側壁設置，方便工作人員在工作臺的外部進行收集。
32.在本實用新型的一個具體實施例中，如圖3所示，所述沖頭為設置于沖壓機4主軸末端的頂塊9，所述頂塊9的外徑小于刀具本體1的內孔小徑，優選3毫米；所述頂塊9的高度為10～40mm。具體制作時，頂塊高度優選20mm。具體操作時，利用頂塊對刀具本體上的木圓施加壓力，利用刀具本體上端的楔形刀刃對木圓外層的樹皮進行剝離。
33.綜上所述，本實用新型具有結構簡單緊湊、操作方便快捷的優點，利用沖壓機對放置在刀具本體上的木圓進行沖壓，刀具本體頂部的楔形刀刃對木圓的外層樹皮進行快速剝離，同時確保剝離后木材的外徑一致。本實用新型能夠利用各種形狀沖壓機均可實現木圓樹皮的沖壓分離；能夠在木圓中沖壓出不帶樹皮的干凈木材，提高了薪材木圓利用率和附加值，減少林木采伐量的同時也為木漿造紙行業提質增效開辟了蹊徑。
34.本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。