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双锁定折刀的设计

(2011-04-29 10:15:25)
标签:

杂谈

刀具

分类: DIY制作

 

【上一篇:寻找,属于自己的刀2:颈刀

    周六花了一天时间进行原型设计,画了n个CAD图纸了。
    最后确定了这个方案:
1:背簧结构,使用弹簧棒的锁定力量转换结构,微调能得到最佳解锁手感。这种开、闭的双锁定是我个人想出来的结构,不知道有没有前辈这么实现过。
2:刀刃采用羊蹄型,避免颠簸过程误伤自己。
3:小弧度大深度握把,刀把即使结冰也能靠形状紧握。
4:防误解锁利用较长的的锁定长度,打开状态为3mm,锁定接触面积达到9平方毫米。关闭状态为2.5mm,锁定力度稍小是合理的。
5:先设定原型刀为较大的开刃角度,440C刃材,3mm厚。
6:现在主要设计的是结构。计划做出原型刀,根据使用情况修改结构,最后确定成品刀的结构和材料。结构定了,材料好办。
7:刃长89mm符合国家规定,柄长131mm,是根据我自己的手的大小设定的。
8:柄片间距3.2mm,刀轴设计两片聚四氟乙烯垫片。而3.2mm的间距使得背簧机构等运行有间隙,阻力较小,同时磨损就会小。
9:柄材采用3mm厚的304不锈钢板材,外面可以加贴防滑材料。(这个厚度不影响设计,根据原型刀实际使用情况灵活调整。)采用它的原因是容易加工。

同时也发现不少问题。
1:单手开刃与闭合状态锁定互相矛盾,必须舍弃一个。
    如果闭合锁定了,就几乎不可能做到单手开刃,一只手要解锁然后同时拨开刀刃不现实。
    于是,舍弃单手开刃,要安全。单手的时候这把刀仍然可以像短吻鳄那样用牙咬开,右手用于解锁和固定。
2:悬挂点在刀轴一端,不可实现。
    打开刀刃过程是围绕刀轴进行的162度旋转过程(我设定的这个角度),其中刃片经过的任何地方都不能横穿东西进去,除了刀轴。而刀轴如果再用作固定会发生关闭的时候刀刃偏向,时间长了刀轴磨损可能导致刀刃触碰柄片。既然设计中有了闭合锁,就舍弃悬挂点,延长背簧固定片,一体化做出快挂悬挂孔。
    悬挂问题有另外一个解决方案,就是做个两用刀套,平时作为折刀套,打开后成为直刀套两用。这个方案最后放弃了,没有必要增加负担。
3:止刀点缓冲距离的计算相当困难。
    这里我测量了很多名刀,3.5mm是一个大概的平均值。那么,刀轴的旋转角度我设定为162度,这个数字可能会在未来进行调整。修改背簧固定片下部的预留尺寸即可调整这个距离。设计时我预留了9mm的余量,相信怎么也用不完了。
4:解锁背簧力度计算
    这个也相当困难,没有材料原始数据的情况下不可实现。
    于是,我设计得复杂了一些,增加了一个摇头锁片。图中白色圆圈的位置可以后移,解锁的力臂比可以在1:3到1:20之间调整。这是一个初始设定巨大弹力,然后通过杠杆减力的过程,可以有效防止因为磨损或者金属疲劳导致的背簧解锁力随使用时间下降。而且,很容易在原型刀使用过程中去进行调整。
5:一般的折刀开刃过程有个中间的小稳定位置,不知道怎么表达,就是拉开刀刃到接近垂直的时候会咔的一声的一个小稳定状态。这个不知道有什么作用,但是设计上很简单,于是我也做了设计。但是做得比量产刀的轻些。

 


双锁定折刀的设计:1

双锁定折刀的设计:1

    背簧压片行程为3mm,力臂比为3:1,弹性棒力臂比为3.58:1,则两个杠杆的总力臂比为10.74:1

    我计划选择的弹性棒材料为废旧光驱的光头引导杆,3mm高精度的轴承钢。实测19mm支点时,在68mm处产生1mm行程弹力为26.6kg,压片下移造成的力臂缩短能微量增大压力,这个是合理的,具体计算要用微分方程,所以忽略。这个力量在几毫米的尺度内可以轻易粉碎少量结冰和砂粒,而采用圆棒而不是方条则背锁机构能自动清理碎屑。

    计算中的解锁力量为2.48kg,比量产刀的稍大。这是为了在实际使用中进行调整,所以留有余量。这个设计的后期调整只能减小,不能加大解锁力的。

 

    尾型的修改带来一些重心平衡计算的问题,还有总长度更改,最后不得已将刃长缩短了1mm,现在是88mm,挺吉祥的数字。

http://www.fsyyy.com/yybbs/UploadFile/2011-2/201121320245636803.jpg

【下一篇:线锁和背锁结构研究

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