3209 木工專用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3209 木工專用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),木工,專用,四面,刨床,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1木工專用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 1 章 緒 論1.1 四面刨的現(xiàn)狀及其發(fā)展 木工四面刨床市場(chǎng)的發(fā)展前景如何,主要取決于我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況，特別是隨基本建設(shè)的發(fā)展，相應(yīng)地會(huì)給木工機(jī)械產(chǎn)品提供良好的市場(chǎng)。（1）隨著廣東、山東、上海等沿海地區(qū)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，木工機(jī)械產(chǎn)品將在沿海開放地得到廣泛應(yīng)用.上海浦東地區(qū)的民用與工業(yè)建設(shè)每年需 500 - 600 萬 m2，而內(nèi)地城市也不斷的改變城市面貌、擴(kuò)大市政建設(shè)，擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是長(zhǎng)江三峽工程的上馬興起了巨大的工業(yè)與民用建筑大市場(chǎng)，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道其建筑面積在2200 萬耐左右。這些都客觀的說明了近幾年我國木工機(jī)械行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。（2）目前，我國的森林資源日趨緊張,有限的木材資源已不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。特別是我國林業(yè)系統(tǒng)近幾年出現(xiàn)“兩危” 以來，人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到按原先的只賣大木頭的租放經(jīng)營(yíng)已無法再繼續(xù)生存下去，只有走木材綜合利用，進(jìn)行木材深加工、精加工的道路才能使我國林業(yè)系統(tǒng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。為此，林業(yè)系統(tǒng)圍繞木材深加工和精加工將推廣一批項(xiàng)目，這也進(jìn)一步為木工機(jī)械行業(yè)的發(fā)展客觀地提供了一個(gè)良好的市場(chǎng)。（3）隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)室內(nèi)裝飾愈來愈考究，賓館、飯店、舞廳、室內(nèi)體育館、會(huì)議室的裝修周期愈來愈短，城市家庭住房的裝修和鋪地板條(塊) 已逐漸普遍。為此，建筑業(yè)將需要大批量的地板條(塊)、木線條等產(chǎn)品，這無疑也將會(huì)對(duì)木工四面刨床的市場(chǎng)起到促銷作用。（4）我國的汽車制造業(yè)、船舶制造業(yè)近幾年也將會(huì)出現(xiàn)好的發(fā)展勢(shì)頭，這也會(huì)促進(jìn)木工四面刨床市場(chǎng)的發(fā)展。（5）我國以前生產(chǎn)的木工四面刨床由于原始設(shè)計(jì)就存在著某些先天不足，再加上操作者使用不當(dāng)、零部件供應(yīng)不及時(shí)等原因，因此在線服役的時(shí)間都不長(zhǎng)。近期全國各地考查基本上沒有看到 1985 年以前生產(chǎn)的木工四面刨床，也就是說其使用壽命相對(duì)較短，而且有相當(dāng)一部分是由于使用單位維護(hù)修理技木水平差而造成機(jī)床過早退2役。這些原因也潛在的擴(kuò)大了木工四面刨的市場(chǎng)。四 面 刨 是 一 種 木 工 機(jī) 床 類 的 刨 床 產(chǎn) 品 。 主 要 用 于 加 工 木 方 、 木 板 、 裝 飾 木 線條 、 木 地 板 等 木 制 品 。 優(yōu) 秀 的 四 面 刨 一 般 都 是 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 工 作 臺(tái) 面 鍍 硬 絡(luò) ， 經(jīng) 久耐 用 的 。 并 且 主 軸 特 殊 加 工 ， 精 度 要 好 好 。 送 料 系 統(tǒng) ， 最 好 是 采 用 無 級(jí) 調(diào) 速 機(jī) 構(gòu) ，送 料 輥 與 減 速 機(jī) 構(gòu) 之 間 用 萬 向 節(jié) 聯(lián) 結(jié) 傳 動(dòng) ， 才 能 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) ， 送 料 才 能 強(qiáng) 勁 有 力 。一 般 采 購 四 面 刨 可 以 去 國 內(nèi) 各 大 木 工 機(jī) 械 網(wǎng) 站 進(jìn) 行 采 購 ， 例 如 家 王 、 中 外 木 工 機(jī)械 網(wǎng) 等 專 業(yè) 平 臺(tái) 。本機(jī)床用于木料及木材替代品的四面刨平或根據(jù)需要進(jìn)行四面成型加工。典型的加工操作是：側(cè)面線條、室內(nèi)裝飾條、窗框部件、家具線條等。是家具、裝飾、建筑等行業(yè)之關(guān)鍵設(shè)備。本機(jī)床由活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)緊湊，工作臺(tái)面鍍硬鉻，經(jīng)久耐用。主軸特殊加工，精度好。 中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了“新型四面刨產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本” 、 “科技創(chuàng)新” 、 “環(huán)境友好”和“ 面向未來”準(zhǔn)確地界定了“新型四面刨產(chǎn)業(yè) ” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“ 新型四面刨產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國的行政區(qū)劃和四大都市圈的四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。四面刨床為機(jī)械進(jìn)料，進(jìn)給速度較高，故生產(chǎn)效率較高，適用于大批量生產(chǎn)。在細(xì)木工、建筑材料、門窗、船舶及車輛的內(nèi)裝飾、地板等生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。由于機(jī)床的刀軸較多，故調(diào)整費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，所以不適用于單間、小批量生產(chǎn)。1.2 本課題研究的主要內(nèi)容木工四面刨是對(duì)木件的四個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行加工的機(jī)床，它可以加工出各種不同形狀的成型表面。木工四面刨為機(jī)械進(jìn)料，進(jìn)給速度較高，故生產(chǎn)率較高，適用于大批量生產(chǎn)。在細(xì)木工、建筑材料、門窗、船舶及車輛的內(nèi)裝飾、地板等生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。四面刨床主要是由床身、工作臺(tái)、切削機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、壓緊裝置、導(dǎo)板及操縱機(jī)構(gòu)等零件組成。四面刨床一般分為輕、中、重型三類。輕型四面刨床加工寬度為 150mm 以下，一般為 4—5 個(gè)刀頭。中型四面刨床加工寬度為 150—300mm。重型四面刨床的加工寬度為 300mm 以上，刀頭多達(dá) 8—10 根，它具有兩套進(jìn)給機(jī)構(gòu)，加工精度高，適用于大批量生產(chǎn)。3本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容是，設(shè)計(jì)一臺(tái)用于木料及木材替代品的四面刨平或根據(jù)需要進(jìn)行四面成型加工的設(shè)備。其設(shè)計(jì)的主要部分為活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)。我主要設(shè)計(jì)的木工專用四面刨，主要是針對(duì)封邊條、櫥窗框等一些家具一次成型的加工，在設(shè)計(jì)過程中主要解決活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，壓緊機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)幾部分的問題。1.3 當(dāng)前四面刨遇到的問題和解決法從什么角度分析中國四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評(píng)價(jià)中國四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問題關(guān)聯(lián)度如何……諸如此類，都是四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對(duì)和解決的問題——中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國四面刨產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向。目前中國四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。針對(duì)今后一個(gè)時(shí)期我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行面臨新的不確定因素，目前四面刨光材產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的環(huán)境，重點(diǎn)研究并預(yù)測(cè)了其下游行業(yè)發(fā)展以及對(duì)四面刨光材需求變化的長(zhǎng)期和短期趨勢(shì)。針對(duì)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與威脅，提出了對(duì)四面刨光材產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資及戰(zhàn)略建議。要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容、翔實(shí)的數(shù)據(jù)、直觀的圖表、從宏觀與微觀等多個(gè)角度進(jìn)行研究分析，在設(shè)計(jì)四面刨床要更加人性化、機(jī)械化、數(shù)控化、以及合理化?，F(xiàn)在我國木工機(jī)床工業(yè)已經(jīng)取得了很大成就，但與世界發(fā)達(dá)國家相比，還有較大差距。為此設(shè)計(jì)出更好的木工機(jī)床是現(xiàn)在我們首要的任務(wù)。4第 2 章 四面刨機(jī)床的總體設(shè)計(jì)四面刨機(jī)床的主要由床身、工作臺(tái)及導(dǎo)板、切削機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)及操縱機(jī)構(gòu)等組成?？梢约庸こ龈鞣N不同形狀的成型表面。四面刨床的應(yīng)用不僅使一些木制品構(gòu)件的加工工藝大為簡(jiǎn)化，而且還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)還具有加工質(zhì)量好、規(guī)格統(tǒng)一、占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，故深受用戶青睞。四面刨的床身:床身采用鋼板焊接整體箱形結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，生產(chǎn)周期短。主軸電機(jī)，送料電機(jī)，電控系統(tǒng)都安裝在床身內(nèi)部，外型美觀。2.1 平臺(tái)的設(shè)計(jì)四面刨床的工作臺(tái)是工件在加工過程中定位、安裝基準(zhǔn)，所以其結(jié)構(gòu)、組成及尺寸直接影響到工件的加工質(zhì)通及機(jī)床的使用性能。工作臺(tái):工作臺(tái)采用鑄鐵整體鑄成，經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力處理，工作臺(tái)面省去了支承輥，具有較高的平面度，因而可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高加工精度。工作臺(tái)的升降機(jī)構(gòu):為了能加工不同厚度的工件，工作臺(tái)通過導(dǎo)軌絲桿螺母機(jī)構(gòu)，可采用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)垂直升降。工作臺(tái)面在上下兩極限位置時(shí)，對(duì)刀軸的平行度為 0.15mm。（1）工作臺(tái)的組成 形成目前有兩段式和三段式這兩種。兩段式工作臺(tái)由一個(gè)可調(diào)整臺(tái)面和不可調(diào)整臺(tái)面組成的這種工作臺(tái)。通常，第一下水平單刨刀軸處為分界點(diǎn)，前部分能升降以滿足加工厚度調(diào)整之需要，.故謂活動(dòng)工作臺(tái)，或前工作臺(tái)。又因它是工件進(jìn)給時(shí)首先經(jīng)過的工作臺(tái)，所以也稱之為進(jìn)料工作臺(tái).后部分固定不動(dòng)，故稱之為固定工作臺(tái)。三段式工作臺(tái)由二個(gè)可調(diào)和一個(gè)不可調(diào)的臺(tái)面組成.與兩段式相比，它多了一個(gè)活動(dòng)工作臺(tái)，由該工作臺(tái)在機(jī)床尾部，所以可以稱為后工作臺(tái)，也稱出料工作臺(tái)。由于后工臺(tái)臺(tái)面能升降.所以與中部工作臺(tái)臺(tái)面組成了一個(gè)好似平刨床的前、后工作臺(tái)，因此加工件下表面的加工精度自然就高。同樣道理，由于臺(tái)面還能左、右移動(dòng)，且有擋邊.所以工件的右側(cè)面的加工精度也高。（2）前工作臺(tái)尺寸 前工作臺(tái)長(zhǎng)度有短型、標(biāo)準(zhǔn)型、加長(zhǎng)型三種.短型的長(zhǎng)度在 lm 以下。常見的有 650, 800, 1000mm 三種規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)型各廠家不盡一致，在51500—2100mm 之間，2000mm 較為普遍。由于前工作臺(tái)是四面刨床加工件的第一基準(zhǔn)，由平刨床的工作原理我們知道，當(dāng)加工件長(zhǎng)度大于前工作臺(tái)長(zhǎng)度時(shí)其加工情度就無法保證。所以，要保證加工精度，加工件的長(zhǎng)度一定小于前工作臺(tái)的長(zhǎng)度。換言之，四面刨的前工作臺(tái)的長(zhǎng)度要與加工件的長(zhǎng)度匹配，尤其是加工較長(zhǎng)而且精度要求高的工件一定要選擇前工作臺(tái)較長(zhǎng)的四刨床。由此可得知，工作臺(tái)的長(zhǎng)度是四面刨性能一個(gè)重要標(biāo)志。（3）工作臺(tái)臺(tái)面性能 工作臺(tái)面壽命及其精度也直接影響到面刨床的性能，所以為了增加臺(tái)面的耐磨性，許多廠家想了不少辦法。一般要經(jīng)過淬火和精磨，有的鍍鉻;精磨拋光的耐磨墊板還可以隨時(shí)更換墊板。此外，還有的在臺(tái)面設(shè)置支撐輥或氣控滾輪以減少摩擦。還有在臺(tái)面開設(shè)噴氣孔的氣浮工作臺(tái)臺(tái)面，在單面進(jìn)給而且床面上無托輥的情況下使用，高壓空氣從中部工作臺(tái)臺(tái)面噴出以實(shí)現(xiàn)無摩擦進(jìn)料。2.2 壓緊機(jī)構(gòu)四面刨床的壓緊機(jī)構(gòu)主要包括位于工件上方防止工件跳動(dòng)的各種壓輥和壓板裝置，以及位于工件側(cè)面的側(cè)向壓緊裝置，四面刨床的上刀軸與單面壓刨床的刀軸一樣，設(shè)有前后壓緊器并常做成壓板形式。后壓緊器壓板工作時(shí)的升降量很小，可以使用彈簧片或壓板，后者通過彈簧施加一定的壓力。前壓緊器壓板在升降不大的場(chǎng)合可采用的普通型壓板上升時(shí)略靠近刀軸;但在遇到工件厚度變化較大、前壓板升起量較大時(shí)，則普通型壓板就有可能碰觸旋轉(zhuǎn)刀具的危險(xiǎn)，有些機(jī)床采用了“后傾式” 前壓緊器。四面刨床前壓緊機(jī)構(gòu)的作用主要為:a.防止工件撕裂:在工件切削部位前端施加一定的壓力，防止在刀具逆銑的作用力下工件產(chǎn)生順纖維方向撕裂。因此要求壓緊力的作用點(diǎn)必須緊靠在工件切削部位。b.防止切削過程工件振動(dòng):在工件切削部位前端施加一定壓力，防止因刀具間歇逆銑產(chǎn)生的跳動(dòng)分力導(dǎo)致工件振動(dòng)。因此也同樣要求壓緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近切削部位。c.良好的工件導(dǎo)入性能:由于四面刨床工件進(jìn)給是由進(jìn)料輥帶動(dòng)工件來實(shí)現(xiàn)(柔性進(jìn)給)，前壓緊機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)防撕裂、防振動(dòng)的前題下，還應(yīng)盡量減少對(duì)工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生過大阻力。除此之外前壓緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具備良好的導(dǎo)屑性能以及調(diào)整方便適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前國內(nèi)外四面刨生產(chǎn)廠家采用的前壓緊機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)劃分為二種類型：a.擺桿機(jī)構(gòu);b.平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)。這二種類型有著自己的特點(diǎn)，在采用上也是以不同時(shí)期的加工主流以及設(shè)備所針對(duì)的不同加工形式而確定。以下針對(duì)工作過程所產(chǎn)生的工件導(dǎo)入阻力 f 與工件所需的壓緊力 F 的關(guān)系，以及壓緊力作用點(diǎn)與切削出口處的距離Z 與切削深度之間的關(guān)系進(jìn)行分析。擺桿式壓緊機(jī)構(gòu)是從木工壓刨床前壓緊機(jī)構(gòu)(圖 2-1)演變而成，由于四面刨床結(jié)6構(gòu)空間的限制，它采用了短擺臂結(jié)構(gòu)(圖 2-2)，前壓緊器對(duì)工件進(jìn)給產(chǎn)生的導(dǎo)入阻力f，本文中的導(dǎo)人阻力 f 只計(jì)算機(jī)構(gòu)上升對(duì)工件產(chǎn)生的除摩擦力外的進(jìn)給阻力，即壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)工件作用力的水平分力，如下式:f= A=Ssin+(T -t )刀 軸 壓 簧 調(diào) 壓 螺 桿 壓 緊 器 刀 軸 壓 簧 調(diào) 壓 螺 桿壓 緊 器圖 2.1 壓刨壓緊由于機(jī)構(gòu)在施加 F 及作用點(diǎn)后不能隨時(shí)改變，因此:BF=FScos即: f= （2.1）從式中要以看出，隨著 a 減少，工件導(dǎo)人阻力了不斷增大，導(dǎo)人性能隨之降低。刀具切削末端與夾緊距離 Z 因此: （2.2）7刀 軸 護(hù) 罩 調(diào) 壓 螺 桿 壓 緊 座限 位 塊壓 緊 器圖 2.2 四面刨擺桿壓緊機(jī)構(gòu)以上公式可看出:a.當(dāng)壓緊角 a 增大時(shí)，工件導(dǎo)人性能提高，然而壓緊位 Z 卻增大;b.當(dāng)要求最大切削深度 T 較大時(shí)，壓緊位 Z 的變化幅度增加，由于該結(jié)構(gòu)的限制，a角無法設(shè)計(jì)過小。直至在切削量 t 較小因 Z 值過大無法起到防止工件撕裂及振動(dòng)的作用。隨著四面刨床成型面加工的增加，對(duì)最大切削深度 T 的要求也不斷提高，而且薄工件( 易振動(dòng) )切削要求的提高，為防止工件撕裂及振動(dòng)，Z 值一般要求小于25mm，因此擺桿式壓緊機(jī)構(gòu)逐步不能適應(yīng)設(shè)備的要求。四連桿壓緊機(jī)構(gòu)，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)是在擺桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，見圖 2-3其的是減少壓緊間距 Z 起到更好的防撕裂及振動(dòng)的較果。由于采用了連桿機(jī)構(gòu)，使得壓塊升降幾乎可達(dá)到垂直升降的效果，同時(shí)采用了分體可調(diào)式壓緊塊，當(dāng)?shù)毒咧睆郊扒邢魃疃茸兓^大時(shí)，可采用調(diào)整壓緊塊的方式來達(dá)到較佳的壓緊位置。工件的導(dǎo)人位置(B 值) 應(yīng)盡量后移(B 值增大)。因此工件的導(dǎo)入靠壓緊塊預(yù)加工的切角 β來實(shí)現(xiàn)。在保證工件最大切削深度的前提下,β 角應(yīng)盡量小有利于工件的導(dǎo)入，因此當(dāng)工件切削深度變化較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整壓緊機(jī)構(gòu)的高度。壓緊機(jī)構(gòu) Z，從圖中可以看出，由于連桿可以設(shè)置成在進(jìn)給初始位置時(shí) (或平均切削深度時(shí))與進(jìn)給方向平行，因此壓緊塊基本不產(chǎn)生(或產(chǎn)生少量)向刀軸靠近方向的位移。因此 Z 值一般為: Z=, 當(dāng)?shù)毒咧睆?D=120mm、t =2mm,△=5mm 時(shí)，設(shè)計(jì) T=l0mm，則 Z=22.8 mm;設(shè)計(jì) T=20mm，則 Z = 38.8mm。8刀 頭限 位 塊 擺 桿連 桿壓 簧壓 緊 器 座調(diào) 壓 螺 桿護(hù) 罩圖 2.3 連桿壓緊機(jī)構(gòu)從以上兩種結(jié)溝的數(shù)據(jù)可以看出，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)無論導(dǎo)入性以及壓緊位置均比擺桿壓緊機(jī)構(gòu)優(yōu)越，因此目前四面刨床生產(chǎn)廠家大多采用了該機(jī)構(gòu)作為壓緊機(jī)構(gòu);但從以上兩方面分析可以看出，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)并非完美無缺，其壓緊位置 z 還存在著較大的變化范圍，用戶必須經(jīng)常調(diào)整壓緊塊的位置才能保持較好的工件狀態(tài)。2.3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)綜觀國內(nèi)外通用型四面木工刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的型式，可將其分為三種類型:集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu)、分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)和組合進(jìn)給機(jī)構(gòu)。對(duì)此三種進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)予以分析。（1）集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu)集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu)，由安裝在機(jī)床工作臺(tái)的上、下幾對(duì)齒形金屬進(jìn)給輥筒構(gòu)成。這幾對(duì)進(jìn)給輥筒位于機(jī)床上第 1 個(gè)刀頭(軸)之前。第 1 個(gè)刀頭因四面木工刨床具體型號(hào)不同，分為上水平刀軸或下水平刀軸，亦可能是左或右立刀頭。這種型式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)比較多見，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，它對(duì)于相繼進(jìn)給的 2 個(gè)工件的端頭之間常常產(chǎn)生端壓力;即所謂工件“啃頭” 現(xiàn)象; 當(dāng)相繼進(jìn)給的工件相脫離時(shí)，又常常出現(xiàn)工件停止不前的現(xiàn)象。這些弊端均會(huì)影響加工工件的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢品。故此種進(jìn)給機(jī)構(gòu)是不理想的。9（2）分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)由沿工作臺(tái)縱向分布的 5 個(gè)上彈性齒形金屬進(jìn)給輥筒和上水平刀軸后的 1 個(gè)上彈性金屬光輥筒構(gòu)成。常規(guī)的定型設(shè)計(jì)為六個(gè)進(jìn)給輥筒 (1 個(gè)光輥筒，5 個(gè)齒形輥筒)這種型式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以克服集中進(jìn)給機(jī)構(gòu)的缺陷。工件沿光滑的工作臺(tái)面送進(jìn)，可以提高工件加工質(zhì)童和精度。但是，這種進(jìn)給機(jī)構(gòu)也不是完全可靠的。若工件含樹脂量或含水率高時(shí)，進(jìn)給速度不夠穩(wěn)定，影響機(jī)床生產(chǎn)率或加劇進(jìn)給棍簡(jiǎn)的磨損。這可由其進(jìn)給力計(jì)算式來說明。此型式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力簡(jiǎn)化計(jì)算式為:（2.3）式中 N——進(jìn)給輥筒的壓緊力(正壓力)，f1——進(jìn)給輥筒與工件間的咬合系數(shù)，P1——每個(gè)進(jìn)給輥筒的牽引力，P1=Nf1 ；f2——工件與工作臺(tái)間的摩擦系數(shù)，P2——工件與工作臺(tái)間的摩擦阻力:P2=Nf2 ；n——進(jìn)給輥筒的數(shù)目。由式(1)可見，若工作與工作臺(tái)間摩擦系數(shù)增大了(有樹脂時(shí))或輥筒與工件間咬合系數(shù)降低了(輥筒齒形磨損了或工件含水率高時(shí))，此時(shí)差值(f1-f2) 減小了，在其它條件的情況下，進(jìn)給力降低了，可能會(huì)因進(jìn)給力減小而克服不了進(jìn)給阻力，導(dǎo)致工件停止不前果采用增大輥筒壓緊力來增加輥筒與工件間的咬合系數(shù)，從而增大進(jìn)給力的方法不盡合理，因?yàn)檫@樣會(huì)引起進(jìn)給輥筒表面的快速磨損，因而更大大降低咬合系數(shù)f1。所以，研制更為合理的具有更大進(jìn)給力的新型進(jìn)給機(jī)構(gòu)是一新課題。（3）組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)，該機(jī)床具有 8 個(gè)上進(jìn)給輥筒(6 個(gè)齒形輥筒，2 個(gè)光輥筒)和三個(gè)下進(jìn)給輥筒(1 個(gè)齒形輥筒，2 個(gè)光輥筒)。組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是增多了上和下進(jìn)給輥筒的數(shù)目。在工件經(jīng)過切削刀軸之后為光輥筒進(jìn)給，在工件切削之前由齒形進(jìn)給輥筒進(jìn)給。此型式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力由以下幾部分構(gòu)成:第一對(duì)上下輥筒的進(jìn)給力 2Nf1第二對(duì)上下輥筒的進(jìn)給力 N(f1-f2)第三至 7 對(duì)上下輥筒進(jìn)給力 5N(f1-f2)第 8 對(duì)上下輥筒進(jìn)給力 N(f1+f2)f2——下光輥與工件、工作臺(tái)間的摩擦系數(shù)f1——上齒形輥筒與工件間咬合系數(shù)其總的進(jìn)給力為 :10(2.4) 取 f1=0.7 和 f2=0.3，將其代入式(i)和式(2) 中，則分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力為： （2.5）組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力為:（2.6） 可見，在其它條件均相同的條件下、5.4N/2.4N=2.25，即本文所述的組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力是分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給力的 2.25 倍(若本例的分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)再增加二個(gè)上進(jìn)給輥筒，或組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)減少二個(gè)上進(jìn)給輥筒，則組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力分別是分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給力的 1.68 和 1.41 倍。)從木材切削原理來分析，在這二種進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，切削阻力是相同的。因此，組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給作用更可靠。工件的進(jìn)給幾乎沒有中止或打滑現(xiàn)象;亦無工件“啃頭” 缺陷或廢品產(chǎn)生。組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輥筒與工件間相對(duì)滑移率不超過 2％;分散式給進(jìn)機(jī)構(gòu)的輥筒與工件間的相對(duì)滑移率高達(dá) 29%。組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)是關(guān)鍵，下進(jìn)給輥筒突出工作臺(tái)面量過大，會(huì)影響工件加工量; 過小則達(dá)不到增大進(jìn)給力的目的。蘇聯(lián)新型組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)有微調(diào)裝置，可精細(xì)地微調(diào)下進(jìn)給輥筒相對(duì)于工作臺(tái)面的突出量?？纱_保既增大了進(jìn)給力，又提高工件加工質(zhì)量的目的。此外，組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輥筒傳動(dòng)軸須有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有良好的運(yùn)動(dòng)精度。以達(dá)到工件的進(jìn)給安全可靠、質(zhì)量高的目的。組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難，同時(shí)還需考慮降噪音措施。四面刨床的進(jìn)給方式有推進(jìn)式和貫穿式兩類。推進(jìn)式主要用于輕型或短工作臺(tái)四面刨床，機(jī)床只在進(jìn)料處設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)工件脫離進(jìn)給元件后，依靠后來的工件往前推頂而續(xù)繼進(jìn)給。按其所用進(jìn)給元件可分為輥筒式和輥筒——履帶式。輥筒式通常上、下輥都帶動(dòng)力，但也有少數(shù)下輥無動(dòng)力僅起托輥?zhàn)饔?輥筒履帶式一般輥筒在上，履帶在下。貫穿式又稱全程進(jìn)給式，在機(jī)床整個(gè)送料行程上都設(shè)有進(jìn)給元件。工件進(jìn)給無需后面工件推頂就可自動(dòng)走完加工全程，直至送出機(jī)床。目前大多刀軸數(shù)較多的中、重型四面刨都采用這種進(jìn)結(jié)方式。其進(jìn)給元件都采用各種型式的進(jìn)給輥筒。動(dòng)力可以用機(jī)戒傳動(dòng)方式也可以用液壓傳動(dòng)方式。四面刨床的進(jìn)給速度一般在 6——30m/min，選用較大功率電機(jī)時(shí)可達(dá) 60m/min;當(dāng)采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給速度一般為 6——60m/min，高的可達(dá) 100——200m/min。進(jìn)給輥按表面形式分，主要有各種槽輪和橡膠輪，均具有較高的咬合系數(shù)。11四面刨床的橫梁可以上下調(diào)節(jié)。動(dòng)力由固定于橫梁上的電機(jī)，經(jīng)蝸輪蝸桿副減速、驅(qū)動(dòng)絲桿，與絲桿相配的螺母固定于導(dǎo)套的下部，絲桿隨蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使立柱帶著橫梁沿導(dǎo)套上下移動(dòng)，以適應(yīng)加工件厚度變化的需要。有些四面刨床，如意 SCM 公司的 P170SUPER 和 P230 SUPER，它們的橫梁還可以作傾斜調(diào)整，從而使整個(gè)進(jìn)給機(jī)構(gòu)連同上水平刀軸一起可傾斜一定的角度，以適應(yīng)各種非方形工件的進(jìn)給需要。它不僅調(diào)整方便而且有利于節(jié)省原材料。圖 2-4 表明了橫梁傾斜機(jī)構(gòu)的作用。圖中 A 面是所需線型材之表面形狀。當(dāng)橫梁無傾斜機(jī)構(gòu)時(shí)毛料只能按圖 a)準(zhǔn)備;而有傾斜機(jī)構(gòu)時(shí)，毛料可按圖 b)中的 B 面剖開備料，同樣準(zhǔn)備兩根毛料，后者可節(jié)省不少原材料。 a) b)a）橫梁無傾斜機(jī)構(gòu) b）橫梁設(shè)有傾斜機(jī)構(gòu)圖 2.4 有無傾斜裝置所需原材料的對(duì)比圖橫梁可傾角度一般為 30°有些公司還設(shè)計(jì)了專門用于平刨刀軸或?qū)ｉT用于加工短工件的側(cè)向進(jìn)給裝置。2.4 切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)床的切削機(jī)構(gòu)主要是刀具的選擇、刀軸的形式及其布局。為四面刨床常用刀軸的基本形式及其布局的一些典型例子。四面刨床除 4 軸式(圖 a)所采用的最基本的平刨(下)刀軸 1、壓刨(上)刀軸 4 以及左右立刀軸 3, 2 之外，常用的還有以下一些形式的刀軸.(1)萬能刀軸圖 3b）所示為 5 軸四面刨床的典型布局形式，實(shí)際上是在圖 a) 4 軸式的基礎(chǔ)上增設(shè)了萬能刀軸 5。該刀軸常設(shè)置在四面刨床的最后，安裝成型刀片，加工各種成型表面。為滿足工藝需要，它不僅可作上下、左右的移動(dòng)調(diào)整，而且可作1290。或 180。范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)調(diào)整，故稱為萬能刀軸。在軸數(shù)更多的四面刨床上，該刀軸還常裝上鋸片用于最后的鋸分，使一次加工可獲得兩根或多根成型木條。（2)可傾立刀軸如圖 3c)所示，這是在圖 b）基礎(chǔ)上又增加了可傾立刀軸 6，該刀軸常作為右側(cè)第二立刀軸，用于解決某些復(fù)雜型面的加工。在某些場(chǎng)合下，使用可傾立刀軸對(duì)于減小刀具切削圓直徑能起很大的作用。(3)平壓刨兩用刀軸圖 3d)又在圖 c)方案中增加了上下位置可調(diào)、既可作上刀軸又可作下刀軸的平壓刨兩用刀軸 7。根據(jù)工藝需要，可以將該刀軸調(diào)整在工作臺(tái)上方，加工工件的上成型面:也可以調(diào)節(jié)到工作臺(tái)之下加工工件的下成型面 ,甚為機(jī)動(dòng)。如意大利 SPANEVE LLO 生產(chǎn)的 S7 系列中 147、187 、 227 等型號(hào)中就設(shè)有這種刀軸。a ）4 軸式 b）5 軸式 c）6 軸式 d）7 軸式 e）8 軸式1.平刨（下水平）刀軸 2.右立刀軸 3 左立刀軸 4。壓刨（上水平）刀軸 5.萬能刀軸 6 可傾立刀軸 7.平壓刨兩用刀軸 8.預(yù)平刨槽刀軸圖 2.5 四面刨床刀軸的基本形式及典型布局(4)預(yù)平刨槽刀軸圖 e)中設(shè)置了預(yù)平刨槽刀軸 8。在毛料的基準(zhǔn)面彎曲較大時(shí)，經(jīng)過一道平刨往往不能獲得理想的基準(zhǔn)平面，而采用預(yù)平刨槽刀軸在工件底部開出導(dǎo)13槽，可以獲得較好的加工基準(zhǔn)，減少毛料彎曲的影響。（5）可沉式立刀軸這種刀軸大多設(shè)置在左立刀軸位置上，能使整個(gè)左立刀軸下降到工作臺(tái)面以下，這，就擴(kuò)大了機(jī)床工作臺(tái)寬度方向的空間，以適應(yīng)有些窗框需在裝配后進(jìn)行某些加工的要求。如德國威力公司生產(chǎn)的一些加工窗框用的四面刨床上就設(shè)有這種刀軸。隨著機(jī)床控制手段的發(fā)展又促使各刀軸在結(jié)構(gòu)上有進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了一些新型刀軸。(6)可編程多刀盤迭合型長(zhǎng)主軸立刀軸，某些現(xiàn)代化四面刨床上設(shè)有可編程的多刀盤迭合型長(zhǎng)主軸的立刀軸。(7)“躍動(dòng)式”上水平刀軸，德國威力公司設(shè)計(jì)了“躍動(dòng)式”上水平刀軸，由微機(jī)控制，能自動(dòng)作斷續(xù)的刨削加工。該刀軸只在需要時(shí)才下降到工作位置，參與規(guī)定的切削。之后又立即升起，離開加工面，這在加工某些倒角或不貫通的槽時(shí)，特別方便。（8）自動(dòng)進(jìn)出左立刀軸 ，德國 Weinig 公司在 Unimat 23E 型四面刨床上，可根據(jù)用戶需要設(shè)置自動(dòng)進(jìn)出左立刀軸。它利用電子測(cè)量裝置，可先度量出工件的寬度，所得數(shù)據(jù)會(huì)顯示在熒光屏上。該立刀軸則根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)以及預(yù)先輸人的刀具直徑和切削量，能自動(dòng)地調(diào)整到適當(dāng)位置對(duì)工件進(jìn)行切削，該裝置內(nèi)置記憶系統(tǒng)，最多可儲(chǔ)存 40 個(gè)不同的規(guī)格。可達(dá)到更有效和更合理地使用木材的目的。除圖 3 所列的典型布局外，利用上述各種基本刀軸和新型刀軸還可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行更多樣的組合，國外一些生產(chǎn)四面刨床為主的公司通常都有自己的標(biāo)準(zhǔn)刀軸，以及由其組成的系列產(chǎn)品，可供用戶選擇。（9）組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難，同時(shí)還需考慮降噪音措施。四面刨床的進(jìn)給方式有推進(jìn)式和貫穿式兩類。推進(jìn)式主要用于輕型或短工作臺(tái)四面刨床，機(jī)床只在進(jìn)料處設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)工件脫離進(jìn)給元件后，依靠后來的工件往前推頂而續(xù)繼進(jìn)給。按其所用進(jìn)給元件可分為輥筒式和輥筒——履帶式。輥筒式通常上、下輥都帶動(dòng)力，但也有少數(shù)下輥無動(dòng)力僅起托輥?zhàn)饔?輥筒履帶式一般輥筒在上，履帶在下。貫穿式又稱全程進(jìn)給式，在機(jī)床整個(gè)送料行程上都設(shè)有進(jìn)給元件。工件進(jìn)給無需后面工件推頂就可自動(dòng)走完加工全程，直至送出機(jī)床。目前大多刀軸數(shù)較多的中、重型四面刨都采用這種進(jìn)結(jié)方式。其進(jìn)給元件都采用各種型式的進(jìn)給輥筒。動(dòng)力可以用機(jī)戒傳動(dòng)方式也可以用液壓傳動(dòng)方式。1412345678910123458109a) 水平刀軸（下） b）立刀軸（左）1.刀體 2.主軸 3.主軸套筒 4.軸座 5.絲桿螺母機(jī)構(gòu) 6.電機(jī)支架 7.帶傳動(dòng) 8.電機(jī) 9.溜板10.床身導(dǎo)軌 圖 2.6 刀軸的結(jié)構(gòu)原理圖刀軸的結(jié)構(gòu)原理及其調(diào)整，圖 2-6 所示為目前常用的刀軸部件的傳動(dòng)和調(diào)整結(jié)構(gòu)原理圖。主軸 2 用滾動(dòng)軸承支承于套筒 3 內(nèi)，由電機(jī) 8 經(jīng)帶傳動(dòng) 7 驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速約在4000—6000r/min，隨刀軸切削圓直徑不同而異，一般不變速。主軸通?？呻S套筒 3在水平和垂直方向進(jìn)行調(diào)整。如圖 a)水平刀軸可隨套筒 3、軸座 4、刀架溜板 9 連同電機(jī) 8 等一起在床身導(dǎo)軌10 內(nèi)作上下調(diào)節(jié);通過絲桿螺母機(jī)構(gòu) 5，主軸和套筒可作適量的水平移動(dòng)。圖 b）所示立刀軸通過溜板 9 可在工作臺(tái)導(dǎo)軌 11 內(nèi)作左右調(diào)整; 利用機(jī)構(gòu) 5 可作上下移動(dòng)。刀軸的調(diào)整運(yùn)動(dòng)，目前大多仍為手工，但在一些先進(jìn)的現(xiàn)代化四面刨床上已采用機(jī)械式或電子式數(shù)字顯示裝置。能快速準(zhǔn)確地表明各刀軸的位置以及加工工件的寬度和厚度，更進(jìn)一步，機(jī)床所有調(diào)整已均由微機(jī)控制，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，快速簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確，大大節(jié)省了機(jī)床調(diào)整所需的輔助時(shí)間，為高生產(chǎn)率四面刨床在小批量多品種加工方面的應(yīng)用鋪平了道路。德國威力公司的快速調(diào)校裝置主要有兩種:一種是用 ATS 系統(tǒng)提供變程功能。它可預(yù)先輸人最多達(dá) 98 個(gè)不同的規(guī)格。只要使用按鈕選擇所需的規(guī)格，并鍵人左立刀軸和上水平刀軸的刀具半徑，刀軸便會(huì)自動(dòng)調(diào)整到所需位置。機(jī)床上刀軸和左立刀軸設(shè)有相應(yīng)的刀具半徑和工件最終厚度或?qū)挾鹊臄?shù)碼顯示。另一種 CAS LogoPac 是一個(gè)由電腦支持的設(shè)定輔助裝置。它可儲(chǔ)存多達(dá) 9999 個(gè)產(chǎn)品資料，他能管理產(chǎn)品及刀具的規(guī)格，計(jì)算出刀軸調(diào)校所需之?dāng)?shù)據(jù)，并顯示每個(gè)刀軸所需刀具之編號(hào)、刀軸調(diào)校設(shè)定數(shù)據(jù)和工件成型后的規(guī)格。操作人員只需裝上適當(dāng)?shù)牡?5具，并將刀軸按顯示調(diào)校至所設(shè)定的位置，即可投人生產(chǎn)。四面刨床各刀軸的刀體大多做成圓柱形可拆式，以便從主軸上取下，作修磨處理。較先進(jìn)的四面刨床各刀軸還設(shè)有刀具修磨器，對(duì)刀軸上各刀片進(jìn)行同心研磨，并可遙控進(jìn)行。2.5 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是四面刨床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要是刨床的使用用途，主要用于木材的加工成型，還有四面刨床的設(shè)計(jì)要求和主要技術(shù)參數(shù)，通過本章學(xué)習(xí)可以了解各個(gè)部分的裝配關(guān)系，以及各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解切削機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和工作原理以及刀軸的結(jié)構(gòu)原理。16第 3 章 主要零部件計(jì)算3.1 刨削力的計(jì)算送料速度為 24m/s主運(yùn)動(dòng)速度： v= （3.1）式中 n—刀具轉(zhuǎn)速d—刀具直徑，刨削的刀具直徑規(guī)定為 100mm。由進(jìn)料速度與主運(yùn)動(dòng)速度相等，所以可知刀具轉(zhuǎn)速即:v=24m/s=所以 n=4586r/min進(jìn)給速度為： vf= （3.2）vf=m/s所以可知每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量為 f=5.2m/r切削厚度為 a=0.4mm。切削寬度為 b=10mm =60單位切削力： k= （3.3）式中 F—切削力S—切削面積，s=ab查表可得單位切削力為 k=44.1mpa由此可得切削力： F=ks （3.4）F=ks=44.1KN切削功為： P= （3.5）電動(dòng)機(jī)功率為： Pce= （3.6）Pce==6.099kw式中 η—電動(dòng)機(jī)的效率，0.75—0.85所以由電動(dòng)機(jī)的功率可以決定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 100L2，由于帶有無極變速機(jī)構(gòu)，所以選此電機(jī)可以運(yùn)行。173.2 銑削力的計(jì)算 送料速度為 24m/s主運(yùn)動(dòng)速度： v= （3.7）式中 n—刀具轉(zhuǎn)速d—刀具直徑，刨削的刀具直徑規(guī)定為 125mm。由進(jìn)料速度與主運(yùn)動(dòng)速度相等，所以可知刀具轉(zhuǎn)速即:V=24m/s=所以 n=3668.8r/min進(jìn)給速度 u=24m/min=0.4m/s銑削厚度 e=0.4mm銑削功為： P= （3.8）式中 P—單位切削力（ J/CM3）k—單位切削力（mpa）查表可得 k=44.1mpav—單位時(shí)間切下的切削體積 ，v=bhuh—銑削深度（mm）定銑削是的切削深度為 1.5mmb—銑削寬度（mm）定銑削是的銑削寬度為 100mmP=kw銑削力為： F= （3.9）F=電動(dòng)機(jī)的功率為： Pce= （3.10）Pce=所以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 100L23.3 進(jìn)給力的計(jì)算18如果不考慮其他因素，只從銑削所產(chǎn)生的各種力來考慮，則進(jìn)給力是兩種力的合力。一為 Fx 和 Fy 力在進(jìn)給方向的分力之和，即Fu1=Fxcos+Fysin （3.11）一為 Fx 和 Fy 力垂直于進(jìn)給方向的分力所造成的木材對(duì)工作臺(tái)表面的摩擦阻力，即壓刨： Fu2=（ Fxsin- Fycos） （3.12）平刨： Fu2=（ Fycos- Fxsin） （3.13）于是總的進(jìn)給力的：壓刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（ Fxsin- Fycos） （ N） （3.14） 平刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（ Fycos- Fxsin） （ N） (3.15） 在上式中 Fy 為推力和拉力的合力，即Fy=f2 – F2式中 f2 是一個(gè)刀齒在單位切削寬度上的寬度的推力和拉力。若同時(shí)銑削木材的刀具齒數(shù)為 Z’，切削寬度為 b，則推力為：f2 =9.087（ N） （3.16）查表可得=1 ah=1 ap=1 x=0.8—0.9 =0.2—0.3 由于 D=125mm 是公差等級(jí)為 7 級(jí)粗糙度相對(duì)的波紋長(zhǎng) lb=7.3mm，經(jīng)過整平的刀軸每齒進(jìn)給量等于波紋長(zhǎng)度，即 uz=lb=7.3mm。Sinp= （3.17）Sinp==0.012t（3.18）t196.25H1=0.0038 H2=0.70H=H1+( H2 - H1 )sin1.25 （3.19）H=H1+( H2 - H1 )sin1.25=0.228+（0.70 – 0.228）0.84=0.62將以上數(shù)據(jù)代入到公式中得 f2=193.7（N ）19拉力 F2 的計(jì)算公式為F2=9.807（aqq+） （3.20）q1=A1+B1 v– C1 （3.21）q1=A1+B1v–C1=0.054×60+00.10×3668.8-0.9=39.028q2=A2+B2v– C2 （3.22）q2=A2+B2v– C2=0.105×60+0.03668.8-2.7=113.664q=q1+( q2 - q1 )sin1.25 （3.23）q=q1+( q2 - q1 )sin1.25=101.72將已知數(shù)據(jù)代入到公式中可得 F2=-1595.1（N）將求得的數(shù)值代到 Fy=f2 – F2 公式中去可得 Fy=-1401.4（N）所以壓刨 Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fxsin- Fycos） （N）=110.4×0.5+(-1401.4)×0.87+0.2×(110.4×0.87-1401.4)×0.5=1604.67(N)平刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fycos- Fxsin） （N）=110.4×0.5+(-1401.4)×0.87+0.2×(-1401.4×0.5-110.4×0.87)=1323.4(N)3.4 壓緊力的計(jì)算壓緊力的大小必須上適宜，若過大將造成木件的多余變形并增加木件的進(jìn)給阻力；過小則起不到阻止木料離開工藝基準(zhǔn)的作用。壓緊力的大小則根據(jù)推出來力來合理確定。對(duì)于不同類型木工刨床壓緊力的計(jì)算。木工刨床的計(jì)算公式課根據(jù)：Q=(1.5~2) P1 （3.24）Q—壓緊力P1—刀軸的推出力平刨、壓刨的切削力為：176.4KN，所以壓刨、平刨的壓緊力為：264.6KN。銑刀的切削力為 110.4KN，所以銑刀的壓緊力為：165.6KN。3.5 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是部件結(jié)構(gòu)應(yīng)力的設(shè)計(jì)，主要是刨削力，銑削力，進(jìn)給力，壓緊力的計(jì)算，皮帶的選擇，其中著重的介紹了刨削力和銑削力的計(jì)算，通過計(jì)算進(jìn)一步20確定零件的尺寸，以便參閱書籍選擇零件的種類規(guī)格，本章內(nèi)容為以后的整體裝配奠定理論基礎(chǔ)。第 4 章 四面刨機(jī)床的總體裝配4.1 四面刨機(jī)床工作臺(tái)的裝配四面刨床的工作臺(tái)是工件在加工過程中定位、安裝基準(zhǔn)，所以其結(jié)構(gòu)、組成及尺寸直接影響到工件的加工質(zhì)通及機(jī)床的使用性能。21圖 4.1 工作臺(tái)工作臺(tái):工作臺(tái)采用鑄鐵整體鑄成，經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力處理，工作臺(tái)面省去了支承輥，具有較高的平面度，因而可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高加工精度。工作臺(tái)的升機(jī)構(gòu):為了能加工不同厚度的工件，工作臺(tái)通過導(dǎo)軌絲桿螺母機(jī)構(gòu)，可采用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)垂直升降。它的工作原理是：工作臺(tái)由兩個(gè)下個(gè)輥筒、輥筒凸出工作臺(tái)面高度的調(diào)整機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)的鎖緊機(jī)構(gòu)。輥筒 1 由無縫鋼管制成，它的兩端焊接在軸承座 2 上，并借滾珠軸承裝于輥筒 3 上，輥筒 3 的兩端是偏心的，偏心的部分則是裝在固定工作臺(tái)上的軸套 4 上，在兩個(gè)輥筒軸的一段借銷釘 5 固定著連桿 6，并用連桿 7 將兩輥筒上的連桿鉸接地連接在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 10，通過絲杠 7、連桿 7、接頭 8 和連桿 6，是輥筒 3轉(zhuǎn)動(dòng)，由于國通軸的兩端的是偏心的，因此，凸出工作臺(tái)面得高度則得到調(diào)整，在工作時(shí)，輥筒軸不動(dòng)，輥筒相對(duì)輥筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承的潤(rùn)滑通過油孔 11 來進(jìn)行。工作臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)是由偏心套 12、接頭 13 和軸 14、15 組成。軸 14 和 15 的一端借銷釘 16 裝有偏心套 12.軸 14 和 15 緊固在接頭 13 上，接頭 13 裝有手柄 17，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 17，軸 14 和 15 帶動(dòng)偏心套 12 轉(zhuǎn)動(dòng)，而偏心套則壓向?qū)О鍓|板 18，即可實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)緊鎖，工作臺(tái)還有限位墊塊 19.4.2 四面刨前后壓緊機(jī)構(gòu)的裝配四面刨床的壓緊機(jī)構(gòu)主要包括位于工件上方防止工件跳動(dòng)的各種壓輥和壓板裝置，22以及位于工件側(cè)面的側(cè)向壓緊裝置，四面刨床的上刀軸與單面壓刨床的刀軸一樣，設(shè)有前后壓緊器并常做成壓板形式。本次四面刨的前壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示：圖 4.2 前后壓緊機(jī)構(gòu)它的工作原理是：前壓緊裝置主要由斷屑器 1，蓋板 2，調(diào)節(jié)螺栓 3 和 4，彈簧5 和 6 組成。14 個(gè)斷屑器單元 1 套在軸 7 上，軸 7 的兩部分分別固定在左支架 8 和右支架 9 的孔中，蓋板 2 的兩端通過螺栓 10 緊固在左右支架上，蓋板 2 上具有調(diào)整螺栓 3 和 4 相應(yīng)于每個(gè)斷屑器安裝，即每個(gè)斷屑器 1 都有調(diào)整螺栓 3 和 4，螺栓 3 的一端旋在每個(gè)斷屑器的螺孔中，轉(zhuǎn)動(dòng)另一端的螺母可調(diào)整斷屑器到工作臺(tái)表面的距離。螺栓 4 的一端裝有壓緊器的彈簧 5，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓 4 則可調(diào)整彈簧 5 對(duì)斷屑器的壓力。在左右支架 8 和 9 上還裝有拉力彈簧 6，支撐螺栓 11，左右支架 8 和 9 裝在左右螺栓12、13 上，并可轉(zhuǎn)動(dòng)，因此需要時(shí)可將整個(gè)斷屑器抬起。后壓緊機(jī)構(gòu)的主要零件有：壓緊器 14，左右軸瓦 15，左右彈簧 16.壓緊器 14 借螺栓 17 與軸瓦 15 相結(jié)合，螺釘 18 將支撐叉 19 固定在軸瓦上（B-B 剖面） ，支撐叉19 借助銷釘 20 裝有調(diào)整螺栓 21 和彈簧 16，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母 22 即可調(diào)整壓緊器的位置和壓力。螺栓 23 固定著壓緊器的鑲條 24.在壓緊器上還裝有刮屑板 25，銅制的刮板 26 用螺釘 27 固定在刮屑板架上，左右軸瓦 15 裝在刀軸軸承蓋的槽中，而整個(gè)壓緊器可繞刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)。4.3 四面刨的總體裝配機(jī)床布局的合理性應(yīng)該表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：符合木件工藝要求，保證加工質(zhì)量。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及各種輔助運(yùn)動(dòng)都是根據(jù)工藝要求，因此布局應(yīng)該符合工藝要求。符合生產(chǎn)要求。設(shè)計(jì)機(jī)床，不僅對(duì)機(jī)床有加工質(zhì)量的要求，也有數(shù)量的要求，應(yīng)用單件小批量生產(chǎn)的機(jī)床，要求有較高的生產(chǎn)率。符合人機(jī)工程學(xué)的要求，維修方便，使用安全。機(jī)床外形美觀。機(jī)床的外形與布23局有關(guān)。強(qiáng)調(diào)外形美要與其實(shí)際應(yīng)用相一致，不能拋開適用性，而片面追求機(jī)床的外形美。四面刨的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是刀軸的運(yùn)動(dòng)，在到切削過程中是逆銑，所以工件的進(jìn)給主要是靠壓緊輥輪來進(jìn)給的，壓緊輥輪的進(jìn)給速度約為：5-8m/min，所以要給電動(dòng)機(jī)降速才能與帶輪連接，傳遞給壓緊輥輪，降速機(jī)構(gòu)采用的是一齒差減速器，它可以快速降低傳出速度，而且要求壓緊輥輪同步運(yùn)動(dòng)，所以它們的主軸都是以帶輪傳動(dòng)。24圖 4.3 總裝圖4.4 四面刨的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的裝配四面刨的無級(jí)變速主要應(yīng)用于電機(jī)上，是由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到我們所要求得轉(zhuǎn)速所以就應(yīng)用無級(jí)變速機(jī)構(gòu)來調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速使之達(dá)到我們所需求的轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)如圖4-4 AA圖 4.4 無級(jí)變速機(jī)構(gòu)25無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的工作原理為：電動(dòng)機(jī) 1 是雙伸出端。無級(jí)變速機(jī)構(gòu)是直接裝在電動(dòng)機(jī) 1 的右伸出軸上。在輪架 2 上裝有兩個(gè)錐形盤 3 和 4 ，其中左錐形盤用螺釘固定在輪架 2 上，右錐形盤 4 可沿輪架 2 軸向移動(dòng)，撥叉 5 安裝在軸 6 上，在叉形部分上有小軸 7 裝入滾珠軸承 8 的圓孔中。當(dāng)操縱撥叉圍繞軸 6 擺動(dòng)時(shí)，位于左右錐形盤上的三角皮帶的接觸半徑就得到改變，形成無極變速。左伸出端軸上裝有帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)地三角皮帶輪 9。4.5 刨刀主軸主軸是機(jī)床很重要的零件，通過皮帶將主軸與電動(dòng)機(jī)連接起來，在工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)。刨刀的刀具是鑲嵌在主軸內(nèi)部，所以對(duì)刨刀的主軸的技術(shù)要求會(huì)很高。主軸為整體結(jié)構(gòu)，其兩端分別裝有角接觸軸承，并且由兩端的軸承端蓋固定在機(jī)架上，刀軸為圓形，其上均勻分布著四片刀片，刀片的緊固由楔塊和螺母來實(shí)現(xiàn)。為了裝卸刀片方便，在到旁邊有提刀螺母并在刀片底端裝有彈簧。4.6 銑刀刀軸銑刀主軸與刨刀有一定得區(qū)別，主要在刀具的安裝上，銑刀不是將刀片嵌入刀軸里而是直接在刀軸上裝不同的成型銑刀。26圖 4.5 壓刨刀刀軸AA圖 4.6 銑刀刀軸主軸是通過一角接觸軸承端蓋固定在機(jī)架上的，為了防止松動(dòng)，在軸承端蓋一側(cè)還裝有兩個(gè)螺母，在兩個(gè)螺母之間還裝有止推墊圈。夾頭可以夾住各種不同直徑的刀具。4.7 本章小結(jié)27本章的主要內(nèi)容是四面刨床的總體裝配的設(shè)計(jì)。主要是機(jī)床工作臺(tái)的裝配，設(shè)計(jì)尺寸以及配合要求，前后壓緊機(jī)構(gòu)的裝配，壓緊機(jī)構(gòu)的工作原理，以及生產(chǎn)要求。無極變速機(jī)構(gòu)的裝配，及其工作原理的介紹，在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用范圍場(chǎng)合，還有刨刀主軸銑刀刀軸的裝配。28結(jié) 論本設(shè)計(jì)在調(diào)研了四面刨的目前研究與生產(chǎn)市場(chǎng)后，綜合了國內(nèi)外大量的研究資料，設(shè)計(jì)了木工專用四面刨。專用四面刨的研究適用加工封邊條，櫥柜門的薄而且小的木制材料。由于專用四面刨具有機(jī)械化、數(shù)控化等特點(diǎn)，因此在加工過程中會(huì)節(jié)約大量時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。本課題主要完成了以下幾方面的工作：（1）系統(tǒng)總體方案的確定：總體設(shè)計(jì)主要針對(duì)工作臺(tái)，壓緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過各種資料進(jìn)行比較選取了比較適合的裝置。（2）計(jì)算的確定：在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算是比較重要的工作，它主要是確定了是否用該件，而且在選擇完成之后有校核，確定了選擇件是否安全。（3）裝配：在完成各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，就是將各個(gè)部分裝配在一起，完成整個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)?？傊疚膹膶Ｓ盟拿媾傧到y(tǒng)的總體設(shè)計(jì)到各部分的具體設(shè)計(jì)做了詳細(xì)闡述，可以得出如下結(jié)論：通過研究，從理論上看，專用四面刨的性能在進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)上是可行和可靠的，可以適用于專用四面刨的研究部門和生產(chǎn)廠家進(jìn)行試驗(yàn)。通過研究還發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)尚存在一些不足，建議以后的課題研究中注意以下問題，并作適當(dāng)改進(jìn)：（1）在進(jìn)料過程中可以采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)料的設(shè)計(jì)；（2）. 如有時(shí)間，可以進(jìn)一步完成專用四面刨的加工精度；29參考文獻(xiàn)[1] 吳宗澤,羅圣國 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社.1992[2] 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