【文章內容簡介】 （ ） 黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 9 刀軸護罩調壓螺桿壓緊座限位塊壓緊器 圖 四面刨擺桿壓緊機構 以上公式可看出 : a增大時，工件導人性能提高，然而壓緊位 Z卻增大 。b.當要求最大切削深度 T 較大時，壓緊位 Z 的變化幅度增加，由于該結構的限制， a 角無法設計過小。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的作用。 隨著四面刨床成型面加工的增加，對最大切削深度 T 的要求也不斷提高，而且薄工件 (易振動 )切削要求的提高，為 防止工件撕裂及振動， Z 值一般要求小于 25mm，因此擺桿式壓緊機構逐步不能適應設備的要求。 四連桿壓緊機構，四連桿壓緊機構是在擺桿機構的基礎上發(fā)展起來的，見圖 23其的是減少壓緊間距 Z 起到更好的防撕裂及振動的較果。由于采用了連桿機構，使得壓塊升降幾乎可達到垂直升降的效果，同時采用了分體可調式壓緊塊，當刀具直徑及切削深度變化較大時，可采用調整壓緊塊的方式來達到較佳的壓緊位置。工件的導人位置 (B 值 )應盡量后移 (B 值增大 )。因此工件的導入靠壓緊塊預加工的切角 β 來實現。在保證工件最大切削深度的前提下 ,β角應盡量小有利 于工件的導入，因此當工件切削深度變化較大時，應及時調整壓緊機構的高度。 壓緊機構 Z，從圖中可以看出，由于連桿可以設置成在進給初始位置時 (或平均切削深度時 )與進給方向平行，因此壓緊塊基本不產生 (或產生少量 )向刀軸靠近方向的位移。因此 Z 值一般為 : Z=, 當刀具直徑 D=120mm、 t =2mm, △ =5mm 時，設計 T=l0mm，則 Z= mm。設計 T=20mm，則 Z = 。 黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 10 刀頭限位塊擺桿連桿壓簧壓緊器座調壓螺桿護罩 圖 連桿壓緊機構 從以上兩種結溝的數據可以看出，四連桿壓緊機構無論導入性以及壓緊位置均比擺桿壓緊機構優(yōu)越， 因此目前四面刨床生產廠家大多采用了該機構作為壓緊機構 。但從以上兩方面分析可以看出，四連桿壓緊機構并非完美無缺，其壓緊位置 z 還存在著較大的變化范圍，用戶必須經常調整壓緊塊的位置才能保持較好的工件狀態(tài)。 進給機構的設計 綜觀國內外通用型四面木工刨床進給機構的型式，可將其分為三種類型 :集中式進給機構、分散式進給機構和組合進給機構。對此三種進給機構的特點予以分析。 （ 1）集中式進給機構 集中式進給機構，由安裝在機床工作臺的上、下幾對齒形金屬進給輥筒構成。這幾對進給輥筒位于機床上第 1 個刀頭 (軸 )之前。第 1 個刀頭 因四面木工刨床具體型號不同，分為上水平刀軸或下水平刀軸，亦可能是左或右立刀頭。這種型式的進給機構比較多見，優(yōu)點是結構簡單。但是，它對于相繼進給的 2 個工件的端頭之間常常產生端壓力 。即所謂工件 ―啃頭 ‖現象 。當相繼進給的工件相脫離時，又常常出現工件停止不前的現象。這些弊端均會影響加工工件的質量，嚴重時會產生廢品。故此種進給機構是不理想的。 黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 11 （ 2）分散式進給機構 由沿工作臺縱向分布的 5 個上彈性齒形金屬進給輥筒和上水平刀軸后的 1 個上彈性金屬光輥筒構成。常規(guī)的定型設計為六個進給輥筒 (1 個光輥筒， 5 個齒形輥筒 ) 這種 型式的進給機構可以克服集中進給機構的缺陷。工件沿光滑的工作臺面送進，可以提高工件加工質童和精度。但是，這種進給機構也不是完全可靠的。若工件含樹脂量或含水率高時，進給速度不夠穩(wěn)定，影響機床生產率或加劇進給棍簡的磨損。這可由其進給力計算式來說明。此型式進給機構的進給力簡化計算式為 : （ ） 式中 N——進給輥筒的壓緊力 (正壓力 )， f1——進給輥筒與工件間的咬合系數， P1——每個進給輥筒的牽引力， P1=Nf1； f2——工件與工作臺間的摩擦系數， P2——工件與工作臺間的摩擦阻力 :P2=Nf2； n——進給輥筒的數目。 由式 (1)可見，若工作與工作臺間摩擦系數增大了 (有樹脂時 )或輥筒與工件間咬合系數降低了 (輥筒齒形磨損了或工件含水率高時 )，此時差值 (f1f2)減小了，在其它條件的情況下，進給力降低了，可能會因進給力減小而克服不了進給阻力，導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，從而增大進給力的方法不盡合理，因為這樣會引起進給輥筒表面的快速磨損，因而更大大降低咬合系數 f1。所以，研制更為合理的具有更大進給力的新型進給機構是一新課題。 （ 3）組合式進給機構 組合式進給機構，該機床具有 8 個上進給輥筒 (6 個齒形輥筒， 2 個光輥筒 )和三個下進給輥筒 (1 個齒形輥筒， 2 個光輥筒 )。 組合式進給機構的特點是增多了上和下進給輥筒的數目。在工件經過切削刀軸之后為光輥筒進給，在工件切削之前由齒形進給輥筒進給。 此型式進給機構的進給力由以下幾部分構成 : 第一對上下輥筒的進給力 2Nf1 第二對上下輥筒的進給力 N(f1f2) 第三至 7 對上下輥筒進給力 5N(f1f2) 第 8 對上下輥筒進給力 N(f1+f2) f2——下光輥與工件、工作臺間的摩擦系數 f1—— 上 齒 形 輥 筒 與 工 件 間 咬 合 系 數 其 總 的 進 給 力 為 : 黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 12 () 取 f1= 和 f2=，將其代入式 (i)和式 (2)中，則分散式進給機構的進給力為： （ ） 組合式進給機構的進給力為 : （ ） 可見，在其它條件均相同的條件下、 ，即本文所述的組合式進給機構的進給力是分散式進給機構進給力的 倍 (若本例的分散式進給機構再增加二個上進給輥筒，或組合式進給機構減少二個上進給輥筒，則組合式進給機構的進給力分別是分散式進給機構進給力的 和 倍。 )從木材切削原理來分析，在這二種進給機構中，切削阻力是相同的。因此，組合式進給機構的進給作用更可靠。工件的進給幾乎沒有中止或打滑現象 。亦無工件 ―啃頭 ‖缺陷或廢品產生。組合式進給機構的輥筒與工件間相對滑移率不超過 2％ 。分散式給進機構的輥筒與工件間的相對滑移率高達 29%。 組合式進給機構的調節(jié)是關鍵，下進給輥筒突出工作臺面量過大，會影響工件加工量 。過小則達不到增大進給力的目的。蘇聯新型組合式進給機構設有微調裝置，可精細地微調下進給輥筒相對于工作臺面的突出量?？纱_保既增大了進給力，又提高工件加 工質量的目的。 此外，組合式進給機構的輥筒傳動軸須有足夠的強度和剛度，從而確保進給機構具有良好的運動精度。以達到工件的進給安全可靠、質量高的目的。 組合式進給機構的結構復雜，調節(jié)困難，同時還需考慮降噪音措施。四面刨床的進給方式有推進式和貫穿式兩類。推進式主要用于輕型或短工作臺四面刨床，機床只在進料處設有進給機構。當工件脫離進給元件后，依靠后來的工件往前推頂而續(xù)繼進給。按其所用進給元件可分為輥筒式和輥筒 ——履帶式。輥筒式通常上、下輥都帶動力，但也有少數下輥無動力僅起托輥作用 。輥筒履帶式一般輥筒在上，履帶在下。 貫穿式又稱全程進給式，在機床整個送料行程上都設有進給元件。工件進給無需后面工件推頂就可自動走完加工全程，直至送出機床。目前大多刀軸數較多的中、重型四面刨都采用這種進結方式。其進給元件都采用各種型式的進給輥筒。動力可以用機戒傳動方式也可以用液壓傳動方式。 四面刨床的進給速度一般在 6——30m/min，選用較大功率電機時可達 60m/min。當采用液壓驅動時，進給速度一般為 6——60m/min，高的可達 100——200m/min。 進給輥按表面形式分，主要有各種槽輪和橡膠輪，均具有較高的咬合系數。 黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 13 四面刨床 的橫梁可以上下調節(jié)。動力由固定于橫梁上的電機，經蝸輪蝸桿副減速、驅動絲桿，與絲桿相配的螺母固定于導套的下部，絲桿隨蝸輪轉動時使立柱帶著橫梁沿導套上下移動，以適應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整，從而使整個進給機構連同上水平刀軸一起可傾斜一定的角度，以適應各種非方形工件的進給需要。它不僅調整方便而且有利于節(jié)省原材料。圖 24 表明了橫梁傾斜機構的作用。圖中 A 面是所需線型材之表面形狀。當橫梁無傾斜機構時毛料只能按圖 a)準備 。而有傾斜機構時，毛料可按圖 b)中的 B 面剖開備料，同樣準備兩根毛料，后者可節(jié)省不少原材料。 a)b) a） 橫梁無傾斜機構 b） 橫梁設有傾斜機構 圖 有無傾斜裝置所需原材料的對比圖 橫梁可傾角度一般為 30176。有些公司還設計了專門用于平刨刀軸或專門用于加工短工件的側向進給裝置。 切削機構的設計 機床的切削機構主要是刀具的選擇、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 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，實際上是在圖 a) 4 軸式的基礎上增設了萬能刀軸 5。該刀軸常設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、左右的移動調整，而且可作 90。黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 14 或 180。范圍內的回轉調整，故稱為萬能刀軸。在軸數更多的四面刨床上，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）基礎上又增加了可傾立刀軸 6，該刀軸常作為右側 第二立刀軸，用于解決某些復雜型面的加工。在某些場合下，使用可傾立刀軸對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、既可作上刀軸又可作下刀軸的平壓刨兩用刀軸 7。根據工藝需要，可以將該刀軸調整在工作臺上方，加工工件的上成型面 :也可以調節(jié)到工作臺之下加工工件的下成型面 ,甚為機動。如意大利 SPANEVE LLO 生產的 S7 系列中 14 18 227 等型號中就設有這種刀軸。 a ） 4 軸式 b） 5 軸式 c） 6 軸式 d） 7 軸式 e） 8 軸式 （下水平）刀軸 3 左立刀軸 4。壓刨（上水平）刀軸 刀軸 6 可傾立刀軸 圖 四面刨床刀軸的基本形式及典型布局 (4)預平刨槽刀軸圖 e)中設置了預平刨槽刀軸 8。在毛料的基準面彎曲較大時，經過 一道平刨往往不能獲得理想的基準平面，而采用預平刨槽刀軸在工件底部開出導黑龍江工程學 院本科生畢業(yè)設計 15 槽，可以獲得較好的加工基準，減少毛料彎曲的影響。 （ 5）可沉式立刀軸這種刀軸大多設置在左立刀軸位置上，能使整個左立刀軸下降到工作臺面以下，這，就擴大了機床工作臺寬度方向的空間，以適應有些窗框需在裝配后進行某些加工的要求。如德國威力公司生產的一些加工窗框用的四面刨床上就設有這種刀軸。隨著機床控制手段的發(fā)展又促使各刀軸在結構上有進一步發(fā)展，出現了一些新型刀軸。 (6)可編程多刀盤迭合型長主軸立刀軸，某些現代化四面刨床上設有可編程的多刀盤迭合型長主軸的立刀軸。 (7)―躍動