一种木工先锯后刨木料加工系统的制作方法

本发明属于木材加工机械领域，具体涉及一种节省用料、缩短工时的木工先锯后刨木料加工系统。

背景技术：

木材加工技术包括木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰等基本加工技术，以及木材保护、木材改性等功能处理技术。切削有锯、刨、铣、钻、砂磨等方法。由于木材组织、纹理等的影响，切削的方法与其他材料有所不同。木材含水率对切削加工也有影响，如单板制法与木片生产需湿材切削，大部加工件则需干材切削等。木材加工行业业已成为立国内发展速度较快且具有良好前景的制造产业之一，其增长速度大大超过整个制造业的平均水平。2001-2010年木材加工行业产值年均增速达到25%，销售收入年均增长率达到26%。2010年，业实现工业总产值6744.25亿元，占GDP的比重近2%。数据显示，2010年全国锯材产量3722.63万立方米;木片、木粒加工产品1873.51万实积立方米;木竹地板产量达到4.79亿平方米; 2010年人造板产量达到15360.83万立方米，其中，胶合板7139.66万立方米，纤维板4354.54万立方米，刨花板产量1264.20万立方米，单板产量为2724万立方米，人造板表面装饰板产量为2.95亿平方米。

木工机床分为13类，木工锯机类MJ，木工钻床类MZ，木工磨光机类MM,木工刨床类MB，木工榫槽机类MS，木工联合机（多用机床）类ML，木工铣床类MX，木工车床类MC，木工接合组装和涂布机类MH，木工辅机类MF，木工手提机类MT，木工多工序机床类MD，其他木工机床类MQ。其中木工联合机类压刨床用于将方材和板材刨切为一定的厚度。木材被加工平面是加工基准面的相对面。并排几根一起通过机床加工。目前该类刨锯机床多为数控机床，其自动化程度高，加工工艺内容具体；加工一致性好，质量稳定；生产效率高。

目前已知的相关机械结构包括：申请号201210575529.7的台式刨锯一体机、201320632491.2的多片锯上下刨机床、201510680038.2的木工锯分刨光生产线和201610482517 .8的上下刨与多组单片锯连线生产系统。通过对上述专利技术的分析可知，将刨铣机和锯木机组合在同一个机床上是本领域人员已经发明的技术，其分歧主要集中在先锯后刨还是先刨后锯，对这两种技术的优劣是目前本领域争论的一个焦点。

其中公认的先锯后刨的技术特点是：现有的技术工艺是用一台上下刨，将整块大板全部地方按最低点刨平。因为大木板肯定有凹凸不平的地方。然后再用一台多片锯将刨平后的大板锯成一块块木板条。先刨后锯浪费木材，增加成本。先将整块木头锯成小木条，经过后面送料轮把木条稍微压平，再刨平小木条，这样刨削量小，材料成本降低。一台机器只要两个操作工就能完成原来两道工序。一台机器占地空间小、电机功率小。但是先锯后刨工艺仍然具备需要改进的技术问题，如台式刨锯一体机和木工锯分刨光生产线就是一种先锯后刨工艺，其中就包括先将整块木头锯开后，木条之间产生错位固定不易容易造成刨工量不一致影响木板生产质量的问题，此外先锯后刨过程中不同木材的硬度不一致，刨刀、锯条的用力以及进深速度等参数都将直接影响生产水平，这是本领域技术人员在现有对比文件中都没有提出和研究的。本发明将对目前先锯后刨木材加工系统的详细参数进行研究，设计出一种更加优化的木工先锯后刨木料加工系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节省用料、缩短工时且加工质量更高的木工先锯后刨木料加工系统。

本发明的目的是这样实现的：

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，沿木板进料方向在机床上依次安装有：安装在机床下方的电机；安装在机床上的送料装置；安装在机床上的多片锯部件；安装在机床上的上下刨部件；其特征在于：在上下刨部件和多片锯部件之间设置有若干组齿形压紧送料轮，压料轮上设置有轮齿。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的电机通过皮带传动系统分别控制多片锯的锯轴和刨刀轴的旋转。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的压紧送料轮的数量N≥2，压紧送料轮均设置在木板上方。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的多片锯部件的锯片、压紧送料轮、上下刨部件的刨刀和送料装置的送料轮上均安装有保护罩。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的上下刨部件的刨刀为错位安装，即两个刨刀转轴所在的立面不同。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的多片锯部件的锯片和上下刨部件的刨刀的保护罩内还安装有吸尘装置。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的送料装置的送料速度与木板的硬度关系满足：

V₁=-1.76*10^-6J²+1.4*10^-3J+24.28125，3600≥J≥400，其中V₁为送料装置的送料速度，单位为m/min。J为janka硬度值。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述锯片的转速与木板的硬度关系满足：

W₁=1.17*10^-4J²-0.09375J+2818.75，3600≥J≥400，其中W₁为锯片的转速，单位为r/min。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的压紧送料轮提供的压力与木板的硬度关系满足：

N=0.1875J+25，3600≥J≥400，其中N为压紧送料轮提供的压力，单位为N。

所述的一种木工先锯后刨木料加工系统，其特征在于：所述的刨刀的转速与木板的硬度关系满足

W₂=2.34*10^-4J²-0.1875J+4037.5，3600≥J≥400，其中W₂为刨刀的转速，单位为r/min。

本发明的有益效果在于：相对于传统的刨锯机床，本系统在刨刀和锯片之间增加了具有轮齿的压料轮，同样的木料，同样的速度，先将整块木板锯成一块块木条，再经过压料轮将木条稍微压平，使木条弯曲最多只有2mm，然后用后面刨刀刨2mm即可，节省了材料，增加了木板密度同时减少了木屑及母灰，更加环保。

附图说明

图1为本发明结构的整体示意图；

图2为本发明结构的刨刀和压料轮的结构图；

图3为本发明结构的刨刀和压料轮的侧面结构图；

图4为本发明送料装置的送料速度与木板的硬度关系图；

图5为本发明锯片的转速与木板的硬度关系图；

图6为本发明刨刀的转速与木板的硬度关系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，木工先锯后刨木料加工系统，沿木板进料方向在机床上依次安装有：安装在机床下方的电机；安装在机床上的送料装置；安装在机床上的多片锯部件；安装在机床上的上下刨部件；送料装置的机架上一体式设置有U 型槽，送料装置包括送料滚筒、转轴、内轴座、外轴座、轴承、轴承锁紧垫片、高度调节螺钉，所述转轴插接设置在送料滚筒上，转轴上套接设置有轴承，转轴两端的轴承上分别套接设置有内轴座和外轴座，所述内轴座和外轴座上均设置有与U 型槽配合使用的端面。多片锯部件通过锯轴升降机构调整高度，锯轴升降机构包括锯轴座、锯轴座内安装设置有锯轴筒，锯轴筒的内部通过轴承固定安装有锯轴，锯轴安装有锯片，锯轴筒可以设置为偏心锯轴筒，偏心锯轴筒的圆周上一体成型设置有等分定位槽，锯轴座上配合设置有和定位槽配合使用的定位杆。在上下刨部件和多片锯部件之间设置有与上下刨部件刨刀尺寸一致的压紧送料轮，压紧送料轮上设置有轮齿。其中所述的多片锯部件包括主轴和锯片，所述锯片套设在主轴上，锯片至少为一片，主轴为中空轴中空轴通过连接管连接进气头。所述中空轴内设置主轴分流槽和主轴气液出孔，主轴分流槽沿轴向设置于中空轴 表面和中空轴的空心部之间，所述主轴气液出孔一端连通主轴分流槽，另一端连通中空轴空心部；所述锯片两侧设置锯片垫圈，所述锯片垫圈上设置气液出口槽，所述气液出口槽沿锯片表面一端连通主轴分流槽，另一端连通锯片垫圈表面。所述进气头与连接管通过进气头活动轴承和隔离密封圈固定连接；所述进气头下方设置气液入口。这里需要着重指出的是，目前多片锯部件和上下刨部件机床的机械连接结构已经相当成熟，其具体的机械连接结构如刨刀与电机的连接关系，锯片与电机的连接关系，电机、锯片、刨刀在机床上的具体位置等从背景技术中提供的对比文件就可以明确获得的，因此在本专利文本中不再做进一步赘述。本发明主要集中在发明内容中的关键部件的设计。

进一步的在多片锯部件上可以安装有齿形止退装置，止退装置包括架体、手柄、限位装置、止退装置、挡尘装置，限位装置包括配合安装在架体一端上的摆臂、限位块，手柄安装在摆臂上，限位块安装在止退爪架体上，限位螺钉与限位块相连；通过调整限位螺钉的长度控制止退爪静止时的角度位置，止退装置包括止退爪、止退爪摆轴，所述止退爪为齿形止退爪，止退爪摆轴的两端分别与架体相连，止退爪配合设置在止退爪摆轴上，所述止退爪的两端分别通过同步块与止退爪摆轴固定，两同步块通过靠铁相连；所述挡尘装置包括挡尘爪、挡尘爪轴，挡尘爪轴的两端分别与架体的两端相连，挡尘爪配合设置在挡尘爪轴上。

所述的压紧送料轮的数量N≥2，压紧送料轮均设置在木板上方。主体为外周布有轮齿的轮体结构，所述的轮齿的边缘经倒圆处理为无棱角的弧面。这样在压紧送料轮操作过程中，不会对木板造成二次划伤，可以保证产品品质没有划伤，生产顺利，成本降低。在上下刨部件的出料端还可以设置有一到两组压紧送料轮，这两组压紧送料轮能够将刨好的木板进一步压实压紧，保证生产出的木板质量进一步提升。

所述的多片锯部件的锯片、压紧送料轮、上下刨部件的刨刀和送料装置的送料轮上均安装有保护罩。保证上述的关键组件不受外力损坏，同时也保证了生产安全。

所述的上下刨部件的刨刀为错位安装，即两个刨刀转轴所在的立面不同。这样刨刀在刨板的同时也能够发挥压紧送料轮的固定木板的作用，同时避免了两个刨刀所在立面相同发生刨量过多浪费木材的问题。这里举例说明，当两个刨刀所在立面相同时，木板要穿过上下两个刨刀就必须在同一截面上同时经过刨刀，进深量会因为刨刀的压力而过盈。如果两个刨刀错开，那么当木板上表面经过刨刀时由于下板面无过大压力会在过刨刀时向下出现弯曲，对于下刨刀也是如此，这样刨刀的刨木量就明显少于刨刀所在立面相同的情况，节省了木料同时保证了环保。

为了进一步保证环保减少垃圾，所述的多片锯部件的锯片和上下刨部件的刨刀的保护罩内还安装有吸尘装置。

发明人给出新老技术的对照表如下：

如果木料本来厚70mm 宽度为300mm 每分钟送料速度为20m。

按老工艺，先整块刨平，再锯成板条，一般木头弯曲一般在5-10mm，先按弯曲8mm计算，那必须将整块木料刨掉8mm厚，然后一天按8小时工作时间算，老工艺的一天木材损耗为：0.3×0.008×20×60×8=23.04立方

按新工艺，同样的木料，同样的速度，先将整块木板锯成一块块木条，再经过压紧送料轮将木条稍微压平，使木条弯曲最多只有2mm，然后用后面刨刀刨刀2mm即可。那新工艺的一天木材损耗为：0.3×0.002×20×60×8=5.76立方。

对比可知，在现在木材成本偏高的市场情况下，一天为客户节省17多立方的材料。长期下来，产生的利润是巨大的。

在具体机械的实践过程中还出现如下几个问题：因为不同材质的木料硬度是不同的，如图3所示，所以伴随着木料的运送，如果运料速度过快，由于锯片不能及时充分的切割木料，造成木料出现毛边或者劈裂的情况，还会造成锯片消耗过大过快，严重的情况还会别断锯片，同时刨刀的刨削效果不佳，影响木板质量；如果运料速度过慢，会造成锯片和刨刀的空转，增加了加工时间、降低了加工效率，同时增加了耗能提高了生产成本。此外压紧送料轮的压力使木板变形的效果也极大的受到木板硬度的影响，如果木板硬度过大则应当增加压紧送料轮的压力，保证木板的整形质量。在此处我们提出的锯片和刨刀均是尺寸和规格满足国家标准的标准锯片和刨刀。通过专利权人与高校、研究所的全面合作，通过Mdsolids软件仿真模拟以及WEB计算得到了下面的研究成果：

所述的送料装置的送料速度与木板的硬度关系满足：

V₁=-1.76*10^-6J²+1.4*10^-3J+24.28125，3600≥J≥400，其中V₁为送料装置的送料速度，单位为m/min。J为janka硬度值，如图4所示。在该条件下，当锯片和刨刀满足国家标准的情况下不会发生损害机械的问题。

所述锯片的转速与木板的硬度关系满足：

W₁=1.17*10^-4J²-0.09375J+2818.75，3600≥J≥400，其中W₁为锯片的转速，单位为r/min，如图5所示。 在此条件下，进一步保证了锯片的工作效率，并保证木板不出现毛边。

所述的压紧送料轮提供的压力与木板的硬度关系满足

N=0.1875J+25，3600≥J≥400，其中N为压紧送料轮提供的压力，单位为N，在此条件下，压紧送料轮能够恰好保证在特定硬度下的木料做适量的整形，保证木板密度增加0.1的同时节约的材料。

所述的刨刀的转速与木板的硬度关系满足

W₂=2.34*10^-4J²-0.1875J+4037.5，3600≥J≥400，其中W₂为刨刀的转速，单位为r/min，如图6所示。 在此条件下，进一步保证了刨刀的工作效率，保证刨削的平整度在32以下。

这里需要指出的是散点图是通过仿真实验得到的，曲线图是根据散点图使用二次函数进行拟合保证曲线满足送料的最低限度的情况下获得的，在此条件下能够在保证加工效率的情况下最好的保证木板加工质量。通过现场试验发现,机械磨合出现的误差在上述仿真值的基础上下调5-7%为宜，如当硬度值J一定后得到的W₁、W₂的值的95%为比较适宜实际操作的参数，能够保证加工效果的情况下，维持机器的可持续工作。