本發(fā)明屬于木材加工機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)省用料、縮短工時(shí)的木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

木材加工技術(shù)包括木材切削、木材干燥、木材膠合、木材表面裝飾等基本加工技術(shù)，以及木材保護(hù)、木材改性等功能處理技術(shù)。切削有鋸、刨、銑、鉆、砂磨等方法。由于木材組織、紋理等的影響，切削的方法與其他材料有所不同。木材含水率對(duì)切削加工也有影響，如單板制法與木片生產(chǎn)需濕材切削，大部加工件則需干材切削等。木材加工行業(yè)業(yè)已成為立國內(nèi)發(fā)展速度較快且具有良好前景的制造產(chǎn)業(yè)之一，其增長速度大大超過整個(gè)制造業(yè)的平均水平。2001-2010年木材加工行業(yè)產(chǎn)值年均增速達(dá)到25%，銷售收入年均增長率達(dá)到26%。2010年，業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值6744.25億元，占GDP的比重近2%。數(shù)據(jù)顯示，2010年全國鋸材產(chǎn)量3722.63萬立方米;木片、木粒加工產(chǎn)品1873.51萬實(shí)積立方米;木竹地板產(chǎn)量達(dá)到4.79億平方米; 2010年人造板產(chǎn)量達(dá)到15360.83萬立方米，其中，膠合板7139.66萬立方米，纖維板4354.54萬立方米，刨花板產(chǎn)量1264.20萬立方米，單板產(chǎn)量為2724萬立方米，人造板表面裝飾板產(chǎn)量為2.95億平方米。

木工機(jī)床分為13類，木工鋸機(jī)類MJ，木工鉆床類MZ，木工磨光機(jī)類MM,木工刨床類MB，木工榫槽機(jī)類MS，木工聯(lián)合機(jī)（多用機(jī)床）類ML，木工銑床類MX，木工車床類MC，木工接合組裝和涂布機(jī)類MH，木工輔機(jī)類MF，木工手提機(jī)類MT，木工多工序機(jī)床類MD，其他木工機(jī)床類MQ。其中木工聯(lián)合機(jī)類壓刨床用于將方材和板材刨切為一定的厚度。木材被加工平面是加工基準(zhǔn)面的相對(duì)面。并排幾根一起通過機(jī)床加工。目前該類刨鋸機(jī)床多為數(shù)控機(jī)床，其自動(dòng)化程度高，加工工藝內(nèi)容具體；加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定；生產(chǎn)效率高。

目前已知的相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)包括：申請(qǐng)?zhí)?01210575529.7的臺(tái)式刨鋸一體機(jī)、201320632491.2的多片鋸上下刨機(jī)床、201510680038.2的木工鋸分刨光生產(chǎn)線和201610482517 .8的上下刨與多組單片鋸連線生產(chǎn)系統(tǒng)。通過對(duì)上述專利技術(shù)的分析可知，將刨銑機(jī)和鋸木機(jī)組合在同一個(gè)機(jī)床上是本領(lǐng)域人員已經(jīng)發(fā)明的技術(shù)，其分歧主要集中在先鋸后刨還是先刨后鋸，對(duì)這兩種技術(shù)的優(yōu)劣是目前本領(lǐng)域爭論的一個(gè)焦點(diǎn)。

其中公認(rèn)的先鋸后刨的技術(shù)特點(diǎn)是：現(xiàn)有的技術(shù)工藝是用一臺(tái)上下刨，將整塊大板全部地方按最低點(diǎn)刨平。因?yàn)榇竽景蹇隙ㄓ邪纪共黄降牡胤?。然后再用一臺(tái)多片鋸將刨平后的大板鋸成一塊塊木板條。先刨后鋸浪費(fèi)木材，增加成本。先將整塊木頭鋸成小木條，經(jīng)過后面送料輪把木條稍微壓平，再刨平小木條，這樣刨削量小，材料成本降低。一臺(tái)機(jī)器只要兩個(gè)操作工就能完成原來兩道工序。一臺(tái)機(jī)器占地空間小、電機(jī)功率小。但是先鋸后刨工藝仍然具備需要改進(jìn)的技術(shù)問題，如臺(tái)式刨鋸一體機(jī)和木工鋸分刨光生產(chǎn)線就是一種先鋸后刨工藝，其中就包括先將整塊木頭鋸開后，木條之間產(chǎn)生錯(cuò)位固定不易容易造成刨工量不一致影響木板生產(chǎn)質(zhì)量的問題，此外先鋸后刨過程中不同木材的硬度不一致，刨刀、鋸條的用力以及進(jìn)深速度等參數(shù)都將直接影響生產(chǎn)水平，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有對(duì)比文件中都沒有提出和研究的。本發(fā)明將對(duì)目前先鋸后刨木材加工系統(tǒng)的詳細(xì)參數(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種更加優(yōu)化的木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)省用料、縮短工時(shí)且加工質(zhì)量更高的木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，沿木板進(jìn)料方向在機(jī)床上依次安裝有：安裝在機(jī)床下方的電機(jī)；安裝在機(jī)床上的送料裝置；安裝在機(jī)床上的多片鋸部件；安裝在機(jī)床上的上下刨部件；其特征在于：在上下刨部件和多片鋸部件之間設(shè)置有若干組齒形壓緊送料輪，壓料輪上設(shè)置有輪齒。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)分別控制多片鋸的鋸軸和刨刀軸的旋轉(zhuǎn)。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的壓緊送料輪的數(shù)量N≥2，壓緊送料輪均設(shè)置在木板上方。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的多片鋸部件的鋸片、壓緊送料輪、上下刨部件的刨刀和送料裝置的送料輪上均安裝有保護(hù)罩。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的上下刨部件的刨刀為錯(cuò)位安裝，即兩個(gè)刨刀轉(zhuǎn)軸所在的立面不同。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的多片鋸部件的鋸片和上下刨部件的刨刀的保護(hù)罩內(nèi)還安裝有吸塵裝置。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的送料裝置的送料速度與木板的硬度關(guān)系滿足：

V₁=-1.76*10^-6J²+1.4*10^-3J+24.28125，3600≥J≥400，其中V₁為送料裝置的送料速度，單位為m/min。J為janka硬度值。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述鋸片的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系滿足：

W₁=1.17*10^-4J²-0.09375J+2818.75，3600≥J≥400，其中W₁為鋸片的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的壓緊送料輪提供的壓力與木板的硬度關(guān)系滿足：

N=0.1875J+25，3600≥J≥400，其中N為壓緊送料輪提供的壓力，單位為N。

所述的一種木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，其特征在于：所述的刨刀的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系滿足

W₂=2.34*10^-4J²-0.1875J+4037.5，3600≥J≥400，其中W₂為刨刀的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

本發(fā)明的有益效果在于：相對(duì)于傳統(tǒng)的刨鋸機(jī)床，本系統(tǒng)在刨刀和鋸片之間增加了具有輪齒的壓料輪，同樣的木料，同樣的速度，先將整塊木板鋸成一塊塊木條，再經(jīng)過壓料輪將木條稍微壓平，使木條彎曲最多只有2mm，然后用后面刨刀刨2mm即可，節(jié)省了材料，增加了木板密度同時(shí)減少了木屑及母灰，更加環(huán)保。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的刨刀和壓料輪的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的刨刀和壓料輪的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明送料裝置的送料速度與木板的硬度關(guān)系圖；

圖5為本發(fā)明鋸片的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系圖；

圖6為本發(fā)明刨刀的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

如圖1所示，木工先鋸后刨木料加工系統(tǒng)，沿木板進(jìn)料方向在機(jī)床上依次安裝有：安裝在機(jī)床下方的電機(jī)；安裝在機(jī)床上的送料裝置；安裝在機(jī)床上的多片鋸部件；安裝在機(jī)床上的上下刨部件；送料裝置的機(jī)架上一體式設(shè)置有U 型槽，送料裝置包括送料滾筒、轉(zhuǎn)軸、內(nèi)軸座、外軸座、軸承、軸承鎖緊墊片、高度調(diào)節(jié)螺釘，所述轉(zhuǎn)軸插接設(shè)置在送料滾筒上，轉(zhuǎn)軸上套接設(shè)置有軸承，轉(zhuǎn)軸兩端的軸承上分別套接設(shè)置有內(nèi)軸座和外軸座，所述內(nèi)軸座和外軸座上均設(shè)置有與U 型槽配合使用的端面。多片鋸部件通過鋸軸升降機(jī)構(gòu)調(diào)整高度，鋸軸升降機(jī)構(gòu)包括鋸軸座、鋸軸座內(nèi)安裝設(shè)置有鋸軸筒，鋸軸筒的內(nèi)部通過軸承固定安裝有鋸軸，鋸軸安裝有鋸片，鋸軸筒可以設(shè)置為偏心鋸軸筒，偏心鋸軸筒的圓周上一體成型設(shè)置有等分定位槽，鋸軸座上配合設(shè)置有和定位槽配合使用的定位桿。在上下刨部件和多片鋸部件之間設(shè)置有與上下刨部件刨刀尺寸一致的壓緊送料輪，壓緊送料輪上設(shè)置有輪齒。其中所述的多片鋸部件包括主軸和鋸片，所述鋸片套設(shè)在主軸上，鋸片至少為一片，主軸為中空軸中空軸通過連接管連接進(jìn)氣頭。所述中空軸內(nèi)設(shè)置主軸分流槽和主軸氣液出孔，主軸分流槽沿軸向設(shè)置于中空軸 表面和中空軸的空心部之間，所述主軸氣液出孔一端連通主軸分流槽，另一端連通中空軸空心部；所述鋸片兩側(cè)設(shè)置鋸片墊圈，所述鋸片墊圈上設(shè)置氣液出口槽，所述氣液出口槽沿鋸片表面一端連通主軸分流槽，另一端連通鋸片墊圈表面。所述進(jìn)氣頭與連接管通過進(jìn)氣頭活動(dòng)軸承和隔離密封圈固定連接；所述進(jìn)氣頭下方設(shè)置氣液入口。這里需要著重指出的是，目前多片鋸部件和上下刨部件機(jī)床的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)成熟，其具體的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)如刨刀與電機(jī)的連接關(guān)系，鋸片與電機(jī)的連接關(guān)系，電機(jī)、鋸片、刨刀在機(jī)床上的具體位置等從背景技術(shù)中提供的對(duì)比文件就可以明確獲得的，因此在本專利文本中不再做進(jìn)一步贅述。本發(fā)明主要集中在發(fā)明內(nèi)容中的關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步的在多片鋸部件上可以安裝有齒形止退裝置，止退裝置包括架體、手柄、限位裝置、止退裝置、擋塵裝置，限位裝置包括配合安裝在架體一端上的擺臂、限位塊，手柄安裝在擺臂上，限位塊安裝在止退爪架體上，限位螺釘與限位塊相連；通過調(diào)整限位螺釘?shù)拈L度控制止退爪靜止時(shí)的角度位置，止退裝置包括止退爪、止退爪擺軸，所述止退爪為齒形止退爪，止退爪擺軸的兩端分別與架體相連，止退爪配合設(shè)置在止退爪擺軸上，所述止退爪的兩端分別通過同步塊與止退爪擺軸固定，兩同步塊通過靠鐵相連；所述擋塵裝置包括擋塵爪、擋塵爪軸，擋塵爪軸的兩端分別與架體的兩端相連，擋塵爪配合設(shè)置在擋塵爪軸上。

所述的壓緊送料輪的數(shù)量N≥2，壓緊送料輪均設(shè)置在木板上方。主體為外周布有輪齒的輪體結(jié)構(gòu)，所述的輪齒的邊緣經(jīng)倒圓處理為無棱角的弧面。這樣在壓緊送料輪操作過程中，不會(huì)對(duì)木板造成二次劃傷，可以保證產(chǎn)品品質(zhì)沒有劃傷，生產(chǎn)順利，成本降低。在上下刨部件的出料端還可以設(shè)置有一到兩組壓緊送料輪，這兩組壓緊送料輪能夠?qū)⑴俸玫哪景暹M(jìn)一步壓實(shí)壓緊，保證生產(chǎn)出的木板質(zhì)量進(jìn)一步提升。

所述的多片鋸部件的鋸片、壓緊送料輪、上下刨部件的刨刀和送料裝置的送料輪上均安裝有保護(hù)罩。保證上述的關(guān)鍵組件不受外力損壞，同時(shí)也保證了生產(chǎn)安全。

所述的上下刨部件的刨刀為錯(cuò)位安裝，即兩個(gè)刨刀轉(zhuǎn)軸所在的立面不同。這樣刨刀在刨板的同時(shí)也能夠發(fā)揮壓緊送料輪的固定木板的作用，同時(shí)避免了兩個(gè)刨刀所在立面相同發(fā)生刨量過多浪費(fèi)木材的問題。這里舉例說明，當(dāng)兩個(gè)刨刀所在立面相同時(shí)，木板要穿過上下兩個(gè)刨刀就必須在同一截面上同時(shí)經(jīng)過刨刀，進(jìn)深量會(huì)因?yàn)榕俚兜膲毫Χ^盈。如果兩個(gè)刨刀錯(cuò)開，那么當(dāng)木板上表面經(jīng)過刨刀時(shí)由于下板面無過大壓力會(huì)在過刨刀時(shí)向下出現(xiàn)彎曲，對(duì)于下刨刀也是如此，這樣刨刀的刨木量就明顯少于刨刀所在立面相同的情況，節(jié)省了木料同時(shí)保證了環(huán)保。

為了進(jìn)一步保證環(huán)保減少垃圾，所述的多片鋸部件的鋸片和上下刨部件的刨刀的保護(hù)罩內(nèi)還安裝有吸塵裝置。

發(fā)明人給出新老技術(shù)的對(duì)照表如下：

如果木料本來厚70mm 寬度為300mm 每分鐘送料速度為20m。

按老工藝，先整塊刨平，再鋸成板條，一般木頭彎曲一般在5-10mm，先按彎曲8mm計(jì)算，那必須將整塊木料刨掉8mm厚，然后一天按8小時(shí)工作時(shí)間算，老工藝的一天木材損耗為：0.3×0.008×20×60×8=23.04立方

按新工藝，同樣的木料，同樣的速度，先將整塊木板鋸成一塊塊木條，再經(jīng)過壓緊送料輪將木條稍微壓平，使木條彎曲最多只有2mm，然后用后面刨刀刨刀2mm即可。那新工藝的一天木材損耗為：0.3×0.002×20×60×8=5.76立方。

對(duì)比可知，在現(xiàn)在木材成本偏高的市場情況下，一天為客戶節(jié)省17多立方的材料。長期下來，產(chǎn)生的利潤是巨大的。

在具體機(jī)械的實(shí)踐過程中還出現(xiàn)如下幾個(gè)問題：因?yàn)椴煌馁|(zhì)的木料硬度是不同的，如圖3所示，所以伴隨著木料的運(yùn)送，如果運(yùn)料速度過快，由于鋸片不能及時(shí)充分的切割木料，造成木料出現(xiàn)毛邊或者劈裂的情況，還會(huì)造成鋸片消耗過大過快，嚴(yán)重的情況還會(huì)別斷鋸片，同時(shí)刨刀的刨削效果不佳，影響木板質(zhì)量；如果運(yùn)料速度過慢，會(huì)造成鋸片和刨刀的空轉(zhuǎn)，增加了加工時(shí)間、降低了加工效率，同時(shí)增加了耗能提高了生產(chǎn)成本。此外壓緊送料輪的壓力使木板變形的效果也極大的受到木板硬度的影響，如果木板硬度過大則應(yīng)當(dāng)增加壓緊送料輪的壓力，保證木板的整形質(zhì)量。在此處我們提出的鋸片和刨刀均是尺寸和規(guī)格滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)鋸片和刨刀。通過專利權(quán)人與高校、研究所的全面合作，通過Mdsolids軟件仿真模擬以及WEB計(jì)算得到了下面的研究成果：

所述的送料裝置的送料速度與木板的硬度關(guān)系滿足：

V₁=-1.76*10^-6J²+1.4*10^-3J+24.28125，3600≥J≥400，其中V₁為送料裝置的送料速度，單位為m/min。J為janka硬度值，如圖4所示。在該條件下，當(dāng)鋸片和刨刀滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下不會(huì)發(fā)生損害機(jī)械的問題。

所述鋸片的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系滿足：

W₁=1.17*10^-4J²-0.09375J+2818.75，3600≥J≥400，其中W₁為鋸片的轉(zhuǎn)速，單位為r/min，如圖5所示。 在此條件下，進(jìn)一步保證了鋸片的工作效率，并保證木板不出現(xiàn)毛邊。

所述的壓緊送料輪提供的壓力與木板的硬度關(guān)系滿足

N=0.1875J+25，3600≥J≥400，其中N為壓緊送料輪提供的壓力，單位為N，在此條件下，壓緊送料輪能夠恰好保證在特定硬度下的木料做適量的整形，保證木板密度增加0.1的同時(shí)節(jié)約的材料。

所述的刨刀的轉(zhuǎn)速與木板的硬度關(guān)系滿足

W₂=2.34*10^-4J²-0.1875J+4037.5，3600≥J≥400，其中W₂為刨刀的轉(zhuǎn)速，單位為r/min，如圖6所示。 在此條件下，進(jìn)一步保證了刨刀的工作效率，保證刨削的平整度在32以下。

這里需要指出的是散點(diǎn)圖是通過仿真實(shí)驗(yàn)得到的，曲線圖是根據(jù)散點(diǎn)圖使用二次函數(shù)進(jìn)行擬合保證曲線滿足送料的最低限度的情況下獲得的，在此條件下能夠在保證加工效率的情況下最好的保證木板加工質(zhì)量。通過現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),機(jī)械磨合出現(xiàn)的誤差在上述仿真值的基礎(chǔ)上下調(diào)5-7%為宜，如當(dāng)硬度值J一定后得到的W₁、W₂的值的95%為比較適宜實(shí)際操作的參數(shù)，能夠保證加工效果的情況下，維持機(jī)器的可持續(xù)工作。