毕业设计（论文）普及型欧式木窗等小横截面木料加工的指接机端面铣削部分的结构设计（含全套CAD图纸）.doc

全套完整版CAD图纸，联系 153893706摘 要本次设计的指接机端面铣削部分是应用于普及型欧式木窗加工的专用设备，通过指接技术降低类似于欧式木窗的木工产品的生产成本，提高其市场竞争力。通过对国内外指接设备的分析，在考虑生产成本的基础上，设计了能够满足一般指接需求的设备，并根据较小尺寸对刀具系统进行了完善，使本机床的刀具系统适用较小截面尺寸的木工产品的指榫加工。刀具主轴转速较高，并承受一定的扭矩，文中对其进行了受力分析，确保其在生产中的安全性，同时对其附属部分，如带传动和轴承等进行了校核计算。木材原料夹紧机构采用弹簧压紧，对弹簧力进行了分析，确保在最省力的情况下使木材原料顺利加工。本题目从生产实际出发，为小径木材指榫加工设计关键设备，对现有的指接机进行改进设计，降低指接生产线成本，使指接技术得以普及。对于我国中小型木工企业的生产改型和技术革新有重要的意义。关键词:木材；指接；指榫；欧式木窗；木工机械ABSTRACTThe machine that we designed is a milling installation which is used for the machining of the popularized western-style wooden window. By applying this kind of knowledge, we could reduce the production costs of those products as western-style wooden window and enhance its competitive power.Through the analysis of both the domestic and the foreign tenoners and on the basis of the consideration of its production costs, we have designed this kind of equipment which could meet the need for the joint of general tenon need raw materials and have made approve-ments to its tool system. Through this change, we have made its tool system more applicable for the joint of those products in smaller section size. The tools primary shaft works in higher rotational speed and withstands certain torque. We have carried out the force analysis in this article to make sure its security and have made checkouts to its accessorial parts, such as transmission belt and transmission shaft and so on. Through the analysis of the spring force, we uses the spring to compact in the lumber raw material jig system to make sure that the lumber raw materials could clamp smoothly in the situation which uses the minimum forces. Combined from infact of product, this topic is set up both for the design of the key equipments which are used for the machining of this small materials and to make approvements to the existing tenoners so as to reduce the costs of the connect production line and to make this technique popular. With regard to our middle and small carpentry enterprise's production modification and technical innovation, this design has quite a vital significance.Key words：Lumber; Connect; Tenon; Western-style wooden window; wood working machineny目 录摘要IAbtractII第1章 绪论11.1指接技术综述11.2指接设备的研究意义11.3木工机械的国内外发展综述21.3.1木工机械产品的现状21.3.2木工机械发展趋势21.4指接概述41.4.1指接工艺简介41.4.2指接的特点51.4.3指接材的种类51.4.4指榫的加工方法51.4.5指接机床的使用及加工缺陷的调整61.4.6影响指接材质量的因素81.4.7指接材质量评定与检验91.4.8指接刀简介10第2章指接机切削部分的设计方案132.1切削部分的设计任务132.2切削部分的主要工作结构132.3指接机的开榫原理及工作方式132.4切削部分的设计方案142.4.1机床的设计方案142.4.2工作要求142.4.3产品的用途152.4.4工段的生产制度和主要经济指标152.5本章小结15第3章 端铣系统的设计计算163.1电动机的选择163.2轴的设计计算173.2.1估算轴的基本直径173.2.2轴的结构设计173.2.3轴的受力分析183.2.4按当量弯矩校核轴的强度193.3带传动的设计计算233.4轴承的选择与计算253.5平键联结的强度计算273.6本章小结27第4章 指接系统的设计计算284.1电动机的选择284.2主轴的设计计算284.2.1估算轴的基本直径284.2.2轴的结构设计284.2.3按当量弯矩校核轴的强度304.3带传动的设计计算344.4轴承的选择与计算384.5平键联结的强度计算384.6本章小结38第5章 压紧机构的设计计算395.1压紧机构的结构设计395.1弹簧部分的计算395.2本章小结42结论43参考文献44致谢46第1章 绪 论 1.1 指接技术综述自20世纪70年代由瑞典科学院的研究人员开发并研制出来欧式木窗，便先后在美国、英国、北欧、德国、加拿大等国推广使用。其作为一种新型的利用指接集成材生产的中空式木窗，由于它的先进性，目前在北欧、德国、美国和加拿大己经普及，在我国的高级宾馆也已经开始使用，并有可能迅速推向整个中国市场；更重要的是该技术的应用大幅度的提高了木材的利用率。到目前为止，指接材生产线在国外已取得不少成就，但因其价格问题在我国一直得不到普及。全套引进生产设备，所生产出的产品价格非常高，大约是普通塑钢窗的10倍，目前在我国普及难度相当大。黑龙江省牡丹江木工机械股份有限公司有生产普通木窗加工设备的经验，东北林业大学的木工机械和数控自动化可以提供工业化生产技术，这些可以解决我国欧式木窗加工机械数控化、降低产品成本和投资的问题，为东北地区率先普及欧式木窗提供条件。北欧和德国的欧式木窗工业化生产技术比较成熟，他们的工业化生产已经完全实现自动化和数控化，我们也可以借鉴他们的经验1 。1.2指接设备的研究意义由于全球性森林资源的减少、生态环境逐渐恶化和我国“封山育林”政策的实施，原始林区大径优质木材的供应矛盾突显，各种木材加工业所需的原材料也逐渐向人工速生林转移，其材质下降，小径材多。与此同时，大量硬杂木和小径材、抚育间伐林、可利用的梢头枝杈、加工余料等被丢弃，使林木的最终利用率仅为25%左右。提高木材利用率成为人们迫切需要解决的问题。木材指接是提高木材利用率，改善材质的有效措施。大力发展指接技术既可以缓和木材供需矛盾,也有利于林区经济发展。 我们现在研制开发的普及型指接材生产线是适合中国国情的新技术生产线，生产线尤其适合以小型木制品生产为主的企业和私营企业，也可以作为大型建筑单位的附属企业，以解决自己使用木窗和旧房木窗改造。此外，该生产线还特别适用于锯材每年1万立方米以上工厂的成品车间，也可以作为集成材厂的后续产品加工厂。普及型欧式木窗生产线(包括四面刨床、指接机和开榫机等整套生产设备)的设计，可以满足普通消费者的需求，指接材木窗作为高档木窗和塑钢窗的替代品，要求成本低、设备适应性强、利润高，普及型欧式木窗生产线的设备投资少，资金周转时间短，流动资金投入少，该生产线尤其在东北地区普及有很好的前景，也将取得巨大的社会和经济效益。因此，产品会产生很高的经济效益。1.3 直接设备的国内外发展综述1.3.1 直接设备产品的现状建国以来，我国木工机械有了很大发展，目前已形成有科研、教育、设计和生产配套齐全的行业体系。自改革开放以来，产量质量品种利润技术水平都有了大幅度增长和提高。据统计,1991年我国生产各类木工机械1100多种,除基本满足了国内各主要木材加工行业需要外，出口量也逐年增加。1992年出口木工机械10万多台，销售到俄、美、西欧、东南亚等地，创汇1600余万美元。通过对具有国际水平的木工机械的引进、合作生产和消化吸收，提高和加快了我国木工机械的技术水平和发展速度，增强了我国木工机械的发展和创新能力。缩短了我国木工机械技术水平与国际先进技术水平之间的差距。例如：信阳木工机械厂从意大利引进的伺服液压双卡轴旋切机技术、从日本引进的带锯机制造技术等。此外，我国木工机械厂家还自行研制了一批具有较高技术水平的木工机械。如上海木工机械厂的程序控制硬质合金圆锯片磨锯机；东北林业大学与威海木工机械厂研制的制材削方机等。这些新产品有些是填补了我国木工机械的空白，有些则是在同类产品的技术基础上有了较大提高，带动了我国木工机械的技术进步和发展。我国木工机械虽然有了较大的发展，但尚存在不少问题。首先，我国木工机械的设计制造尚未完全脱离仿制，还没有了解国外先进设备的精髓所在，对引进的高技术产品往往是知其然不知其所以然。这是我国木工机械行业缺乏竞争力的的主要原因。其次，体制混乱，多头管理，只重视短期效益，不重视木材加工机械的特性和基础技术研究，缺少全面和长远研究发展战略，这是影响我国木工机械水平和发展的另一个重要原因。再次，我国木工机械质量低的另一个原因是很多单位只注重开发新产品，却忽视了对老产品的改进研究，致使不少企业没有品牌产品。虽然新产品不断出现，但质量一般，竞争力弱。相比之下，国外一些厂家虽然产品品种少，但他们注重改进提高，保持产品领先于同类产品，因此竞争力极强。随着社会的发展和技术的进步，木工机械的外观质量、配套性、高科技含量、操作性、维护修理等多项指标也将越来越被重视。也就是说，我们必须有全面的质量意识，这点较国外差距较大2。1.3.2 木工机械发展趋势随着科学技术的进步、新材料的开发、木材加工工艺的深化，世界木工机械在产品品种规格、数量、动态和静态性能、精度、机械化、自动化、安全性及新技术应用等方面都有了飞速发展,木工机械在自动化、现代化、机电一体化和连续化方面进入了一个新阶段。世界主要国家的木工机械有下列发展趋势：（1）现代化手段加速产品更新换代发展计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试，以提高技术水平，缩短设计制造周期，提高制造水平并降低制造成本，最终加速木工机械产品的更新换代。（2）采用新技术、新结构、新材料、新工艺，进一步完善木工机床，并全面提高质量，以保证产品的竞争能力。 发达国家在提高木工机床动态性能和静态性能，提高制造精度、工作精度和可靠性的同时，并对机床的外观质量、安全性、操作舒适性、结构布局合理性以及色调协调性等方面都给予足够的重视。（3）计算机数控技术在木工机床上的应用将日益广泛，机电液一体化的木工机械比重将越来越大。数控机床综合了自动控制、计算机技术、精密机床和机床结构方面的成果。对于家具和木制品生产的“小批量、多品种”较为有效。效率比一般木工机床高3到4倍，加工精度高，质量稳定。可广泛应用于制材生产线，细木工和家具生产上。再者，数控机床可有效的解放劳动力，合乎人类发展需要。（4）发展柔性加工系统为了适应家具工业多品种、小批量生产的需要，木工机床也开始发展“柔性制造系统”。意大利SCM公司，1983至1985年接连生产出System1和System3,它以一台贯式穿直边四面刨床、一台双头开榫机、两台直角变换传送辊和数空系统组成,由电脑控制刀具定位、停车及导板和工件长度,可保证整个加工系统的正确运转。特点是加工灵活性好，可重新组装和快速自动调整。这是一种效率很高的设备,前途非常广阔。（5）产品系列化、组合化、规格化为满足用户的一般使用要求和特殊使用要求，相当部分设备设计成由通用基础部分和任选部分组成，使产品系列化、组合化、规格化，以缩短设计制造周期，尽快将新产品推向市场。例如，德国威力公司生产的成型四面刨床，它分为普通型、经济型、万能型和液压型四种，前两种适用于中小型木工企业的小批量生产，后两种则适用于大中型企业使用。机床可由11种模块组成不同轴数和排列的结构，机床宽度有6种以上规格。这样可组成上百种不同结构的成型四面刨床，以满足不同木材工件规格、不同产品精度要求和不同型面、不同表面粗糙度要求以及不同规格、不同控制方式和不同加工规模的木材加工要求，而成为适应性极强的加工设备。（6）重视研制和开发小材小料小径木和速生林材加工利用设备以及劣材优化的加工设备。目前许多国家研制成功小型圆锯、小径木制材生产线，设备结构简单，效率高，加工精度高，投资小见效快。还有研制成功的微型排锯机，每分钟行程达400次，锯割表面和加工精度都良好。日本等国研制成功的小径木旋切机，其工作速度和木材利用率都较普通旋切机高。此外，短材接长设备、劣材优化加工设备和地板加工成套设备等都有很大发展。（7）加强木工刀具材料制造工艺结构设计和品种规格系列的研究和开发。随着科学技术的进步和对木材切削理论及刀具的深入研究，新材料、新刀具不断出现，制造精度和标准有逐渐增高的趋势。近些年，鉴于刨花板、中密度纤维板、硬质纤维板及木质复合板材料的加工特性，原有刀具在硬度、韧性、耐磨性等方面已不能满足要求，相继研制成功超耐热硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具以及烧结金刚石刀具等。此外，激光加工木材也得到较好的发展，由于是不切削接触加工，所以不产生噪音、粉尘和振动，可加工在一般机床上难以加工的复杂形状，该技术前途无量3。1.4 指接概述1.4.1 指接工艺简介目前，随着高档家具实木业、高级木地板室内装饰业的迅速发展，以及全球性森林资源的减少、生态环境逐渐恶化和我国“封山育林”政策的实施，原始林区大径优质木材的供应矛盾突显，用材林逐渐向人工速生林转移，其材质下降，小径材多。与此同时，大量硬杂木和小径材、抚育间伐林、可利用的梢头枝杈、加工余料等被丢弃，使林木的最终利用率仅为25%左右。提高木材利用率成为人们迫切需要解决的问题。木材指接是提高木材利用率，改善材质的有效措施。发展指接材、集成材可增加木材产量 ,缓和木材供需矛盾 ,有利于林区经济发展 ,即有经济效益又有社会效益。指接是木材纵向接长的一种有效方法，同时又是集成材加工的主要工序。其特点是短料长用、劣材优用，可提高木材利用率。主要用于成材的指接，指接地板、集成材、家具及门窗料等方面。指接材的常用工艺流程为：木料准备®枋板锯割®毛板干燥®剖割坯料®刨削加工®木方两端铣齿®配坯®涂胶®纵向接长压紧®四面刨刨光四面®指接材加工。短料、小径料进车间后，分材种经带锯或剖料锯加工成所需板材或枋料，经过干燥和定性处理后，由剖料锯将毛板材锯割成指接规格的条料或板料，再经平压刨床或四面刨床进行刨削加工。将刨削后的坯料再指接机上开榫，再将铣齿后的坯料均匀涂胶，翻转换头挤压接长。最后，经刨削、截边、砂光处理后即可用于生产木制品。经过一系列工艺过程拼接的小径材、短料实木板、方材不仅扩大了应用范围，而且克服了木材易翘曲、扭曲、开裂、变形等自然缺陷，有利于提高木材制品质量，大大提高了经济效益。1.4.2 指接的特点指接具有如下特点：（1）通过指接加工将短木料接长,可优质长材做到小材大用,提高木材的利用率。（2）指接可以得到准确长度的成材提供给消费者,以减少加工中的浪费。（3）通过指接加工可以矫正木材的弯曲、扭曲变形,获得平直的材料,作到劣材优用。（4）剔除节子、裂纹、腐朽等木材的天然缺陷然后指接成长材，一定程度上提高了材等级。（5）指接可以制造较长的成材 ,满足建筑施工的特殊需要。（6）与木材接长的其它方法相比指接木材损失少、有效胶接面积大、胶合强度高、便于实现机械化生产。 （7）一根指接材由多个指榫接头而成,指接材上的一个指榫接头破坏就意味着整根指接材的破坏,因此要求加强指接材生产中的质量管理4。1.4.3 指接材的种类指接材的种类有：（1）按指接材承载情况,可分为结构指接材和非结构指接材。结构指接材主要用于建筑、车辆等承载构件,它要求指接材具有足够的强度和刚度。非结构指接材主要用于室内非承载构件,例如门、窗、扶手、地板、楼梯板等。 （2） 按指接长度 ,可分为长指榫和短指榫指接材。指榫长415mm,齿顶宽度 0.20.4mm的指接为短指榫指接。指榫长度1560mm,齿顶宽度0.42.7mm的指接为长指榫指接。 （3）按材料的含水率 ,可分为干材指接和湿材指接。含水率在618%范围内为干材指接;含水率在18%以上为湿材指接。 （4）按表面装饰性,可分为普通指接材和贴面指接材。贴面指接材是在指接材的表面贴上薄木等装饰材料,增加外表美观程度。贴面指接材又分为结构贴面指接材和非结构贴面指接材。1.4.4 指榫的加工方法（1）指榫的加工分类 按指接加工方向分类，可分为垂直型（V型）型和水平（I型）两种，垂直型是工件宽度方向间指榫，而水平型是工件厚度方向间指榫。 垂直型的特点：指榫加工时，工件的侧后面作为基准，刀具厚度大，使用片铣刀的数量多，铣削指榫所需要的动力大。指榫加工时沿垂直木文理方向切削，指榫形状变化小，精度高。指接后加工的切削余量小，损失少。 水平型的特点：指榫加工以工件宽面作为基准，刀具厚度小，使用片铣刀数量少，铣削指榫所需要的动力小。针叶材胶合加压时指榫根部易产生裂纹。指接加工时,要求工件厚度的偏差小,否则指接后加工的切削余量大,增加木材的损失。针叶材指接加工时，指榫的加工精度低。 垂直型与水平型相比较，指接强度几乎相同，但实际生产试验的数据表明，垂直型较水平型强度高5%左右。 垂直型和水平型的选择原则是更据指接材使用部位及要求指榫强度、指接材的切削余量、指榫加工精度、生产性和安全性进行综合判断来决定。（2）指榫的加工方法指榫的加工有刀具加工、模具加工和刀具、模具组合加工三种方法现具体介绍如下：刀具加工方法刀具加工是由指榫铣刀在工件端部铣削出指榫的加工方法，指榫在专门的指接铣床上加工，这是指榫加工中最普遍应用的一种加工方法。刀具加工方法又分为垂直指榫加工方法和水平指榫加工方法两种。水平指榫加工方式就是工件在连续进给过程中加工出指榫，实现指榫加工自动化生产，效率高，但指榫的加工精度波动大。模具加工方法模具加工是将工件端部压入模具一次加工成指榫的方法。具体说就是模具两侧加工成指榫形状，中间放置电阻丝用于加热模具。这种方法只适用于模压指榫长度10毫米以下的短指榫。模压加工过程如下：夹具夹紧两个工件的端部，并将其压入加热的模具，放松脱模、涂胶加压拼接成一体。加热模具的作用是利用其热量可从指榫表面脱出一部分水份，同时储存在指榫中的热量可加速胶液固化。加压压力78MP，针叶材加热温度为190250摄氏度，加压时间5秒。刀具、模具组合加工方法 刀具、模具组合加工是预先用刀具加工成指榫，然后压入模具，使指榫顶部几乎成尖形的加工方法。这种加工方法的特点是指榫的的齿顶宽极小，使指榫长度减小，经济效果好，解决了机械加工难以加工尖指榫的问题10。1.4.5 指接机床的使用及加工缺陷的调整指接机是生产木制品的精密加工设备，它为木材的合理利用及产品规格的多样化开辟了一条新途径。实木指接机床融机械、电子、液压、气动技术。同时，应简化机床结构、操作程序，以方便中小型企业和个体加工业的需要。还要重视售后技术服务，为用户排忧解难。机床使用厂家也应注重加强职工上岗前的培训考核，机床操作人员应通过培训，熟悉机床技术性能，操作程序，懂得故障排除和机床维护，方可上机操作，并严格按照机床使用要求进行操作，定期维护、检查、于一体，技术先进，结构复杂。实木指接技术是木材工业发展的新型生产工艺。应用指接机械生产高质量的实木集成材，需要机械制造企业不断改进完善机床结构，尤其是强化适应生产工艺的机械化连续流水作业配套设备的提供，以适应规模化工业大生产的需要保养机床，保证机床处于良好工作状态，以保证指接质量，提高生产效率。从信息反馈中看出，机床运行中出现的问题，绝大多数属于操作和使用不当，对机床技术性能和使用不熟悉，而上机随意操作造成，甚至导致人身伤亡事故的发生，这些都值得用户重视，以确保达到预期生产目的。从生产实践中我们体会到，加工产品的质量好坏与设备调整程度有直接关系。因此，要加工出质量好的指接产品，开机前的设备调整是必不可少的。如指接机在开机前，应检查指接刀的刀刃是否有损坏，是否锋利，是否需要更换；切肩锯的锯片是否有掉齿，锯片有无偏斜等。如果发现问题，应根据具体情况调整或更换。更换时，可依据产品尺寸规格来确定指接刀的数目，然后用刻度尺调整肩切锯及指接刀到合适吃刀量。还有传动机构及行程触动开关也需要检查，像传动皮带和传动辊是否灵活，运料横杆是否偏斜，行程开关工作是否正常等6。指接常见问题的原因及调整方法见表1.1。表1.1 指接常见问题的原因及调整6序号 问题原 因解决办法1弯曲肩高不合适调整肩高2胀裂1.齿形过短2.切削刃偏歪或夹木屑适量加长齿形清除夹刀木屑后仍有问题可换刀3挤裂 1.压力过大2.肩过高3.材质变化按规定调整压力调整肩高 4齿形异常1.指接刀刃偏歪2.指接刀刃间夹木屑换刀清楚木屑5指接顶隙过大1.凹齿过长2.凸齿过短调整齿长6齿形破坏指接刀不锋利使木料齿形损坏按时换指接刀续表1.17表面缝陷1.整条有缝a长度不足b凹齿短于凸齿2.正面或背面一侧有缝,有以下几种情况:a 基准线划错b 传送横带倾斜c 夹有木屑d 切屑锯刀刃偏歪调整输入长度值调整齿长使凹齿略长于凸齿0.1mm纠正划线错误：调整横带按时换刀,防止产生毛刺检查风力大小封闭风管漏洞8错位、短头宽、窄料区别不细区分宽窄料并注意观察及时调整9接口不平指接刀偏上或偏下调整指接刀高度1.4.6 影响指接材质量的因素经过多年特别是近几年的发展，我国的指接材的质量已有很大的提高，但与国外产品相比，我国指接材的指接强度和直线度还有一定差距。其原因一方面是国内指接材厂使用的设备精度普遍较低；另一方面是在相同设备精度条件下采用的工艺不合理造成的。指接材制品的质量主要以接缝强度（如抗弯曲强度）、接缝缝隙好坏和指接材制品的直线度精度来考核。（1）影响指接材直线度精度的因素：提高铣齿机、压紧机特别是铣齿机床的精度是减小指接材直线度误差的根本方法。假如铣齿机的各项精度误差都为零，压紧机的各项精度误差也较小，采用上述任何形式的工艺都能生产出高直线度精度的指接材。但实际上铣齿机的各项精度误差并不为零。设备精度在一定范围内时，影响指接材制品直线度精度的主要因素是铣齿工艺和铣齿7（2）影响指接材强度的因素：指榫配置与强度性能的关系从图1.1和1.2可知随着指榫间距的增加，指接材抗弯强度增加，但提高的幅度不大。指榫数量与强度性能的关系随着指榫数量的增加，指接材的抗弯强度降低，但降低的幅度不大。另外，随着指榫数量的增加，抗弯强度的离散性增加，即指接材的可靠性降低。木材厚度与指榫间距的比值和强度性能的关系木材厚度与指榫间距的比值大小对指接材强度影响不大，但它却是影响指接材强度的主要因素，应将指榫尽量分散8。图1.1 试材试样示意图图1.2 指榫配置与强度性能关系1.4.7 指接材质量评定与检验（1）质量评定：国家标准GB11954-89指接材中规定指接材的质量评定分为优等品、一等品、合格品3种。（2）检验：国家标准GB11954-89指接材第8章对指接材的检验规则作了详细规定,必须遵照执行。 质量管理的两个主要目标是预测低于标准的产品和防止这些低于标准的产品投入使用中,以及确认造成问题的原因,加以改正或解决它。质量控制程序应包括目测检查、直接量测某些选择的变量以及选择一些样品进行物理测试。目测检查和在加工过程中选择一些变量测量以防止或使不合格的产品保持在最低限度。产品制成后的物理测试是对目测检查、测量和控制过程的再次审核。指接材的测试可以分为破损的和非破损的两类：破损检测，既从生产过程中间歇地选择取样然后加载至破坏 (变曲、顺纹抗压、顺纹抗拉、冲击韧性等)。将破坏的强度与国家标准规定的最低值比较。测试后用目测断裂的指接木的破坏状态、位置和木材破坏率等进行分析比较。静曲测试通常是检测指接质量的一种快而简便的方法。近年来随着科学技术的进步与发展非破损测试越来越受到人们的重视。主要有超声波检测器和应力检测器等。美国华盛顿州立大学对木材非破损检测 (无损检测)作了一系列研究。我国中国林科院木工所研究人员也作了研究。检验载荷法是另一种测试或评价指接质量方法,现已引起重视。检验载荷测试中,指接木经受一个足够大的应力以表明它们经受设计载荷的能力。在结构用指接材的生产中可以用该测试装置对每根指接木产品逐根进行检测,达不到标准规定最低强度值的产品被剔除,从而使工程结构中使用的指接木的安全可靠有了保障。在大规格的指接木生产中,如胶合大梁等应用非破损检测既保证了产品质量又避免了产品受检破损带来的损失,是非常有前途的一种检测方法。1.4.8 指接刀简介指接刀主要有两种形式：单片指接刀和整体指接刀。我国木材加工行业大量应用的是单片指接刀，它具有组合方便、修磨简单和价格便宜的优点，深受用户欢迎。整体指接刀制造工艺复杂、价格昂贵，国内仅有少数用户进口这种刀具。下面主要介绍单片指接刀。（1）指接刀的组合方式，指接刀在应用上是由片边刀和中片刀组合在一起工作，一般的组合方式有两种： 图1.3 边片刀和中片刀的组合边片刀和中片刀的组合方式（如图1.3所示）这种方法加工时对接木材的两端都按同一种方法加工。加工时木板或木方先用硬质合金圆锯齐头，然后用指接刀加工成形。在指接时将木方一头翻个刷胶、接榫、加压指接成形。该法工艺简单方便为国内多数厂家采用。用中片刀组合方式（如图1.4所示）该种组合方式由于指接后木材的边缘很薄，精加工时刨的削余量小，当指接精度不高时容易出现毛茬、倒刺等，因此很少采用。图1.4 中片刀组合除上述两种组合方式外，还有双边片刀加中片刀组合方式，这种加工方法在指接材加工中应用很少。指接刀的安装方式及修磨方法：（1）指接刀的安装方式：指接刀在机床上装刀后，为了减少切削阻力和提高制品的表面粗糙度，刀具安装时应采用错齿伞状装刀方式。切不可采用刃口对齐的装刀方法，那样会产生相反的切削结果。（2）指接刀的修磨方法：硬质合金指接刀在用钝后应及时修磨。修磨方法主要有两种：一种是成组修磨；另一种是单片修磨。成组修磨方法简单，而且修磨后尺寸不变，目前广泛采用此法修磨。修磨时只要将指接刀前刀面用支板对齐，用碗形金刚石砂轮将前刀面修磨锋锐即可。后刀面不要修磨，修磨后刀面会改变齿形的几何尺寸，使修磨的工艺复杂化。单片修磨工艺复杂，需要修磨两侧刃及顶刃，而且需要保证成组外形尺寸一致，要求修磨工人技术水平高，这里不做介绍9。以下是几种常见的指接刀（如图1.5）： a 两刃圆弧后刀面指接刀 b 四刃圆弧后刀面指接刀 c 两刃方形圆弧后刀面指接刀 d 八刃圆弧后刀面指接刀图1.5 几种常见的指接刀 第2章 指接机切削部分的设计方案 2.1指接机切削部分的设计任务根据国外的指接机发展方向，要求制造出效率高，消耗功率少，产品质量好的指接机，以便适应飞速发展的指接工业对指接材的质量要求。本次设计的指接机为手动指接机，原料夹紧后采用工人手工进给的方式进行铣削加工，一次夹紧即可完成整道工序。机械的基本参数如下： 端铣刀刀刃半径：140 mm 刀盘转速：5680 r/min 端铣刀轴转速:5680r/min 进给速度0.05m/min 机床外型尺寸:900×1300×1200mm 机床净重:135150kg2.2指接机切削部分的主要工作结构指接机主要由工件的夹紧机构、端铣刀部件、指接刀部件等部分组成。工件的夹紧机构由两个上压头和两个侧压头组成，可以在压紧的同时保证工件不能翘头和侧翻。端铣刀部件主要由带轮、轴以及端铣刀片组成。传动轴采用固游式的固定方式对刀具起一定的保护作用。指接到部分与端铣刀相似，但指接刀是由一组刀具组成，可以同时加工较宽的原材料，提高生产效率。为了达到减少传动损耗、简化结构、节约生产成本以及故障排查等作用，在刀具和带传动之间直接由传动轴传动，其中不再添加齿轮、蜗轮蜗杆等变速机构。2.3指接机的开榫原理及工作方式总体来说，指接机的工作原理较为简单，主要是在刀具固定的情况下，由工作人员手动推动移动工作台，一次行程完成端铣和指榫两道工序。开榫前，工作人员一定要先将工作台清理干净，然后将板料放到工作台的上压头下方，在两个侧压头和两个上压头的配合下逐渐将工件夹紧。在机器开始工作以后，由工作人员手动推动移动工作台，使工作台前后移动，在端铣刀铣平端面后将工件移至指接刀位置，由指接刀铣出齿形。最后，将工作台移出工作范围，歇料后再将工作台移至起始位置，上料夹紧后循环工作。2.4切削部分的设计方案2.4.1机床的设计方案指接机作为指接材生产线的一部分，其生产能力取决于全套生产线的生产要求。 普及型欧式木窗生产线的设计规模将是年产成品窗15000m2，只有这样才能满足目前居民在旧窗改造和旧房全楼改造上所需的全部木窗以及部分在新楼上使用的木窗。当旧窗改造过程进行完以后，此设计规模仍然能够满足新建楼使用的全部木窗，因此，年产15000m2的设计规模可以满足市场的需要。由于目前普及型欧式木窗主要用于居民的旧窗改造，因此，产品设计规格将按照用户的要求设计，进行小批量生产。在完成工程以后，将按照房地产开发商的要求进行大批量生产。产品所需的原材料为集成材，对于木材拥有量巨大的黑龙江省，原材料将不成问题，该生产线所需的集成材的规格为:长度：2400mm宽度：63 mm厚度：57 mm经过锯刨工序后，指接机所加工的材料会在厚度和宽度上存在少许的缩小，其长度依产品的需要而定，一般木窗所需的木料长度大约为600mm左右。这决定工作台的长度将达到600mm加上电动机和刀具所需尺寸，机床的总长度应该达到1300mm左右；由于机床宽度方面需要上料、卸料、刀具所需要的宽度，机床的总宽度应该达到900mm左右；由于机床为小型机床，故起高度以工作人员便于操作为准，初步机床的总高度应该达到900mm左右，计划工作台的高度为900mm左右，机床总高度约为1200 mm。故机床的外型尺寸约为: 900×1300×1200mm。2.4.2产品要求 普及型欧式木窗生产线对生产产品要求主要包括生产规模、产品规格和产品质量标准三个方面： 1. 生产规模： 普及型欧式木窗生产线的生产规模是年产普及型欧式木窗15000m2 2. 产品规格： 普及型欧式木窗的规格将按照用户要求进行一设计、加工，生产所用集成材的尺寸为宽度60mm，厚度55mm。 3. 产品质量标准： 普及型欧式木窗的生产将参照执行中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T30261995或中华人民共和国林业行业标准LY/T15742000。 2.4.3产品的用途普及型欧式木窗的主要用途是在新型经济适用型居民住宅、各家各户旧窗改造和旧房翻新改造上，两种约占现阶段产品总量的8090%其次是房地产开发大量地使用。此外，普及型欧式木窗还可作为高档欧式木窗和塑钢窗、铝合金窗的替代品。2.4.4工段的生产制度和主要经济指标（1）欧式木窗生产线的工业化生产工作制度可按如下制度进行:1. 年工作日: 252天。2. 日工作班次: 一班。3. 班工作时间: 7小时(有效工作时间 6小时)。（2）欧式木窗生产线共分为五个工段，即备料工段、锯刨工段、开榫工段、组坯工段和完成工段。本机床为开榫工段，其主要的经济指标如表2.1表2.1指接机的主要经济指标序号名称单位数量备注1生产规模m 2150002消耗木材m 34553车间设备装机容量kW4.54车间建筑面积m 2155年工作日日工作班次天班25216工人人12.5本章小结 本章从生产实际任务出发，规划了机床的工作结构和工作方式。并结合总生产线的工作需求初步选定了机床的大小规模，由机床的大小规模和工作方式制订了机床使用的工作制度以及机床的主要的年经济指标。第3章 端铣系统的设计计算3.1电动机的选择最大铣削宽度：5