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软体地板加工设备的研制

发布者: 木工刀具 | 发布时间: 2020-6-4 08:02| 查看数: 321| 评论数: 2|帖子模式

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软体地板加工设备的研制
申自力
(苏州市好事漫精工机械有限公司,江苏 苏州 215107)
摘 要:研制开发了PVC软体地板开槽及修边加工设备,解决了软体地板加工时存在的效率及精度低等问题,提高了软体地板的加工精度及生产率。
关键词:PVC地板;修边机;双端铣;四面刨
1 普通地板加工设备

地板边缘开槽及修边加工设备分为台面式和履带式两种,在台面式加工设备中,用于地板纵向两侧开榫槽加工的设备通常称为四面刨,用于地板横向两端开榫槽加工的设备通常称为往复式双端铣;在履带式加工设备中,用于地板纵向两侧开榫槽加工的设备通常称为纵向双端铣,用于地板横向两端开榫槽加工的设备通常称为横向双端铣[1-2]。

四面刨加工地板时,由在地板上方的主动压轮旋转驱动地板通过高速旋转的刀具进行加工,地板的运行方向及运动精度均由台面上的导尺控制;地板行进的驱动力由上方的主动压轮压紧地板旋转而产生,由于压紧力较大,地板与台面的摩擦力也较大,因而容易导致台面磨损和地板表面划伤,如导尺调整不佳或导尺、台面磨损就会影响地板的加工精度[3-5]。另外由于结构所限,地板的运行速度也不能太快,导致生产效率低,因此目前四面刨已逐渐退出市场,只在一些实木地板的加工中还在使用。往复式双端铣加工地板时,地板被夹紧气缸固定在台面上,靠台面往复运动带动地板通过高速旋转的刀具进行加工,地板的运行方向及运动精度由台面下的直线导轨控制。由于台面是往复运动,多了一个空行程,同时由于地板需夹紧固定,无法连续地进行地板加工,生产效率也较低,另外由于台面回程时会带动加工好的地板再次通过高速旋转的刀具,导致地板的精度受到影响,所以目前往复式双端铣也已逐渐被淘汰。

纵向双端铣加工地板时,地板在分别沿两个送料架循环运转的履带和压料带的同步夹持下通过高速旋转的刀具,地板的加工精度由履带下面的导轨与履带的同步性来保证。由于履带可以高速循环运行,所以生产效率很高,同时地板表面与履带没有相对运动,所以很少出现地板表面划伤的问题。两个送料架中有一个可以向另一个送料架方向移动,调节两个送料架之间的距离即可调节加工地板的规格,调节也很方便。目前这种纵向双端铣是地板边缘加工的主流设备,但由于其一些装置的结构复杂,成本较高,导致售价也较高。横向双端铣的结构基本与纵向双端铣相同,但由于加工地板的两端时,两端履带的跨距很大,所以不能靠履带和压料带的同步夹持来输送地板进行加工,而是需要通过两端履带上可调整的推料钩来钩住地板,使其随着履带循环运行通过高速旋转的刀具来进行加工,同样,加工成本较高,地板售价也较高。

2 PVC软体地板加工设备

近年来,PVC地板逐渐走向市场,生产PVC地板的企业也越来越多。PVC地板边缘的加工分为两种,一种是开榫槽,另一种是修边。对开榫槽来说,目前还没有合适的设备,生产企业只能用上述的纵(横)向双端铣来加工PVC地板的榫槽。由于PVC地板质地很软,而双端铣两端履带之间又是空挡,所以PVC地板经常下坠导致地板弯曲,加工精度较低。为此生产企业只能作出一些改进,在双端铣两端履带之间增加一些支撑来保持PVC地板平直,但要将这些支撑调整至与履带表面一样平非常困难,而且当地板规格需要调整时有可能要拆除这些支撑,所以使用纵(横)向双端铣加工PVC地板还存在一定问题,如果改进也会导致设备成本提高,售价也更高。而对修边来说,以前通常使用简易的台面式修边机,虽然该设备售价较低,但由于其结构类似于四面刨,也是靠上压主动轮压住地板旋转来驱动地板运行,因此其运行速度慢,生产效率低,而且PVC地板表面的耐磨性较差,当地板表面与设备台面受力摩擦时经常会划伤地板表面。为了避免这些问题,参照上述的纵(横)向双端铣生产出了履带式修边机,但由于其结构与上述的履带式纵(横)向双端铣相同,同样存在上述问题,并且当PVC地板仅需要作微量修边时,这种履带式修边机需要作很精细的调整并且要经常保持微调,当PVC地板基材直线度不佳时就无法达到微量修边的满意效果,因此这种设备也不适用于PVC地板的微量修边加工。

为了适用于加工软体地板,避免地板表面产生划伤,提高地板加工精度及生产效率,同时又可以降低成本,我们团队研发了一种软体地板加工设备(获实用新型专利,专利号CN203998232U),其主要用于软体地板(如PVC地板)或其他软体板材的边缘修边或开榫槽加工,该设备继承了履带式开槽修边机及台面式开槽修边机的优点,能像履带式开槽修边机一样高速循环运行,生产效率高,不划伤地板表面,而且成本及售价比履带式开槽修边机低很多。此外,该设备类似台面式开槽修边机,具有平整的平台及平直导尺,可以保持软体地板平整精确地被带进加工工位,提高了加工精度;针对直线度不佳的软体地板基材进行微量修边后也可以得到满意的效果。

该设备采用履带式循环传送方式,与履带式双端铣的主要区别是两端的送料架固定不动,并且没有上压料带系统,这样可以简化结构,降低生产成本。送料架上设有导轨,可以保证履带的运行精度。

为了更好地控制地板进入切削工位的位置和精度,台面上装有导尺及料仓,导尺根据地板的规格安装在台面两侧并可以夹持住地板,这样即可控制地板的行进方向及加工精度。当地板规格改变时,导尺的安装位置可随台面上相应的安装孔位而改变。导尺由螺钉固定在台面上,导尺的安装孔为长孔,这样导尺可以很方便地进行微调。为了保证地板的加工精度,导尺的定位面应该调整到与履带的运行方向一致,这样即使只依靠一侧的导尺也能够很好地控制地板的加工精度。当需要对PVC地板作微量修边时,可以根据其质地较软的特性,使两侧的导尺呈夹持状来夹住地板,迫使PVC地板基材紧贴着导尺运行并通过高速旋转的刀具,即使PVC地板基材直线度不佳,也会在两侧导尺的夹持下变直,从而得到满意的微量修边效果。所以当设备仅需对PVC地板作微量修边时,只要校准台面两侧的导尺,即使送料架上的导轨精度不佳(甚至无需导轨,仅靠送料架的两侧板延伸上去起到初步定位履带或定位块的作用),依靠导尺的定位作用也可以得到满意的修边效果。另外,料仓可以用螺钉固定在导尺上,这样当地板的规格改变时,料仓也可以很方便地随导尺一起调整。

由于随履带运行的推料杆横跨在两端送料架导轨的上方,所以切削工位的高速电机轴只能呈倒立状布置在台面的上方,切削刀具也是呈倒立状安装在高速电机轴上,台面及导尺上的相应位置设有落刀孔,切削刀具就在落刀孔内进行工作,其中导尺上的落刀孔是开放的以便使刀具可以切削到地板。高速电机轴通过卡箍式电机座固定在安装板上,上下调节丝杆即可调整高速电机的上下位置,以使切削刀具到达相应的位置。

根据该设备的特点,为了更方便地吸尘,将吸尘管道呈纵向布置在台面的下方,并对准台面上的落刀孔,这些落刀孔的位置对应着加工不同规格地板的位置,吸尘管道可以归总到一条总管道上,以方便布置吸尘软管。为了使软体地板能够更平整地贴合在台面上运行,可以根据地板的规格在台面的相应位置上布置一些小孔,这些小孔对应台面下的吸尘管道,吸尘时就会在台面上小孔对应的位置形成负压吸附住地板,这样地板就可以更平整地贴合在台面上运行,进一步提高了地板的加工精度。

该设备的特点是结合了履带式及台面式开槽修边机的优点,依靠履带高速循环来输送地板,运行速度快,生产效率高,同时地板对台面产生的压力小,可避免地板表面划伤。软体地板可以平整地贴合在台面上运行,从而进一步提高地板的加工精度;两侧的导尺可以呈夹持状夹住地板,使PVC地板基材能够紧贴导尺运行,当微量修边时即使PVC地板基材直线度不佳也能获得满意的加工效果。

3 软体地板加工设备的结构及工作原理

软体地板加工设备主要由主轴系统、床身、履带输送系统等组成,主要结构如图1~6所示。

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[size=0.8em]图1 软体地板加工设备主体结构

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[size=0.8em]图2 软体地板加工设备主轴系统

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[size=0.8em]图3 软体地板加工设备床身系统

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[size=0.8em]图4 软体地板加工设备采用一条普通履带输送系统

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[size=0.8em]图5 软体地板加工设备采用两条导向履带输送系统

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[size=0.8em]图6 软体地板加工设备采用两条导向履带输送推料杆装置局部示意图

1.主轴系统;2.床身;3.履带输送系统;4.固定端调节机构;5.固定端调节丝杆;6.螺母板;7.安装板;8.高速电机轴;9.切削刀具;10.上下调节丝杆;11.上下调节丝杆座;12.卡箍式电机座;13.滑块;14.直线导轨;15.刀尖压块;16.活动端调节机构;17.活动端调节丝杆;18.主轴系统安装座;19.台面;20.支撑架;21.固定端导尺;22.活动端导尺;23.负压孔;24.落刀孔;25.吸尘管道;26.连接座;27.料仓;28.带座轴承;29.送料架;30.导轨;31.侧向定位轴承;32.平面定位轴承;33.侧向定位销轴;34.定位块;35.平面定位销轴;36.推料杆;37.推料钩;38.调整螺钉;39.推料钩基座;40.普通履带;41.主动链轮;42.被动链轮;43.主动传动轴;44.被动传动轴;45.传动电机;46.导向履带;47.地板;48.压料板;49.机架

3.1 主轴系统

在主轴系统中,装有若干切削刀具的高速电机轴分布在床身上方的两侧,高速电机轴通过卡箍式电机座用螺钉固定在安装板上,安装板横跨固定在直线导轨的滑块上,高速电机轴可以沿直线导轨方向移动,这样就可以调节高速电机轴的进出位置以满足加工不同规格地板的需求。调节高速电机轴位置的调节机构分为固定端调节机构和活动端调节机构两种,固定端调节机构布置在地板的定位端,其调节范围较小,仅供微调;活动端调节机构则布置在另一端,其调节范围较大,以便加工不同规格的地板。这两种调节机构均通过主轴系统的安装座并采用螺钉固定在床身上,且它们都可以通过固定在安装板上的螺母来调节高速电机轴的进出位置。高速电机轴尾部装有上下调节丝杆座,上下调节丝杆的头部卡在上下调节丝杆座内,尾部螺纹端则旋入卡箍式电机座上对应的螺纹孔内,高速电机轴平时固定在卡箍式电机座内,当需要上下调节时,可先松开卡箍式电机座上的锁紧螺钉,旋转上下调节丝杆即可使高速电机轴在卡箍式电机座内移动,调节到位后即可锁紧卡箍式电机座上的锁紧螺钉,进入工作状态。另外,在切削工位处配有刀尖压块(图3中去除了左侧的刀尖压块,以便看清其他的结构)以便更好地控制地板的加工质量,整个刀尖压块可以在安装板的长槽里作水平方向的移动,以达到进出微调的目的,调整到位后即可用螺钉固定。刀尖压块中的压料板可以上下调节以满足加工不同厚度地板的需求。

3.2 床身系统

在床身系统中,若干不相连的台面通过支撑架固定在机架上,支撑架采用型材制作以便于调整。推料杆在台面的下方随履带一起循环运行,安装在推料杆上面的推料钩要适当高出台面,不相连的若干台面间要有足够推料钩通过的缝隙。固定端导尺用螺钉固定在台面上的一侧,活动端导尺则用螺钉固定在台面上的另一侧,两种导尺的安装孔均为长槽以便调整,固定端导尺仅作微调,而活动端导尺则可通过安装到台面上不同对应的孔位来达到加工不同规格地板的目的;为了保证地板的加工精度,导尺的定位面调整到与履带的运行方向一致。不同规格的地板平整地落在台面上以后,适当高出台面的推料钩随推料杆循环运行时即可钩住地板,并在导尺的定位下进入切削工位,达到送料加工的目的。当地板需要微量修边或倒角时,地板两侧的固定端导尺和活动端导尺可同时夹持地板,使地板紧紧贴住精准的导尺运行并通过高速旋转的刀具,从而获得满意的加工效果。若干吸尘管道呈纵向布置在台面下方,台面上的负压孔及落刀孔对应吸尘管道,落刀孔不同的位置对应着不同规格地板的加工位置,导尺上也设有开放型孔对应落刀孔,以便切削刀具可以穿过导尺到达落刀孔中适当的位置并能切削到地板。固定在机架上的连接座用于安装送料架,料仓分别固定在固定端导尺和活动端导尺上,这样当地板的规格改变时,料仓可以方便地随活动端导尺一起调整。

3.3 履带输送系统

在履带输送系统中,当采用一条履带布置时,普通履带布置在两端送料架的中间,普通履带没有定位轴承,由主动链轮和被动链轮带动运行。主动链轮由主动传动轴带动旋转,被动链轮安装在被动传动轴上,主动传动轴一端装在带座轴承中,另一端装在传动电机上。被动传动轴两端都安装在床身两侧的带座轴承中,带座轴承及传动电机都安装在床身上并可以调整以便对中。传动电机工作时,主动传动轴带动主动链轮旋转,主动链轮带动普通履带,普通履带运行再带动被动链轮旋转,这样普通履带就可以做到循环运转。普通履带上每隔一段距离安装一根推料杆,固定在普通履带上的推料杆横跨在两端送料架导轨上方,推料杆两端下面装有定位块,定位块上通过侧向定位销轴装有侧向定位轴承,通过平面定位销轴装有平面定位轴承,依靠这些定位轴承在导轨上运行即可保持普通履带及推料杆的运行精度。推料杆上面装有若干推料钩基座,推料钩基座上装有可通过调整螺钉调整位置的推料钩。在推料杆的上方、推料钩的两侧装有台面,地板平整地落在台面上以后,高出台面的推料钩钩住地板并随普通履带、推料杆一起运行进入切削工位即可达到送料加工的目的,通过调整螺钉调整这些推料钩的位置即可调整地板的加工精度。由于这些推料钩的安装位置都已根据不同规格的地板相应地设定好,通过拆装这些推料钩即可满足加工不同规格地板的需求,当地板规格变小时可拆除相应的推料钩,当地板规格变大时则可装上相应的推料钩。由于调整螺钉可用螺母锁定,所以装上相应的推料钩后不需要再进行调整。总体来说,输送系统采用一条普通履带布置的优点是可以避免由于两条履带共同运行引起的不同步问题。

当采用两条履带布置时,导向履带各自布置在两端送料架导轨上,并由主动链轮和被动链轮带动运行。主动链轮由主动传动轴带动旋转,被动链轮安装在被动传动轴上,主动传动轴一端装在带座轴承中,另一端装在传动电机上。被动传动轴两端都装在床身两侧的带座轴承中,带座轴承及传动电机都安装在床身上并可以调整以便对中。传动电机工作时,主动传动轴带动主动链轮旋转,主动链轮带动导向履带运行,导向履带又带动被动链轮旋转,这样导向履带就可以循环运转。导向履带上通过侧向定位销轴装有侧向定位轴承,通过平面定位销轴装有平面定位轴承,通过这些定位轴承在导轨上的运行即可保持导向履带的运行精度。两导向履带上每隔一段距离安装一根推料杆,推料杆横跨固定在两导向履带上。同样,推料杆上面装有若干个推料钩基座,推料钩基座上装有可通过调整螺钉调整位置的推料钩。在推料杆的上方、推料钩的两侧装有台面,地板平整地落在台面上以后,高出台面的推料钩钩住地板并随导向履带、推料杆一起运行进入切削工位,达到送料加工的目的,通过调整螺钉调整这些推料钩的位置即可调整地板的加工精度。总体来说,输送系统采用两条履带布置的优点是可以像目前使用的纵(横)向双端铣一样,结构比较成熟可靠。

该设备无论是采用一条履带布置还是采用两条履带布置,推料杆都将起到非常重要的作用,它承上启下,可以随定位块或导向履带一起作精准运行。

4 小结

研发的软体地板加工设备结合了履带式及台面式开槽修边机的优点,既可以像履带式开槽修边机一样高速循环运行、生产效率高、不易划伤地板表面,又可以像台面式开槽修边机一样性价比非常高。该设备具有平整的平台和平直的导尺,可确保软体地板能够很平整精确地被带进加工工位,进一步提高加工精度;针对直线度不佳的软体地板基材,通过微量修边也可以得到满意的加工效果。

参考文献:

[1] 黄玉辉.木板榫槽成型机[P].中国专利:CN1077407A,1993-10-20.

[2] 果敏岐.木工双头开榫机[P].中国专利: CN2267908Y,1997-11-19.

[3] 崔晓磊,沈隽.现代家具加工技术发展研究[J].森林工程,2014,30(6):41-45.

[4] 战丽,林伟芬,于盛通.曲线封边机结构分析及其封边系统结构设计[J].林业机械与木工设备,2012(7):33-35.

[5] 陈超辉,周伟华,彭毅卿.全自动封边机四连杆式仿形修边机构原理分析[J].林业机械与木工设备,2012(11):25-27.

(责任编辑 张雅芳)

Development of Soft Flooring Processing Equipment
SHEN Zi-li
(Suzhou Haoshiman Precision Machinery Co.,Ltd.,Suzhou Jiangsu 215107,China)
Abstract:PVC soft flooring grooving and trimming processing equipment is researched and developed and such equipment has solved the problems of low processing efficiency and processing precision of soft flooring and improved the processing precision and productivity of soft flooring.
Key words:PVC flooring;trimming machine;double-end tenoner;four-side moulder
收稿日期:2016-03-16
作者简介:申自力(1963—),男,江苏苏州人,技术总监,高级工程师,主要从事木工机械的设计及研究。
中图分类号:TS642
文献标识码:A
文章编号:2095-2953(2016)06-0012-06

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844986091 发表于 2020-8-4 15:50:59
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844986091 发表于 2020-8-4 15:51:27
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