单板旋切机的类型有哪些?
当木段作定轴回转运动,旋刀平行于木材纤维沿木段圆周表面切取一层薄木的机械。是胶合板生产过程中的关键设备。
类型
按卡轴结构分为螺纹卡轴旋切机和液压卡轴旋切机两类。液压卡轴旋切机又分为液压单卡轴旋切机和液压双卡轴旋切机。各类旋切机按其可旋切木段最大直径和相应长度范围不同而分为不同机型。最大旋切木段直径为1600毫米,旋切单板厚度一般为0.5~5.5毫米。
结构性能
根据旋切单板的操作要求,旋切机的主要动作是:卡轴卡住和放下木段的轴向移动(伸缩运动);旋制单板时卡轴旋转与刀架进给的协调一致的运动;刀床快速进刀和退刀的运动。单板旋切机的结构见图。机座支承旋切机所有主要机械和传动结构,并承受切削单板过程中所产生的震动和反作用力。卡轴箱是用于使左右卡轴作轴向运动卡住木段并带动木段作回转运动的机构,由箱体、箱盖、齿轮、卡轴(内、外卡轴)、主轴套、滑键、方牙螺母(液压卡轴型式为油缸、活塞、密封装置等)和滚动轴承等组成。由主电机驱动产生旋转运动,并通过链轮与进刀箱联系,实现卡轴回转一周,刀架自动进给一单板厚度的协调一致的运动。进刀箱由箱体、轴、齿轮传动机构、离合器、操纵手柄、手轮等组成。通过变换手柄、手轮的不同位置,调整齿轮搭配,即可旋出不同厚度的单板。新型旋切机还设有厚度预选机构,可预选2~4种不同厚度。进刀座的功能是接受进刀箱或快速进退电动机的回转运动,将它变为直线运动,以供刀架进给或向后移动。它由左右支架、左右滑座、进刀丝杆螺母、伞齿轮、轴、离合器等组成。进刀离合器合上,即实现正常旋切时的自动进给运动;分离时开动快速进退电动机以实现刀床的快速进退。进刀丝杆螺母的磨损直接影响单板旋切厚度误差,为此将螺母分为刀床滑座螺母与调节螺母两部分,调整调节螺母可以消除丝杆与螺母之间过大的间隙,亦可采用滚珠丝杆,以减少磨损。而新型的伺服液压双卡轴旋切机的出现,取消了进刀丝杆螺母和机械传动装置,用两台微处理控制器分别控制刀架进给和压尺的调整,提高旋切机的速度和精度。刀床用于固定旋刀和压尺,它沿水平主滑道作直线进给运动的同时,又可沿可调节倾斜的副滑道作一定角度的转动,使后角随着木段直径的变化而变化。刀床由刀架和压尺架两大部分组成。旋刀用双头螺栓、压板固定在刀梁的直角槽内,亦可用液压夹紧装置。旋刀的伸出量(安装高度)可用螺钉调节或装刀前预调好。压尺架是由压尺和刀门微调机构、大开刀门机构等组成。切刀机构,用以切割出所旋单板宽度。电气控制系统,包括主传动系统实现恒线速切削的控制装置。
高速、高度自动化和不断提高出材率是现代旋切机发展的总趋势,主要表现在以下几方面:①为提高生产率,卡轴最高转速已达320转/分,并实现了恒线速旋切。为了充分发挥高速旋切机的效率,新型旋切机均附有各种型式的自动定心、上木机构,木心和碎单板、小规格板运输装置,自动卷板装置或自动剪切装置,组成定心—上木—旋切—卷卷(或自动剪切、堆垛)自动生产线。②新型旋切机已较普遍地采用了液压双卡轴和防止木心弯曲的压辊装置,使木心直径减小至60~70毫米,并出现了木心复旋专用旋切机,可将木心旋至小于50毫米。③为了充分利用木材资源,出现刺辊驱动木段回转的新型旋切机,专门用于旋切心腐、有环裂或心材材质松软的木段做中板、芯板。④20世纪80年代无卡轴旋切机的研制成功,有力地促进了胶合板工业的发展。该机既可旋切木心,又可旋切直径200毫米以下的木段,木心最小直径可为50毫米,旋切速度高达120~180米/分。⑤为了提高旋切单板的质量,出现了双旋刀(主旋刀与副旋刀)旋切机,副刀用于木段旋圆前节疤、弯曲等缺陷的旋切,冲击大,对旋刀磨损较严重;主旋刀用于正常旋切,刀刃锋利光洁,利于获得优质的单板。
旋切机的主要用途:
1.本旋切机适用于小直径圆木及有卡旋切机剩余木轴的再加工,加工皮子厚度从1.2.6mm,若需加厚,应向邢台德工重型设备制造厂方协商订做,木皮用做人造板的夹心或面皮以及其它用途.
2.我厂主要生产Sk1400数控旋切机,结合各种旋切机优点,具有易调整、噪音低、易操作、效率高、刚性好等优点,适用各旋皮厂及人造板生产企业.
数控无卡旋切机是生产胶合板的主要设备之一,它是属于电脑编程后自动控制的无卡轴机械传动旋切机,用于有卡轴旋切机剩余木芯的旋切及小径木旋圆后的单板旋切机.
松开机器两头的滑枕螺丝和调节螺丝松开,适当把刀门放宽点,再把刀具的高度降低,然后紧固好螺丝,这样就可解决木皮打卷的问题。木头过于干燥时可多喷点水,稍微停放一段时间,增加其湿润度,再旋时基本上就可以消除板皮打卷情况。
旋切机可以把一根粗壮的木段旋切出多张薄木皮,这些木皮是制作胶合板的主要原材料,所以说胶合板的质量与木皮紧密相关。
旋切机使用注意事项
按照设备说明要求对旋切机进行所有的维护、润滑和清洁时,应切断电源,不要对任何带电部位进行工作,必须经过授权的负责人的许可,方能对总的安全规则进行修改,永远在第二者在场的情况下进行特定的危险作业。
设备启动前,保证所有的钥匙、工具和清洁器具已经从设备上拿走设备在维修或有故障时,一定放好警示标志,尤其是要切断设备电源。
当木段作定轴回转运动,旋刀平行于木材纤维沿木段圆周表面切取一层薄木的木材切削方法。木段的回转运动与旋刀进给的直线运动之间形成复杂的运动学关系。旋刀从木段上连续切下带状单板,厚度等于木段回转一周时刀架的进刀量。中国有很多树种适宜于旋切制成单板,常用的有马尾松、云南松、云杉、冷杉、陆均松、落叶松、水曲柳、椴木、桦木、木荷、槭树、杨树、泡桐等。此外,中国还有从东南亚进口的柳安、阿必东、山章、克隆等原木。
旋切工艺
木段旋切前要先经过水热处理以提高木材温度、含水率,从而软化木材,增加可塑性,减少旋切出的单板背面裂隙,提高单板质量。由于树皮在旋切时易堵塞刀门,且树皮内常夹有泥沙等杂物会损伤旋刀,因此木段必须先进行剥皮再旋切。为了提高整幅单板出板率,木段旋切前需确定木段在旋切机上能获得最大直径圆柱体的回转中心位置。定心机可实现上述要求。定心方法可分为机械定心机和光环定心机两类。单板旋切主要工艺流程:
原木划线及横截→木段热处理→木段剥皮→木段定中心及上木→木段旋切6442单板旋切中另有一种半圆旋切单板,是由横断面为扇形的木方(约为原木的1/4)卡在特制的卡盘上经旋切而成。这种单板具有类似刨切单板的纹理。
旋切参数
为了旋切出平整的、厚度均匀的高质量单板,旋切时应保证最适宜的切削条件,如主要的角度参数、切削速度、旋刀位置、压尺相对于旋刀的位置。这些条件是根据木材树种、木段直径、单板厚度、木材水热处理程度和机床结构及其精度等确定。旋切的主要角度参数有旋刀研磨角β,后角α,切削角δ(∠δ=∠α+∠β)、进刀角k(∠k=90°+∠α)。旋刀的位置是根据旋刀刀尖相对于卡轴中心线的高度h和进刀角k确定,它们对单板质量影响很大。常用角度参数范围:β=17°~23°,α=-1°~+1°,k=89°~91°。调节旋刀机上的辅助滑道的斜度可以控制进刀角k的变化范围。常用的刀高h=-0.5~+0.5毫米,可根据单板厚度、旋切机的磨损程度经试验后选择适宜数值。压尺的作用是对旋切木段施加适宜压力于旋刀刀刃处,可以防止由于旋刀作用力引起超前于刀刃的木材劈裂现象,提高单板的表面光洁度,降低背面裂隙,以及使单板厚度更趋均匀,同时从单板内压出一部分水分可缩短单板干燥时间。压尺的安装与调整是根据压尺与旋刀刃的水平距离H和压尺与旋刀刃的垂直距离V进行的。为了避免木段由于旋刀、压尺和卡轴的作用力而发生弯曲,一般当木段直径在250毫米以下时就应使用防弯压辊,以提高单板质量,减小木芯直径,提高出材率。
旋切设备
旋切机是制造旋切单板的关键设备。根据旋切单板的操作要求,通常旋切机的主要动作是:①卡住木段和放下木芯,卡轴必须有轴向伸缩运动;②旋切单板,必须有卡轴旋转和刀架进刀协调一致的运动,并有调整旋切厚度的一系列机构;③要有快速进刀和退刀运动以提高生产率。旋切机自19世纪40年代在法国工业生产上正式使用以来,在结构、性能方面有了很多改进,例如液压双卡轴可有效地缩小木芯直径,提高出材率;控制线路可实现恒线速旋切;单板厚度的预选和快速变换机构,有利于提高生产效率;动力压辊以及电子计算机的应用和无卡轴旋切机使“无木芯旋切”的理想实现在望。(见单板旋切机)
木材刨切机是生产单板和微薄木的主体设备。按照刨刀相对于水平面的运动方向来分类,则木材刨切机可分为立式和卧式两大类;根据刨切方向相对木方纤维长度方向垂直还是平行,又可将刨切机分为横向刨切机和纵向刨切机。现代的刨切机的外形尺寸仅为过去刨切机的1/3,结构紧凑,质量轻,安装调试容易;可连续生产,节省装卡木材的时间,生产效率高;工作极平稳,几乎听不到噪声。
旋切机也是生产单板的主要设备之一,从某种意义上来说,比刨切机使用得更广泛。旋切机按木段是否绕自身轴线旋转可分为同心旋切和偏心旋切两类。同心旋切机中又分为卡轴旋切机和无卡轴旋切机两种。偏心旋切可获得美观的径向花纹,但生产率比同心旋切低。
旋切机一般体积大而且结构复杂,上机前需要原木定心,若定心不准,开始旋切时会旋出断续的单板带或窄单板。碎单板或窄单板越多,损失的材质好的边材单板也越多,不利于生产的连续化。原木有弯曲、截面不规则和两端有大小头(尖削度)等易造成旋出的单板为碎单板,浪费木材。并且当原木直径减小到一定程度时,就不能再继续旋切(即剩余木芯造成木材浪费)。
而刨切机的缺点是:刨切单板的宽度窄,一般为300rnm有特殊要求的场合。
1.低速、大转矩。与电磁马达相比,超声波马达最显著的特点是低速下具有大力矩输出的特性。超声波马达的力矩密度(力矩重量比)是电磁马达力矩密度的100~1000倍以上。
2.结构简单灵活、运动形式多样。超声波马达一般由定子、转子(或移动体)两部分组成,并且可非常方便地将马达的定子、转子分别与运动系统中的固定部件和运动部件做为一体。超声波马达有圆环、圆板、方板、圆柱和球形等多种灵活的结构形式,并且非常容易实现多种形式的运动,如旋转运动、直线运动、二维平面运动和三维运动。
3.寿命、噪声和可靠性问题。由于超声波马达的驱动绝大部分是接触式的,这必然带来定、转子间的摩擦损耗问题。
目前,所研制的小功率超声马达的连续工作寿命一般在几千小时左右。超声波马达寿命短,可靠性差,以及工作不稳定等是制约其实用化和产业化所需急待解决的问题。但目前在某些特殊工作性质或对马达有特殊要求的场合,超声波马达仍可充分发挥其力矩密度大、结构灵活、无电磁干扰和具有大的静态保持力矩等特点的优势。超声马达广泛应用在航空航天、精加工设备、汽车行业、有强磁场或对磁场有要求的科学仪器或医疗器械、精密仪器仪表、办公自动化设备、微型机械、军事工业和半导体加工行业等相关领域。左右或更窄,均需拼接,木材利用率低,而且刨切的生产率仅为旋切的10%左右;目前使用的刨切机仅刨切微薄木。
由3层或多层(一般为奇数)单板组合并使相邻单板的纤维方向垂直胶合而成的一种木质人造板。特殊情况下也有制成4、6层等偶数层的。胶合板由于具有幅面大、变形小、不易翘曲、横纹抗拉强度大、施工应用方便等优点,因此在建筑、家具、车厢、造船、军工、包装及其他工业部门获得了广泛应用。
简史
约在公元前3000年以前,埃及首次用手工锯切木材方法制成单板。600多年后,他们开始用单板作贴面材料来装饰宫廷家具。公元前1世纪初,罗马人已掌握单板制造技术与胶合板制造原理。1812年,法国首先发明了单板旋切机,10年后,经过改进的旋切机已在工业生产中正式使用,性能日益完善,从而促进了胶合板工业的发展。19世纪中叶,德国建成了第一家胶合板工厂,开始大批量的工业化生产。1914年以后,胶合板已成为一种商品。第二次世界大战后,世界胶合板生产发展极为迅速,设备不断更新,产品品种增多,应用范围也日益扩大,产量大幅度提高。
中国胶合板工业始于20世纪20年代初,但工厂规模很小,设备简陋。50年代扩建和新建了一批胶合板工厂。1956年前后开始合成树脂生产,促进了胶合板工业的发展。到了70年代,开始改进生产工艺,首先着眼于中板整张化技术与设备的研究,并取得了初步成效;喷气式单板干燥机也在生产中迅速得到推广应用;合板热压开始采用无热板工艺。至80年代,出现了“涂胶—配板—垫压”半连续化生产,随着合板预压工艺的应用,适应预压工艺、具有初粘性的脲醛树脂胶也得到了开发与应用。
胶合板树种
中国胶合板工业使用的树种,可分为用于旋切单板和刨切薄木两大类。①生产旋切单板的主要树种有水曲柳、椴木、黄波罗、柞木、荷木、杨木、楸木、桢楠、桦木、枫香、枫杨、丝栗、桤木、槭木、云杉、马尾松、云南松等。②生产刨切薄木的主要树种有水曲柳、黄波罗、柞木、核桃木、梓木等。此外,胶合板生产中还采用一些南洋木材和非洲木材,其中主要树种有柳安、阿必东、克隆等。
胶合板使用的胶粘剂
胶合板工业中常用的胶粘剂有蛋白质胶和合成树脂胶。也有使用少量橡胶类胶粘剂,一般制成压敏胶粘带使用。蛋白质胶中,皮骨胶用于制造修补单板用的胶纸带,其他蛋白质胶用于胶合板制造。合成树脂胶的种类很多,但用于胶合板生产的主要有脲醛树脂胶和酚醛树脂胶,中国以脲醛树脂胶应用最多。(见木材胶粘剂)
胶合板的性质
胶合板的物理力学性质可用含水率、密度、胶合强度等说明。国际标准化组织(ISO)对普通胶合板的结构、含水率、质量三方面作出规定。结构:相邻层单板的纹理应互成直角;相对于中心层互相对称。含水率:应在12~14%之间。质量:成品应用矩形直边和明显的棱角;对于每一名义厚度,单板的最少层数应遵照有关规定。
中国胶合板国家标准规定:①含水率。Ⅰ、Ⅱ类胶合板含水率6~14%;Ⅲ、Ⅳ类胶合板8~16%。②密度。胶合板的密度大于同树种的木材;胶合时的单位压力越大,则胶合板的密度也越大;木材在高温下易产生塑性变形,热压胶合比冷压胶合压缩率越大,胶合板密度也越大。③胶合强度。Ⅰ、Ⅱ类胶合板,椴木、杨木、赤杨≥0.70兆帕;水曲柳、荷木、枫香、槭木、榆木、柞木≥0.80兆帕;桦木≥1.00兆帕;马尾松、云南松、落叶松、云杉≥0.80兆帕。Ⅲ、Ⅳ类胶合板≥0.70兆帕。
如果测定胶合强度试件的平均木材破坏率超过80%时,则其胶合强度指标值可比上面规定的指标值低0.20兆帕。符合胶合强度指标值规定的试件数等于或大于有效试件总数的80%时,该批胶合板的胶合强度判为合格品。
胶合板的用途
由于胶合板具有很多优点,因此,胶合板的应用范围十分广泛。Ⅰ类胶合板主要用于航空、船舶、车厢、混凝土模板、包装以及其他要求耐水性、耐气候性好的场所;Ⅱ类胶合板主要用于车厢、船舶、家具、包装及建筑内部装修等方面;Ⅲ类胶合板主要用于家具、包装及一般建筑用途;Ⅳ类胶合板主要用于包装及一般用途。根据工业、建筑、交通运输、纺织、电气等工业部门的特殊要求,还可生产一些供专门用途的胶合板等。
生产工艺
胶合板的表层单板称为表板,外观质量较好的那个表板称为面板,相对于面板的另一侧表板称为背板。纹理方向与表板纹理垂直的内层单板称为芯板,而纹理方向与表板纹理平行的内层单板称长中板。单板是用旋切、刨切、锯切方法制成的薄板。
胶合板的主要生产工序有:原木截断;原木水热处理;剥皮与木段定心;单板切削加工;单板干燥;单板剪切与修整加工;涂胶与组坯;预压与热压;裁边;刮光或磨光;检验、分等及包装等。
趋势
①胶合板工业现在面临木材资源短缺、材质下降等问题。因此,今后胶合板生产势必大量利用小径材和低质材,大力开发利用速生树种,在工艺技术及设备上要有较大改革,才能适应这种变化。为实现高效利用小径材、短材、低质材,生产大幅面胶合板的目的,对单板纵接及合板纵接技术将有待进一步的改进。②以单板制成的产品主要将向装饰性方向发展。装饰贴面用的薄型单板,花色繁多的组合单板,势必将成为单板生产的主要方向,使数量有限的珍贵木材得到更高的使用价值,提高珍贵木材的出材率。
用切削工具沿木段或木方全长表面切下的片状薄木。
单板制造
有旋切、刨切和锯切3种方法。用旋切机旋切木段而得的单板为旋切单板;用刨切机刨切木方而得的单板为刨切单板,又称薄木;用锯机锯切木方而得的单板为锯切单板。应用最广泛的制造单板方法是旋切。旋切单板除用来制造胶合板外,还可用作细木工板和各种以人造板作基材的复合板的表层材料,制造单板层积材、木材层积塑料和微薄木等。刨切单板主要以取其美观纹理用于装饰为目的。覆贴于胶合板、各种人造板及木制品表面。大都用贵重木材加工。锯切单板在20世纪80年代除乐器制造等少数特殊要求用途外已经很少应用。此外,在旋切单板中还有一种半圆旋切单板,其用途类似刨切单板,它是由横断面为扇形的木方(常为圆木的1/4)卡在特制的卡盘上经旋切而制成。半圆旋切方法仅是用单板旋切机代替单板刨切机的一种尝试,现已很少采用。
单板各种制造方法的优缺点
①旋切法生产单板的优点是,木材利用率高,生产效率极高,单板宽度不受限制,可生产大幅面的整张单板。缺点为不能生产径切纹理单板。半圆旋切法可利用旋切机制造纹理美观单板,不必专门添置刨切机。但降低了单板旋切机的生产率,其单板质量也不如刨切单板,旋切较厚单板时机器振动很大,易造成设备损害。②刨切法具有能按需要刨得纹理美观单板,尤其可以生产径切纹理单板。其缺点为生产率和出材率均低,单板幅面受到限制。③锯切法可以加工其他方法无法加工的硬木、厚板,单板无背面裂隙,强度高,木方不需水热处理,因而可保持木材的天然色泽。缺点为生产率和出材率很低,产生大量锯屑,单板幅面受到限制。
单板用材的技术要求
单板用材的要求与其产品用途关系密切。如用于建筑、车船、航空、包装、水泥模板等,要求强度为主的胶合板,常着重木材的强度作为选择的主要因子;用作家具、室内装饰及装饰单板等,则着重单板的装饰价值。总的要求如下:①干形直、圆满、尖削度小和少节。依中国加工原木标准,原木材质需用一等或二等材。小头直径24厘米以上。②适宜的密度,通常以具中等密度的木材,即0.4~0.7克/立方厘米(气干密度)为宜。③良好的加工性质,即木材的切削、干燥、胶着、砂磨、油漆、着色等性能较好。一般以结构中至细、比较均匀及纹理直的木材加工性质较好。④一定的外观(指材色、花纹、光泽等)。但结构用的单板材对其外观要求不高。
单板质量评定
单板质量的优劣与胶合板质量有密切关系。评定单板质量的指标主要有单板厚度偏差、单板背面裂隙度、单板表面粗糙度和单板横纹抗拉强度。这4项指标中前两个是主要的,因为单板背面裂隙越多、越深,则粗糙度就大,抗拉强度也就小。单板厚度偏差为实际平均厚度5634与名义厚度S的差值,单板各处的实际厚度不均匀情况可用均方差σ反映。单板背面裂隙度P可用下式计算:
式中 H为裂隙高度总和;N为裂隙条数总和;S为单板厚度。通常截取10×10厘米试件进行测量计算,表面粗糙度是指单板表面上留下痕迹的微小凹凸不平程度,木材工业主要使用峰谷的平均高度HAV,计算式
式中 Hi为峰谷的高度;n为峰谷的个数。测定表面粗糙度的器具有:对照鉴定法用的样块;非接触式测量仪(如双筒显微镜);接触式测量仪(如各种表面轮廓测量仪)。
影响单板质量的主要因子有:①木段材质;②机床本身的精度和切削(机构及刀具)—工件系统的刚性,机床磨损和保养不当;③工艺条件,通常有木段热处理工艺参数、木段含水率、旋刀(或刨刀)的研磨角和安装位置(如刀刃高度、切削角和后角)、压尺的形状和安装位置(如压尺相对旋刀刀刃或刨刀刀刃的水平和垂直距离)等。
1. 原木加工机械
旨在对原木进行初道的加工处理的机械,如锯切、去木皮、除湿等,有大型圆锯机、皮带锯、旋切机等。
2. 板材制造
见通用木工机械第2条。另有表面涂装设备。
3. 家具制造机械
包括板式家具、办公家具、实木家具、橱柜、木门、等从锯切、成型、仿形、钻孔、开榫槽、拼接组合、涂胶、上漆到包装等各方面,均可由机械来加工完成。
4、地板、墙裙板、墙板的生产设备
主要机械设备有单片锯、四面刨、双头铣床、砂光机、滚涂机、UV
.
按加工功能可分为:
锯切
主要设备有:圆盘锯又叫风车锯、皮带锯、单片纵锯、多片锯、推台锯、开料锯、双头锯等
旋切
主要设备有:有卡旋切机、无卡旋切机、木材剥皮机等
车床
有普通车床、仿形车床、背刀车床、数控车床等
刨床
普通平刨、斜口平刨、自动平刨等
铣床
有立轴铣、立式镂铣机、吊镂机、气动吊镂机、修边机、双头铣、梳齿机、开榫机、数控雕刻机等
砂光
有普通砂带机、立卧砂带机、震荡砂带机、砂边机、砂光机、重型砂光机、底漆砂光机、高架砂光机、异形砂光机、气鼓砂、千叶轮砂、海绵轮砂、盘式砂光机、推台砂光机等
钻孔
有立式台钻、卧式台钻、立式排钻、卧式排钻、立式多孔钻、单排钻、多排钻、铰链专用钻、等
压力胶合
有冷压机、热压机、气动组装机、电动组装机、液压组装机、接长机、拼板机、涂胶机等
表面处理
有贴纸机、封边机、热转印机、真空覆膜机等
油漆涂装
有底漆砂光机、喷涂机、静电喷涂机、滚涂机、UV干燥机、淋幕机、粉尘清除机、皮带流水线、烤漆箱等
木材处理
有木材烤干机、木材调节湿度机、补板机、木材测湿仪等