CN102085681A - 一种杆状重组木单元加工方法与刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杆状重组木单元加工方法与刀具。用具有两个以上刀刃的划刀将木材沿其纤维方向按设定深度纵向无屑切削，使设定深度内的木材组织产生横向分离并产生划刀刀痕，然后刨刀刀刃按垂直划刀刀痕深度方向沿木材纵向切削，将木材切下形成木丝杆。刀具底座中间凸台开有燕尾槽，燕尾槽一侧面开有矩形通道，该侧燕尾槽内装有刨刀，另一侧燕尾槽内装有划刀，划刀和刨刀之间用压块固定在燕尾槽两侧，划刀和刨刀刀刃高于凸台顶面，压块的凹槽斜底面与刨刀前刀面之间有间隙，压块的凹槽水平底面与刨刀的刨刀刀刃之间有间距。木丝杆在重组木组坯时容易实现定向铺装，本发明能实现无屑纵向顺纹切削，噪声小切削阻力小无粉尘污染，加工效率高。

Description

一种杆状重组木单元加工方法与刀具

技术领域

本发明涉及一种重组木单元加工方法与刀具，尤其是涉及一种杆状重组木单元加工方法与刀具。

背景技术

传统人造板等重组木产品的制造单元有木粉、木纤维、刨花、单板等，用以制造各种刨花板、纤维板、胶合板、积成材、科技木等重组木产品，并以形成产业链长、规模大的产业群体，为国民经济发展、高效利用木质资源、保护森林和生态环境作出了应有的贡献。制造这些单元的加工技术主要使用了各种粉碎机、削片机、热磨机、旋切机等机械。但木粉、木纤维、刨花等单元存在加工能耗高、粉尘大噪声大易产生工作环境污染、施胶量大等缺点，而且在组坯生产人造板材的过程中，由于单元之间不能稳定地按木材纤维方向平行定向组坯而高效地形成胶合，造成胶合强度不理想。制造单板需要大量大口径、树干直的原木，在目前各国保护森林资源意识不断增强和法律法规监督保护的情况下，其原材料来源受到很大限制，甚至面临来源枯竭的局面。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种杆状重组木单元加工方法与刀具，将小径木、废旧木材等加工成一种长径比大，横截面形状为矩形、梯形或三角形，粗细形态均匀，整体形如火柴杆的四棱柱或三棱柱的木丝杆。

本发明采用的技术方案是：

一、一种杆状重组木单元加工方法

本发明用具有两个以上刀刃的划刀将小径木、废旧木材沿其木材纤维方向按设定深度纵向无屑切削，使设定深度内的木材组织产生横向分离并产生相互平行的划刀刀痕，然后刨刀刀刃按垂直划刀刀痕深度方向沿木材纵向切削，刨刀切削深度小于或等于划刀切削深度，将表层木材切下使之与木材基材完全分离形成相互之间也完全分离的木丝杆。

所述的木丝杆为长径比大，横截面形状为矩形、梯形或三角形，粗细形态均匀，整体形如火柴杆的四棱柱或三棱柱。

二、一种杆状重组木单元加工刀具：

本发明包括底座、划刀、压块和刨刀；底座上有安装孔，底座中间凸台开有燕尾槽，燕尾槽一侧面开有矩形通道，该侧燕尾槽内装有刨刀，另一侧燕尾槽内装有划刀，安装于划刀和刨刀之间的压块通过固定螺钉固定，压块将划刀和刨刀固定在燕尾槽两侧，划刀刀刃及刨刀刀刃高于底座中间凸台顶面，压块的凹槽斜底面与刨刀的前刀面之间有间隙，压块的凹槽水平底面与刨刀的刨刀刀刃之间有间距。

所述的划刀长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角相等，上端开有多个间距相等的平行刀槽，相邻刀槽侧面相交形成划刀刀刃，沿划刀切削方向划刀刀刃向下倾斜。

所述的压块上端中间开有凹槽，长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角互为补角。

所述的刨刀刀刃与划刀刀刃方向垂直，刨刀长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角相等，刨刀中间凹槽通道与底座矩形通道相通。

本发明具有的有益效果是：

本发明用小径材、间伐材、枝丫材、废旧木材等为原材料，加工成一种长径比大，横截面形状为矩形、梯形或三角形，粗细形态均匀，整体形如火柴杆的四棱柱或三棱柱，可用于制造人造板、模压材、科技木木方等重组木产品的新型重组木单元-木丝杆。木丝杆具有的这种体形特征，在制造人造板、模压材、科技木木方等重组木产品时，容易实现定向铺装，相邻木丝杆之间按木纤维方向平行紧密排列，胶合强度大；加工木丝杆过程实现无屑纵向顺纹切削，噪声小切削阻力小无粉尘污染，加工效率高。

附图说明

图1是组合刀具主视图。

图2是组合刀具俯视图。

图3是划刀2横剖面示意图及刀槽A-A放大剖视面。

图4是刨刀5横剖面示意图

图5是刀具底座1三维图。

图6是划刀2三维图。

图7是压块3三维图。

图8是刨刀5三维图。

图9是木丝杆41三维图。

图10是木丝杆加工原理示意图。

图11是图10的C-C剖视图。

图12是木丝杆加工实施例示意图。

图中：1、底座，2、划刀，3、压块，4、固定螺钉，5、刨刀，6、安装孔，7、矩形通道，8、划刀侧面，9、燕尾槽侧面，10、压块侧面，11、划刀刀槽，12、划刀刀刃，13、刨刀前刀面，14、刨刀后刀面，15、刨刀刀刃，16、刨刀斜侧面，17、压块另一侧面，18、刨刀另一斜侧面，19、压块螺孔，20、底座孔，21、木材，22、凹槽水平底面，23、待切削平面，24、凸台顶面，25、已切削平面，26、垂直小侧面，27、平行划痕，28、丝杠副，29、支承导向座，30、木材夹持器，31、夹持器支座，32、弹性支承座，33、曲柄连杆机构34、组合刀具，35、刀具座，36、机架，37、刀具座固定螺钉，38、导向支承杆，39、接近传感器，40、步进电机，41、木丝杆，42、电机支座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，用于加工木丝杆的组合式刀具由底座1、划刀2、压块3、固定螺钉4、刨刀5组成。如图5，底座1有四个安装孔6，中间凸台开有燕尾槽，燕尾槽一侧面开有矩形通道7作为木丝杆的出料口，该侧面燕尾槽内装有刨刀5，另一侧燕尾槽内装有划刀2，安装于划刀2和刨刀5之间的压块3通过固定螺钉4固定，压块3将划刀2和刨刀5固定在燕尾槽两侧，划刀刀刃12及刨刀刀刃15高于底座1中间凸台顶面。如图3、图6、图7，划刀2长边两侧面和底面形成两个相等的楔角并与底座1燕尾槽楔角角度相等，划刀侧面8与底座1燕尾槽侧面9接触配合，划刀2另一侧面与压块3压块侧面10接触配合，划刀2上端开有多个间距相等的平行划刀刀槽11，相邻刀槽侧面以楔角β相交形成划刀刀刃12，相邻划刀刀刃间距即为木丝杆宽度B，划刀刀刃总跨度为K，沿划刀2切削方向划刀刀刃12向下倾斜成λ角，如图3、图10所示。如图1、图4、图7、图8，刨刀5前刀面13与后刀面14相交形成刨刀刀刃15，刨刀刀刃15和划刀刀刃12的空间位置相互垂直，刨刀斜侧面16与压块另一侧面17接触配合，刨刀另一斜侧面18与底座1开有矩形通道7一侧的燕尾槽侧面接触配合，刨刀斜侧面16和18均与刨刀底平面形成相等楔角并与底座1燕尾槽楔角角度相等，刨刀5中间开有凹槽通道与底座1矩形通道7相通，刨刀后刀面14与刨刀切削方向(水平)形成后角α，刨刀前刀面13与刨刀切削垂直方向形成前角θ。如图1、图2、图5、图7，压块3底平面开有两个压块螺孔19，固定螺钉4穿过底座1底座孔20并与螺纹孔19配合，长边两侧面即压块侧面10和压块另一侧面17和底面形成的相等楔角与燕尾槽楔角互为补角，利用压块侧面10和压块另一侧面17的挤压和上述各楔角的相互作用，将划刀2和刨刀5牢固地安装在底座1上形成一个组合刀具，压块3上端中间开有凹槽，压块3凹槽斜底面与刨刀5前刀面13之间有间隙δ，压块3的凹槽水平底面22与刨刀5的刨刀刀刃15之间有间距S。

如图10、图11、图7、图8所示，在木材21下方有一把如图1所示的组合刀具，组合刀具上的划刀2以切削深度t(0＜t≤3mm即划刀刀刃12的上刀尖沿木材21表面切入木材的深度)沿木材21纤维方向(纵向)直线运动，即木材21与组合刀具之间产生直线相对运动，划刀2上端有N个(如图6为8个)刀刃，相邻刀刃间距为B(0＜B≤3mm)，在划刀刀刃12顶端刀尖与刨刀刀刃15之间就产生了N个间距为B深度为t经划刀刀刃12劈切而成的平行划痕27，因此在切削深度t的该切削层内木材组织在机械切削力的作用下产生横向分离，紧接着刨刀5的刨刀刀刃15(刨刀刀刃15总长度K＝划刀刀刃总跨度K＝(N-1)×B)以切削深度h(h≤t)同向同速切削，促使木材切削部位组织与木材基材(即在切削深度t方向)产生完全分离，脱离木材基材的部分木丝杆41沿压块3凹槽斜底面与刨刀5前刀面13之间的间隙δ进入刨刀5中间的凹槽通道与底座1的矩形通道7，当组合刀具工作行程终了时，就形成了N-1根相互之间完全分离、横截面为矩形的木丝杆(如果组合刀具在切削圆木的边缘外层时，就可能形成横截面为三角形或梯形的木丝杆)。划刀刀刃12的上刀尖与刨刀刀刃15在切削深度t方向(垂直高度方向)有Δ＝t-h的高度落差或距离，这样可以保证组合刀具在一次切削过程中始终保持h≤t。在切削过程中，压块3中间的凹槽水平底面22顶住木材21的待切削平面23(有划痕的部分)，控制压块3的凹槽水平底面22与刨刀5的刨刀刀刃15之间间距S，可以防止或降低木丝杆在刨刀5切削时产生超前劈裂现象；压块3凹槽两侧的凸台顶面24压住(弹性挤压)木材21的待切削平面23或已切削平面25，压块3凹槽水平底面22和两侧凸台顶面24之间形成两个垂直小侧面26在切削过程中起到导向作用，可以引导切下的木丝杆41自动进入刨刀5中间的凹槽通道而不跑偏，压块3两个垂直小侧面26的间距M等于刨刀5中间的凹槽通道宽度M，其中M≥K以保证木丝杆41在切削过程中不产生横向挤压而顺利通过刨刀5的中间凹槽通道与底座1的矩形通道7，切下的木丝杆41，如图9所示。

如图12，为加工木丝杆实施例。加工装置由上下两部分组成，上半部分为木材夹紧及进给系统，由步进电机40、木材21(木材可以是板料、方料或圆木)、电机支座42、丝杠副28、支承导向座29、木材夹持器30、夹持器支座31、弹性支承座32组成；下半部分为往复切削系统，由曲柄连杆机构33、组合刀具34(组合刀具组成如图1)、刀具座35、机架36、刀具座固定螺钉37、导向支承杆38、接近传感器39组成。丝杠副28安装于木材夹持器30内部，夹持器支座31对木材夹持器30起导向支承作用，夹持器支座31、电机支座42安装在机架36上，组合刀具34用刀具座固定螺钉37固定在刀具座35上，组合刀具上划刀刀刃总跨度及刨刀刀刃长度大于等于所加工木材21的厚度(板料、方料)或直径(圆木)，刀具座35下方开有两个平行通孔与导向支承杆38配合，左端通过铰销与曲柄连杆机构33连接，导向支承杆38固定在机架36上。加工前将锯好长度为L(0＜L≤500mm)的木材21水平推入支承导向座29和弹性支承座32之间并用木材夹持器30夹紧，开动机器曲柄连杆机构33带动刀具座35及组合刀具34作水平往复直线运动，其中由右往左为工作行程，当刀具由左往右将至极限位置时，安装于机架36上的接近传感器39接收到来自刀具座35的感应信号，并将此信号传递给控制系统，指令步进电机40旋转一定角度并通过与之相联接的丝杠副28使木材夹持器30推动木料41向下作间歇进给运动，每次进给量为刨刀5的切削深度h(0＜h≤3mm即为木丝杆厚度)，如图9。支承导向座29既可承受木材21加工产生的切削力又可在间歇进给运动过程中对木材21起导向作用，弹性支承座32可适应木材21在锯切时产生的长度误差使之顺利推入并对木材21产生一定夹紧作用。

Claims (6)

1.一种杆状重组木单元加工方法，其特征在于：用具有两个以上刀刃的划刀将小径木、废旧木材沿其木材纤维方向按设定深度纵向无屑切削，使设定深度内的木材组织产生横向分离并产生相互平行的划刀刀痕，然后刨刀刀刃按垂直划刀刀痕深度方向沿木材纵向切削，刨刀切削深度小于或等于划刀切削深度，将表层木材切下使之与木材基材完全分离，形成相互之间也完全分离的木丝杆。

2.根据权利要求1所述的一种杆状重组木单元加工方法，其特征在于：所述的木丝杆为长径比大，横截面形状为矩形、梯形或三角形，粗细形态均匀，整体形如火柴杆的四棱柱或三棱柱。

3.根据权利要求1所述的一种杆状重组木单元加工刀具，其特征在于：包括底座(1)、划刀(2)、压块(3)和刨刀(5)；底座(1)上有安装孔(6)，底座(1)中间凸台开有燕尾槽，燕尾槽一侧面开有矩形通道(7)，该侧燕尾槽内装有刨刀(5)，另一侧燕尾槽内装有划刀(2)，安装于划刀(2)和刨刀(5)之间的压块(3)通过固定螺钉(4)固定，压块(3)将划刀(2)和刨刀(5)固定在燕尾槽两侧，划刀刀刃(12)及刨刀刀刃(15)高于底座(1)中间凸台顶面，压块(3)的凹槽斜底面与刨刀(5)的前刀面(13)之间有间隙，压块(3)的凹槽水平底面(22)与刨刀(5)的刨刀刀刃(15)之间有间距。

4.根据权利要求3所述的一种杆状重组木单元加工刀具，其特征在于：所述的划刀(2)长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角相等，上端开有多个间距相等的平行划刀刀槽(11)，相邻刀槽侧面相交形成划刀刀刃(12)，沿划刀切削方向划刀刀刃(12)向下倾斜。

5.根据权利要求3所述的一种杆状重组木单元加工刀具，其特征在于：所述的压块(3)上端中间开有凹槽，长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角互为补角。

6.根据权利要求3所述的一种杆状重组木单元加工刀具，其特征在于：所述的刨刀(5)的刨刀刀刃(15)与划刀(2)的划刀刀刃(12)垂直，长边两侧面和底面的楔角与燕尾槽楔角相等，刨刀(5)中间凹槽通道与底座(1)矩形通道(7)相通。

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