CN102189577A - 整竹筒去内节去黄方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种将整竹筒在一次走刀中能同时去内节去黄的方法。将整竹筒放入浮动夹紧装置中由两个三脚卡盘夹紧，移动拖板带动去内节去黄驱动部件向右移动，使组合刀具限深面及前端刚好进入竹筒内，启动电机带动组合刀具一边高速旋转、一边沿轴向移动，同时去除竹筒中的内节和竹黄，直到组合刀具限深面即将离开竹筒后端时，整段竹筒的所有内节和竹黄被去除。被两个三脚卡盘夹紧的竹筒加工时可在垂直和水平二个方向浮动，可适应竹筒横截面的椭圆度与长度方向的弯曲度。与现有的去内节去黄方法相比，其生产效率和竹材的利用率大幅提高。

Description

整竹筒去内节去黄方法

技术领域：本发明涉及一种竹子利用的加工方法，具体地说是一种将整段毛竹筒在一次走刀中去掉内节和竹黄的方法。

背景技术：毛竹是一种速生、高产、优质、易于更新恢复的重要森林资源。它不仅生长周期短，而且物理力学性能优越。但与木材相比，竹材直径小，壁薄中空，尖削度大且横截面大多数都是椭圆、沿长度方向都有不同程度的弯曲等几何特点，为其加工利用带来诸多问题和困难。因此竹材的加工难度比木材大得多，实现工业化利用没有木材那样普遍，主要表现在以下几个方面：

(1)竹材的利用率低。竹材外表的竹青和内表的竹黄，胶粘剂不能润湿，且和中间层竹材材性差异很大。竹材加工中真正可利用的材料主要是中间部分的竹材，而目前称得上精深加工的产品如由竹片加工后拼接成的竹地板、旋切微薄竹，其竹材利用率都在30％以下，由此造成竹材资源的极大浪费，同时也增加了产品的生产成本。

(2)竹材的加工工艺和方法选择不合理。目前竹材都是通过锯、剖或刨削加工，仅能加工成宽度15-20毫米，厚度5～7毫米的竹片，难以直接利用。要想获得板材、方材必须将竹片胶合起来，因些，产品耗胶量很大。

(3)设备精度及自动化水平不高。由于竹材的特殊结构，竹材加工的多数产品仅能实现机械化生产，部分工序或产品还难于摆脱手工劳动。目前的竹材加工设备很多都不能适应生产要求，加工精度不高。因为目前使用的这些设备基本上都是对木工机械进行仿效或改进而来，所以不能很好适合竹材的加工，不仅对产品质量、效率、成本、设备的可靠性、耐用性、自动化程度等造成影响，而且在生产过程中安全性较低，甚至危及人身安全。所以竹材加工业劳动生产效率低，不能满足现代高质量竹产品的生产需要。

(4)竹材的结构与木材有明显差异，化学组成也不尽相同，竹材比木材含有更多的半纤维素、淀粉、蛋白质、糖分等营养物质，因而竹材制品的耐虫、耐腐、防霉变能力不如木材制品。

要想获得质量好、附加值高的产品，扩大竹材加工产品的应用领域，提高竹材的利用率及耐虫、耐腐和防霉变能力，必须采用独特的加工工艺和加工方法对毛竹进行深加工。若能将毛竹展开成无裂纹竹平板，即可获得幅面宽为250-320mm、长为1300-3000mm、厚度为5-7mm的无裂纹竹平板。此竹平板可以直接作装饰材料用，也可以用来做竹地板，还可以将其刨切成不同厚度的微薄竹粘贴在各种类型的板基上，用来制作复合地板、家具面板、人造板等各种装饰材料。要实现整竹筒无裂纹展开，将竹筒展成竹平板，必须去掉竹筒外表面的竹青、内孔中的竹节和竹黄，进行等厚度加工后沿纵向开缝、软化处理再展开。目前使用的去内节多为手工去除，去竹黄采用浮动镗刀类似金属加工中镗孔的方法或采用将竹筒剖成竹片后用刨切方法加工。如在竹材胶合板生产中，先人工去掉中隔，然后试采用浮动镗刀进行去黄加工。由于生产效率低而无法达到工业化生产要求，因而在实际竹材胶合板生产中只能将毛竹筒对开成二半，去掉中隔，放在压机中展平后用刨刀去黄。而在竹地板生产中，是将圆筒状竹材沿径向剖分为均等的多条竹片，打掉中隔，采用刨刀进行刨削加工，将扇形截面竹片加工成等宽、等厚的矩形截面竹片，这种去黄方法材料的利用率低。

发明内容：本发明的目的是提供一种将整竹筒在一次走刀中同时去内节去黄的方法。

本发明的目的是这样实现的：将整竹筒放入浮动夹紧部件中，旋转两个三脚卡盘夹紧竹筒后，移动拖板带动去内节去黄驱动部件向右移动，使组合刀具限深面及前端刚好进入竹筒内；加工时，竹筒不旋转，只是在垂直和水平两方向作微小的浮动以适应竹筒截面的椭圆度变化和竹筒长度方向的不同弯曲度变化，而主电机通过带传动使驱动轴、心轴、短轴及组合刀具高速旋转，组合刀具中的三片去黄刀片在离心力作用下绕着摆动销张开紧贴在竹筒内壁，去黄刀片上的纵多后刀齿将竹黄去掉，同时拖板及去内节去黄驱动部件沿轴向移动，当组合刀具边去黄、边移动至内节处时，先由组合刀具中的小锥刀在内节中央钻出一个小孔，再由组合刀具中的大锥刀将孔扩大，然后由组合刀具中的三片去黄刀片前端面上的端面齿切去余下的内节，最后由去黄刀片上的众多前刀齿将内节处进一步削平，与竹黄面平齐，直到组合刀具中的限深面即将离开竹筒后端时，整段竹筒中的所有内节和竹黄被去除。整竹筒去内节去黄装置由浮动夹紧部件、去内节去黄驱动部件、机体、拖板等组成。在去内节去黄驱动部件中，心轴壳体右端用螺纹与短轴壳体相连，其左端插入心轴壳体夹紧套中，拧紧夹紧环上的螺栓及螺母夹紧心轴壳体。心轴由多个尼龙轴承支承，其两端加工成方形截面，分别插入短轴左端和驱动轴右端的方形槽中，组合刀具中的刀体与短轴采用螺纹联接。当组合刀具伸入到竹筒内去内节去黄时，短轴壳体和心轴壳体是不转动的，只起支撑心轴、短轴和组合刀具的作用，这样就可保证组合刀具高速旋转。由于每根竹筒的横截面都有不同程度的椭圆度及长度方向都存在一定的弯曲，而组合刀具的中心是固定的，所以加工时竹筒的中心不能完全固定，而应在水平和垂直两个方向都能产生浮动，以适应所有竹筒的椭圆度和弯曲度，为此，浮动夹紧部件中设有一个井子架，其结构是将两根垂直轴用压紧盖、螺钉I将垂直轴两端轴颈固定在两根水平轴上，水平轴两端加工成圆柱形，分别插入支架的滚轮之中(水平轴相对于滚轮可水平移动)；井子架中的二根垂直轴上套有两个双头滑套(双头滑套相对于垂直轴可上下滑动)，两个三脚卡盘用螺钉II固定在两个双头滑套上。加工时，竹筒、两个三脚卡盘及两个双头滑套可沿垂直轴上下滑动；竹筒、两个三脚卡盘、两个双头滑套及井子架可一起沿水平方向左右移动。由于三脚卡盘和两个双头滑套可沿垂直轴上下滑动，所以三脚卡盘夹紧竹筒后在其重力作用下必然滑向下方，竹筒中心与组合刀具的中心不重合，为克服重力作用，套在垂直轴上面的一个双头滑套上固定有弹簧座II，弹簧座II上挂有一个可调节拉力大小的垂直拉伸弹簧；在井子架中下面的一个水平轴上固定有弹簧座I，弹簧座I左右两边分别挂有可调节拉力大小的水平拉伸弹簧。通过调节垂直拉伸弹簧和水平拉伸弹簧可使三脚卡盘与组合刀具对中及加工完一个竹筒后三脚卡盘可自动复位。

本发明具有的优点和积极效果是：这种去内节去黄方法不仅适应圆而直的整竹筒去内节去黄，也适应竹筒横截面为椭圆、长度方向存在一定弯曲的整竹筒去内节去黄，并可在一次走刀中同时去除一根整竹筒中的内节和竹黄。被加工的竹筒可长可短，最长可达3米以上，加工后的竹筒内表面平滑，为实现整竹筒无裂纹展开提供了可靠保证。整竹筒去内节去黄工序是将整竹筒展开成竹平板工艺中的主要工序之一，与手工去内节、采用浮动镗刀去黄工艺相比，其生产效率大幅提高；与剖成竹片再刨切去黄相比，其材料的利用率约提高30-40％。

附图说明

图1为整竹筒去内节去黄装置示意图，表示加工开始时组合刀具与竹筒的相对位置

图2为A-A剖视图，表示浮动夹紧部件中的水平轴一端由滚轮支承的情况

图3表示浮动夹紧部件结构图

图4为B-B剖面图，表示将井子架中的垂直轴轴颈固定在水平轴上的情况

图5为C-C剖面图，表示三脚卡盘与双头滑套连接后双头滑套套在垂直轴上的情况

图6表示整竹筒去内节去黄驱动部件的轴向剖视图

图7为D-D剖面图，表示夹紧环将心轴壳体紧固在心轴壳体夹紧套中的情况

图8表示加工前两三脚卡盘与组合刀具对中示意图

图9为E-E剖视图，表示两三脚卡盘与组合刀具对中时三个卡爪与心轴壳体刚好接触的情况

图10表示加工过程中小锥刀在内节上钻孔、三片去黄刀片上的纵多刀齿去黄时的轴向剖视图

图11表示整竹筒去内节去黄加工完成前的轴向剖视图

图12为G-G剖视图，表示组合刀具中三片去黄刀片去黄时的情况

图中：1、浮动夹紧部件2、去内节去黄驱动部件3、机体4、拖板5、竹筒；1-1、水平拉伸弹簧1-2、滚轮1-3、弹簧座I 1-4、三脚卡盘1-5、垂直轴1-6、水平轴1-7、螺钉I 1-8、弹簧座II 1-9、垂直拉伸弹簧1-10、双头滑套1-11、螺钉II1-12、压紧盖；2-1、小锥刀2-2、大锥刀2-3、同步槽轮2-4、同步销2-5、摆动销2-6、限深面2-7、去黄刀片2-8、刀体2-9、短轴2-10、短轴壳体2-11、心轴2-12、尼龙轴承2-13、心轴壳体2-14螺栓及螺母2-15夹紧环2-16、心轴壳体夹紧套2-17、驱动轴

具体实施方式

在浮动夹紧部件1中(如图3所示)设有一个井子架，其结构是将两根垂直轴1-5用压紧盖1-12、螺钉I1-7将垂直轴1-5两端轴颈固定在两根水平轴1-6上(如图4所示)，水平轴1-6两端加工成圆柱形，分别插入支架的滚轮1-2之中(水平轴相对于滚轮可水平移动)；在井子架中的二根垂直轴1-5上套有两个双头滑套1-10(双头滑套相对于垂直轴可上下滑动)，两个三脚卡盘1-4用螺钉II1-11固定在两个双头滑套1-10上(如图5所示)。

加工时，为适应竹筒横截面的椭圆度及长度方向的弯曲度变化，第一次加工前，需先将两个三脚卡盘1-4与组合刀具实现对心，其方法是：将去内节去黄驱动部件2移至二个浮动夹紧部件1中(如图8、9所示)，慢慢旋转两个三脚卡盘1-4，同时调节重直拉伸弹簧1-9和左右的水平拉伸弹簧1-1，当两个三脚卡盘1-4中的三个卡爪同时接触去内节去黄驱动部件2中的心轴壳体2-13外表面时，两个三个卡盘1-4的中心与组合刀具的中心已重合；当竹筒5装入后，三脚卡盘1-4上的重量增加了，三脚卡盘1-4和竹筒5一起会向下滑动约0.5mm(视竹筒重量不同略有一点误差)，此时，两个三脚卡盘1-4的中心低于组合刀具中心，需将去内节去黄驱动部件2从浮动夹紧部件1中移出后，再调节垂直拉伸弹簧1-9，将两个三脚卡盘1-4向上提起(约0.5mm)，此时两个三脚卡盘1-4的中心高于组合刀具的中心约0.5mm，当竹筒5装入后二者刚好对中。加工时，将竹筒5放入浮动夹紧部件1中，旋转两个三脚卡盘1-4夹紧竹筒5后，移动拖板4带动去内节去黄驱动部件2向右移动，使组合刀具限深面2-6及前端刚好进入竹筒5内(如图1所示)，由主电机通过带传动使驱动轴2-17、心轴2-11、短轴2-9及组合刀具高速旋转，同时拖板4及去内节去黄驱动部件2沿轴向移动。安装在组合刀具刀体2-8上的三片去黄刀片2-7由三个摆动销2-5与刀体2-8相连(如图12所示)，可绕刀体2-8摆动；在离心力作用下三片去黄刀片2-7绕摆动销2-5向外摆动，三片去黄刀片2-7的尾部孔中都装有同步销2-4，同步销2-4的另一端在同步槽轮2-3的径向槽中滑动，同步槽轮2-3可在刀体2-8的轴颈上自由转动，保证了三片去黄刀片2-7在离心力作用下同步张开紧贴在竹筒5的内壁竹黄面上。当组合刀具边去黄边沿轴向移动至竹筒5的内节处时，小锥刀2-1通过钻孔方式穿过内节钻出小孔(如图10所示)，然后由大锥刀2-2将内节上的小孔进一步扩大，再由三片去黄刀片2-7前端面上的端面齿将内节全部切削掉，最后由去黄刀片2-7上的众多前刀齿将内节处进一步削平，与竹黄面平齐；随着组合刀具向前进给，三片去黄刀片2-7后半部上的众多后刀齿切去竹黄，直到组合刀具限深面2-6即将离开竹筒5后端时(如图11所示)，竹筒5中所有内节和竹黄被去除，停止主电机和带动拖板4移动的电机，然后使带动拖板4移动的电机反转，将去内节去黄驱动部件2快速退回原处，反转两个三脚卡盘1-4，松开被夹紧的竹筒5并从中取出，重复上述动作加工下一根竹筒5。

Claims (5)

1.一种将整竹筒在一次走刀中能同时去内节去黄的方法，其特征是：将整竹筒(5)放入浮动夹紧部件(1)中，旋转两个三脚卡盘(1-4)夹紧竹筒(5)后，移动拖板(4)带动去内节去黄驱动部件(2)向右移动，使组合刀具限深面(2-6)及前端刚好进入竹筒(5)内；加工时，竹筒(5)不旋转，而主电机通过带传动使驱动轴(2-17)、心轴(2-11)、短轴(2-9)及组合刀具高速旋转，组合刀具中的三片去黄刀片(2-7)在离心力作用下绕着摆动销(2-5)张开紧贴在竹筒(5)内壁，去黄刀片(2-7)上的纵多后刀齿将竹黄去掉，同时拖板(4)及去内节去黄驱动部件(2)沿轴向移动，当组合刀具边去黄、边移动至内节处时，先由组合刀具中的小锥刀(2-1)在内节中央钻出一个小孔，再由组合刀具中的大锥刀(2-2)将孔扩大，然后由组合刀具中的三片去黄刀片(2-7)前端面上的端面齿切去余下的内节，最后由去黄刀片(2-7)上的众多前刀齿将内节处进一步削平，与竹黄面平齐，直到组合刀具中的限深面(2-6)即将离开竹筒(5)后端时，整段竹筒(5)中的所有内节和竹黄被去除。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：心轴壳体(2-13)右端用螺纹与短轴壳体(2-10)相连，其左端插入心轴壳体夹紧套(2-16)中，拧紧夹紧环(2-15)上的螺栓及螺母(2-14)夹紧心轴壳体(2-13)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是：心轴(2-11)由多个尼龙轴承(2-12)支承，其两端加工成方形截面，分别插入短轴(2-9)左端和驱动轴(2-17)右端的方形槽中，组合刀具中的刀体(2-8)与短轴(2-9)采用螺纹联接。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是：浮动夹紧装置(1)中设有一井字架，井子架中的二根垂直轴(1-5)上套有两个双头滑套(1-10)，两个三脚卡盘(1-4)用螺钉II(1-11)固定在两个双头滑套(1-10)上。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是：套在垂直轴(1-5)上面的一个双头滑套(1-10)上固定有弹簧座II(1-8)，弹簧座II(1-8)上挂有一个可调节拉力大小的垂直拉伸弹簧(1-9)；在井子架中下面的一个水平轴(1-6)上固定有弹簧座I(1-3)，弹簧座I(1-3)左右两边分别挂有可调节拉力大小的水平拉伸弹簧(1-1)。

Images