CN1035664C - 刨床 - Google Patents

Abstract

本发明的刨床包括至少一把刨刀或刀片以及至少一个压紧件，两者都安装并支承在一个刀盘上。压紧件包括一个头部构件，该头部构件被布置成相对于刀片有一个预定的角度并可在一个预定的方向上弹性移动，以便使头部构件的一个棱边抵压在木材表面的、紧邻于在一个固定的方向上切削移动的刀片的切削刃前面的某一位置上，或者抵压在木材表面同正从木材表面切削下来的屑片之间的界线上。压紧件直接抵压在木材的表面上阻止木材纤维的掀起，从而有效地减少或消除不希望有的破损纹理或碎裂纹理。

Description

刨床

本发明涉及一种改进的木材加工用的刨床。

众所周知，在木材机加工领域中，常用刨床经直线切削运动达到刨削的目的。常规的刨床一般包括两到四把安装在具有适当宽度的刀盘上的刀片。这种刨床以切削屑片的方式粗加工木材的表面，所切下的每一屑片均具有与由每一把刀片的切削刃所划的摆动轨迹相一致的形状。

逆铣-即：每一把刀片的转动方向与木材的喂入方向相反-比顺铣-即：每一把刀片的转动方向与木材的喂入方向相同-有优点，因此，在用刨床所进行的刨削加工中，大都采用逆铣。所说的那些优点包括：较浅的和不明显的刀痕；对每一把刀片的切削刃几乎没有损伤；以及容易排屑。

但是，在逆铣加工中，常规的刨床通常会产生一些缺陷，比如，破损纹理或者碎裂纹理，模糊纹理或毛状纹理以及隆起纹理。尤其是破损纹理或碎裂纹理，它们意味着木材的表面具有一个或多个比理想的加工表面要深的切纹，严重地影响后面的木材加工步骤，因此，迫切要求有效地防止破损纹理的产生。

这种破损纹理部分可能归咎于刀片，也就是说，每一把刀片的切削刃的磨损或者不妥当的配置引起，另一部分是木材自身引起的，也就是，木材纤维或斜纹的方向和强度引起的。在任何情况下，每一个刀片施加在比所希望完成的表面浅的那部分木材上的切削力都会在木材的、比所希望完成的表面深的木材部位产生不利的影响，从而破坏处于较深部位的木材纤维。

为了防止这种破损纹理或碎裂纹理，已经采取了好几种措施。这些措施的一个典型例子包括：赋予刀片的倾斜面(切屑滑动面)一个适当的倾角，以造成一个比锯齿大的切削角，借此减小切削力在与木材的表面分离的方向上的分力，从而消除或降低切削力在比所需的加工完的表面深的木材部分上的影响。这些措施的另一个例子包括：将一个断屑器安装在刀片的倾斜面一侧，或者作为另一种选择将位于刀片倾斜面一侧的刀盘一部分形成为一个断屑器，以便翻转和撕裂屑片，从而防止因屑片过长而造成不希望有的前部撕裂。这里所述的前部撕裂指的是在各刀片切削刃前方产生的木材纤维断裂，并且至少一部分这种前部撕裂作为破损纹理出现在木材表面上。

尽管这些措施一般都增加了切屑阻力，但是，只要把各种切削条件，比如木材的种类、纤维的方向、干燥程度以及每一刀片的未变形的切屑厚度规定在特定的范围内，这些措施对减少破损纹理具有一定的效果。然而，为了减少在刀片的切削刃之前所产生的破损纹理，所有这些措施都是针对每一个刀片的切削刃之后的部分。当上述切削条件并不处于特定的范围内时，这些间接的方法不能充分地防止破损纹理。即便根据切削条件的改变精细地调整倾斜角或者断屑器，这些措施的作用也只局限于某种程度上。

美国专利2,146,047公开一种用于切削木片的设备，包括一个刀盘和安装在刀盘上的刀片，在刀片的前方附近还设有滚子，用以在刀片切削之前压紧木材表面，以防止出现破损纹理。但该滚子由设置在一根轴上的多个小滚子构成，故其结构比较复杂，成本较高。

本发明的目的是提供一种能有效地防止破损纹理的改进的刨床。

根据本发明提供了一种刨床具有至少一把安装且支撑在刀盘并用以切削木材表面的刀片，还包括至少一个安装并支撑在刀盘上且位于所述刀片的切削刃前方的压紧件，各压紧件包括一个头部构件和一个底座构件，其中所述头部构件被设置成相对于所述刀片有一们预定的角度且其可在一预定方向上弹性地移动，所述头部构件其有一棱边，该棱边与沿固定方向移动进行切削的刀片切削刃紧前方的木材表面的某一应置接触，或者与所述木材表面和正从木材表面切削下来的一块屑片之间的界线接触，而所述底座构件具有安装在所述刃盘上的第一端和第二端。

上述压紧件的底座还包括一个开口，允许屑片从中通过，该开口设置成面对由刀片和压紧件所限定的、用以接纳从木材表面切割下来的屑片的空间。

上述压紧的头部构件的棱边直接压在紧邻于一个为了切削，在预定方向上移动的刀片的切削刃前面的木材表面的某个位置上，或者压在在木材表面和正从木材表面上切削下来的一块屑片之间的界面上，借此，在以直线切削所进行的刨削过程中，有效地防止不希望有的破损纹理。

本发明的这些和其它的目的、特点、状况以及优点通过下面结合附图，对优选的实施例所进行的详细说明将会更加明白。

图1是一个局部断开的侧视图，图中示出了本发明的刨床的一部分；

图2是一个透视图，图中示出了安装在图1的刨床上的压紧件；

图3是一个放大视图，图中示出了用图1的刨床的刀片的切削刃进行切削的过程；

图4是一个局部断开的侧视图，图中示出了根据本发明的第二个实施例的刨床；

图5是一个透视图，图中示出了安装在图4的刨床上的压紧件；

图6是一个侧视图，图中示出了根据本发明的第三个实施例的刨床的一部分；

图7是一个侧视图，图中示出了根据本发明的第四个实施例的刨床的一部分；

图8是一个侧视图，图中示出了根据本发明的第五个实施例的刨床的一部分；

图9是一个放大的透视图，图中示出了安装在图7或图8的刨床上的压紧件的一部分；

图10是一个局部断开的侧视图，图中示出了根据本发明的第六个实施例的刨床的一部分；和

图11是一个透视图，图中示出了安装在图10的刨床上的压紧件。

下面根据附图描述本发明的优选实施例，其中，为了便于清楚地描述，刀痕被省略了，木材的表面则被表示成平的。

图1的侧视图清楚地显示出体现本发明的具有代表性的刨床，包括：至少一把刨刀或刀片2和至少一个压紧件3，两者均安装并支承在刀盘4上，压紧件3包括一个头部构件3a，该头部构件3a被布置成相对于刀片2具有一个预定的角度，且可在图1箭头所示的一个预定方向上弹性地移动，以便使头部构件3a的棱边与刀片2(它正沿箭头B所示的固定方向移动进行切削，在该实施例中是逆铣)的切削刃2a紧前方的木材表面1的某一位置接触，或者与木材表面1和正从木材表面1切削下来的屑片1a之间的界线接触。压紧件3还包括一对底座3b，每一个底座具有一个安装在刀盘4上的第一端和一个延伸的、与头部构件3a形成一个整体的第二端。

图1和图2清楚地示出，压紧件的头部构件3a被削尖，以便具有三棱柱的形状。

如图2所示，在一对底座3b之间具有一个开口3c，作为屑片的通道。开口3c面对由压紧件3和刀片2所限定的、接纳从木材表面1上切削下来的屑片的空间10设置。该空间10构成在刀头4上形成的、用以容纳刀片2和其它构件的槽5的一部分。

刀盘4进一步包括：一个主体4a，该主体具有用以支承压紧件3的底座3b的第一端的第一台阶5a和用以限定允许压紧件3弹性移动的空间的第二台阶5b；和一个具有空腔5c和孔5d的罩盖4b，空腔5c用以容纳把压紧件3的一对底座3b固定到主体4a上的一对连接螺栓7，孔5d用以容纳把该盖4b固定到主体4a上的固定螺栓6。尽管第一实施例的刀盘4包括分离的主体4a和罩盖4b，但是，刀盘4的主体4a和罩盖4b还可以凭借于凹槽5形成一个整体，槽5是根据需要用钻孔或放电处理形成。

刀片2凭借一个具有压紧螺栓8的刀片固定件9压装在刀盘4上。当刀片2在箭头B所示的固定方向上移动时，木材则以一个相反的方向一即箭头C所示的方向移动。

在如此构成的刨床中，即使当施加在比希望完成的表面浅的木材部分上的刀片2的切削力作用到比所希望完成的表面深的地方时，压紧件3的头部构件3a也会直接压在紧邻于在一个固定的切削方向上移动的刀片2的切削刃2a的前面的木材表面1的某一位置上，或者压在木材表面1与正从木材表面1上切割下来的屑片1a之间的界线上，借此，阻止木材纤维的升起，有效地减少或消除不希望有的破损纹理或碎裂纹理。这种直接防止破损纹理的刨床的压紧件3比常规的措施具有更大的效果。

为了获得最佳的防止效果(防止破损纹理的效果)，从理论上讲，把压紧件3的头部构件3a的棱边压抵在木材表面1和屑片1a之间的界线上(如图3的放大视图中虚线所示)是最理想的。然而，为了确保压紧件3的头部构件3a的棱边和所说界线准确地接触而又不损坏刀片2的切削刃2a，其调整要求非常精细且麻烦。正如后面将要描述的那样，由于压紧件3被反复使用，所以，把压紧件3的头部构件3a抵压在木材表面1的、靠近上述界线之前一点的某一位置上是比较实用的，如图3的实线所示。随着压紧部分(即压抵在木材表面1上的压紧构件3的头部构件3a的棱边)移离所说界线，防止效果自然降低。但是，我们的实验结果证明，即便压紧部分离开刀片2的切削刃2a达一个与屑片1a的最大厚度相应的Tm，仍具有足够的防止效果。

在正从木材表面上切割下来的屑片变得比较厚之后，刀片的切削力通常对比所希望完成的表面深的木材部分具有不利作用。在切削的初始阶段，屑片是比较薄的，这时候，只要刀片的切削刃的磨损处在某个限度内，不会出现明显的破损纹理。这些事实可以为压紧部分离开刀片的切削刃一定的距离时，仍有足够的防止作用提供了依据。

在切削的初始阶段，根据需要可对压紧件3的头部构件3a进行调整，以使其处在同刀片2的切削刃2a大致上相接触的位置，或者处在稍稍离开刀片2的切削刃2a的某一位置。

在这一实施例中，压紧件3的头部构件3a被削尖，形成一个三棱柱。头部构件3a的形状并不限于这种三棱柱形，而是根据需要可以改变或更换，只要头部构件3a的棱边具有一定的锐度即可。头部构件3a的棱边可以包覆上一层根据已知的方法形成的耐磨层，或者是，把该棱边用公知的耐磨材料制成，以便降低潜在的磨损。

由于上述的用以容纳从木材表面上切削下来的屑片的空间10相对于众多屑片的体积是比较小的，所以，第一实施例中，压紧件3上具有一个面向该空间10设置的开口3c，以便屑片从中通过并防止空间10内充满屑片。如后文将要描述的，当刨床的工作宽度比较小，能够提供一个足够大的容纳屑片的空间且允许屑片从横切于切削方向的方向通过时，这种开口就不是必要的了。

在第一实施例的刨床中，两底座3b借助于空间10相对地固定到头部构件3a上。这种结构可限止压紧件3的头部构件3a的棱边相对于刀片2的切削刃2a移动，与此同时，头部构件3a可在箭头A所示的方向上弹性地移动。因此，第一实施例的这种结构充分防止了不希望有的破损纹理的产生，并且防止屑片滞留于刀片2和加压件3之间。

下面结合附图对本发明的其它实施例进行简单说明。在下面的叙述以及附图中，相同的标号表示相同的构件。

图4示出了根据本发明的第二个实施例的刨床，而图5示出了安装在图4的刨床上的压紧件13。第二个实施例的刨床包括一对压紧件13和一对刀片2，两者都安装在具有一对凹槽15的一个刀盘14上。如图5所示，每一个压紧件13包括一个用多个固定螺栓11安装在多个底座13b上的、可拆卸和可更换的头部构件13a和一个在底座13b之间形成的、用以使屑片通过的开口13c。刀盘14对称地包括：多个各容纳一个夹紧螺栓16的第一孔15a，多个各容纳一个调节螺杆20的第二孔15b和多个各容纳一个约束螺栓17的第三孔15c。每一个槽15由夹紧螺栓16借助于圆形垫圈12夹紧，限定一个固定的宽度。每个压紧件13的底座13b用多个(至少三个)啮合螺栓17与啮合螺栓17相配的紧固螺母18固定到刀盘14上。调节螺杆19对着每一个调节螺杆20布置，以便校正压紧件13的固定位置。

第二个实施例的具有可拆卸和可更换的头部构件13a的压紧件13比第一个实施例的那种整体的压紧件3更容易制造。当刨床的工作宽度比较大且底座被分为多件(在图5的实施例中至少是三件)固定到刀盘上时，第二个实施例的这种结构就特别的理想。在第二个实施例中，当头部构件13a的棱边磨损超过预定的极限时，只把压紧件13的头部构件13a用一个新的替换即可。这种结构可有效地降低维修刨床所需的费用。还可应用弹簧垫圈或者锁定工具加强头部构件13a同底座13b的结合。

在第一个实施例的刨床中，压紧件3的压紧部分抵压在木材表面1上的位置只在沿着槽5的方向上是可移动的(也就是说在图1的切削方向B和相反方向C上可移动的)。与此相反，在具有调整螺杆的第二实施例的结构中，加紧件13的压紧部分的位置可在两个不同的方向上移动，一个是沿着槽15，而另一个是垂直于槽15。压紧件的这种二维位移使得压紧件的压紧位置和压力能根据木材的特性或状态恰当地设置，这样更有效地防止破损纹理。这种带有调节螺杆的结构也可以应用到第一个实施例的刨床上。

如图4所示，第二个实施例的刀盘14是对称地和整体地形成的，它的生产制造要比第一个实施例的刀盘4容易。当刨床的工作宽度较大且底座以多件固定到刀盘上时，第二个实施例的刀盘是最理想的。

在第一和第二个实施例中，都可以再装一个同刀片的背面相接触的控制螺钉，以便调节刀片相对于槽的深度。还可以安装一个同压紧件的底座相接触的另外一个控制螺钉，用以调整压紧件相对于上述槽的深度。

如图6所示，在根据本发明的第三个实施例的一种刨床中，使用了一种同第一个实施例的压紧件3相同的整体形成的小型压紧件23，其包括一个头部构件23a和一个底座构件23b。该压紧件23固定在一个具有至少一个凹槽25和用以牢固地支承刀片2及压紧件23的固定件21的刀盘24上。固定件21进一步包括一个用以接纳压紧件23的底座23b的台阶21a。压紧件23的底座23b用紧固螺栓22固装在固定件21上。

第三个实施例的这种小尺寸的压紧件需要一个比第一或第二个实施例的压紧件的浅的凹槽，因此，第三个实施例的刨床可以包括大量的(图6的实施例中为凹把)刀片和压紧件，这种结构可以减小施加在每一把刀片上的切削负荷，但限制了压紧件的移动范围。因此，第三个实施例的这种结构不适合那种屑片的紧大厚度可以大大地变化以至于超过预定限度的刨床。

如图7所示，在根据本发明的第四个实施例的另一种刨床中，使用了弯曲的压紧件26，它包括一个头部构件26a和一个用紧固螺栓27固装在刀盘28上的底座26b。刀盘28包括一个具有与压紧件26的形状相适应的凹槽29。这种结构还包括用以容纳从木材表面切削下来的屑片的宽大的空间30。

如图8所示，在根据本发明的第五个实施例的另一刨床中，使用了直的压紧件31，其包括一个头部构件31a和一个用紧固螺栓32固装在刀盘34上的底座31b。在这种结构中，刀片2是用压紧螺栓33和刀片固定件36压装在具有凹槽35的刀盘34上的。

第四个或第五个实施例的压紧件具有简单的结构和形状，因此，容易制造。但是，在这些结构中，在压紧件的头部构件弹性移动的同时，压紧件的压紧部分的位置相对于刀片的切削刃也有相当大的移动。当为了防止破损纹理而把加压件的压紧部分设置在非常接近刀片的切削刃时，屑片会令人讨厌地滞留在刀片和压紧件之间，妨碍木材的后面部分的光滑切削。因此，这些结构不适合切削比较软的木材。

在第四或第五个实施例的结构中，用以容纳从木材表面上切削下来的屑片的空间相对于屑片的尺寸来说是比较大的。如上所述，当刨床的工作宽度比较小时，屑片能在切削方向的横切方向上顺利地从所说的较大空间流出。通过形成一个朝着刀盘的一个方向逐渐变宽的、特殊形状的凹槽，或者朝着刀盘的一个方向吹入压缩空气，可进一步加速屑片从所说空间中排出。在第四或第五个实施侧的结构中，虽然不需要压紧件上有任何允许屑片通过的开口，但是，根据需要，压紧件上可以包括至少一个基本呈带有圆角的三角形的开口26c和31c(如图9所示)，或是呈除第一个实施例的开口3c的形状之外的椭圆形或正方形状的开口。当刨床的工作宽度比较大或者希望较小的压力时，层好做出这些开口。

在上述第一至第五的任何一个实施例中，每一个压紧件都可以在刀盘的芯轴的方向上分为多块。当刨床的工作宽度比较大时，这种分块结构特别理想。在这种情况下，压紧件的多个块可以以设有任何间隙的方式布置，或者以预定的间隔布置。这种结构可允许压紧件的每一块单独地调整，因此，降低了所要求的工作精度的许可极限。

在上面的任何一个实施例中，压紧件都具有一个用弹力和旋转的离心力压在一个所希望的位置上的弹性体。在一个较理想的加工方法中，压紧件的技术要求(比如，形状、固定位置和材料)根据已知的公式暂时确定，然后，再根据试验最终选定。然而，压紧件并不仅限于这样的弹性体，还可以是由基本上无弹力的，刚性的非弹性体构成。在后一种情况下，需要在压紧件上安装一个特殊的弹性件，以便产生所要求的弹力。

图10示出了一个具有本发明的第六个实施例的结构的刨床，而图11则示出了安装在图10的刨床上的压紧件39。刚性的压紧件39包括一个可拆卸的和可更换的头部构件39a，头部构件39a用固定螺栓37和锁紧螺母38安装在一对底座39b上。在底座39b之间构成的允许屑片从中穿过的开口39c，面向用以容纳从木材表面上切削下来的屑片的一个空间40设置。每一个底座39b各借用一个具有六角形头部的偏心套环42和固定螺栓41可枢转地安装在刀盘44的两个侧面，刀盘44具有至少一个凹槽45。在锁紧螺母38和档块46之间设置了一个具有弹簧的弹性件43，弹簧最好处于稍稍压缩的状态，档块46上有一个通孔(未示出)，用以容纳固定螺栓37，以便将弹性件43的足够大的压力给予压紧件39的头部构件39a。档块46用安装螺栓47安装到刀盘44的每一侧。压紧件39的头部构件39a的伸出程度用控制螺母48进行调节。

具有刚性的压紧件39和弹性件43的第六个实施例的结构与其它实施例的弹性压紧件的结构有类似的效果。在这种结构中，旋转离心力大大地影响可枢动地安装在刀盘上的压紧件的特性。

在第六个实施例的结构中，压紧件39的每一个底座39b借助于偏心环42可枢转地安装在刀头44的每一侧，而压紧件39的头部构件39a的伸出程度是用控制螺母48调节的。这样，允许压紧件39的压紧部分相对于木材表面二维移动。通过调节调整螺母(未示出)或者可移动的档块，可以调节或校对弹性件43的初始压力。

在第六个实施例中，尽管压紧件的头部构件和底座是分开形成的，但是，头部构件和底座也可以象上面的一些实施例那样整体地形成。在第六个实施例的结构中，还可以把具有与设置在刀头44的两侧的弹性件43类似或者不同的特性的、其它弹性件安装在刀盘的中心部分。在这种情况下，辅助弹性件被做成在刀盘的芯轴方向上逐渐变尖的形状，以便不妨碍屑片的通道。

在上述任何实施例中，都可以把一个具有同刀片的切削刃接触或相交的足够锋利的切削刃的屑片切刀安装在刨刀的倾斜面，用以把屑片切成更小的碎片，使得屑片顺利地排除。

由于在不脱离本发明的基本特征的范围和精神的情况下尚有许多其它变型、变化和替换，因此，很显然，上面的实施例只是为了说明并不是为了限定。例如，刀盘、固定件或者刀片都可以具有任何已知的结构或形状，只要这些结构或形状不妨碍加压件的调节和它的弹性位移即可。刨床可以包括任何所希望数量的刀片及相应数量的压紧件。上面所描述的一些传统的措施也可以应用到本发明的刨床上，例如，为了使切削角大于齿角，可以给刀片的倾斜面的一个合适的倾斜角；或者是在刀片的倾斜面的一侧安装一个断屑器。在后一种情况下，断屑器可以制作成为刀片固定件的一部分。

本发明的精神和范围由附加的权利要求的措词语句限定。

Claims (17)

1.一种刨床，具有至少一把安装且支撑在刀盘上并用以切削木材表面的刀片，还包括至少一个安装并支撑在刀盘上且位于所述刀片的切削刃前方的压紧件，其特征在于：

各压紧件包括一个头部构件和一个底座构件，其中所述头部构件被设置成相对于所述刀片有一个预定的角度且其可在一预定方向上弹性地移动，所述头部构件具有一棱边，该棱边与沿固定方向移动进行切削的刀片切削刃紧前方的木材表面的某一位置接触，或者与所述木材表面和正从木材表面切削下来的一块屑片之间的界线接触，而所述底座构件具有安装在所述刀盘上的第一端和第二端。

2.根据权利要求1所述的刨床，其特征在于，上述底座的第二端延伸而与上述头部构件构成一个整体。

3.根据权利要求1所述的刨床，其特征在于，上述底座的第二端用固定件同头部构件连接在一起。

4.根据权利要求1所述的刨床，其特征在于，上述压紧件的底座还包括一个允许屑片从中穿过的开口，该开口面对由所述刀片和压紧件所限定的空间，以容纳从木材表面切削下来的屑片。

5.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所述底部构件被分成至少两个部分，所述开口在所述两个部分之间形成。

6.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的开口基本上是带有圆角的三角形形状。

7.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的开口基本上是带有圆角的正方形形状。

8.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的开口呈椭圆形。

9.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的压紧件由弹性材料制成。

10.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的压紧件由刚性的非弹性材料制成。

11.根据权利要求10所述的刨床，其特征在于，所说的压紧件还包括一个在其表面上具有弹簧的弹性件。

12.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，压紧件的头部构件被削成三棱柱形。

13.根据权利要求4所述的刨床，其特征在于，所说的刀盘还包括一个凹槽、一个主体和一个用固定件安装到主体上的罩盖。

14.根据权利要求1所述的刨床，其特征在于，所说的刀盘还包括至少一个用以容纳至少一个调节或调整压紧件的装配位置的调节螺钉的孔。

15.根据权利要求1所述的刨床，其特征在于，所说压紧件的头部构件布置成垂直于所说的底座构件。

16.根据权利要求2所述的刨床，其特征在于，所说的底座的第二端直线延伸而与头部构件形成一个整体。

17.根据权利要求2所述的刨床，其特征在于，所说的底座的第二端按一定的角度弯曲而同头部构件形成一个整体。

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