CN209599423U - 一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备 - Google Patents

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张海洋
贾翀
王毓彤
卢晓宁
梅长彤
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Abstract

本实用新型公开了一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,包括主体,主体的上端开设有介质进料口(9),主体的下端开设有介质出料口(4)和圆竹榫出料口(5),主体内设置有翻炒装置(3),主体外设置有带动翻炒装置(3)转动的电机(11),主体的侧面开设有用于将圆竹棒运输进主体的旋转进料系统(1),主体内设置有圆竹棒支撑装置(6),旋转进料系统(1)的末尾下方设置有螺纹加工刀具(2),螺纹加工刀具(2)沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有截断装置(7),截断装置(7)沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有长度挡板(8),长度挡板(8)上设置有用于控制截断装置(7)开关的截断锯触动槽(10)。本实用新型的一种摩擦焊接用圆竹榫处理设备,能够提高家具构件的连接强,且耐水性和耐久性要远远高于圆木榫。

Description

一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备
技术领域
本实用新型涉及一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,属于木结构连接领域。
背景技术
利用圆木榫与基体材料的焊接实现木材之间的结合是一种高效率、低成本且环保可持续的木材连接方式。但是利用圆木榫旋转焊接存在着焊接强度并不是特别高的特点,同时焊接界面的耐水性能较差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是,克服现有技术的缺陷,提供一种能够提高家具构件的连接强度且耐水性和耐久性要远远高于圆木榫的摩擦焊接用圆竹榫制造工艺及其处理设备。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,包括主体,所述主体的上端开设有介质进料口,所述主体的下端开设有介质出料口和圆竹榫出料口,所述主体内设置有翻炒装置,所述主体外设置有带动所述翻炒装置转动的电机,所述主体的侧面开设有用于将圆竹棒运输进主体的旋转进料系统,所述主体内设置有圆竹棒支撑装置,所述旋转进料系统的末尾下方设置有螺纹加工刀具,所述螺纹加工刀具沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有截断装置,所述截断装置沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有长度挡板,所述长度挡板上设置有用于控制所述截断装置开关的截断锯触动槽。
所述介质出料口和圆竹榫出料口间隔设置。
所述介质出料口和圆竹榫出料口的个数均为N个,其中N为大于等于2的整数。
所述介质出料口和圆竹榫出料口的个数均为6个。
所述长度挡板的上端与主体上壁面下表面相连。
所述翻炒装置包括搅拌轴,所述搅拌轴上连有搅拌叶。
本实用新型的有益效果:
1、利用圆竹榫实现木材之间的焊接,竹材中的纤维增强了界面的强度,使得圆竹焊接强度和刚度大大提高;
2、本实用新型提供的二次增塑增塑能够提高焊接结合的耐水性、耐久性和稳定性;
3、圆竹榫产品可生物降解,环保且采用的工艺和设备简单,适合工业化生产。
附图说明
图1为本实用新型的一种工程竹钉的处理设备结构示意图。
图中附图标记如下:1-旋转进料系统,2-螺纹加工刀具,3-翻炒装置,4- 介质出料口,5-圆竹榫出料口,6-圆竹棒支撑装置,7-截断装置,8-长度挡板, 9-介质进料口,10-截断锯触动槽,11-电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
具体实施例1
一种摩擦焊接用圆竹榫制造工艺,包括以下步骤:
步骤一,竹子经截断剖分成竹片单元,通过圆棒机制成圆棒状竹棒。竹子为毛竹,竹壁厚度7mm,剖分后的竹片单元宽度为10mm、厚度为10mm和长度为2000mm,圆棒机铣削后的圆棒状竹棒的直径为5mm。
步骤二,将步骤一得到的竹棒进行紫外光处理及干燥处理。紫外光强度为 85W/cm2,波长为260nm,处理时间40h;干燥采用烘箱进行烘干,干燥温度为100℃,时间为10h。
步骤三,将步骤二干燥后的竹棒进行表面塑化处理。首先将竹棒利用10%的氨水进行浸泡润胀处理30min,然后将竹棒与氯化苄进行反应,温度保持在 120℃,反应时间为20min,然后出料,出料后的圆棒先进行水的清洗,再进行工业乙醇的清洗,最后进行50℃干燥2h。
步骤四,对步骤三中塑化过的竹棒进行表面螺纹制造与截断,形成圆竹榫。得到的圆竹榫再次进行塑化处理,具体过程为,将细沙和聚丙乙烯混合,对圆竹榫进行翻炒,温度控制在150℃,处理时间为25min。其中,细沙的细度模数为1.6,平均粒径为0.2mm,聚丙乙烯的质量分数为沙子的8%。
具体实施例2
一种摩擦焊接用圆竹榫制造工艺,包括以下步骤:
步骤一,竹子经截断剖分成竹片单元,通过圆棒机制成圆棒状竹棒。竹子为毛竹,竹壁厚度9mm,剖分后的竹片单元宽度为8mm、厚度为8mm和长度为2000mm,圆棒机铣削后的圆棒状竹棒的直径为6mm。
步骤二,将步骤一得到的竹棒进行紫外光处理及干燥处理。紫外光强度为 90W/cm2,波长为260nm,处理时间45h;干燥采用烘箱进行烘干,干燥温度为100℃,时间为11h。
步骤三,将步骤二干燥后的竹棒进行表面塑化处理。首先将竹棒利用15%的氨水进行浸泡润胀处理35min,然后将竹棒与氯化苄进行反应,温度保持在 125℃,反应时间为20min,然后出料,出料后的圆棒先进行水的清洗,再进行工业乙醇的清洗,最后进行55℃干燥2.5h。
步骤四,对步骤三中塑化过的竹棒进行表面螺纹制造与截断,形成圆竹榫。得到的圆竹榫再次进行塑化处理,具体过程为,将细沙和聚丙乙烯混合,对圆竹榫进行翻炒,温度控制在155℃,处理时间为28min。其中,细沙的细度模数为1.9,平均粒径为0.25mm,聚丙乙烯的质量分数为沙子的9%。
具体实施例3
一种摩擦焊接用圆竹榫制造工艺,包括以下步骤:
步骤一,竹子经截断剖分成竹片单元,通过圆棒机制成圆棒状竹棒。竹子为毛竹,竹壁厚度11mm,剖分后的竹片单元宽度为10mm、厚度为10mm和长度为2000mm,圆棒机铣削后的圆棒状竹棒的直径为8mm。
步骤二,将步骤一得到的竹棒进行紫外光处理及干燥处理。紫外光强度为 110W/cm2,波长为260nm,处理时间50h;干燥采用烘箱进行烘干,干燥温度为100℃,时间为12h。
步骤三,将步骤二干燥后的竹棒进行表面塑化处理。首先将竹棒利用 10~20%的氨水进行浸泡润胀处理40min,然后将竹棒与氯化苄进行反应,温度保持在130℃,反应时间为20min,然后出料,出料后的圆棒先进行水的清洗,再进行工业乙醇的清洗,最后进行60℃干燥3h。
步骤四,对步骤三中塑化过的竹棒进行表面螺纹制造与截断,形成圆竹榫。得到的圆竹榫再次进行塑化处理,具体过程为,将细沙和聚丙乙烯混合,对圆竹榫进行翻炒,温度控制在160℃,处理时间为30min。其中,细沙的细度模数为2.2,平均粒径为0.3mm,聚丙乙烯的质量分数为沙子的10%。
最后是处理圆竹榫的利用。首先在被焊接木材构件上预留7mm直径的预留孔,深度为20mm,焊接方向为垂直于木材纤维方向,然后将竹榫以10mm/s 的速度焊接入预留孔,进给时间为2s,旋转转速为1500r/min。当圆竹榫接触到预留孔底部后,停止旋转,保持压力30s,然后截断露出构件表面的圆竹榫,就可以得到连接好的构件。焊接的强度如表1所示。
表1不同竹榫焊接得到的干态和湿态抗拉强度
改变焊接的方向和深度,具体为:首先在被焊接木材构件上预留7mm直径的预留孔,深度为30mm,焊接方向为平行于木材纤维方向,然后将竹榫以 10mm/s的速度焊接入预留孔,进给时间为3s,旋转转速为1500r/min。当竹榫接触到预留孔底部后,停止旋转,保持压力30s,然后截断露出构件表面的圆竹榫,就可以得到连接好的构件。焊接性能结果如表2所示。
表2平行纤维方向的焊接结果
由表1和表2可知,圆竹榫单独通过第一次塑化或者第二次塑化都能提高圆竹榫在干态的抗拉力和泡水48h后的抗拉强度力。同时通过两次塑化处理能够显著提高圆竹榫的干态的抗拉力和泡水48h后的抗拉强度。
本实用新型公开了一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,包括主体,主体的上端开设有介质进料口9,主体的下端开设有介质出料口4和圆竹榫出料口5,主体内设置有翻炒装置3,主体外设置有带动翻炒装置3转动的电机11,主体的侧面开设有用于将圆竹棒运输进主体的旋转进料系统1,主体内设置有圆竹棒支撑装置6,旋转进料系统1的末尾下方设置有螺纹加工刀具2,螺纹加工刀具 2沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有截断装置7,截断装置7沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有长度挡板8,长度挡板8上设置有用于控制截断装置7开关的截断锯触动槽10。
介质出料口4和圆竹榫出料口5间隔设置。介质出料口4和圆竹榫出料口 5的个数均为N个,其中N为大于等于2的整数,优选为6个。长度挡板8的上端与主体上壁面下表面相连。翻炒装置3包括搅拌轴,搅拌轴上连有搅拌叶。
本装置的工作过程为:旋转进料系统1将圆型竹棒实现自旋转的同时实现纵向的自动进给,螺纹加工刀具2实现对竹棒的表面进行螺纹的形状的构造,螺纹为0.5mm深的,螺距为8mm的旋转螺纹。圆竹棒支撑装置7实现对竹棒的支撑。当竹棒顶到长度挡板8上的截断锯触动槽10时,触动开关使得截断锯 8向上运行从而截断竹棒,实现竹棒的定长截断。
然后将混合介质普通细沙和聚丙乙烯通过介质加入口9加入到工程竹钉处理装置中,温度控制在160℃,处理时间为30min,所有介质出料孔4关闭。处理结束后,介质出料孔4打开,介质出尽后关闭介质出料口4,同时从圆竹榫出料口5取出处理后的圆竹榫。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:包括主体,所述主体的上端开设有介质进料口(9),所述主体的下端开设有介质出料口(4)和圆竹榫出料口(5),所述主体内设置有翻炒装置(3),所述主体外设置有带动所述翻炒装置(3)转动的电机(11),所述主体的侧面开设有用于将圆竹棒运输进主体的旋转进料系统(1),所述主体内设置有圆竹棒支撑装置(6),所述旋转进料系统(1)的末尾下方设置有螺纹加工刀具(2),所述螺纹加工刀具(2)沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有截断装置(7),所述截断装置(7)沿着圆竹棒前进方向的一侧设置有长度挡板(8),所述长度挡板(8)上设置有用于控制所述截断装置(7)开关的截断锯触动槽(10)。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:所述介质出料口(4)和圆竹榫出料口(5)间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:所述介质出料口(4)和圆竹榫出料口(5)的个数均为N个,其中N为大于等于2的整数。
4.根据权利要求3所述的一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:所述介质出料口(4)和圆竹榫出料口(5)的个数均为6个。
5.根据权利要求1所述的一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:所述长度挡板(8)的上端与主体上壁面下表面相连。
6.根据权利要求1所述的一种摩擦焊接用圆竹榫制造设备,其特征在于:所述翻炒装置(3)包括搅拌轴,所述搅拌轴上连有搅拌叶。
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