平刨床能将毛料的被加工表面加工成平面,常用在实木粗加工车间用于基准平面加工。
平刨床一般按加工平面的最大宽度(主参数)分为:
1、轻型:工作台宽度200-400mm
2、中型:工作台宽度500-700mm
3、重型:工作台宽度800-1000mm
木工平刨床是专门用于木料手面加工的机械,是木材加工必不可少的基本设备。平刨床通过刨刀轴纵向旋转,对横向进给的木料进行铣削,来实现木材的平面加工。手工进给的单轴平刨床是常用类型,它完全敞开外露的刨刀轴,手工推压木料从高速运转的刀轴上方通过,是本机床最大的危险。常见伤害事故是刨刀切割手指,防止切割伤害的关键是解决刨刀轴的安全防护。
平刨床主要由机身、工作台、刀轴及驱动装置三大部分组成(见图13-1)。
图13-1 木工平刨床简图
1-电动台 2-机身 3,6-工作台面 4-导尺 5-刀轴
7-工作台调整手柄 8-电钮 9-偏心轴架护罩
1.机身
机身是整个机器的基础部分,其作用是连接机器的各组成部分,承受工作载荷。机身一般为铸铁整体结构。机身的安全要求如下:
(1)有足够的刚度、良好的抗振性和稳定性;
(2)符合安全人机学的原则。满足人体半站立操作的高度要求和足够的操作活动空间;
(3)机身外形尽量采用圆角和圆滑曲面,避免利棱锐角:
(4)结构设计要方便通风除尘装置的配置和畅通的排屑通道。
2.工作台
工作台是木材刨削的操作平台,由前、后两块工作台板、导尺(也称靠山)、工作台板升降机构组成。
(1)工作台各部分的功能。工作台板前长后短,起导向作用,使刨削有稳定的平面基准;前矮后高,二者的高度差为刨削深度。台板采用铸铁结构,安装在刨刀轴两侧,露出刨刀轴全长,在靠近刀轴一侧镶有一块尖角的钢板,形成工作台与刀轴的开口,在钢板损坏时,便于维修和更换。这个部位称作唇口(也称刨口)。工作台面应平整、光滑,不得有凹坑凸起,防止木料通过时发生弹跳、侧倒而造成伤害。导尺横跨在两工作台之间,立贴在机身外侧,作为引导木料送给的侧面基准。升降装置可调整工作台板高度和刨削开口量。
(2)工作台升降机构常见的有偏心轴式和倾斜导轨式两种。升降机构必须能自锁或设有锁紧装置,防止受力后工作台位置自行变化而引起危险。
①偏心轴式升降机构。其结构和工作原理见图13-2,搬动手柄4通过四连杆机构6,便装设在机身3上的偏心轴5转动,驱使工作台在偏心距范围内移动,从而使工作台升降,同时调整与刀轴的间距。
图13-2 偏心轴式升降机构
1-刀轴 2-工作台 3-机身 4-手柄 5-偏心轴 6-四连杆机构
②倾斜导轨式升降机构。其结构和工作原理见图13一3,转动手轮7通过丝杠5和螺母4,使工作台沿机身8上的楔形导轨3和6上升或下降。
图13-3 偏心轴式升降机构
1-刀轴 2-工作台 3,6-楔形导轨 4-螺母 5-丝杠 7-手轮 8-机身
(3)两工作台板唇口间的水平距离称为工作台的开口量(见图13-4)。开口起断屑作用,开口量大小直接关系到安全。开口量大,刀轴外露区域大,手触碰刀具的可能性就大,伤害程度就厉害;反之刀轴外露小,安全性也就高。但开口量也不能过小,如果开口量过小,不仅增加刀轴与唇口接触的可能性,而且使机床的动力噪声急剧增加,尽而不利于安全。开口量与刀轴切削圆的大小、工作台升降机构的型式、采用的安全装置种类、工作台的位置以及切削深度都有密切的关系。最大切削深度为5mm平刨床的开口量须满足表 13-2的要求。
图13-4 最大开口量示意图
(a)无内护罩 (b)有内护罩
升降机构型式 | 切削圆公称直径 | |||||||
70~80 | >80~90 | >90~100 | >100~112 | >112~125 | >125~140 | >140~160 | ||
偏心轴 | 无内护罩 | ≤40 | ≤42.5 | ≤45 | ≤47.5 | ≤50 | ≤55 | ≤60 |
有内护罩 | ≤56 | ≤60 | ≤64 | ≤68 | ≤74 | ≤78 | ≤83 | |
斜导轨 | 无内护罩 | ≤45 | ≤50 | ≤55 | ≤60 | ≤65 | ||
有内护罩 | ≤62 | ≤66 | ≤70 | ≤74 | ≤80 | ≤85 | ≤90 |
表 13-2普通平刨床最大开口量Lmax许用值
注:内护罩是指唇口下方的一种遮盖刀轴的圆弧形防护罩(见图13-4b)。
3.刀轴及其驱动装置
刀轴是乎刨床的工作装置。刀轴有效长度与工作台面等宽,刨削工件的最大宽度取决于刀轴的有效长度,并以刀轴长度作为平刨床的基本参数。刀轴旋转切削工件的动力是由电动机通过皮带传动装置供给。刀轴是由刨刀体、主轴和刨刀片组成,装入刀片后的总成,称为刨刀轴或刀轴。刨刀体是用来安装刀片的金属本体,有棱柱形和圆柱形两种(见图13-5)。
图13-5 刨刀轴类型
(a)方刀轴 (b)圆刀轴 (c)改进后的圆刀轴
1-弹簧 2-刀片 3-螺栓 4-压刀条 5-刨刀轴
(1)刨刀轴的种类与安全:
①方刀轴。在正方形的刨刀体上有四个槽孔,刀片用穿过刀片槽孔的螺栓固定在刨刀体的四个面上(见图13-5a)。这种刀轴的安全性很差,刨刀体的棱柱形本身就构成了不安全因素,当手误碰刀轴,会造成断指事故;而最大问题在于在刨削过程中一旦刀片松动,会造成飞刀事故。方刀轴仅限制在有防护装置的压刨床上使用。
②圆刀轴。在圆柱形的刨刀体上均匀开有几个梯形槽(见图13-5b),刀片装在槽内,并通过紧固螺栓顶住压刀条,产生对刀片挤压力来紧固刀片。为便于用扳手拧螺栓,在刨刀体上预留出装刀槽。刨刀体采用圆柱形比棱柱形无疑更安全,但长贯整个刀轴的装刀槽仍构成安全隐患,当手指意外触碰时,卡入装刀槽里,会造成严重切伤甚至断指伤害。
改进后的圆刀轴(见图13-5c)将压刀条截面制成梯形,内六角紧固螺栓嵌放在压刀条内。旋紧螺栓时,螺栓顶在装刀槽底部,使压刀条往外圆方向移动,楔卡在槽中,并用侧面将刀片挤住,压刀条外线与刀体外线基本处于同一圆周上,将装刀槽填平,仅在刀片附近留一出屑槽。如果手误触刀轴,虽然不可避免会伤及手指皮肉,但可避免断指事故,安全性比前两者好。
(2)刀片。刀片用来刨削木料。在通常的切削状态下,由于刀轴的高转速,使刀片受的离心力远远大于切削力。若刀片在径向伸出量过大,会引起切削力增大,万一手误触造成的伤害程度也大;若刀片伸出量不一致或崩牙损害,会使刀轴受旋转不平衡力作用且切削力不均匀,工件会因受不平衡切削力而侧倒,或因受周期性冲力而弹跳;若刀片过窄或紧固不牢,在强大离心力的作用下,刀片在径向会产生不对称的滑移,甚至造成刀片飞出伤人。
(3)刀轴、刀片及其装配的安全要求:
①平刨床使用刀袖的刨刀体应为圆柱形,手工操作的平刨床严禁使用方形和各种棱柱形刨刀体。组装后的刀槽应为半封闭形或封闭形(见图13-5b,c)。
②刨刀片的宽度大于30mm,重磨后的宽度不得小于原宽度的2/3。
③组装后的刨刀片径向伸出量应控制在1.lmm之内,刀片在刨刀体端截面上的径向伸出量允差不得大于0.05mm。
④组装后的刀轴须经强度试验。该试验要求切削含水率为15%的中等硬度木材,在送料速度为8~16m/min、切削深度为2~4mm、刀轴转速不低于4500r/min情况下,连续切削5min后,刀片不得有卷刃、崩刃或显著磨钝现象。
⑤组装后的刀轴须经离心试验。该试验启动次数为3次,每次稳速的试验时间为10min。每次启动分三挡升速法:第一挡为额定速度;第三档为试验转速即2倍的额定转速;第二档为二者的平均值。试验后压刀条相对于刀体的滑移量不得大于0.15 mm,切削圆直径变化不大于0.3 mm。
⑥刀轴的驱动装置所有外露旋转件都必须有牢固可靠的防护罩,并在罩上标出单向转动的明显标志。它还必须设有制动装置,在切断电源后,保证刀轴在下述规定的时间内停止转动:刨床宽度≥300 mm的为10s;刨床宽度<300mm的为5s。此外,它还应设有刀轴定位的止动锁定机构,保障刀片装卸时的安全。
4.满足劳动卫生要求
对平刨床的劳动卫生要求如下:
(1)根据对指定点的垂直振动速度测定情况,调整和控制平刨床的振动。平刨床振动与机床的结构型式、各零部件以及装配的质量有关,但主要原因是刀轴的不平衡离心力。
(2)平刨床空转噪声声压级不得超过85dB(A)。
(3)平刨床操作间必须设置吸尘装置,保证工作场所的粉尘浓度不超过10mg/m3。
木工刨床分类有那些?
按照不同的工艺用途,木工刨床可分为平刨床、单面压刨床、双面刨床、三面刨床、四面刨床和精光刨床等。
按工艺用途及结构不同有:平刨、压刨、四面刨、净光机等。
平刨:用于精确刨平工件毛坯的基准面,同时也可加工与基准面相邻的面,用作辅助基准面,有手工进给和机械进给以及单轴和双轴之分。
压刨:用于将已经平刨加工过基准面的相对面加工光洁并与基准面平行,通过压刨加工可使工件定厚和定宽,全都采用机械进给。
四面刨:用于一次进给中同时加工工件的四个面,因采用机械进给和多刀轴加工,所以效率高。
净光机:是采用纯刨削方式加工,用于零件表面最后的精光加工,加工原理类似于手工刨。
木工平刨床:用来刨削工件的一个基准面或两个直交的平面。电动机经胶带驱动刨刀轴高速旋转,手按工件沿导板紧贴前工作台向刨刀轴送进。前工作台低于后工作台,高度可调,其高度差即为刨削层厚度。调整导板可改变工件的加工宽度和角度。拼缝刨床的结构与平刨床相似,但加工精度较高。
平刨主要用于板材的拼合面的加工。
木工压刨床用于刨削板材和方材,以获得精确的厚度,适合于各种家具、车辆等的木质零件加工,其结构也较平刨复杂,类型也较多,目前较为常用的是单面压刨。单面木工压刨床的刨刀轴作旋转的切削运动,位于木料上下的四个滚筒使木料作进给运动,沿着工作台通过刀轴。双面木工刨床由两个刀轴同时加工,按刀轴布置方式的不同,可刨削工件的相对两面或相邻两面。三面木工刨床利用三个刀轴同时刨光工件的三个面。四面木工刨床利用4~8根刀轴同时刨光工件的四个面,生产率较高,适用于大批量生产。
平刨床的安全操作要求:
任何机械都有它的安全操作规范,木工平刨床作为专门用于木料手面加工的机械,是木材加工必不可少的基础设备,我们可想它的使用频率。平刨床的安全操作有什么要求呢?
(1)没有安全防护措施的木工平刨床禁止使用,安全装置要灵敏、可靠,无故障。
(2)操作前应对待加工木料进行检查,针对具体情况确定操作方法。加工旧料须事先将残留铁钉、泥土等杂物清理干净。
(3)开机前,检查机床的传动部分、工作台的调整和锁紧、刀轴的刀片安装紧固等是否符合安全规定。加工前应进行空载试车,确认合格,才可进行实际加工。
(4)刨削时,操作人员要保持身体平稳,应双手推送,控制进料速度均匀。刨大面时,手应按压在料上面;刨小面时,手指不得低于料高一半,并且距工作台面高度在30mm以上;遇节疤、逆茬、纹理不顺、材质坚硬时应减慢推料速度。严禁手指放在料后端面推送。
(5)加工长度小于300mm、厚度低于20mm的短薄木料,严禁用手直接推送,要使用推律或压板等手用工具。不要在平刨床上加工长度小于工作台开口量4倍的短料。
(6)更换刀具时,应戴手套。
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