一种数控机床木材加工用切削装置的制作方法

2021-01-12 11:01:21|

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本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种数控机床木材加工用切削装置。

背景技术：

木材加工，以木材为原料，主要用机械或化学方法进行的加工，其产品仍保持木材的基本特性，在森林工业中，木材加工业和林产化学加工同为森林采伐运输的后续工业，是木材资源综合利用的重要部门，包括木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰等基本加工技术，以及木材保护、木材改性等功能处理技术，切削有锯、刨、铣、钻、砂磨等方法，由于木材组织、纹理等的影响，切削的方法与其他材料有所不同，木材改性是为提高或改善木材的某些物理、力学性质或化学性质而进行的技术处理，在采用上述各种加工技术时，不同的树种所产生的反应，可显示出不同的性状，称为木材的工艺性质或加工特性。

现在的数控机床木材加工用切削装置难以对木材进行固定，使得木材在进行切削容易导致木材的位置发生偏移，从而影响木材后续的使用，严重时会浪费大量的资源，不便于工作人员使用，费时费力，影响加工效率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种数控机床木材加工用切削装置，具备便于对木材进行夹持的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种数控机床木材加工用切削装置，包括底板，所述底板顶部的前后侧均固定安装有撑板，所述撑板的顶部固定安装有方形框，所述方形框内腔的一侧活动套接有丝杆，所述丝杆的外侧活动套接有移动板一，所述移动板一内腔的顶部固定安装有气缸，所述移动板一的底部固定套接有连接架，所述气缸的底端固定套接有位于连接架下方的移动板二，所述移动板二的两侧均活动套接有移动框，所述连接架的下部活动套接有移动板三，所述移动框的后侧通过轴活动套接有连板一，所述连板一前侧的下部通过轴活动套接有移动板三，所述移动框的前侧通过轴活动套接有连板二，所述连板二后侧的下部通过轴活动套接有连接架，所述移动板三的一端固定安装有辅助板，所述辅助板的一侧固定安装有夹持板，所述底板的顶部开设有切削槽。

精选的，所述底板的底部固定安装有底箱，所述底箱内腔前侧的中心固定安装有电机一，所述电机一的输出端固定套接在圆板的中部上，所述圆板前侧的外侧固定安装有机架一，所述机架一的一侧固定安装有电机二，所述电机二的输出轴固定套接有切削刀，所述切削刀位于圆板的后侧，所述底箱的内腔活动连接在切削刀的上部。

精选的，所述切削刀的数量为四个，四个所述切削刀均匀分布在电机一的外侧上，四个所述切削刀的直径大小依次减少五厘米，其中一个所述切削刀位于切削槽的内腔里。

精选的，所述方形框内腔的另一侧固定套接有导杆，所述方形框的后侧通过机架二固定安装有电机三，所述电机三的输出端固定套接在丝杆的后端上，所述导杆的外侧和丝杆的外侧分别活动套接有两个移动板一，其中一个所述移动板一上部的内腔设有内螺纹，所述内螺纹和丝杆外侧的外螺纹相互啮合。

精选的，所述底板底部的四角均固定安装有支撑腿，所述支撑腿的底部固定安装有防滑垫。

精选的，所述连接架的数量为两个，两个所述连接架分别分布在底板顶部的两侧，两个所述连接架前后侧的下部均活动套接有移动板三，两个所述连接架前后侧之间上的移动板三之间利用辅助板固定连接。

精选的，所述夹持板的整体呈u字形状，所述夹持板的数量为两个，两个所述夹持板分别分布在切削槽的前后侧上。

精选的，所述丝杆和导杆分别靠近所述方形框内左右两侧壁，所述数控机床木材加工用切削装置还包括稳定装置，所述稳定装置被设置在方形框内，且位于丝杆和导杆之间；

所述稳定装置包括：

固定板，所述固定板前后两侧分别固定连接在所述方形框前侧内壁和后侧内壁；

所述方形框内部设置有放置齿条和固定件，所述放置齿条平行于所述丝杆，所述固定件与所述固定板固定连接，所述放置齿条滑动连接在固定板左侧壁或右侧壁，所述固定件套接在所述放置齿条外侧；

所述固定件左右两侧均固定连接有安装板，两个所述安装板相互平行；

两个所述安装板之间通过第一连接轴转动连接有转动杆；

所述转动杆的底部转动连接有推动件，所述推动件位于所述转动杆和所述安装板的铰接处的下方，所述推动件与所述放置齿条配合，用于推动所述放置齿条；

两个所述安装板之间还通过第二连接轴转动连接有限位件；

弹性件，一端与所述第二连接轴固定连接，另一端与所述安装板固定连接；

所述固定件的底部固定有第一夹持块；

所述放置齿条的一端固定第二夹持块，所述第二夹持块与所述第一夹持块相对；

转动所述转动杆,所述推动件推动所述放置齿条运动,使所述第二夹持块朝向所述第一夹持块运动。

精选的，所述一种数控机床木材加工用切削装置还包括高度检测装置、温度检测装置、控制装置、降温装置、切削速度检测装置、报警装置，所述降温装置用于对所述切削刀进行降温，所述控制装置与所述高度检测装置、温度检测装置、降温装置、切削速度检测装置及报警装置电连接；

所述高度检测装置用于检测木材的高度和所述切削刀的切削深度；

所述温度检测装置用于检测木材切削时切削刀的温度；

所述切削速度检测装置用于检测所述切削刀的切削速度；

所述控制装置基于切削速度检测装置、高度检测装置、温度检测装置的检测值控制所述降温装置和报警装置工作，包括：

基于公式(1)计算切削刀的切削功率p

p＝f*v*10^-3/60(1)；

在式(1)中，f表示在被切削木材的整个切削过程中切削刀的平均切削力，v为所述切削速度检测装置检测值；

基于切削功率p及高度检测装置、切削速度检测装置及公式(2)计算被切削木材的损失体积

在式(2)中s表示被切削木材的易损系数，ρ1表示被切削木材的密度，ρ2表示切削刀的密度；δq表示切削至目标切削深度时，数控机床的功率损失量；f1表示切削刀在初始切削时刻切削力的大小，fx表示切削刀切削至目标切削深度时切削力的大小，fδx表示切削刀切削过程中切削力的损耗，h1表示所述高度检测装置检测的未切削时木材的高度，hx表示目标切削深度；t1表示初始切削时刻，tx表示切削至目标切削深度的时刻，v表示被切削木材的体积，e为常数，取值为2.72；

当所述温度检测装置检测值大于预设温度阈值时，所述控制装置控制所述降温装置对所述切削刀表面进行降温；

所述控制装置比较公式(2)计算被切削木材的损失体积与预设被切削木材的最大允许损失体积，当所述被切削木材的损失体积大于预设被切削木材的最大允许损失体积时，所述控制装置控制所述报警装置进行报警。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、该数控机床木材加工用切削装置，通过气缸的向下运行可带动移动板二向下移动，通过移动板二的两侧均利用移动框、连板一和连板二分别与移动板三和连接架之间活动连接，便于带动移动板三沿着与连接架连接处向连接架的中心移动，便于将木材夹持在连接架的下方，便于对木材进行固定。

2、该数控机床木材加工用切削装置，通过电机二的运行可带动切削刀的旋转，便于对木材进行切削，通过四个切削刀的直径大小依次减少五厘米，再通过电机一的运行可带动圆板和切削刀旋转，便于将不同直径大小的切削刀旋转到切削槽内腔里，使得此装置适用于不同厚度的木材。

3、该数控机床木材加工用切削装置，通过电机三的运行可带动丝杆的旋转，再通过丝杆和其中一个移动板一之间利用其中一个移动板一上部内腔里的内螺纹啮合连接，便于带动丝杆在方形框的内腔里前后侧移动，便于根据不同的切割需求调节木材切割的位置。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明气缸立体结构示意图；

图3为本发明移动框立体结构示意图；

图4为本发明切削槽立体结构示意图；

图5为本发明电机二立体结构示意图；

图6为本发明移动框内放置齿条结构示意图；

图7为本发明转动杆和推动件的结构示意图。

图中：1、底板；2、撑板；3、方形框；4、丝杆；5、移动板一；6、气缸；7、连接架；8、移动板二；9、移动框；10、移动板三；11、连板一；12、连板二；13、辅助板；14、夹持板；15、切削槽；16、底箱；17、电机一；18、圆板；19、电机二；20、切削刀；21、导杆；22、电机三；23、支撑腿31、放置齿条；32、固定件；33、安装板；34、转动杆；35、推动件；36、第一钩头；37、第二钩头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种数控机床木材加工用切削装置，包括底板1，底板1顶部的前后侧均固定安装有撑板2，撑板2的顶部固定安装有方形框3，方形框3内腔的一侧活动套接有丝杆4，丝杆4的外侧活动套接有移动板一5，移动板一5内腔的顶部固定安装有气缸6，通过气缸6的向下运行可带动移动板二8向下移动，通过移动板二8的两侧均利用移动框9、连板一11和连板二12分别与移动板三10和连接架7之间活动连接，便于带动移动板三10沿着与连接架7连接处向连接架7的中心移动，便于将木材夹持在连接架7的下方，便于对木材进行固定，移动板一5的底部固定套接有连接架7，气缸6的底端固定套接有位于连接架7下方的移动板二8，移动板二8的两侧均活动套接有移动框9，连接架7的下部活动套接有移动板三10，移动框9的后侧通过轴活动套接有连板一11，连板一11前侧的下部通过轴活动套接(如通过轴转动连接)有移动板三10，移动框9的前侧通过轴活动套接有连板二12，连板二12后侧的下部通过轴活动套接有连接架7，移动板三10的一端固定安装有辅助板13，辅助板13的一侧固定安装有夹持板14，底板1的顶部开设有切削槽15。

其中，底板1的底部固定安装有底箱16，底箱16内腔前侧的中心固定安装有电机一17，电机一17的输出端固定套接在圆板18的中部上，圆板18前侧的外侧固定安装有机架一，机架一的一侧固定安装有电机二19，电机二19的输出轴固定套接有切削刀20，切削刀20位于圆板18的后侧，底箱16的内腔活动连接在切削刀20的上部，通过电机一17的运行可带动圆板18和切削刀20旋转，便于将不同直径大小的切削刀20旋转到切削槽15内腔里，通过电机二19的运行，便于带动切削刀20的旋转。

其中，切削刀20的数量为四个，四个切削刀20均匀分布在电机一17的外侧上，四个切削刀20的直径大小依次减少五厘米，其中一个切削刀20位于切削槽15的内腔里，通过电机二19的运行可带动切削刀20的旋转，便于对木材进行切削，通过四个切削刀20的直径大小依次减少五厘米，，使得此装置适用于不同厚度的木材。

其中，方形框3内腔的另一侧固定套接有导杆21，方形框3的后侧通过机架二固定安装有电机三22，电机三22的输出端固定套接在丝杆4的后端上，导杆21的外侧和丝杆4的外侧分别活动套接有两个移动板一5，其中一个移动板一5上部的内腔设有内螺纹，内螺纹和丝杆4外侧的外螺纹相互啮合，通过电机三22的运行可带动丝杆4的旋转，再通过丝杆4和其中一个移动板一5之间利用其中一个移动板一5上部内腔里的内螺纹啮合连接，便于带动丝杆4在方形框3的内腔里前后侧移动，便于根据不同的切割需求调节木材切割的位置。

其中，底板1底部的四角均固定安装有支撑腿23，支撑腿23的底部固定安装有防滑垫，通过底板1底部的四角均固定安装有支撑腿23，便于对整个装置进行支撑，再通过支撑腿23的底部固定安装有防滑垫，提高了支撑腿23与地面之间的摩擦力。

其中，连接架7的数量为两个，两个连接架7分别分布在底板1顶部的两侧，两个连接架7前后侧的下部均活动套接有移动板三10，两个连接架7前后侧之间上的移动板三10之间利用辅助板13固定连接，通过两个连接架7前后侧之间上的移动板三10之间利用辅助板13固定连接，便于将木材的前后侧均夹持住。

其中，夹持板14的整体呈u字形状，夹持板14的数量为两个，两个夹持板14分别分布在切削槽15的前后侧上,通过夹持板14的整体呈u字形状，再通过两个夹持板14分别分布在切削槽15的前后侧上，提高了夹持木材的稳定性，便于对木材进行夹持。

工作原理：使用时，将木材放置在两个夹持板14之间，通过气缸6的向下运行可带动移动板二8向下移动，通过移动板二8的两侧均利用移动框9、连板一11和连板二12分别与移动板三10和连接架7之间活动连接，可带动移动板三10沿着与连接架7连接处向连接架7的中心移动，将木材夹持在连接架7的下方，根据木材切割的位置，通过电机三22的运行可带动丝杆4的旋转，带动丝杆4在方形框3的内腔里前后侧移动，再根据木材的厚度，通过电机一17的运行可带动圆板18和切削刀20旋转，将指定直径大小的切削刀20旋转到切削槽15内腔里，即可。

其中，所述丝杆4和导杆21分别靠近所述方形框3内左右两侧壁，所述数控机床木材加工用切削装置还包括稳定装置，所述稳定装置被设置在方形框3内，且位于丝杆4和导杆21之间；

所述稳定装置包括：

固定板，所述固定板前后两侧分别固定连接在所述方形框3前侧内壁和后侧内壁；

所述方形框3内部设置有放置齿条31和固定件32，所述放置齿条31平行于所述丝杆4，所述固定件32与所述固定板固定连接，所述放置齿条31滑动连接在固定板左侧壁或右侧壁，所述固定件套接在所述放置齿条外侧；

所述固定件32左右两侧均固定连接有安装板33，两个所述安装板33相互平行；

两个所述安装板33之间通过第一连接轴转动连接有转动杆34；

所述转动杆34的底部转动连接有推动件35，所述推动件35位于所述转动杆34和所述安装板33的铰接处的下方，所述推动件35与所述放置齿条31配合，用于推动所述放置齿条31；

两个所述安装板33之间还通过第二连接轴转动连接有限位件38；

弹性件39，一端与所述第二连接轴固定连接，另一端与所述安装板33固定连接；

所述固定件32的底部固定有第一夹持块36；

所述放置齿条31的一端固定第二夹持块37，所述第二夹持块37与所述第一夹持块36相对；

转动所述转动杆34,所述推动件35推动所述放置齿条31运动,使所述第二夹持块37朝向所述第一夹持块运动36。

上述技术方案的有益效果为：考虑到木材一般是圆形，容易滚动，尤其是直径较大的木材，在夹持板14夹持木材下部的的基础上，在所述数控机床木材加工用切削装置上加入了一个稳定装置，用于夹持木材上部；

需要切割工作时，可以将所述需要被切割的木材放置在所述稳定装置上然后再进行切割，放置齿条摩擦系数大，将所述需要被切割的木材放置在所述放置齿条上时，放置齿条较大的摩擦系数可以防止木头发生滚动，防止发生滚刀等意外，所述第二夹持块37和第一夹持块36可以对木材起到一个卡扣防滑作用，可以将木材稳定在在所述放置齿条及第二夹持块37和第一夹持块36之间上，所述推动件则可以根据木材的大小调整卡扣的距离。

在一个实施例中，还包括高度检测装置、温度检测装置、控制装置、降温装置、切削速度检测装置、报警装置，所述降温装置用于对所述切削刀20进行降温，所述控制装置与所述高度检测装置、温度检测装置、降温装置、切削速度检测装置及报警装置电连接；

所述高度检测装置用于检测木材的高度和所述切削刀20的切削深度；

所述温度检测装置用于检测木材切削时切削刀20的温度；

所述切削速度检测装置用于检测所述切削刀20的切削速度；

所述控制装置基于切削速度检测装置、高度检测装置、温度检测装置的检测值控制所述降温装置和报警装置工作，包括：

基于公式(1)计算切削刀20的切削功率p

p＝f*v*10^-3/60(1)；

在式(1)中，f表示在被切削木材的整个切削过程中切削刀20的平均切削力，v为所述切削速度检测装置检测值；

基于切削功率p及高度检测装置、切削速度检测装置及公式(2)计算被

在式(2)中s表示被切削木材的易损系数，ρ1表示被切削木材的密度，ρ2表示切削刀的密度；δq表示切削至目标切削深度时，数控机床的功率损失量；f1表示切削刀20在初始切削时刻切削力的大小，fx表示切削刀20切削至目标切削深度时切削力的大小，fδx表示切削刀切削过程中切削力的损耗，h1表示所述高度检测装置检测的未切削时木材的高度，hx表示目标切削深度；t1表示初始切削时刻，tx表示切削至目标切削深度的时刻，v表示被切削木材的体积，e为常数，取值为2.72；

当所述温度检测装置检测值大于预设温度阈值时，所述控制装置控制所述降温装置对所述切削刀表面进行降温；

上述技术方案的有益效果为：所述高度检测装置用于检测木材的高度和所述切削刀的切削深度；所述温度检测装置用于检测木材切削时切削刀的温度；所述切削速度检测装置用于检测所述切削刀的切削速度；当所述温度检测装置检测值大于预设温度阈值时，所述控制装置控制所述降温装置对所述切削刀表面进行降温；

所述控制装置基于切削速度检测装置、高度检测装置、温度检测装置的检测值控制所述降温装置和报警装置工作；其中，所述控制装置首先基于公式(1)计算切削刀20的切削功率p，然后利用切削基于切削功率p及高度检测装置、切削速度检测装置及公式(2)计算木材的损失体积；所述控制装置比较计算被切削木材的损失体积与预设被切削木材的最大允许损失体积，其中，公式(2)中考虑木材本身因素对损失体积的影响(如木材密度、易损系数、木材高度)、及切削刀及机床因素(如切削刀的密度、切削深度、切削力损耗、切削速度、切削时间、切削功率及功率损耗)对木材损失体积的影响，考虑上述多方面因素，使得计算结果更加可靠；

当所述被切削木材的损失体积大于预设被切削木材的最大允许损失体积时，所述控制装置控制所述报警装置进行报警，以实现提醒切削异常(如木材材质因素导致的易损失和切削刀切削因素,如切削力异常和切削深度及切削功率异常异常等等)，便于操作者及时调整，避免处于异常的切削状态，导致大批不合格品的产生。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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