?。?/span>1)直線形型面:零件縱向呈直線形,橫斷面呈一定型面,如各種線條。
?。?/span>2)曲線形型面:零件縱向呈曲線形,橫斷面無特殊型面或呈簡單曲線型(曲平面與曲面構(gòu)成簡單曲線形體),如各種桌幾腿、椅凳腿、扶手、望板、拉檔等。
?。?/span>3)復(fù)雜外形型面:零件縱向和橫斷面均呈復(fù)雜的曲線型(由曲面與曲面構(gòu)成的復(fù)雜曲線形體),如鵝冠腳、老虎腳、象鼻腳等。
?。?/span>4)回轉(zhuǎn)體型面:將方、圓、多棱、球等幾種幾何體組合在一起,曲折多變,其基本特征是零件的橫斷面呈圓形或圓形開槽形式,如各種車削或旋制的腿、腳以及柱臺(tái)形、回轉(zhuǎn)體零件。
?。?/span>5)寬面及板件型面:較寬零部件以及板件的邊緣或表面所銑削成的各種線型,以達(dá)到美觀的效果,如鏡框、鑲板、果盤,以及柜類的頂板、面板、旁板、門板和桌幾的臺(tái)面板等。
上述各種型面與曲面的加工,通常是在各種銑床上進(jìn)行,按照線型和型面的要求,采用不同的成型銑刀或者借助于夾具、模具等的作用來完成。根據(jù)各種零件的型面和曲面的型式不同,也可采用仿型銑床、木工車床、鏤銑機(jī)或數(shù)控鏤銑機(jī)等來加工各種型面與曲面?,F(xiàn)分述如下:
1 直線形型面零件的加工及設(shè)備
1.1 四面刨或線條機(jī)
直線形型面零件主要是在四面刨或線條機(jī)上采用相應(yīng)的成型銑刀來進(jìn)行加工。如果要在零件寬面上加工型面,為了保證安全或使零件放置穩(wěn)固,宜在壓刨或四面刨的水平刀頭上安裝相應(yīng)的成型銑刀來加工。
1.2下軸銑床(立銑)
直線形型面零件的銑型、裁口、開槽、起線等的加工,也可在下軸銑床(立銑)上根據(jù)零件斷面的形狀,選擇相應(yīng)的成型銑刀,并調(diào)整好刀頭伸出量(刀刃相對(duì)于導(dǎo)尺的伸出量即為需要加工型面的深度),使工件(或夾持工件的專用夾具)沿導(dǎo)尺移動(dòng)進(jìn)行切削加工。
2 曲線形型面零件的加工及設(shè)備
2.1 下軸銑床(立銑)
曲線形型面零件通常是在下軸銑床上按照線型和型面的要求,采用不同的成型銑刀或者借助于夾具、模具等的作用來完成加工的,一般是手工進(jìn)料。加工這類零件必須使用模板夾具,模板的邊緣做成零件所需要的形狀。此時(shí)不需安裝導(dǎo)尺以方便模板自由移動(dòng)。工件夾緊在模板上,使模板沿刀軸上的擋環(huán)進(jìn)行銑削,即可加工出與模板邊緣相同的曲線零件。采用雙模板銑削曲線型面零件,可提高生產(chǎn)效率。此外,應(yīng)盡可能地順紋理銑削,以保證較高的加工質(zhì)量;對(duì)于曲率半徑較小的部位或逆紋理銑削時(shí),應(yīng)適當(dāng)減慢進(jìn)料速度,以防止產(chǎn)生切削劈裂。
2.2雙頭下軸銑床(雙立銑)
曲線形型面零件也可在大頭下軸銑床(雙立銑)上進(jìn)行加工。雙立銑床是由兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的刀軸組成,機(jī)床的兩刀軸間距固定不變。切削加工時(shí),將工件固定在模板上,并使模板邊緣緊靠擋環(huán)移動(dòng)來完成銑削,一般是手工進(jìn)料。如果銑削過程中出現(xiàn)逆紋理切削時(shí)就應(yīng)改用雙頭下軸銑床的另一個(gè)轉(zhuǎn)向的刀頭進(jìn)行加工,從而實(shí)現(xiàn)順紋切削,以保證較高的加工表面質(zhì)量。由此可知,采用具有轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的兩個(gè)刀軸的下軸銑床,能使操作者在不用更換夾具或機(jī)床情況下,根據(jù)工件纖維方向保持順纖維方向切削,因此切削所得加工表面平滑,不會(huì)引起纖維劈裂,加工精度也較高。雙立銑的工作臺(tái)表面帶有滑槽,如在其上面安裝導(dǎo)尺,就能起到單頭下軸銑床的作用。
臥式自動(dòng)雙軸靠模銑床是生產(chǎn)實(shí)木桌椅、沙發(fā)的專用設(shè)備,該機(jī)有兩個(gè)可以裝配成型銑刀的刀軸(兩刀軸間距可自動(dòng)變化),加工時(shí),只需將工件裝在相應(yīng)的模具上,由兩個(gè)水平橡膠進(jìn)料輥(可調(diào)節(jié)高度)壓緊扣驅(qū)動(dòng),銑刀便可依據(jù)模具形狀在工件兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行銑型。該銑床主要是依靠模具加工,模具的形狀決定加工零件的線型,刀軸線始終處于弧面的法線位置,這與采用下軸銑床加工的結(jié)果完全不同。下軸銑床加工不可能使刀軸始終處于弧面的法線位置,因此銑出的型面很可能會(huì)移位。一般工藝過程是:先由細(xì)木工帶鋸配制出留有加工余量的變曲形毛料,然后在壓刨上利用模具加工成彎曲零件或用下軸銑床加工其兩個(gè)弧面,然后用臥式自動(dòng)雙軸靠模銑床加工兩側(cè)型面。該機(jī)同樣也適宜加工實(shí)木彎曲或薄板膠合彎曲而成的弧形零件的兩側(cè)型面。雙軸自動(dòng)靠模銑床的加工工藝過程。
2.4 立式自動(dòng)雙側(cè)模銑床
立式自動(dòng)雙側(cè)靠模銑床,有雙軸型、四軸型、六軸型以及八軸型等,該類銑床的加工原理和加工方法與上述自動(dòng)雙軸靠摸銑床(臥式)基本相似,只是各種類型的自動(dòng)雙側(cè)靠模銑床的進(jìn)料裝置不是水平進(jìn)料輥,而是立式(或直進(jìn)式)進(jìn)料架,它可以同時(shí)安裝和加工幾個(gè)工件,而且在銑型的同時(shí)還可以安裝工件,能實(shí)現(xiàn)連續(xù)性銑型。目前,該類銑床在實(shí)木家具生產(chǎn)中是一種銑型效率較高的設(shè)備。
2.5回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式靠模銑床
對(duì)于批量較大的曲線形型面實(shí)木零件,可以采用回轉(zhuǎn)工件臺(tái)式自動(dòng)靠模銑床進(jìn)行型面銑削加工。該類銑床的加工原理和中工方法是利用工件隨回轉(zhuǎn)工件臺(tái)(或轉(zhuǎn)盤)作圓周運(yùn)動(dòng),通過銑刀軸上的擋環(huán)靠緊工件下的工模具完成的。其具體加工原理和工藝可參見寬面及板件型面的加工設(shè)備部分。
2.6鏤銑機(jī)
對(duì)于加工曲率半徑小的曲線形零件,可以在鏤銑機(jī)(立式上軸銑床)上采用成型銑刀,并通過模具和工作臺(tái)面上凸出的仿形定位銷(又稱導(dǎo)向銷)的導(dǎo)向移動(dòng)進(jìn)行切削加工,一般每次的切削量較少,應(yīng)多次切削才能完成。其具體加工原理和工藝可參見寬面及板件型的加工及設(shè)備部分。
3 寬面及板件型面零件的加工及設(shè)備
較寬零部件以及板件的邊緣或表面如需銑削出各種線型和型面,如鏡框、畫框、鑲板以及柜類家具的各種板件和桌幾的臺(tái)面板、椅凳的座靠板等,一般可在回轉(zhuǎn)工件臺(tái)式自動(dòng)靠模銑床、鏤銑機(jī)、數(shù)控鏤銑機(jī)以及雙軸銑上加工。
3.1回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式自動(dòng)靠模銑床
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)靠模銑床又稱自動(dòng)圓盤式仿形銑床、或自動(dòng)圓盤式仿型刨花機(jī),屬于上軸銑床。通常有1-2個(gè)銑刀軸,主要用于實(shí)木零部件及板材的邊部或外邊緣銑削加工。銑削量主要由擋環(huán)半徑與刀具回轉(zhuǎn)半徑之差值所決定,銑削形狀由所配的刀頭形狀決定。在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上裝有模板,零件被安裝在模板上之后,由壓緊裝置將它們壓緊,擋環(huán)位于刀軸的下部,在氣動(dòng)或彈簧等壓緊裝置的壓緊力作用下,模板的邊緣緊靠擋環(huán),隨著工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng),銑刀就能按模板的曲線形狀對(duì)工件進(jìn)行加工。模板應(yīng)隨零件曲線形狀的改變而 更換,工件的裝卸和加工可同時(shí)進(jìn)行,而且一個(gè)模板上一次可安裝多個(gè)零件,所以生產(chǎn)率高,適合于大量生產(chǎn)?;剞D(zhuǎn)工作臺(tái)式自動(dòng)內(nèi)徑靠模銑床、又稱自動(dòng)圓盤式內(nèi)徑仿型銑或自動(dòng)圓盤式內(nèi)徑仿型刨邊機(jī),有輕型和中型兩種。該類銑床屬于下軸銑床,其銑削加工方法與上述銑床基本相似,適合于實(shí)木零部件以及板材內(nèi)徑的銑削,如鏡框、畫框以及內(nèi)彎零部件的加工等。
3.2 鏤銑機(jī):
鏤銑機(jī)主要用于零件外形曲線、內(nèi)部仿形銑削,花紋雕刻、浮雕等加工。其原理是將被加工零件與模板固定在一起,在可升降工件臺(tái)面上有凸出的仿形異向銷(又稱定位銷,一般伸出高為6mm),由于導(dǎo)向銷的軸線與銑刀的軸線在同一中心線上,所以當(dāng)模板邊緣緊靠導(dǎo)向銷移動(dòng),即可加工出所需的曲線形零件;如在模板的背面(靠近導(dǎo)向銷的一面)預(yù)先加工出符合設(shè)計(jì)要求的仿形曲線凹槽(該仿形曲線能反映被加工圖案的輪廓),根據(jù)花紋的斷面形狀來選擇端銑刀,加工時(shí)模板內(nèi)邊緣沿導(dǎo)向銷移動(dòng),則可加工多種紋樣或式樣的圖案。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)控、柔性和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,在木工機(jī)械中鏤銑機(jī)最早地采用了這些技術(shù)。數(shù)控銑床,使自動(dòng)化程度、加工精度、操作性能、生產(chǎn)效率等得到了進(jìn)一步的提高。近年來,家具及木制品行業(yè)已廣泛使用數(shù)控鏤銑機(jī)。根據(jù)設(shè)定的程序,通過刀架(一般有2-8個(gè)刀架)的水平方向或垂直方向移動(dòng)、工作臺(tái)的移動(dòng)以及刀頭的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行自動(dòng)操作,在板件表面上加工出不同的圖案與形狀。
數(shù)控機(jī)床(NC)和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床(CNC)等加工中心(MC),在家具及木制品生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用,其原因是NC或CNC數(shù)控加工中心調(diào)節(jié)快、輔助工作時(shí)間短、加工精度和自動(dòng)化程度高,可進(jìn)行銑、鉆、鋸、封邊、砂光等全套加工,實(shí)現(xiàn)三維立體化生產(chǎn),一機(jī)多能。數(shù)控機(jī)床能按照工件的加工需求和設(shè)定的程序,自動(dòng)地完成立體復(fù)雜零件的全部加工。因此,一臺(tái)NC或CNC數(shù)控加工中心能滿足現(xiàn)代家具企業(yè)對(duì)產(chǎn)品多方面的加工要求,并能迅速適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝的變化,還能適應(yīng)高效、高精度小批量多品種的生產(chǎn)。
木加工的數(shù)控加中心具有三個(gè)坐標(biāo)軸,它們相互正交并可按編排好的程序同上運(yùn)行。Z軸為傳遞切削動(dòng)力的主軸,X軸為水平軸并與工件裝夾面平行,Y軸可根據(jù)X、Z軸的運(yùn)運(yùn)按右手笛卡爾坐標(biāo)系加以確定。坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)分配是指把數(shù)控加工中心所需要的坐標(biāo)運(yùn)運(yùn)分配到刀具系統(tǒng)和工件系統(tǒng)中,一般可通過刀架的水平X軸或垂直Y軸方向的移動(dòng)、工作臺(tái)的多向移動(dòng)以及刀頭的轉(zhuǎn)動(dòng)等,實(shí)現(xiàn)工件的裝夾、進(jìn)給和切削加工。
數(shù)控機(jī)床或數(shù)控加工中心的結(jié)構(gòu)主要有懸臂式和龍門式。其刀軸的排列方式通常有下列兩種形式:
1)多軸平行排列形式。此型數(shù)控銑床:各銑刀軸間距固定排列,不帶自動(dòng)換刀功能,變化切削靠更換銑刀來完成。通常刀軸為2-12根。
2)單軸或雙軸刀具庫排列形式。這是目前家具企業(yè)常用的數(shù)控加中心,其刀具庫有轉(zhuǎn)塔式(配有4-8把刀具)、盤式(配有8-12把刀具)和鏈?zhǔn)剑ǖ毒吖潭ㄔ谝惶厥獾闹苓叄?,由?jì)算機(jī)控制自動(dòng)換刀。
數(shù)控木工加工中心,可通過電腦自動(dòng)控制工件的運(yùn)動(dòng)、刀具的選擇和更換刀具、以及按CAD設(shè)計(jì)程序的自動(dòng)操作。為復(fù)雜的家具雕刻和銑型工藝自動(dòng)化創(chuàng)造了良好的條件。待加工件由真空吸盤吸附使其穩(wěn)固在工作臺(tái)上,加工主軸上可安裝鋸片、銑刀、鉆頭、刨刀、砂輪等刀具,以實(shí)現(xiàn)鋸斷、起槽、銑槽、雕刻、倒角、刨削、鉆孔、砂光等各種加工。
3.4雙端銑
是一種多功能的生產(chǎn)設(shè)備,其每側(cè)配有多個(gè)水平或垂直刀軸,可以安裝鋸片、銑刀、鉆頭、砂光頭等,進(jìn)行截?cái)?、裁邊、斜截、倒棱、銑邊、銑型、開榫、起槽、打眼、鉆孔、砂光等加工。一般用于實(shí)木零部年的端部鋸切和端部銑型等加工,若使用成型銑刀(或成型砂光頭),可在實(shí)木零部件的邊部銑削型面或曲面。雙端銑廣泛用于地板的榫舌企口、實(shí)木門的齊邊銑型、木質(zhì)人造板精截邊等加工。
4復(fù)雜外形型面零件的加工及設(shè)備
對(duì)于縱向和橫斷面均呈復(fù)雜外形型面或復(fù)雜曲線型體的零件,如鵝冠腳、老虎腳、象鼻腳、彎腳等,均可在仿型床上進(jìn)行仿型加工。仿型銑床是銑削復(fù)雜形面木制零件的一種專用銑床,它是利用靠模或樣模,通過銑刀與工件間所形成的復(fù)合相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)仿形加工,所以又稱靠模銑床。根據(jù)銑刀形狀的種類、銑削加工的方向和銑削零件的形狀,仿型銑床可分為以下幾種:
4.1杯形銑刀仿型銑床
采用杯形銑刀(或碗形銑刀)對(duì)工件外表面或內(nèi)表面進(jìn)行立體仿型銑削加工,如腳型、彎腿、鞋楦、假肢等。其工作原理是按零件形狀尺寸要求先作一個(gè)樣模(可以是金履,木質(zhì)或其它材料,要求有一定的強(qiáng)度和剛度),將仿型輥輪緊靠樣模,樣模和工件都繞自身軸線作同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而安裝在仿形刀架上的杯形銑恨,除主切削運(yùn)動(dòng)外(銑刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線與工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線相平行),仿型刀架還隨仿型輥輪一起同步擺動(dòng),使銑刀沿工件縱向(軸線方向)和橫向(半徑方向)的作同步進(jìn)給運(yùn)行,仿型輥輪滾過樣模的過程也就是銑刀同步銑削工件的過程,從而將工件加工成與樣模形狀尺寸都完全相同的復(fù)制品。
有些杯形銑刀仿型床還帶有砂光裝置,在銑削成型后可對(duì)型面進(jìn)行砂光處理。根據(jù)被銑削工件的排列形式不同,杯形銑刀仿型床有立式和臥式兩種15-16)。其刀架上一般裝有2個(gè)以上(立式多為3-6個(gè),臥式多為4-16個(gè))銑刀頭(直徑為100-250mm),每個(gè)銑刀頭上都安裝3個(gè)杯形銑刀(刀刃圓弧直徑為26mm或40mm),一次可同時(shí)銑削多個(gè)零件(加工直徑常為75-250mm,加工長度常為130-800mm)。
4.2柱形銑刀仿型銑床
利用各種圓柱形雕刻銑刀(端銑刀),既可對(duì)工件外表面進(jìn)行立體仿型銑削加工,也可根據(jù)樣模形狀,在板狀工件的表面上銑削各種不同花紋圖案或比較復(fù)雜的型面(即表面仿型銑削)等,通常又稱為仿型雕花機(jī)。
該類仿型銑床與杯形銑刀仿型銑床的區(qū)別:一是采用柱形銑刀和仿型銷針代替杯形銑刀和仿型輥輪;二是銑刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線與工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線相垂直。除此之外,其工作原理與杯形銑刀仿型銑床基本相同。該類仿型雕花機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)銑削加工兩種類型,手動(dòng)仿型雕花機(jī)可以安裝2-16銑刀進(jìn)行同時(shí)加工,自動(dòng)仿型雕花機(jī)最多可同時(shí)加工36個(gè)工件。
仿形銑床的操作方法是調(diào)整好樣模及工件之間的相互回轉(zhuǎn)位置,并用頂尖或卡軸頂緊和固定,以保證樣模和工件同步回轉(zhuǎn)。加工完畢后,先進(jìn)行銑刀復(fù)位,然后退回頂或卡軸,最后卸取工件。
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