立木地板加工机床成型机分度机构(有全套图纸）.doc

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立木地板加工机床成型机分度机构

内容提要

随着天然林的禁伐，以多年生直径大多在Φ300mm以上的木材为主木制地板,价格见长，急需新的原材料来替代。所以对树木修剪下来的树枝及小树干等小径材(直径在Φ200mm以下)的利用就成为了一个新兴的研究方向。
立木地板加工机床就是以加工立木为主的木工机械,与传统的顺木地板加工机床有所不同,它以小径材(直径在Φ200mm以下)木料为加工对象,将其径向切削成小块马赛克，然后拼装成大块地板投放市场，具有很大的市场前景。本次毕业设计中，我的题目便是“立木地板加工机床——成型机分度机构”。成型机主要是负责对原料的成型加工，将不规则的外形加工成规则的几何图形。这些图形中的角度就是由分度机构带动夹具转动后切削产生的。我的设计方案是“棘齿式分度机构”，它结构简单，操作方便，只需要扳动手柄就可同时实现两个夹具的分度，其加工效率较高，适用于大量加工。而且维修方便，价格便宜。

关键词：小径材，立木地板，成型机，分度机构

ABSTRCT

With the ban natural forest to grow> 300mm in diameter are mainly wood and wood floors, prices are growing at the new raw materials need to replace. So to trim down the branches and small trees such as footpaths thin trunks (> 200mm in diameter below) use has become a new research direction.
Stumpage floors processing machine tools is mainly to the processing significantly Woodworking Machinery, and the traditional wooden floors Shun processing machine tools are different, it tracks wood (> 200mm in diameter below) for the wood processing objects, its radial cut into small tiles, and then assembled into a large floor put on the market, the market has great prospects. This graduate design, my topic is "significantly floors processing machine tools -- shaped machine hours for institutions." Shaped primarily responsible for the processing of raw materials shaped to irregular shape processing rules into the geometric figure. These graphics are from the perspective of institutions to sub-degree turn after cutting a jig. My design is the "savage teeth-hours for institutions," it simpler, easy to operate, need only be accompanied by two jig trigger handle sub-degrees, the higher the efficiency of processing, applicable to a large number of processing. And maintenance convenience, cheaper prices.

Keywords：Trails built,Stumpage floors, Trails built, Shaped plane, Hours for institutions
前言 3
正文 3
1.工作的基本前提及问题的提出 3
1.1国内外木材资源状况和木地板的性能 3
1.2 研究工作的基本前提 3
1.3假设和条件 错误！未定义书签。
1.4 立木地板加工机床各部分介绍： 错误！未定义书签。
1.4.1 断料机 错误！未定义书签。
1.4.2 成型机 错误！未定义书签。
1.4.3 排刀切片机 错误！未定义书签。
1.4.4 拼装机 错误！未定义书签。
2.模型的建立与方案的拟定 错误！未定义书签。
2.1基本概念和基本理论基础 错误！未定义书签。
2.2方案比较和确定 错误！未定义书签。
2.2.1 枪栓式分度机构 错误！未定义书签。
2.2.2 方案2—棘齿式分度机构 错误！未定义书签。
2.3 方案的比较与选择： 错误！未定义书签。
3.棘齿式分度机构的计算与具体设计 错误！未定义书签。
3.1设计概要 错误！未定义书签。
3.2工作原理： 错误！未定义书签。
3.3具体设计 错误！未定义书签。
3.3.1 定位销的选取与计算 错误！未定义书签。
3.3.2 分度盘的选择与计算 错误！未定义书签。
3.3.3 棘轮的选择与计算 错误！未定义书签。
3.3.4 手柄设计与计算 错误！未定义书签。
3.3.5 齿轮的设计与计算 错误！未定义书签。
3.3.6 轴的计算与选取 错误！未定义书签。
3.3.7 分度机构壳体设计与计算 错误！未定义书签。
3.4主要零件的加工工艺 3
3.4.1零件的工艺分析 3
3.4.2确定生产类型 3
3.4.3确定毛坯 3
3.4.4 机械加工工艺过程设计 3
3.4.5 选择加工设备 3
结论： 3
致谢： 3

前言
我设计的“立木地板加工机床”的原料主要是针对林区多年生的成年树木修剪下来的枝干。所以多用于林区附近，根据林区的特殊地理条件，机床的设计必须简单易行，操作方便。
立木地板加工机床——成型机分度机构，是机床的重要组成部分。它主要完成的是在成型加工中，加工完一个表面后完成分度。即是使家具连同工件一起转动一定的角度。它的基本形式是由分度盘和分度定位器组成的运动副形式。工作精度取决于运动副的机构形式和制造精度。整个分度机构安装于立木地板加工机床的成型机部分上，在成型加工中实现木料的转动，从而实现分度。在分度机构的设计过程当中。必须以实用为前提，即是要求分度机构操作方便易行，定位准确。对定机构中常用的有手拉式，枪栓式，齿条式，拉杆式，脚踏式等。由于是一种全新的机构，在设计前就应该多考虑其成为现实的可能性，包括精度和制造问题。如果分度方式选择的不合理，结构过于复杂或者安排不当，就会增加制造成本，并且使得维修困难。因为该机床多用于林区，在进行修理和操作人员的培训方面会受到很大的限制，就违背了设计的初衷，并且会造成严重的经济损失。机构还必须完整，如果分度的精度达不到要求，导致切削的木料在后面的拼装中出现块与块之间的衔接不当，有缝隙，和无法压紧等问题。所以在选择设计方案时一定要注意木材的属性，结合分度装置的结构，实现准确分度定位。在我的设计中，主要采用棘轮和棘爪的配合，带动分度盘转动，实现分度，整个机构在操作时只需扳动手柄即可。采用锥型销对定，精度高，对定方便。分度机构中的所有零件加工简单，只有对定销的加工稍微复杂，需在前端加上一个半圆面。整个机构维修起来十分方便，无需专业人员维修，非常适合在林区工作。
正文
1.工作的基本前提及问题的提出
1.1国内外木材资源状况和木地板的性能
森林资源是非常重要的资源，与国家的可持续发展有很大的关联。然而我国的森林资源由于在解放初期对森林资源对环境影响的认识不够，再加上生产力低，大量的砍伐森林资源，使得我国的森林资源遭到严重的破坏，水土流失，土地沙漠化加重，到目前为止我过的森林资源的覆盖率只有14%左右，远远低于世界的平均水平
然而经过统计分析发现，由于我国的生产力的相对落后造成了对木材资源的严重浪费。人均森林蓄积量不足世界的1/8，据联合国粮农组织<<世界森林状况1999>>的不完全统计表明虽然我国森林面积不足世界的4%，但生产的薪材和木炭却占世界的11%，原木、锯材和人造板产量分别占世界7.3%、6.3%和10.3%。国内统计每年我国砍伐的木材竟有80%用作柴烧(指民众砍伐和国家计划开采的总量)只有20%的原木作工业加工或锯为基础板材。就是国家计划开采的木材由于直径大小的限制也有30%被白白浪费掉。而且，我国用于住宅基础设施的建设和造纸每天都会消耗掉大片森林，据有关专家分析2000年全国木材总需量达到1.1亿立方米，而国内可供木材资源只能达到6500万立方米，供需缺口在4000万立方米以上。别的不说，就连我国出口给日本的卫生筷每年也要消耗我过10万棵成材树，而日本宁愿进口木材也不砍伐本国的森林资源。
由于国家为了保护森林资源实施天然林保护工程，决定对重点地区天然林全面禁止采伐，大力调减木材产量，加之国家的需要，使木材市场供需形势发生了较大的变化，木材资源的缺口加大，需求量上升，价格上涨。而与此同时，却有数以万计立方米的小径材(直径范围在50—200mm内如图1.1)被抛弃或烧掉。

图1.1
这样不仅浪费，而且也导致了森林资源遭受火灾的危险，每年大量的森林资源由于这个原因而发生火灾烧毁大面积的森林资源。大兴安林就是一个典型事例。怎样解决这样一个棘手的问题呢？如何使有限的资源被合理的利用呢?
1.2 研究工作的基本前提
顺木地板很难从小径材（直径在Φ200mm以下）的原材料中得到，但是立木地板就不同了，它能从小径材材料中得到，可以将小径材木料切成立木的小片，如图1.2
图1.2
然后再将以上的小片进行拼装，组成一个大的地板，便能用于家居装饰了。这种立木马赛克实现很容易，而且原材料不需要那些多年生产的大径材，如果能投放市场必将获得很大的经济利益。
目前社会对家具的需求进入快速增长期，全国平均每年以增长100亿元的速度逐年上升。2000年我国年人均
3.4主要零件的加工工艺
棘轮是整个分度机构的重要部件，操作者所使的力有由棘爪传递给分度盘，最终达到分度的目的。所以棘轮必须有一的精度，在制造时对于棘轮的定位基准都必须有很好的安排，不然就有可能使得制造出来的棘轮精度得不到保证，分度过程中，造成角度的偏依，使得切削出的马赛克难以拼装。
3.4.1零件的工艺分析

图3.19 棘轮的各加工面
棘轮主要加工面及技术要求分析：
（1）.D1面应保持很高的光洁度，以便于棘轮基础上四百至于接触困难。粗糙度Ra在1.6左右。
（2）.D2，D3面应该磨削光滑，粗糙度在1.6左右。
（3）.D4面与轴接触，基本上与轴无相对移动，保持相对静止状态，所以表面粗糙度在3.2左右。
（4）.D7，D8面是棘爪与棘轮相互作用的地方，要求一定的精度，粗糙度在1.6左右。
3.4.2确定生产类型
棘轮由于有很多的槽，如果采用钢件，必将给加工带来很多不变，切削很困难，但是采用铸造的方式就很容易得到。这样一来生产准备工作投资较少，投产快，生产率高。
3.4.3确定毛坯
根据零件材料确定毛坯为铸件。并且根据其结构形状，尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-5铸件尺寸公差等级采用CT9级。
3.4.4 机械加工工艺过程设计
（1）选择定位基准
选择精基准 为保证圆跳动要求，各主要内外圆柱表面均互为基准加工，并尽量遵循基准重合原则，其余表面采用加工采用一面两孔的定位方式，即以28mmH7内孔及端面D2和D3为精基准。这样基准统一，定位稳定，夹具结构及操作也比较简单。
选择粗基准 以28H7内孔为粗基准加工外圆。
（2）拟订工艺过程
1）退火处理
2）外圆柱面D1：粗车（IT12）
3）棘轮槽D7，D8面：铣削（IT7）
4）内孔D4面：扩孔（IT10）
5）钻螺孔
6）半精车（IT11）——精车（IT7）

列表如下：
工序号
加工表面
加工内容
加工余量
精度等级
工序尺寸
表面粗糙度
定位基准

铸件
8

96

1

退火处理

12.5

2
外圆柱面D1
粗车
6
IT12
94

3
D7，D8
铣削

D7 5
D8 20
1.6
D1
4
D4
扩孔

IT10
28
3.2
D1
5

加工沉孔

6
外圆柱面D1
半精车
4
IT11
90
6.3

7
外圆柱面D1
精车
2
IT7
88
1.6

表3-10 棘轮加工工艺过程
3.4.5 选择加工设备
考虑到大批生产，尽量选用高效的机床。
工序1——3选用普通车床， 工序4、5选用外圆磨床
工序6选用铣床，工序7 选用摇臂钻床
结论：
通过这次对立木地板加工机床的设计，初步了解了机械设计的有关机床设计的基本过程和设计要领。这次设计是对四年所学知识的复习和总结，检验了自己对知识的灵活运用能力。
在设计中既要考虑准确分度，还要考虑到加工效率。在分度盘加上定位销就能够准确的分度，同时设计了两组齿轮传动，传递分度的角度，使得一次分度动作实现了两组工件同时分度，大大提高了加工效率。其分度机构的特点为：结构简单、经济、可操作性强、维护方便。
致谢：
在整个毕业设计过程中，由于自身知识的缺乏和思考的不全面 ，遇到了许多困难，得到了指导老师付维老师的大力帮助，花费了他大量的心血，使我的论文能够如期按质按量的完成。在此向付维老师和帮助我的其他老师和同学表示衷心的感谢！

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