四面刨是以其生產能力,刀軸數量,進給速度,以及工具機的切削加工功率進行分類的,一般可將四面刨分為輕型、中型、重型。衡量四面刨生產能力大小的主參數是被加工工件的最大寬度尺寸。除此以外,刀軸數量,進給速度和切削功率也在一定程度上反映了工具機的生產能力。
①輕型四面刨:
一般4軸,刀軸的布置方式和順序為:下水平刀軸,左右垂直刀軸和上水平刀軸,左垂直刀軸和上水平刀軸可以相對右垂直刀軸和下水平刀軸進行移動調整。
主參數:加工工件最大寬度:20-230mm。
②中型四面刨:
一般5-6軸,五刀軸四面刨前四根刀軸的布置方式和順序與四刀軸四面刨相同,一般第五刀軸用作成型銑削加工,可以360度旋轉調節,可在任意方向上對進給的木料進行切削加工。六刀軸四面刨是在五刀軸四面刨的基礎上,在所有刀軸最前面再加一個下水平刀軸,對被加工工件進行兩次下水平的加工,以使工件有一個較好的加工基準,保證加工精度。見圖3-33六軸四面刨加工示意圖
主參數:加工工件最大寬度:20-230mm
③重型四面刨:
一般7軸以上,布置方式:除具有基本四面加工外,還有基準面和成形面的精加工刀軸。
主參數:加工工件最大寬度:200mm以上。
圖3-33 六軸四面刨加工示意圖
2、四面刨的外形:
圖3-34所示為一般四面刨的外形。
圖3-34 四面刨的外形
二、四面刨的基本結構
四面刨主要有床身、工作檯、切削機構、壓緊機構及操縱機構等組成,外形如圖3-34。圖3-35所示的工具機為7個刀頭、下水平刀頭5和9、上水平刀頭4、右垂直刀頭6和8、左垂直刀頭7以及萬能(可旋轉調節)刀頭3。工件在前工作檯10上,靠嚮導尺11有進料滾筒推送,依次通過下、右、左、右、上、下及萬能刀頭;最後有出料臺1出料。在某些工具機上,為了提高加工精度,在第一下水平刀前還加有預平刨刀頭。它預加工基準面,即在工件底面加工出溝槽、作為後面平刨的基準面。
圖3-35 四面刨的外形結構圖
1-出料臺 2-出料滾筒 3-萬能刀頭 4-上水平刀頭 5、9-下水平刀頭 6、8-右垂直刀頭 7-左垂直刀頭 10-前工作檯 11-前導尺
1、切削機構
四面刨可以同時加工工件4個表面,並可加工出各種不同形狀的成型表面。切削刀軸較多,一般為4~10根,最普通的為6~7根。根據不同的加工要求可選用不同的刀軸數目。刀軸的布局也各不相同。圖3-36為各種不同刀軸布局方案,有4~7軸;在某些工具機上增設了預平刨刀頭,可以保證獲得精確的加工表面。圖3-37為四面刨典型刀軸分布示意圖。
(1)第一下水平刀頭。也叫預平刨刀頭,用於加工輔助基準面,此基準面不是平面而是齒槽表面,銑刀八工件表面加工出槽口,再依此為基準進行加工。
(2)下水平刀頭。裝在預平刨刀頭後面,加工出帶槽表面作為下基準面,故該下水平刀頭加工出的基準面精度較高,完全符合平刨加工的要求。刀軸直徑為125mm。刀軸可在高度方向和側向進行調整。
(3)右垂直刀頭。用於加工工件右側基準面,故稱為邊刨刀頭。工件經過平刨刀頭和垂直刀頭後,即獲得互相垂直的基準面,後續工序即可以此兩個基準面加工出所要求的高質量的精確零件。刀頭直徑為90~180mm,該刀軸可用調整絲槓作垂直和側向調整,可降至工作檯面40mm以下。
(4)左垂直刀頭。刀頭直徑為90~180mm,刀軸可用調整絲槓作垂直和側向調整。刀具可降至工作檯下面40mm。側向調整可使直徑為125mm的刀具加工最大寬度的工件。經過該刀頭加工可保證工件寬度或得到成型表面。當加工特別寬的零件時,它可降至工作檯下40mm,右刀頭則作為銑刀用。
(5)第二右垂直刀頭。此刀頭常作成型面加工。刀頭可作垂直和側向調整,相對於第一右垂直刀,它的調整量即為工件的加工餘量,要求精度的調整。
(6)上水平刀頭。它是按壓刨方式加工的,故又稱為壓刨刀頭,通常此刀頭加工保證工件厚度或形成上成型表面。當該刀頭改裝成鋸片進行鋸切時,刀軸下面的工作檯可以用木質板代替,以保證鋸透工件。
(7)第二下水平刀頭。用於加工下成型表面或修整下表面。適用刀具直徑為90~180 mm,用調整手輪可對刀軸作側向和高度調整。
(8)萬能刀頭。它能安裝銑刀或鋸片,可以作輔助的上刀頭、下刀頭或左刀頭使用,並可在90度範圍內傾斜,加工斜面和企口等。它可以在垂直方向和水平方向調整。
圖3-38為四面刨刀軸典型的調節機構。
圖3-36 刀軸布置方案示意圖
圖3-37 四面刨典型刀軸分布示意圖
1-預平刨刀頭 2-下水平刀頭 3-右垂直刀頭 4-左垂直刀頭 5-第二右垂直刀頭
6-上水平刀頭 7-第二下水平刀頭 8-萬能刀頭
圖3-38 四面刨下水平刀軸和右垂直刀軸的的調整
1-工作檯 2、3-調整量顯示器 4-刀軸 5-刀軸支座
2、進給機構
四面刨的進給機構按進給方式可分為:(1)機械進給;(2)液壓進給。按進給元件可分為三種形式:(1)上進給滾筒進給;(2)上下進給滾筒進給;(3)上進給滾筒、下履帶進給。進料滾筒上開有槽紋,以增加進給牽引力,出料滾筒一般為光滾筒以免損壞已加工表面。
進料機構的傳動可以是機械傳動,即有電動機通過齒輪變速箱(或無極變速器)傳至滾筒軸,進給速度一般為6~30/min,如選用較大功率電動機可高達60m/min。也可採用液壓傳動,通過液壓馬達、齒輪裝置、傳動軸、萬向節驅動進料滾筒,實現無極變速。液壓進給的進給速度一般為6~60m/min,最高可達100m/min。圖3-39為四面刨進料機構的進給滾筒傳動機構。圖3-40為進給機構的無極變速器。
進給滾筒的壓緊力可以採用彈簧加壓,亦可採用氣壓壓緊,滾筒能保證當工件厚度不同時能順利通過,又用足夠的壓緊力。如圖3-41(a)
圖3-39四面刨進料機構的進給滾筒傳動機構
1-螺釘 2、5、8-減速器及進給滾筒 3-聯軸器 4、6、7-軸 9-鍵
圖3-40進給機構的無極變速器
1、2、3、4、5、、7、8、9、11、12-防護罩連接件 6-防護罩 10-錐盤帶式無級變速器 13-電機
3、壓緊機構
四面刨床的壓緊機構由以下幾部分組成:
(1)彈簧壓緊的進給滾筒。
(2)氣壓壓緊的進給滾筒。這種機構能對不同厚度的工件施加穩定壓力,其中還裝有調整彈簧,高度可單獨調整以滿足某些加工的需要。圖3-41(a)。
(3)壓緊輥輪。在進給滾筒之間還有輔助壓緊滾輪以保證足夠的壓緊力。
(4)側向壓緊滾輪。如圖3-41(b),側向壓緊器壓向工件,使工件沿著進料導尺進入右垂直刀頭,加工後的表面靠向後導尺以保證加工精度。
(5)壓板裝置。壓板裝在上水平刀軸之後,既起壓緊作用又起導向作用。可採用彈簧或氣壓加壓,有的工具機也採用剛性壓板。
(6)前壓緊器。每個刀頭都裝有防護罩和吸塵口,上水平刀頭及左垂直刀頭的前面裝有壓緊塊,起壓緊和斷屑作用,故又稱斷屑器採用彈簧或氣壓壓緊。
(a)氣壓垂直壓緊滾輪機構(b)側向壓緊輥輪機構
圖3-41 壓緊機構
4、工作檯及導尺
四面刨工作檯分前工作檯(進料工作檯)、後工作檯及出料工作檯。為了保證下水平刀軸的加工精度,前工作檯多為加長工作檯(如圖3-35中的10),長度可達2~2.5m,可作垂直調整。將第一和第二下水平刀軸之間的工作檯做成槽形,則工作檯既起支撐作用又起導向作用,如圖3-42。
工作檯右側裝有導尺(靠山),作為工件側面的導向,它可以在水平方向調整。出料臺的右邊裝有後導尺,在側向壓緊器的作用下工件總是靠緊導尺,以便加工高精度的工件。
四面刨的工作檯分為三段,安裝於工具機的床身。最前端的進料臺和最後端的出料臺為可調整工作檯,中間一段為固定工作檯。
靠尺分為兩段,它既是加工時的基準,同時又起到引到工件進給的作用。以右垂直刀為界分段,後段為固定靠尺,前段為可調靠尺,可調靠尺安裝於一個連杆機構上,杆的一端經定軸與床身聯接,杆的另一端經轉軸與靠尺聯接,由一個扇形刻度盤經手柄調節,轉動手柄既可完成靠尺靠近刀軸和向前運動,或遠離刀軸和向後運動,調節量由刻度盤指示。
圖3-42 四面刨的工作檯
1-下水平刀軸 2-後槽形導板(中間固定工作檯)3-前槽形導板 4-前工作檯 5-調整手輪
三、四面刨的主要技術參數