寬帶砂光機畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 來發展速度較快。 砂光機的特點是適應性強，能提高工作的尺寸精度，也能提高工件的表面粗糙度；能加工寬度較大的工件，也能加工窄的工件；能加工各種平面，也能加工各種曲面；能用于大量生產，也能用于小批生產。目前，國外的砂光機越來越多的代替刨床加工。砂光不僅可以大大的減少刨刀造成的木材撕裂，節疤撕裂和表面損壞現象，也可以減少坯料尺寸 510%，而且克服了刨床不安全，噪聲大等缺點。如將其和銑床，車床等組合，可連續完成成型和砂光加工。因此，砂光機成為木材加工的重要機床之一。 砂光機的主要特點有： “快削法”之稱。由于粘滿尖銳磨粒的磨具是一種多刀多刃的特殊切削工具，砂粒均為精選的針狀磨粒，其長寬比大于 ，粒度均布，磨粒等高性好，可使全部磨粒同時參加磨削，對工件的砂削效率很高，帶式磨削的效率可達銑削的十倍左右。 “冷態磨削”之稱。由于現在的砂帶，砂紙大都采用靜電植砂工藝，所以磨粒均直立于基底且鋒刃向上，定向整齊 排列，磨粒間容屑空間大，磨粒與工件的接觸面積小，磨削熱產生少。尤其帶式砂光，磨粒散熱時間間隔長。磨削后的工件表面殘余應力和表面硬化層的深度均大大低于砂輪磨削和輥式磨削，減少了工件的變形和燒傷。 “彈性磨削”之稱。砂光機在砂削過程中與工件的接觸大都為柔性接觸，有較好的跑合和拋光作用，且靜電植砂后的磨粒具有較小的負前角和較大的后角，即使對木紋較亂的木材表面進行加工也能得到好的表面粗糙度，不致于 像 刨切和銑削一 樣將木材纖維撕裂或留下刨銑壓痕。 。對于寬帶式砂光機而言，工件在一 次定位以后，可多次方便地更換砂帶；對于多個砂光頭組合而成的寬帶式砂光機，工件可以在一次送料中通過各個砂光頭上不同粒度砂帶的連續砂削而得到精美的表面質量，提高了生產效率。 砂光機主要包括以下幾大類： ：主要用于家具行業中砂光家具板件，成型板件等； （砂帶寬度大于 600mm） :主要用于人造板行業和家具行業中定 2 厚砂光和精細砂光如膠合板，刨花板，中密度纖維板，實木板，門窗框，家具板件等。或精光單板鑲板，貼面板，油漆面等； ：主要用于木材廠和家具廠加工各種板件的平 面和斜面； （包括軸式）砂光機：主要用于木材廠和家具廠砂光各種板件（輥式砂光機主要用于加工平面或曲面，式砂光機可加工較小的平面，端面，斜面，內曲面和外曲面）； ：主要用于砂光或拋光板件的平面。 砂光機的發展趨勢 。為提高加工精度，各國都采取了許多措施：如提高接觸輥的制造精度和調整精度；提高輸送帶式工作臺的平度；接觸輥等回轉件都經動平衡矯正；采用厚度微調機構，加工厚度采用數字儀式或經放大顯示；有的砂光機已能加工 厚的單板。 低 粗糙度發展。 砂帶橫向擺 動方式趨于普遍應用。許多砂光機上采用了電子控制砂帶的橫向擺動，氣墊式壓帶器，電子控制分段式壓帶器，采用大直徑地硬度接觸輥，附設精光輥等措施。 。 為了提高砂光效率 ,有的砂光機上采用大功率電機 ,高砂削速度 (達 40m/s),高進給速度 (達 75m/min),為提高加工短工件和油漆面的能力 ,許多砂光機上采用真空輸送帶式工作臺 ,采用橡膠輸送帶 ,采用特制的進料壓管 ,壓板 ,壓靴式組合式進料裝置 ,采用各種軟質壓帶器等。加工工件最短為 100mm, 最薄可至 2mm,厚度為 3mm的一組工件也可同時加工。 高自動化程度發展。如工件自動定厚；實現定厚 —— 精砂自動轉換，采用電子程序控制壓帶器；砂帶和輸送帶自動對中等，近年又出現了微機控制的仿型砂光機。 。在各種砂光機上普遍采用高效的集塵除塵裝置，改善工作環境衛生條件，保持工件表面的清潔。 隨著中國改革開放帶來的信息技術，中國的木工機械廠家也開始研制自己的砂光機。國內最早地木工寬帶砂光機研制廠家是牡丹江木工機械廠，從一九八二年起參照日本菊川之技術生產出了 BSG 系列砂光機；然后青島木工機械制造總公司從一九八七年引進意大利 DMC 整套技術取得了成 功，并逐步拓展成多規格和功能的系列化產品；其次蘇州林機廠引進德國 BION 之技術生產出重型砂光機，主要用于人造板生產線，隨后其精細類寬帶砂光機也應運而生。 就砂光機的生產起步來說，我國同國外先進國家相比約落后四十多年；就技術水品而言，由于起點較高，約落后十五年左右。 3 在中國，砂光機的市場還是很大的，但面對國際市場的沖擊，還有價格低，功能全的中國臺灣木工砂光機的沖擊，使得國內大陸砂光機的生產廠家變得較為嚴峻，而且我國砂光機的研制廠家都在紛紛上馬，使得砂光機市場競爭變的更加激烈。 隨著木材工業的迅猛發展，砂光機已 成為木材加工和家具行業廣泛應用的設備，砂光機的功能是：一、進行精確的幾何尺寸加工。即對人造板和各種實木板材進行定厚加工使厚度尺寸誤差減小到最小限度。二、對木制品零部件的裝飾表面進行修整加工，以獲得平整光潔的裝飾面和最佳的裝飾效果。前者一般采用定厚磨削的加工方式，后者一般采用定量磨削的加工方式。 經過廣泛的市場調研及實地考察，本次設計綜合考慮了產品性價比、應用范圍、工藝性、國內生產現狀及個人能力，以下對立題過程進行簡要的分析。 與窄帶式砂光機相比寬帶砂光機的砂帶寬度大于工件的寬度，且允許以較高的速度進給，其生 產率高于窄帶式砂光機；此外，寬帶砂光機的砂帶比輥式砂光機的砂帶要長的多，因此砂帶易于冷卻，且砂帶上磨粒之間的空隙不易被磨屑堵塞，故寬帶砂光機的磨削用量可比輥式砂光機。所以在平面磨削中寬帶砂光機幾乎替代了其他結構的砂光機。 寬帶砂光機的砂架的結構有：一、接觸輥式砂架（如圖 a）；二、砂光墊式砂架（如圖 圖 b）；三、組合式砂架（如圖 c）；四、壓帶式砂架（如圖 圖 d）；五、橫向砂架（如圖 e）。 后兩種的 原理都是輥式和壓磨式的改進。輥式砂架的砂帶與工件之間是線接觸，砂削力大，一定程度上代 替了刨的功能，但砂削質量粗糙，只適合板材二次加工中的定厚及粗砂；壓磨式砂架的砂帶與工件之間是面接觸，接觸面大，砂削力小，適合于精砂光。此兩者的作用相輔相成。 綜合了以上的考慮之后，我將本次設計的題目定為單面上砂式雙砂架砂光機，其形式為輥壓組合式，履帶進給。 為了砂帶的偏移問題，設計使用了糾偏裝置。為了減小整機振動，將主電機置于工件能下方，利用皮帶傳動帶動驅動輥旋轉。 綜 上所述，本機在設計過程中進行了充分的立題論證，從理論到實踐都符合設計的基本要求，因此依據客觀充分，使整機在性能和經濟性方面符合客觀要求。 國內外寬帶砂光機的發展動態 寬帶砂光機作為一種先進的技術手段，特別是其高生產率和完美的加工質量深受用戶歡迎。七十年代后期，隨著我國經濟發展和對外開放政策實施，國內許多廠家通過各種渠道引進國外多種型式的砂光機。 88 年之前引進了來自日本、意大利、德國、美國、英國、荷蘭、芬蘭等七個國家 18 個廠商超過 200臺砂光機； 89 年以后，隨三 4 （ a） (b) (c) (d) (e) 圖 砂架結構 資企業的興起，臺灣、香港等地的砂光機紛紛進入大陸。這些砂光機均能起到滿意效果，對我國木材加工行業進步起推動作用。 而我國砂光機制造起步較晚，是在 85 年以后國內先后有六家工廠在引進制造技術，參考進口樣機基礎上，試制成功多種型號寬帶砂光機，填補我國砂帶磨削機械生產上的空白。這些砂光機已被廣泛用于家具、木制品、膠合板、刨花板、中密度纖維板、竹材人造板、貼面裝飾材 料和新型材料等工廠的生產。 可見我國木材和人造板行業對砂光機應用已達到相當規模。現在國產砂光機與國外同類產品的差距已經不是很大，例如蘇福馬股份有限公司、青島千川木業設備有限公司等廠家，他們的產品已經達到了很高的水平。隨近幾年國內幾家鄉鎮木工機械企業的蓬勃發展，對我國木工機械行業的進步做出一定貢獻。 寬帶砂光機作為一種技術要求較高，生產工藝復雜的木工機械在中國的發展，還須全體同仁共同努力，開創我木工行業的新紀元。 本課題的立題依據 砂光機是現代木材加工生產中廣泛應用的設備之一，用于各種人造板材、木制 品構件和木制零件的精加工，以提高其尺寸精度，表面平直度和光潔度，為木制零件的油漆或板材的二次加工獲得良好的基面。 砂光機的形式多種多樣，近來興起的一種新型帶式砂光機 寬帶砂光機已獲得廣泛應用。寬帶砂光機的砂帶寬度大于工件的寬度，一般砂帶寬度為 630— 2250mm， 5 因此對板材的平面砂磨，只須工件作進給運動即可，且允許有較高的進給速度，故生產率高。此外，寬帶砂光機的砂帶比輥式砂光機的砂帶要長得多，因此砂帶易冷卻，且砂帶上磨粒之間的空隙不易被磨屑堵塞，故寬帶砂光機的磨削用量可比輥式砂光機大。寬帶砂光機每 次最大磨削用量可達 ，進料速度可達 18— 60m/min。寬帶砂光機使用壽命大，砂帶的更換較方便、省時。由于種種優點，在平面磨削中，寬帶砂光機幾乎代替了其他結構形式的砂光機。 綜上所述，選擇“單面上砂式雙砂架砂光機”這個題目，這個砂光機主要用于板式家具生產線的定厚砂光和表面精磨光。 本課題研究的內容 設計 BSG2213 單面上砂式雙砂架砂光機，主要用于板式家具表面精磨光。 該砂光機可與每年 120 萬立方米人造板生產線配套。 主要技術參數： 最大加工寬度 1300 mm 工件厚度范圍 ? mm 加工精度 ? mm 進料速度 306? m/min 砂帶尺寸（長寬） 36151330? mm 砂帶線速度 20 m/s 左右 吸塵風速 3025? m/min 主電機功率 除塵裝置風量 9800m3/h 壓縮空氣工作壓力 外型尺寸（長寬高） 27 80 23 80 23 70??mm 凈重量 4500kg 6 第 2章 總體方案擬定 設計的總體原則 (1) 應考慮木材砂削工藝方面的各種因素，以適合于不同工件加工的工藝靈活性，保證較高的加工精度和穩定的加工質量。 (2) 操作方便舒適，易于維護、修理和調整。 (3) 最大限度地降低振動、粉塵和噪聲，提高機床的整體強度，保證其可靠性和安全性。 (4) 降低成本，經濟實惠，耐用、電能、壓縮空氣消 耗適中。 (5) 結構布局及色調要和諧，保證其外觀質量。 (6) 整個機床的幾何精度、工作精度、制造與驗收條件、安全防護等均應符合國家規定的寬帶砂光機的標準。 砂架的型式 根據砂削部分的結構不同，砂光機有三種基本型式的砂架： 輥式砂架（如圖 所示）、壓磨式砂架（如圖 所示）和組合式砂架（如圖）。砂光機砂架設計主要應保證剛度及抗震性能，砂架與機架結合應緊密，使之與機架成一牢固整體。只有滿足上述兩個條件才能保證砂光機工作過程的穩定性和較強的砂削力 。 相應的，砂帶磨削方式也有三種：接觸輥 式、壓磨墊式和組合式。 接觸輥磨削：從理論上講，砂帶與工件的接觸是線接觸，接觸面小，分配到單個磨料上的壓力非常大， 因此有利于去處大的砂光余量，用于對板材進行厚度方向的幾何尺寸的精確校準加工，以獲得所需的均勻一致的板材厚度，是用于定厚磨削工序。相應的砂光頭上需安裝粗粒度的砂帶。 壓磨墊磨削：工作區的面積比較大，為平面磨削，參與磨削的磨料較多，單個磨料受到的壓力較小，有很多磨料同時參與工作，適用于磨削量小、需要增加光潔度的拋光工序，用于去除粗砂砂痕和砂光波痕，以獲得手感細膩光滑的砂光表面。相應砂光頭上需安裝細粒 度的砂帶。 組合磨削：接觸輥與壓磨墊的組合，兼有定厚和精砂的功能。 定厚輥和壓磨器可以分別單獨調整。當定厚砂削是將接觸輥調整到工作位置，此時定厚輥作為過渡導向 7 輥使用。這種砂削方式的靈活性好，常設置在定厚磨削之后，拋光磨削之前，解除輥和壓磨墊磨削量不同的比率根據具體情況進行設置。 圖 輥式砂架 機架的設計 (1) 對振動、噪聲、剛度、可靠性等因素要著重考慮，如有的砂光機整個焊接機架里面注滿了水泥沙石，這種結構堅實，抗震的鋼框架結構保 證了定厚砂光的精度。 (2) 應考慮整個機床的吊裝、運輸、 校 平與固定的問題。 升降系統 一般砂光機的升降行程為 3150mm,為了保證不同厚度工件的砂光質量，采用 電機帶動絲杠 升降，上機架在升降過程中的不同位置的平行度必須符合砂光機的幾何精度標準。 升降系統采用電控。升降系統設計有精密厚度顯示器。保證工件的厚度公差在。 8 圖 壓磨式砂架 圖 組合式砂架 吸塵系統 工件在磨削制造過程中要產生大量的粉塵，因此在砂光處都要裝有吸塵裝置。 吸塵裝置與集塵器的接 口管徑的大小視機床的磨削寬度和砂削功率的大小而定。設計吸塵裝置時要保證集塵器與吸塵裝置接口處的真空度。吸塵管內的平均氣流速度 9 及吸塵風量，要保證吸塵罩的設計以及接近砂帶磨削區除塵點的配置能耗低而且除塵效率高，還可在吸塵管的中心管道處安裝空氣流量控制器，并加置控制器吸塵流量進行調節。 清潔系統 砂帶在砂削工件過程中，會有一些木粉粘在砂帶表面，如果不及時清除，砂粒將被堵塞，砂帶將丟失應有的磨削作用，若用一定的壓縮空氣噴射砂帶，使砂帶無論什么時候都保持清潔和鋒利的砂粒刃口，以保證砂帶砂削量的可靠和長的使用壽 命。另外，砂帶的高速切削必然產生大量的熱量，這些這種吸風系統會使砂帶快速冷卻 。 驅動系統 在確定砂光機的驅動功率時，應考慮以下因素：工件的硬度、砂削量、進給速度、砂削工件的最大寬度、接觸輥直徑等。 本機床采用 皮帶 進給、 前 輥筒主要起驅動作用， 電動機 經蝸輪蝸桿減速器帶動 前進給輥，后進給輥從動 。輥筒直徑為 130mm,進給速度在 630m/min 之間進行無級調速。支承輥筒的工作臺必須堅固可靠，以免除 因振動帶來的不良砂光效果。 各送料滾筒精度高，轉動靈活。 接觸輥、張緊輥的具體設計 接觸輥 是 用來砂光工 件的砂帶驅動器，張緊輥 是 用來張緊砂帶的輥子。 各輥子由于在砂光過程中轉速較高，所以要求各輥子及支承各輥子的 軸承座的加工精度要高，各輥子的 配套軸承精度 也要嚴格。只有滿足了以上條件，才能減輕 振動和由振動和由振動帶來的波紋狀的加工痕跡。 為了增加各輥子的剛度及抗震性能，本機床接觸輥內部設置了加強肋，接觸輥外通常包一層橡膠，以獲得較大的耐磨性。接觸輥表面開有螺旋溝槽，以起散熱和疏通砂帶內表面粉塵的作用。接觸輥設計成上下可調，并裝有顯示輥子精準位置，借以改變砂削壓力和砂削量，以達到不同砂削工藝的需求。 度和砂帶寬度 最大加工寬度為寬帶式砂光機的主參數。國家標準規定的主參數為 630mm，800mm， 1000mm， 1250（ 1300） mm,1600mm等 6 種規格。 砂帶的寬度主要根據最大加工寬度確定。考慮到進板時的對中誤差和歪斜誤差，砂帶的寬度應按最大加工寬度上加上 40mm60mm選取。 一般用途的的寬帶式砂光機，最小加工厚度應不大于 3mm，最大加工厚度應不小 10 于 120mm。通常砂削板材的厚度范圍為 3200mm。 提高砂帶速度可以提高工件表面光潔度和砂光機的生產率，但砂帶的速 度過大，易使砂粒變鈍或脫落，也易使砂帶堵塞，木材表面燒焦。砂削木質材料時的砂帶速度：輥式砂架應取 20m/s30m/s；壓磨式砂架應取 15m/s25m/s；組合式砂架應取18m/s25m/s。柔光涂漆表面時的砂帶速度：瓷漆表面 3m/s7m/s；聚脂漆表面8m/s10m/s。 進給速度影響砂光的表面質量，生產率和動力消耗；進給速度大，砂削生產率高但表面質量 會下降，砂削功率增加。進給速度應與砂帶速度，砂削量，工件的寬度 其材料的硬度等相匹配。國產的用于砂削木質材料的砂光機進給速度通常16m/min70m/min ； 用 于 刨 花 板 ， 中 密 度 纖 維 板 砂 削 的 最 大 進 給 速 度 為24m/min36m/min，國外最大可達 70m/min。柔光涂漆表面的進給速度通常為510m/min。 增大砂削壓力，可使砂削深度增加，砂削量增大；但也使表面質量下降，對濕材的影響更為顯著，砂削壓力過大，易使砂削表面起毛，木紋浮起，砂帶易被堵塞或損壞。另一方面，隨著砂帶壓力的增加，砂削溫度急劇上升，而降低砂削質量。 砂削力和砂削功率主要與被砂削材料，砂削深度，加工寬度，進料速度和砂帶速度等有關。所選用的主電 機功率一般是按最大加工寬度，最大砂削深度和中等的進料速度進行計算確定的。 工作原理 該機主要由機座，上機架，砂架，厚度調整裝置，進給機構，控制及除塵裝置等組成。 其工作原理為：被砂削的工件從機器左端進入，在下主動進給輥和和上從動壓緊輥筒的帶動下，首先通過對稱配置的輥式砂架，同時砂削工件的兩面，完成定厚粗砂，砂削量約占其總量的 6070%。然后依次通過錯開配置的下組合式砂架和上組合式砂架，完成兩面精砂。最后通過出