家具異型零部件的常規(guī)加工技術(shù)和自動(dòng)銑形技術(shù)
隨著加工設(shè)備和加工技術(shù)的進(jìn)步，木家具異型零部件除上述傳統(tǒng)木工機(jī)械加工外，涌現(xiàn)出更多的自動(dòng)銑形技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的手工進(jìn)給模式，采用機(jī)械進(jìn)給的方式。家具機(jī)械加工技術(shù)的特點(diǎn)為：安全度高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，加工精度高，適合大批量零部件加工。主要包括靠模銑床、仿形銑床、仿形車床等。
一、異型零部件的常規(guī)加工技術(shù)
1.平面直線型異型零部件
此類異型零部件只體現(xiàn)在橫斷面，加工過程分兩種，一種是在四面刨或木線機(jī)上采用成型銑刀直接加工，另一種是結(jié)合夾具，在下軸銑床(立銑)上利用成型銑刀，進(jìn)行銑形、裁口、開槽、起線等。由于加工過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，安全性高、加工精度能夠保證。
2.平面曲線型異型零部件
此類零部件的加工過程，先需在被加工零件上畫出大樣線條，然后用夾具將零件固定，依據(jù)縱向曲線方向，選用單個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的刀軸，采用手工進(jìn)料方式，在單軸立銑或雙軸立銑上借助模具，完成不同方向彎曲線的銑削加工。此類加工方式，安全性低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、而且效率低、加工精度往往不能保證;另外，對(duì)厚度一致且彎曲度小的零件，可配合模具在壓刨上進(jìn)行加工。
3.平面環(huán)型異型零部件
此類零部件的加工過程，先將板件進(jìn)行雙面刨光，然后利用對(duì)板件進(jìn)行畫線或利用靠模，在上軸銑床(鏤銑)上分別進(jìn)行內(nèi)、外側(cè)邊部異型曲線的銑形加工。此類加工方式，安全性高、加工效率高、加工精度基本能夠保證。
4.彎曲結(jié)構(gòu)異型零部件
彎曲件異型零部件，按零部件的彎曲弧度可分為銑成型零部件和彎曲成型零部件。銑成型零部件彎曲度小，其弧度往往在100°以上，其弧形型面加工，類似于面曲線型異型零部件的加工。首先鋸解彎曲件的毛料，經(jīng)曲面刨光后，用下軸銑床(立銑)側(cè)邊銑形。由于弧面加大，銑削加工時(shí)，不但材料的浪費(fèi)會(huì)增大，同時(shí)由于切削時(shí)將縱向木材纖維切斷，造成零部件的力學(xué)性能減弱。因此，此類零部件盡可能采用彎曲成型的加工方法會(huì)更理想。
5.軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)異型零部件
此類零部件大多設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)體或回轉(zhuǎn)體的某一部分，其加工過程為首先進(jìn)行配料，再用四面刨進(jìn)行四面刨光加工成立柱，然后車削進(jìn)行回轉(zhuǎn)體的加工。為了提高回轉(zhuǎn)體零件表面的裝飾效果，可在表面上車削出直線或螺紋狀等各種槽紋，常采用槽紋(直線及螺紋)成型機(jī)(又稱打溝機(jī)或打槽機(jī))進(jìn)行加工。對(duì)回轉(zhuǎn)體的一半或部分的異型零部件的加工，應(yīng)先加工相對(duì)應(yīng)的柱形零部件，再進(jìn)行分切。此類加工方式，安全性高、加工效率高、加工精度基本能夠保證。
二、異型零部件的自動(dòng)銑形技術(shù)
隨著加工設(shè)備和加工技術(shù)的進(jìn)步，木家具異型零部件除上述傳統(tǒng)木工機(jī)械加工外，涌現(xiàn)出更多的自動(dòng)銑形技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的手工進(jìn)給模式，采用機(jī)械進(jìn)給的方式，其特點(diǎn)為：安全度高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，加工精度高，適合大批量零部件加工。主要包括靠模銑床、仿形銑床、仿形車床等。
1.自動(dòng)靠模銑床
對(duì)于具有復(fù)雜形狀的內(nèi)外部曲線輪廓的異型零部件的加工，借助樣模和輔助模具，采用各類自動(dòng)靠模銑床加工。按進(jìn)給方式可分為：輥筒進(jìn)給式、鏈條進(jìn)給式及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)給式。
輥筒進(jìn)給式靠模銑床適用于細(xì)長(zhǎng)彎曲件異型零部件，加工時(shí)，需采用模具輔助銑形，適用于批量生產(chǎn)，如圖7a所示。
鏈條進(jìn)給式靠模銑床常用于直線或者曲線外形零部件加工，相對(duì)于手工進(jìn)給，能控制進(jìn)給量，提高加工精度，控制操作者與刀具的距離，安全性高。
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)給式靠模銑床，是利用不停旋轉(zhuǎn)中的工作臺(tái)作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行木家具異型零部件的加工，用于批量環(huán)型異型零部件的外邊緣或內(nèi)徑加工，如寬面及板件型面結(jié)構(gòu)異型零部件(圖2c)，刀頭形狀決定外邊緣或內(nèi)徑線型形狀。分為：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式自動(dòng)靠模銑床(圖7b)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式自動(dòng)內(nèi)徑靠模銑床(圖7c)。
圖7 自動(dòng)靠模銑床示意圖
Fig.7 Automatic prof i ling milling machine diagram
2.仿型銑床
仿形銑床是一種專用加工設(shè)備，是利用靠模或模板，通過刀具以及被加工零部件之間所形成的復(fù)合相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仿形加工，適用于中等或批量生產(chǎn)加工。分為立體仿型銑床和表面仿型銑床。
立體仿型銑床，加工對(duì)象為復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)異型零部件(圖5)，由于此類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工過程中如傳統(tǒng)加工設(shè)備，會(huì)造成尺寸及整體形狀變形或誤差，多采用杯形銑刀(或碗形銑刀)對(duì)工件進(jìn)行立體仿型銑削加工，如腳型、彎腿、假肢等。首先按零件形狀尺寸要求先作一個(gè)樣模(可以是金屬、木質(zhì)或其他材料，要求有一定的強(qiáng)度和剛度，不易變形)，依靠仿型刀架，將樣模和工件都繞自身軸線作同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，完成切削銑形，如圖8a、b所示。
圖8 仿型銑床加工過程示意圖
Fig.8 Duplicating milling machine processing process diagram
表面仿形銑床是一種利用雕刻銑刀，根據(jù)樣板的形狀，在板狀零部件表面上雕刻各種的花紋圖案或進(jìn)行更為復(fù)雜型面加工的銑床。
3.異型零部件的數(shù)控加工技術(shù)
隨著中國(guó)數(shù)字化制造和“中國(guó)制造2025”在我國(guó)制造業(yè)的大力推廣，智能化數(shù)控設(shè)備在我國(guó)家具企業(yè)開始廣泛應(yīng)用[5,6]，數(shù)控設(shè)備最大特點(diǎn)是加工精度高，安全性好，加工外形復(fù)雜、多品種零部件更加靈活，是一種高效、柔性的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備。異型零部件的數(shù)控加工又可分為：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏤銑機(jī)和加工中心[7]。
數(shù)控車床，除能夠完成普通車床的所有加工外，還能夠加工回轉(zhuǎn)成型面，將普通的車銑和槽紋(直線及螺紋)成型機(jī)(又稱打溝機(jī)或打槽機(jī))的加工一次性在數(shù)控車床上完成，減少了多次加工工序，適用于大批量和較大規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)加工。
數(shù)控銑床，因具有三個(gè)軸及三個(gè)軸以上的聯(lián)動(dòng)功能，因此，可加工空間曲面型零部件。同時(shí)，其加工精度高、速度高、加工范圍廣，對(duì)復(fù)雜形狀的異型零部件加工非常便捷。但同時(shí)，因零件建模時(shí)間長(zhǎng)，不適用于小批量異型零部件加工。
數(shù)控鏤銑機(jī)，實(shí)現(xiàn)加工刀具在三維或多維空間中聯(lián)動(dòng)的直線或曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到加工程序中所要求的精確加工位置和高效率，從而保證形狀復(fù)雜異型零部件的加工質(zhì)量。在家具行業(yè)，能夠進(jìn)行立體波浪板加工，工藝木門、櫥柜門、免漆門，屏風(fēng)等加工家具產(chǎn)品的銑形雕刻。
加工中心(簡(jiǎn)稱CNC)，與普通數(shù)控機(jī)床的區(qū)別在于CNC增加了刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置。此裝置可安裝鋸片、銑刀、鉆頭、刨刀、砂輪等刀具，以便實(shí)現(xiàn)鋸斷、起槽、銑槽、雕刻、倒角、刨削、鉆孔、砂光等多種功能加工。加工中心所能加工零部件的種類多，精度高，效率高，適用于大中型企業(yè)和多批量生產(chǎn)的異型零部件加工。
文章來源：木家具異型零部件生產(chǎn)工藝
熊先青 楊為艷 黃瓊濤 方 露 孫宏南
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