立式单轴木工铣床设计

立式单轴木工铣床设计

摘要

木工机械是指在木材加工工艺中，将木材加工的半成品加工成为木制品的一类机床。家具机械是木工机械的重要组成部分。

木工机床加工的对象是木材。木材是人类发现利用最早的一种原料，与人类的住、行、用有着密切的关系。人类在长期实践中积累了丰富的木材加工经验。木工机床正是通过人们长期生产实践、不断发现、不断探索、不断创造而发展起来的。

木家具是指用木制材料制成的用具。根据其结构可分为框架式家具和板工家具两大类。典型框架式家具的结构为榫卯结构，，材料为天然实木板、方材，如红木家具、明式家具、清式家具、实木餐桌椅等。典型的板式家具是指以人造板为材料，结构采用连接件、圆榫等方式连接的家具。

目前木加工制品在人们的生活当中应用越来越多，因此近些年来木加工行业得到了飞速发展，对木工机械的加工精度和加工效率越来越高，本次设计的立式单轴木工铣床主要是用来完成成形铣削、加工榫头和端面。立式单轴铣床的主要结构是有动力机构、传动机构、夹紧机构和进给机构四个部分组成，具体说，它将包括电动机、皮带传动装置、卡具、直线导轨等部件和组成。本设计的内容主要是掌握机床的技术要求极其工作特点，对该机床进行总体方案的设计、零部件的设计和标准件的选择。方案设计的主要任务有两点：一是结合产品的技术要求和需要的具体条件确认设备的机械机构；二是完成对设备的结构参数和力参数的计算。通过方案的实施初步完成机床的设计，通过对各个部件的校核来确保该方案的可行性。

关键字：木工机械；铣床；成型铣削

目录第1章绪论1

1.1 选题的目的及意义1

1.2 国内外研究现状1

1.3发展趋势3

1.4 立式单轴木工铣床的特点4

1.5主要技术参数4

第2章总体设计方案5

2.1 传动装置的设计5

2.2 工件的夹紧装置的设计5

2.3 机身的设计5

2.4 本章小结5

第3章切削力计算6

3.1速度计算6

3.2 功率计算6

3.3 选择电机9

3.4 计算装置的总传动比10

3.5 计算传动装置的运动和动力参数10

3.6 本章小结10

第4章皮带传动设计计算及参数选择11

4.1 确定计算功率Pca（kW）11

4.2 选定带型12

4.3 确定带轮直径dd1、dd212

4.4 确定中心距a和带长Ld13

4.5 验算小带轮包角α113

4.6 确定V带根数13

4.7 计算单根V带初拉力F014

4.8 计算对轴的压力FQ14

4.9 本章小结14

第5章主轴的设计15

5.1 轴径的初步估算15

5.2 轴的结构设计15

5.3 轴的强度校核16

5.3.1 轴的疲劳强度校核19

5.4 本章小结20

第6章轴承的选择和计算21

6.1 轴承的选用21

6.2 轴承的寿命计算21

6.3 本章小结23

第7章机床的使用和保养24

7.1 润滑的作用24

7.2 机床的保养25

结论26

致谢27

参考文献28

附录29

第1章绪论

1.1 选题的目的及意义

我国木工机械行业今年来一直高速发展，在国际行业处于领先地位。生产的木工机械，不仅国内使用，还大量的出口国外，并成了世界贸易的主要组成部分。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，板式家具在人民生活中的地位也越来越重要，应用越来越广泛。而立式单轴铣床正是随着板式家具的兴起而越来越兴旺。由于工厂规模的限制，小型的立式单轴铣需求量成为木工机械中的佼佼者。

立式单轴木工铣床具有生产效率高，机床结构紧凑，占地面积小，操作灵活方便等特点，它的出现大大的减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。

立式单轴木工铣床只要用于完成成形铣削、加工榫头和端面等工序的作业，尤其是对断面成型的加工灵活方便，同事成型铣削质量好，生产效率高。

板式部件的连接大量的采用圆榫，五金零件逐步取代了其它结合方式。以适应板式家具流水线的需要和连接方便的特点。

1.2 国内外研究现状

伦教木工机械起步于上世纪80年代初。当时伦教有一定的机械加工能力，随着顺德家具业兴起，原始型木工机械应运而生。进入90年代开始发展，不断吸收引进东北、华东、台湾的先进技术，实现产品更新换代。1997年以后借助技术创新、机电一体化、会展经济等的内外延发展推动，迎来了跨越式的进步，在国内木工机械行业中占有举足轻重的地位，目前以成为中国木工机械行业最大的制造基地。2004年，伦教的木工机械行业总产值为10.04亿元，拥有制造企业78家，配套企业16家，从业人员近万人。产品主要有四面刨、多排刨、冷热压机、木地板生产线以及各种系列实木家具、纤维板家具的生产设备，产品主要销往全国各地、欧美和东南亚。2004年木工机械销售贸易总额占全省的60%，全国的30%，年出口产品额为1200万美元。

伦教的木工机械行业已经出现了专业化生产的趋势，各企业之间有侧重的发展方向，为整机生产配套刀具、锯片、进料机、刀头组合等。如“富豪”、“锐亚”成为了“中国木工机械四面刨王国”，“马氏”成为了木工机械高速轴生产基地，“银光”成

为了木材粗加工机械的排头兵。“威德力”、“同安”成为了木制品冷、热压机床系列专业厂，在深圳经营木工刀具长达10年之久、产品品质已达国际先进水平的“润祥”公司，到伦教投资后仍然专做刀具。此外，伦教木工机械制造行业出现了两种发展倾向，一方面规模企业产品向大型、重型机械发展，与此同时，另一方面涌现出十余家新办的木机厂，它们迅速填补通用、小型产品的空白，使木工制造业出现了分层次梯度发展的鲜明特点。不少企业已近意识到专业化分工协作是降低成本、减少恶性竞争，把产品做精做专做出品牌的必由之路。

据《2013-2017年中国木工机械行业产销需求与投资预测分析报告》部分数据显示八五到九五期间，伦教均保持着惊人的发展速度，工农业总产值年均递增30.4%。2004年实现地区生产总值40.15亿元，同比增长18.4%，其中三大产业比例为8.74:70.98:20.28，工业总产值205亿元，同比增长41.3%，出口产值19.88亿美元，同比增长47%，比2001年翻了一番。伦教街道拥有工业企业413家，从业人员75000人，其中三资企业143家，出口产值占工业生产总值的50% 以上。2001年伦教被省科技厅认定为广东省专业镇技术创新试点。

（1）制造质量、技术性能和可靠性普遍提高。在结构设计方面，讲求紧凑实用。采用计算机优化设计和组成技术设计，对机床的实用安全性、操作、维修、运输方面和舒适性、色调和环境的和谐性、醒目的安全和危险标志、制造的工艺性、外形的美观和人机工程原理方面都给予足够重视。很多厂家都采用了现代化的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助质量保障系统（CAQ）、计算机辅助规划（CAP）、计算机辅助制造（CAM）和计算机控制（CNC）等技术。

（2）在进一步完善、发展适合少品种、少规格大批量生产木制品的各类专门化自动生产线、联合机的同时、适用于加工小批量、多变种的木工机械和木材加工机组有较快的发展。

（3）木工刀具在品种规格、精度、耐用度、新材料和新技术的应用等方面的发展很受重视。

（4）对科研、教育和新技术、产品开发和投资非常重视。木工机械国际市场的

竞争在很大程度上是科学技术的竞争。