刨切机的结构与使用
许伟才 宋修财 孙义刚 于永鹏
（山东百圣源集团有限公司 山东 威海 264205 ）
摘要：介绍刨切机的分类及特点、典型刨切机的结构、不同结构刨切机的比较；介绍BB1132A单板刨切机的主要结构、性能、安装与调试、试车、维护与润滑。
关键词：刨切机；主要结构；使用与维护
刨切机（或称刨片机、刨板机、切片机等）是利用往复运动机构将纹理清晰、色泽美观的珍贵木材坯料刨切成一定厚度的装饰薄木，或将多层单板胶合层压后的木方刨切成纹理较美观的大幅面薄木的机床，刨切的薄木可用于胶合板贴面或用于板式家具部件的表面装饰。 1、刨切机的分类及特点
刨切机按其运动方式可分为立式刨切机和卧式刨切机两类。
1.1 立式刨切机
立式刨切机如图1所示，它是在垂直面上进行刨切。坯料（木方）2紧固在垂直工作台1上，工作台带动坯料在垂直平面上作上下往复运动完成主切削运动；压尺3和刨刀4安装在刀架5上；当坯料在工作行程时，刀架上的刨刀刨削坯料而获得薄木；在空行程时，刀架在水平上做进给运动，每次进给一层薄木的厚度。刨刀前面安装有压尺3，用来压紧坯料将被刨削的部分，以确保刨下的薄木不发生撕裂或剪裂现象。立式刨切机进给速度快，取料方便，生产效
1.2 卧式刨切机
卧式刨切机如图2所示，它是在水平面上进行刨切。与立式刨切机比较，卧式刨切机坯料夹紧简单可靠，运动平稳，刨切的薄木厚度均匀，故应用较为广泛。卧式刨切机在刨切时，一般是装有刨刀的刀架做直线往复运动，而夹紧坯料的工作台是不动的。卧式刨切机按其结构形式和刨切方式的不同可分为仰切式和俯切式两类。
（1）仰切式刨切机，其夹紧坯料2的工作台1在刨削机构上方，而固定刨刀4和压尺3的刀架在坯料下方，如图2（1）所示。坯料夹紧在可升降的工作台1上，根据坯料2的厚度工作台可以调节到需要的高度；刨刀4的前面安装有压尺3。工作时，刨刀在水平面内往复运动完成主切削运动，工作台带动坯料做垂直运动完成进给运动。刨刀4在工作行程时刨削坯料而获得薄木，空行程中当刀架退离坯料时，工作台带动坯料进给（上升或下降）一层薄木的厚度。
（2）俯切式刨切机，其紧固坯料2的工作台1在刨削机构下方，而固定刨刀4和压尺3的刀架在坯料上方，如图2（2）所示。俯切式刨切机比仰切式刨切机换刀容易，操作方便，取下已刨切成的薄木也方便，并且不易卷曲破碎，有利于实现传送薄木的机械化和自动化。
刨切机的刨削往复运动可采用曲柄连杆机构，见图2（1），或齿轮齿条机构，见图2（2），也可由双摆杆同步运动机构来实现。齿轮齿条机构的往复换向可通过拨叉皮带或电磁离合器来控制。除机械传动外，也可采用液压驱动来实现工作机构的往复运动。曲柄连杆机构能使刨切机的工作比较平稳，但是较为笨重；液压驱动机构可以减少行程的起始和末端换向时的惯性力，使惯性力达到最小的限度，从而减少冲击，可减少运动机构的磨损。
刨切机的进给运动必须与切削运动密切配合，即只有在空行程时，才能实现进给运动，并保证主运动每一往复的进给量相等，通常是借棘轮棘爪机构或槽轮分度机构来实现。
2、典型刨切机的结构
刨切机由于基本结构不同，其造型与实际工效相差很大，刨切机刀床、工件夹持器、刨切方向、对木材的要求、影响加工精度及表面粗糙度的关键零件也不同。在美洲、欧洲和亚洲都有典型的刨切机。
（1）美国卡皮特（Capital）公司的立式横向刨切机。这种刨切机配套的刀片是不锈钢制造的，为适应寒冷地区，刀片内部有热水循环，以避免刨切的热木材与冷刀片、压尺接触，在薄木上留下蓝色的污染。卡皮特公司这项专利是全球型的，压尺与刀片的温度可保持误差在±1℉内。这种刨切机效率高，每分钟切片80次，由液压控制，升降工件的夹紧支架和刀架是两个独立部分，分别安装在牢固的地基上，避免了二者振动产生互相影响；升降支架和刀架为吸振的加重铸件，在安装时必须校正其平行度，其稳定性至关重要。另有气动装置控制全部制动机构。
这种刨切机结构采用液压钩爪夹紧工件，确保工件在承受切削刃口冲击时不松动，以保证切片厚度均匀一致。这种刨切机结构体现了“求实效，不求外形美观”的设计思想，这也是美国木工机械的特征之一。
（2）意大利爱.克利蒙那（Cremona）公司的卧式横向刨切机。意大利爱.克利蒙那公司卧式横向刨切机工作原理，如图3所示。
该机结构是利用大飞轮积蓄能量，由连杆带动刨切刀片，在固定高度的导轨上作往复运动，以形成切削；同时，在大飞轮轴上装有凸轮偏心装置，通过连杆、棘轮机构和皮带、圆锥齿轮传动机构，带动4个立式丝杠（升降机构）转动，使工作台面向上运动，实现工件进给。由于飞轮连杆的运动是按正弦值变化的，因此在连杆推动刀片向前到达工件切削时，它的切削速度是最高的。
（3）日本丸仲铁工所的卧式纵向刨切机。这种卧式纵向刨切机是由精光刨演变而成的。该机刨刀片固定在中间工作台上，高速输送带压在工件上带动工件向前运动，挡板做导板，前后工作台的高低差形成刨切薄木的厚度。
（4）法国木材技术中心的旋转式刨切机。该机将木材偏心夹紧在旋转轴上旋转，刨刀片固定在刀架上，每次刨切后做横向进给，刨出半圆形单板。这种方法，适用于小径木，其单板出材率可以提高10%-15%。
3、不同结构刨切机的比较
理想的刨切机，应保证刨切的单板厚薄一致，光洁度好，生产效率高，对木材材质要求低，现将上述四种刨切机比较分析如下：
（1）进给形式
立式横切类型。工件依靠液压驱动在立柱导轨内上下移动，刀架在导轨上向前做横向移动，形成进给。
卧式横切类型。刨刀片装在滑块上，在平面导轨上往复运动，工件固定在工作台上，由工作台上升进给。
卧式纵向类型。由输送带压紧并带动工件向前运动，挡板做导轨，刨刀片固定，由前后工作台的高低差形成每次切削量。
旋转刨切类型。工件偏心夹紧在旋转轴上旋转，刨刀片固定，刀架在导轨上向前做横向进给。
（2）表面粗糙度
刨切单板表面的粗糙度取决于导管、筛管木纤维的割断，横向刨切时，刀口和木纤维成平行状，多数木纤维未遭破坏，只是弯曲部分的木纤维被横向割断，所以单板切面粗糙度居中，高速切削时能取得光洁表面。
纵向刨切时，理论上刃口与木纤维成90°，刨切单板表面的粗糙度受限于顺纹和逆纹。在逆纹情况下，木纤维被割断时受到掀起的分力，容易起毛；如果顺纹理，则可获得很好的粗糙度，因此纵向刨切要看木材质地，对质地要求高，尽量选择顺纹理。若刀盘转成45°-70°做斜向刨切，可减少木材表面撕裂。四种不同结构的刨切机比较见表1。
表1
| 结构 性能 | 立式横切 （卡皮特公司） | 卧式横切 （爱.克里蒙那） | 卧式纵切 （日本丸仲） | 旋转刨切 （爱.克里蒙那） |
| 效率（次/min） | 80 | 66 | 6 | 110 |
| 粗糙度 | 高 | | 高 | 高 |
| 对原木要求 | 能克服木纤维变形缺陷 | 能克服纤维变性缺陷 | 顺纹纵切 | 可利用小木径 |
| 精度 | < 0.025 | | | |
| 对刃磨要求 | 刃口直线度 | 刀背平直度 | 刃口必须极锋利 | 刃口直线度 |
| 夹紧器装拆方便 | 有3.5.7（in）钩爪能中途卸去长钩爪 | | |
| 出料收集方便操作容易掌控 | 加紧需要熟练 技术 | 一般 | 切片在斜挡内要手工拿出 | 出料方便 |
| 造型 | 造型庞大 | 占地较大 | 轻便 | 占地中等 |
| 安装方便 | 地基要求高 | 地基要求中等 | | 地基要求中等 |
| 适用 | 材料集中的大厂 | 地区中心厂 | 中小厂 | 小木径 |
4、BB1132A单板刨切机的结构及性能
4.1 主要结构及性能
目前，我国刨切机产品的设计、制造和应用的主流产品是卧式横向刨切机，其工作原理类似于意大利爱.克利蒙那公司卧式横向刨切机，如图3所示。国产BB1132A单板刨切机、BBK1142A数控单板刨切机如图4所示，都为卧式横向刨切机，其技术参数如表2所示。
图4：BB1132A 单板刨切机
表2：
| 机 型 | BBK1142A | BB1132A | BBK1127F1 |
| 刨切工件最大尺寸 (mm) | 4250×750×720 | 3200×600×1000 | 2700×650×400 |
| 刨切单板厚度 (mm) | 0.20-3.6 | 0.20-2.2 | 0.14-2.2 |
| 刨切频率 (t/min) | 10-40 | 10-35 | 13-33 |
| 主电机功率 (kw) | 40.5 | 30 | 22 |
| 升降电机功率 (kw) | 5.5（伺服电机） | 3 | 2.2 |
| 夹紧电机功率 (kw) | 7.5 | 3 | 2.2 |
| 机床外形尺寸 (mm) | 9740×6300×2845 | 9200×4710×3000 | 7785×3870×2440 |
| 净重 (kg) | 36000 | 28000 | 16600 |
BB1132A单板刨切机由主传动机构、导轨部分、工作台部分、夹紧装置、进给升降机构、进给调节机构、变速箱部分、单板运输机、及电气部分组成。如图5所示。
1）主传动机构。主传动机构由主电机、皮带轮、大小齿轮及连杆等组成，见图6所示，为主运动提供动力。主电机1可选用电磁调速电动机或直流电动机，用户可根据刨切木材的材质、刨切厚度的不同选择不同的主电机和刨切频率。主电机1通过皮带3与皮带轮相连，皮带轮与小齿轮连接在同一根转轴上，具有相同的转速，小齿轮与大齿轮配合起到减速的作用，连杆与大齿轮偏心连接，工作台、连杆、大齿轮组成曲柄连杆机构，推动工作台前后移动
2）导轨部分。是由两条固定水平导轨和两条固定垂直导轨组成。水平固定导轨采用一平一V型导轨，运动平稳性能好，精度高。这一部分是机床的主载体。
3）工作台部分。是由前后工作台、滑动水平导轨及刨刀、压尺等组成。这一部分主要是用来完成主运动，实现刀具对木材的切削。
4）进给升降机构。是由左右垂直滑轨、左右传动丝杠、传动轴、电磁离合器及齿轮等组成。它主要是用来完成刨切时木料的进给运动，及夹紧横梁快速升降运动。
5）夹紧装置。是由夹紧横梁、夹木机构及夹紧电机组成如图7所示，夹紧机构的工作原理如图7b，动力由夹紧电机通过皮带传动给传动轴，传动轴与主动斜齿轮配合，从动斜齿轮与丝杠配合，丝杠带动卡爪夹紧木料，应该注意的是不能用夹紧电机直接卡紧木材，以免造成机件的损坏。具体调整方法是调整每一个夹紧导轨端面的螺母，通过压缩弹簧压紧磨擦套，但遇有阻力后，磨擦套打滑为佳。调整弹簧压力过大，容易造成夹紧电机和传动机构的损坏
6）进给调整机构：是由滚轮、顶杆、齿轮、齿条及涡轮蜗杆机构等组成（如图8所示），其主要作用是调整刨切单板的厚度。在工作台上有倾斜的导轨，齿条4通过滚轮与倾斜导轨接触，齿条4会随着工作台的前后运动而作上下垂直运动，通过转动手轮2改变刻度盘7的值，通过涡轮蜗杆的传动改变顶杆6的高度，限位块5的高度也将随着顶杆6的变化而变化，从而调整齿条4的运动范围，进而调整木料的进给量
7）变速箱部分。主要是通过转动手柄来变换不同的齿轮传动比，来变换刨切板厚；一种是刨切薄板，一种是刨切厚板。
8）电气控制系统。主电机选用电磁调速电动机或直流电动机，采用进口全数字直流调速器控制。
4.2 安装与调试
1）BB1132A单板刨切机的安装。
安装卧式横向刨切机前，应先按照机床地基图的要求打好地基。地基用混凝土浇注而成，地基打好之后，待15-20天，方可安装机床。
安装机床时，一般由专业技术人员现场指导安装。其安装顺序是：先将两个水平导轨置于地基之上，找好水平及其平行度；然后将夹紧导轨、梁及传动部分连接好；之后，重新调整好机床的水平及导轨平行度；最后将地脚螺栓孔灌满混凝土，待混凝土完全凝固后（约需要20天），再精校机床精度。锁紧地脚螺栓，修整基础边缘。
2）BB1132A单板刨切机的调试。
刨刀的调整。如图9所示，刨刀的调整为上调刀，先将刨刀2用特殊螺栓3固定在工作台7上，松开前工作台两端的六个螺母，旋转前工作台前端的丝杆，使刨刀两端刃口分别与压尺两端等高，拧动螺钉8顶刨刀，使刨刀刃口抬起。旋转前工作台两端的丝杆，调整刨刀，使刨刀刃口全长与压尺的相对高度为其刨切单板厚度的90%。例如，刨切单板的厚度为0.5mm,则刨刀高出压尺0.5×90%＝0.45mm。10%为弹性恢复量。以压尺刃部为基准，用百分表测量压尺与刨刀的相对高度，测量距离为200mm左右。相对高度用特殊螺栓4和螺钉8调好后，拧紧前工作台上的六个螺母。压尺相对于工作台的高度用顶丝调整。
调刀的方式和刃口的大小，用户也可以根据实践经验进行调整，以能刨出合格的单板为原则。
刨切单板进给机构的调整：
刨切单板厚度的调整除调刀外，还有每次进给量的调整。其方法是，先把电磁离合器调至空挡位置，再将进给调整机构上的手轮转至需要刨切的厚度，再通过转动变速箱上的搬杆，来选择不同的齿轮传动比，来选择刨切厚薄板，最后按动操作台上“工进”按钮，来刨切所需的单板，用千分尺检验单板厚度。由于木材材质的不同，其弹性恢复量也不同。若有误差，应重新调整进给量，直到满足要求为止。
试车。BB1132A单板刨切机的刀具，以及进给部分调整好后，先对机床进行润滑，拧紧各部分的螺栓，接通电源和气源，检查各电机的转向是否正确。对照小皮带轮看，主电机转向应为顺时针方向。待一切准备工作准确无误后，装夹木方，对机床进行工作实验。起动机床前，应该移开所有用来调节机床的工具。
4.3 刨切机的操作
1）首先合上电源总开关,然后旋转急停按钮，按下控制电源按钮，指示灯亮。按下主机启动钮，旋转主机电位器，主机运转。按下下主机停止钮，主机停止。旋转工进钮时，主机自动进给，刨切自动碰至行程开关时，主机自动停止。（注：启动主电机之前，必须先左旋电位器至零处， 以保证主机零速启动）。
2）按下"横梁上升"按钮,升降电机正转,横梁上升,当碰到行程开关时,横梁停止上升. 按下"横梁下降"按钮,升降电机反转,横梁下降。当碰到行程开关时,横梁停止下降。
3）按下"夹紧"按钮,夹紧电机夹紧. 按下"松开"按钮,夹紧电机松开. 按下"停止"按钮,夹紧电机停止。
4）按下"输送启动"按钮,输送带电机低速运转；按下"输送停止"按钮,输送带电机停止运转。旋转钮,开始进行刨切计数，按下计数器上的复位钮，计数清零。
5）若机床在工作过程中出现非常情况,按下急停按钮,机床将停止工作.
4.4 维护与润滑
机床的维护对机床的寿命与精度至关重要，应该引起高度的重视，机床维护注意事项如下：
1）严格按润滑图的要求对机床进行润滑。
2）对水平导轨中的润滑油，每一个月要更换一次。由于工作环境的不同，应经常检查润滑油，如油量不足，应及时加油；如油过赃，则应立即更换。
3）机床安装好后一个月，应对机床精度进行复检，一个星期后，应检查机床连接部位的螺栓是否有松动现象，特别要注意检查地脚螺栓部位。以后每六个月检查一次。
4）在工作过程中，若发现机床有异常振动或噪声，应立即停车检查，并排除故障，以免造成重大事故。
5）每年应对机床进行一次检查，磨损严重的零部件应予以更换。
6）BB1132A单板刨切机的主电机采用进口全数字直流调速器控制，其外部和内部参数出厂时已设定好，用户不得随意修改。