旋切机

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工业机械
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简介
旋切机是生产胶合板的主要设备之一，分为有卡旋切机切机和无卡旋切机，随着科技的进步数字伺服控制技术也运用到旋切机机生产中，近几年出现了数控旋切机。数控旋切机的出现不仅提高了生产单板的质量和精度，而且还大大提高了生产效率和整机的自动化程度。数控无卡旋切机是胶合板生产线或单板生产线上的重要设备，主要用于将有卡轴旋切机旋切剩余的（或扒圆）木芯进行二次利用，将长度不等的木段，在一定直径范围内的木芯旋切成不同厚度的单板，旋切直径小。 
特点
1、采用伺服电机驱动精密丝杆进给。
2、更换板厚只须输入板厚数字，无须更换齿轮，旋切精度高。
3、不同木种也可一同旋切而不影响板厚。
4、板面光洁度好，中对木材的阴阳面反应不敏感。
5、节电，操作简单，维修方便。 
基本原理
旋切机用来将木段旋切成单板。旋切的一般方法是：左右卡轴夹紧木段两端并带动其旋转，安装在刀床上的旋刀刀刃平行于卡轴轴线并沿其垂直方向做进给运动，沿木段年轮方向旋切出等厚的单板。
无论是恒转速旋切，还是恒线速旋切，为了获得一定厚度的单板，都应使卡轴每转一转，刀床的进给量保持不变，其进给量大小等于单板的名义厚度。改变这个进给量，就可获得不同厚度的单板。
在旋切过程中，旋刀刀刃在木段横断面上所走过的轨迹称为旋切曲线（如图1：旋切示意图所示），其运动方程为：
r= aθ+h
式中：r ——木段的瞬时半径；
a——阿基米德螺旋线的分割圆或渐开线的基回半径，a =S/2π；
θ ——极角，是由ox方向算起的；
h——装刀高度，即旋刀刀刃距卡轴轴线水平面的距离。 
参数
1．旋切机两卡头之间的距离决定旋切木段的长度，因而也决定旋出单板带的宽度。它有一个最大距离和一个最小距离。木段长度应不大于它的最大距离，不小于它的最小距离。
2．卡轴中心线离机床床面的高度H决定旋切木段的最大直径D，D=2H-100毫米。旋切木段的最大直径还取决于卡轴中心线与刀床间的最大距离。
3．旋刀长度一般比两卡头之间的最大距离大50毫米。
4．卡轴的转速和旋切机传动装置的传动方式有关，并按保证最佳旋切条件的要求而确定。目前的旋切机按旋切过程中卡轴转速情况可分为两种类型，一种是卡轴转速固定不变；另一种是卡轴转速随木段旋小而增加。
5．工作进刀速度是卡轴每一转中或每分钟内刀床（旋刀和压尺）移动的距离，以毫米/转或毫米/分计。进刀速度决定旋出单板的厚度。为了得到不同的单板厚度，旋切机上设有进刀速度变换机构-进刀箱。
6．刀床快速进退速度是在旋切开始前刀床接近木段和旋切结束后刀床离开木段（木芯）的移动速度。为了使这些动作占用的辅助时间压缩到最低限度，刀床快速进退一般都采用相当高的速度。
7．粗旋进刀速度是旋切初期木段旋圆前的刀床移动速度。为了尽量减少木段旋圆时间，粗旋进刀速度大大高于精旋进刀速度。
8．卡轴轴向进给速度应使刀床退刀间和木芯松开时间相等。卡轴轴向移动有丝杆传动和液压油缸两种方式。
9．卡头直径决定旋切时木芯可能达到的最小直径。
10．主传动的功率和旋切机上全部电动机的功率（以千瓦计），决定可能旋切的单板厚度，以及单板旋切的耗电量。
11．旋切机的外廓尺寸长，宽、高按机床最凸出的部分测量。长和宽决定安装机床所需的厂房面积。 
旋切机的类型
按旋切木段的尺寸范围，旋切机可分为大型、中型和小型三种类型。大型旋切机可旋切木段长度为2000～2700mm、直径达1600mm；中型旋切机旋切木段的长度为1350～1950mm、直径为200～800mm，小型旋切机旋切木段的长度一般在1000mm以下、直径在400mm以下。
按主运动的驱动方式，旋切机又可分为主轴驱动型与外圆驱动型。主轴驱动型根据卡木结构不同又可分为机械卡木型与液压卡木型。机械卡轴旋切机为单卡轴旋切机，其结构简单、易维护保养，但操作劳动强度大、出板率低，在中小企业中使用较多。液压夹紧的卡轴有单卡轴和双卡轴之分。液压双卡轴旋切机自动化程度较高、操作方便、木芯直径小、出板率高、单板质量好，主要在大中型企业中使用。无卡轴旋切机中的木段是由摩擦辊定心并驱动，其木芯直径最小、出板率最高，主要用于木芯的再旋切。
按木段是否绕自身轴线旋转，旋切机可分为同心旋切和偏心旋切两类。在偏心旋切机中木段可由卡轴夹紧，或由卡梁夹紧。用偏心旋切机可获得美观的径向花纹，但生产率比同心旋切机低。目前，技术先进的旋切机采用恒线速切削，液压双卡轴及机械定心或激光定心等技术，使旋切机的旋切线速度达3m/s；单板质量大大提高；旋切的最小单板厚度达0.25mm，规格达50余种。 
缺点
刨切单板的宽度窄，一般为300mm有特殊要求的场合。
1、低速、大转矩。与电磁马达相比，超声波马达最显著的特点是低速下具有大力矩输出的特性。超声波马达的力矩密度（力矩重量比）是电磁马达力矩密度的100~1000倍以上。
2、结构简单灵活、运动形式多样。超声波马达一般由定子、转子（或移动体）两部分组成，并且可非常方便地将马达的定子、转子分别与运动系统中的固定部件和运动部件做为一体。超声波马达有圆环、圆板、方板、圆柱和球形等多种灵活的结构形式，并且非常容易实现多种形式的运动，如旋转运动、直线运动、二维平面运动和三维运动。
3、寿命、噪声和可靠性问题。由于超声波马达的驱动绝大部分是接触式的，这必然带来定、转子间的摩擦损耗问题。
目前，所研制的小功率超声马达的连续工作寿命一般在几千小时左右。超声波马达寿命短，可靠性差，以及工作不稳定等是制约其实用化和产业化所需急待解决的问题。但目前在某些特殊工作性质或对马达有特殊要求的场合，超声波马达仍可充分发挥其力矩密度大、结构灵活、无电磁干扰和具有大的静态保持力矩等特点的优势。超声马达广泛应用在航空航天、精加工设备、汽车行业、有强磁场或对磁场有要求的科学仪器或医疗器械、精密仪器仪表、办公自动化设备、微型机械、军事工业和半导体加工行业等相关领域。左右或更窄，均需拼接，木材利用率低，而且刨切的生产率仅为旋切的10%左右；目前使用的刨切机仅刨切微薄木。 
区别
木材刨切机是生产单板和微薄木的主体设备。按照刨刀相对于水平面的运动方向来分类，则木材刨切机可分为立式和卧式两大类；根据刨切方向相对木方纤维长度方向垂直还是平行，又可将刨切机分为横向刨切机和纵向刨切机。现代的刨切机的外形尺寸仅为过去刨切机的1/3，结构紧凑，质量轻，安装调试容易；可连续生产，节省装卡木材的时间，生产效率高；工作极平稳，几乎听不到噪声。
旋切机也是生产单板的主要设备之一，从某种意义上来说，比刨切机使用得更广泛。旋切机按木段是否绕自身轴线旋转可分为同心旋切和偏心旋切两类。同心旋切机中又分为卡轴旋切机和无卡轴旋切机两种。偏心旋切可获得美观的径向花纹，但生产率比同心旋切低。
旋切机一般体积大而且结构复杂，上机前需要原木定心，若定心不准，开始旋切时会旋出断续的单板带或窄单板。碎单板或窄单板越多，损失的材质好的边材单板也越多，不利于生产的连续化。原木有弯曲、截面不规则和两端有大小头（尖削度）等易造成旋出的单板为碎单板，浪费木材。并且当原木直径减小到一定程度时，就不能再继续旋切（即剩余木芯造成木材浪费）。