德國專家和學(xué)者展望木材加工機(jī)械業(yè)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁一些德國木材加工機(jī)械方面聞名的專家和學(xué)者近期在“HOB”雜志上撰文展望木材加工機(jī)械的發(fā)展趨勢。德國是世界上木材加工機(jī)械最大生產(chǎn)國和出口國，在此領(lǐng)域無數(shù)方面處于率先地位。這些專家和學(xué)者的意見具有一定代表性和趨向性，本文摘要總結(jié)如下。

一、木材加工向高速度、高功效展

當(dāng)前木材加工速度已達(dá)到相當(dāng)高的水平，如刀具主軸最高轉(zhuǎn)速已超過40000r/min，最大功率達(dá)24kW。家具零件加工最高進(jìn)給速度為120m/min，強(qiáng)化地板塊加工最高進(jìn)給速度為200m/min，最高刨削速度為300m/min。最高速度雖不是常常利用，也不一定是最經(jīng)濟(jì)和加工質(zhì)量最高的速度，但它是機(jī)器達(dá)一定水平的標(biāo)志性參數(shù)。通常最高速度越高，普通工作速度也較高。今后木材加工速度和功效還可能進(jìn)一步提高，因此木材加工機(jī)械的主軸、刀具、刀具夾緊裝置、導(dǎo)向裝置、排屑裝置、操縱裝置等均應(yīng)相適地改進(jìn)或重新設(shè)計。

二、木材加工機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和發(fā)展

1.隨著工作速度和加速度提高，對機(jī)器動力學(xué)性能要求也提高。因此，在保證強(qiáng)度、剛度前提下盡可能減少高速運轉(zhuǎn)零件的分量和慣性，舉行動平衡確保不平衡度小。為減輕分量有的構(gòu)件采用輕金屬或桁架結(jié)構(gòu)。

2.當(dāng)主軸箱軸轉(zhuǎn)速達(dá)到甚至超過40000r/min時，要采用混合式軸承和異常的、昂貴的潤滑系統(tǒng)，未來可能采用磁性軸承。

3.因為主軸箱傳動裝置轉(zhuǎn)速高和功率大，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較多熱量，為保證正常工作采用水冷卻主軸箱。

4.當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)40000r/min以上，采用傳統(tǒng)的HSK(空心桿錐式)刀具夾緊裝置時，因為刀具夾緊裝置和主軸支承裝置之間偏心而引起的安全技術(shù)方面問題越來越引起重視。在刀具方面的不平衡問題不像在刀具夾緊裝置中那么嚴(yán)重。解決刀具夾緊裝置不平衡的主意有采用自動平衡主軸系統(tǒng)或采使勁收縮式夾緊裝置。

5.改進(jìn)切屑和粉塵捕集系統(tǒng)：通過與刀具幾何形狀相匹配的幾何形狀優(yōu)化的抽吸罩和非接觸式密封元件等可大大提高切屑和粉塵的捕集率(95%以上)。在某些加工情況下，刀具外面無需安頓粉塵和切屑抽吸裝置，而是通過刀具內(nèi)部將粉塵和切屑輸送出來。未來效率高的抽吸裝置在同樣的排屑能力下抽吸的空氣量可僅為現(xiàn)在的一半。例如：當(dāng)主抽氣管直徑為160mm，空氣原始速度為28m/sec時，每單班作業(yè)時光可少吸入幾乎200萬m3的空氣，大大節(jié)約了抽吸空氣的能量和冬天加熱空氣的能量。

三、刀具方面

1.隨著木材加工高速化和高功效化，要求刀具具有更高的耐用度。否則常常更換刀具影響機(jī)器和設(shè)備的生產(chǎn)率。為提高刀具耐用度必須優(yōu)化切削刃幾何形狀和提高切削刃材料的耐用度。

2.采用智能化刀具夾緊裝置可疾馳更換刀具減少更換刀具時光。

3.進(jìn)給速度不僅可隨轉(zhuǎn)速增強(qiáng)而提高，而且可隨切削圓上能安頓的切削刃數(shù)增強(qiáng)而提高。當(dāng)前柄式刀具切削刃數(shù)少，進(jìn)一步提高功效的可能小。

4.隨著切削速度和進(jìn)給速度的提高，排除切屑問題突出起來，必須優(yōu)化刀具排屑槽幾何形狀，順利而可靠地接納和排出切屑。

5.刀具更換的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是規(guī)定的最低加工質(zhì)量。加工質(zhì)量隨著切削刃磨損而變壞。所有使切削刃尖上作使勁增強(qiáng)的影響因素均降低加工質(zhì)量。

6.高速高功效木材加工條件下，刀具的一些機(jī)理和關(guān)系的邏輯性在相當(dāng)大程度上是未知的(例如：切削力分力、切削刃楔角和加工質(zhì)量之間關(guān)系)。甚至迄今為止的計算切削力的基礎(chǔ)也必須再仔細(xì)考慮。異常在高功效木材加工時，關(guān)于刀具作使勁的認(rèn)識對決定傳動裝置和軸承的尺寸和保證刀具安全是必須的。

7.刀具生產(chǎn)廠越來越注重其產(chǎn)品的一些附屬性能，例如所謂LSD(德語縮寫：L-Leiser-輕聲，S-Straubarm-少塵，D-Dünner-薄些)性能。即要降低刀具噪聲水平，有效地排出切屑和粉塵，刀具(如鋸)薄些以節(jié)約木材(異常是珍貴木材)。

四、普通木工機(jī)床

各類普通刨、鋸、鉆、銑機(jī)床在木材加工中仍占有相當(dāng)重要的地位，異常在木材加工手工業(yè)和中、小企業(yè)中。這些機(jī)床的發(fā)展方向是：容易方便的操縱和控制機(jī)構(gòu)，機(jī)器調(diào)節(jié)方便和調(diào)節(jié)時光短，經(jīng)短時光培訓(xùn)即可操作，按人機(jī)工效學(xué)原則來改進(jìn)和設(shè)計機(jī)器的結(jié)構(gòu)。

五、CNC加工中央計算機(jī)數(shù)控(CNC)加工中央能在工件一次裝夾情況下將木材加工中多道工序擴(kuò)散于其上舉行，適用于加工品種更換頻繁、形狀復(fù)雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。CNC加工中央普通有4～6根控制軸，多數(shù)為四或五軸式。在X、Y軸最大運行速度可達(dá)140m/min。擺動軸擺動角度大多為0～360°、±360°、±180°。主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)40000r/min，主軸最大功