木工平刨床设计
29页 16000字数+说明书+答辩稿+25张CAD图纸【详情如下】
A0装配图.dwg
A1机架.dwg
A2刀轴.dwg
A3偏心轴.dwg
A3前工作台.dwg
A3后工作台.dwg
A3大带轮.dwg
A3轴座.dwg
A3齿条轴.dwg
A3齿轮轴组.dwg
A4刨刀片.dwg
A4导尺.dwg
A4小带轮.dwg
A4手柄.dwg
A4手轮.dwg
A4支座.dwg
A4散热板.dwg
A4楔形压块.dwg
A4电机导轨.dwg
A4盖板.dwg
A4紧固螺母.dwg
A4轴套.dwg
A4连杆.dwg
A4连杆盖.dwg
A4闷盖.dwg
木工平刨床设计答辩稿.ppt
木工平刨床设计说明书.doc
目 录
中文摘要…………………………………………………………………………… I
英文摘要…………………………………………………………………………… II
前言………………………………………………………………………………… III
第一部分 设计课题及设计目的
设计内容………………………………………………………………………1
二、 设计目的………………………………………………………………………1
第二部分 木工平刨床设计
一、 木工平刨床初步设计…………………………………………………………2
1 木工平刨床工艺方案的拟定…………………………………………………… 2
2 木工平刨床运动方案的拟定…………………………………………………… 2
3 木工平刨床技术参数的确定…………………………………………………… 2
4 平刨床总体布局的确定………………………………………………………… 3
5 机床造型与色彩设计…………………………………………………………… 4
二、 平刨床工作机构的零、部件设计………………………………………… 5
1 床身……………………………………………………………………………… 5
2 工作台…………………………………………………………………………… 5
3 导尺……………………………………………………………………………… 8
4 刀轴………………………………………………………………………………10
5 轴承………………………………………………………………………………12
6 轴承装置设计……………………………………………………………………12
三、驱动装置设计…………………………………………………………………14
四、传动机构设计…………………………………………………………………14
五、控制装置设计…………………………………………………………………20
六、木工平刨床附件的选择………………………………………………………21
总结…………………………………………………………………………………22
参考文献……………………………………………………………………………23
致谢…………………………………………………………………………………24
摘 要
在木材加工工艺中，木工刨床用于将毛料加工成具有精确的尺寸和截面形状的工件，并保证工件表面具有一定的表面粗糙度。这类机床绝大部分是采用纵端向铣削方式进行加工（也可以称为卧式铣床），只有少数采用刨削方式进行加工。
木工平刨床是将毛料的被加工表面加工成平面，使被加工表面成为后续工序所要求的加工和测量基准面；也可以加工与基准面相邻的一个表面，使其与基准面成一定的角度，加工时相邻表面可以作为辅助基准面。平刨床加工特点是被加工平面与加工基准面重合。目前使用的平刨床中手工进给的平刨床占绝大多数。
本设计在对传统木工平刨床的结构进行分析参考后完善了平刨床的结构布局，并对一些设计结果特点进行了说明。
关键词：
木材加工；木工平刨床
Abstract:（Times New Roman）
In the wood processing , woodworking planer for wool processing into the workpiece with the exact size and shape of the cross section and ensure that the surface has a surface roughness. The vast majority of such machines is to use vertical milling way to end processing ( also called horizontal milling machine ) , only a few ways using the planing process .
Woodworking planer wool is processed is processed into a flat surface , the surface to be processed to become a subsequent processing step , and the required measurement plane ; can also be processed with a plane surface adjacent to the reference plane into a certain angle , the adjacent surface can be used as secondary processing plane . Planer processing feature is coincident with the machining datum plane to be processed . Currently used in hand planer infeed planer majority.
After the design of traditional woodworking planer structures were analyzed with reference to improve the structure and layout of the planer , and the results of some of the design features are described.
Key words:（Times New Roman）woodworking planer ping；wood processing
前言
木工刨床是木工机械最常用的设备，木材加工技术从刨床的进步开始，依赖木工刨床的技术进步推进木制品行业的发展，同时带动了木工机械其他机型的发展。而木工平刨床更是木工机械中最普通和常用的一种，其加工形式单一，操作简单，适合于各种经营模式的厂家和个体进行生产使用。
本次毕业设计，在林金龙老师的精心指导下，本人通过对木工平刨床的设计，深入学习了cad软件，掌握了机械设计的一般流程和方法，为今后从事机械行业工作打下了坚实的基础。
本次设计历时一个月，进程如下：前期，在林老师的指导下对木工平刨床的原理进行了认知，并且对木工平刨床的总体架构有了一定的感性认识；中期，通过各种途径查阅资料，对平刨床的尺寸、结构作出相对符合实际的设计；后期，cad画图，在林老师的指导下对本次毕业设计作出总体评估、汇总，并对不完善的部分进行更改和完善，最后定稿。
本设计是纯理论性设计，与实际应用存在着许多差异，由于本人水平有限，经验不足，疏漏和错误之处在所难免。在此，恳请各位老师批评、指正。
第一部分 设计课题及设计目的
本次设计内容：木工平刨床
本次设计的目的：
掌握（木工）机床设计的一般方法；
了解木工平刨床的工作原理；
了解木材加工方法；
进一步掌握设计的一般方法，熟练设计的一般过程；
尝试接粗学习各种获取资源途径，对设计这一大类有一个总体的初步认识；
基本掌握绘图基础软件cad的操作和应用。
第二部分:木工平刨床设计
一、 木工平刨床初步设计
1 木工平刨床工艺方案的拟定：
根据木工平刨床的加工性质，它是将毛料的被加工表面加工成平面，并不是要生产出一定的产品。
1.1 确定工件的工艺基准
平刨床将毛料的被加工表面加工成平面，使被加工表面成为后续工序所要求的加工和测量基准面。而毛料的定位基准是有工作台旁边的导尺来完成的。
1.2 工艺方法
1.2.1 加工方法
木工平刨床从名字上看应该是刨床，但根据其实际加工形式，它是把几片刀片安装在刀轴上进行铣削加工的，属于圆周铣削加工。
1.2.2 刀具选择
由刀轴和刀片的组合成圆柱形铣刀，切削刀轴一般为圆柱形。
2 木工平刨床运动方案的拟定
首先，成形运动只有主运动，即刀轴的旋转；另外，进给运动是可以是机械进给（利用各种机械传输装置进行）和手工进给，在此选择手工进给，因为本设计中的木工平刨床只加工工件的一个表面，虽然手工进给的生产率较低，但是由于加工时工人对工件的手压力不大，翘曲的木材变形较小，可得到平整的基准表面（加工表面），因此在生产中应用仍较广泛。所以在本设计中亦采手工进给。
木工平刨床中只有外联系传动链，由外部电机提供动力，通过机械传动机构将动力传输到刀轴，以完成加工。
木工平刨床技术参数的确定作台高度参考范围为750～850 mm，故而选取工作台高度为840 mm。
平刨床的壁厚参考长、宽、高经验公式C=(2L+B+H)/3000，壁厚C≈10 mm。
3.2.2 运动参数
运动参数主要为主运动参数和进给运动参数。主运动参数为刀轴转速，在3000～7500 r/min，参考MBL503平刨床，选取5600r/min。进给运动由于是手工进给，参考经验值，一般不高于6～12 m/min。实际操作时需要根据加工毛料的性质和加工要求做出适当和适时的调整
3.2.3 动力参数
平刨床工作的额定功率为2.2 kw，具体各工作部分的功率和传动系统的功率传动情况需要根据设计的装置进行分析计算，本部分内容将在驱动装置、中间传动的设计部分作出分析计算。并将根据实际情况作出改变和调整。
4 平刨床总体布局的确定
合理确定平刨床的总体布局是平刨床设计中的重要环节，它对平刨床的设计、制造与使用都有很大影响。平刨床的总体布局关系到机床的很多性能，因此要求较高。
平刨床型式
在国内平刨床的型式都比较固定，因为相对与其他木材加工机床来说，木工平刨床是比较简单的一种，其布局型式经过长期生产和客观效果的检验，通用机床和某些专门化机床的布局型式已基本定型，称之为传统布局。由于要改变机床的布局需要综合考虑多方面的因素和进行实际的试验改良，所以，对于本设计来说是不可能办到的。故而我只有参考传统布局型式来进行设计。
传统木工平刨床都是纵向—水平布局法——部件按X—X轴向放置，属于卧式机床。
4.2 平刨床总体布局应注意的问题
4.2.1 工件特征
由于工件（毛料）是板材，对板材加工按照如上所选的型式完全可以达到要求。板材一般为条状，故而只要保证了加工精度，对加工的完成是没有任何问题的。
4.2.2 机床性能
对加工精度、表面粗糙度要求较高的机床，在总体布局上应采取相应措施，使之提高传动精度、刚度，减小振动、热变形等。为了提高传动精度，传动部件设计时尽量缩短传动链；为了提高机床刚度，可采用框式支承结构；为了减小机床加工过程中的振动，使电动机、齿轮变速箱等振动较大的部件与工作部件（刀轴）分离，中间采用带传动。
4.2.3 生产批量
由于本设计的木工平刨床是手工进给，其生产效率低，故而相当于单件小批量生产，机床布局应能保证工艺范围广、调整方便。所以工作台的设计是水平式、开放式的。
4.2.4 机床散热
在床身上开设散热口,参考通用形式,见总装图。
5 平刨床造型、色彩与宜人性设计
机床的造型与色彩是现代机床设计中不可缺少的内容，它是决定机床产品的质量、价格和市场地位的重要因素。在新产品的开发与研制过程中，造型与色彩设计应贯穿全过程并协调进行。设计目标是获得机床的优良外观质量；原则是好用、经济、美观和创新，要求体现产品功能、结构和艺术性的综合美感。
5.1 平刨床造型设计
造型，即对总体内容的一种安排和相互之间的关系。造型设计就是合理布局，以达到给人以舒适协调、静中有动的感觉。
5.1.1 平刨床形体比例
实际使用中的形体比例一般有黄金比例、均方根比例等等。在平刨床上，床身与上面的工作台之间有一个分割线，可以参照黄金比例（1:1.618）来设置它的位置。另外床身上、下部都可以直接设计成有一面为正方形的长方体。
并且为了方便使用，将前工作台的升降机构设计成与后工作台一样。其位置安排形式如下图所示（本图并不代表实际平刨床形式，具体细节部位仍需改进）：
图1 平刨床形体比例初步设计图
5.1.2 形体线型
机床的形体比例确定后，就应该着手处理这些形体的边界结合面间的线型关系，以达到整体统一协调的效果。参考通用的一些木工平刨床的床身设计，并且根据人们的使用习惯将平刨床上的一些突兀的直线改变成圆滑的曲线，具体设计情况可以参考平刨床设计总图图纸。总图对平刨床的总体设计表达的十分清晰。
5.2 平刨床色彩设计
参考MBL503木工平刨床，其床身的色彩漂亮、匀称、协和，这些色调的配合可以让操作人员进行长时间工作而减轻眼部的疲劳。其颜色设计特点是：床身以灰色为基调，再以蓝色间隔开工作台和床身，令操作人员可以快速而直接的区分床体轮廓。另外，对于需要醒目提醒的部位，如开关旋钮，设计成鲜红色，便于识别。这款平刨床的床身色彩设计简单和谐，有很大的参考价值。参考图如下：
图2 平刨床颜色设计
5.3 平刨床宜人性设计
机床不仅要能够满足一定的结构形式，还需要针对使用者进行宜人性设计。这部分内容也就是人机工程学在平刨床设计上的应用。
5.3.1 操作空间尺度
操作空间尺度主要根据人体的结构尺寸、人的视野范围、肢体的有效活动范围以及适宜用力范围、操作速度与精度要求、操纵装置尺寸大小以及安装位置等因素，来选择最佳操作区域，并与机床产品功能、结构相适应，才能取得操纵舒适、可靠和高效的设计。
对于本设计的木工平刨床，操作人员工作方式为站姿操作，手动进给木料时，左手轻放在木料上端，右手轻推木料，以完成木料的进给过程。所以操作人员是侧身、脊背稍曲的身体姿势。工作台不能太高，根据上文的设计已选取为840 mm的高度，这个高度是比较舒适的，也适宜于大部分人群。
5.3.2 视觉特性
平刨床的操作活动不仅与人体的结构尺寸有关，而且与人的视觉特性有密切关系，以便操作方便、迅速和准确。其中主要的要求为视野和视距的满足。
平刨床布置为纵向—水平布局法——部件按X—X轴向放置，属于卧式机床。它的加工区域集中在刀轴上，所以此类机床的视野和视距是完全能够满足人们的要求的。
二、 平刨床工作机构的零、部件设计
1 床身
它主要用于安装和支撑机床其他零、部件的，要求床身具有足够的强度和刚度。所以是由铸造性能好的铸铁制成整体式床身。床身壁厚10 mm，根据力学性能要求，可以选取牌号为HT200的灰铸铁，其可以承受较大弯曲应力。另床身上的附件如仪表仪器的壳体可以用塑料制造。
工作台部件
参照《木工平刨床的结构安全标准》（标准号：JB 3380-83）（下文简称《安全标准》），该标准从安全的角度出发对木工平刨床的结构设计与制造规定了一般要求。
2.1 工作台的基本要求
根据以上《安全标准》，工作台离地面的高度应便于操作，推荐为750～850 mm，由于本设计工作台比较长，故而选取平刨床高度为840 mm。
工作台性能
工作台的材料一般是铸铁，刚性好，变形小，减振性能好、耐磨。工作台分为前、工作台，为了减小进给阻力，工作台的台面必须光洁平整，工作台的平面度限制在0.2/1000之下。由于前工作台是被刨削工件的基准，对毛料获得精确的平面影响较大，所以在上文的设计中其长度比后工作台长，便于进给时加工的稳定。工作台俯视示意图如下所示：
图2 工作台示意图
2.3 工作台的位置布置和具体结构形式
工作台是木材刨削操作平台，前、后工作台安装在刨刀轴两侧形成开口，露出刨刀轴全长。前、后工作台之间的开口应尽量小，参照《安全标准》表1，由刨刀体切削圆直径为125 mm，其在零切削位置（前、后工作台与刨刀体切削圆的上素线相切时所处的位置）时的开口量不大于55 mm，前、后工作台之间最大开口量不大于55+δ，δ为平刨最大刨削厚度。
工作台内部应该为空的，即是一个工作台壳，因为里面有工作台升降装置，需要放置丝杠螺母。其内部的结构形式将在工作台升降机构中以图示形式说明。
前、后工作台靠近刀轴的端部设计为各镶有一块被称作梳形板的镶板，材料为渗碳钢，具有高硬度和高耐磨性。其作用是减少前、后工作台与刀轴之间的缝隙，同时又可以加速刀轴扰动空气的流通，降低空气动力性噪声。镶板具有一定的刚度，并经过精加工，支持毛料通过刀轴，防止工件撕裂。镶板细节示意图如
下 (在零切削位置时的示意图) ： 通过这次毕业设计，我学到了许多。这是一次关于学习与态度的旅行，路上充满着沟沟坎坎，最后都一一被化解。这种感受正是成长的感受，我很高兴能够在进行专业学习中获得成长，无论是知识上的，还是为人、品格上。
在设计途中，我领悟到良师益友的作用和伟大。在我面对一个结构或者一个原理百思不得其解的时候，经由老师或者朋友蜻蜓点水般的点拨，我便能够一探其中奥妙。这便是知识的力量，也是学习的魅力。
做毕业设计，也正是一次对于设计思想领略的过程。大凡设计，总有其想通之处。只有把握住了设计的脉路、把握了设计的灵魂我们才能够对设计这一大类的子丑寅卯都可以得心应手地应对和处理。
设计也是一面镜子，它试探出了我的本领和知识的深度。在这次设计中，我遇到了重重困难，这也正说明了我的专业基础知识不够扎实，更从侧面反映出我还拥有多么大的提升空间。这也次设计，我做得很踏实，因为它充满了一系列的问题需要你自己去解决，还需要解决后的完善，这其实多么像生活，怎么处理自己的事只不过是一种态度。正因如此，我很认真的对待这次设计，态度，是起码的前提。也通过这次设计，更加深沉和长久地磨练了我的性格。
设计也是一座桥，把理论和实践相连。理论是很美妙的，然而只有通过实际实现，它才能焕发它独特的光彩和魅力。特别遗憾的是，这次毕业设计对于实践也只能够有些微的感性认识，没有更多的机会深入，但这是一个很好的开始，因为我们永远生活在实际中，而且，作为毕业生，我们也将拥有更多更好的机会去接粗它们。
归根究底，设计是一种系统性的学习，这是符合知识储存规律的，也符合我们的认知规律，而更有意味的是系统性是一切实物和组织的本质。设计是人对自己大脑思想的个性化和综合化处理，在设计中学习、提升，这是再好不过的了。
最后，很感恩在江西农业大学生活的四年，我在这儿生活、学习、成长，就让我怀着诚挚的心情把这份拙陋的毕业设计献给我的母校、我的师友们吧。参考文献
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