本申請是2015年03月05日提交的發(fā)明專利申請201510098413.2(發(fā)明名稱為“一種大斷面六棱柱體集成材加壓膠拼機(jī)”)的分案申請。

本發(fā)明屬于木材加工機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種大斷面六棱柱體集成材的加壓膠拼方法。

背景技術(shù)：

隨著優(yōu)質(zhì)天然林資源的不斷減少，大徑級木材資源日益匱乏，因此開發(fā)利用人工林小徑級木材在木材行業(yè)發(fā)展中得到越來越多的關(guān)注。針對傳統(tǒng)的小徑材制材工藝出材率低的狀況，提出了一種將小徑級木材制備成最大內(nèi)接正六棱柱體，然后將制得的小徑級正六棱柱體進(jìn)行涂膠組坯后冷壓制得大斷面六棱柱體集成材的方法。將小徑級原木加工制成大斷面六棱柱體集成材，提供了一種小徑級木材高效加工利用新方法，拓寬了木材的利用資源、緩解了木材的供需矛盾。

常規(guī)的結(jié)構(gòu)用集成材分為大幅面板材和膠合木梁，在大幅面板材集成材加工過程中，由于板材形態(tài)規(guī)整，因此其加壓裝置多采用垂直加壓方式，壓機(jī)上橫梁上安裝有數(shù)個活塞式油缸，上壓板固定在油缸的活塞桿端部，通過油缸施壓完成板材集成材膠拼加壓工序；由于膠合木梁有多種形狀，因此其加壓裝置多采用臥式結(jié)構(gòu)，主要由多個水平布置的夾緊器對工件進(jìn)行加壓，加壓方式可用液壓加壓和/或螺旋加壓。

然而，對于大斷面六棱柱體集成材的膠拼加壓工序，無論采用加壓大幅面板材的垂直加壓裝置還是加工膠合木梁的臥式加壓裝置，均難以保證對各膠合面上施加壓力的均勻性和成品集成材的幾何結(jié)構(gòu)尺寸精度。其原因主要是，大斷面六棱柱體集成材其主要結(jié)構(gòu)單元為規(guī)格的正六棱柱體材，各膠合面與水平面間均成一定角度，采用常規(guī)集成材加壓方式很難保證各膠合面受壓均勻；同時，成品集成材形狀為六棱柱體，采用常規(guī)集成材加壓方式很難保證其幾何形狀尺寸精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)提供一種大斷面六棱柱體集成材的加壓膠拼方法，能夠有效地解決大斷面六棱柱體集成材在加壓過程中各膠合面難以均勻施壓導(dǎo)致膠合強(qiáng)度分布不均勻及成品集成材幾何形狀尺寸精度難以保證的問題；同時，又能使大斷面六棱柱體工件與加壓板分離徹底，方便出料。

本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案如下：

一種大斷面六棱柱體集成材的加壓膠拼方法，包括大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，所述大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置包括一個壓機(jī)框架，垂直加壓缸組安裝在壓機(jī)框架上，V型上壓板與帶動其上下移動的垂直加壓缸組活塞桿端部相連，V型上壓板兩錐面與水平面分別成60°和120°夾角；L型水平固定壓板固定在壓機(jī)框架上，L型水平固定壓板兩個加壓面與水平面分別成90°和120°夾角；水平加壓缸組固定在壓機(jī)框架上，L型水平加壓板與帶動其左右移動的水平加壓缸組活塞桿端部相連，L型水平加壓板在水平方向滑動設(shè)置在壓機(jī)框架上，L型水平加壓板兩個加壓面與水平面分別成90°和60°夾角；在L型水平固定壓板的與水平面成120°夾角的加壓面和L型水平加壓板的與水平面成60°夾角的加壓面上開有相對的槽口，槽口內(nèi)設(shè)置V型六棱柱體脫膠頂塊，V型六棱柱體脫膠頂塊與帶動其上下移動的固定在壓機(jī)框架上的脫膠頂塊缸的活塞桿端部相連；六棱柱體脫膠頂塊的兩錐面分別與L型水平固定壓板的與水平面成120°夾角的加壓面、L型水平加壓板的與水平面成60°夾角的加壓面平行；V型上壓板的V型面、L型水平固定壓板的兩個加壓面、L型水平加壓板的兩個加壓面共同圍成了大斷面六棱柱體的六個側(cè)面。

上述技術(shù)方案的有益效果有：大斷面六棱柱體的主要結(jié)構(gòu)單元為小規(guī)格六棱柱體，內(nèi)部各膠合面與水平面間均成一定角度，對大斷面六棱柱體進(jìn)行膠拼加壓加工過程中，垂直加壓缸組和水平加壓缸組提供的壓力通過與大斷面六棱柱體六個面相接處的V型上壓板的V型面、L型水平固定壓板的兩個面、L型水平加壓板的兩個面均勻的施加到工件上，且加壓方向垂直于各膠合面，保證了大斷面六棱柱體內(nèi)部各膠合面均勻受壓，保證了成品大斷面六棱柱體集成材膠合強(qiáng)度；另一方面，采用脫膠頂塊的設(shè)計方案，有助于將工件與加壓板分離，避免工件與加壓板在膠黏劑的作用下粘接，同時，脫膠頂塊表面光滑，支撐起工件的同時，方便出料。

而且在V型上壓板兩端部均安裝有垂直同步齒輪，兩個垂直同步齒輪分別與安裝在壓機(jī)框架上的垂直同步齒條配合連接；垂直加壓油缸組通過垂直加壓油缸組活塞桿與V型上壓板連接，使得V型上壓板在垂直加壓油缸組驅(qū)動下能夠沿著垂直同步齒條所在垂直延伸方向上進(jìn)行上下往復(fù)移動；L型水平加壓板兩端均安裝有水平同步齒輪，兩個水平同步齒輪分別與安裝在壓機(jī)框架上的水平同步齒條配合連接；水平加壓油缸組通過水平加壓油缸組活塞桿與L型水平加壓板連接，使得L型水平加壓板在水平加壓油缸組驅(qū)動下能夠沿著水平同步齒條所在水平延伸方向上進(jìn)行前后往復(fù)移動；這種設(shè)計方案的好處是能夠保證V型上壓板和L型水平加壓板沿工件長度方向進(jìn)給同步，保證對工件施加壓均勻壓力，提高膠合強(qiáng)度。

本發(fā)明中加壓膠拼方法具體包括如下步驟：將待加工的大斷面六棱柱體工件的兩相鄰面分別緊貼L型水平固定壓板和L型水平加壓板的兩個斜面時，水平加壓油缸組供油，推動水平加壓油缸組活塞桿伸出，使得與水平加壓油缸組活塞桿前端相連的L型水平加壓板向前移動，安裝在L型水平加壓板上的水平同步齒輪組件沿水平同步齒條動作，實現(xiàn)水平方向上同步進(jìn)給；L型水平加壓板到達(dá)一定位置時，即水平方向壓力到達(dá)設(shè)定值后垂直加壓油缸組供油，推動垂直加壓油缸組活塞桿伸出，使得與垂直加壓油缸組活塞桿前端相連的V型上壓板向下移動，安裝在V型上壓板上的垂直同步齒輪組件沿垂直同步齒條動作，實現(xiàn)垂直方向上的同步進(jìn)給，垂直方向壓力達(dá)到設(shè)定值后進(jìn)行保壓；加壓完成后，垂直加壓油缸組反向供油，垂直加壓油缸組活塞桿收縮退回，帶動V型上壓板向上移動，上升到達(dá)一定高度后停止，然后水平加壓油缸組反向供油，驅(qū)動水平加壓油缸組活塞桿收縮退回，帶動L型水平加壓板退回；L型水平加壓板退回到位后，脫膠頂塊油缸供油，脫膠頂塊油缸活塞桿伸出，驅(qū)動與其端頭相連的六棱柱體脫膠頂塊動作，將大斷面六棱柱體工件頂起，然后將大斷面六棱柱體工件從大斷面六棱柱體壓機(jī)內(nèi)拉出，脫膠頂塊油缸卸荷，脫膠頂塊油缸活塞桿退回，使大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置回到初始位置，重復(fù)上述步驟加工下一個大斷面六棱柱體工件。

上述應(yīng)用于大斷面六棱柱體集成材的加壓膠拼方法中的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，還包括兩個柱體墊塊，柱體墊塊分別可拆卸連接在L型水平固定壓板的兩個加壓面相接處、L型水平加壓板的兩個加壓面相接處；柱體墊塊為四棱柱，其四個側(cè)面中，兩個側(cè)面為與水平面成90°的平行面；連接在L型水平固定壓板上的柱體墊塊的另外兩個側(cè)面分別與V型上壓板的一錐面、L型水平固定壓板的一加壓面接觸；連接在L型水平加壓板上的柱體墊塊的另外兩個側(cè)面分別與V型上壓板的另一錐面、L型水平加壓板的一加壓面接觸。配備有不同尺寸規(guī)格的柱體墊塊，可通過螺栓連接等可拆卸連接方式分別安裝在L型水平固定壓板和L型水平加壓板上。這種設(shè)計方案的好處是通過更換柱體墊塊能夠加工不同規(guī)格的大斷面六棱柱體，同時其安裝操作簡單方便，重復(fù)定位精度高。

上述的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，采用雙通路的液壓控制系統(tǒng)，分別控制垂直加壓缸組和水平加壓缸組壓力。這種設(shè)計方案的好處在于，通過將垂直加壓缸組和水平加壓缸組壓力大小分開控制，能夠?qū)ぜ怪狈较蚝退椒较蛏戏謩e施加不同大小的壓力；同時，采用單獨(dú)的壓力控制系統(tǒng)能夠方便調(diào)節(jié)各方向上的壓力大小。

上述的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，V型上壓板、L型水平固定壓板、L型水平加壓板錐面相交處均加工有矩形槽口，貫穿整個工件。這種設(shè)計方案的好處在于通過矩形槽口的加工能夠有效保護(hù)大斷面六棱柱體各個棱邊，避免加壓過程中集成材棱邊壓潰現(xiàn)象的發(fā)生。

上所述的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，垂直加壓缸組和水平加壓缸組均為油缸或氣缸。采用雙通路的控制系統(tǒng)，分別控制垂直加壓缸組和水平加壓缸組的壓力。

上所述的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，L型水平加壓板底部安裝有水平導(dǎo)軌滑塊，與安裝在壓機(jī)框架上的水平導(dǎo)軌相配合。L型水平加壓板與壓機(jī)框架之間的水平導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌滑塊均為銅質(zhì)材料。采用銅質(zhì)的水平導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌滑塊。這種設(shè)計方案的好處是能夠避免L型水平加壓板和壓機(jī)框架之間直接接觸，避免磨損破壞的發(fā)生，同時銅具有較好的耐磨性，使用壽命長。

上所述的大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置，所述槽口有兩個，分布在L型水平固定壓板和L型水平加壓板的兩端。這樣，通過兩個設(shè)置在槽口內(nèi)的六棱柱體脫膠頂塊，能夠在工件的長度方向上可靠的頂起工件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置的三維立體圖；

圖2為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置的剖視圖；

圖3為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置中V型上壓板、L型水平固定壓板、L型水平加壓板、大斷面六棱柱體工件等放大圖；

圖4為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置對工件加壓前的原理圖；

圖5為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置對工件加壓時的原理圖；

圖6為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置具有柱體墊塊時對工件加壓前的原理圖；

圖7為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置具有柱體墊塊時對工件加壓時的原理圖；

圖8是本發(fā)明中V型上壓板、L型水平固定壓板、L型水平加壓板的放大圖；

圖9為本發(fā)明中大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置的液壓控制系統(tǒng)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施方法對本技術(shù)進(jìn)一步說明。

如圖1、2所示為大斷面六棱柱體加壓膠拼裝置的示意圖，其包括垂直加壓油缸組1、矩形壓機(jī)框架2、垂直同步齒條3’，3、垂直同步齒輪組件4’，4、V型上壓板5、L型水平固定壓板6、柱體墊塊7’，7、壓機(jī)底板8、L型水平加壓板9、水平同步齒條10’，10、水平同步齒輪組件11’，11、水平加壓油缸組12、六棱柱體脫膠頂塊13、脫膠頂塊油缸14、水平導(dǎo)軌滑塊15、水平導(dǎo)軌16、大斷面六棱柱體工件17、垂直加壓油缸組活塞桿18、水平加壓油缸組活塞桿19、脫膠頂塊油缸活塞桿20、矩形槽口21等。

具體地：本發(fā)明提供一種大斷面六棱柱體集成材的加壓膠拼方法的具體實施例：包括如下操作步驟：當(dāng)待加工的大斷面六棱柱體工件17的兩相鄰面分別緊貼L型水平固定壓板6和L型水平加壓板9的兩個斜面時，水平加壓油缸組12供油，推動水平加壓油缸組活塞桿19伸出，使得與水平加壓油缸組活塞桿19前端相連的L型水平加壓板9向前移動，安裝在L型水平加壓板9上的水平同步齒輪組件11’，11沿水平同步齒條10’，10動作，實現(xiàn)水平方向上同步進(jìn)給。L型水平加壓板9到達(dá)一定位置時，即水平方向壓力到達(dá)設(shè)定值后垂直加壓油缸組1供油，推動垂直加壓油缸組活塞桿18伸出，使得與垂直加壓油缸組活塞桿18前端相連的V型上壓板5向下移動，安裝在V型上壓板5上的垂直同步齒輪組件4’，4沿垂直同步齒條3’，3動作，實現(xiàn)垂直方向上的同步進(jìn)給，垂直方向壓力達(dá)到設(shè)定值后進(jìn)行保壓。加壓完成后，垂直加壓油缸組12反向供油，垂直加壓油缸組活塞桿18收縮退回，帶動V型上壓板5向上移動，上升到達(dá)一定高度后停止，然后水平加壓油缸組12反向供油，驅(qū)動水平加壓油缸組活塞桿19收縮退回，帶動L型水平加壓板9退回。L型水平加壓板9退回到位后，脫膠頂塊油缸14供油，脫膠頂塊油缸活塞桿20伸出，驅(qū)動與其端頭相連的六棱柱體脫膠頂塊13動作，將完成加工的大斷面六棱柱體工件17頂起，然后將大斷面六棱柱體工件17從大斷面六棱柱體壓機(jī)內(nèi)拉出，脫膠頂塊油缸14卸荷，脫膠頂塊油缸活塞桿20退回，系統(tǒng)回到初始位置，重復(fù)上述步驟加工下一個大斷面六棱柱體工件17。

如圖4-7所示為本發(fā)明技術(shù)方案的原理來源，大斷面六棱柱體工件17雖然有多種規(guī)格尺寸，但是其截面形狀均為標(biāo)準(zhǔn)正六邊形，柱體墊塊7’，7通過螺栓分別固定在L型水平固定壓板6和L型水平加壓板9上。V型上壓板5的兩個與水平面夾角分別為60°和120°的斜面、L型水平固定壓板6上與水平面夾角120°的斜面、L型水平加壓板9上與水平夾角60°的斜面以及柱體墊塊7’，7的垂直于水平面的兩個面共同組成了一個新的正六邊形，通過上述動作滿足加工不同規(guī)格大斷面六棱柱體集成材的要求。

如圖9所示為本發(fā)明技術(shù)的液壓控制系統(tǒng)圖，其包括3個三位四通電磁換向閥用于控制三組油缸的進(jìn)退，1個二位二通閥用于控制系統(tǒng)卸荷；1只電磁溢流閥，用于控制系統(tǒng)最高工作壓力和油泵卸荷；2只直動型溢流閥，分別控制水平加壓系統(tǒng)和垂直加壓系統(tǒng)最高工作壓力；1只液控順序閥，用于低壓油泵卸荷；3只單向閥，用于保護(hù)低壓油泵和防止系統(tǒng)油液流空。起工作順序是，首先接通三位四通電磁換向閥1DT，然后依次啟動兩個油泵D1、D2，水平加壓油缸組12動作，通過設(shè)定電接點壓力表SP1設(shè)定水平壓力，當(dāng)水平加壓壓力達(dá)到SP1設(shè)定值后，接通三位四通電磁換向閥3DT，垂直加壓油缸組1開始工作，壓力達(dá)到1.5MPa時，液控順序閥打開，低壓油泵卸荷。當(dāng)水平加壓系統(tǒng)系統(tǒng)壓力達(dá)到電接點壓力表SP1設(shè)定上限值、垂直加壓系統(tǒng)系統(tǒng)壓力達(dá)到電接點壓力表SP2設(shè)定上限值時，1DT、3DT斷電，7DT通電，高壓油泵卸荷，垂直加壓油缸組1和水平加壓油缸組12進(jìn)入保壓階段，水平加壓系統(tǒng)系統(tǒng)壓力達(dá)到電接點壓力表SP1設(shè)定下限值時，1DT通電、7DT斷電為水平加壓油缸組12充壓，當(dāng)垂直加壓系統(tǒng)系統(tǒng)壓力達(dá)到電接點壓力表SP2設(shè)定下限值時時，3DT通電、7DT斷電為垂直加壓油缸組1充壓。加壓結(jié)束，4DT通電，垂直加壓油缸組1退回，然后2DT通電，水平加壓油缸組12退回。垂直加壓油缸組1和水平加壓油缸組12退回到位后，5DT通電，脫膠頂塊油缸組活塞桿20升起，待大斷面六棱柱體工件17出料完成后，6DT通電，脫膠頂塊油缸組活塞桿20返回，然后6DT斷電。重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一組大斷面六棱柱體工件17加工。