木工專(zhuān)用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),木工專(zhuān)用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),木工,專(zhuān)用,四面,刨床,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 木工專(zhuān)用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部名稱(chēng)： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 08-13班 學(xué)生姓名： 尚鉑杭 指導(dǎo)教師： 任忠先 職 稱(chēng)： 講師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一二年六月 The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Design of the Specical Four Side Blade in Woodworking Candidate：Shang Bohang Specialty：Mechanical Design and Manufacture &Autimation Class： 08-13 Supervisor：Lecturer .Ren Zhongxian Heilongjiang Institute of Technology 2012-06·Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 文章介紹了專(zhuān)用四面刨的的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展前景，聯(lián)系了當(dāng)前木工四面刨機(jī)床的市場(chǎng)現(xiàn)狀，探討的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)木工四面刨機(jī)床的發(fā)展的作用，為了當(dāng)前市場(chǎng)的需求專(zhuān)用四面刨更受到人們的青睞，本文主要是針對(duì)四面刨的活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)并介紹了一些有關(guān)當(dāng)今四面刨遇到的問(wèn)題及其解決辦法，四面刨床主要是由床身、工作臺(tái)、切削機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、壓緊裝置、導(dǎo)板及操縱機(jī)構(gòu)等零件組成。優(yōu)秀的四面刨一般都是結(jié)構(gòu)緊湊，工作臺(tái)面鍍硬絡(luò)，經(jīng)久耐用的。并且主軸特殊加工，精度要好。送料系統(tǒng)，最好是采用無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，送料輥與減速機(jī)構(gòu)之間用萬(wàn)向節(jié)聯(lián)結(jié)傳動(dòng)，才能傳動(dòng)平穩(wěn)，送料才能強(qiáng)勁有力。進(jìn)入了二十一世紀(jì)以后隨著城市化進(jìn)度的推進(jìn)，人們對(duì)適于加工各種木料、木質(zhì)板、四面開(kāi)榫的地板塊或木線條的加工有了更深層次的需求，而木工四面刨機(jī)床的應(yīng)運(yùn)而生恰恰滿足了此種需求。 關(guān)鍵詞： 四面刨；木工專(zhuān)用機(jī)械；機(jī)床；木料加工；活動(dòng)平臺(tái)； ABSTRACT In this paper, four side blade is surrounded by a dedicated development and its development prospects, woodworking links on all sides of the current market situation planing machine to explore the technical innovation of woodworking machine surrounded by the role of the development of machine tools, in order to present the needs of the market more by special machine on all sides people's favor, this article is mainly directed against the activities of the platform surrounded by four sides blade, a fixed platform, body movements, body feeding, cutting the design of institutions and introduced the plane is surrounded by some of today's problems and their solutions, is surrounded mainly by the planer bed body, table, cutting body, feeding mechanism, clamping device, guide plate and the manipulation of body parts and other components. Plane is surrounded by fine are usually compact, working hard surface plating network, long-lasting. Spindle and special processing, accuracy is better. Feed system, it is best to adopt stepless speed regulation body, feed rollers and the slowdown between the transmission link with universal joints in order to drive steady, strong in order to feed. Into the twenty-first century with the advance of the progress of urbanization, it is suitable for processing on a variety of wood, wood-based panels, surrounded by open land mortise plate or wood with a deeper level of processing demand, and the wood on all sides planing machine came into being precisely to meet such demand. Key words：four sides bladespecical of Woodworking machine； engine bed；lumber processing ；ram bolster ； II 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………….Ⅰ Abstract………………………………………………………………………………….Ⅱ 第1章 緒論………………………………………………… …………………… 1 1.1 四面刨的現(xiàn)狀及其發(fā)展………………………………… …………… ……1 1.2 本課題研究的主要內(nèi)容………………………………………………2 1.3 當(dāng)前四面刨遇到的問(wèn)題和解決法……………………………………………3 第2章 四面刨機(jī)床的總體設(shè)計(jì)…………………………………………4 2.1 平臺(tái)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………4 2.2 壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………5 2.3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………8 2.4 切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 11 2.5 本章小結(jié)………………………… ………………………………………… 15 第3章 主要零部件計(jì)算………………………………………………………16 3.1 刨削力的計(jì)算…………………………………………………………16 3.2 銑削力的計(jì)算………………………………………………………… 17 3.3 進(jìn)給力的計(jì)算…………………………………………………………17 3.4 壓緊力的計(jì)算…………………………………………………………19 3.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………… 19 第4章 四面刨機(jī)床的總體裝配………………………………………………20 4.1 四面刨機(jī)床工作臺(tái)的裝配………………………………………………20 4.2 四面刨前后壓緊機(jī)構(gòu)的裝配……………………………………………21 4.3 四面刨的無(wú)極變速機(jī)構(gòu)的裝配…………………………………………22 4.4 四面刨的總體裝配………………………………………………………23 4.5 刨刀主軸…………………………………………………………………24 4.6 銑刀刀軸…………………………………………………………………24 4.7 本章小結(jié)………………………………………………………………………26 結(jié)論………………………………………………………………………………27 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………… 28 致謝………………………………………………………… …………………………… 29 木工專(zhuān)用四面刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第1章 緒 論 1.1 四面刨的現(xiàn)狀及其發(fā)展 木工四面刨床市場(chǎng)的發(fā)展前景如何,主要取決于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況，特別是隨基本建設(shè)的發(fā)展，相應(yīng)地會(huì)給木工機(jī)械產(chǎn)品提供良好的市場(chǎng)。 （1）隨著廣東、山東、上海等沿海地區(qū)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，木工機(jī)械產(chǎn)品將在沿海開(kāi)放地得到廣泛應(yīng)用.上海浦東地區(qū)的民用與工業(yè)建設(shè)每年需500 - 600萬(wàn)m2，而內(nèi)地城市也不斷的改變城市面貌、擴(kuò)大市政建設(shè)，擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是長(zhǎng)江三峽工程的上馬興起了巨大的工業(yè)與民用建筑大市場(chǎng)，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道其建筑面積在2200萬(wàn)耐左右。這些都客觀的說(shuō)明了近幾年我國(guó)木工機(jī)械行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。 （2）目前，我國(guó)的森林資源日趨緊張,有限的木材資源已不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。特別是我國(guó)林業(yè)系統(tǒng)近幾年出現(xiàn)“兩?！币詠?lái)，人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到按原先的只賣(mài)大木頭的租放經(jīng)營(yíng)已無(wú)法再繼續(xù)生存下去，只有走木材綜合利用，進(jìn)行木材深加工、精加工的道路才能使我國(guó)林業(yè)系統(tǒng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。為此，林業(yè)系統(tǒng)圍繞木材深加工和精加工將推廣一批項(xiàng)目，這也進(jìn)一步為木工機(jī)械行業(yè)的發(fā)展客觀地提供了一個(gè)良好的市場(chǎng)。 （3）隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)室內(nèi)裝飾愈來(lái)愈考究，賓館、飯店、舞廳、室內(nèi)體育館、會(huì)議室的裝修周期愈來(lái)愈短，城市家庭住房的裝修和鋪地板條(塊)已逐漸普遍。為此，建筑業(yè)將需要大批量的地板條(塊)、木線條等產(chǎn)品，這無(wú)疑也將會(huì)對(duì)木工四面刨床的市場(chǎng)起到促銷(xiāo)作用。 （4）我國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)、船舶制造業(yè)近幾年也將會(huì)出現(xiàn)好的發(fā)展勢(shì)頭，這也會(huì)促進(jìn)木工四面刨床市場(chǎng)的發(fā)展。 （5）我國(guó)以前生產(chǎn)的木工四面刨床由于原始設(shè)計(jì)就存在著某些先天不足，再加上操作者使用不當(dāng)、零部件供應(yīng)不及時(shí)等原因，因此在線服役的時(shí)間都不長(zhǎng)。近期全國(guó)各地考查基本上沒(méi)有看到1985年以前生產(chǎn)的木工四面刨床，也就是說(shuō)其使用壽命相對(duì)較短，而且有相當(dāng)一部分是由于使用單位維護(hù)修理技木水平差而造成機(jī)床過(guò)早退役。這些原因也潛在的擴(kuò)大了木工四面刨的市場(chǎng)。 四面刨是一種木工機(jī)床類(lèi)的刨床產(chǎn)品。主要用于加工木方、木板、裝飾木線條、木地板等木制品。優(yōu)秀的四面刨一般都是結(jié)構(gòu)緊湊，工作臺(tái)面鍍硬絡(luò)，經(jīng)久耐用的。并且主軸特殊加工，精度要好好。送料系統(tǒng)，最好是采用無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，送料輥與減速機(jī)構(gòu)之間用萬(wàn)向節(jié)聯(lián)結(jié)傳動(dòng)，才能傳動(dòng)平穩(wěn)，送料才能強(qiáng)勁有力。一般采購(gòu)四面刨可以去國(guó)內(nèi)各大木工機(jī)械網(wǎng)站進(jìn)行采購(gòu)，例如家王、中外木工機(jī)械網(wǎng)等專(zhuān)業(yè)平臺(tái)。 本機(jī)床用于木料及木材替代品的四面刨平或根據(jù)需要進(jìn)行四面成型加工。典型的加工操作是：側(cè)面線條、室內(nèi)裝飾條、窗框部件、家具線條等。是家具、裝飾、建筑等行業(yè)之關(guān)鍵設(shè)備。本機(jī)床由活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)緊湊，工作臺(tái)面鍍硬鉻，經(jīng)久耐用。主軸特殊加工，精度好。 中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開(kāi)創(chuàng)性地提出了“新型四面刨產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來(lái)”準(zhǔn)確地界定了“新型四面刨產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型四面刨產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。 四面刨床為機(jī)械進(jìn)料，進(jìn)給速度較高，故生產(chǎn)效率較高，適用于大批量生產(chǎn)。在細(xì)木工、建筑材料、門(mén)窗、船舶及車(chē)輛的內(nèi)裝飾、地板等生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。由于機(jī)床的刀軸較多，故調(diào)整費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，所以不適用于單間、小批量生產(chǎn)。 1.2本課題研究的主要內(nèi)容 木工四面刨是對(duì)木件的四個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行加工的機(jī)床，它可以加工出各種不同形狀的成型表面。木工四面刨為機(jī)械進(jìn)料，進(jìn)給速度較高，故生產(chǎn)率較高，適用于大批量生產(chǎn)。在細(xì)木工、建筑材料、門(mén)窗、船舶及車(chē)輛的內(nèi)裝飾、地板等生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。 四面刨床主要是由床身、工作臺(tái)、切削機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、壓緊裝置、導(dǎo)板及操縱機(jī)構(gòu)等零件組成。 四面刨床一般分為輕、中、重型三類(lèi)。 輕型四面刨床加工寬度為150mm以下，一般為4—5個(gè)刀頭。 中型四面刨床加工寬度為150—300mm。 重型四面刨床的加工寬度為300mm以上，刀頭多達(dá)8—10根，它具有兩套進(jìn)給機(jī)構(gòu)，加工精度高，適用于大批量生產(chǎn)。 本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容是，設(shè)計(jì)一臺(tái)用于木料及木材替代品的四面刨平或根據(jù)需要進(jìn)行四面成型加工的設(shè)備。其設(shè)計(jì)的主要部分為活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)。 我主要設(shè)計(jì)的木工專(zhuān)用四面刨，主要是針對(duì)封邊條、櫥窗框等一些家具一次成型的加工，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要解決活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)，壓緊機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)幾部分的問(wèn)題。 1.3當(dāng)前四面刨遇到的問(wèn)題和解決法 從什么角度分析中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評(píng)價(jià)中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)度如何……諸如此類(lèi)，都是四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對(duì)和解決的問(wèn)題——中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向。 目前中國(guó)四面刨產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 針對(duì)今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行面臨新的不確定因素，目前四面刨光材產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的環(huán)境，重點(diǎn)研究并預(yù)測(cè)了其下游行業(yè)發(fā)展以及對(duì)四面刨光材需求變化的長(zhǎng)期和短期趨勢(shì)。針對(duì)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與威脅，提出了對(duì)四面刨光材產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資及戰(zhàn)略建議。要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容、翔實(shí)的數(shù)據(jù)、直觀的圖表、從宏觀與微觀等多個(gè)角度進(jìn)行研究分析，在設(shè)計(jì)四面刨床要更加人性化、機(jī)械化、數(shù)控化、以及合理化。 現(xiàn)在我國(guó)木工機(jī)床工業(yè)已經(jīng)取得了很大成就，但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有較大差距。為此設(shè)計(jì)出更好的木工機(jī)床是現(xiàn)在我們首要的任務(wù)。 第2章 四面刨機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 四面刨機(jī)床的主要由床身、工作臺(tái)及導(dǎo)板、切削機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)及操縱機(jī)構(gòu)等組成。可以加工出各種不同形狀的成型表面。四面刨床的應(yīng)用不僅使一些木制品構(gòu)件的加工工藝大為簡(jiǎn)化，而且還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)還具有加工質(zhì)量好、規(guī)格統(tǒng)一、占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，故深受用戶青睞。 四面刨的床身:床身采用鋼板焊接整體箱形結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，生產(chǎn)周期短。主軸電機(jī)，送料電機(jī)，電控系統(tǒng)都安裝在床身內(nèi)部，外型美觀。 2.1平臺(tái)的設(shè)計(jì) 四面刨床的工作臺(tái)是工件在加工過(guò)程中定位、安裝基準(zhǔn)，所以其結(jié)構(gòu)、組成及尺寸直接影響到工件的加工質(zhì)通及機(jī)床的使用性能。 工作臺(tái):工作臺(tái)采用鑄鐵整體鑄成，經(jīng)過(guò)消除內(nèi)應(yīng)力處理，工作臺(tái)面省去了支承輥，具有較高的平面度，因而可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高加工精度。 工作臺(tái)的升降機(jī)構(gòu):為了能加工不同厚度的工件，工作臺(tái)通過(guò)導(dǎo)軌絲桿螺母機(jī)構(gòu)，可采用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)垂直升降。工作臺(tái)面在上下兩極限位置時(shí)，對(duì)刀軸的平行度為0.15mm。 （1）工作臺(tái)的組成 形成目前有兩段式和三段式這兩種。兩段式工作臺(tái)由一個(gè)可調(diào)整臺(tái)面和不可調(diào)整臺(tái)面組成的這種工作臺(tái)。通常，第一下水平單刨刀軸處為分界點(diǎn)，前部分能升降以滿足加工厚度調(diào)整之需要，.故謂活動(dòng)工作臺(tái)，或前工作臺(tái)。又因它是工件進(jìn)給時(shí)首先經(jīng)過(guò)的工作臺(tái)，所以也稱(chēng)之為進(jìn)料工作臺(tái).后部分固定不動(dòng)，故稱(chēng)之為固定工作臺(tái)。 三段式工作臺(tái)由二個(gè)可調(diào)和一個(gè)不可調(diào)的臺(tái)面組成.與兩段式相比，它多了一個(gè)活動(dòng)工作臺(tái)，由該工作臺(tái)在機(jī)床尾部，所以可以稱(chēng)為后工作臺(tái)，也稱(chēng)出料工作臺(tái)。由于后工臺(tái)臺(tái)面能升降.所以與中部工作臺(tái)臺(tái)面組成了一個(gè)好似平刨床的前、后工作臺(tái)，因此加工件下表面的加工精度自然就高。同樣道理，由于臺(tái)面還能左、右移動(dòng)，且有擋邊.所以工件的右側(cè)面的加工精度也高。 （2）前工作臺(tái)尺寸 前工作臺(tái)長(zhǎng)度有短型、標(biāo)準(zhǔn)型、加長(zhǎng)型三種.短型的長(zhǎng)度在lm以下。常見(jiàn)的有650, 800, 1000mm三種規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)型各廠家不盡一致，在1500—2100mm之間，2000mm較為普遍。 由于前工作臺(tái)是四面刨床加工件的第一基準(zhǔn)，由平刨床的工作原理我們知道，當(dāng)加工件長(zhǎng)度大于前工作臺(tái)長(zhǎng)度時(shí)其加工情度就無(wú)法保證。所以，要保證加工精度，加工件的長(zhǎng)度一定小于前工作臺(tái)的長(zhǎng)度。換言之，四面刨的前工作臺(tái)的長(zhǎng)度要與加工件的長(zhǎng)度匹配，尤其是加工較長(zhǎng)而且精度要求高的工件一定要選擇前工作臺(tái)較長(zhǎng)的四刨床。由此可得知，工作臺(tái)的長(zhǎng)度是四面刨性能一個(gè)重要標(biāo)志。 （3）工作臺(tái)臺(tái)面性能 工作臺(tái)面壽命及其精度也直接影響到面刨床的性能，所以為了增加臺(tái)面的耐磨性，許多廠家想了不少辦法。一般要經(jīng)過(guò)淬火和精磨，有的鍍鉻;精磨拋光的耐磨墊板還可以隨時(shí)更換墊板。此外，還有的在臺(tái)面設(shè)置支撐輥或氣控滾輪以減少摩擦。還有在臺(tái)面開(kāi)設(shè)噴氣孔的氣浮工作臺(tái)臺(tái)面，在單面進(jìn)給而且床面上無(wú)托輥的情況下使用，高壓空氣從中部工作臺(tái)臺(tái)面噴出以實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦進(jìn)料。 2.2 壓緊機(jī)構(gòu) 四面刨床的壓緊機(jī)構(gòu)主要包括位于工件上方防止工件跳動(dòng)的各種壓輥和壓板裝置，以及位于工件側(cè)面的側(cè)向壓緊裝置，四面刨床的上刀軸與單面壓刨床的刀軸一樣，設(shè)有前后壓緊器并常做成壓板形式。后壓緊器壓板工作時(shí)的升降量很小，可以使用彈簧片或壓板，后者通過(guò)彈簧施加一定的壓力。前壓緊器壓板在升降不大的場(chǎng)合可采用的普通型壓板上升時(shí)略靠近刀軸;但在遇到工件厚度變化較大、前壓板升起量較大時(shí)，則普通型壓板就有可能碰觸旋轉(zhuǎn)刀具的危險(xiǎn)，有些機(jī)床采用了“后傾式”前壓緊器。 四面刨床前壓緊機(jī)構(gòu)的作用主要為:a.防止工件撕裂:在工件切削部位前端施加一定的壓力，防止在刀具逆銑的作用力下工件產(chǎn)生順纖維方向撕裂。因此要求壓緊力的作用點(diǎn)必須緊靠在工件切削部位。b.防止切削過(guò)程工件振動(dòng):在工件切削部位前端施加一定壓力，防止因刀具間歇逆銑產(chǎn)生的跳動(dòng)分力導(dǎo)致工件振動(dòng)。因此也同樣要求壓緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近切削部位。c.良好的工件導(dǎo)入性能:由于四面刨床工件進(jìn)給是由進(jìn)料輥帶動(dòng)工件來(lái)實(shí)現(xiàn)(柔性進(jìn)給)，前壓緊機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)防撕裂、防振動(dòng)的前題下，還應(yīng)盡量減少對(duì)工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大阻力。除此之外前壓緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具備良好的導(dǎo)屑性能以及調(diào)整方便適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。 目前國(guó)內(nèi)外四面刨生產(chǎn)廠家采用的前壓緊機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)劃分為二種類(lèi)型：a.擺桿機(jī)構(gòu);b.平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)。這二種類(lèi)型有著自己的特點(diǎn)，在采用上也是以不同時(shí)期的加工主流以及設(shè)備所針對(duì)的不同加工形式而確定。以下針對(duì)工作過(guò)程所產(chǎn)生的工件導(dǎo)入阻力f與工件所需的壓緊力F的關(guān)系，以及壓緊力作用點(diǎn)與切削出口處的距離Z與切削深度之間的關(guān)系進(jìn)行分析。 擺桿式壓緊機(jī)構(gòu)是從木工壓刨床前壓緊機(jī)構(gòu)(圖2-1)演變而成，由于四面刨床結(jié)構(gòu)空間的限制，它采用了短擺臂結(jié)構(gòu)(圖2-2)，前壓緊器對(duì)工件進(jìn)給產(chǎn)生的導(dǎo)入阻力f，本文中的導(dǎo)人阻力f只計(jì)算機(jī)構(gòu)上升對(duì)工件產(chǎn)生的除摩擦力外的進(jìn)給阻力，即壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)工件 作用力的水平分力，如下式: f= A=Ssin+(T -t ) 圖2.1壓刨壓緊 由于機(jī)構(gòu)在施加F及作用點(diǎn)后不能隨時(shí)改變，因此: BF=FScos 即: f= （2.1） 從式中要以看出，隨著a減少，工件導(dǎo)人阻力了不斷增大，導(dǎo)人性能隨之降低。 刀具切削末端與夾緊距離Z 因此: （2.2） 圖2.2 四面刨擺桿壓緊機(jī)構(gòu) 以上公式可看出:a.當(dāng)壓緊角a增大時(shí)，工件導(dǎo)人性能提高，然而壓緊位Z卻增大;b.當(dāng)要求最大切削深度T較大時(shí)，壓緊位Z的變化幅度增加，由于該結(jié)構(gòu)的限制，a角無(wú)法設(shè)計(jì)過(guò)小。直至在切削量t較小因Z值過(guò)大無(wú)法起到防止工件撕裂及振動(dòng)的作用。 隨著四面刨床成型面加工的增加，對(duì)最大切削深度T的要求也不斷提高，而且薄工件(易振動(dòng))切削要求的提高，為防止工件撕裂及振動(dòng)，Z值一般要求小于25mm，因此擺桿式壓緊機(jī)構(gòu)逐步不能適應(yīng)設(shè)備的要求。 四連桿壓緊機(jī)構(gòu)，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)是在擺桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，見(jiàn)圖2-3其的是減少壓緊間距Z起到更好的防撕裂及振動(dòng)的較果。由于采用了連桿機(jī)構(gòu)，使得壓塊升降幾乎可達(dá)到垂直升降的效果，同時(shí)采用了分體可調(diào)式壓緊塊，當(dāng)?shù)毒咧睆郊扒邢魃疃茸兓^大時(shí)，可采用調(diào)整壓緊塊的方式來(lái)達(dá)到較佳的壓緊位置。工件的導(dǎo)人位置(B值)應(yīng)盡量后移(B值增大)。因此工件的導(dǎo)入靠壓緊塊預(yù)加工的切角β來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保證工件最大切削深度的前提下,β角應(yīng)盡量小有利于工件的導(dǎo)入，因此當(dāng)工件切削深度變化較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整壓緊機(jī)構(gòu)的高度。 壓緊機(jī)構(gòu)Z，從圖中可以看出，由于連桿可以設(shè)置成在進(jìn)給初始位置時(shí)(或平均切削深度時(shí))與進(jìn)給方向平行，因此壓緊塊基本不產(chǎn)生(或產(chǎn)生少量)向刀軸靠近方向的位移。因此Z值一般為: Z=, 當(dāng)?shù)毒咧睆紻=120mm、t =2mm, △=5mm時(shí)，設(shè)計(jì)T=l0mm，則Z=22.8 mm;設(shè)計(jì)T=20mm，則Z = 38.8mm。 圖2.3 連桿壓緊機(jī)構(gòu) 從以上兩種結(jié)溝的數(shù)據(jù)可以看出，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)無(wú)論導(dǎo)入性以及壓緊位置均比擺桿壓緊機(jī)構(gòu)優(yōu)越，因此目前四面刨床生產(chǎn)廠家大多采用了該機(jī)構(gòu)作為壓緊機(jī)構(gòu);但從以上兩方面分析可以看出，四連桿壓緊機(jī)構(gòu)并非完美無(wú)缺，其壓緊位置z還存在著較大的變化范圍，用戶必須經(jīng)常調(diào)整壓緊塊的位置才能保持較好的工件狀態(tài)。 2.3進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 綜觀國(guó)內(nèi)外通用型四面木工刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的型式，可將其分為三種類(lèi)型:集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu)、分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)和組合進(jìn)給機(jī)構(gòu)。對(duì)此三種進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)予以分析。 （1）集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu) 集中式進(jìn)給機(jī)構(gòu)，由安裝在機(jī)床工作臺(tái)的上、下幾對(duì)齒形金屬進(jìn)給輥筒構(gòu)成。這幾對(duì)進(jìn)給輥筒位于機(jī)床上第1個(gè)刀頭(軸)之前。第1個(gè)刀頭因四面木工刨床具體型號(hào)不同，分為上水平刀軸或下水平刀軸，亦可能是左或右立刀頭。這種型式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)比較多見(jiàn)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，它對(duì)于相繼進(jìn)給的2個(gè)工件的端頭之間常常產(chǎn)生端壓力;即所謂工件“啃頭”現(xiàn)象;當(dāng)相繼進(jìn)給的工件相脫離時(shí)，又常常出現(xiàn)工件停止不前的現(xiàn)象。這些弊端均會(huì)影響加工工件的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢品。故此種進(jìn)給機(jī)構(gòu)是不理想的。 （2）分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu) 由沿工作臺(tái)縱向分布的5個(gè)上彈性齒形金屬進(jìn)給輥筒和上水平刀軸后的1個(gè)上彈性金屬光輥筒構(gòu)成。常規(guī)的定型設(shè)計(jì)為六個(gè)進(jìn)給輥筒 (1個(gè)光輥筒，5個(gè)齒形輥筒) 這種型式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以克服集中進(jìn)給機(jī)構(gòu)的缺陷。工件沿光滑的工作臺(tái)面送進(jìn)，可以提高工件加工質(zhì)童和精度。但是，這種進(jìn)給機(jī)構(gòu)也不是完全可靠的。若工件含樹(shù)脂量或含水率高時(shí)，進(jìn)給速度不夠穩(wěn)定，影響機(jī)床生產(chǎn)率或加劇進(jìn)給棍簡(jiǎn)的磨損。這可由其進(jìn)給力計(jì)算式來(lái)說(shuō)明。此型式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力簡(jiǎn)化計(jì)算式為: （2.3） 式中 N——進(jìn)給輥筒的壓緊力(正壓力)， f1——進(jìn)給輥筒與工件間的咬合系數(shù)， P1——每個(gè)進(jìn)給輥筒的牽引力，P1=Nf1； f2——工件與工作臺(tái)間的摩擦系數(shù)， P2——工件與工作臺(tái)間的摩擦阻力:P2=Nf2； n——進(jìn)給輥筒的數(shù)目。 由式(1)可見(jiàn)，若工作與工作臺(tái)間摩擦系數(shù)增大了(有樹(shù)脂時(shí))或輥筒與工件間咬合系數(shù)降低了(輥筒齒形磨損了或工件含水率高時(shí))，此時(shí)差值(f1-f2)減小了，在其它條件的情況下，進(jìn)給力降低了，可能會(huì)因進(jìn)給力減小而克服不了進(jìn)給阻力，導(dǎo)致工件停止不前果采用增大輥筒壓緊力來(lái)增加輥筒與工件間的咬合系數(shù)，從而增大進(jìn)給力的方法不盡合理，因?yàn)檫@樣會(huì)引起進(jìn)給輥筒表面的快速磨損，因而更大大降低咬合系數(shù)f1。所以，研制更為合理的具有更大進(jìn)給力的新型進(jìn)給機(jī)構(gòu)是一新課題。 （3）組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu) 組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)，該機(jī)床具有8個(gè)上進(jìn)給輥筒(6個(gè)齒形輥筒，2個(gè)光輥筒)和三個(gè)下進(jìn)給輥筒(1個(gè)齒形輥筒，2個(gè)光輥筒)。 組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是增多了上和下進(jìn)給輥筒的數(shù)目。在工件經(jīng)過(guò)切削刀軸之后為光輥筒進(jìn)給，在工件切削之前由齒形進(jìn)給輥筒進(jìn)給。 此型式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力由以下幾部分構(gòu)成: 第一對(duì)上下輥筒的進(jìn)給力2Nf1 第二對(duì)上下輥筒的進(jìn)給力N(f1-f2) 第三至7對(duì)上下輥筒進(jìn)給力5N(f1-f2) 第8對(duì)上下輥筒進(jìn)給力N(f1+f2) f2——下光輥與工件、工作臺(tái)間的摩擦系數(shù) f1——上齒形輥筒與工件間咬合系數(shù)其總的進(jìn)給力為: (2.4) 取f1=0.7和f2=0.3，將其代入式(i)和式(2)中，則分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力為： （2.5） 組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力為: （2.6） 可見(jiàn)，在其它條件均相同的條件下、5.4N/2.4N=2.25，即本文所述的組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力是分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給力的2.25倍(若本例的分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)再增加二個(gè)上進(jìn)給輥筒，或組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)減少二個(gè)上進(jìn)給輥筒，則組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給力分別是分散式進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給力的1.68和1.41倍。)從木材切削原理來(lái)分析，在這二種進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，切削阻力是相同的。因此，組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給作用更可靠。工件的進(jìn)給幾乎沒(méi)有中止或打滑現(xiàn)象;亦無(wú)工件“啃頭”缺陷或廢品產(chǎn)生。組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輥筒與工件間相對(duì)滑移率不超過(guò)2％;分散式給進(jìn)機(jī)構(gòu)的輥筒與工件間的相對(duì)滑移率高達(dá)29%。 組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)是關(guān)鍵，下進(jìn)給輥筒突出工作臺(tái)面量過(guò)大，會(huì)影響工件加工量;過(guò)小則達(dá)不到增大進(jìn)給力的目的。蘇聯(lián)新型組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)有微調(diào)裝置，可精細(xì)地微調(diào)下進(jìn)給輥筒相對(duì)于工作臺(tái)面的突出量?？纱_保既增大了進(jìn)給力，又提高工件加工質(zhì)量的目的。 此外，組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輥筒傳動(dòng)軸須有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有良好的運(yùn)動(dòng)精度。以達(dá)到工件的進(jìn)給安全可靠、質(zhì)量高的目的。 組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難，同時(shí)還需考慮降噪音措施。四面刨床的進(jìn)給方式有推進(jìn)式和貫穿式兩類(lèi)。推進(jìn)式主要用于輕型或短工作臺(tái)四面刨床，機(jī)床只在進(jìn)料處設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)工件脫離進(jìn)給元件后，依靠后來(lái)的工件往前推頂而續(xù)繼進(jìn)給。按其所用進(jìn)給元件可分為輥筒式和輥筒——履帶式。輥筒式通常上、下輥都帶動(dòng)力，但也有少數(shù)下輥無(wú)動(dòng)力僅起托輥?zhàn)饔?輥筒履帶式一般輥筒在上，履帶在下。 貫穿式又稱(chēng)全程進(jìn)給式，在機(jī)床整個(gè)送料行程上都設(shè)有進(jìn)給元件。工件進(jìn)給無(wú)需后面工件推頂就可自動(dòng)走完加工全程，直至送出機(jī)床。目前大多刀軸數(shù)較多的中、重型四面刨都采用這種進(jìn)結(jié)方式。其進(jìn)給元件都采用各種型式的進(jìn)給輥筒。動(dòng)力可以用機(jī)戒傳動(dòng)方式也可以用液壓傳動(dòng)方式。 四面刨床的進(jìn)給速度一般在6——30m/min，選用較大功率電機(jī)時(shí)可達(dá)60m/min;當(dāng)采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給速度一般為6——60m/min，高的可達(dá)100——200m/min。 進(jìn)給輥按表面形式分，主要有各種槽輪和橡膠輪，均具有較高的咬合系數(shù)。 四面刨床的橫梁可以上下調(diào)節(jié)。動(dòng)力由固定于橫梁上的電機(jī)，經(jīng)蝸輪蝸桿副減速、驅(qū)動(dòng)絲桿，與絲桿相配的螺母固定于導(dǎo)套的下部，絲桿隨蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使立柱帶著橫梁沿導(dǎo)套上下移動(dòng)，以適應(yīng)加工件厚度變化的需要。 有些四面刨床，如意SCM公司的P170SUPER和P230 SUPER，它們的橫梁還可以作傾斜調(diào)整，從而使整個(gè)進(jìn)給機(jī)構(gòu)連同上水平刀軸一起可傾斜一定的角度，以適應(yīng)各種非方形工件的進(jìn)給需要。它不僅調(diào)整方便而且有利于節(jié)省原材料。圖2-4表明了橫梁傾斜機(jī)構(gòu)的作用。圖中A面是所需線型材之表面形狀。當(dāng)橫梁無(wú)傾斜機(jī)構(gòu)時(shí)毛料只能按圖a)準(zhǔn)備;而有傾斜機(jī)構(gòu)時(shí)，毛料可按圖b)中的B面剖開(kāi)備料，同樣準(zhǔn)備兩根毛料，后者可節(jié)省不少原材料。 a）橫梁無(wú)傾斜機(jī)構(gòu) b）橫梁設(shè)有傾斜機(jī)構(gòu) 圖2.4 有無(wú)傾斜裝置所需原材料的對(duì)比圖 橫梁可傾角度一般為30°有些公司還設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)用于平刨刀軸或?qū)ｉT(mén)用于加工短工件的側(cè)向進(jìn)給裝置。 2.4 切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)床的切削機(jī)構(gòu)主要是刀具的選擇、刀軸的形式及其布局。為四面刨床常用刀軸的基本形式及其布局的一些典型例子。四面刨床除4軸式(圖a)所采用的最基本的平刨(下)刀軸1、壓刨(上)刀軸4以及左右立刀軸3, 2之外，常用的還有以下一些形式的刀軸. (1)萬(wàn)能刀軸圖3b）所示為5軸四面刨床的典型布局形式，實(shí)際上是在圖a) 4軸式的基礎(chǔ)上增設(shè)了萬(wàn)能刀軸5。該刀軸常設(shè)置在四面刨床的最后，安裝成型刀片，加工各種成型表面。為滿足工藝需要，它不僅可作上下、左右的移動(dòng)調(diào)整，而且可作90。或180。范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)調(diào)整，故稱(chēng)為萬(wàn)能刀軸。在軸數(shù)更多的四面刨床上，該刀軸還常裝上鋸片用于最后的鋸分，使一次加工可獲得兩根或多根成型木條。 （2)可傾立刀軸如圖3c)所示，這是在圖b）基礎(chǔ)上又增加了可傾立刀軸6，該刀軸常作為右側(cè)第二立刀軸，用于解決某些復(fù)雜型面的加工。在某些場(chǎng)合下，使用可傾立刀軸對(duì)于減小刀具切削圓直徑能起很大的作用。 (3)平壓刨兩用刀軸圖3d)又在圖c)方案中增加了上下位置可調(diào)、既可作上刀軸又可作下刀軸的平壓刨兩用刀軸7。根據(jù)工藝需要，可以將該刀軸調(diào)整在工作臺(tái)上方，加工工件的上成型面:也可以調(diào)節(jié)到工作臺(tái)之下加工工件的下成型面 ,甚為機(jī)動(dòng)。如意大利SPANEVE LLO生產(chǎn)的S7系列中147、187、 227等型號(hào)中就設(shè)有這種刀軸。 a ）4軸式 b）5軸式 c）6軸式 d）7軸式 e）8軸式 1.平刨（下水平）刀軸 2.右立刀軸 3 左立刀軸 4。壓刨（上水平）刀軸 5.萬(wàn)能刀軸 6可傾立刀軸 7.平壓刨兩用刀軸 8.預(yù)平刨槽刀軸 圖2.5四面刨床刀軸的基本形式及典型布局 (4)預(yù)平刨槽刀軸圖e)中設(shè)置了預(yù)平刨槽刀軸8。在毛料的基準(zhǔn)面彎曲較大時(shí)，經(jīng)過(guò) 一道平刨往往不能獲得理想的基準(zhǔn)平面，而采用預(yù)平刨槽刀軸在工件底部開(kāi)出導(dǎo)槽，可以獲得較好的加工基準(zhǔn)，減少毛料彎曲的影響。 （5）可沉式立刀軸這種刀軸大多設(shè)置在左立刀軸位置上，能使整個(gè)左立刀軸下降到工作臺(tái)面以下，這，就擴(kuò)大了機(jī)床工作臺(tái)寬度方向的空間，以適應(yīng)有些窗框需在裝配后進(jìn)行某些加工的要求。如德國(guó)威力公司生產(chǎn)的一些加工窗框用的四面刨床上就設(shè)有這種刀軸。隨著機(jī)床控制手段的發(fā)展又促使各刀軸在結(jié)構(gòu)上有進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了一些新型刀軸。 (6)可編程多刀盤(pán)迭合型長(zhǎng)主軸立刀軸，某些現(xiàn)代化四面刨床上設(shè)有可編程的多刀盤(pán)迭合型長(zhǎng)主軸的立刀軸。 (7)“躍動(dòng)式”上水平刀軸，德國(guó)威力公司設(shè)計(jì)了“躍動(dòng)式”上水平刀軸，由微機(jī)控制，能自動(dòng)作斷續(xù)的刨削加工。該刀軸只在需要時(shí)才下降到工作位置，參與規(guī)定的切削。之后又立即升起，離開(kāi)加工面，這在加工某些倒角或不貫通的槽時(shí)，特別方便。 （8）自動(dòng)進(jìn)出左立刀軸 ，德國(guó)Weinig公司在Unimat 23E型四面刨床上，可根據(jù)用戶需要設(shè)置自動(dòng)進(jìn)出左立刀軸。它利用電子測(cè)量裝置，可先度量出工件的寬度，所得數(shù)據(jù)會(huì)顯示在熒光屏上。 該立刀軸則根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)以及預(yù)先輸人的刀具直徑和切削量，能自動(dòng)地調(diào)整到適當(dāng)位置對(duì)工件進(jìn)行切削，該裝置內(nèi)置記憶系統(tǒng)，最多可儲(chǔ)存40個(gè)不同的規(guī)格。可達(dá)到更有效和更合理地使用木材的目的。除圖3所列的典型布局外，利用上述各種基本刀軸和新型刀軸還可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行更多樣的組合，國(guó)外一些生產(chǎn)四面刨床為主的公司通常都有自己的標(biāo)準(zhǔn)刀軸，以及由其組成的系列產(chǎn)品，可供用戶選擇。 （9）組合式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難，同時(shí)還需考慮降噪音措施。四面刨床的進(jìn)給方式有推進(jìn)式和貫穿式兩類(lèi)。推進(jìn)式主要用于輕型或短工作臺(tái)四面刨床，機(jī)床只在進(jìn)料處設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)工件脫離進(jìn)給元件后，依靠后來(lái)的工件往前推頂而續(xù)繼進(jìn)給。按其所用進(jìn)給元件可分為輥筒式和輥筒——履帶式。輥筒式通常上、下輥都帶動(dòng)力，但也有少數(shù)下輥無(wú)動(dòng)力僅起托輥?zhàn)饔?輥筒履帶式一般輥筒在上，履帶在下。 貫穿式又稱(chēng)全程進(jìn)給式，在機(jī)床整個(gè)送料行程上都設(shè)有進(jìn)給元件。工件進(jìn)給無(wú)需后面工件推頂就可自動(dòng)走完加工全程，直至送出機(jī)床。目前大多刀軸數(shù)較多的中、重型四面刨都采用這種進(jìn)結(jié)方式。其進(jìn)給元件都采用各種型式的進(jìn)給輥筒。動(dòng)力可以用機(jī)戒傳動(dòng)方式也可以用液壓傳動(dòng)方式。 a) 水平刀軸（下） b）立刀軸（左） 1.刀體 2.主軸 3.主軸套筒 4.軸座 5.絲桿 螺母機(jī)構(gòu) 6.電機(jī)支架 7.帶傳動(dòng) 8.電機(jī) 9.溜板 10.床身導(dǎo)軌 圖2.6 刀軸的結(jié)構(gòu)原理圖 刀軸的結(jié)構(gòu)原理及其調(diào)整，圖2-6所示為目前常用的刀軸部件的傳動(dòng)和調(diào)整結(jié)構(gòu)原理圖。主軸2用滾動(dòng)軸承支承于套筒3內(nèi)，由電機(jī)8經(jīng)帶傳動(dòng)7驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速約在4000—6000r/min，隨刀軸切削圓直徑不同而異，一般不變速。主軸通常可隨套筒3在水平和垂直方向進(jìn)行調(diào)整。 如圖a)水平刀軸可隨套筒3、軸座4、刀架溜板9連同電機(jī)8等一起在床身導(dǎo)軌10內(nèi)作上下調(diào)節(jié);通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)5，主軸和套筒可作適量的水平移動(dòng)。圖b）所示立刀軸通過(guò)溜板9可在工作臺(tái)導(dǎo)軌11內(nèi)作左右調(diào)整;利用機(jī)構(gòu)5可作上下移動(dòng)。刀軸的調(diào)整運(yùn)動(dòng)，目前大多仍為手工，但在一些先進(jìn)的現(xiàn)代化四面刨床上已采用機(jī)械式或電子式數(shù)字顯示裝置。能快速準(zhǔn)確地表明各刀軸的位置以及加工工件的寬度和厚度，更進(jìn)一步，機(jī)床所有調(diào)整已均由微機(jī)控制，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，快速簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確，大 大節(jié)省了機(jī)床調(diào)整所需的輔助時(shí)間，為高生產(chǎn)率四面刨床在小批量多品種加工方面的應(yīng)用鋪平了道路。德國(guó)威力公司的快速調(diào)校裝置主要有兩種:一種是用ATS系統(tǒng)提供變程功能。它可預(yù)先輸人最多達(dá)98個(gè)不同的規(guī)格。只要使用按鈕選擇所需的規(guī)格，并鍵人左立刀軸和上水平刀軸的刀具半徑，刀軸便會(huì)自動(dòng)調(diào)整到所需位置。 機(jī)床上刀軸和左立刀軸設(shè)有相應(yīng)的刀具半徑和工件最終厚度或?qū)挾鹊臄?shù)碼顯示。另一種CAS LogoPac是一個(gè)由電腦支持的設(shè)定輔助裝置。它可儲(chǔ)存多達(dá)9999個(gè)產(chǎn)品資料，他能管理產(chǎn)品及刀具的規(guī)格，計(jì)算出刀軸調(diào)校所需之?dāng)?shù)據(jù)，并顯示每個(gè)刀軸所需刀具之編號(hào)、刀軸調(diào)校設(shè)定數(shù)據(jù)和工件成型后的規(guī)格。操作人員只需裝上適當(dāng)?shù)牡毒?，并將刀軸按顯示調(diào)校至所設(shè)定的位置，即可投人生產(chǎn)。 四面刨床各刀軸的刀體大多做成圓柱形可拆式，以便從主軸上取下，作修磨處理。較先進(jìn)的四面刨床各刀軸還設(shè)有刀具修磨器，對(duì)刀軸上各刀片進(jìn)行同心研磨，并可遙控進(jìn)行。 2.5本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是四面刨床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要是刨床的使用用途，主要用于木材的加工成型，還有四面刨床的設(shè)計(jì)要求和主要技術(shù)參數(shù)，通過(guò)本章學(xué)習(xí)可以了解各個(gè)部分的裝配關(guān)系，以及各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解切削機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和工作原理以及刀軸的結(jié)構(gòu)原理。 第3章 主要零部件計(jì)算 3.1 刨削力的計(jì)算 送料速度為24m/s 主運(yùn)動(dòng)速度： v= （3.1） 式中n—刀具轉(zhuǎn)速 d—刀具直徑，刨削的刀具直徑規(guī)定為100mm。 由進(jìn)料速度與主運(yùn)動(dòng)速度相等，所以可知刀具轉(zhuǎn)速即: v=24m/s= 所以n=4586r/min 進(jìn)給速度為： vf= （3.2） vf=m/s 所以可知每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量為f=5.2m/r 切削厚度為a=0.4mm。 切削寬度為b=10mm =60 單位切削力： k= （3.3） 式中 F—切削力 S—切削面積，s=ab 查表可得單位切削力為k=44.1mpa 由此可得切削力： F=ks （3.4） F=ks=44.1KN 切削功為： P= （3.5） 電動(dòng)機(jī)功率為： Pce= （3.6） Pce==6.099kw 式中η—電動(dòng)機(jī)的效率，0.75—0.85 所以由電動(dòng)機(jī)的功率可以決定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為100L2，由于帶有無(wú)極變速機(jī)構(gòu)，所以選此電機(jī)可以運(yùn)行。 3.2 銑削力的計(jì)算 送料速度為24m/s 主運(yùn)動(dòng)速度： v= （3.7） 式中 n—刀具轉(zhuǎn)速 d—刀具直徑，刨削的刀具直徑規(guī)定為125mm。 由進(jìn)料速度與主運(yùn)動(dòng)速度相等，所以可知刀具轉(zhuǎn)速即: V=24m/s= 所以n=3668.8r/min 進(jìn)給速度u=24m/min=0.4m/s 銑削厚度e=0.4mm 銑削功為： P= （3.8） 式中P—單位切削力（J/CM3） k—單位切削力（mpa）查表可得k=44.1mpa v—單位時(shí)間切下的切削體積 ，v=bhu h—銑削深度（mm）定銑削是的切削深度為1.5mm b—銑削寬度（mm）定銑削是的銑削寬度為100mm P=kw 銑削力為： F= （3.9） F= 電動(dòng)機(jī)的功率為： Pce= （3.10） Pce= 所以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為100L2 3.3 進(jìn)給力的計(jì)算 如果不考慮其他因素，只從銑削所產(chǎn)生的各種力來(lái)考慮，則進(jìn)給力是兩種力的合力。一為Fx和Fy力在進(jìn)給方向的分力之和，即 Fu1=Fxcos+Fysin （3.11） 一為Fx和Fy力垂直于進(jìn)給方向的分力所造成的木材對(duì)工作臺(tái)表面的摩擦阻力，即 壓刨： Fu2=（Fxsin- Fycos） （3.12） 平刨： Fu2=（Fycos- Fxsin） （3.13） 于是總的進(jìn)給力的： 壓刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fxsin- Fycos）（N） （3.14） 平刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fycos- Fxsin）（N） (3.15） 在上式中Fy為推力和拉力的合力，即 Fy=f2 – F2 式中f2是一個(gè)刀齒在單位切削寬度上的寬度的推力和拉力。若同時(shí)銑削木材的刀具齒數(shù)為Z’，切削寬度為b，則推力為： f2 =9.087 （N） （3.16） 查表可得=1 ah=1 ap=1 x=0.8—0.9 =0.2—0.3 由于D=125mm是公差等級(jí)為7級(jí)粗糙度相對(duì)的波紋長(zhǎng)lb=7.3mm，經(jīng)過(guò)整平的刀軸每齒進(jìn)給量等于波紋長(zhǎng)度，即uz=lb=7.3mm。 Sinp= （3.17） Sinp==0.012 t （3.18） t196.25 H1=0.0038 H2=0.70 H=H1+( H2 - H1 )sin1.25 （3.19） H=H1+( H2 - H1 )sin1.25=0.228+（0.70 – 0.228）0.84=0.62 將以上數(shù)據(jù)代入到公式中得f2=193.7（N） 拉力F2的計(jì)算公式為 F2=9.807（aqq+） （3.20） q1=A1+B1 v– C1 （3.21）q1=A1+B1v–C1=0.054×60+00.10×3668.8-0.9=39.028 q2=A2+B2v– C2 （3.22） q2=A2+B2v– C2=0.105×60+0.03668.8-2.7=113.664 q=q1+( q2 - q1 )sin1.25 （3.23） q=q1+( q2 - q1 )sin1.25=101.72 將已知數(shù)據(jù)代入到公式中可得F2=-1595.1（N） 將求得的數(shù)值代到Fy=f2 – F2公式中去可得Fy=-1401.4（N）所以 壓刨 Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fxsin- Fycos）（N） =110.4×0.5+(-1401.4)×0.87+0.2×(110.4×0.87-1401.4)×0.5 =1604.67(N) 平刨：Fu= Fu1+ Fu2= Fxcos+Fysin+（Fycos- Fxsin）（N） =110.4×0.5+(-1401.4)×0.87+0.2×(-1401.4×0.5-110.4×0.87) =1323.4(N) 3.4 壓緊力的計(jì)算 壓緊力的大小必須上適宜，若過(guò)大將造成木件的多余變形并增加木件的進(jìn)給阻力；過(guò)小則起不到阻止木料離開(kāi)工藝基準(zhǔn)的作用。壓緊力的大小則根據(jù)推出來(lái)力來(lái)合理確定。 對(duì)于不同類(lèi)型木工刨床壓緊力的計(jì)算。木工刨床的計(jì)算公式課根據(jù)： Q=(1.5~2) P1 （3.24） Q—壓緊力 P1—刀軸的推出力 平刨、壓刨的切削力為：176.4KN，所以壓刨、平刨的壓緊力為：264.6KN。銑刀的切削力為110.4KN，所以銑刀的壓緊力為：165.6KN。 3.5本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是部件結(jié)構(gòu)應(yīng)力的設(shè)計(jì)，主要是刨削力，銑削力，進(jìn)給力，壓緊力的計(jì)算，皮帶的選擇，其中著重的介紹了刨削力和銑削力的計(jì)算，通過(guò)計(jì)算進(jìn)一步確定零件的尺寸，以便參閱書(shū)籍選擇零件的種類(lèi)規(guī)格，本章內(nèi)容為以后的整體裝配奠定理論基礎(chǔ)。 第4章 四面刨機(jī)床的總體裝配 4.1 四面刨機(jī)床工作臺(tái)的裝配 四面刨床的工作臺(tái)是工件在加工過(guò)程中定位、安裝基準(zhǔn)，所以其結(jié)構(gòu)、組成及尺寸直接影響到工件的加工質(zhì)通及機(jī)床的使用性能。 圖4.1 工作臺(tái) 工作臺(tái):工作臺(tái)采用鑄鐵整體鑄成，經(jīng)過(guò)消除內(nèi)應(yīng)力處理，工作臺(tái)面省去了支承輥，具有較高的平面度，因而可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高加工精度。工作臺(tái)的升機(jī)構(gòu):為了能加工不同厚度的工件，工作臺(tái)通過(guò)導(dǎo)軌絲桿螺母機(jī)構(gòu)，可采用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)垂直升降。 它的工作原理是：工作臺(tái)由兩個(gè)下個(gè)輥筒、輥筒凸出工作臺(tái)面高度的調(diào)整機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)的鎖緊機(jī)構(gòu)。輥筒1由無(wú)縫鋼管制成，它的兩端焊接在軸承座2上，并借滾珠軸承裝于輥筒3上，輥筒3的兩端是偏心的，偏心的部分則是裝在固定工作臺(tái)上的軸套4上，在兩個(gè)輥筒軸的一段借銷(xiāo)釘5固定著連桿6，并用連桿7將兩輥筒上的連桿鉸接地連接在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10，通過(guò)絲杠7、連桿7、接頭8和連桿6，是輥筒3轉(zhuǎn)動(dòng)，由于國(guó)通軸的兩端的是偏心的，因此，凸出工作臺(tái)面得高度則得到調(diào)整，在工 作時(shí)，輥筒軸不動(dòng)，輥筒相對(duì)輥筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承的潤(rùn)滑通過(guò)油孔11來(lái)進(jìn)行。 工作臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)是由偏心套12、接頭13和軸14、15組成。軸14和15的一端借銷(xiāo)釘16裝有偏心套12.軸14和15緊固在接頭13上，接頭13裝有手柄17，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄17，軸14和15帶動(dòng)偏心套12轉(zhuǎn)動(dòng)，而偏心套則壓向?qū)О鍓|板18，即可實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)緊鎖，工作臺(tái)還有限位墊塊19. 4.2 四面刨前后壓緊機(jī)構(gòu)的裝配 四面刨床的壓緊機(jī)構(gòu)主要包括位于工件上方防止工件跳動(dòng)的各種壓輥和壓板裝置，以及位于工件側(cè)面的側(cè)向壓緊裝置，四面刨床的上刀軸與單面壓刨床的刀軸一樣，設(shè)有前后壓緊器并常做成壓板形式。本次四面刨的前壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示： 圖4.2 前后壓緊機(jī)構(gòu) 它的工作原理是：前壓緊裝置主要由斷屑器1，蓋板2，調(diào)節(jié)螺栓3和4，彈簧5和6組成。14個(gè)斷屑器單元1套在軸7上，軸7的兩部分分別固定在左支架8和右支架9的孔中，蓋板2的兩端通過(guò)螺栓10緊固在左右支架上，蓋板2上具有調(diào)整螺栓3和4相應(yīng)于每個(gè)斷屑器安裝，即每個(gè)斷屑器1都有調(diào)整螺栓3和4，螺栓3的一端旋在每個(gè)斷屑器的螺孔中，轉(zhuǎn)動(dòng)另一端的螺母可調(diào)整斷屑器到工作臺(tái)表面的距離。螺栓4的一端裝有壓緊器的彈簧5，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓4則可調(diào)整彈簧5對(duì)斷屑器的壓力。在左右支架8和9上還裝有拉力彈簧6，支撐螺栓11，左右支架8和9裝在左右螺栓12、13上，并可轉(zhuǎn)動(dòng)，因此需要時(shí)可將整個(gè)斷屑器抬起。 后壓緊機(jī)構(gòu)的主要零件有：壓緊器14，左右軸瓦15，左右彈簧16.壓緊器14借螺栓17與軸瓦15相結(jié)合，螺釘18將支撐叉19固定在軸瓦上（B-B剖面），支撐叉19借助銷(xiāo)釘20裝有調(diào)整螺栓21和彈簧16，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母22即可調(diào)整壓緊器的位置和壓力。螺栓23固定著壓緊器的鑲條24.在壓緊器上還裝有刮屑板25，銅制的刮板26用螺釘27固定在刮屑板架上，左右軸瓦15裝在刀軸軸承蓋的槽中，而整個(gè)壓緊器可繞刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.3 四面刨的總體裝配 機(jī)床布局的合理性應(yīng)該表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 符合木件工藝要求，保證加工質(zhì)量。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及各種輔助運(yùn)動(dòng)都是根據(jù)工藝要求，因此布局應(yīng)該符合工藝要求。 符合生產(chǎn)要求。設(shè)計(jì)機(jī)床，不僅對(duì)機(jī)床有加工質(zhì)量的要求，也有數(shù)量的要求，應(yīng)用單件小批量生產(chǎn)的機(jī)床，要求有較高的生產(chǎn)率。 符合人機(jī)工程學(xué)的要求，維修方便，使用安全。機(jī)床外形美觀。機(jī)床的外形與布局有關(guān)。強(qiáng)調(diào)外形美要與其實(shí)際應(yīng)用相一致，不能拋開(kāi)適用性，而片面追求機(jī)床的外形美。 四面刨的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是刀軸的運(yùn)動(dòng)，在到切削過(guò)程中是逆銑，所以工件的進(jìn)給主要是靠壓緊輥輪來(lái)進(jìn)給的，壓緊輥輪的進(jìn)給速度約為：5-8m/min，所以要給電動(dòng)機(jī)降速才能與帶輪連接，傳遞給壓緊輥輪，降速機(jī)構(gòu)采用的是一齒差減速器，它可以快速降低傳出速度，而且要求壓緊輥輪同步運(yùn)動(dòng)，所以它們的主軸都是以帶輪傳動(dòng)。 圖4.3 總裝圖 4.4 四面刨的無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的裝配 四面刨的無(wú)級(jí)變速主要應(yīng)用于電機(jī)上，是由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到我們所要求得轉(zhuǎn)速所以就應(yīng)用無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速使之達(dá)到我們所需求的轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)如圖4-4 圖4.4 無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的工作原理為：電動(dòng)機(jī)1是雙伸出端。無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)是直接裝在電動(dòng)機(jī)1的右伸出軸上。在輪架2上裝有兩個(gè)錐形盤(pán)3和4 ，其中左錐形盤(pán)用螺釘固定在輪架2上，右錐形盤(pán)4可沿輪架2軸向移動(dòng)，撥叉5安裝在軸6上，在叉形部分上有小軸7裝入滾珠軸承8的圓孔中。當(dāng)操縱撥叉圍繞軸6擺動(dòng)時(shí)，位于左右錐形盤(pán)上的三角皮帶的接觸半徑就得到改變，形成無(wú)極變速。左伸出端軸上裝有帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)地三角皮帶輪9。 4.5刨刀主軸 主軸是機(jī)床很重要的零件，通過(guò)皮帶將主軸與電動(dòng)機(jī)連接起來(lái)，在工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)。刨刀的刀具是鑲嵌在主軸內(nèi)部，所以對(duì)刨刀的主軸的技術(shù)要求會(huì)很高。 主軸為整體結(jié)構(gòu)，其兩端分別裝有角接觸軸承，并且由兩端的軸承端蓋固定在機(jī)架上，刀軸為圓形，其上均勻分布著四片刀片，刀片的緊固由楔塊和螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了裝卸刀片方便，在到旁邊有提刀螺母并在刀片底端裝有彈簧。 4.6 銑刀刀軸 銑刀主軸與刨刀有一定得區(qū)別，主要在刀具的安裝上，銑刀不是將刀片嵌入刀軸里而是直接在刀軸上裝不同的成型銑刀。 圖4.5壓刨刀刀軸 圖4.6 銑刀刀軸 主軸是通過(guò)一角接觸軸承端蓋固定在機(jī)架上的，為了防止松動(dòng)，在軸承端蓋一側(cè) 還裝有兩個(gè)螺母，在兩個(gè)螺母之間還裝有止推墊圈。夾頭可以?shī)A住各種不同直徑的刀具。 4.7本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是四面刨床的總體裝配的設(shè)計(jì)。主要是機(jī)床工作臺(tái)的裝配，設(shè)計(jì)尺寸以及配合要求，前后壓緊機(jī)構(gòu)的裝配，壓緊機(jī)構(gòu)的工作原理，以及生產(chǎn)要求。無(wú)極變速機(jī)構(gòu)的裝配，及其工作原理的介紹，在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用范圍場(chǎng)合，還有刨刀主軸銑刀刀軸的裝配。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)在調(diào)研了四面刨的目前研究與生產(chǎn)市場(chǎng)后，綜合了國(guó)內(nèi)外大量的研究資料，設(shè)計(jì)了木工專(zhuān)用四面刨。專(zhuān)用四面刨的研究適用加工封邊條，櫥柜門(mén)的薄而且小的木制材料。由于專(zhuān)用四面刨具有機(jī)械化、數(shù)控化等特點(diǎn)，因此在加工過(guò)程中會(huì)節(jié)約大量時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。本課題主要完成了以下幾方面的工作： （1）系統(tǒng)總體方案的確定：總體設(shè)計(jì)主要針對(duì)工作臺(tái)，壓緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過(guò)各種資料進(jìn)行比較選取了比較適合的裝置。 （2）計(jì)算的確定：在設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算是比較重要的工作，它主要是確定了是否用該件，而且在選擇完成之后有校核，確定了選擇件是否安全。 （3）裝配：在完成各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，就是將各個(gè)部分裝配在一起，完成整個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)。 總之，本文從專(zhuān)用四面刨系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)到各部分的具體設(shè)計(jì)做了詳細(xì)闡述，可以得出如下結(jié)論： 通過(guò)研究，從理論上看，專(zhuān)用四面刨的性能在進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)上是可行和可靠的，可以適用于專(zhuān)用四面刨的研究部門(mén)和生產(chǎn)廠家進(jìn)行試驗(yàn)。 通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)尚存在一些不足，建議以后的課題研究中注意以下問(wèn)題，并作適當(dāng)改進(jìn)： （1）在進(jìn)料過(guò)程中可以采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)料的設(shè)計(jì)； （2）. 如有時(shí)間，可以進(jìn)一步完成專(zhuān)用四面刨的加工精度； 參考文獻(xiàn) [1] 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社.1992 [2] 郭愛(ài)蓮.新編機(jī)械工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京:經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社.1991 [3] 孫玉芹,孟兆新.機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社.2003 [4] 朱理.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社.2004 [5] 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High-Performance Coated Wire Electrodes for High-Speed Cutting and Accurate Machinin 致謝 首先感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師任忠先老師，在選題及研究過(guò)程中得到任忠先老師的悉心指導(dǎo)。任老師多次詢(xún)問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。任老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人。對(duì)任老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。 ??感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我遇到難以解決的問(wèn)題你們總在我身邊幫助我、鼓勵(lì)我，給了我很多的建議。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 30