竹材内外施力整形方法
【专利摘要】一种竹材内外施力整形方法，包括以下步骤：选材、预处理、上料、整形、旋切和后处理等内容。本发明的优点在于：竹材整形时不会产生跳动、回弹、受力不均等现象，提高竹材整形的效率；内外部施力互相配合，整形效率高，整形效果好，有效提高竹材的圆直度，有效提高了可用竹材的利用率。
【专利说明】竹材内外施力整形方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种竹材内外施力整形方法。
【背景技术】
[0002]竹材为圆柱形的有节中空壳体，竹壁较薄，只有5mm，厚者约为20mm，平均厚度1mm左右，竹杆并非标准圆柱型，且有一定锥度。为提高竹单板旋切出材率要求竹材必须具备一定的圆直度，天然竹能满足旋切要求圆直度的竹材比例不到5%，导致竹单板价格昂贵，产量较低，通过对竹段的整直整圆，可有效提高天然竹材的利用率。目前仅有中国发明专利(申请号:200510078449.0)公开了一种用高温加压的技术将竹材整圆整直的方法，该方法以无卡轴旋切机为母体，以三个辊子从外部施加压力进行整形，试验发现，此方法存在因竹材天然锥度带来的受力不均产生跳动，竹材冷却后回弹，施加外力不均衡导致过多竹材开裂等问题，因此不能满足整形要求。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题，在于提供一种竹材内外施力整形方法。
[0004]本发明是这样实现的:一种竹材内外施力整形方法，包括以下步骤:
[0005](I)选材:把毛竹截断为预设长度的竹段，用打节机除去竹段的内节隔；
[0006](2)预处理:把竹段置于密闭的高压容器内，加入软化剂，通过高温蒸汽加热lh，温度为90°C?100°C，压力0.2Mpa ;然后再把将所述竹段进行水洗，洗去泥沙和污垢，再将洗净的竹段放入水温为60 °C的恒温池恒温；
[0007](3)上料:将竹段套入到竹材内部施力整形装置上，并与竹材内部施力整形装置紧固连接；
[0008](4)整形:对所述竹段进行高温蒸汽加热至90°C?100°C，用竹材内部施力整形装置对竹段的内部施加整形力，同时用竹材整形旋切一体机对该竹段的外部施加连续线压力；
[0009](5)旋切:用竹材整形旋切一体机对所述竹段进行单板旋切，旋切出竹薄片，再对竹薄片制定长度；
[0010](6)后处理:把竹薄片板夹在上下网带中间进行烘干，然后对竹薄片涂胶、热压和成型，即得成品；其中，上胶量为70?110g/m2;热压的参数如下:压力5Mpa，温度为60°C，时间为40sο
[0011]进一步地，所述竹材内部施力整形装置包括一加压液压缸、一液压泵站、一连接器和一整形器；所述加压液压缸包括一第一活塞杆、一第一有杆腔和一第一无杆腔；所述液压泵站与第一有杆腔和第一无杆腔分别连通；所述第一活塞杆与连接器的一端连接；所述整形器包括一外筒，及均位于所述外筒内的一施力液压缸、复数个整形液压缸；所述施力液压缸具有第二活塞杆、第二有杆腔和第二无杆腔，所述第二活塞杆与连接器的另一端连接；每所述整形液压缸均包括一整形活塞杆、第三有杆腔和第三无杆腔；当处于工作状态时，所述整形活塞杆伸出所述外筒；所述第三有杆腔与第二有杆腔连通，第三无杆腔与第二无杆腔连通。
[0012]进一步地，所述复数个整形液压缸形成沿所述外筒长度方向间隔且交错排列的复数个整形单元，每所述整形单元均包括四个呈“十”字形排列的整形液压缸。
[0013]进一步地，所述复数个整形液压缸构成沿圆周方向均匀布设的四排整形液压缸阵列，且每相邻两排整形液压缸阵列彼此交错设置。
[0014]进一步地，还包括一固定支架和一滑动调节机构，所述固定支架分别与整形器的一端、加压液压缸固定连接；所述滑动调节机构包括一固定座、一电动机、一丝杆和一顶锥机构；所述固定座具有V型滑轨，所述电动机驱动连接丝杆，所述丝杆上套设有一螺母；所述螺母与顶锥机构固定连接，且该顶锥机构可沿所述V型滑轨滑动设置。
[0015]进一步地，所述整形活塞杆的顶端为一卧式圆柱面。
[0016]本发明的优点在于:竹材整形时不会产生跳动、回弹、受力不均等现象，提高竹材整形的效率；内外部施力互相配合，整形效率高，整形效果好，有效提高竹材的圆直度，有效提高了可用竹材的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0018]图1是本发明中竹材内部施力整形装置的主视图。
[0019]图2是本发明中竹材内部施力整形装置的俯视图(局部剖视图)。
[0020]图3是本发明中整形器的一优选实施例的示意图。
[0021]图4是本发明中整形器的另一优选实施例的示意图。
[0022]图5是本发明竹材内外施力整形方法的施力方法示意图。
[0023]图6是本发明中内部整形力呈交错叠加方式的分布图。
[0024]图7是本发明中内部整形力呈螺旋式的分布图。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1，一种竹材内外施力整形方法，包括以下步骤:
[0026](I)选材:把毛竹截断为预设长度(一般为100?600mm)的竹段8，用打节机除去竹段8的内节隔，防止竹段8在高温下断裂，以及软化时能够均匀受热灭菌。
[0027](2)预处理:把竹段8置于密闭的高压容器内，加入软化剂，通过高温蒸汽加热lh，温度为90°C?100°C，压力0.2Mpa ;然后把将所述竹段8进行水洗，洗去泥沙和污垢；再将洗净的竹段8放入水温为60°C的恒温池恒温，防止旋切时泥沙伤刀和污染下文所述竹薄片。
[0028](3)上料:将竹段8套入到竹材内部施力整形装置100上，并与竹材内部施力整形装置100紧固连接；
[0029](4)整形:对所述竹段8进行高温蒸汽加热至90°C?100°C，用竹材内部施力整形装置100对竹段8的内部施加整形力，同时用竹材整形旋切一体机对该竹段8的外部施加连续线压力。
[0030]竹材整形旋切一体机对竹段8的外部所施加的外力为线接触力，以旋转的方式连续施加(见图5)。对竹段8的内部施力点，采用螺旋式(见图7)或交错叠加的方式(见图6)施加整形力。竹段8在内、外部力同时作用下变形，由于内部力采用了规则的排列方式，且对各个点施加均匀压力，保证内部受力的均匀性，使得变形后的竹段8能够保持整形后的形状不发生回弹，有效保证竹材的圆直度。
[0031](5)旋切:用竹材整形旋切一体机对所述竹段8进行单板旋切，旋切出竹薄片，再对竹薄片制定长度；其中，旋切出的竹薄片任一点的厚度误差< 0.03mm，且光滑、连片。
[0032](6)后处理:把竹薄片板夹在上下网带中间进行烘干，然后对竹薄片涂胶、热压和成型，即得成品；其中，上胶量为70?110g/m2，做到上胶均匀，竹薄片板不粘辊。；
[0033]热压的参数如下:压力5Mpa，温度为60°C，时间为40s。
[0034]请参阅图1-3所示，竹材内部施力整形装置100，包括一加压液压缸1、一液压泵站
2、一连接器3、一整形器4、一固定支架5和一滑动调节机构6 ;所述加压液压缸I包括一第一活塞杆11、一第一有杆腔12和一第一无杆腔13 ;所述液压泵站2与第一有杆腔12和第一无杆腔13分别连通；所述第一活塞杆11与连接器3的一端连接；所述整形器4包括一外筒41，及均位于所述外筒41内的一施力液压缸42、复数个整形液压缸43 ;所述施力液压缸42具有第二活塞杆421、第二有杆腔422和第二无杆腔423，所述第二活塞杆421与连接器3的另一端连接；所述第二有杆腔422和第二无杆腔423分别与液压泵站2连通，可用两端开闭式快速接头7与液压泵站2连通，以补充外筒41内泄露的液压油。液压泵站2为加压液压缸I提供压力油，为整形器4提供补油油液。所述整形器4采用闭式回路，进回油都在所述整形器4内部完成，结构紧凑，空气和杂质不易混入回路。
[0035]请再参阅图2-3，每所述整形液压缸43均包括一整形活塞杆431、第三有杆腔432和第三无杆腔433 ;当处于工作状态时，所述整形活塞杆431伸出所述外筒41，且所述整形活塞杆431的顶端为一圆平面，即与整形活塞杆431中心线垂直的卧式圆柱面，增加了整形活塞杆431端部与竹段8内壁的接触面积。所述第三有杆腔432与第二有杆腔422连通，第三无杆腔433与第二无杆腔423连通。
[0036]请再参阅图3，在一优选实施例中，所述复数个整形液压缸43a形成沿所述外筒41长度方向间隔且交错排列的复数个整形单元430a，每所述整形单元430a均包括四个呈“十”字形排列的整形液压缸43a ;如此设计，使各个整形液压缸43a的整形活塞杆431对待加工的竹段8(见图1)所述施加的内部整形力呈交错叠加方式(见图6)。
[0037]请再参阅图4，在另一优选实施例中，所述复数个整形液压缸43b构成沿圆周方向均匀布设的四排整形液压缸阵列430b，且每相邻两排整形液压缸阵列430b彼此交错设置；如此设计，使各个整形液压缸43b的整形活塞杆431对待加工的竹段8 (见图1)所述施加的内部整形力呈螺旋式(见图7)。
[0038]请再参阅图1-2，所述固定支架5分别与整形器4的一端、加压液压缸I固定连接；所述滑动调节机构6包括一固定座61、一电动机62、一丝杆63和一顶锥机构64 ;所述固定座61具有V型滑轨611，所述电动机62驱动连接丝杆63，所述丝杆63上套设有一螺母(未图示)；所述螺母与顶锥机构64固定连接，且该顶锥机构64可沿所述V型滑轨611滑动设置。所述滑动调节机构6起着固定整形器4的作用，同时方便更换、维修整形器4。
[0039]请再参阅图1和图3-4，当应用本发明工作时，开启液压泵站2，向固定于固定支架5上的加压液压缸I的第一有杆腔12 (第一有杆腔12位于加压液压缸I的右端)提供液压油，加压液压缸I的第一活塞杆11向第一无杆腔13方向(即向左)移动，通过连接器3带动施力液压缸42的第二活塞杆421向所述第二有杆腔422方向(即向左)移动，液压油由第二有杆腔422沿着整形器4的复数个外管道9流向整形液压缸43的第三有杆腔432，再由整形液压缸43的第三无杆腔433回流(沿着整形器4的内管道10)至施力液压缸42的第二无杆腔423内，从而所有整形活塞杆431回缩至原始位置。然后，开启电动机62，电动机62带动丝杆63转动，所述螺母拉动顶锥机构64沿着固定座61上的V型滑轨611向右侧移动，移动一定的距离后将待整形的竹段8 (已打通竹节)套入到整形器4的外筒41上；电动机62反转带动丝杆63转动，所述螺母拉动顶锥机构64沿着固定座61上的V型滑轨611向左侧移动，直至顶锥机构64顶着外筒41的右端部。最后，向加压液压缸I的第一无杆腔13供油，通过连接器3带动施力液压缸42的第二活塞杆421向第二无杆腔423方向(即向右)移动，液压油由第二无杆腔423(沿着整形器4的内管道10)流向整形液压缸43的第三无杆腔433，再由整形液压缸43的第三有杆腔432 (沿着所述外管道9)流回施力液压缸42的第二有杆腔422，从而所有整形活塞杆431伸出至待整形竹段8的内表面，并施加压力进行整形，整形结束后重复上述动作，取出整形好的竹段8。
[0040]本发明采用了内部施加压力的方法，将待整形竹段8紧固竹材内部施力整形装置100上，有效防止整形过程中竹段8跳动；按一定规则排列均匀施力的方法，可有效保持整形后竹材不回弹；整形液压缸43的整形活塞杆431顶部采用(卧式圆柱面)，增加了作用力，提高了整形质量；内外部施力互相配合，整形效率高，整形效果好，有效提高了可用竹材的利用率。
【权利要求】
1.一种竹材内外施力整形方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)选材:把毛竹截断为预设长度的竹段，用打节机除去竹段的内节隔； (2)预处理:把竹段置于密闭的高压容器内，加入软化剂，通过高温蒸汽加热lh，温度为90°C?100°C，压力0.2Mpa ;然后再把将所述竹段进行水洗，洗去泥沙和污垢，再将洗净的竹段放入水温为60 °C的恒温池恒温； (3)上料:将竹段套入到竹材内部施力整形装置上，并与竹材内部施力整形装置紧固连接； (4)整形:对所述竹段进行高温蒸汽加热至90°C?100°C，用竹材内部施力整形装置对竹段的内部施加整形力，同时用竹材整形旋切一体机对该竹段的外部施加连续线压力； (5)旋切:用竹材整形旋切一体机对所述竹段进行单板旋切，旋切出竹薄片，再对竹薄片制定长度； (6)后处理:把竹薄片板夹在上下网带中间进行烘干，然后对竹薄片涂胶、热压和成型，即得成品；其中，上胶量为70?110g/m2;热压的参数如下:压力5Mpa，温度为60°C，时间为40s。
2.如权利要求1所述的竹材内外施力整形方法，其特征在于:所述竹材内部施力整形装置包括一加压液压缸、一液压泵站、一连接器和一整形器；所述加压液压缸包括一第一活塞杆、一第一有杆腔和一第一无杆腔；所述液压泵站与第一有杆腔和第一无杆腔分别连通；所述第一活塞杆与连接器的一端连接；所述整形器包括一外筒，及均位于所述外筒内的一施力液压缸、复数个整形液压缸；所述施力液压缸具有第二活塞杆、第二有杆腔和第二无杆腔，所述第二活塞杆与连接器的另一端连接；每所述整形液压缸均包括一整形活塞杆、第三有杆腔和第三无杆腔；当处于工作状态时，所述整形活塞杆伸出所述外筒；所述第三有杆腔与第二有杆腔连通，第三无杆腔与第二无杆腔连通。
3.如权利要求2所述的竹材内外施力整形方法，其特征在于:所述复数个整形液压缸形成沿所述外筒长度方向间隔且交错排列的复数个整形单元，每所述整形单元均包括四个呈“十”字形排列的整形液压缸。
4.如权利要求2所述的竹材内外施力整形方法，其特征在于:所述复数个整形液压缸构成沿圆周方向均匀布设的四排整形液压缸阵列，且每相邻两排整形液压缸阵列彼此交错设置。
5.如权利要求2所述的竹材内外施力整形方法，其特征在于:还包括一固定支架和一滑动调节机构，所述固定支架分别与整形器的一端、加压液压缸固定连接；所述滑动调节机构包括一固定座、一电动机、一丝杆和一顶锥机构；所述固定座具有V型滑轨，所述电动机驱动连接丝杆，所述丝杆上套设有一螺母；所述螺母与顶锥机构固定连接，且该顶锥机构可沿所述V型滑轨滑动设置。
6.如权利要求2所述的竹材内外施力整形方法，其特征在于:所述整形活塞杆的顶端为一卧式圆柱面。
【文档编号】B27M1/08GK104476649SQ201410750870
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】徐云杰, 修树东, 柯臻臻, 赵旭飞 申请人:浙江农林大学暨阳学院