切削刀头、型材表面的木纹纹理切削装置及木纹加工设备的制作方法

1.本发明涉及型材表面木纹纹理加工技术领域，具体地涉及一种切削刀头、型材表面的木纹纹理切削装置及木纹加工设备。


背景技术：

2.为了适应市场的需要，现有的铝合金型材表面需要进行各种木纹印制，以提高使用铝合金型材制作的各种产品的美观度。目前铝合金型材表面木纹效果的主要处理技术为木纹纸转印技术。此种木纹转印技术存在以下几个方面的缺点：
3.1、木纹转印的铝合金型材表面木纹效果缺乏立体感；
4.2、木纹转印的铝合金型材表面木纹效果没有木纹纹理的真实触感。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服木纹转印的铝合金型材表面木纹效果缺乏立体感、和木纹转印的铝合金型材表面木纹效果没有木纹纹理的真实触感的问题，提供一种切削刀头、型材表面的木纹纹理切削装置及木纹加工设备，使加工后的型材，侧看有实木纹理立体效果，抚摸有实木纹理触感。
6.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种切削刀头，所述切削刀头包括位于上部的切削部和位于下部的用于连接切削电机的连接部，所述切削部设置为半球形，其球面上设置有多个相互平行的切削齿环，每个所述切削环中的凸起齿等间距分布，并且任意两个所述切削环中的齿间距相等。
7.本发明第二方面提供一种型材表面的木纹纹理切削装置，所述木纹纹理切削装置包括顶部敞口的内框架和外框架，所述内框架内固定安装有刀头朝上的切削机构，所述内框架上部的两侧通过销轴转动连接于所述外框架上，所述内框架的下部还设置有用于驱动所述内框架绕所述销轴往复摆动的摆动机构；
8.所述切削机构包括安装于所述内框架的底板上的切削电机、以及上述的切削刀头。
9.优选的，所述摆动机构包括固定安装于所述外框架外侧的摆动电机、固定安装于所述内框架外侧的齿条、固定安装于所述摆动电机的输出端并且与所述齿条啮合的齿轮，所述齿条设置为圆心与所述销轴的轴线重合的弧形齿条。
10.优选的，木纹纹理切削装置还包括套设于所述切削刀头外的刀头挡板，所述刀头挡板的顶面设置为圆心位于所述销轴的轴线上的弧形面，所述刀头挡板的顶部开设有通孔，以使得所述切削刀头的顶部能够突出所述刀头挡板。
11.优选的，所述刀头挡板由对称设置的左挡板和右挡板组成，所述左挡板和所述右挡板分别固定连接于所述内框架的左内壁和右内壁上。
12.优选的，所述切削电机的下端通过螺钉固定安装于所述内框架的底板上，并且所述切削电机与所述底板之间的设置有垫片，以调节所述切削刀头的高度。
13.优选的，所述外框架和内框架均是由两个侧板和一个底板组成的u型框架，底板和侧板通过螺钉固定连接。
14.本发明第三方面提供了一种型材表面的木纹加工设备，所述木纹加工设备包括机架、设置于所述机架两侧用于传输型材的滚轮、用于驱动所述滚轮的传输电机、设置于所述机架上方的工件压紧装置、以及安装于两个所述滚轮之间的上述木纹纹理切削装置，所述工件压紧装置用于抵压型材，以避免在纹理切削过程中型材向上活动。
15.优选的，所述工件压紧装置包括气缸和安装于所述气缸的活塞杆端头上的压轮。
16.优选的，所述木纹加工设备还包括安装于所述机架上的毛刺清除装置，用以清除型材表面切削产生的毛刺，所述毛刺清除装置设置于所述木纹纹理切削装置的下游。
17.优选的，所述木纹加工设备还包括安装于所述机架上的抛光装置，所述抛光装置设置于所述毛刺清除装置的下游。
18.本发明的有益效果在于：通过上述技术方案，将木纹纹理切削装置设置于型材下方，待切削的型材匀速从装置上方直线移动，当切削刀头与型材接触时，在切削电机驱动的驱动下，高速旋转的切削刀头会切除型材表现的材料形成凹痕。在切削电机控制切削刀头转动的同时，摆动机构会驱动整个内框架以及内框架的底板上安装的切削机构绕销轴往复摆动，即切削刀头在高速旋转的同时，还复合有绕销轴往复摆动的动作，使得切削刀头上不同的切削齿环可以协同切削型材表面，以形成与原始木纹相似的切削纹路。经过本装置处理过的铝合金型材可再进行粉末喷涂木纹转印，电泳木纹转印，最终效果与真实木质纹理一致，侧看有实木纹理立体效果，抚摸有实木纹理触感，最大限度的使铝合金型材表面呈现实木效果，提高铝合金型材以实木形式应用的范围。
附图说明
19.图1是本发明中切削刀头的主视示意图；
20.图2是本发明中切削刀头的俯视示意图；
21.图3是本发明中木纹纹理切削装置的整体结构示意图；
22.图4是图3的拆分示意图；
23.图5是图3的左视示意图(图中展示了切削结构摆动至不同位置的状态)；
24.图6是本发明中木纹加工设备的整体结构示意图；
25.图7是本发明中毛刺清除装置的整体结构示意图；
26.图8是图7的拆分示意图；
27.图9是本发明中抛光装置的整体结构示意图。
28.附图标记说明
29.1-切削刀头，2-切削齿环，3-内框架，4-外框架，5-销轴，6-切削电机，7-摆动电机，8-齿条，9-齿轮，10-刀头挡板，11-机架，12-滚轮，14-工件压紧装置，15-型材，16-气缸，17-压轮，18-毛刺清除装置，19-木纹纹理切削装置，20-抛光装置，21-毛刺清除框架，22-钢刷滚轮，23-滚轮皮带轮，24-毛刺清除电机，25-电机皮带轮，26-同步传送皮带，27-抛光毡滚轮。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
31.在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、顶、底、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
32.本发明第一方面提供一种切削刀头，如图1、图2所示，切削刀头1包括位于上部的切削部和位于下部的用于连接切削电机6的连接部，切削部设置为半球形，其球面上设置有多个相互平行的切削齿环2，每个切削环中的凸起齿等间距分布，相邻凸起齿之间的空隙为齿槽，并且任意两个切削环中的齿间距相等。
33.将切削刀头1的下部固定安装于电机的转轴上，可通过改变切削刀头1的倾斜角度，在型材15的表面切削出的不同纹路，切削时，凸起齿起到切除材料的作用，而齿槽则起到排屑的作用。任意两个相邻的切削齿环2的半径差设置为相等。
34.本发明第二方面提供一种型材表面的木纹纹理切削装置，如图3、图4、和图5所示，木纹纹理切削装置19包括顶部敞口的内框架3和外框架4，内框架3内固定安装有刀头朝上的切削机构，内框架3上部的两侧通过销轴5转动连接于外框架4上，内框架3的下部还设置有用于驱动内框架3绕销轴5往复摆动的摆动机构；需要注意的是，内框架3的底部应当与外框架4的底部保持一定间距，避免内框架3的摆动时与外框架4发生碰撞。
35.切削机构包括安装于内框架3的底板上的切削电机6、以及上述的切削刀头1。
36.使用该木纹纹理切削装置19时，将该装置设置于型材15下方，待切削的型材15匀速从装置上方直线移动，当切削刀头1与型材15接触时，在切削电机6驱动的驱动下，高速旋转的切削刀头1会切除型材15表现的材料形成凹痕。
37.在切削电机6控制切削刀头1转动的同时，摆动机构会驱动整个内框架3以及内框架3的底板上安装的切削机构绕销轴5往复摆动，即切削刀头1在高速旋转的同时，还复合有绕销轴5往复摆动的动作，使得切削刀头1上不同的切削齿环2可以协同切削型材15表面，以形成与原始木纹相似的切削纹路。应当注意的是，切削纹理不宜过深，最好控制在0.1-0.5mm之间。经过本装置处理过的铝合金型材15可再进行粉末喷涂木纹转印，电泳木纹转印，最终效果与真实木质纹理一致，侧看有实木纹理立体效果，抚摸有实木纹理触感，最大限度的使铝合金型材15表面呈现实木效果，提高铝合金型材15以实木形式应用的范围。
38.作为本发明的一种实施方式，摆动机构包括固定安装于外框架4外侧的摆动电机7、固定安装于内框架3外侧的齿条8、固定安装于摆动电机7的输出端并且与齿条8啮合的齿轮9，齿条8设置为圆心与销轴5的轴线重合的弧形齿条。
39.摆动电机7可设置为伺服电机，伺服电机驱动齿轮9往复转动，齿轮9在转动时会使与其啮合的齿条8往复摆动，由于齿条8固定连接于内框架3的外侧，所以齿条8会带动内框架3以及内框架3内安装的切削机构往复摆动。通过齿轮9以及安装在内框架3上的齿条8配合，齿条8距离销轴5的距离较大，摆动力臂较大，减轻伺服电机的负载。也可以使用其他摆动机构，例如在销轴5上安装大齿轮，通过链条将大齿轮与电机上的小齿轮连接，直接驱动销轴5转动，带动内框架3和切削机构转动。
40.作为本发明的一种实施方式，为了保护切削刀头1，木纹纹理切削装置19还包括套
设于切削刀头1外的刀头挡板10，刀头挡板10的顶面设置为圆心位于销轴5的轴线上的弧形面，刀头挡板10安装于内框架3上，随内框架3和切削结构同步摆动。将刀头挡板10的顶面设置为与销轴5同轴线的弧形面可以使得在摆动时，刀头挡板10与型材15的间距始终不变，避免刀头挡板10与型材15发生干涉。刀头挡板10的顶部开设有通孔，以使得切削刀头1的顶部能够突出刀头挡板10，使得切削刀头1可以正常的执行切削工作。
41.作为本发明的一种实施方式，刀头挡板10由对称设置的左挡板和右挡板组成，左挡板和右挡板分别固定连接于内框架3的左内壁和右内壁上，固定连接方式可采用螺钉连接，为了便于安装，螺钉从内框架3外侧先后进入内框架3和刀头挡板10。
42.作为本发明的一种实施方式，切削电机6的下端通过螺钉固定安装于内框架3的底板上，并且切削电机6与底板之间的设置有垫片，可通过控制垫片的厚度，来调节切削刀头1的高度。控制垫片的厚度可采用更换不同厚度的垫片、或增减垫片数目的方式。
43.由于切削刀头1在转动的同时复合有往复摆动的动作，因此当切削刀头1上部的球形面的球心偏离销轴5的轴线时，切削刀头1在摆动过程中，对型材15的切削深度是由深变浅、由浅变深，不断的循环，以形成深浅不一的纹路，更加贴合原始木纹。通过改变切削刀头1的高度，可以改变最大切削深度和最小切削深度。
44.作为本发明的一种实施方式，外框架4和内框架3均是由两个侧板和一个底板组成的u型框架，底板和侧板通过螺钉固定连接。
45.本发明第三方面提供了一种型材表面的木纹加工设备，如图6所示，木纹加工设备包括机架11、设置于机架11两侧用于传输型材15的滚轮12、用于驱动滚轮12的传输电机、设置于机架11上方的工件压紧装置14、以及安装于两个滚轮12之间的上述木纹纹理切削装置19，工件压紧装置14用于抵压型材15，以避免在纹理切削过程中型材15向上活动。
46.使用该木纹加工设备在型槽表面切削木纹时，首先将型材15放置于机架11上，应当注意的是，为保证木纹纹理切削装置19能够从型材15的一端切削至另一端，型材15需要从木纹纹理切削装置19的上游放入(本发明中，上游和下游是根据接触型材15的先后顺序确定的，在型材15移动过程中，先接触型材15的为上游，后接触型材15的为下游)。另外，滚轮12的数目应当根据型材15的长度而定，型材15越短、滚轮12应当设置的越密集，在没有其他辊状结构的配合时，型材15应当至少同时与两个滚轮12接触，以保持型材15平稳。同时工件压紧装置14伸长，从型材15上方压紧型材15，避免在切削过程中，型材15在竖直方向上发生活动，影响与切削刀头1的接触，进而导致切削效果不理想。
47.传输电机可设置为伺服电机，通过改变转速可以控制型材15的移动速度。伺服电机驱动滚轮12转动使型材15在机架11上向前移动，使型材15的底面接触切削刀头1，当型材15整体越过切削刀头1时，即完成木纹切削工作。
48.作为本发明的一种实施方式，工件压紧装置14包括气缸16和安装于气缸16的活塞杆端头上的压轮17。气缸16的活塞杆伸出，带动压轮17下移，压在型材15的上表面；切削完成后，活塞杆收回。
49.作为本发明的一种实施方式，如图6、图7和图8所示，木纹加工设备还包括安装于机架11上的毛刺清除装置18，用以清除型材15表面切削产生的毛刺，毛刺清除装置18设置于木纹纹理切削装置19的下游。毛刺清除装置18包括由三个板体固定连接而成的毛刺清除框架21，毛刺清除框架21固定安装于机架11上，毛刺清除框架21通过轴转动连接钢刷滚轮
22，钢刷滚轮22的轴上连接有滚轮皮带轮23，毛刺清除框架21的底板上安装有毛刺清除电机24，毛刺清除电机24的输出轴上连接有电机皮带轮25，电机皮带轮25和滚轮皮带轮23通过同步传送皮带26连接。
50.作为本发明的一种实施方式，如图6和图9所示，木纹加工设备还包括安装于机架11上的抛光装置20，抛光装置20设置于毛刺清除装置18的下游。抛光装置20的结构与毛刺清除装置18相同，只是将钢刷滚轮22置换成了抛光毡滚轮27。
51.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，例为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种切削刀头，其特征在于，所述切削刀头(1)包括位于上部的切削部和位于下部的用于连接切削电机(6)的连接部，所述切削部设置为半球形，其球面上设置有多个相互平行的切削齿环(2)，每个所述切削环中的凸起齿等间距分布，并且任意两个所述切削环中的齿间距相等。2.一种型材表面的木纹纹理切削装置，其特征在于，所述木纹纹理切削装置(19)包括顶部敞口的内框架(3)和外框架(4)，所述内框架(3)内固定安装有刀头朝上的切削机构，所述内框架(3)上部的两侧通过销轴(5)转动连接于所述外框架(4)上，所述内框架(3)的下部还设置有用于驱动所述内框架(3)绕所述销轴(5)往复摆动的摆动机构；所述切削机构包括安装于所述内框架(3)的底板上的切削电机(6)、以及权利要求1所述的切削刀头(1)。3.根据权利要求2所述的一种型材表面的木纹纹理切削装置，其特征在于，所述摆动机构包括固定安装于所述外框架(4)外侧的摆动电机(7)、固定安装于所述内框架(3)外侧的齿条(8)、固定安装于所述摆动电机(7)的输出端并且与所述齿条(8)啮合的齿轮(9)，所述齿条(8)设置为圆心与所述销轴(5)的轴线重合的弧形齿条。4.根据权利要求2所述的一种型材表面的木纹纹理切削装置，其特征在于，木纹纹理切削装置(19)还包括套设于所述切削刀头(1)外的刀头挡板(10)，所述刀头挡板(10)的顶面设置为圆心位于所述销轴(5)的轴线上的弧形面，所述刀头挡板(10)的顶部开设有通孔，以使得所述切削刀头(1)的顶部能够突出所述刀头挡板(10)。5.根据权利要求4所述的一种型材表面的木纹纹理切削装置，其特征在于，所述刀头挡板(10)由对称设置的左挡板和右挡板组成，所述左挡板和所述右挡板分别固定连接于所述内框架(3)的左内壁和右内壁上。6.根据权利要求2中的任意一项所述的一种型材表面的木纹纹理切削装置，其特征在于，所述切削电机(6)的下端通过螺钉固定安装于所述内框架(3)的底板上，并且所述切削电机(6)与所述底板之间的设置有垫片，以调节所述切削刀头(1)的高度。7.一种型材表面的木纹加工设备，其特征在于，所述木纹加工设备包括机架(11)、设置于所述机架(11)两侧用于传输型材(15)的滚轮(12)、用于驱动所述滚轮(12)的传输电机、设置于所述机架(11)上方的工件压紧装置(14)、以及安装于两个所述滚轮(12)之间的权利要求2-7中的任意一项所述的木纹纹理切削装置(19)，所述工件压紧装置(14)用于抵压型材(15)，以避免在纹理切削过程中型材(15)向上活动。8.根据权利要求7所述的一种型材表面的木纹加工设备，其特征在于，所述工件压紧装置(14)包括气缸(16)和安装于所述气缸(16)的活塞杆端头上的压轮(17)。9.根据权利要求7所述的一种型材表面的木纹加工设备，其特征在于，所述木纹加工设备还包括安装于所述机架(11)上的毛刺清除装置(18)，用以清除型材(15)表面切削产生的毛刺，所述毛刺清除装置(18)设置于所述木纹纹理切削装置(19)的下游。10.根据权利要求9所述的一种型材表面的木纹加工设备，其特征在于，所述木纹加工设备还包括安装于所述机架(11)上的抛光装置(20)，所述抛光装置(20)设置于所述毛刺清除装置(18)的下游。

技术总结
本发明涉及型材表面木纹纹理加工技术领域，公开了一种切削刀头、型材表面的木纹纹理切削装置及木纹加工设备，所述木纹纹理切削装置包括顶部敞口的内框架和外框架，所述内框架内固定安装有刀头朝上的切削机构，所述内框架上部的两侧通过销轴转动连接于所述外框架上，所述内框架的下部还设置有用于驱动所述内框架绕所述销轴往复摆动的摆动机构；所述切削机构包括安装于所述内框架的底板上的切削电机、以及切削刀头。使加工后的型材，侧看有实木纹理立体效果，抚摸有实木纹理触感。抚摸有实木纹理触感。抚摸有实木纹理触感。


技术研发人员：张文超
受保护的技术使用者：张文超
技术研发日：2023.08.01
技术公布日：2023/9/14